DE2461562C3

DE2461562C3 - Gasadsorbergefäl)

Info

Publication number: DE2461562C3
Application number: DE2461562A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Calvin Kather; Michael Frederick Patterson
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1973-12-28
Filing date: 1974-12-27
Publication date: 1978-11-02
Also published as: US3925041A; CA1034055A; DE2461562B2; DE2461562A1; JPS5098479A; FR2255937A1; JPS532829B2; FR2255937B1; IT1030088B; GB1491029A

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasadsorbergefäß mit einem starren Außengehäuse, einem darin untergebrachten Adsorberbett, einer sich gegen die Innenfläche des Gehäuses und die Außenfläche des Adsorberbettes anlegenden Adsorberbettabstützung, sich durch die Bodenwand und die obere Wand des Gehäuses hindurcherstreckenden Gaskanälen und einer an der Gehäuseinnenwand anliegenden Isolierschicht.

Es ist bekannt (US-PS 19 89 206), bei einem solchen Gasausorbergefäß die Isolierschicht zwecks elektrischer Isolation des Adsorberbettes gegenüber den Gefäßwänden und/oder Masse aus einem Gummi-Isoliermaterial auf einer Textilunterlage auszubilden.

Bei Adsorptionsanlagen läßt man im allgemeinen die Adsorption im Gasadsorbergefäß fortschreiten, bis ein vorbestimmter Bruchteil der Adsorptionsmittelkapazitat ausgenutzt ist. Das adsorbierte Gas wird dann aus dem Adsorptionsmittel ausgetrieben, indem der Systemdruck rasch abgesenkt und/oder die Systemtemperatur erhöht wird. Da die Adsorption in der Regel von der Temperatur stärker als vom Druck abhängt, wird in vielen Fällen mit einem Temperaturkreisprozeß gearbeitet, um adsorbiertes Gas aus dem Adsorptionsmittelsubstrat auszutreiben.

Es ist bekannt, bei mit einem Wärmekreisprozeß

arbeitenden Adsorptionssystemcn für das der Regenerierung dienende Aufwärmen einen erhitzten Gasstrom durch das Adsorberbeu hindurchzuleiten und anschließend das Ben durch einen kalten Gasstrom abzukühlen. Hat das Gasadsorbergefäß massive Meiallwände, bewirken die hohen Wärmekapazitäten, daß sich die Wände innerhalb vernünftiger Zeitdauern nichi in geeigneter Weise aufheizen und abkühlen. Daher neigt der nahe den Gefäßwänden befindliche Teil des Bettes dazu, auf einer Temperatur zu verharren, die sich von der Temperatur des übrigen Teils des Bettes unterscheidet und die für erhebliche Zeitspannen während dem Abkühlen und der Adsorption höher sowie während der dem Regenerieren dienenden Aufheizung niedriger ist. Infolgedessen wirkt die Gefäßwand während der Adsorption als Wärmequelle sowie während der Regenerierung als Wärmesenke. Der Wärmesenkeneffekt erfordert eine erhöhte Regenerationsdauer, um das Adsorptionsmittel nahe der Wand zu regenerieren: wird die Taktdauer ohne Rücksicht auf den Wandeffekt festgelegt, kann es vorkommen, daß keine brauchbare Regenerierung erzielt wird. Auf Grund des Wärrmquc!- leneffektes ist die Adsorption nahe der Wand schwach, so daß sich die Adsorptionsfront in diesen Bereichen rascher durch das Bett hindurchbewegt. Wird dieser Wandeffekt bei der Wahl der Taktdauer nicht berücksichtigt, kann es während der Adsorptionsphase frühzeitig zu einem Durchbruch von Verunreinigungen kommen. Zieht man diesen Effekt aber in Betracht, muß die Takldauer verkürzt werden: die Ausnutzung des Bettes ist nur gering.

Bei Tieftemperaturanlagen, beispielsweise Vorreinigern von Luftzerlegungsanlagen zum Abtrennen von Kohlenstoffdioxid, Wasserdampf und Kohlenwasserstoffen bei Raumtemperatur wirken nicht nur die metallischen Gefäßwände als Wärmesenke und Wärmequelle, sondern dringt außerdem in das Gefäß während der Adsorption ständig Wärme ein, weil die Einsatzluft eine Temperatur hat, die für gewöhnlich etwas unterhalb der Außentemperatur liegt. Es ist daher vorteilhaft, das Adsorberbett mittels einer Wärmeisolation gegenüber der Wand zu isolieren. Die Prozeßkosten für das Aufheizen und Kühlen eines nicht isolierten Gefäßes machen nämlich in Verbindung mit den nachteiligen Auswirkungen auf die Adsorptionsmittelkapazität infolge der Wärmequellen- und Wärmesenkeneigenschaften das nicht isolierte Gefäß wirtschaftlich uninteressant. Der starke Einfluß der Temperatur auf die Adsorptionsmittelkapazität begünstigt zwar eine thermische Regenerierung pegenüber einer Drückregenerierung, führt aber zu erheblichen Nachteilen, falls ein merklicher Teil des Bettes während des Kreisprozesses den vorgesehenen Temperaturbereich nicht voli durchläuft. So können die auf die Wandwärmekapazität zurückzuführenden Effekte eine Erhöhung der Adsorberbettgröße bis zu 30% erfordern. Das größere Bett kann verbunden mit den höheren Anforderungen bezüglich der Erwärmung und Abkühlung der Gefäßwände den für die Regenerierung erforderlichen Gasdurchsatz um 50% gegenüber einem isolierten Gefäß erhöhen.

Es ist bekannt, das Eindringen von Wärme in das Vorreinigergefäß von Tieftemperatur-Luftzerlegungsanlagen durch eine Wärmeisolation an der Außenseite des Gefäßes zu verhindern. Auf diese Weise läßt sich jedoch das inerte Wärmcproblem nicht lösen. Derartige Gefäße arbeiten vielmehr mi< vergleichsweise niedrigen Adsorptions-Gesamtwirkungsgraden, wobei die Wirkungsgrade in den Wandbereichen des Adsorberbeties besonders schlecht sind. Die Ausbildung einer gleichförmigen Tempzratur im Bett kann während der Adsorption eine beträchtliche Zeitdauer, in einigen Fällen bis zu einem Viertel des gesamten Arbeitsspiels, erfordern.

Im Falle einer inneren Wärmeisolation derartiger Gefäße liegt die Hauptgeschwindigkeit darin, das Gas daran zu hindern, das Adsorberbett durch die Isolation

ίο hindurch zu umgehen. Das Nebenstromverhältnis, definiert als die Gasdurchflußmenge durch die Wärmeisolation dividiert durch die Gasdurchflußmenge durch das Adsorberbeu erlaubt eine Beurteilung der Wirksamkeit von inerten Isolationsanordnungen, wenn es mit maximal zulässigen Konzentrationen an selektiv abgetrennten Bestandteilen des Einsatzgases in dem das Adsorberbett verlassenden Strom in Bezug gebracht wird. Bei einer Luftzerlegungsanlage, die ein gasförmiges Produkt in Form von 1090 t Οι/Tag liefert (bei einer Durchflußmertge der Einsatzluft von 1,94 - 10⁵m^J/h). kann bei einer maximal zulässigen COi Konzentration in dem das Adsorberbett verlassenden Gastrom von 0.03 ppm der obere Grenzwert für das Nebenstromverhältnis bei beispielsweise ungefähr 1/13 000 u^d vorzugsweise bei ungefähr 1/30 000 liegen. In qualitativer Hinsich: erfordert dieser Wert des Nebenstromverhältnisses einen Isolationsaufbau, der für einen hohen Widerstand (geringe Durchlässigkeit) gegenüber dem Gasstrom sorgt.

jo Es ist bekannt, zur Wärmeisolation von aufrecht stehenden Adsorberbetten eine lotrechte zylindrische Innenverkleidung aus rostsicherem Stahl zu verwenden, die am Oberteil des Gefäßes aufgehängt ist, und den Raum zwischen der Innenverkleidung und den Gefäß-

J5 wänden mittels Glasfasermatten zu isolieren. Durch dichte Anbringung des Endes der Stahlinnenverkleidung an der Oberseite des Gefäßes wird die Ausbildung eines Nebenstroms verhindert. Weil die Wärmeleitfähigkeit der Stahlinnenverkleidung recht hoch ist, muß diese aber so dünn sein, daß das Adsorberbett nicht den starken Wärmeeffekten ausgesetzt ist, die mit der äußeren Gefäßwand verbunden sind. Dies führt zu konstruktiven Problemen, da es schwierig ist. derartige Innenverkleidungen für einen Wärmekreisprozeö und für einen auf Bettdruckabfall zurückzuführenden inneren Unterdruck auszulegen und gleichwohl die gewünschte geringe Materialstärke zu erreichen. Daneben ist eine solche Anordnung mechanisch kompliziert und kostspielig. Die geschilderte Art der Innenverklsidung ist noch problematischer bei einem waagerecht liegenden Gefäß, weil es äußerst schwierig ist, eine Innenverkleidung für große geometrische Abmessungen und bei mehr oder minder unregelmäßiger Gestall zu konsti jieren, die den thermischen Beanspruchungen standhält, die bei großen überstrichenen Temperaturbereichen auftreten.

In der Praxis hängt die konstruktive Ausgestaltung eines Adsorbergefäöes, ob nun waagerecht oder lotrecht angeordnet, von der erforderlichen Querschnittsfläche des Bettes ab. Aus Transportgründen hat der Durchmesser des Adsorbergefäßes in der Praxis einen oberen Grenzwert von im allgemeinen etwa * m. Dementsprechend liegt der zulässige maximale Adsorberbettdurchmesser bei ungefähr 3,7 m. Wird der oben erläuterte Aufbau bei Adsorberbetten für Tieftemperatur-Luftzerlegungsanlagen angewendet, die eine Kapazität von mehr als 270 bis 450 t 02/Tag haben, kann sich der Bettdurchmesser von 3,7 m als unzureichend

erweisen, um den gewünschten Arheilspunkl (prozentiialc Anniihrungaiulic Ausbildung eines lließbetles)zu erreichen. Um gleichwohl den erforderlichen Quer schnitt /ti erzielen, müssen mehrere aufrecht siehende Ciefiiße parallel geschaltet oder muli auf eine waagerechte Bellaiisbildimg übergegangen werden. Mehrere aufrecht stehende Ciefiiße sind in der Kegel wesentlich kostspieliger als ein/eine waagerecht angeordnete Gefäße. Bei groüvolumigcn Tieftempcratur-Luflzerlc gungsanlagen stellen daher waagerecht angeordnete l.uftvorreinigergefäße die zweckmäßigste Ausbildung dar.

Unabhängig von tier geometrischen Auslegung und tier Ausrichtung eines für einen Wärmekreisprozesses bestimmten GasadsorbergefälJes soll die inerte Wärme isolationsanordnung das Adsorberbelt gegen die thermischen Effekte schützen, die auf die Ciefiißwand und tlas Eindringen \on Wiin.ie zurückzuführen sind. Sie soll außerdem verhindern, daß wesentliche Anteile ties Einsaizgases this Adsorberbelt umgehen Die Warmeisolation muli den für die Regenerierung ties Adsorplionsmittels chiiiakterislischeii Temperaturen, der darauf zurückzuführenden Expansion und kontraklion gegenüber der Adsorbergefiißwand und den Driickän· derungen standhallen, die mit der zyklischen Tempera turänderiiiig verbunden sind Die Wärmeisolation muß außerdem an die Gefäßkonstruklion anpaßbar sein. Da A.i.Di'bergefäße überlicherweise mit gebogenen Wänden ausgestaltet sind, muß eine Wärmeisoh:,,.,ii ocmitzl w eitlen.die an these Krümmung angepaßt werden kann.

Die üblicherweise verwendeten Wänneisolaloren lassen sich allgemein in zwei Gruppen einteilen, und zwar auf der einen Seite an OrI und Stelle ausgeformte Werkstoffe, die sich der geometrischen form des Trägers während des Einbaus anpassen, und auf tier anderen Seile starre vorgeformte Werkstoffe. Eine mittels Zemeni festgelegte, an Ort und Stelle ausgeformte Isolation könnte angesichts der gekrümmten Hächen als ,ittraktive Lösung bei Adsorbergefiißen für thermische Kreisprozesse erscheinen. Die meisten der zu dieser Kategorie gehörenden Faserwerkstoffe sind jedoch zu porös: sie würden für Luftzerlegungsanwcntlungen übermäßig hohe Nebenstromvcrhällnisse verursachen. Gewisse Zcmcntwerkstoffc haben zwar eine brauchbar niedrige Durchlässigkeit, aber relativ hohe Dichte und hohe Wärmeleitfähigkeit. Außerdem schrumpfen viele dieser Zemente während der Aushärtung, so daß es zu Rißbildungen kommen kann. Des weiteren können Wärmerisse während des Durchlaufens der Wärmezyklen entstehen.

Zahlreiche siarre vorgeformte Isolierstoffe haben einen mehr als ausreichenden Strömungswiderstand und wurden zu niedrigen Nebenstromverhältnissen führen. Ks ist jedoch schwierig, sie an die gekrümmten Flächen des Adsorbergefäßes anzupassen. Eine maschinelle Bearbeitung oder eine vorausgehende Formgebung für die starre Isolation derart, daß ein exakter Sitz an den Gefäßwänden erreicht wird, scheidet aus Kostengründen aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gasadsorbergefäß mit interner Wärmeisolation zu schaffen, das im Bereich der Wärmeisolation ein niedriges Nebenstromverhältnis hat und das gleichwohl verhältnismäßig einfach und kostensparend aufgebaut werden kann. Das Gefäß soll sich für liegenden Einsatz, insbesondere für die Vorreinigung von Einsatzluft in groß volumigen Tief tempera tür-Luftzerlegungsaniagen. eignen.

Diese Aufgabe wird beim Gasadsorbergeläß tier eingangs genannten An cilindungsgemäB dadurch gelöst, daß die Isolierschicht als kompressible I aseischichl aus wärmeisolierendem Werkstoff mit einem Faserdurehmesser von weniger als 20 inn und einer l'orositäl im nichlkomprimierten Zustand von mehr als (W) ausgebildet iM. daß die Faserschicht von tier Innenseile her durch mehrere starre vorgeformte, innerhalb der Faserschicht sitzende, ebene l'lalten aus wärmeisolierendem Werkstoff mit einer Durchlässigkeil von weniger als 14.2 m- · bar. bezogen auf l.ufl von 21"C". abgedeckt ist. wobei die vorgeformien l'lalten seitlich und an den Enden aneinander anstoßend angeordnet sind und die querlaufentlen Spähe zwischen ihrer Außenfläche und der Gehiiuscinncnllachc nicht größer als 12.7 nun sind, und daß tlie aus tier Faserschicht und ilen vorgeformien Planen besiehende Anordnung derart an Ort und Stelle gehalten und nach außen gegen tue Gcliäuseinnenfläche angepreßt ist. daß ■Jas Verhältnis der Dichte tier I aserschichl im zusammengedrückten Zustand zur Dieme der Faserschicht im nicht zusammengedrückten Zustand inindc siens 1.5 beträgt.

Hei einem solchen Gasadsorbergefäß werden im wesentlichen gleichförmige Temperalurprofile am AtI sorberbell während tier Adsorption und der Regenerierung trotz der zyklischen Teniperauii änderungen' a"f'"':Jilerhaltcn. Es lassen sich extrem "i^iiige Nebenstromverhällnisse erreichen, beispielsweise ein Nebensiromverhällnis von 1/40 000. Das Gasadsorbergefäß nach der Erfindung kann ferner verhältnismäßig einfach und kostensparend moniie^r .erden: alle erforderlichen Einzelleile stehen handelsüblich zur Verfugung.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die vorgeformten Platten in mehreren Reihen ausgerichtet, die senkrecht zu der Richtung des Gasstromes durch das Adsorberbelt verlaufen, wobei die einander anstoßenden Enden der Platten parallel /u der Gasströmungsrichtung liegen und in quer benachbarten Reihen gegeneinander in Querrichtung versetzt sind. Dadurch wird Gas. das in eine zur Gasströmiingsnchtiing parallele Stoßfuge eindringt, zur Rückkehr in das Adsorberbett gezwungen.

Um für eine besonders geringe Gasdurchlässigkeit zu sorgen, liegt vorzugsweise der Faserdurchmesser der kompressiblen Faserschicht unter lOiim. ist die Porosität der kompressiblen Faserschicht in nicht zusammengedrücktem Zustand größer als 0,98 und beträgt das Verhältnis der Dichte der kompressiblen Faserschicht im zusammengedrückten Zustand zur Dichte im nicht zusammengedrückten Zustand mindestens 4.0.

Ein brauchbarer Sitz der Platten läßt sich mit beschränktem Aufwand dadurch erzielen, daß die Außenseite der vorgeformten Platten mindestens teilweise entsprechend der Innenfläche des starren Außengehäuses profiliert ist.

Extrem niedrige Nebenstromverhältnisse lassen sich erreichen, wenn die kompressible Faserschicht aus Glasfasern mit einem Faserdurchmesser von 1,0 μπι hergestellt ist und im nicht zusammengedrückten Zustand eine Porosität von 0,996 hat.

Als besonders zweckmäßig erwiesen sich starre vorgeformte Platten aus glasfaserverstärktem Kalziumsiükat. die eine Durchlässigkeit von 0.09 m²/h - bar. bezogen auf Luft von 21⁰C haben.

Im Hinblick auf das erwünschte niedrige Neben-

sliomverhällnis beträgt die Gasdiirchlässigkeit der vorgeformten Platten vorteilhafter« eise höchstens 'm», der Gasdurchlässig^·!! der kompressiblen Faserschicht.

Hei vorgegebenem Nebenstromvcrhältnis kann eine noch höhere (jasreinheil dadurch erzielt werden, daß zwischen den aneinander anstoßenden Seilen von vorgeformten Platten in ilen einander in Querrichtung benachbarten Plaltenreihen (jasumlenk- und -sperrgliecler zum Zurückleiten von das Adsorbcrbelt umgehendem Gas in das Adsorberbett vorgesehen sind. (derartige Ciasiimlenk- und -sperrglieder können einfach aus Metallfolie!) oiler -blechen bestehen, die am einen linie an der Gehäuseinnenfläehe gasdicht befestigt sind und sich nach :.ncr- zwischen die aneinander auslohenden Seilen der vorgeformten Platten erstrecken, wahl etui das andere LmIe benachbart dem Adsorberbett liegt.

Ihn l-insatzgas möglichst wirkungsvoll an einem I !iiigehen des Adsorberbetles zu hiiulern. ist vortcilhal- '■ .i'.e eine kompressible l'aserlörmige VViirmeisola-Hon mindcsij;". "vischen den aneinander anstoßenden Linien benachbarter vorgeformter Planen angeordnet. Die quer verlautenden Spalte zwischen der Gehäuse innenfläche und der Außenfläche der vorgeformten Planen si ml vorzugsweise höchstens 1.39 mm gmß.

Die l'lrfincluug ist im folgenden an Hand v mi bevorzugten Ausfiiliriingsbeispielen näher erläutert. In den /eichnungen zeigt

I i g. I einen Längsschnitt durch ein waagerecht liegendes Ci asadsorbergefäß.

l^:ig. 2 einen Querschnitt lies Cjasadsorbergefäßes entsprechend di:r I .inie 2-2 der I' ig. I.

(■'i g. 3 in größerem Maßstab einen Teil der Darstellung nach I-'i g. 2. wobei die Montage der kompressiblen laset schicht und der starren vorgeformten Wärmeisolationsplatten an der Seite der Gehäuseinnenwand zu erkennen ist.

F i g. 4 drei Stufen der bevorzugten Art der Anbringung der Wärmeisolationsanordnung an der Gehäusein neu w and.

F i g. 5 eint perspektivische Ansicht eines für das waagerecht angeordnete Gasadsorbergefäß nach Fig. 1 geeigneten unteren Gasvertcilcrs. wobei einzelne Teile weggeschnitten sind.

F i g. 6 einen Querschnitt des Gasverteilers nach F i g. 5.

F i g. 7 ein schematisches Fließschema für eine als Vorreiniger einer Tieftemperatur-Luftzerlegungsanlage bestimmten Ausführungsform der Erfindung.

F i g. 8 im Aufriß einen Schnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes aufrecht stehendes Gasadsorbergefäß. wobei Teile weggeschnitten sind, um das Adsorberbett und die das Adsorberbett umgebende Wärmeisolation erkennen zu lassen, und

F i g. 9 in größerem Maßstab eine Teildarstellung der Anordnung nach Fig. 8. die Einzelheiten des internen Isolationssystems entsprechend einer weiteren Abwandlung der Erfindung erkennen läßt, wobei Gasumlenkungen vorgesehen sind, um den das Adsorberbett umgehenden Gasstrom zum Adsorberbett zurückzuleiten.

Die F i g. 1 und 2 zeigen einen Längsschnitt und einen Querschnitt eines Gasadsorbers. der sich eignet. Luft von atmosphärischen Verunreinigungen zu reinigen, bevor eine Tiefternperatur-Luftzerlegung erfolgt. Das Gasadsorbergefäß weist ein zylindrisches Außengehäuse 10 auf. das im allgemeinen aus Metall, beispielsweise Kohlenstoffstahl, gefertigt ist. und dessen Längsachse

v-v waagerecht verläuft. Die gegenüberliegenden Luden des Gehäuses 10 sind mittels gewölbter Stirnseiten Il verschlossen. Hin Adsoiljcrbett 12. das beispielsweise aus stückigen Korpern aus Nalriumzeolilh-X (IJX) besteht, befindet sich innerhalb des Außengehäuses 10 und erstreckt sich vom einen zum anderen F.ndc desselben.

Zur Abstützung des Adsorberbeltes 12 ist eine mehrlagige Auflage 13 aus einem Gitter und Tragrosten vorgesehen, die unterhalb des Bette > sitzt und die Adsorplionsmiitelleilchen holt. Die Auflage Π wird ihrerseits von mehreren in Längsrichtung in Abstand voneinander angeordneten Trägern 14. die sich quer zum Außengehäuse erstrecken, sowie von Trägerabstüizungen 15 gehalten, die gegen die Gehäuseinnenfläclic anliegen. Gasdiirchlässe 1/ reichen durch die obere Wand lies Gehäuses hindurch. Lin Gasverteiler 18 verbindet untere Gasdurehliisse 16 über eine untere Kammer I9.f mit der Unterseite des Adsorberbeltes 12. während ein Gasverteiler 20 die oberen Gasduichlässc 17 über eine obere Kummer 19/' mit der Oberseite des Adsorberbettes verbindet. Kinsatzgas wird durch die unteren Gasdurehlässe hindurch eingeleitet und strömt über den Gasverteiler 18 von unten in das Adsorberbet: 12 ein: es durchläuft das Adsorberbett in Aufwärtsriclitting. wobei die selektiv abtrennbaren Komponenten abgeschieden v. erden. Das nichtadsorbierte Gas gelangt durch die Oberseile des Adsorberbetles und die obere Kammer 19/j hindurch zum Gasverteiler (oiler Kollektor) 20 und verläßt das Außengehäuse über die oberen Gasdtirehlässe 17. Der Linsatzgasstrom kann auch umgekehrt werden. Lrhitztes Spülgas, das der Desorption der selektiv abtrennbaren Komponenten dient, wird vorzugsweise im Gegenstrom zu dem zuvor eingespeisten fiinsatzgas durch das Adsorberbett 12 hindurchgeleitet.

Innerhalb des Gehäuses 10 werden zwei Arten von Wärmcisolationen benutzt. Eine kompressible Faserschicht 21 mit einem Faserdurchmesser von weniger als 20 um und einer Porosität im nicht zusammengedrückten Zustand von mindestens 0.95 liegt in der in F i g. 3 veranschaulichten Weise an der Innenfläche des Gehäuses an. Mehrere starre vorgeformte Platten 22 sitzen innerhalb der kompressiblen Faserschicht 21 und decken diese von der Innenseite her ab. Die Platten sind im wesentlichen eben. Sie haben zweckmäßigerweise eine quadratische oder rechteckige Form und erstrekken sich in Längsreihen vom einen zum anderen Ende des Adsorberbettes 12. Außerdem kann die obere Kammer 196 in der in F i g. 1 veranschaulichten Weise mit Hilfe einer Faserisolation 91. die an die Gehäuseinnenwand angeklebt ist, wärmeisoliert sein. Der Zweck dieser Isolation besteht darin, Wärmeverluste während der thermischen Regenerierung zu vermindern.

Die starren vorgeformten Platten 22 sollten eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 0.13 W/Km bei einer Temperatur von 177"'C haben: ihre Gasdurchlässigkeit beträgt vorzugsweise nicht mehr als Vioo derjenigen des zusammengedrückten Fasermaterials. Die vorgeformten starren Platten können vorzugsweise aus glasfaserverstärktem kolloidalem Kalziumsilikat gefertigt sein. Zu anderen geeigneten Werkstoffen gehören wärmebeständige Werkstoffe auf der Basis von Silizium- und Aluminiumoxiden, wie Aluminiumsilikat. Magnesiumsiüka!. Aluminiumoxid und Magnesäumalu minat. Um die vorliegend erforderlichen niedrigen Gasdurchlässigkeiten zu erzielen, sind die Platten 22 vorzugsweise aus einem Gefüge aus kolloidalen

Teilchen gefertigt, d. h. Teilchen mit Abmessungen von weniger als I um. Faserverslärkungen können zweckmäßig sein, um Platten von ausreichend hoher Festigkeil zu erhallen, die den beim Einbau erforderlichen Druckkräften widerstehen.

Mit geschlossenen /eilen versehene starre Schaumstoffe, beispielsweise Glasschaumstoffe, eignen sich bei gewissen Ausführungsformcn für die starren Platten 22: sie sind jedoch hinsichtlich der Temperatur- und Druckbeanspruclibarkeit begrenzt. Sie sollten infolgedessen nur in Adsorbent eingesetzt werden, in denen der Arbeitsdruck unterhalb der Druckfestigkeit des Werkstoffes liegt, die im allgemeinen weniger als I 3.8 bar betragt. Außerdem sind gesdilcsene /eilen aufweisende Schaumstoffe häufig auf Temperature erte beschränkt, die unterhalb der gewünschten Regener,ilionsheiziempcrattir des Adsorbers liegen. Aus diesen Ciründcn eignen sich die zur /eil auf dem Markt befindlichen Schaumstoffe mit geschlossenen /eilen nicht für Luflvorreiniger-Adsorber der vorliegend beschriebenen Art.

Obwohl die starren vorgeformten Platten 22 durch maschinelle Bearbeitung oder Gießen mit profilierten Außenflächen verschen werden konnten, um sich der Gehauseinnenfläche genau anzupassen, d. h. parallel zu dieser zu verlaufen, ist ein solches Vorgehen aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und Flexibilität nicht zufriedenstellend. Durch eine rohe Formgebung oder Profilierung der Außenfläche der starren Platten 22 läßt sich dagegen ein brauchbarer Sitz an der Innenfläche des Gehäuses 10 bei sehr beschränktem Aufwand erzielen. Dies kann entsprechend K i g. 3 beispielsweise in der Weise erreicht werden, daß die Kanten der Platten abgeschrägt werden, um den Spalt zwischen der Außenfläche der starren Platte und der Gehäuseinnenfläche möglichst kleinzuhalten. Mit anderen Worten, die Außenfläche der starren vorgeformten Platten 22 wird mindestens teilweise in eine der Gehäuseinnenfläche entsprechende Form gebracht.

Eine Wärmcisolation aus kompressiblem Faserwerkstoff kann auch zwischen mindestens den im wesentlichen parallel zur Richtung des Gasstromes verlaufenden aneinanderstoßenden F.nden benachbarter starrer vorgeformter Platten 22 vorgesehen werden, um das F.insatzgas möglichst weitgehend an einer Umgehung des Adsorberbettes 12 zu hindern. Bei der kompressiblen Isolation an den Stoßstellen der Platten handelt es sich vorzugsweise um die Außenkanten der kompressiblen Faserschicht 21. die in den in Fig. 4a-c veranschaulichten Weise umgebogen werden.

Die mit Faserisolation gefüllten Stöße zwischen den aneinanderstoßenden Enden der starren Platten 22 sind vorz.ugsweise nicht breiter als der Querspalt zwischen der Gehäuseinnenfläche und der Außenfläche der Platten 2Z d.h. nicht größer als 12.7 mm und vorzugsweise nicht größer als 1,59 mm.

Es sind geeignete Mittel erforderlich, um die aus der kompressiblen Faserschicht 21 und des starren vorgeformten Platten 22 bestehende Anordnung an Ort und Stelle zu halten und gegen die Innenfläche des Gehäuses 10 anzupressen, wie dies beispielsweise in den Fig. 3 und 4a—c, veranschaulicht ist. Diese Mittel umfassen vorzugsweise Stehbolzen 24 oder entsprechende vorstehende Teile, die an der Gehäuseinnenfläche befestigt, beispielsweise angeschweißt, sind, ferner Unterleg- oder Haltescheiben 25 und Befestigungselemente oder Muttern 28. Bei der Montage wird die komDressible Faserschicht 21 zunächst über den

Stehbolzen 24 gebracht und dann von diesem durchstoßen, worauf die starre vorgeformte Platte 22 aufgelegt wird, cli.· gleichfalls mittels des Stehbolzen«, durchstoßen wird.

Die kompressible Faserschicht ist vorzugsweise mit Bezug auf die starre vorgeformie Platte 22 derart bemessen, daß mindestens die äußeren linden der Faserschicht, die parallel zur Richtung der Gasströmung im Adsorberbett verlaufen, über die Fnden der starren Platte 22. diese überlappend eine ausreichende Strecke vorstehen, um bei der Endmontage der Mchrkomponenten-Wärmeisolationsanordnung von den anstoßenden F.nden benachbarter vorgeformter Platten gehalten und gegen diese angepreßt zu werden. Bei einer derartigen räumlichen Auslegung werden clic Enden tier kompressiblen Faserschicht 21 zu der oben erläuterten faserigen Wärmeisolation zwischen ilen aneinanderstoßenden Enden von in Längsrichtung benachbarten starren vorgeformten Platten 22. Statt dessen können auch gesonderte Streifen aus kompressiblem Fasermaterial zwischen die aneinander anstoßenden Enden von starren vorgeformten Platten 22 eingelegt werden. Es versteht sich, daß es zur Erzielung der gewünschten Gassperre zwischen aneinanderstoßenden Enden von in Längsrichtung benachbarten starren Platten nicht notwendig oder zweckmäßig sein kann, überlappende Enden der kompressiblen Faserschicht unter beiden benachbarten starren Platten 22 vorzusehen, die den Stoß bilden. Beispielsweise erstreckt sich bei der Ausführungsform nach F i g. 4e nur die linke Seite der kompressiblen Schicht 21 nach außen über die darüberliegcnde starre vorgeformte Platte 23 hinaus. Bei Anordnungen, die ein verhältnismäßig hohes Nebcnstromverhältnis. beispielsweise ein Verhältnis von 1/5000. zulassen, kann es sich außerdem als nicht erforderlich erweisen, eine kompressible l'ascrisolation zwischen aneinanderstoßenden Enden von starren vorgeformten Platten 22 vorzusehen. Andererseits wird dort, wo niedrige Nebcnstromverhältnisse. beispiclswcise Verhältnisse in der Größenordnung von 1/40 000. erforderlich sind, vorzugsweise mit einer derartigen kompressiblen Faserisolation gearbeitet.

Die mit einer Öffnung für den Stehbolzen 24 versehene Halteschcibe 25 wird dann über die Innenseite der starren vorgeformten Platte 22 gelegt, um die Druckbelastung großflächig zu verteilen und die Bruchgefahr kleinstmöglich zu halten. Dann wird auf die Haltescheibe 25 eine Druckkraft ausgeübt, die ausreicht, um die Dichte der kompressiblen Faserschicht 21 auf mindestens das 1.5fache und vorz.ugsweise auf mindestens das 4fache der Dichte im nicht zusammengedrückten Zustand zu erhöhen. Die Muttern 26 halten die Anordnung in der gewünschten Weise zusammengepreßt.

Die kompressible Faserschicht 21 und die starren vorgeformten Platten 22 haben vorzugsweise eine quadratische oder rechteckige Form. Sie sind in einem solchen Fall in mehreren längs verlaufenden Reihen ausgerichtet, die entsprechend Fig. 1 vom einen zum anderen Ende der Gehäuseinnenfläche verlaufen. Dabei sind vorzugsweise die aneinder anstoßenden Enden 27 und 28 innerhalb von in Querrichtung benachbarten Reihen 29 bzw. 30 in Querrichtung gegeneinander versetzt. Die aneinander anstoßenden Enden 27 und 28 liegen im wesentlichen parallel zur Richtung des das Adsorberbett durchlaufenden Gasstromes (ob dieser nun von unten nach oben oder von oben nach unten gerichtet ist). Dadurch, daß die quer verlaufenden Stöße,

die \ ijti .olchcn aneinanderstoßenden linden gebildet weiden, über die gesamte Isolationsanordnung hinweg gegeneinander vcrsel/l weiden, geriii Gas. das in einen bestimmten .Stoß einströmt, in eine Sackgasse: dieses • ms wird zur Rückkehr in das Adsorbcrbett gezwungen > (/weeks selektiver Adsorption mindestens einer Komponente), weil kein damit in Verbindung stehender Stoß vorhanden ist. F i g. I läßt erkennen, daß in der zur Richtung des Gasstromes senkrechten Längsrichtung (parallel zur Gchäuselängsachsc v-.v) die aneinander anstoßenden Seiten von in Längsrichtung benachbarten starren vorgeformten Platten vorzugsweise miteinander ausgerichtet sind, um den Aufbau zu vereinfachen. Die Gasströmung durch diese l.ängsstößc ist vernachlässigbar klein, da im Adsorberbell 12 in Längsrichtung r> keine Druekgrad en.en vorliegen.

Im Falle der Vorreinigung von Luft vor einer Tieftemperatur-l.uftzerlegung ist. wie aus dem folgen den Beispiel hervorgehl, das Nebensiromverhältnis von äußerster Wichtigkeit, Für eine 1090 ι C).>/Tag liefernde > <> Luft/erlegungsanlage. die 1.94- lO'm'/h Finsal/Iult mit 4.4" C und ?l.7 bar verarbeitet, die 390 ppm CO>. Wasserdampf beim Sättigungswert und kleine Mengen an Kohlenwasserstoffen enthält, sei ein Ncbenstromvcr hältnis im Vorreiniger-Adsorbcrbetl angenommen, ilas 2; den obenerwähnten Höchstwert von I/I J 000 hat. Die Kohlendioxidkonzcntralion in dem den Adsorber verlassenden Gasstrom beträgt in einem solchen lall 0.03 ppm. Selbst bei dieser niedriger. Konzentration wurden jährlich ungefähr 8.8 kg C().> in die Tieficmperatüranlage gelangen: die Wassermenge in dem vorgereinigten Einsatzgas wäre noch wesentlich höher. Diese Verunreinigungen verstopfen schließlich die Öffnungen der Dcstillationsböden derart, daß die Anlage außer Betrieb gesetzt, aufgetaut und heiß gespült werden muß. π g Mit der Anordnung nach der Erfindung lassen sich Nebenstromvcrhältnisse von nur t/40 000 erreichen, wodurch die Menge der sich ansammelnden Verunreinigungen auf ungefähr '/i des früher als akzeptabel erscheinenden Wertes herabgesetzt wird.

Die kompressible Faserschicht aus wärmeisolierendem Werkstoff muß Fasern aufweisen, deren Durchmesser kleiner als 20 um und vorzugsweise kleiner als 10 μηι ist. Im nicht zusammengedrückten Zustand muß die Porosität größer als 0.95 und vorzugsweise größer -n als 0,98 sein. Im eingebauten Zustand soll die Faserschicht derart zusammengepreßt sein, daß das Verhältnis ihrer Dichte im zusammengedrückten Zustand zur Dichte im nicht zusammengedrückten Zustand mindestens 1.5 und vorzugsweise mindestens 4.0 beträgt. |ede dieser Eigenschaften ist wichtig, um für eine Isolationsanordnung mit geringer Gasdurchlässigkeit zu sorgen. Hohe Durchlässigkeiten führen notwendigerweise zu hohen Nebenstromverhältnissen.

Wärmeisolationslagen aus Fasermaterial gelten allgemein als verhältnismäßig hoch durchlässig, d. h. sie haben von Natur aus einen porösen Aufbau. Durch Verwendung von Fasern mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser wird der Strömungswiderstand der Isolation wesentlich erhöht, was zu kleineren Durchlas- w> sigkeiten führt. Außerdem müssen die Fasern durch Zusammendrücken in eine dichte Packung gebracht werden können. Bekanntlich sind gewisse nicht zusammengedrückte Faserlagen mit verhältnismäßig hoher Dichte schwieriger zusammenzupressen und haben relativ dichte Werkstoffe eine vergleichsweise geringe Porosität. Diese Beziehung kann ausgedrückt werden als:

Porosität = I -I

/ scheinbare Dichte
\ wahre Dichte

wobei die scheinbare Dichte die Dichte des Werkstoffs mit den Hohlräumen und die wahre Dichte eine Kenngröße ties Werkstoffes ohne I lohlräumen ist.

Wenn die Porosität der Faserlage nahe den, unteren Grenzwert des brauchbaren Bereiches, d. h. nahe 0,95. liegt, ist auch das Verhältnis der Dichte der Lage im zusammengedrückten Zustand zur Dichte im nicht zusammengedrückten Zustand verhältnismäßig klein: es muß dann im Rahmen der Erfindung mindestens 1.5 betragen. Wie im folgenden noch näher erläutert ist. liefert eine Ausführungsform mit Faserschichten aus lasern mit einem Durchmesser von 1.0 um. die im nicht zusammengedrückten Zustand eine Porosität von 0.957 hat und mit einem Dichtekompressionsverhältnis von 1.5 einmontiert ist. ein Nebenstromverhältnis von 1/15 000. was für gewisse Gasadsorptionssvstenic brauchbar sein kann, aber für die LuftVorreinigung Im· Tiefiemperatur-l.uft/erleguiigsanlagen höher als erwünscht ist. Im allgemeinen sollte die Porosität der Faserschicht sehr hoch sein, um hohe Dichtekompressionsverhältnissc erzielen /11 können. Dementsprechend wird vorzugsweise mit einer Porosität im nicht zusammengedrückten Zustand von mehr als 0.98 und einem Dichteverhältnis von mindestens 4.0 gearbeitet.

Die kompressiblen Faserschichten bestehen vorzugsweise aus Cilasfasern. doch können auch andere Werkstoffe wie Asbest. Aluminiumo\id-Siliziumo\id und Nylon, verwendet werden, falls sie in Form von Faserschichten zur Verfügung stehen, die einen geeigneten Faserdurchmesser und die gewünschte Porosität haben und die im montierten Zustand auf d.is gewünschte Dichteverhältnis zusammengedrückt werden können.

Die starren vorgeformten Platten sollen so angeordnet und aufgebaut sein, daß die Querspalte ((< in I i g. .S) /wischen der Gehäuseinnenfläche und der Außenseite tier starren Platten eine Abmessung von 12.7 mm nicht überschreiten. Dies ist erforderlich, um das Nebenstromverhältnis auf einem brauchbar niedrigen Wert zu halten, da die Durchlässigkeit der Isolation von der Querschnittsfläche für den Gasdurchtritt und damit von der Breite des verfügbaren Strömungskanals ahh .· igt. Der Spalt G ist so klein wie möglich /11 halten. Der obere Grenzwert von 12.7 mm erfordert die Verwendung eines hochwirksamen kompressiblen Fasermate· rials als Schicht 21. d. h. eines Materials mit einer niedrigen Durchlässigkeit von nicht mehr .ils 1420 mVh · bar. bezogen auf Luft von 21 "C. Der Spalt Cist vorzugsweise nicht größer als 1.59 mm.

Die Fig. 5 und 6 zeigen im einzelnen jinen geeigneten unteren Gasverteiler 18(Fi g. 1). Der obere Gasverteiler 20 (Fig. 1) ist im wesentlichen gleich aufgebaut, jeder Verteiler umfaßt vorzugsweise mehrere Teilbaugruppen, beispielsweise die Teilbaugruppen 28;/ bis 28/" in Fig. 1. Diese Teilbaiigruppen sind in Längsrichtung Ende an Ende zusammenstoßend miteinander ausgerichtet und in zweckentsprechender Weise untereinander verbunden. Eine mit Perforationen 30;; versehene gekrümmte Platte 29a reicht vom einen zum anderen Ende jeder der Teilbaugruppen 28a bis 2Sf. wobei die mit Flanschen versehenen Seiten 31 gegen die oberen mit Flanschen versehenen Seiten 32 von Abstützungen 33 anliegen. Die Platte 29a und die Abstützung 33 werden mittels Schraube- und Mutter 34 zusammengehalten. Ein Gitter 35 liest über der

lierlorieilcn Plane 29a iiiul ist mil dieser verbunden. Line waagrechte Plane Ib isi nur für die Verteilerbau gruppen 2Sb und 28e vorgesehen, die über den unteren Gasdurchlässen 16 (f"ig. 1) sitzen. Die Platte 36 weist Perforationen 37 auf und hat die Aufgabe. Gas über die volle Länge des Verteilers 18 umzulenken und damit für eine gleichförmige Gasströmung zu sorgen. Für diesen Zweck wird die Platte 36 mittels einer Abstützung 41 über der Innenfläche des Gehäuses 10 gehalten. Eine perforierte Versteifung 40 ist mit benachbarten Platten 29a verschraubt und verbindet auf diese Weise nebeneinanderliegende Teilbaugruppen des Verteilers. Im Berieb kann Einsatzgas über die unteren Gasdurchlässe eintreten und in den Verteiler 18 einströmen. Das Gas tritt dann in gleichförmiger Weise durch die Perforationen 30a in der gekrümmten Platte 29a sowie durch das Gitter 35 hindurch. Das Einsatzgas wird auf diese Weise in Quer- und Längsrichtung über die Unterseite des Adsorberbettes verteilt (Fig. I) und durchströmt das Adsorberbett nach oben.

F i g. 7 zeigt ein schcmatisches Fließschema eines mit Gasadsorbergefäßen der erläuterten Art versehenen Vorreinigers für eine Tiefteniperatur-Luftzerlegungsanlage. Komprimierte und gekühlte Einsatzlufi tritt über eine Leitung 50 mit einer Temperatur von 4.4 C und einem Druck von 17.2 bis 20.7 bar ein. Zur Abtrennung von 'londensvvasser wird sie über einen Phascnschcider

51 geleitet. Das Kondenswasser tritt über einen Abfluß

52 aus. Zwei waagerecht angeordnete Adsorber 53 und 54 sind vorgesehen, um CO>. Wasserdampf und Kohlenwasserstoffe aus der Einsatzluft abzutrennen, bevor diese in dem Tieftenipcraiurabschnitt der l.uftzerlegungsanlage verarbeitet wird. Die Adsorber 53,54 sind derart parallel geschaltet, daß dann, wenn der eine Adsorber Einsatzluft verarbeitet, der andere Adsorber gereinigt wird. Die Einsatzluftlciiung 50 ist mit Einlaßleitungen 55, 56 verbunden, in denen Einlaßventile 57 bzw. 58 liegen. Es sei angenommen, daß zunächst der Adsorber 53 Einsatzluft verarbeitet, die über die Einlaßleitung 55 und das Ventil 57 zum Adsorber 53 gelangt. Die Einsatzluft kann beispielsweise 390 ppm COj zusammen mit Spurenmengen an Kohlenwasserstoffen enthalten und ist mit Wasser gesättigt. In dem Adsorber 53 werden die Verunreinigungen mit Hilfe eines Adsorptionsmittcls. beispielsweise Natrium/eolith X. abtrennt, so daß ein Produktgasstrom erhalten wird, der die folgende Zusammensetzung hat: COi = 0.25ppm (maximal). H>O=-73^JC Taupunkt bei 0.98 bar und Kohlenwasserstoffe unterhalb einer feststellbaren Konzentration. Der Produktgasstrom gelangt in eine Auslaßleitung 59 mit Absperrventil 60. Mittels eines Filters 61 werden gegebenenfalls vorhandene Schmutzpartikel beseitigt. Die gefilterte Produktluft wird über eine Leitung 62 zu dem Tieftemperaturabschnitt der Luftzerlcgungsanlage geleitet, wo sie in Sauerstoff und Stickstoff getrennt wird.

Während der erste Adsorber 53 Einsatzluft verarbeitet, sind das Einlaßventil 58 des zweiten Adsorbers, ein Ventil 63 in einer Spülgasiiuslaßleitung 64. ein Ventil 83 in einer Wiedcraufdrücklcitung 82 und ein Ventil 85 in einer Druekmindcrungsleilung 84 geschlossen. Der zweite Adsorber 54 wird mit Abfallstickstoff gereinigt, der vorzugsweise aus der Tieftemperatur-Luftzcrlegungsanlage angeliefert wird. Der Stickstoff wird mit IOC und 1.0 bar über eine Leitung 65 einem Gebläse 66 zugeführt und verlaßt dieses mit 1.5 bar und 52 C. um über eine Leitung 67 und ein in dieser Leitung liegendes Ventil 68 /i< einer I leizvnrrichtung 69 zu gelangen. Der Stickstoff wird dun auf ilh C erhitzt. Kr gelangt dann über die Leitung 67 zur Spülgaseinlaßleitung 80. in der ein Absperrventil 81 liegt. Das Spülgas tritt in den zweiteit Adsorber 54 über eine Leitung 70 am Luftausiritisendedes Adsorbers ein. Die Verunreinigungen werden desorbiert.

Das mit Verunreinigungen beladene Spülgas verläßt den Adsorber über die Leitung 56: es gelangt über die

ίο Spülgasauslaßleitung 64 und ein Ventil 71 zu einer Spülgasauslaßlcitung 7Z um von dort in die Atmosphäre abgelassen oder zu einer Weitervcrarbeiiungsstclle geleitet zu werden.

Nachdem sämtliche Verunreinigungen desorbiert sind, wird das Ventil 68 geschlossen, während ein Ventil 73 in einer parallel zur Heizvorrichtung liegenden Umgehungsleitung 74 geöffnet wird, so daß das Spülgas durch Wärmeaustausch mit Kühlwasser gekühlt wird, das einen Durchlaß 75 eines Austauschers 76 durchströmt. Das Stickstollgas gelangt dann mit 32^rC über die Leitung 67 und die Spülgaseinlaßleitung 80 zum Einsalzgas-Austrittsende des Adsorbers 54. der auf J8'C gekühlt wird. Das über die Leitung 56 austretende Slicksloffgas verläßt die Anordnung über die Leitung

2--, 72. Nach Abschluß der Kühlphase des Adsorbers 54 wird das Ventil 73 geschlossen: das Stickstoffspülgas wird unmittelbar in dir· Atmosphäre abgeleitet.

Der Adsorber 54 wird jetzt mit Einsatzluft wieder aufgedrückt. Dazu wird das Ventil 83 teilweise geöffnet.

Da das Auslaßventil 77 des Adsorbers 54 in der Leitung 70 ein Rückschlagventil ist. wird der Adsorber 54 auf den Einsatzgasdruck von 17.2 bis 20.7 bar wieder aufgedrückt: infolge der Adsorptionswärme crwärmi sich der Adsorber auf ungefähr 66°C.

j-, Wenn die Regeneration abgeschlossen ist. wird der Adsorber 54 auf die Adsorptionsphase umgeschaltet während der zuvor auf Betrieb geschaltete Adsorber 53 auf Regeneration umgeschaltet wird. Das Einlaßventil 57 wird geschlossen, so daß der gesamte Einsatzluft· strom zum Ventil 58 und über die Leitung 56 zum Adsorber 54 gelangt. Beim Umschalten des ersten Adsorbers 53 auf die Regenerationsphase muß zunächst eine Druckminderung von dem hohen Adsorptions-Arbeitsdruck auf den niedrigen Regenerationsdruck erfolgen, der nahe dem Atmosphärendruck liegt. Dazu wird das Ventil 85 geöffnet: es erfolgt eine Lüftung de* Gefäßes über die Spülgasauslaßlcitung 72. Danach wirt das Ventil 68 geöffnet. Als Abgas anfallender Stickstofl wird erhitzt und gelangt über die Leitung 67. die darar

-,o anschließende Spülgaseinlaßleitung 80 und ein Absperr oder Rückschlagventil 79 zu dem Einsatzgas-Auslaßen de des Adsorbers 53: dieser wird analog der für der Adsorber 54 beschriebenen Weise regeneriert.

Für eine Einsatzluftdurchflußmenge vor 1.94 · lO'mVh und eine Stickstoffdurchflußmenge vor 2.3 · 104m'/h sind in der nachfolgenden Tabelle die Taktfolge und die Taktdauern zusammengestellt, die be der zuvor beschriebenen Luftvorreinigungsanlage vcr wendet wurden=

⁶⁰ Tabelle Taktfolge	: 10 :45	Adsorber I	Adsorber Il
Taktdauer b5 Std.-Min.		Adsorptipn Adsorption	Druckminderung Heizen*)
0:00bis0 0: 10 bis I

Fortsetzung	Adsorber I	Adsorber Il
Takldauer
Sid.-Min.	Adsorption	Kühlen
1:45 bis 3:45	Adsorption	Wiederauf
3:45bis4:00		drücken
	Druckminderung	Adsorption
4:00 bis 4:10	Heizen*)	Adsorption
4:10 bis 5:45	Kühlen	Adsorption
5:45 bis 7:45	Wiederauf	Adsorption
7 :45 bis 8 :00	drücken

*) Die lleizdauer schließt eine Zeitverzögerung der Heizvorrichtung von 15 min ein.

Die bei der oben beschriebenen Ausführungsform verwendeten Adsorber sind weitgehend ähnlich der in den l-"ig. I bis 3. 5 und fa veranschaulichten Anordnung. Das zylindrische Außengehäusc 10 ist aus J8 mm dickem Kohlenstoffstahl aufgebaut und hat eine Länge \on ungefähr 9.75 m sowie einen Durchmesser \on ungefähr 3.% m. leder Adsorber einhält 29 500 kg Natrium/eolith X-Teilchen (Teilchengröße I.b8 bis 2.i8 mm). Das Adsorberbctl 12 ist so angeordnet, dal! seine Oberseite ungefähr 0.54 m über der waagerechten Mittelachse \-\ liegt. Die k<impressible faserschicht 21 der Wärmcisolalion wird von ein/einen Glasfasern mit einen? mittleren Durchmesser von 1 um gebildet: Ihre Dichte im nicht zusammengedrückten Zustand beträgt 9.b kg/m¹ bei einer Nennstärke von 12.7 mm und einer Obcrfläd'indichtc von O.I2kg/m-\ Eingebaut werden die faserschicht 21 ausreichend stark zusammengedrückt, um ein Dichteverhältnis von ungefähr 8 /u erzielen. In dem zylindrischen Teil der Adsorber zwischen den Stirnseiten 11 sind die starren vorgeformten Platten 22 305 mm lang. 152 mm breit und 38 mm dick. Sie sind in Längsreinen angeordnet, wobei die aneinanderstoßenden Enden innerhalb von einander in Querrichtung benachbarten Reihen gegeneinander um ungefähr 152 mm in Querrichtung versetzt sind. Im Bereich der Stirnseiten, wo eine gleichförmige Krümmung auftritt, sind die starren vorgeformten Platten 152 mm lang. 152 mm breit und 38 mm dick. In den Bereichen zwischen dem zylindrischen Mantel und den gleichförmig gewölbten Stirnseiten ist der Krümmungsradius sehr klein und ändert sich der Krümmungsradius sehr rasch, so dall es notwendig ist. die Platten durch Abschrägen und Kürzen von !land anzupassen. Die obengenannten Schicht aus Glasfasern mil I um Durchmesser wird auch als Wärmcisolation /wischen den aneinander anstoßenden Enden der starren Platten 22 verwendet: die Qucrspalten haben eine Abmessung von ungefähr 1.59 mm. Gasumlcnkungcn. wie sie im folgenden in Verbindung mit E i g. 9 beschrieben sind, wurden in den Längsstößen zwischen benachbarten l.ängsreihen der starren Platten vorgesehen.

Der oben beschriebene Vorrcinigcr arbeitete ausgezeichnet. Die vorgcrciniglc Luft wurde nach dem Anfahren mittels eines Infrarot-Analysators ständig bezüglich des C'OrGchalls überwacht. Sämtliche COrKon/cntralioncn lagen unterhalb des analytischen Grenzwertes des Instrumentes. Dies lallt erkennen, daß die Wärmeisolalion des Vorrcinigers für im wesentlichen gleichförmige Tcmperaturprofilc sorgt und die Durchflußmenge des das Adsorbcrbcti umgehenden Gases klein hält.

lig.8 /eigt im Aufriß einen -Schnitt durch eine andere Ausführungslorm des Gusudsorbers mich der Erfindung, wobei ein starres zylindrisches Außengehäuse UO vorgesehen ist. dessen Längsachse V-V im wesentlichen lotrecht steht. Ein derartiges Adsorbergefäß eignet sich für die Vorreinigung von Luft in kleinvolumigen Tieftemperatur-l.uftzerlegungsanlagen. beispielsweise Anlagen unterhalb des Bereichs von 272 bis 454 t/Tag. Mine weitere bevorzugte Anwendung

in eines derartigen Adsorbers ist die Abtrennung von Schwefeldioxid in dem Verfahren gemäß LJS-PS 38 29 560. wo Schwefeldioxid in dem den Säurcadsorbcr einer nach dem Kontaktverfahren arbeitenden Anlage zur I lerstellung von Schwefelsäure verlassenden Mcdium in einem Festbell aus einem Adsorptionsmittel in Form eines Molekularsieben adsorbiert, aus dem Adsorptionsben mit heißem, trockenem, sauerstoff .vitigem Gas ausgewaschen und zwecks weiterer Verarbeitung zu der Anlage zurückgelcitct w ird.

Der gezeigte aufrecht stehende Adsorber weist einen linieren Gasdurchiaß 116. der durch die Bodenwand 11 i hindurchrcicht. sowie einen durch eine obere Endwand 118 hindurchführenden oberen Gasdurchlaß 117 auf. Ein '\dsorberbctt 112 befindet sich innerhalb des Außengeliäuses 110. E.s wird von einer mehrlagigen Auflage 113 aus einem Gitter und Tragrosten abgestützt, die unterhalb des Beiles sitzi und ihrerseits von mehreren, in Querrichtung in Abstand voneinander angeordneten Trägern 114 abgestützt ist. Die Träger 114 verlaufen

κι senkrecht zur Achse V-V quer durch das Gehäuse und legen sich gegen die Gehäuseinnenfläche an. Eine mehrschichtige Lage 200 aus Gittern und Rosten kann auch an der Oberseite des Adsorbcrbettes vorgesehen und in zweckentsprechender Weise an der Gchäuse-

n wand befestigt sein. Gasverteiler, wie sie bei dem liegend angeordneten Gefäß nach F i g. 1 vorgesehen sind, sind bei dieser Ausführungsform infolge der regelmäßigen Geometrie, d. h. des kreisförmigen Querschnittes des zylindrischen Gehäuses und des Adsorberbcttcs. nicht erforderlich. Das Einsatzgas kann ebenso wie bei der zuvor erläuterten Ausführungsform von unten nach oben oder von oben nach unten strömen. Das zur Regenerierung verwendete Spülgas wird vorzugsweise zwecks Desorption der selektiv abgc-

4> trennten Komponenten im Gegenstrom zu dem zuvor eingeführten Einsatzgas durch das Adsorberbeti hindurchgelcitet.

Die bei dem aufrecht stehenden Gefäß um das Adsorbcrbctt herum angeordnete Isolationsanordnung

>o kann zwcckmäßigcrwcisc ebenso aufgebaut sein, wie dies obcfi in Verbindung mit der Ausfiihrungsform nach den F i g. I bis 4 beschrieben ist. Sie weist mehrere starre vorgeformte Platten 122 aus wärmcisolierendem Material mit einer Durchlässigkeit von weniger als

ϊ5 14.2 m'/h ■ bar (bezogen auf Luft von 21'C) auf. die innerhalb einer kompressiblcn wärmeisolierenden faserschicht angeordnet sind und diese abdecken. Die faserschicht besteht aus fasern mit einem Durchmesser von weniger als 20 μπι und hai im nicht zusammengc-

M) drückten Zustand eine Porösität von mehr als 0,95.

Die starren ebenen Platten sind seitlich und an den Enden aneinanderstoßend derart angeordnet, daß Querspalle zwischen der Gehäuseinnenfläche und der Außenfläche der starren Platten nicht größer als

hi 12.7 mm sind. Wie veranschaulicht, sind die starren Platten in mehreren Reihen ausgerichtet, die senkrecht zur Richtung des Gasstromes durch das Bett verlaufen, wobei sich die aneinanderstoßenden Enden im wescntli-

chen parallel zur Richtung des Gassiroms erstrecken. Die Ausrichtung der Platten erfolgt derart, daß die Enden 127 und 128 von Platten in Reihen 129 und HO. die einander in Querrichtung benachbart sind, gegenseitig in Querrichtung versetzt sind, so daß Gas, das durch die betreffenden Stöße hindurchzuströmen such!, keinen Durchgang findet. Das Gefäß ist ferner im Bereich der oberen und unteren Sammelkammer mit einer Faserisolation 191 ausgestattet, die an der Innenwand des Gefäßes über Stehbolzen und Befestigungselemente 210 festgelegt ist. Diese Isolation dient der Herabsetzung von Wärmeverlusten während der thermischen Regeneration des Adsorberbettes. Um das Betriebsverhalten des Adsorbers zu überwachen, sind Gasprobenentnahmestellen 201, 202 und 203 vorgesehen, die sich durch die Gehäusewand und die Innenisolation hindurch in das Adsorberbett hineinerstrecken. Ein abnehmbarer Deckel 204, der an seiner nach innen gerichteten Oberfläche 205 mit einer Faserisolation und einer starren vorgeformten Isolation aus Plattenmatcrial verschen ist. erlaubt einen Zutritt /um Gefäß und periodische Wartungsarbeiten.

Fig.9 zeigt in größerem Maßstab einen Ausschnitt der Anordnung nach F i g. 8. aus dem Einzelheiten der Innenisolation zu erkennen sind. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform sind der Umlenkung und Absperrung des Gasstromes dienende Mittel zwischen den aneinander anstoßenden Seiten der vorgeformten Platten in den einander in Querrichtung benachbarten Reihen vorgesehen, um das Adsorberbett umgehende Gas wieder in J.as Adsorberbett zu lenken. Wie veranschaulicht, liegen die starren vorgeformten Platten 122 über der kompressiblen Fascriaolation 121. Die so gebildete Verbundanordnung v/ird, ähnlich wie dies oben in Verbindung mit Fig.4 erläutert ist. mit Hilfe von Stehbolzen 124. Unterleg- oder Haltescheiben 125 und Befestigungselementen oder Muttern 126 zusammengedrückt und an der Innenwand des Gehäuses festgelegt. Die Gasumlenkung und -sperre weist Metallfolien 227 auf. deren eines Ende mittels Klebstreifen 228 mit der Gehäuseinnenfläche gasdicht verbunden ist. Die Metallfolienstücke sitzen zwischen den aneinander anstoßenden Seiten der vorgeformten Platten. Sie reichen von der Gehäuseinnenfläche nach innen in Richtung auf das Adsorberbett. wobei das dem mittels Klebstreifen festgelegten Ende entgegengesetzte freie Ende 229 im wesentlichen benachbart dem Adsorberbett liegt.

Funktionsmäßig stellt die oben erläuterte Sperre sicher, daß Gas. das in die Faserisolationsschicht zwischen den starren vorgeformten Platten und der Gehäuseinnenfläche eindringt und durch diese Schicht hindurchströmt, zurück in das Adsorberbett geleitet wird, um die selektiv adsorbierbaren Komponenten abzutrennen. Die Sperre wird zweckmäßigerweise während der Montage der Isolationsanordnung angebracht, während nacheinander benachbarte Reihen aufgebaut werden. Sie kann, falls erwünscht, in den Stoßen vorgesehen werden, die quer zur Gasströmungsrichtung verlaufen, um die Konzentration der selektiv adsorbierbaren Komponenten in dem den Adsorber verlassenden gereinigten Gasstrom zu senken. Eine derartige Gasumlenkung stellt kein Zwangsmerkmal der Erfindung dar, erlaubt es jedoch, bei Adsorbergefä-Uen der vorliegend beschriebenen Art, eine höhere Gasreinheit bei vorgegebenem Nebenstromvcrhältnis zu erzielen. Vorzugsweise werden dünne Metallfolien verwendet, beispielsweise Folien aus rostsicherem Stahl

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von 0,05 bis 0,OH mm Stärke. Die Gassperre kann aber auch aus jedem anderen /weckentsprechenden Werkstoff gefertigt sein, der niedrige Wärmeleitfähigkeit und Durchlässigkeit hau Die Sperre kann an der Gehäuseinnenfläche auf beliebige zweckentsprechende Weise befestigt werden, beispielsweise mit TJiITc von Klebestreifen. Klebstoffen und Dichtstoffen, die die erforderliche Wärmefestigkeit und einen geeigneten Widerstand gegenüber dem Gasstrom haben.

Die Bedeutung der verschiedenen Erfiiidungsniorkmale ergab sich anschaulich aus einer Folge von Versuchen, die im folgenden näher erläutert sind.

Bei dem ersten Versuch bestand die kompressible Faserschicht der Wärmeisolation aus im nicht zusamnu-ngedrückten Zustand 4.8 mm dickem Glasfil/ mit einem mittleren Faserdurchmesser von 1.0 iim und einer Porosität von 0.957 (Dichte 96 kg/m¹), der unter Erzielung eines Dichteverhältnisses von 1.5 auf s2 mm zusammengedrückt wurde. Die starre vorgeformte Platte der Wiirmeisolation bestand aus asbestfaserver-Märktem Kalziumsilikat mit einer Dichte von 176 kg/m'. einer Wärmeleitfähigkeit von 0.069 W/Km bei einer Temperatur von 1.7 C. und einer Durchlässigkeit ν dm 0.09 m-Vh · bar. bezogen auf Luft von 21 C. Die ein/einen Platten waren 152 mm breit.914 mm lang und 12.7 mm dick. Sie hatten leicht abgeschrägte Kanten. Die Anordnung war im wesentlichen in der in Fig. 3 veranschaulichten Weise aufgebaut: sie haue einen Qucrspalt C von ungefähr 3.2 mm. der auf Grund eines auf die Mutter 26 der Kompressionsanordnung ausgeübten Drehmoments von 0.18 bis 0.21 kpni zurückzuführen war. Es wurde eine L>2m- 1.22 m große gekrümmte Kohlenstoffstahlplatte mit einer Wandstärke von 6.3 mm einem Krümmungsradius von 1.8 m benutzt. Das Nebenstrom verhältnis betrug 1/15 000. was eine leichte Verbesserung gegenüber dem Wert darstellt, der bisher annehmbar für die Luftvorreinigung bei Tieftemperatur-Luftzerlcgungsanhigcn betrachtet wurde.

Bei dem zweiten Versuch entsprach die kompressiblc Faserschicht der Wärmeisolation derjenigen des ersten Versuches, mit der Ausnahme, daß die Porosität 0.996 (bei einer Dichte von 9.6kg/m^J) betrug und die nicht zusammengedrückte Matte 12,7 mm dick war.

Die starren vorgeformten Platten und die Versuchsanordnung waren die gleichen wie beim ersten Versuch: die Anordnung wurde jedoch mit-einem Drehmoment von 0,21 kp - m zu einer Schichtstärke der kompressiblen Schicht von 1.59 mm zusammengedrückt, was gegenüber dem Dichteverhältnis von 1.5 des ersten Versuches einem Dichteverhältnis von 8.0 entspricht. Das mittlere Nebenstromvcrhältnis war beim zweiten Versuch außerordentlich gering; es betrug nur 1/40 000.

Ein Vergleich der vorstehend geschilderten Versuche läßt erkennen, daß sich die benutzten Werkstoffe im wesentlichen dadurch unterscheiden, daß die kompressible Faserschicht des ersten Versuches eine höhere Dichte und eine geringere Anfangsslärke hatte. Obwohl man annehmen sollte, daß die beim ersten Versuch verwendete Isolation auf Grund ihrer niedrigeren Anfangsdicke den Vorteil bietet, daß der Ncbcnstromquerschnilt sehr kleingehalten wird, läßt andererseits die hohe Dichte des Materials keine wesentliche Kompression /ti. Aus diesem Grunde konnte sich der Werkstoff der geometrischen Form des Spaltes nicht ausreichend anpassen: der erhaltene Spalt blieb groß. Bei dem /weiten Versuch war die Materialstärkc größer. Die niedrige Dichte erlaubte jedoch ein

stärkeres Zusammenpressen. Die Schicht konnte sich an die geometrische Form gut anpassen. Infolgedessen wurde eine Nebenstroiulläche (Spall) erhalten, die nur halb so groll wie im ersten Versuch war. Es wurde ein niedriges Nebensironnerhälmis (I/40 000) erzielt, ί

Mil Hilfe des dritten und des vierten Versuches w urde die Wirksamkeil der Anordnung nach der Erfindung untersucht, nachteilige thermische Wandeinflüsse aiii das Betriebsvcri.alten eines Adsorberbeties auszuschalten. Das aus rostsicherem Stahl bestehende Gehäuse im hatte einen Innendurchmesser von 360 mm bei einer Wandstärke von 12 mm. Es war mit Probenentnahmesteilen in Absländen von 152 mm ausgestattet und enthielt ein 0,91 m hohes Bett aus Nairiiim/eoliih-X-Teilchen (Teilchengröße 1.68 bis 2.38 mm). Luft, die π I I 50 ppm CC)> und 1600 ppm H>O enthielt, wurde in einer Menge von I53m'/h durch das Bett hindurchgeleitet. Die Adsorptionsbedingungen wurden auf 4.5 bar und 2.8 C festgelegt. An den verschiedenen MeUstellen wurden die CO>-Konzentraiionen ermittelt, um das lietriebsverhaiten des Bettes zu bestimmen.

Infolge der Gehäusegeonietric war es nicht möglich, eine Innenisolation entsprechend der Erfindung vorzusehen. Es erfolgte ein Vergleich auf Grund eines nichiisolierien hohlen Füllkasiens. der aus einer 6.3 mm dicken Kohlensioflslalilplalle aufgebaut «ar. der 0.91 m lang. 0.30 m breit und 88.9 mm tief war und der in das Adsorberbeu eingesetzt wurde. Während der Adsorptionsphase war das Bett einem thermischen Wärmequelleneffekt sowohl von der Gehäusewand als auch von dem Füllkasten ausgesetzt.

Bei dem vierten Versuch wurde der hohle Füllkasten durch eine Anordnung ersetzt, die aus einer Stahlplatte von 0.91 m Länge, 0,30 m Breite und 12.7 mm Dicke bestand, die mit einer Isolationsanordnung aus einer j5 kompressiblen Faserschicht und einer starren vorgeformter Platte bestand, deren Aufbau derjenigen der Isolationsanordnung des zweiten Versuchs entsprach. Die asbestverstärkten Kalziumsilikatplatten waren 38 mm dick. O'ie Anordnung wurde ausreichend stark -to zusammengepreßt, um ein Dichteverhältnis der Glasfaserschicht von 8,0 zu erzielen. Das heißt, die Schichtstärke wurde von 12,7 mm auf 1,59 mm vermindert. Die Anordnung war in der vorstehend erläuterten und in den Fig. 3 und 4 veranschaulichten Weise aufgebaut, mit der Ausnahme, daß die starren vorgeformten Platten nicht profiliert waren; es wurde vielmehr eine flache Metallplatte verwendet. Die so erhaltene wärmeisolierte Plattenanordnung umfaßte das gleiche Metallgewicht und nahm im Adsorberbett >o das gleiche Volumen ein, wie der metallische Füllkasten des dritten Versuchs.

Während des vierten Versuchs wurde Luft unter den gleichen Prozeßbedingungen durch das Adsorberbett hindurchgeleitet wie während des dritten Versuchs. Der Vergleich erfolgte an Hand von Messungen der Kohlenstoffdioxid-Durchbruchdaucrn. Ein quantitatives Maß für die Wirksamkeit des Adsorbcrbettes wurde dadurch erhalten, daß die COj-Durchbruchdauer an der Produktprobenstellc durch die COj-Durchbruchduuer t>o an der Gasprobenstcllc dividiert wurde, die sich ganz oben am Bett in Abstand von festen Oberflächen befand. Infolge des frühzeitigen CO₂-Durchbruchs in dem nahe von metallischen Oberflächen liegenden Bereich liegt dieser Wert stets 'inter 100%. Dabei lagen die b> Leistungsgrade für den nichtisolierten Füllkasten des dritten Versuchs bei C02-i<onzentrationen des abströmenden Gases von 2 bis 7 ppm im Mittel bei 67.2%.

wahrend die Leisiungsgrade für die nichtisolterte Platte für den glei.hen COj-Konzentrationsbereich im Mittel 75% betrugen. Obwohl diese experimentellen Leisiungsgrade infolge der thermischen Wandeffekte nicht übermäßig hoch sind, zeigt der Leistungsgradunierschied die Vorteile der Erfindung bei der Ausschaltung von thermischen Effekten, die mit metallischen Oberflächen verbunden sind.

Zusammenfassend ist fesizuhalten. daU bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Form eines I.uftvorreiniger-Adsorbergefüßes ein starres zylindrisches Außengehäuse vorgesehen «ird. dessen Längsachse im wesentlichen waagerecht verläuft. Im mittleren Teil des Gehäuses befindet sich ein vom einen zum anderen Ende des Gehäuses reichendes Adsorberbett aus Nairiumzeolith-X. Es sind Abstützungen für das Adsorberbeu vorgesehen, die sich gegen die Gehäuseinnenfläche und die Außenfläche des Adsorberbciies anlegen. Luftdurchlässe reichen durch die Bodenwand und die obere Wand des Gehäuses hinojrch. Luftverteiler sorgen für eine Verbindung zwischen den Luftdurchlässen und der Unter- und Oberseite des Adsorberbellcs über dessen volle Länge, um dafür /u sorgen, daP die Luft im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Gehäuse, durch das Adsorberbett hindurchslrömt. Eine kompressiblc Glasfaserschichi aus wärmeisolierendem Werksiolf mit einem Faserdurchmesser \on ungefähr 1.0 um und einer Porositäl \on ungefähr 0.996 im nicht zusammengedrückten Zustand isi gegen aie Innenfläche des Gehäuses angelegt. Mehrere starre vorgeformte, im wesentlichen ebene Platten aus einer Wärnicisolaiion in Form von glasfaserverstärktem Kalziumsilikat mit einer Durchlässigkeit von ungefähr 0.09 m-7h · bar. bezogen auf Luft von 21 C, sitzen innerhalb der kompressiblen Glasfaserschicht und decken diese ab. Die starren vorgeformten Platten stoßen an ihren Enden und Seiten aneinander an. Ihre Außenflächen sind mindestens teilweise entsprechend der Innenfläche de> zylindrischen Außengehäuses profiliert. Die zwischen der Gehäuseinnenfläche und der Außenfläche der starren vorgeformten Platten gebildeten Querspalte sind nicht größer als ungefähr 1,59 mm. Die vorgeformten Platten sind in mehreren Längsreihen ausgerichtet, wobei die aneinander anstoßenden Enden innerhalb von in Querrichtung benachbarten Reihen gegeneinander quer versetzt sind. Eine kompressible Glasfascrisolation befindet sich ferner zwischen mindestens den aneinander anstoßenden Enden benachbarter vorgeformter Platten, die im wesentlichen parallel zu der Richtung verlaufen, in der die Luft das Adsorberbeu durchströmt.

Es sind ferner Mittel vorgesehen, um die aus der kompressiblen Glasfaserschicht und den vorgeformten glasfaserverstärkten Kalziumsilikatplatten bestehende Anordnung an Ort und Stelle zu hallen und nach außen gegen die Gehäuseinnenfläche derart anzupreisen, daß das Verhältnis der Dichte der kompressiblen Faserschicht im zusammengedrückten Zustand zur Dichte dieser Schicht im nicht zusammengedrückten Zustand mindestens gleich 4 ist.

Die Erfindung ist vorstehend speziell in Verbindung mit der Vorreinigung von Luft für eine Ticftcmpeiatur-Ltiftzerlegung sowie mit der Rückgewinnung von Schwefeldioxid aus den bei der Schwcfclsäurehcrstel lung anfallenden Gassirömen erläutert. Das vorliegende Gasadsorbergefäß eignet sich jedoch auch für andere thermische Kreissysteme, bei denen mit der Gefäßwand verbundene thermische Wandeffekte unterdrückt werden müssen, um einen übermäßigen Durchbruch von

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Verunreinigungen u;iliiend der Adsoiplionsphiisi.· /ii \eihmdern. /u diesen Systemen gehören Anlügen /tu Heseitigung von StieksloHu\iden üiis den bei der Siiliieleisiiiiielieislelluiij.' iiiirMlendei) Ahgiisen. /um Iroiknen von (iltlhgiiscn. zur Abtrennung von (O; und ί Wiisser ims l.idgüs vor der /erlegimg Miwie /in Keinigiing \<in üiuL-ren (iiisMromen ;ius leiehien Kohleinviisseislolien. \\ ie Äthüii. Ι'πιρ;ιη und ΛΐΙινlen

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Claims

Patentansprüche:

1. Gasadsorbergefäß mit einem starren Außengehäuse, einem darin untergebrachten Adsorberbett, einer sich gegen die Innenfläche des Gehäuses und die Außenfläche des Adsorberbettes anlegenden Adsorberbettabstützung, sich durch die Bodenwand und die obere Wand des Gehäuses hindurcherstrekkenden Gaskanälen und einer an der Gehäuseinnenwand anliegenden Isolierschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht als kompressible Faserschicht (21, 121) aus wärmeisolierendem Werkstoff mit einem Faserdurchmesser von weniger als 20 μηι und einer Porosität im nichtkomprimierten Zustand von mehr als 0,95 ausgebildet ist, daß die Faserschicht von der Innenseite her durch mehrere starre vorgeformte, innerhalb der Faserschicht sitzende, ebene Platten (22, 122) aus wärmeisolierendem Werkstoff mit einer Durchlässigkeit von weniger als 14,2 m²/h · bar, bezogen auf Luft von 2 Γ C, abgedeckt ist, wobei die vorgeformten Platten seitlich und an den Enden aneinander anstoßend angeordnet sind und die quer verlaufenden Spalte zwischen ihrer Außenfläche und der Gehäuseinnenfläche nicht größer als 12,7 mm sind, und daß die aus der Faserschicht und den vorgeformten Platten bestehende Anordnung derart an Ort und Stelle gehalten und nach außen gegen die Gehäuseinnenfläche angepreßt ist, daß das Verhältnis der Dichte der Faserschicht im zusammengedrückten Zustand zur Dichte der Faserschicht im nicht zusammengedrückten ZustaiJ mindestens 1,5 beträgt.

2. Gasadsorbergefäß nach Anspi'oh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeformten Platten (22, 122) in mehreren Reihen (29, 30, 129, 130) ausgerichtet sind, die senkrecht zu der Richtung des Gasstromes durch das Adsorberbett (12, 112) verlaufen und daß die aneinander anstoßenden Enden der Platten parallel zu der Gasströmungsrichtung liegen und in quer benachbarten Reihen gegeneinander in Querrichtung versetzt sind.

3. Gasadsorbergefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserdurchmesser der kompressiblen Faserschicht (21, 121) unter 10 μπι liegt.

4. Gasadsorbergefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Porosität der kompressiblen Faserschicht (21,121) in nicht zusammengedrücktem Zustand größer als 0,98 ist.

5. Gasadsorbergefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dichte der kompressiblen Faserschicht (21, 121) im zusammengedrückten Zustand zur Dichte im nicht zusammengedrückten Zustand mindestens 4,0 beträgt.

6. Gasadsorbergefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite der vorgeformten Platten (22, 122) mindestens teilweise entsprechend der Innenfläche des starren Außengehäuses (10,110) profiliert ist.

7. Gasadsorbergefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kompressible Faserschicht (21, 121) aus Glasfasern mit einem Faserdurchmesser von 1,0 μτπ hergestellt ist und im nicht zusammengedrückten Zustand eine

Porosität von 0,996 hat,

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8, Gasadsorbergefäß nuch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die suirren vorgeformten Platten (22,122) aus glasfaserverstärktem Kalziumsilikat gefertigt sind und eine Durchlässigkeit von 0,09 ni²/h · bar, bezogen auf Luft von 21⁰C, haben.

9. Gasadsorbergefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdurchlässigkeit der vorgeformten Platten (22, 122) höchstens '/too der Gasdurchlässigkeit der kompressiblen Faserschicht(21,121) beträgt.

10. Gasadsorbergefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den aneinander anstoßenden Seiten von vorgeformten Platten (122) in den einander in Querrichtung benachbarten Plattenreihen (129,130) Gasumlenk- und -Sperrglieder (227) zum Zurückleiten von das Adsorberbett (112) umgehendem Gas in das Adsorberbett vorgesehen sind.

11. Gasadsorbergefäß nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasumlenk- und -sperrgiieder aus Metallfolien oder -blechen (227) bestehen, die am einen Ende an der Gehäuseinnenfläche gasdicht befestigt sind und sich nach innen zwischen die aneinander anstoßenden Seiten der vorgeformten Platten (122) erstrecken, während Jas andere Ende (229) benachbart dem Adsorberbett (112) liegt.

12. Gasadsorbergefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine kompressible faserförmige Wärmeisolation mindestens zwischen den aneinander anstoßenden Enden benachbarter vorgeformter Platten (22) angeordnet ist.

13. Gasadsorbergefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die quer verlaufenden Spalte zwischen der Gehäuseinnenfläche und der Außenfläche der vorgeformten Platten (22,122) höchstens 1.59 mm groß sind.