DE2607590B2

DE2607590B2 - Reinigungsturm zum kontinuierlichen Entfernen von gasförmigen Verunreinigungen aus Abgasen

Info

Publication number: DE2607590B2
Application number: DE2607590A
Authority: DE
Inventors: Heiichiro Murakami; Tsuneo Okamoto
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1975-02-27
Filing date: 1976-02-25
Publication date: 1980-05-08
Also published as: FR2302129B1; GB1535993A; US4047906A; DE2607590C3; JPS5198680A; DE2607590A1; NL167603C; CA1052291A; JPS5329308B2; NL7602026A; FR2302129A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Reinigungsturm zum kontinuierlichen Entfernen von gasförmigen Verunreinigungen aus Abgasen mit einem Adsorptionsabschnitt mit übereinander angeordneten, mit öffnungen versehenen Böden, über die sich Aktivkohlekugeln im Gegenstrom zum Abgas nach unten bewegen, einem Regenerationsabschnitt am Bodenteil des Reinigungsturms, in dem die Aktivkohlekugeln durch Erhitzen regeneriert werden, und einer Steigleitung zum Überführen der regenerierten Aktivkohlekugeln vom Boden des Reinigungsturms zu dem oberen Teil des Reinigungsturms.

Bei den verschiedenartigsten chemischen Verfahren fallen Abgase an, die gasförmige Verunreinigungen, beispielsweise organische Lösungsmittel, enthalten, die für den Menschen schädlich sind. Zur Verhinderung der

f)^r> Luftverschmutzung müssen derartige Abgase gereinigt werden, bevor sie in die Atmosphäre frei abgelassen werden. Hierfür werden bereits die verschiedenartigsten Reinigungstürme eingesetzt, in denen das Abgas durch Adsorptionsbehandlung gereinigt wird, und gegebenenfalls werden die entfernten schädlichen Verunreinigungen auch wieder aufbereitet. Es werden insbesondere sogenannte Wirbelschicht/Adsorptionssysteme eingesetzt, bei denen das zu behandelnde Gas und Adsorptionsmittelteilchen, z. B. Aktivkohle, aktiviertes Aluminiumoxid oder Siliziumoxid, im Gegenstromverfahren in gegenseitigen Kontakt gebracht werden, um eine Wirbelschicht aus den Adsorptionsmittelteilchen entstehen zu lassen. Bei dieser Adsorptionsbehandlung des Gases im Wirbelschichtverfahren wird die Gasbehandlung in der Praxis üblicherweise kontinuierlich durchgeführt, indem die Wirbelschichten in einer Vielzahl von Stufen innerhalb eines Turmes ausgebildet werden.

Aus der DE-AS 12 64 403 ist beispielsweise ein Adsorptionsturm bekannt, bei dem die Adsorptionsmittelteilchen durch das zu behandelnde Gas im Gegenstrom zu Wirbelschichtbetten verwirbelt werden. Der Transport der Adsorptionsmittelteilchen innerhalb des Adsorptionsabschnittes von Boden zu Boden nach unten verläuft durch Abflußkanäle, die alternierend von Boden zu Boden etwa diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Dadurch bewegen sich die Adsorptionsmittelteilchen unter Ausbildung eines Schüttwinkels von einem Abflußkanal zum gegenüber- und tieferliegenden Abflußkanal, wodurch die Wirbelschichten eine ungleichmäßige Höhe aufweisen. Dadurch werden die Adsorptionsmittelteilchen ungleichmäßig ausgenutzt, und das aufsteigende Gas trifft auf verschieden hohe Wirbelschichtdicken auf jeweils einem Boden und wird ungleichmäßig behandelt.

Auch aus der GB-PS 12 19 968 ist eine Gastrennanlage bekannt, die in dem Adsorptionsabschnitt übereinander angeordnete Lochböden besitzt, bei denen das Adsorptionsmittel durch Fallrohre von Boden zu Boden innerhalb des Turmes nach unten geleitet wird. Auch diese Fallrohre sind versetzt gegeneinander angeordnet, so daß sich eine ungleichmäßige Verteilung der Adsorptionsmittcltcilchen über den Boden ergibt. Dadurch treten bei dieser bekannten Anordnung die gleichen Schwierigkeiten der ungleichmäßigen Ausnutzung des Adsorptionsmittels und der ungleichmäßigen Behandlung des Gases wie bei der vorstehend beschriebenen Adsorptionsanlage auf.

Zur Erläuterung dieses Sachverhalts ist in F i g. 1 der beigefügten Zeichnungen ein Reinigungsturm bekannter Art schematisch dargestellt. In dieser F i g. I bezeichnet 1 einen Reinigungsturm. Ein Gas, das schädliche gasförmige Verunreinigungen enthält, die entfernt werden sollen, wird durch eine Öffnung oder Düse 2 an dem Adsorptionsabschnitt A in den Turm 1 eingeführt. Beim Eintritt in das Innere des Turmes steigt das Gas vertikal nach oben und kommt mit den Adsorptionsmittelteilchen in Kontakt, die innerhalb des Adsorptionsabschnittes A enthalten sind, wodurch bewirkt wird, daß die Adsorptionsmittelteilchen auf den übereinander angeordneten Böden 3, 3', 3" ... Wirbelschichten bilden. Die Adsorptionsmittelteilchen, die die Wirbelschichten bilden, adsorbieren die gasförmigen Verunreinigungen von dem Gas. Das auf diese Weise von den schädlichen Verunreinigungen befreite Gas wird durch eine Ablaßöffnung 4, die geeigneterweise an dem oberen Teil des Turmes ausgebildet ist, an die

Atmosphäre freigegeben. Die adsorbierenden Teilchen auf den übereinander angeordneten Böden 3, 3', 3" ... fallen durch die Fallöffnungen 5, 5', 5" ..., die an den übereinander angeordneten Böden angeordnet sind, und bewegen sich allmählich und stufenweise durch die Schwerkraft nach unten, während sie gleichzeitig die gasförmigen Verunreinigungen von dem Gas adsorbieren. Dann verlassen sie den Adsorptionsabschnitt A und schichter; sich in dem Raum einer trichterförmig ausgebildeten Leitplatte 6 auf. Während sie in diesem Raum ein durch Schwerkraft sich bewegendes Bett bilden, erreichen sis allmählich einen Regenerationsabschnitt B. der an dem Bodenteil des Reinigungsturmes 1 angeordnet ist. Beim Erreichen des Regenerationsabschnittes B werden die Adsorptionsmittelteilchen mit einem Erhitzer 7 erhitzt, was dazu führt, daß die Teilchen regeneriert werden, da sie durch das Erhitzen gezwungen werden, die adsorbierten Ve.tinreinigungen abzugeben. Anschließend werden die regene^r:erten Adsorptionsmittelteilchen, die den Boden 8 des Turmes erreichen, über eine Steigleitung 9 zu dem oberen Teil des Turmes übergeführt, um sie im Kreislauf wieder zu verwenden. In der Zwischenzeit werden die Verunreinigungen, die von den Adsorptionsmittelteilchen desorbiert worden sind, mittels eines Trägergases, das durch eine am unteren Teil des Regenerationsab hnittcs B angeordnete Düse oder Öffnung 11 eingefühn wird, aus dem Reinigungsturm durch eine Öffnung oder Düse 10 abgeführt. Die abgeführten Verunreinigungen werden zu einem Desorbatbehandlungsabschnitt Ciibergeführt, der beispielsweise einer. Kondensator, einen Abscheider oder ein Klärgefäß enthält.

Bei der Adsorptionsbchandlung des Gases durch das oben beschriebene Wirbelschichtverfahren bildet die erfolgreiche Stabilisierung der so gebildeten Wirbelschichlbetten selbst ein wesentliches Erfordernis, um die Entfernung der schädlichen gasförmigen Verunreinigungen von dem Gas über eine lange Zeitdauer mit einem hohen Entfernungswirkungsgrad kontinuierlich durchzuführen. Die Stabilität von derartigen Wirbelschichtbetten hängt von der Gestalt der verwendeten adsorbierenden Teilchen, der Festigkeit, der Abriebbeständigkeit und anderen physikalischen Eigenschaften, die die Teilchen aufweisen, und der Durchflußmenge, der Durchflußgeschwindigkeit und Viskosität des zur Verwirbelung der Adsorptionsmittelteilchen verwendeten Gases usw. ab.

Um unerwünschte Vorgänge, wie Sieden, kanalartiges Durchwandern und träges Fließen der Adsorptionsmittelteilchen zu beseitigen, wurden Verbesserungen des Aufbaus von Fallkanälen oder Fallwegen für die Teilchen vorgenommen. Beispielsweise wurde in die Böden der Fallkanäle oder Fallwege Öffnungen eingefügt oder, wie es in der US-PS 26 74 338 beschrieben ist, Bodenplatten verwendet, die auf Federn auf den Böden der Fallkanäle oder Fallwege getragen werden. Diese Versuche zur Verbesserung des Aufbaus der Fallwege bewirkten jedoch, daß das System selbst kompliziert wurde und brachten außerdem den Nachteil mit sich, daß die Adsorptionsmittelteilchen allmählich pulverisiert wurden. Daher versagten alle diese Versuche in ihrem Ziel, die Stabilisierung des mengenmäßigen Transportes der im Kreislauf geführten Adsorptionsmittelteilchen herbeizuführen.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, einen Reinigungsturm zum kontinuierlichen Entfernen von gasförmigen Verunreinigungen aus Abgasen der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die Wirbelschichten besser stabilisiert sind und die Adsorptionsmittelteilchen gleichmäßiger nach unten fließen, um dadurch eine gleichmäßige Ausnuizung des Adsorptionsmittel herbeizuführen.

Diese Aufgabe wird durch einen Reinigungsturm gelöst, der die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.

Durch die Barrieren auf den mit Öffnungen versehenen Böden bilden sich in der jeweils flächengrößeren Zone außerordentlich gleichmäßige Wirbelschichten aus, und die Adsorptionsmittelteilchen wandern über diese Barrieren in die flächenkleineren Zonen, von denen aus sie jeweils auf die flächengrößere Zone des nächsttieferen Bodens fallen. Die Höhe der Barrieren liegt vorzugsweise im Bereich von 20 bis 60 mm.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, bei den mit Öffnungen versehenen Böden die offene Fläche so zu wählen, daß sie jeweils 5 bis 25% der gesamten Oberfläche einnimmt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt die flächenkleinere Zone eines Bodens jeweils auf einem Niveau, das 10 bis 20 mm liefer als das der flächengrößeren Zone des Bodens liegt. Dabei können die Öffnungen in den Böden einen bestimmten festgewählten Durchmesser aufweisen, der im Bereich von 3 bis 5 mm liegt.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Durchmesser der Öffnungen in der flächenkleineren Zone jeweils 1.5- bis 2mul so groß wie der Durchmesser der Öffnungen in der flächengrölk-ren Zone, wobei die flächenkleinere Zone auf dem gleichen Niveau wie die flächt.-igrößere Zone liegt.

Es wird bevorzugt, als Adsorptionsmiltelteilchen Aktivkohlekugeln zu verwenden, deren Teiichendurchmcsser im Bereich von 0,2 bis 2.0 mm liegt, wobei der mittlere Teilchendurchmesser im Bereich von 0.4 bis 1,2 mm liegt, und die eine Schüttdichte im Bereich von 0,5 bis 0,7 g/cm^J besitzen.

Von den Figuren zeigt

F i g. 1 eine schematische erläuternde Darstellung eines bekannten Reinigungsturmes zum Entfernen von gasförmigen Verunreinigungen aus Gasgemischen nach dem Wirbelschichtprinzip.

Die Fig. 2 bis 10 dienen zur Erläuterung der Erfindung. Es zeigt

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform eines mit Öffnungen versehenen Bodens der einen Art mit kreisförmigem Querschnitt,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform eines mit Öffnungen versehenen Bodens der anderen Art mit kreisförmigem Querschnitt,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der im Reinigungsturm abwechselnd übereinander angeordneten Böden gemäß F i g. 2 und F i g. 3,

Fig. 5 eine schematische Darstellung von im Reinigungsturm abwechselnd übereinander angeordneten Böden mit von F i g. 2 und 3 abweichender Bauart,

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines mit Öffnungen versehenen Bodens der einen Art mit rechteckigem Querschnitt,

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines mit Öffnungen versehenen Bodens der anderen Art mit rechteckigem Querschnitt,

Fig. 8 eine schematische Darstellung der im Reinigungsturm abwechselnd übereinander angeordneter Böden gemäß F i g. 6 und 7,

F i g. 9 eine schematische Darstellung von im

Reinigungsturm abwechselnd übereinander angeordneten Böden mit von Pig. 6 und 7 abweichender Bauart und

Fig. 10 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Anlage mit einem Reinigungsturm nach der > Erfindung.

Aufgrund ihrer kugelförmigen Gestalt besitzen Aktivkohlekugeln den Vorteil, daß sie ausgezeichnete Fließfähigkeit, hervorragende Beständigkeit gegen Reibung und Abnutzung und hohe Beständigkeit gegen Stöße und Druck aufweisen. Die nach der US-PS 39 17 806 hergestellten Aktivkohlekugeln sind besonders geeignet.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind als übereinander angeordnete Böden runde, mit öffnungen versehene Böden einer Art, wie sie in F i g. 2 dargestellt sind und die jeweils auf der oberen Oberfläche mit einer konzentrischen ringförmigen Barriere versehen sind, die die Oberfläche in eine kreisförmige zentrale Zone I, die 80 bis 95% des gesamten Oberflächenbereiches einnimmt, und eine peripherienahe ringförmige Zone II, die 5 bis 20% des gesamten Oberflächenbereiches einnimmt, unterteilt, und runde, mit Öffnungen versehene Böden der anderen Art, von denen ein Boden in F i g. 3 dargestellt ist und die jeweils in ähnlicher Weise auf der oberen Oberfläche mit einer konzentrischen ringförmigen Barriere versehen sind, die die Oberfläche in eine kreisförmige zentrale Zone I, die 5 bis 20% des gesamten Oberflächenbereiches einnimmt, und eine ringförmige peripherienahe Zone II, die 80 bis 95% des jo gesamten Oberflächenbereiches einnimmt, unterteilt, vorgesehen. In Fig. 2 bezeichnet 21 einen solchen runden, mit öffnungen versehenen Boden. Die obere Oberfläche dieses runden, mit Öffnungen versehenen Bodens 21 ist durch die Barriere 24 in die kreisförmige Ji zentrale Zone 22 (I) und die ringförmige peripherienahe Zone 23 (II) unterteilt. In Fig.3 bezeichnet 31 einen runden, mit Öffnungen versehenen Boden der zweiten Art. Die obere Oberfläche dieses runden, mit öffnungen versehenen Bodens 31 ist durch eine Barriere 34 in die kreisförmige zentrale Zone 32 (I) und die ringförmige peripherienahe Zone 33 (II) unterteilt. Die Zone 22 des Bodens aus F i g. 2 und die Zone 33 des Bodens aus Fig. 3 sind die Abschnitte, über denen Wirbelschichtbetten aus Aktivkohlekugeln gebildet werden. Die Zone 23 des Sodens nach F i g. 2 und die Zone 32 des Bodens nach F i g. 3 sind diejenigen Abschnitte, durch die die Aktivkohlekugeln zu dem nächstgelegenen tieferen Boden herabfallen. Die Barriere 24 und die Barriere 34 sind so auf ihren jeweiligen runden, mit Öffnungen versehenen Böden angeordnet, daß die Zone 22 bezüglich des Oberflächenbereiches gleich der Zone 33 und die Zone 23 gleich der Zone 32 ist. Die runden, mit öffnungen versehenen Böden 21 und 31, die in den entsprechendenden Figuren 2 und 3 gezeigt sind, verlaufen in ihren gesamten Oberflächen eben, und sie besitzen jeweils eine Vielzahl von Löchern, die mit einem Öffnungsverhältnis im Bereich von 5 bis 25% ausgebildet sind. Die Oberflächen der runden, mit Öffnungen versehenen Böden 21 und 31 können jeweils in einer einzigen Ebene liegen. Andererseits können die Zonen 23 und 32 dieser Böden auch jeweils in einer Ebene liegen, die durch einen vertikalen Abstand von 10 bis 20 mm von der der entsprechenden verbleibenden Zonen 22 bzw. 33 entfernt ist Wenn die Böden über die gesamte Oberfläche eben sind, weisen die in den Zonen 22 und 33 vorhandenen öffnungen vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von 3 bis 5 mm auf, und es wird bevorzugt, daß die Öffnungen, die sich in den Zonen 23 und 32 befinden, einen Durchmesser von etwa dem 1,5-bis 2fachen desjenigen Durchmessers der öffnungen in den Zonen 22 und 33 aufweisen. Wenn die Böden ebene abgestufte Oberflächen auf verschiedenen Niveaus besitzen, können all die darin vorgesehenen Öffnungen den gleichen Durchmesser besitzen, der näherungsweise im Bereich von 3 bis 5 mm liegt.

Die Höhen der Barrieren 24 und 34 sind nicht spezieli begrenzt und liegen vorzugsweise im Bereich von 20 bis 60 mm. Darüber hinaus ist es unerläßlich, die gleich hohen Barrieren auf den entsprechenden Böden zum Zweck der Stabilisierung der Wirbelschichtbetten, die aus den Aktivkohlekugeln gebildet werden, und auch zur Stabilisierung der Transportrate der Kugeln anzuordnen. Die Geschwindigkeit des Gases in einem Turm liegt bei der Behandlung vorzugsweise aus praktischen Gründen im Bereich von 0,5 bis 2,0 m/sec in Anbetracht der Tatsache, daß der innere Durchmesser des Reinigungsturmes üblicherweise im Bereich von 50C bis 2000 mm liegt.

Bei der vorliegenden Erfindung werden die runden mit öffnungen versehenen Böden 21 und 31 abwechselnd angeordnet, um eine Vielzahl von übereinander angeordneten Böden innerhalb eines runden Turmes zu bilden, wie es in F i g. 4 oder 5 dargestellt ist. In einen aul diese Weise innerhalb des Turmes gebildeten Adsorptionsabschnitt wird das zu reinigende Abgas eingeleitet In F i g. 4 bezeichnet 41 einen zylindrischen Turm Innerhalb dieses Turmes 41 sind runde, mit Öffnunger versehene Böden 45, deren obere Oberflächen jeweils durch eine konzentrisch ringförmige Barriere 44 in eine kreisrunde zentrale Zone 42 (I) und eine ringförmige peripherienahe Zone 43 (II) unterteilt sind, und runde mit Öffnungen versehene Böden 49, deren obere Oberflächen jeweils durch eine konzentrisch ringformi ge Barriere 48 in eine kreisförmige zentrale Zone 46 (I' und eine ringförmige peripherienahe Zone 47 (II unterteilt sind, abwechselnd angeordnet, um eine Vielzahl übereinander angeordneter Böden zu bilden. Ir Fig. 5 bezeichnet 51 einen zylindrischen Turm. Inner halb dieses zylindrisches Turmes 51 sind runde, mii Öffnungen versehene Böden 55, deren obere Oberflä chen jeweils durch eine konzentrisch ringförmige Barriere 54 in eine kreisförmige zentrale Zone 52(1) unc eine ringförmige peripherienahe Zone 53 (II) unterteil sind, wobei die Zone 53 in einer Ebene auf einem Niveai verläuft, die nach unten durch einen vertikalen Abstanc von 10 bis 20 mm von der Ebene der Zone 52 getrenn ist. und runde, mit öffnungen versehene Böden 59, derer obere Oberflächen jeweils durch eine konzentriscl· ringförmige Barriere 58 in eine ringförmige peripherie nahe Zone 56 (II) und eine kreisförmige zentrale Zorn 57 (1) unterteilt sind, wobei die Zone 57 in einer Ebern auf einem Niveau verläuft, das nach unten durch einer vertikalen Abstand von 10 bis 20 mm gegen die Eben! der Zone 56 versetzt ist, alternierend abwechselnc angeordnet, um eine Vielzahl von übereinandei angeordneten Böden zu bilden. Üblicherweise ist dei vertikale Abstand, durch den zwei benachbarte Bödei voneinander getrennt sind, näherungsweise gleich dei Summe aus der Höhe der Barriere, vergrößert um eini Länge von 60 mm.

Um die Reinigung des Gases in einem Reinigungs turm zu bewirken, der den beschriebenen Aufbai besitzt, muß man das Gas durch den Bodenteil de: Turmes nach oben in diesen Turm einführen und dafü Sorge tragen, daß das eingeführte Gas im Gegenstron

mil Aklivkohlekugeln, die durch den oberen Teil nach unten eingeführt werden, in Kontakt kommt, so daß die Aktivkohlekugeln durch die Kraft des Gasstroms gezwungen werden. Wirbclschichtbettcn auf den übereinander angeordneten Böden zu bilden. Die > Aktivkohlekugcln, die so jeweils auf der Zone 42 und 47 die Wirbelschichtbetten gebildet haben, werden horizontal in Richtung auf Zone 43 und 46 verschoben und fallen dann aufgrund der Schwerkraft durch die Öffnungen in den Zonen 43 und 46 der runden, mit in Öffnungen versehenen Böden 45 und 49 in dem Turm der F i g. 4 (oder in den Zonen 53 und 57 der runden, mit Öffnungen versehenen Böden 55 und 59 in dem Turm der Fig. 5), während sie die gasförmigen Verunreini giingen des :·χ\ behandelnden Gases adsorbieren. i> Nachdem sie den Adsorptionsabschnitt, der aus der Vielzahl von übereinander angeordneten Böden zusammengesetzt ist, passiert haben, werden sie einer Behandlung zur Regenerierung in dem Desorptions- und Regenerationsabschnitt unterworfen. Die regene- >u rierten Aktivkohlekugeln werden zurückgeführt, damit sie wieder zur zyklischen Verwendung durch den oberen Teil in den Reinigungsturm nach unten eingeführt werden können. Bevor die die Wirbelschichtbetten bildenden Aktivkohlekugeln durch die Schwer- r> kraft gezwungen werden, von einem Boden zu einem anderen zu fallen, werden die einzelnen Aktivkohlekugcln auf den übereinander angeordneten Böden horizontal auf dem jeweiligen Boden bewegt.

Spezieller ausgedrückt, bewegen sich die Aktivkohle- i< > kugeln, die von der flächenkleineren Zone eines gegebenci Bodens auf die flächengrößere Zone des nächsttieferen Bodens gefallen sind, zu der flächenkleinercn Zone des unteren Bodens, während sie an Ort und Stelle ein Wirbelschichtbett bilden. Beispielsweise r, werden die Aktivkohlekugeln, die auf den mittleren Bereich der zentralen Zone 42 des runden, mit Öffnungen versehenen Bodens 45 in dem Turm nach Fig. 4 zugeführt werden, durch den nach oben gerichteten Strom des Gases und Schwerkraftanziehung horizontal in der Richtung der peripherienahen Zone 43 verschoben und fallen dann durch die Öffnungen, die in Zone 43 verteilt angeordnet sind, nach unten. Da die mit Öffnungen versehenen Böden durch eine konzentrische ringförmige Barriere in zwei Zonen. 4 > nämlich eine zentrale Zone 1 und eine peripherienahe Zone II, unterteilt sind, ergeben sich die folgenden Vorteile:

Die Richtung, in der die horizontale Verschiebung der einzelnen Aktivkohlekugeln auf der Vielzahl der übereinander angeordneten Böden erfolgt, alterniert entlang der abfallenden Ordnung der übereinander angeordneten Böden und die Wirbelschichtbetten aus den Kugeln auf den jeweiligen übereinander angeordneten Böden werden durch die Barrieren, die gleiche Höhe aufweisen, auf gleiche Höhen eingestellt. Diese Umstände machen es möglich, daß die Aktivkohlekugeln gleichmäßig und stetig gefördert werden und mit dem behandelten Gas in gleichmäßigen Kontakt kommen.

Jeder der übereinander angeordneten Böden ist in eine flächenkleinere Zone, die den abwärts gerichteten Fluß der Aktivkohlekugeln erlaubt, und eine flächengrößere Zone zum Ausbilden eines Wirbelschichtbettes aus den Kugeln unterteilt, und das Flächenbereichsverhältnis dieser zwei Abschnitte ist konstant Daher kann &5 durch Festlegen des gesamten offenen Bereiches in der flächengrößeren Zone auf einen Wert, der in den Bereich des 4- bis 20fachen des gesamten offenen Bereiches in der flächenkleineren Zone fällt, das Gewicnl der Kugeln, die übergeführt und gefördert werden sollen, genügend stabilisiert werden, um die mögliche Abweichung zu minimalisieren.

Die mit Öffnungen versehenen Böden können auch eine rechteckige Form besitzen, wie es beispielsweise in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist. Wenn der Reaktionsturm einen inneren Durchmesser besitzt, der 1500 mm überschreitet, kann eine leichte Neigung von nicht mehr als 2°, die den einzelnen übereinander angeordneten Böden verliehen wird, möglicherweise wirksam die horizontale Bewegung der Aktivkohlekugeln auf den übereinander angeordneten Böden unterstützen. Wenn der innere Durchmesser des Reaktionsturmes klein ist, kann dagegen solch eine Neigung, die den einzelnen übereinander angeordneten Böden verliehen wird, umgekehrt zu einer vergrößerten Schwankung des Volumens an Aktivkohlekugeln, die übergeführt werden, führen. Es sollte daher mit gebührender Sorgfalt in bezug auf die Größe des inneren Durchmessers des verwendeten Reaktionsturmes abgeschätzt werden, inwieweit es vorteilhaft ist, den übereinander angeordneten Böden eine solche Neigung zu verleihen.

Der erfindungsgemäße Reinigungsturm gestattet, die Reinigung des Abgases über eine lange Zeitdauer von beispielsweise mehr als 200 Stunden kontinuierlich durchzuführen, wobei der Wirkungsgrad der Entfernung der gasförmigen Verunreinigungen auf einem hohen Niveau gehalten wird (das 80% weit überschreitet). Das Gas, das demzufolge gereinigt worden ist, kann in seiner unveränderten Form durch den oberen Abschnitt des Reinigungsturmes in die Atmosphäre freigelassen werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß es nicht mehr notwendig ist. die übereinander angeordneten Böden mit Fallwegen oder Falleinrichtungen für die Adsorptionsmittelteilchen auszustatten.

In der Darstellung der Fig. 10 bezeichnet 101 das Ausgangsabgas, 102 ein verdünnendes Trägergas, 103 das Gas, das den Kondensator durchströmt hat, 104 einen Siebeinsatz, 105 ein Gebläse, 106 das Gas, das behandelt werden soll, 107 den Adsoiptionsabschnitt, 108 einen Auslauf zur Entnahme bzw. Abgabe des gereinigten Gases, 109 den Vorheizungsabschnitt, 110 den Desorptions- und Regenerationsabschnitt. 111 das desorbierende Trägergas, 112 einen Kondensator, 113 eine Trennanlage und 114 das Kühlwasser. Zur Behandlung in dem Adsorptionsabschnitt wurde ein gemischtes Gas, das aus dem Ausgangsabgas, dem verdünnenden Trägergas (Luft) und dem Gas (Luft) bestand, welches das restliche Perchloräthylen enthielt und durch den Kondensator geströmt war und daher dem Partialdruck bei der Kondensatortemperatur (20⁰C) äquivalent war, in den Adsorptionsabschnitt eingeführt. Vor diesem Einleiten wurde das der Behandlung unterworfene Gas mit Luft verdünnt, damit seine Perchloräthylenkonzentration auf 6000 ppm eingestellt wurde. Dieses gemischte Gas wurde mit einem Durchflußvolumen von 890 NmVh oder einer Oberflächen-Turm-Geschwindigkeit von 0,8 m/sec in den Adsorptionsabschnitt eingeführt, und Aktivkohlekugeln wurden mit einer Rate von 110 kg/h im Kreislauf zurückgeführt. Die kontinuierliche Wiedergewinnung von Perchloräthylen von dem Gas wurde fortgesetzt, wobei der Desorptionsabschnitt auf 140⁰C gehalten wurde und das Durchflußvolumen des desorbierenden Trägergases (Dampf) fest bei 36 NmVh lag. Es wurde festgestellt, daß das gereinigte Gas, das durch den Adsorptionsabschnitt geströmt und in die Atmosphäre

freigelassen worden war, eine Perchlorälhylenkonzentration von weniger als 30 ppm besaß. Die Wiedergewinnung von Perchloräthylen wurde mit einer Rate von 33,6 kg/h erzielt.

Unter den beschriebenen Bedingungen wurde das System zehn Stunden lang täglich während einer Zeitdauer von zwei Monaten (die wirkliche Belriebszeit belief sich auf 500 Stunden) und einer Dauer von sechs Monaten (die wirkliche Betriebszeit belief sich auf 1500 Stunden) kontinuierlich betrieben. Bei Beginn des Betriebes wurden dem Reinigungsturm 300 kg Aktivkohlekugeln zugeführt. Während der Testperiode

Tabelle

wurden die oben beschriebenen Raten der Adsorption und der Entfernung aufrechterhalten, und die Menge an wiedergewonnenem Perchlorälhylen wurde sehr wenig verändert.

Die Perchlorälhylen-Adsorptionskapaziiät von frisch aktivierten Kohlenstoffkugeln und die von den gleichen Kugeln, die nach einem 500stündigen und 1500stündigen Betrieb regeneriert worden waren, wurden verglichen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben. Die Ergebnisse zeigen, daß die Adsorptionskapazität der Aktivkohlekugeln erhalten bleibt.

Reslmenge	Adsorptions
Perchlor-	menge
alhylen	Perchloräthylen
(g)Mktivkohlc	(g)/Aklivkohlc
(B)	(B)

0,06

Aktivkohlekugeln
vor dem Betrieb

Aktivkohlekugeln,

regeneriert nach

500 stündigem Betrieb

Aktivkohlekugeln, 0,06

regeneriert nach

1500 stündigem Betrieb

Getrennt davon wurde, als die nach 1500stündigem Betrieb regenerierten Aktivkohlekugeln für den Adsorptionstest probeweise entnommen wurden, ein Teil der Probe einem Test auf Bruch bzw. Zerkleinerung durch Abreiben unterworfen. Bei diesem Test wurde beobachtet, daß praktisch keine Zerkleinerung in den regenerierten Kugeln auftrat. Wenn eine vorgegebene 0,68
0,60

0,63

Menge dieser regenerierten Kugeln gewogen wurde, wurde ein etwa 7 Gew.-% größeres Gewicht als das der entsprechenden Kugeln vor dem Gebrauch beobachtet. In Anbetracht der Restmenge an Perchloräthylen ergibt sich somit, daß im wesentlichen kein Gewichtsverlust während des Gebrauches stattgefunden hat.

Hierzu 3 Blatt Zoichniinuen

Claims

Patentansprüche:

1. Reinigungsturm zum kontinuierlichen Entfernen von gasförmigen Verunreinigungen aus Abgasen mit einem Adsorptionsabschnitt mit übereinander angeordneten, mit öffnungen versehenen Böden, über die sich Aktivkohlekugeln im Gegenstrom zum Abgas nach unten bewegen, einem Regenerationsabschnitt am Bodenteü des Reinigungsturms, in dem die Aktivkohlekugeln durch Erhitzen regeneriert werden, und einer Steigleitung zum Überführen der regenerierten Aktivkohlekugeln vom Boden des Reinigungsturms zu dem oberen Teil des Reinigungsturms, dadurch r> gekennzeichnet, dall im Adsoi ptionsabschnitt (107) in vertikaler Richtung alternativ abwechselnd zwei Arten von Böden (21 und 31; 45 und 49; 55 und 59) angeordnet sind, wobei die Böden der einen Art (21; 45; 55) auf der oberen Oberfläche Barrieren (24; 2» 44; 54) aufweisen, die die Bodenoberfläche in eine zentrale Zone I (22; 42; 52) und eine peripherienahe bzw. Randzone 11 (23; 43; 53) unterteilen, wobei die zentrale Zone 1 80 bis 95% des gesamten Oberflächenbereiches einnimmt und die offene 2~> Fläche in der Zone I im Bereich des vier- bis zwanzigfachen von der der Zone 11 liegt, und wobei die Böden der zweiten Art (31; 49; 59) auf der oberen Oberfläche ebenfalls mit Barrieren (34; 48; 58) gleicher Höhe versehen sind, die so angeordnet sind, jn daß die Bodenoberfläche in eine zentrale Zone I (32; 46; 57) und eine peripherienahe oder Randzone Il (33; 47; 56) unterteilt wird, wobei die zentrale Zone 1 5 bis 20% des gesamten Oberflächenbereiches einnimmt und die offene fläche in der peripheriena- si hen oder Randzone 11 im Bereich von dem vier- bis zwanzigfachen \ on der Zone 1 liegt.

2. Reinigungsturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flächenkleinere Zone (53; 57) auf einem Niveau liegt, das 10 bis 20 mm tiefer als 4i> das der flächengrößeren Zone (52; 56) liegt.

3. Reinigungsturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Öffnungen in der flächenkleineren Zone (43; 46) 1,5- bis 2mal so groß ist wie der der öffnungen in der y, flächengrößeren Zone (42; 47), wobei die flächenkleinere Zone auf dem gleichen Niveau wie die flächengrößere Zone liegt.