DE2632928A1

DE2632928A1 - Vorrichtung fuer die kontinuierliche reinigung eines loesungsmitteldaempfe enthaltenden abgases

Info

Publication number: DE2632928A1
Application number: DE19762632928
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Taiyo Kaken Co Ltd
Current assignee: Taiyo Kaken Co Ltd
Priority date: 1975-07-25
Filing date: 1976-07-22
Publication date: 1977-02-10
Also published as: FR2318671B1; NL7608117A; CA1070620A; JPS538664B2; NL166408B; JPS5214580A; US4207082A; FR2318671A1; DE2632928B2; NL166408C; DE2632928C3; IT1063571B; GB1554450A

Description

25. Juli 1975, Japan, No. 90868/1975

Anmelder : Taiyo Kaken Company, Ltd.

No. 17-9, Nihonbashi, Koami-cho, Chuo-ku, Tokyo, Japan

Vorrichtung für die kontinuierliche Reinigung eines Lösungsmitteldämpfe enthaltenden Abgases.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung einer kontinuierlichen Reinigungsbehandlung eines Abgases, das Lösungsmittel enthält, und gleichzeitigen Aufbereitung und Wiedergewinnung des Lösungsmittels.

Bei den verschiedenartigsten Verfahren werden Abgase erzeugt, die Lösungsmitteldämpfe wie beispielsweise organische Lösungsmitteldämpfe enthalten. Deshalb müssen die Abgase von den Lösungsmitteldämpfen befreit werden, bevor sie an die Atmosphäre freigesetzt werden.

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Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Durchführung der Reinigung von Lösungsmitteldämpfe enthaltenden Gasen durch Adsorption vorgeschlagen worden. Wenn es die Gegebenheiten erfordern, schliessen diese bekannten Verfahren auch die Wiedergewinnung der entfernten Lösungsmitteldämpfe ein. Von diesen bekannten Verfahren ist besonders das Verfahren weit verbreitet, bei dem das sogenannte Wirbelschicht-Adsorptionssystem angewendet wird, bei dem ein zu behandelndes Gas und adsorbierende Teilchen wie beispielsweise Aktivkohle, aktiviertes Aluminiumoxid oder Siliziumoxid miteinander in Kontakt gebracht werden, um ein Wirbelschichtbett aus den adsorbierenden Teilchen zu bilden. Bei der Adsorptionsbehandlung des Gases mittels dieses Wirbelschichtverfahrens ist es allgemeine Praxis, die Gasbehandlung kontinuierlich zum Beispiel dadurch zu bewirken, dass Wirbelschichtbetten in einer Vielzahl von Stufen innerhalb eines Turmes gebildet werden, wie es in Figur 1 der beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In Figur 1 bezeichnet 1 einen Reaktionsturm. Ein Gas, das Lösungsmitteldämpfe, die entfernt werden sollen, enthält, wird durch eine Düse 2 in den Adsorptionsabschnitt A in dem Turm 1 eingeführt. Beim Eintritt in das Innere des Turmes steigt das Gas vertikal nach oben und kommt mit den adsorbierenden Teilchen in Kontakt, die innerhalb des Adsorptionsabschnittes A gehalten werden, und bewirkt, dass die adsorbierenden Teilchen auf den stufenweise angeordneten Böden 3, 3^f, 3¹' ... Wirbelschichtbetten bilden. Die die Wirbelschichtbetten bildenden Adsorptionsteilchen adsorbieren die Lösungsmitteldämpfe von dem Gas. Das Gas, das auf diese Weise von den Lösungsmitteldämpfen befreit worden ist, wird durch einen Entnahmeauslass 4 oben an dem Turm 1 freigesetzt. Die Adsorptionsteilchen auf den stufenweise angeordneten Böden 3, 3', 3"..,. fallen durch die den Böden zugeordneten Fallwege oder abwärts führende Leitungen 5, 5¹, 5¹' ... und bewegen sich allmählich aufgrund der Schwerkraft nach unten, wobei sie gleichzeitig die Lösungsmitteldämpfe von dem Gas adsorbieren. Dann verlassen sie den Adsorptionsabschnitt A und sammeln sich in dem Raum an, der

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auf einer Trennwand 6 ausgebildet ist. Unter Ausbildung eines unter Schwerkraft sich bewegenden Fliessbettes in dem Raum erreichen sie allmählich einen Regenerationsabschnitt B, der am Boden des Reaktionsturmes 1 angeordnet ist. Beim Eintritt in den Regenerationsabschnitt B werden die Adsorptionsteilchen durch einen Erhitzer 7 erhitzt, was dazu führt, dass die Teilchen regeneriert werden, da sie durch die Erhitzung gezwungen werden, die adsorbierten Lösungsmitteldämpfe freizugeben. Anschliessend werden die regenerierten Adsorptionsteilchen, die den Boden 8 des Turmes 1 erreichen, über eine Steigleitung 9 zum oberen Teil des Turmes 1 zur zyklischen Wiederverwendung übergeführt. In der Zwischenzeit werden die Lösungsmitteldämpfe, die von den Adsorptionsteilchen desorbiert worden sind, durch eine Düse 10 mittels eines Trägergases, das durch eine an dem unteren Teil des Regenerationsabschnittes B angeordnete Düse 11 eingeführt wird, aus dem System zwangsweise herausgeführt. Die abgegebenen Lösungsmitteldampfe werden zu einem Desorbat-Behandlungsabschnitt C übergeführt, das aus einem Kondensator, Dekantiergefäss oder dergleichen zusammengesetzt ist. Unter dem Ausdruck "Desorbat" werden hier die von den Adsorptionsteilchen desorbierten Substanzen verstanden.

Bei den oben beschriebenen Wirbelschicht-Gasbehandlungsverfahren wird üblicherweise vergaster Dampf als Trägergas zur Regenerierung der Adsorptionsteilchen verwendet. Dor als Trägergas dienende Dampf ist deshalb ein brauchbares Gas, da durch ihn die Adsorptionsteilchen wirksam ihre Adsorptionsfähigkeit wiedererlangen können und da er ausserdem billig ist. Wenn jedoch die die adsorbierten Lösungsmitteldämpfe enthaltenden Adsorptionsteilchen einer Regenerationsbehandlung unter Verwendung von Dampf als Trägergas unterworfen werden und gleichzeitig die Lösungsmitteldämpfe einer Wiedergewinnungsbehandlung unterworfen werden, besteht ein Nachteil ditrin, dass das wiedergewonnene Lösungsmittel mit Wasser, das von dem Dampf herrührt, verunreinigt ist, wenn das Lösungsmittel ein organisches Lösungsmittel wie beispielsv/eise Mkohol oder Keton ist, welches mit Wasser kompatibel ist. Um jedoch wirksam das

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wiedergewonnene Lösungsmittel, nämlich das organische Lösungsmittel, wieder verwenden zu können, ist es daher notwendig, das Wasser von dem wiedergewonnenen Lösungsmittel abzutrennen und zu entfernen. Für diesen Zweck ist eine zusätzlich Abtrenneinheit erforderlich.

Um diesem beschriebenen Nachteil abzuhelfen, der von der Verwendung eines kondensierbaren Gases wie z.B. Dampf als Trägergas zur Regenerierung der Adsorptionsteilchen herrührt, ist die Verwendung eines nicht kondensierbaren inerten Gases wie beispielsweise Stickstoffgas als brauchbar angesehen worden. In dem Falle jedoch, wenn solch ein nicht kondensierbares inertes Gas als das Trägergas verwendet wird, muss es in zyklischer Weise verwendet werden. Dies ist deshalb notwendig, weil das nicht kondensierbare inerte Gas im allgemeinen zu teuer ist, als dass es nach der Verwendung - anders als im Falle der Verwendung von Dampf - an aie Atmosphäre freigesetzt wird. Die zyklische Verwendung des nicht kondensierbaren inerten Gases ist üblicherweise nicht ratsam. Und zwar kommt das nicht kondensierbare inerte Gas, das in den Regenerationsabschnitt B (vergl. Figur 1) eingeführt wird, mit den darin enthaltenen Adsorptionsteilchen in Kontakt, um die Lösungsmitteldämpfe von den Teilchen, die die adsorbierten Lösungsmitteldämpfe enthalten, zu desorbieren, unci anschliessend wird das von den desorbierten Lösungsmitteldämpfen begleitete Gas zu dem Desorbat-Behandlungsabschnitt C (vergl. Figur 1) geleitet. Das so in den Desorbat-Behandlungsabschnitt C eingeführte nicht kondensierbare inerte Gas wird darin in einem Kondensator abgekühlt, um die Lösungsmitteldämpfe in Form von Flüssigkeit abzutrennen, jedoch verbleiben in diesem Falle die Lösungsmitteldämpfe unvermeidlich in einer Menge in dem nicht kondensierbaren inerten Gas vorhanden, die dein Dampfdruck bei der Kühltemperatur entspricht, ohne dass sie völlig abgeführt werden. Dementsprechend kann das den Desorbat-Behandlungsabschnitt C verlassende nicht kondensierbare inerte Gas nicht wieder, wie es ist, in den Regenerationsabschnitt B eingeführt werden, da es die Lösungsmitteldämpfa in einer gewissen Menge

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enthält. (Wenn a"ber das die Lösungsmitteldampfe in der angegebenen Menge- enthaltende nicht kondensierbare inerte Gas wieder in den Regenerationsabschnitt B eingeführt wird, können die Adsorptionsteilchen nicht vollständig regeneriert werden.) Aus diesem Grund müssen die Lösungsmitteldämpfe in der angegebenen Menge durch eine zusätzliche -'Vbtrenneinheit von dem Gas abgetrennt und entfernt werden, und nach dei* Entfernung der Lösungsmitteldämpfe muss das von den Lösungsmitteldämpfen gereinigte Gas in den Regenerationsabschnitt B eingeführt werden. Wie oben beschrieben worden ist, ist also die Apparatur und der Betrieb von einer grösseren Kompliziertheit begleitet, wenn das nicht kondensierbare inerte Gas in zyklischer Weise verwendet wird. Daher werden zur Zeit im wesentlichen keine nicht kondensierbaren inerten Gase als Trägergas verwendet.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue Vorrichtung zur Durchführung einer kontinuierlichen Reinigungsbehandlung eines \bgases zu schaffen, bei der die beschriebenen Probleme gelöst sind, die dann auftreten, wenn das nicht kondensierbare inerte Gas in zyklischer Weise als Trägergas zur Regenerierung von Adsorptionsteilchen verwendet wird.

Diese \ufgabe, weitere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nun folgenden Beschreibung.

Im Hinblick auf die Tatsache, dass die Adsorptionsteilchen, die durch den Adsorptionsabschnitt A (vergl.Figur 1) hindurchgeflossen sind, noch etwas von ihrer ^dsorptionsfähigkeit behalten haben, führte die Anmelderin ein Experiment durch, indem sie ein nicht kondensierbares inertes Gas als Trägergas verwendete und dieses nicht kondensierbare inerte Gas, nachdem es durch den Desorbat-Bohandlungsabschnitt C geleitet worden war, mit den Adsorptionsteilchen in Kontakt

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brachte, nachdem diese durch den Adsorptionsabschnitt A hindurchgeleitet worden waren. Sie fand dabei, dass die in dem nicht kondensierbaren inerten Gas noch vorhandenen Lösungsmitteldämpfe wirksam an den Adsorptionsteilchen adsorbiert und entfernt werden können. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse wurde die vorliegende Erfindung fertiggestellt.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird eine verbesserte Vorrichtung zur Durchführung einer kontinuierlichen Reinigungsbehandlung eines Abgases, das Lösungsmitteldämpfe enthält, die entfernt werden sollen, geschaffen, die eine turmartige Apparatur enthält, die aus dem Adsorptionsabschnitt A, dem Regenerationsabschnitt B und einer neuen Kammer besteht, die zwischen den beiden Abschnitten angeordnet ist, wobei die Kammer offen mit diesen beiden Abschnitten und weiterhin mit

noch
dem Regenerationsabschnitt B/ über den Desorbat-Behandlungsabschnitt C und durch eine weitere Rückführungsleitung verbunden ist.

Im folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

In den beigefügten Zeichnungen zeigt:

Figur 1 eine erläuternde schematische Darstellung, die ein Ausführung'sbeispiel einer Adsorptionsvorrichtung für ein Abgas zeigt, welches Lösungsmitteldämpfe enthält, die durch das Wirbelschichtprinzip entfernt werden sollen, und

Figur 2 eine erläuternde schematische Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Durchführung einer kontinuierlichen Reinigungsbehandlung eines Abgases, das Lösungsmitteldämpfe enthält, die entfernt werden sollen.

Die vorliegende Erfindung wird nun im einzelnen anhand von Figur 2 näher erläutert.

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In Figur 2 bezeichnet 21 einen Turm, der den Hauptkörper der erfindungsgemässen Apparatur bildet. Auf dem oberen Teil des Turmes 21 befindet sich ein Adsorptionsabschnitt I für das zu behandelnde Gas. In der Mitte des Turmes 21 ist ein Adsorptionsabschnitt II für ein Regenerierungsgas (Trägergas) vorgesehen, der das Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung bildet. Am Boden des Turmes 21 befindet sich ein Regenerierungsabschnitt III für ein Adsorptionsmittel. Der Adsorptionsabschnitt I ist von dem Adsorptionsabschnitt II durch eine Teilchen-Trennplatte 25 abgetrennt. In der gleichen Weise ist der Adsorptionsabschnitt II von dem Regenerationsabschnitt III durch eine Trennplatte 27 abgetrennt. Entlang der Mittelsenkrechten des Turmes 21 ist eine Steigleitung 23 zum Transport der regenerierten Adsorptionsteilchen durch einen Luftstrom vorgesehen, und die Steigleitung 23 besitzt am oberen Teil und am Boden des Turmes offene Enden und bildet so einen Rückzirkulationsweg für feste Adsorptionsteilchen. Die Steigleitung 23 muss jedoch nicht notwendigerweise in dem Inneren des Turmes angebracht sein.

Der Adsorptionsabschnitt I für ein Gas, das in dem oberen Teil des Turmes 21 behandelt werden soll, besitzt die Form von mehrstufigen Wirbelschichtbetten, die dadurch erhalten werden, dass in einer Vielzahl von Stufen perforierte Böden 22 angeordnet werden. Das Gas, das behandelt werden soll, wie beispielsweise ein Abgas aus einer Fabrik, das Lösungsmitteldämpfe enthält, wird von einer Einlassleitung 24 in den Adsorptionsabschnitt I eingeführt. Das Gas wird in diesem Fall an einer Stelle eingeführt, die unterhalb des perforierten Bodens 22 der tiefsten Stufe in dem Adsorptionsabschnitt I liegt, und zwar in solch einer Weise, dass das Gas von den Verteilerdüsen 24' innerhalb des \dsorptionsabschnittes I nach oben strömen kann. Das zu behandelnde Gas steigt auf, wobei es auf dem perforierten Boden 22 jeder einzelnen Stufe eine Wirbelschicht aus festen Adsorptionsteilchen bildet. Beim Aufsteigen werden die Lösung-smit te !dämpfe in dem Gas an

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den Adsorptionsteilchen adsorbiert und aus dem Gas entfernt, so dass das Gas gereinigt wird. Das gereinigte Gas wird dann von einem an dem oberen Teil des Turmes 21 vorgesehenen Ablassausgang 26 in die atmosphäre freigegeben.

Andererseits werden die iesten Adsorptionsteilchen dem perforierten Boden 22 der höchsten Stufe von dem offenen Ende der Steigleitung 23 am oberen Teil des Turmes 21 zugeführt und dann durch den nach oben steigenden Strom des Gases, das behandelt werden soll, zu einer Wirbelschicht verwirbelt. Unter Bildung von Wirbelschichtbetten bewegen sich die Teilchen allmählich durch die Öffnungen, die in den einzelnen perforierten Böden 22 vorgesehen sind, oder durch die Fallwege oder abwärts führende Leitungen, die an geeigneten Stellen in den perforierten Böden 22 angebracht sind, abwärts zu unteren Stufen. Während die Teilchen auf jeder Stufe ein Wirbelschichtbett bilden, adsorbieren sie die Lösungsmitteldämpfe von dem Gas, welches dieselben enthält. Beim Abfallen von der untersten Stufe werden die Teilchen in eine senkrechte Leitung 25* eingeführt, die in der Trennplatte 25 vorgesehen ist, und die Leitung 25* hat eine gasabdichtende Wirkung, wenn sie mit den Teilchen gefüllt ist. Während die Teilchen in der Leitung 25' ein Fliessbett bilden, werden sie zu dem Adsorptionsabschnitt II für ein Regenerierungsgas geführt, der in der Mitte des Turmes 21 vorgesehen ist.

Die Konzentration der Lösungsmitteldämpfe, die in dem zur Behandlung in den Adsorptionsabschnitt I eingeführten Gas enthalten sind, wird üblicherweise vorher auf höchstens 5000 ppm oder weniger geregelt (z.B. durch Verdünnen des Gases mit Luft). Dies geschieht deshalb, weil es bevorzugt wird, die Konzentration aus Sicherheitsgründen auf den halben Betrag der Magergemisch-Entflanimijarkoitsgrenze (lean flammability limit) einzustellen. Weiterhin wird durch Einstellen der Lösungsmittelkonzentration in dem zur Behandlung eingeführten Gas die Menge der festen Adsorptionsteilchen, die

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im Kreislauf verwendet werden müssen, so gesteuert, dass eine überschüssige Adsorptionskraft bzw. Adsorptionskapazität verbleiben kann, die hoch genug ist, um fast alle Lösungsmitteldämpfe, die in dem Gas in dem Adsorptionsabschnitt I enthalten sind, zu adsorbieren und ferner ausreichend ist, um fast alle Lösungsmitteldämpfe, die in dem Regenerierungsgas verblieben sind, das in dem folgenden Adsorptionsabschnitt II regeneriert werden soll, ebenfalls zu adsorbieren.

Der Adsorptionsabsehnitt II in der Mitte des Turmes 21 besitzt die Form von Fliessbetten, die dadurch erhalten werden, dass eine Vielzahl von senkrechten Leitungen 28 vorgesehen sind. Das nicht kondensierbare Regenerierungsgas, das die überschüssigen Lösungsmitteldämpfe enthält, die durch den Kondensator 31 weder abgetrennt noch wiedergewonnen worden sind, wird von einer Einlassdiise 32 in den Abschnitt II eingeführt und kommt mit den Adsorptionsteilchen in Kontakt, die kontinuierlich durch die senkrechten Leitungen 28 unter Bildung von Fliessbetten herabfallen, wobei das Gas den Strom der Teilchen im Gegenstrom kontaktiert. Dann wird das Gas durch eine in der oberen Wandung des Adsorptionsabschnittes II vorgesehenen Auslassdüse oder Auslassöffnung 33 ent-

qurch eine Verbindungsleitung V nommen und/wieder zu dem Regenerationsabschnitt III geleitet. Dabei werden während der Zeit, in der das Regenerierungsgas mit den Adsorptionsteilchen in Kontakt kommt, die unter Ausbildung von Fliessbetten durch die Leitungen 28 herabfallen, die verbliebenen Lösungsmitteldäupfe, die in dem Gas enthalten sind, adsorbiert und entfernt. Folglich bildet das zur Regenerierung von der Auslassdiise 33 entnommene Gas ein gereinigtes Gas, das gut genug ist, um dem Regenerierungsabschnitt III zugeführt zu werden, ohne Schwierigkeiten zu verursachen. Dadurch,dass solch ein gereinigtes Regenerierungsgas erhalten wird, wird eine kontinuierlich zyklische Verwendung des Gases mit Rückführung möglich.

Das Regenerierungsgas, das gerade von der Verbindungsleitung IV zwischen dem Regenerierungsabschnitt III und dem weiteren Adsorptionsabschnitt II durch die Einlassdiise 32 in

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den Abschnitt II eingeführt worden ist, besitzt üblicherweise eine sehr hohe Lösungsmitteldampfkonzentration von 0,5 bis 3 Vol.%, was von der Temperatur des Gases und der Art des in dem Gas enthaltenen Lösungsmittels abhängt. Weiterhin erhöht die Adsorptionswärme, die bei dem Adsorptionsvorgang, der im Inneren der Leitungen 28 stattfindet, auftritt, die Temperaturen der Adsorptionsteilchen und des Regenerierungsgases. Um zu verhindern, dass die Temperaturen ansteigen, kann daher zusätzlich eine Einrichtung 30 vorgesehen werden, die ein kaltes Medium (beispielsweise Wasser) um die senkrechten Leitungen 28 führt, wenn es notwendig ist. 45 und sind die entsprechenden Einlass- und Auslassöffnungen für das Kühlmedium. Es kann irgendeine beliebige Einrichtung oder Anordnung verwendet werden, solange nur gewährleistet ist, dass das kontinuierliche Herabfallen der Adsorptionsteilchen nicht durch die zusätzlich angebrachte Einrichtung gestört wird. Zum Beispiel kann die Einrichtung eine Röhrenanordnung mit Kühlrippen oder eine Anordnung aus mit Kühlrippen versehenen Trennplatten sein, die die inneren Wandoberflächen der senkrechten Leitungen 28 berührt und in dem Inneren der Leitungen 28 eine Unterteilung in eine Vielzahl senkrechter Wege schafft.

Andererseits fliessen die Adsorpiionsteilchen durch den Adsorptionsabschnitt I hindurch, fliessen durch die senkrechte an der Trennplatte 25 befestigte Leitung 25' nach unten und werden zu den senkrechten Leitungen 28 geführt. Dann adsorbieren die Teilchen die in dem Rogenerierungsgas enthaltenen Lösungsmitteldampfe, während sie Fliessbetten bilden, und bewegen sich durch die Leitungen 28 nach unten. Das Regenerierungsgas wird dadurch gereinigt. Nachdem die Teilchen durch die Leitungen 28 hindurchgeflossen sind, fallen sie nach unten auf die Trennplatte 27, die die senkrechten Leitungen 29 besitzt, die ebenfalls als Gasabdichtwege dienen wie die senkrechte Leitung 25' und den Adsorptionsabschnitt II von dem Regenerationsabschnitt III abtrennen.

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Dann werden die Teilchen in den Regenerationsabschnitt III eingeführt. Es ist vorzuziehen, dass die senkrechten Leitungen 29 jeweils vergleichsweise schmalere und längere Wege aufweisen, so dass Gasundichtigkeiten von dem Regenerierungsabschnitt III zu dem Adsorptionsabschnitt II verhindert werden können. Dies ist deshalb vorzuziehen, damit das Regenerierungsgas, das von der Auslassdüse 39 für desorbiertes Gas abgezogen werden soll, einen höheren Druck aufweist als das Gas, das in den Adsorptionsabschnitt II eingeführt wird. Wenn die senkrechten Leitungen Ii, lange Wege besitzen, kann die gasabdichtende Wirkung vollständig innerhalb der Leitungen 29 erzeugt werden. Die Schaffung senkrechter Leitungen mit vergleichsweise langen Wegen ist weiterhin sehr vorteilhaft für die Vorerhitzung der Adsorptionsteilchen auf eine Temperatur, die zum Desorbieren eier adsorbierten Substanzen von den Adsorptionsteilchen notwendig ist. Bei der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, einen Vorheizabschnitt vorzusehen, der einen Aufbau aufweist: mit einer Einlassdüse 42 und einer Auslassdüse 43 für ein Wärmemedium in einem Raum, der durch eine Trennplatte 27 und eine dichtende Platte 40 abgeteilt ist, um die in Form von Fliessbetten innerhalb der Leitungen2S herabfallenden Teilchen vorzuheizen. Die Regenerierungseinheit in dem Regenerierungsabschnitt III, die am Boden des Turmes 21 vorgesehen ist und in ihrem oberen Teil mit einer Trennplatte 27 und deji Vorheizabschnitt direkt unter der Platte 27 abgetrennt ist, weist einen Aufbau auf, der aus einer Vielzahl senkrechter Leitungen 35 besteht, in denen sich die Adsorptionsteilchen in Form von Fliessbetten nach unten bewegen, wie bei der Anordnung der Adsorptionseinheit in dem Adsorptionsabschnitt II in der Mitte des Turmes 21. Die Regenerationseinheit ist so aufgebaut, dass die sich in Form von Fliessbetten innerhalb der Leitungen 35 nach unten bewegenden Adsorptionsteilchen indirekt durch ein Wärmemedium durch die Wände der Leitungen 35 von den Umgebungen der Leitungen 35 erhitzt werden können. Eine derartige Erhitzung wird möglich, i.ideir. ein Mantel oder eine

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Heizeinheit mit dem gleichen Aufbau, wie bei dem oben beschriebenen Vorheizabschnitt an den senkrechten Leitungen vorgesehen wird. Um die \dsorptionsteilchen innerhalb des Regenerationsabschnittes III zu erhitzen, kann auch die Regenerationseinheit eine indirekte Heizung sein wie z.B. ein röhrenförmiger Aufbau mit Kühlrippen, der die kontinuierliche Abwärtsbewegung der Adsorptionsteilchen nicht behindert, anstelle der senkrechten Leitungen 35.

Das nicht kondensierbare Regenerierungsgas für die Verwendung in der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird in den Regenerationsabschnitt III von einer Einlassdüse oder -öffnung 38 durch ein Gebläse 34 eingeführt und steigt innerhalb der senkrechten Leitungen 35 nach oben. Im Inneren der Leitungen 35 strömen das Gas und die von den Adsorptionsteilchen desorbierten Lösungsmitteldämpfe gleichzeitig nebeneinander, und das von den Lösungsmitteldämpfen begleitete Gas tritt durch die Auslassdüse 39 für desorbiertes Gas aus und wird zu einem Kondensator 31 geleitet, in dem die Lösungsmitteldämpfe kondensiert, abgetrennt und wiedergewonnen werden. Mit 36 ist ein Zuführungsventil für ein Regenerierungsgas bezeichnet. Die Funktion des Zuführungsventiles 36 besteht darin, das nicht kondensierbare Regenerierungsgas (z.B. Stickstoff) frisch in das Kreislaufsystem für das Regenerierungsgas zu dem Zweck einströmen zu lassen, die Konzentration von Sauerstoff abzusenken, der sich in dem Kreislaufsystem für das Regenerierungsgas befindet, was aus Sicherheitsgründen notwendig ist oder wenn es andere Gegebenheiten erfordern. In dem Kondensator 31 werden die Lösungsmitteldämpfe kondensiert und von dem Regenerierungsgas abgetrennt, und die kondensierten Lösungsmittel werden in einem LösungsmitteVaufbereitungsjtank 46 wiedergewonnen. Jedoch werden untrennbare Lösungsmitteldämpfe in einer Menge, die dem von der Kondensationstemperatur abhängenden Dampfdruck entspricht, in dem Gas belassen. Ein wesentliches Merkmal der Vorrichtung nach der vorliegen-

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den Erfindung ist, dass die Vorrichtung ein Rückführungssystem besitzt, in dem das Gas zu dem Adsorptionsabschnitt II zuriickgeleitet wird, um die verbliebenen Lösungsmitteldampf e von dem Gas zu entfernen, und das so regenerierte und gereinigte Gas wieder durch das Gebläse 34 in den Regenerationsabschnitt III zurückgeführt wird.

Andererseits bewegen sich die Adsorptionsteilchen durch die zwei Adsorptionsabschnitte I und II und fallen innerhalb der senkrechten Leitungen 35 nach unten, wobei sie die Form von Fliessbetten annehmen. Während die Teilchen durch die senkrechten Leitungen 35 fliessen, werden sie auf eine Temperatur erhitzt, bei der die adsorbierten Lösungsmitteldämpfe desorbiert werden sollen.

Die Lösungsmitteldämpfe , die durch die beschriebene Heizung von den Teilchen desorbiert und abgetrennt worden sind, werden von dem Regenerierungsgas begleitet, das in den Leitungen 35 nach oben steigt_>und fortgeführt. Die regenerierten Adsorptionsteilchen werden wieder durch einen Luftstrom (z.B. trockene Luft), der von einer Steigluft - Strahldüse 37 herrührt, durch eine Steigleitung 23 für regenerierte Teilchen mit einem offenen Ende am Boden des Turmes 21 zu der höchsten Stelle des Adsorptionsabschnittes I zurückgeführt, der am oberen Teil des Turmes 21 angeordnet ist.

In der erfindungsgemässen Vorrichtung bewegen sich die festen Adsorptionsteilchen aufgrund der Schwerkraft allmählich vom Adsorptionsabschnitt I zu dem Adsorptionsabschnitt II und dann zu dem Regenerationsabschnitt ΓΙΙ nach unten. Um den unter Schwerkraft erfolgenden Transport der Teilchen zu erleichtern, kann in der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zusätzlich eine spezielle Ililfsfördereinrichtung vorgesehen sein, z.B. eine Vibrationseinheit, um zu verhindern, dass die Teilchen in den Fliessbetten eine Brückenwirkung ausbilden, oder eine Rühreinheit, um zu verhindern,

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dass sich die Teilchen zusammenballen oder eine stossende oder kanalisierende Bewegung in dem Fliessbett ausüben. Um den Transport der festen Adsorptionsteilchen unter Schwerkraft zu erleichtern, kann eine übliche mechanische Abdichtvorrichtung in der senkrechten Leitung 25' und/oder den senkrechten Leitungen 29 vorgesehen werden.

Es ist am meisten zu bevorzugen, zur Verwendung in der Vorrichtung nach der Erfindung als feste Adsorptionsteilchen Teilchen mit einer derartigen Gestalt zu verwenden, die ihnen hervorragende Fliessfähigkeit verleiht und sehr geeignet zum Aufrechterhalten einer vergleichsweise dichten Packungsfüllung der Fliessbetten ist, um die Gas-Abdichtungswirkung zu vergrössern, d.h. kugelförmige Aktivkohleteilchen mit einer vergleichsweise kleinen Korngrösse zu verwenden. Durch Verwendung dieser kugelförmigen Aktivkohle kann die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung viele Stunden lang mit einer hohen Gasbehandlungswirksamkeit betrieben werden, ohne dass die Hilfsvorrichtung zur Erleichterung des Transportes der Adsorptionsteilchen vorgesehen werden muss.

Anhand von Beispielen wird unten eine detailliertere Beschreibung für die Wirkung gegeben, die erzielt werden kann, wenn ein Lösungsmitteldämpfe enthaltendes Abgas kontinuierlich der Reinigungsbehandlung mittels der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung unterworfen wird. Jedoch wird die durch die vorliegende Erfindung erzielbare Wirkung nicht durch diese Beispiele begrenzt.

Beispiel 1

In dem vorliegenden Beispiel wurde eine Apparatur mit einem Aufbau verwendet, wie er in Figur 2 der beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. Der Turm 21 war ein zylindrischer Turm mit einer Höhe von 5100 mm und einem inneren Durchmesser von 500 mm, der aus Edelstahl hergestellt war. Die in

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dem Adsorptionsabschnitt I vorgesehenen Böden bestanden aus sechsstufigen Böden. Die Steigleitung 23 besass einen inneren Durchmesser von 1,905 cm (3/4 Zoll). Die Einlassleitung 24 besass einen inneren Durchmesser von 10,16 cm (4 Zoll) und war ringförmig innerhalb des Turmes 21. Die senkrechte Leitung 25' besass einen inneren Durchmesser von 3,810 cm (3/2 Zoll) und eine Länge von 200 mm.

Die senkrechten Leitungen 28 bestanden aus acht Leitungen, und jede Leitung besass einen inneren Durchmesser von 10,16 cm (4 Zoll) und eine Länge von 250 mm. Weiterhin wurde, um die senkrechten Leitungen 28 zu kühlen, Wasser von einer Einlassdiise 45 für ein Kühlmedium in die Einrichtung 30 eingeleitet. Die senkrechten Leitungen 29 bestanden aus 18 Leitungen, und jede von ihnen wies einen inneren Durchmesser von 1,270cm (1/2 Zoll) und eine Länge von 800 mm auf. Die Leitungen 29 konnten indirekt durch Dampf geheizt werden. Die senkrechten Leitungen 35 bestanden aus achtzehn Leitungen, und jede Leitung besass einen inneren Durchmesser von 5,08 cm (2 Zoll) und eine Län^e von 600 mm. Mit 31 ist ein Wärmeaustauscher vom Mantel- und -Röhren-Typ bezeichnet,

2
der eine Heizoberfläche von 2,fi m aufwies. Pressluft wurde von der Düse 37 eingeblasen, um die regenerierten Adsorptionsteilchen nach oben zu drücken. In der oben beschriebenen Apparatur wurde Luft mit 27°C, die 1200 Volumen-ppm Isopropylalkohol enthielt, mit einer Geschwindigkeit von

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550 Nm /h behandelt, wobei kugelförmige Aktivkohle mit einer mittleren Korngrösse von 720 μ verwendet wurde. Das Ergebnis zeigte, dass, wenn die Menge an zirkulierter Aktivkohle auf 14 kg/h fest eingestellt wurde, die Isopropylalkoholkonzentration in dem gereinigten Gas 50 Volumen-ppm oder weniger wurde, und die Menge an wiedergewonnenem Isopropylalkohol betrug 1,65 kg/h. Der Wassergehalt in dem wiedergewonnenen Isopropylalkohol betrug etwa 0,1 Gew.'c, wenn er nach der Karl Fischer-Methode gemessen wurde. Die innere Temperatur der senkrechten Leitungen 35 betrug in diesem Falle 145°C.

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Als Regenerierungsgas wurde Stickstoffgas verwendet, und die

3 Menge an zirkuliertem Stickstoffgas betrug 4,5 Nm /h. Ferner musste die Sauerstoffkonzentration in dem Gas aus Sicherheitsgründen auf 10 VoI.^ oder niedriger gehalten v/erden. Daher betrug die Menge an reinem Stickstoffgas, das in die Regene-

3 rierungsgas-Umlaufleitung strömen gelassen wurde, 0,15 Nm /h.

Beispiel 2

In der gleichen Apparatur, die in Beispiel 1 verwendet wurde,

wurde Luft mit 30°C, die 1600 ppm Toluol enthielt, mit einer

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Geschwindigkeit von 600 Nm ⁷h behandelt, indem die ähnliche Aktivkohle verwendet wurde. Das Ergebnis zeigte, dass, wenn die Menge an zirkulierender Aktivkohle auf 21 kg/h fest eingestellt wurde, die Toluol-Konzentration in dem gereinigten Gas etwa 30 ppm betrug. Die Innentemperatur der senkrechten Leitungen 35 betrug in diesem Falle 150°C. Weiterhin betrug die Menge an zirkulierendem Stickstoff, der als Regenerierungs-

3
gas verwendet wurde, 4,5 Nm /h. Die Menge an wiedergewonnenem Toluol betrug 3,7 kg'h.

Um die Sauerstoffkonzentration in der Regenerierungsgas-Umlaufs leitung auf 10 Vol.% oder niedriger zu halten, betrug die Menge an reinem Stickstoff, der in die Leitung strömen

gelassen wurde, 0,18 Nn"/h. Der Wassergehalt in dem wiedergewonnenen Toluol betrug 0,05 Gew.%.

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Claims

- 17 Patentansprüche

ζΐ_β Vorrichtung für die kontinuierliche Reinigung eines Lösungsmitteldampf e enthaltenden Abgases, dadurch gekennzeichnet , dass in ihrem oberen Teil ein Adsorptionsabschnitt (I) zum Reinigen des Abgases, in dem das \bgas mit Adsorptionsteilchen in Kontakt gebracht wird, um die Lösungsmitteldämpfe an den Adsorptionsteilchen zu adsorbieren, und in ihrem unteren Teil ein Regenerierungsabschnitt (III) zum Regenerieren der die so adsorbierten Lösungsmitteldämpfe enthaltenden Adsorptionsteilchen ausgebildet ist, wobei in letzterem die Adsorptionsteilchen mit einem nicht kondensierbaren inerten Gas in Kontakt gebracht werden, um die Lösungsmitteldämpfe von den Adsorptionsteilchen zu entfernen, und ein weiterer Adsorptionsabschnitt ( II ) zur Reinigung des nicht kondensierbaren inerten Gases zwischen dem Adsorptionsabschnitt (I) und dem Regenerierungsabschnitt (III) ausgebildet ist und diese drei Abschnitte offen miteinander verbunden sind und sowohl eine Verbindungsleitung (IV) zwischen dem Regenerierungsabschnitt (III) und dem weiteren .Adsorptionsabschnitt (II), durch die das nicht kondensierbare inerte Gas, das von den Lösungsmitteldämpfen begleitet ist, die in dem Regenorictfungsabschnitt (III) von den Adsorptionsteilchen desorbiert worden sind, nach Wiedergewinnung der Lösungsmitteldampfe

aus ihm < ■< (bei 31) zu

dem weiteren Adsorptionsabschnitt (II) geleitet wird, als auch eine Verbindungsleitung (V) vorgesehen ist,durch die das zu dem weiteren Adsorptionsabschnitt (II) geführte und dort mit den von dem Adsorptionsabschnitt (I) durch den weiteren Adsorptionsabschnitt (II) fallenden Adsorptionsteilchen kontaktierte nicht kondensierbare inerte Gas zu dem Regenerierungsabschnitt (III) geleitet wird, nachdem in dem weiteren Adsorptionsabschnitt (II) aus ihm die noch verbliebenen Lösungsmitteldämpfe entfernt worden sind,

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , dass ein Kondensator (31) in der Leitung(IV) vorgesehen ist, in dem die Lösungsmitteldampf e von dem nicht kondensierbaren inerten Gas, das von den in dem Regenerierungsabschnitt (III) von den Adsorptionsteilchen desorbierten Lösungsmitteldämpfen begleitet ist, wiedergewonnen werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Adsorptionsabschnitt (I), der weitere Adsorptionsabschnitt (II) und der Regenerierungsabschnitt (III) jeweils voneinander durch Trennplatten (25; 27) getrennt sind.

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