DE2709574C3

DE2709574C3 - Vorrichtung zum Reaktivieren von Aktivkohle

Info

Publication number: DE2709574C3
Application number: DE2709574A
Authority: DE
Inventors: Kazusa Higashiyamato Tokio Hirakawa (Japan)
Original assignee: ACCORD MECH KK YAMATO TOKIO (JAPAN)
Current assignee: ACCORD MECH KK YAMATO TOKIO (JAPAN)
Priority date: 1976-03-12
Filing date: 1977-03-04
Publication date: 1980-08-21
Also published as: DE2709574A1; DE2709574B2; US4127737A; FR2343213A1

Description

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-Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reaktivieren von Aktivkohle mit einer um ihre Längsmittelachse drehbar gelagerten, hohlen zylindrischen Trommel aus hitzebeständigem Material, die an ihrem einen Ende einen Einlaß und an ihrem anderen Ende einen Auslaß für die reaktivierte Aktivkohle aufweist, und einer Antriebseinrichtung zum Drehen der Trommel um ihre Achse. Eine dei artige Vorrichtung ist aus der US-PS 24 86 205 oder der US-PS 22 70 245 bekannt.

Beim Reaktivieren von Aktivkohle wird d.'e Kohle im allgemeinen durch einen heißen Raum oder über eine heiße Fläche hinweg, die durch Wärmeleistung einer Wärmequelle, beispielsweise durch Verbrennen von flüssigem Treibstoff (Benzin, Dieselöl usw.), gasförmigern Treibstoff oder Kerosin (Paraffinöl), erhitzt wurden, einer planiren Bewegung eines K^skadenbewegungsvorgangs und dabei einer Trocknung, Verbrennung und Dampfeinsprühung unterworfen.

Teile der hierzu verwendeten Vorrichtung müssen jedoch hitze- bzw. feuerbeständig ausgestaltet sein, damit sie ständig hohen Temperaturen in der Größenordnung von 900—950⁰C widerstehen können; hierbei ist es schwierig, die Lebensdauer der gesamten Vorrichtung hinsichtlich deren Hitzebeständigkeit zu verlängern. Zu diesem Zweck müssen große Mengen kostspieligen Materials verwendet werden, wodurch die Herstellungskosten ötr Vorrichtung steigen und darüber hinaus eine gesonderte Treibstoffverbrennungsvorrichtung erforderlich wird. Weiterhin ist auch eine große Menge Treibstoff notwendig. All diese Probleme tragen in Kombination miteinander zu einer beträchtlichen Anhebung der Betriebskosten bei.

Eine weitere Schwierigkeit ist darin zu sehen, daß zur Durchführung der Verfahrensschritte des Trocknens, Brennens bzw. Verbrennens und Reaktivierens ein großer Raum erforderlich ist, so daß insgesamt die gesamte Vorrichtung in beträchtlichem Ausmaß sperrig ist bzw. einen großen Raum beansprucht und außerdem teuer ist. Darüber hinaus muß eine große Menge Aktivkohle behandelt werden, um diese Vorrichtung voll auszunutzen, was die Erzeugung einer großen Menge schädlicher Gase veranlaßt und demgemäß zu Umweltverschmuizungsproblemen führt. Zusätzliche Anlagen, mittels denen das Austragen dieser Abgase verhindert wird oder mittels denen diese Gase behandelt werden, vergrößern jedoch weiterhin die Kompliziertheit der Vorrichtung und den für die Vorrichtung erforderlichen Raum. Dies alles hat insgesamt zur Folge, daß sich die beträchtliche Verteuerung der Treibstoffkosten, Arbeitskosten, Transportkosten usw. außerordentlich nachteilig auf die Betriebskosten der Vorrichtung auswirkt, wedurch sich der Preis für die mit dieser Vorrichtung reaktivierte Aktivkohle dem Preis zur 1 lcrstclliing neuer Aktivkohle . nähert.

liirie mögliche Lösung der genannten Schwierigkeiten zeigt die eingangs erwähnte US-PS 21Ά)2Α^Γι, bei tier von einer Verwendung konventionellen Treibstoffs

als Wärmequelle Abstand genommen und die Aktivkohle zwischen Elektroden hindurchgeleitet wird, um die derart erzeugte Joule'sche Wärme zur Durchführung des Reakiivierungsvorganges zu verwenden.

Eine spezielle Ausführungsform einer solchen Vorrichtung weist im wesentlichen eine zylindrische Trommel sowie mehrere Elektroden auf, die an der Innenwand der Trommel in dessen axialer Richtung angeordnet sind, wobei die Trommel um ihre geneigt angeordnete Achse verdreht werden kann und an ihrem oberen Ende die zu reaktivierende Aktivkohle aufnimmt. Wenn die Trommel in Drehung versetzt wird, fließt die Aktivkohle nach unten und berührt abwechselnd die als Anoden und Kathoden ausgebildeten Elektroden. Während dieses Vorgangs wird aufgrund von Widerstandserhitzung die Kohle erhitzt und dadurch reaktiviert.

Bei einer derartigen Vorrichtung zeigt die Aktivkohle jedoch die Tendenz, sich dann, wenn die Trommel gedreht wird, intermittierend in Gruppen von Teilchen zwischen den Elektroden zu bewegen, wodurch die Einwirkung auf die Kohle unzureichend ist; weiterhin sind bestimmte Zeiträume gegeben, in denen sich die Aktivkohle nicht im Zustand der kontinuierlichen Berührung mit den Anoden und Kathoden befindet. Zu diesen Zeitpunkten wird jedoch die elektrische Widerstandserhitzung nicht gleichförmig durchgeführt, so daß sich äußerst leicht Situationen ergeben, bei denen die Aktivkohle den Auslaß der Vorrichtung erreicht, ohne überhaupt getrocknet zu sein. Ein weiteres Problem hl in der Schwierigkeit zu sehen, den geeigneten Neigungswinkel für die Achse der Trommel auszuwählen.

Die gleichen Schwierigkeiten ergeben sich bei dem aus der ebenfalls eingangs erwähnten US-Patentschrift i"> 24 86 205 bekannten Trommelofen. Darüber hinaus wird dieser bekannte Trommelofen noch durch Brennstoff beheizt, so daß man als Ofenmaterial hitzebeständiges Material benötigt, und es ergeben sich zusätzlich die eingangs schon erwähnten Schwierigkei- ■*« ten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Reakiivierungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art derart auszugestalten, daß mit ihr nicht nur die beschriebenen, sich aus der Verwendung von Elektro- *^r> den ohne Anwendung irgendeines Brennstoffs ergebendem Piobleme gelöst sind, sondern daß auch der den Elektroden von einer Stromquelle /ugeführie Strom automatisch gesteuert ist, um dadurch zu verhindern, daß er einen voreingestellten Wert überschreitet. ">o

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung bei der eingangs genannten Vorrichtung vor, daß schraubenförmig verlaufende Elektroden von abwechselnd unterschiedlicher Polarität mit konstantem gegenseitigem Abstand abwechselnd schraubenförmig entlang der gesamten Trommelinncnfläche verlaufend an der Trommelinncnfläche befestigt sind, um bei drehender Troin.nel aufgrund der von ihnen ausgeübten Schraubwirkung das Material vom Trommeleinlaß zum Auslaß zu transportieren, und daß die Zufuhr elektrischer w> Leistung über eine Konstai. ^rüi.i.ichaltung und Bürsten erfolgt, die an einem stationären Gebilde angeordnet sind und jeweils die Kontakte berühren, die an der Trommel befestigt und jeweils mit den Elektroden verbunden sind. ^hr>

In vorteilhafter Weise kann die Reaktivierungsvorriehtung mit einem Heizdampfzufuhrsystem ausgestattet sein, um iti die Reaktivierungsvorrichtung Heizdampf einleiten zu können und das zu reaktivierende Material wirksam mit dem Heizdampf reagieren zu lassen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert Diese zeigt in

Fig. 1 die Reaktivierungsvorrichtung in Seitenansicht,

F i g. 2 in Stirnansicht von rechts,

F i g. 3 in vertikalem Längsschnitt und

F i g. 4 im Querschnitt gemäß Linie IV-IV nach F i g. 3,

F i g. 5 eine in axialer Richtung der zylindrischen Trommel gesehene Teilansicht, die den Bewegungszustand oder Taumelzustand des zu reaktivierenden Materials verdeutlicht;

F i g. 6 im Blockdiagramm eine Stromquelle, eine Stromzufuhrleitung zur Zufuhr von Strom von der Stromquelle zu den Elektroden der Vorrichtung und ein spezielles Ausführungsbeispiel einer Stromkonstanthaltungsschaltung zum Begrenzen des durch die Zufuhrleitung fließenden Stromes;

F i g. 7 eine abgewandelte Ausführungsform der Reaktivierungsvorrichtung in Seitenansicht,

F i g. 8 in Stirnansicht von rechts gemäß F i g. 7,

F i g. 9 im vertikalen Längsschnitt,

Fig. 10 im Querschnitt gemäß Linie X-X nach Fig.9 und

Fig. 11 im Querschnitt gemäß Linie Xl-Xl nach Fig. 9.

Die in Fig. 1—4 dargestellte Reaktivierungsvorrichtung weist eine aus hi.zebeständigem Isoliermaterial bestehende zylindrische Trommel 1 auf, die an ihrem einen Ende einen Materialzufuhreinlaß 3 zur Eingabe des zu reaktivierenden Materials 2 und an ihrem anderen Ende einen Materialaustragsauslaß 4 besitzt.

Die Trommel 1 ist mit horizontalverlaufender Achse drehbar auf zwei Rollenpaaren 6 gelagert, die jeweils an horizontalen Wellen befestigt sind. Diese Wellen sind ihrerseits drehbar auf einem Untergestell 5 gelagert, wobei wenigstens eine der Wellen durch einen Motor 7 angetrieben wird. Es kann daher diese Drehbewegung auf die Trommel t übertragen werden, die ihrerseits einen Drehofen bildet.

Wie besonders deutlich aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Trommel 1 an ihrer Innenwand mit einer Anode 8 sowie einer Kathode 9 versehen, die sich mit konstantem Abstand L zueinander abwechselnd schraubenförmig verlaufend von einem Ende der Trommel 1 bis zu deren anderem Ende erstrecken. Funktionsmäßig gesehen, kann das Innere der Trommel 1 derart angesehen werden, daß es eine Trockenzone A, eine Feuer- bzw. Heizzone Sund eine Reaktivierungszone Caufweist.

Wenn bei einem praktischen Ausführungsbeispiel dieser Reaktivierungsvorrichtung die Trommel I einen Durchmesser von 500 mm sowie eine Länge von 1000 mm aufweist, besitzen beispielsweise die Elektroden 8, 9 hinsichtlich ihres von der Trommelinnenwand wegragenden Teils eine Höhe von 50 mm, eine Elektrodendicke von 5 mm sowie einen gegenseitigen Abstand L von 50 mm, wobei die Drehzahl der Trommel 1 1,5 U/min beträgt.

An der Seite des Materialeinlasses 3 ist ein Lagerungsrahmen 10 vorgesehen, der Kontaktschleifer bzw. Bürsten ti, 12 zur elektrischen Verbindung lagert. In entsprechender Weise sind an Stellen der Stirnwand der Trommel 1, die diesen Bürsten 11, 12 koaxial gegenüberliegen, jeweils elektrische Kontakte 13, 14 vorgesehen, die mit der Anode 8 bzw. der Kathode 9 elektrisch verounden sind. An diese Elektroden 8,9 wird

eine Spannung von beispielsweise 40 V bei einem Strom in der Größenordnung von beispielsweise 150—180 A angelegt.

Der Einlaß 3 zur Zufuhr des zu reaktivierenden Materials 2 weiM ein zylindrisches Teil 15 auf, das einen kleineren Durchmesser als die Trommel 1 besitzt und an seiner Innenwand mit einem spiralig bzw. schraubenförmig verlaufenden Flügel oder einer Schaufel 16 versehen ist. Dieses zylindrische Teil 15 nimmt durch Einlaßöffnungen 18 hindurch das zu reaktivierende Material 2 auf, das über einen Trichter 17 zugeführt wird. Das zu reaktivierende Material wird sodann in die Trommel 1 gefördert, und zwar in konstanter Menge für jede Umdrehung der Spiralschaufel 16 und damit auch für jede Umdrehung der Trommel 1. Diese konstant zugeführte Menge ist derart eingestellt, daß das Material 2 nicht über die vorspringenden Kanten der Elektroden 8,9 hinausläuft.

Das Auslaßende der Trommel 1 ist durch eine Stirnplatte 19 verschlossen, die an ihrer Innenfläche in der aus Fig.4 ersichtlichen Weise einen schneckenförmigen Durchlaß 20 zum Austragen des reaktivierten Materials 2 aufweist. Dieser Durchlaß 20 verläuft über einen Umfangswinkel von etwa 180° spiralig gekrümmt und weist an seinem äußeren Ende einen Schöpfeinlaß 21 mit einer in Drehrichtung der Trommel 1 gerichteten Öffnung auf. Das andere innere Ende des Führungsdurchlasses 20 steht an einer dem Schöpfeinlaß 21 diametral gegenüberliegenden Stelle mit dem im mittleren Teil der Slirnplatte 19 vorgesehenen Austragsauslaß 4 in Verbindung. Zum Austragen des reaktivierten Materials 2 erstreckt sich vom Austragsauslaß 4 ein Austragszylinder 22 von der Trommel 1 nach außen, wobei der Austragszylinder 22 an der Stirnplatte 19 befestigt ist und sich etwas nach außen erweitert.

Aus dem Innern der Trommel 1 erstreckt sich durch den Austragszylinder 22 hindurch eine Abgasleitung 23 nach außen, um Dampf und Abgase austragen zu können. Diese Abgasleitung 23 erstreckt sich im Innern der Trommel 1 horizontal in Richtung des Materialeinlasses 3, krümmt sich sodann gleichförmig nach oben und endet schließlich in einem Einlaß 24 am oberen Teil der Trocknungszone A. Das äußere Austragsende der Abgasleitung 23 ist bis zu einer nicht dargestellten kleindimensionierten Verbrennungsvorrichtung verlängert, in der die Abgase einer nochmaligen Verbrennung unterworfen werden.

Die beschriebene Vorrichtung funktioniert folgendermaßen:

Wenn die Rollen 6 durch der. Motor 7 in Drehung versetzt werden, wird auch die drehbar auf den Rollen 6 gelagerte Trommel 1 in einer Drehrichtung gedreht. Gleichzeitig werden die Elektroden 8, 9 infolge des Schleifkontaktes zwischen den Bürsten 11, 12 und den Kontakten 13,14 unter Spannung gesetzt

Das vorher in den Trichter 17 eingegebene zu reaktivierende Material 2 wird auf diese Weise durch die Einlaßöffnungen 18 hindurch in das zylindrische Teil 15 eingeleitet durch das hindurch das Material 2 mittels des Schraubenflügels 16 in dosierter Menge und Geschwindigkeit befördert und daher über die Zufuhröffnung 3 ins Innere der Trommel 1 transportiert wird.

Das derart der Trommel 1 zugeführte Material 2 wird zwangsläufig aufgrund der durch die Drehung der Anode 8 und der Kathode 9 sich ergebenden Schraubenvorschubwirkung in Richtung des Austragsauslasses 4 befördert

Während dieser Bewegung innerhalb der Trommel 1 ist das zu reaktivierende Material 2 zwischen der Anode 8 und der Kathode 9 angeordnet und wird darüber hinaus zwischen diesen Elektroden 8,9 vorwäi tsbewegt, während es einen Zustand beibehält, bei dem ständig ein Stromfluß zwischen den beiden Elektroden 8,9 vorliegt. Während sich das Material 2 durch die Trocknungszone A, die Brenn- bzw. Heizzone ßund die Reaktivierungszone Chindurchbewegt, wird demgemäß kontinuierlich

ίο aufgrund dieses Stromflusses und der Entladung Wärme bzw. Hitze erzeugt.

Als Folge dieses Stromflusses und der elektrischen Entladung erreicht die Temperatur an der Oberfläche des Materials 2 unverzüglich den hohen Wert von etwa iefXrC. in diesem Zusammenhang wird von der Voraussetzung ausgegangen, daß der elektrische Stromdurchfluß und die Entladung häufig bei der Erzeugung Joule'scher Wärme in den einzelnen Teilen des Materials 2, insgesamt gesehen, auftreten, und zwar als Folge des Kumulativeffektes des örtlichen Oberflächentemperaturanstieges. Wenn sich daher die Trommel dreht, wird das Material 2 mittels der Elektroden 8, 9 sowie zwischen diesen vorwärtstransportiert, wobei es ständig zwischen den Elektroden 8, 9 liegt; hierdurch werden der elektrische Stromdurchfluß und die Entladung in kontinuierlicher und wirksamer Weise erreicht. Da weiterhin die Heizleistung bzw. der Heizwirkungsgrad hoch sind, tritt eine merkliche Ultraviolettstrahlung auf, die in vorteilhafter Weise derart wirkt, daß die durch das Material 2 adsorbierten Adsorptionssubstanzen zersetzt werden.

Gleichzeitig wird während der Drehung der Trommel 1 das der Trommelinnenwand anhaftende Material 2 während der Trommeldrehung angehoben und mit einer geringen Böschungsneigung angeordnet, wie aus F i g. 5 ersichtlich. Die an der oberen Kante a befindlichen Materialteilchen gleiten dann über die Böschungsoberfläche nach unten zur unteren Kante a_a. Wenn sich sodann die Trommel 1 weiterdreht, gleiten die an der nachfolgenden oberen Kante b befindlichen Materialteilchen in ähnlicher Weise nach unten bis zur unteren Kante O₃. Dieser Taumelvorgang wird wiederholt, wobei sich die Materialteilchen der oberen Schicht und die Materialteilchen der unteren Schicht vollständig

Ί5 gegeneinander ausgetauscht haben, wenn die Trommel etwa V₈ Umdrehung durchgeführt hat. Dieser vollständige Austausch der einzelnen Schichtanteile ergibt sich etwa achtmal bei jeder vollständigen Umdrehung der Trommel 1, d. h. während der axialen Verschiebung eines einzigen Schraubengangabstandes zwischen den Elektroden 8, 9, wodurch eine gründliche Bewegung bzw. Umwälzung erzielt wird. Die Kombination dieser gründlichen Umwälzung mit dem beschriebenen Stromdurchfluß- und elektrischen Entladungsvorgang, der selbstverständlich während dieses Austauschvorganges der einzelnen Schichtlagen fortgeführt wird, hat zur Folge, daß sämtliche Teilchen bzw. Teile des Materials 2 in gleichförmiger Weise einer Bewegung bzw. Umwälzung sowie dem elektrischen Stromdurchfluß und der Entladung unterworfen sind.

Falls zwischen stationären Elektroden eine stationäre Kohleschicht angeordnet ist wird ein örtlicher linearer Kurzschlußzustand angezeigt wobei selbst dann, wenn eine Steuerung dieser zugeführten Leistung durchgeführt wird, ein gleichförmiges Erhitzen des gesamten Materials nicht in allen Fällen erwartet werden kann, sondern lediglich in einer Kohleschicht möglich ist, die sich mittels einer Fließbewegung zwischen den Elektro-

den vorwärtsbewegt, wie durch Versuche festgestellt.

Wenn das dem beschriebenen Verfahren unterworfene Material 2 nach der Brenn- bzw. Heizzone B die Reaktivierungszone C erreicht, ist es gleichförmig auf eine Temperatur von etwa 700— 750°C, d.h. auf eine dunkelrote Farbe erhitzt und erreicht so das Auslaßende im Innern der Trommel 1.

An dieser Stelle wird das reaktivierte Material 2 bei jeder Umdrehung der Trommel I mittels des Schöpfeinlasses 2 des Führungsdurchlasses 20 aufgenommen und bei sich weiterdrehender Trommel 1 durch den Führungsdurchlaß 20 hindurch über den Austragsauslaß 4 und den Austragszylinder 22 nach außen ausgetragen. Da da^r Innere des Führungsdurchlasses 20 durch das Material 2 verschlossen ist, wenn dieses einmal aufgenommen bzw. aufgeschöpft ist, können Abgase nicht durch den Durchlaß 20 hindurchströmen und auch nicht nach außen ausgetragen werden. Wenn weiterhin das durch den Durchlaß 20 hindurchgeführte Material 2 über den Austragsauslaß 4 nach außen ausgetragen worden ist, befindet sich der Schöpfeinlaß 21 nunmehr am unteren Teil des Trommelinneren, an dem die Konzentration der Abgase gering ist, weswegen auch fast keine Abgase durch den Durchlaß 20 ausgetragen werden.

Mit einer Einheit der beschriebenen Reaktivierungsvorrichtung können täglich 100—120 kg Aktivkohle reaktiviert werden, während mit zwei Einheiten 250—300 kg/pro Tag reaktiviert werden können.

Aufgrund des Aufbaus und der Wirkungsweise der beschriebenen Reaktivierungsvorrichtung wird die erzeugte Jonle'sche Wärme wirkungsvoll zum Erhitzen des zu reaktivierenden Materials verwendet. Da dieses Material stets zwischen den beiden Elektroden angeordnet ist, erfolgt die sich aufgrund der elektrischen Entladung ergebende Erhitzung kontinuierlich, wodurch der Heizeffekt beträchtlich gesteigert wird. Aufgrund des sich durch die Drehung der zylindrischen Trommel ergebenden Taumelvorgangs des zu reaktivierenden Materials ist weiterhin der Bewegungs- bzw. Umwälzeffekt außerordentlich groß, so .laß sich eine gleichmäßige Erhitzung erzielen läßt. Da schließlich das zu reaktivierende Material vollkommen unabhängig von seiner Menge stets zwischen den beiden Elektroden angeordnet ist, tritt keinerlei Unterbrechung im elektrischen «5 Entladungsvorgang auf, weswegen auch der Reaktivierungswirkungsgrad beträchtlich gesteigert ist.

Weiterhin ist von Bedeutung, daß die während des Reaktivierungsvorgangs erzeugten Abgase mit einer einfachen Wiederverbrennungsvorrichtung gereinigt so und als geruchloses sowie schadloses Gas ausgetragen werden können, wodurch die Beseitigung dieser Abgase erleichtert ist. Da weiterhin die elektrische Entladung durch das reaktivierte bzw. zu reaktivierende Material hindurch ausgeführt wird, während dieses zwangsläufig durch die schraubenförmigen Elektroden der horizontalen Reaktivierungsvorrichtung vorwärtsbewegt wird, beträgt die wirksame Strecke, innerhalb welcher diese Entladung stattfindet, mehr als das Dreifache der Länge der zylindrischen Trommel. Demgemäß kann die zylindrische Trommel sehr viel kurzer, d.h. um den genannten Betrag kürzer gemacht werden, wodurch die gesamte Vorrichtung in ihrer Größe beträchtlich verringert und außerdem mit geringen Kosten hergestellt werden kann. Das hat zur Folge, daß auch der Preis des reaktivierten Materials in großem Ausmaß gesenkt werden kann.

Bei der beschriebenen Reaktivierungsvorrichtung ist es erforderlich, eine elektrische Steuerung der Zufuhr der elektrischen Leistung zu den Elektroden vorzusehen. Andernfalls könnten sich in einigen Fällen örtlich ein abnormer Stromfluß und eine Entladung ergeben, wodurch das zu reaktivierende Material überhitzt wird und als Folge hiervon ein abnorm großer Strom fließen würde (da die elektrische Leitfähigkeit von Aktivkohle mit steigender Kohletemperatur zunimmt); außerdem würde die Temperatur des reaktivierten Materials in überproportionalem Maß ansteigen, bis hierdurch unerwünschte Störungen, wie beispielsweise eine explosive Lichtbogenentladung, hervorgerufen werden würden.

Es sind daher bei der beschriebenen Reaktivierungsvorrichtung Mittel zur Steuerung der Stromzufuhr vorgesehen, um hierdurch zu verhindern, daß ein Strom mit einem Wert fließt, der oberhalb eines speziellen Begrenzungswertes liegt.

Zu diesem Zweck wird, wie aus F i g. 3 ersichtlich, von einer Stromquelle 30 der Strom einer Konstantstromschaltung bzw. Stromkonstanthalteschaltung 40 zugeleitet, deren Konstantstromausgang den Bürsten 11, 12 zugeführt wird. Das aus Fig. 6 ersichtliche spezielle Ausführungsbeispiel einer solchen Konstantstromschaltung 40 besitzt einen Stromtransformator 41, der den von der Stromquelle 30 kommenden, in der Zufuhrleitung fließenden Strom mißt und als Ausgang ein Strommeßsignal ID erzeugt, einen Stromeinsteller 42 zum Einstellen eines zulässigen Stromwertes (beispielsweise 100 A), einen Phasenschieber 43, der diesen zulässigen Stromwert mit dem Strommeßsignal ID vergleicht und als Ausgangssignal der sich aus diesem Vergleich ergebenden Abweichung entsprechendes Torsteuersignal GC erzeugt, und eine Thyristorschaltung 44, die in der von der Stromquelle 30 kommenden Zufuhrleitung installiert ist und ein vom Torsteuersignal GC phasengesteuertes Thyristorgatter aufweist, so daß auf diese Weise das der Reaktivierungsvorrichtung zugeleitete Ausgangssignal der Thyristorschaltung 44 stromgesteuert ist.

Es wird daher der durch die Elektroden 8, 9 fließende Strom daran gehindert, den durch den Stromeinsteller 42 eingestellten zulässigen Wert zu überschreiten, wodurch auch das vorerwähnte, sich ansonsten aufgrund eines übermäßigen Stromflusses ergebende Problem vermieden ist. Der oben erwähnte zulässige Stromwert ist im übrigen durch solche Faktoren, wie beispielsweise die Art des zu reaktivierenden Materials, bestimmt.

Bei der aus F i g. 7— 11 ersichtlichen zweiten Ausfühnmgsiorm ist die dargestellte Reaktivierungsvorrichtung mit einer Vorrichtung zur Zufuhr von Heizdampf in die Ofenkammer der Reaktivierungsvorrichtung versehen, so daß dadurch das zu reaktivierende Material wirksam mit dem Dampf reagiert und auf diese Weise reaktiviert wird.

Wie aus Fig. 7—11 ersichtlich, entspricht die dargestellte Ausführungsform grundsätzlich der zuvor beschriebenen Ausführungsform, jedoch sind folgende Unterschiede hierzu gegeben:

Die Drehtrommel 1 ist mit einer Abgasleitung 45 versehen, die sich von ihrem in der Trocknungszone A gelegenen inneren Einlaßende 45a entlang der Längsmittelachse der Trommel 1 durch die Mitte des Materialaustragsauslasses 4 hindurch nach außen aus der Trommel 1 heraus bis zu einem Drehgelenk 26 erstreckt, mittels dem das äußere Ende der Abgasleitung 45 mit dem Einlaßende einer Saugleitung 25

verbunden ist, die ihrerseits mit ihrem anderen Ende an ein nicht dargestelltes Sauggebläse angeschlossen ist. Koaxial zur Abgasleitung 45 ist konzentrisch um diese herum in den Zonen B, C eine Dampfzufuhrleitung 47 angeordnet, die sich außerhalb der Trommel 1 ebenfalls über einen Teil der Abgasleitung 45 hinweg erstreckt und zusammen mit der Abgasleitung 45 in dem dazwischen gebildeten Ringraum einen Heizdampfdurchlaß 46 bildet. Die Abgasleitung 45 durchsetzt nahe ihrem inneren Ende 45a eine Quertrennwand 48, die zwischen der Trocknungszone Λ und der Brenn- bzw. Heizzone B angeordnet ist und aus hitzebeständigem Material besteht. Das derart in die Trocknungszone A ragende innere Ende 45a der Abgasleitung 45 ist mit Abgaseinlaßöffnungen 49 versehen. Das mit dem Drehgelenk 26 verbundene äußere Ende der Abgasleitung 45 ragt aus dem äußeren Ende der Dampfzufuhrleitung 47 heraus.

Die Dampfzufuhrleitung 47 ist derart drehbar gelagert, daß sie frei um die Abgasleitung 45 gedreht werden kann. Wie aus Fig.9 und 10 ersichtlich, ist die Abgasleitung 45 über Durchlässe 27 mit einer Vielzahl ringförmiger bzw. hufeisenförmiger Zweigrohre 29 verbunden, die derart durch Streben 28 gelagert sind, daß sie in im Querabstand zueinander vorgesehenen Ebenen liegen und in den Zonen B, C im Innern der Drehtrommel 1 in Tandemanordnung angeordnet sind. Mit den beiden Enden dieser Zweigrohre 29 sind jeweils Düsenrohre 50 verbunden, die weitgehend parallel zui Längsmiltelachse der Trommel 1 verlaufen und Düsenöffnungen aufweisen. Diese münden gegenüber den Elektroden 8, 9 in der Nähe von diesen aus. Die Lage dieser Düsenrohre 50 ist jeweils derart gewählt, daß sie der Lage der oberen Kante a bzw. unteren Kante a_a (siehe F i g. 5) des zwischen den Elektroden 8,9 der Drehtrommel 1 zu reaktivierenden Materials 2 entspricht. Die Zweigrohre 29 sind weiterhin an ihrem Umfang mit einer Vielzahl von Wärmeabsorptionsflügeln 31 versehen, so daß dadurch der Wirkungsgrad, mit dem die Zweigrohre 29 die Strahlungswärme innerhalb der Drehtrommel 1 absorbieren, gesteigert wird.

An dem aus der Trommel 1 herausragenden Teil der Dampfzufuhrleitung 47 ist ein Handgriff 32 befestigt, mit dem die Dampfzufuhrleitung 47 verdreht und dadurch die jeweilige Winkelstellung der Düsenrohre 50 variiert bzw. eingestellt werden kann. Zusammen mit diesem Handgriff 32 ist eine Skalenplatte 33 vorgesehen, um die Winkelstellung der Düsenrohre 50 innerhalb der Trommel 1 anzuzeigen. Der Dampfzufuhrleitung 47 wird über ein flexibles Dampfzufuhrrohr 34, das mit dem äußeren Ende der Dampfzufuhrleitung 47 verbunden ist, Dampf mit einer Temperatur von etwa 200—250⁰C von einer nicht dargestellten Dampfquelle zugeführt.

Dasjenige Ende der Drehtrommel 1, an dem der Materialaustragsauslaß 4 vorgesehen ist, ist durch eine Stirnplatte 35 verschlossen. An der Innenfläche dieser Stirnplatte 35 ist, wie aus F i g. 11 ersichtlich, ein schneckenförmiger Führungsdurchlaß 36 zum Aufnehmen bzw. Ausschöpfen des reaktivierten Materials vorgesehen, der über einen Umfangswinkel von etwa 180° spiralig gekrümmt verläuft und einen Schöpfeinlaß 37 mit einer der Drehrichtung der Trommel 1 zugekehrten Öffnung aufweist. Das Auslaßende des Führungsdurchlasses 36 ist an einer dem Schöpfeinlaß 37 diametral gegenüberliegenden Winkelstelle mit dem im mittleren Teil der Stirnplatte 35 vorgesehenen Materialaustragsauslaß 4 verbunden. Aus diesem Austragsauslaß 4 wird das reaktivierte Material über_ einen Austragszylinder 38, der ein etwas sich nach außen erweiterndes äußeres Ende aufweist, aus der Drehtrommel 1 heraus ausgetragen.

Beim Betrieb der Reaktivierungsvorrichtung gemäß Fig. 7 —11 ergeben sich grundsätzlich die gleichen Wirkungen wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform, und zwar insbesondere hinsichtlich der Art und Weise der Vorwärtsbewegung des zu reaktivierenden Materials sowie hinsichtlich des Umstandes, daß

ίο dieses Material aufgrund der von den Elektroden 8, 9 ausgeübten Schraubwirkung durch die drei Zonen A, B, Chindurchtransportiert wird, während es zwischen den Elektroden 8, 9 einem elektrischen Entladevorgang unterworfen ist. Eine zusätzliche Wirkung ergibt sich

is jedoch dahingehend, daß von der nicht dargestellten Dampfquelle über die Dampfzufuhrleitungen 34, 47 Heizdampf in die Heiz- bzw. Brennzone B und die Reaktivierungszone Ceingeleitet wird.

Wenn dieser Dampf von der Zufuhrleitung 47 durch die Zweigrohre 29 und von da aus zu den Düsenrohren 50 strömt, absorbiert er die Strahlungswärme innerhalb der Trommel 1 und wird in überhitzten Dampf umgewandelt, der durch die öffnungen der Düsenrohre 50 in Richtung auf das zu aktivierende Material 2 injiziert bzw. ausgestoßen wird. Als Folge dieser Dampfinjektion tritt eine wäßrige Gasreaktion ein. Dies bedeutet im einzelnen, daß karburierte Substanzen, die in den inneren Tiefenschichten des zu reaktivierenden Materials 2 enthalten sind, mit dem Dampf reagieren

jo und einem Reaktivierungsvorgang unterworfen werden. Die derart erzeugten Gase, beispielsweise H2, CO und CO2, strömen am Außenumfang der Trennwand 48 vorbei und werden über die in der Trccknungszone A vorgesehenen Einlaßöffnungen 49 des inneren Leitungsendes 45a in die Abgasleitung 45 eingesaugt. Die Abgase werden sodann zu einer entsprechenden Einrichtung, beispielsweice einer Wiederverbrennungsvorrichtung, geleitet und dort in geruchlose sowie schadlose Gase umgewandelt, die sodann in die Atmosphäre ausgetragen werden.

Das reaktivierte und das Auslaßende 4 der Trommel 1 erreichende Material 2 wird durch den Schöpfeinlaß 37 des Führungsdurchlasses 36 aufgeschöpft und aufgrund der Drehung der Trommel 1 durch den Führungsdurchlaß 36 hindurchgeleitet sowie — in gleicher Weise wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsforin — über den Austragsauslaß 4 und den Austragszylinder 38 nach außen ausgetragen. Während dieses Vorgangs entweicht aus den zuvor erwähnten Gründen fast keinerlei Gas über den für das reaktivierte Material 2 vorgesehenen Auslaßweg.

Die zuvor in Verbindung mit der ersten Ausführungsform geschilderten verschiedenen Vorteile werden selbstverständlich auch bei der Reaktivierungsvorrichtung gemäß F i g. 7—11 erzielt. Zusätzlich hierzu ist die zweite Ausführungsform jedoch mit einer Dampfzufuhrleitung sowie mit Düsenrohren versehen, die durch entsprechende manuelle Betätigung bzw. sonstige Steuerung von außen her in jeder gewünschten Winkelstellung eingestellt werden können. Demgemäß kann wirksam auf das zu reaktivierende Material überhitzter Dampf ausgestoßen und dadurch der Reaktivierungsprozeß begünstigt werden. Da darüber hinaus der Dampf innerhalb der Zweigrohre durch die innerhalb der Trommel 1 herrschende Strahlungswärme erhitzt wird, wird er wirksam überhitzt und dient dazu, die Wirksamkeit bzw. den Wirkungsgrad des Reaktivierungsprozesses noch weiter zu steigern.

Es ist selbstverständlich möglich, anstelle der beschriebenen beiden einphasigen Elektroden auch drei dreiphasige Elektroden zu verwenden. Weiterhin können je nach Bedarf zwei oder mehr Anoden und entsprechend viele Kathoden zur Anwendung gelangen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Reaktivieren von Aktivkohle mit einer um ihre Längsmittelachse drehbar gelagerten, hohlen zylindrischen Trommel aus hitzebeständigem Material, die an ihrem einen Ende einen Einlaß und an ihrem anderen Ende einen Auslaß für die reaktivierte Aktivkohle aufweist, und einer Antriebseinrichtung zum Drehen der Trommel um ihre Achse, dadurch gekennzeichnet, daß schraubenförmig verlaufende Elektroden (8, 9) von abwechselnd unterschiedlicher Polarität mit konstantem gegenseitigem Abstand (L) abwechselnd schraubenförmig entlang der gesamten Trommelinnenfläche verlaufend an der Trommelinnenflä- '5 ehe befestigt sind, um bei drehender Trommel (1) aufgrund der von ihnen ausgeübten SchraubwirKung das Material (2) vom Trommeleinlaß (3) zum Auslaß (4) zu transportieren, und daß die Zufuhr elektrischer Leistung über eine Konstantstromschaltung (40) und Bürsten (II, 12) erfolgt, die an einem stationären Gebilde (10) angeordnet sind und jeweils die Kontakte (13, 14) berühren, die an der Trommel befestigt und jeweils mit den Elektroden (8, 9) verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Elektroden (8,9) ein Dampfinjiziersystem vorgesehen ist, das versehen ist mit einer Üampfquelle, einer Dampfleitung (34), einer Dampfzufuhrleitung (47), die über die Dampf *> leitung (34) von der Dampfquelle mit Dampf versorgt ist, Düseneinrichtungen (50), die nahe den Elektroden (8, 9) und dem hierdurch vorwärtstransportierten Material (2) angeordnet und von der Dampfzufuhrleitung (47) mit Dampf versorgt sind, um dadurch das zu reaktivierende Material (2) mit Dampf zu beaufschlagen und die Reaktivierung des Materials zu fördern, und einer Einrichtung (32, 33), die von außerhalb der Trommel (1) im Sinne eines Einstellens der Lage der Düseneinrichtungen (50) relativ zum Material (2) und zu den Elektroden (8,9) steuerbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (15, 16,18) zur dosierten Eingabe des zu rea' tivierenden Materials (2) durch den Einlaß (3) in die Trommel (1), eine Abgasleitung (23, 24; 45, 49) zum Herausleiten der Abgase aus einer in der Trommel (1) vorgesehenen Trocknungszone (A) sowie eine Materialaustragseinrichtung (20, 21; 36,37) vorgese hen sind, mittels der das reaktivierte Material (2) ohne die Abgase aus der Trommel (1) austragbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 — 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromschaltung (40) versehen ist mit einem Stromtransfor- w riator (41) zum Messen des in der Stromzufuhrlcitung fließenden Stroms und zum. Erzeugen eines Strommeßsignals (ID) als Ausgangssignal, einem Stromeinsteller (42) zum vorherigen Einstellen eines vorbestimmten Stromwertes, einem Phasenschieber ·>" (43) zum Vergleichen des voreingestellten Stromwertes mit dem Strommeßsignal (ID), der als Ausgangssignal entsprechend einer sich aus dem Vergleich ergebenden Abweichung ein Torsteuersignal (GC) erzcwjl, und einer in der Stromzufuhrlei- ^Μ tung vorgesehenen Thyristoi schaltung (44), die ein durch das Torsteuersignal (CC) phasengesteuertes Thyristorgaiter aufweist, um dadurch eine Stronisteuerung des über die Zufuhrleitung den Bürsten (11, 12) zugeführten Ausgangssignals der Thyristorschaltung (44) durchzuführen.