DE2735568A1 - Verfahren und vorrichtung zur adsorption von loesemitteldaempfen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur adsorption von loesemitteldaempfenInfo
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Description
Anmelder: -^ "
VBB Spezialmaschinenbau Eisenach
Verfahren und Vorrichtung zur Adsorption von Lösemitteldämpfen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
adsorptiven Abscheidung von Lösemitteldämpfen aus einem Luftstrom, insbesondere für Chemischreinigungsmaschinen, um bei der
Trocknung nach der Kondensationsphase die letzten Reste der zur Behandlung verwendeten organischen Lösemittel wie Chlorkohlenwasserstoffe
oder Fluorchlorkohlenwasserstoffe aus den Textilien herauszutragen und wieder zurückzugewinnen·
Ein Aktivkohleadsorber besteht im wesentlichen aus einem Behälter
mit einem Siebboden, auf dem die Aktivkohleschicht aufliegt,
Rohranschlüssen, um den lösemittelhaltigen Luftstrom von oben nach unten oder umgekehrt durch den Behälter zu schicken sowie
weitere Rohranschlüsse, um den Trocknungsluftstrom in entgegengesetzter Richtung durch den Behälter zu leiten und einer Dampfrohrleitung,
die im Behälter mit einer Düse endet und entgegen der Richtung des Beladeluftstromes angeordnet ist· Dem Adsorber
sind weiterhin zugeordnet: ein Kondensator kühler zur Rückgewinnung des Lösemittel—Wasserdampf-Gemisches, ein Wasserabscheider
zur Trennung des gekühlten Lösemittels vom Wasser nach dem Dichteprinzip, einem Lüfter zur Erzeugung des Trοcknungsluftstromes
und einem Lufterhitzer zur Erwärmung desselben·
Es ist üblich, den Behälter aus einer hochwertigen Stahllegierung herzustellen, da die Beaufschlagung der Wandungen mit dem
organischen Lösemittel, wie Tetrachloräthen in Verbindung mit
Wasser äußerst aggressiv wirkt. Die Haltbarkeit ist wegen der dennoch auftretenden Korrosion nicht ausreichend. Aus diesem
Grund wurde bereits oekannt, für die gefährdeten Anlagenteiie
Plaste zu verwenden. Offen steht jedoch, welcher Plastwerkstofr
wirklich für diesen Einsatzzweck geeignet ist. Der verfahrenstechnische Ablauf in einem Aktivkohleadsorber ist
insbesondere durch die beiden Phasen der Adsorption und Desorption gekennzeichnet· Die Aktivkohle, in ihrer Eigenschaft, gasförmige
Stoffe zu adsorbieren, kann eine bestimmte Menge dieses
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Stoffes aufnehmen und dabei den Luftstrom von diesem, befreien,
was das eigentliche Anliegen des Einsatzes von Aktivkohleadsorbern
in ökologischer und ökonomischer Sicht ist. Ist die Aktivkohle vollständig mit diesem Stoff gesättigt, kommt es zum sogenannten Durchbruch, d.h. der schadstoff angereicherte Luftstrom
durchströmt das Aktivkohiebett, ,ohne aaß Schadstoffe zurückgehalten
werden· Bs ist nun ein dringendes Anliegen, die Sättigungsgrenze effektiv und rechtzeitig zu erkennen .und anzuzeigen·
Die übliche erfahrungsmäßige Vorausfestlegung ist die einfachste
Methode, hat aber den Nachteil, daß einerseits eine vorzeitige Sättigung infolge zu starker Beaufschlagung der Aktivkohle eintreten
kann und damit der Durchbruch unbemerkt erfolgt und andererseits bei einer geringen öchadstofianreicherung im Luftstrom
die Adsorptionsfahigkeit der Aktivkohle nicht voll ausgenutzt
wird, was ökonomisch nicht vertretbar ist. Bs xst deshalb bei einem automatischen Verfahrensablauf üblich, aie Sättigung
der Aktivkohle nach der Gas Konzentrat ion in der Abgangsluft oder
durch dielektrische Messung der Aktivkohle schicht während der
Beladung zu bestimmen. Beide Methoden sind jedoch kompliziert und erfordern teuere Einrichtungen, die für kleine Adsorbergrößen
nicht akzeptabel sind.
Nach Erreichen der Sättigung der Aktivkohle erfolgt die Regenerierung
durch Desorption, d.h. das adsorbierte Lösemittel wird mittels Wasserdampf aus der Aktivkohle ausgetrieben.
Der Dampf besitzt die erforderliche Desorptionswärme und dient als Träger für das freigesetzte Lösemittel. Dabei wird zu Beginn
der Regenerierung die größte Menge Lösemittel freigesetzt. Nach kurzer Zeit nimmt die Menge asymptotisch ab.
Bs ist üblich, die Desorption aus Erfahrung nach einem Zeitrichtwert zu begrenzen. Leider kann dabei der wahre Entladungszustand
der Aktivkohle nicht erfaßt werden und es besteht die Gefahr, daß die Aktivkohle zu lange ausgedämpft wird, was unökonomisch
ist oder daß die Aktivkohle zu stark beladen bleibt und die Adsorptionsfähigkeit nicht wieder vollständig hergestellt wird.
Bs ist für die Trockenzeitbegrenzung in Chemischreinigungsmaschinen eine Einrichtung bekannt, die den Rückgewinnungsfluß aus dem
Trocknungssystem ühdrwacht und bei Erreichen eines einmal vorgegebenen
Wertes eine Schaltung erzeugt (DL-WP 41724).
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Nach der Desorptionsphase ist die Aktivisohle von dem angelagerten
Wasser zu trocknen, damit sie für den nachfolgenden Beladezyklus
wieder adsorptionsfähig ist. Die Trocknung erfolgt mit einem Warmluftstrom. Wichtig dabei ist, daß das richtige Trocicnungsmaß
bestimmt wird.
Es ist üblich, die Trοcknungsbegrenzung durch einen erfahrungsgemäßen
Zeitrichtwert festzulegen. Nachteilig dabei ist jedoch, daß damit das richtige Trocknungsmaß nicht getroffen wird, weil
die eingelagerte Wassermenge schwankt. Eine nicht ausreichende Trocknung mindert jedoch die Adsorptionsfähigkeit für die folgende
Beladung und eine zu lange Trocknung ist auf ürund der
vergeudeten Zeit und des betriebenen Aufwandes unökonomisch. Es ist ein verfahren und eine vorrichtung zum Rückgewinnen von
Lösemittelgasen aus einem Luftstrom bekannt; (jjT - (_>5 2214153)»
wo die mit wasserdampf angereicherte Trocknungsluft über einen
.kühler im Kreislauf geführt wird und die Luft so lange zirkuliert,
bis von dem Kühler kein Wasser mehr abgeschieden wird. Von Nachteil bei diesem System ist der Aufwand für die Kühlleistung,
um lediglich Wasser zu kondensieren· Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen geeigneten
Plastwerks torf für Aktivkohle adsorber für Ohemischreinigungsmaschinen
zu finden,und die Teilabschnitte des ProzeJiablaufes
mit geeigneten Mitteln so zu überwachen und optimal zu begrenzen, daß der gesamte Ablauf automatisier bar ist.
Die Erfindung löst die Aufgabe vertahrensseitig derart, daß
während der Adsorptionsphase im unteren und oberen Bereich des Aktivtohlebettes die Temperatur gemessen und bei Annäherung beider
Temperaturwerte ein elektrisches Signal zur Beendung der Ad*· sorption erteilt wird, daß das Lösemittel-Wasser-Kondensat ein
Durchflußmengenmeßgerät passiot, wobei der Lösemittelanteil bei
Erreichen einer einmal vorgegebenen Rückflußmenge eine Schaltung zur Beendung der Desorption erzeugt und daß die Temperatur
oberhalb und unterhalb des AktivisDhlebettes während der Trocknungsphase
gemessen und bei Annäherung befier Temperaturwerte
eine Schaltung zur Beendung der Trocknung der AktivJsDhle erfolgt.
In einer vorteilhalften Verfahrensweise wird die Temperatur des
Luftötromes nach Austritt aus dem Aktivkohle bett gemessen und
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bei Erreichen eines einmal vorgegebenen Temperaturwertes eine
Schaltung zur Beendung der Trocknung aurchgeführt.
Erfindungsgemaß sind die Behält erteile des Adsorbers ctus glasfaserverstärktem
Polyester. In dem Aktivkohle bett sind Temperaturiuhxer
ojigeordnet, die über eine Steuerungseinrichtung
mit einer Signaleinrichtung verbunden sind. Dem Kondensatorkühler
ist ein Durchflußmengenmeßgerät nachgeschaltet, das über
eine Steuerungseinrichtung mit einem Ventil in einer Rohrleitung für den Spüldampf verbunden ist. Oberhalb und unterhalb des Aktivkohlebettes
sind Temperaturfühler angeordnet, die über eine Steuerungseinrichtung mit einem Ventil des Lufterhitzers verbunden
sind.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist in der Kammer in
Strömiangsrichtung nach dem Aktivkohlebett ein Temperaturfühler
angeordnet, der -jiber eine Steuerungseinrichtung mit dem Ventil
des Lufterhitzers verbunden ist.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert· Die zugehörende Zeichnung zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Aktivkohleadsorptionseinrichtung·
Das markanteste Teil dieser Einrichtung ist der Aktiva hie adsorber
10. Der Adsorber 10 besteht im wesentlichen aus einem Behälter 11 mit einem lösbaren Deckel 12, einem Siebboden 13»
der darauf liegenden Aktivkohle 14, einer oberen Kammer 15,
einer unteren Kammer 16, einer Rohrleitung 34, die in der unteren
Kammer 16 mit einer Düse 36 endet und Rohranschlussen
für Rohrleitungen 37; 38; 66 und 67. Über die Rohrleitungen 37; 38 steht der Adsorber 10 mit beispielsweise einer Chemischreinigungsmaschine
39 in Verbindung. Kennzeichnend rür die Erfindung ist die Anordnung von Temperaturfühlern 20; 22; und
Widerstandsthermometern 27 und 28 sowie zugeordneten Temperatürwächtern 21; 23; bzw. einem Schaltrelais 29· Die Temperaturwächter
21 und 23 sind über eine Steuerleitung 25 mit einer
Stromquelle 24 und einer Signallampe 26 verbunden· Ebenso sind die Widerstandsthermometer 27 und 28 über eine Steuerleitung
mit einer Stromquelle 30 und dem Schaltrelais 29 verbunden·
Das Schaltrelais 29 steht andererseits über eine Steuerleitung 33 mit einer Stromquelle 32 und einem Ventil 64 in Verbindung·
Dem Adsorber 10 ist eine Kondensationseinrichtung zugeordnet·
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Sie Desteht aus einem Kondensator kühler 40, mit Kühlwasseranschlüssen
41 und 42, einer Rohrleitung 43 als Verbindung zum Adsorber 10, einer Rohrleitung 44 als Verbindung zu einem Durchflußmengenmeßgerät
45. Das Durchflußmengeniaeßgerät 45 De sitzt
Abflußanschlüsse 46 und 47. Außerdem steht das Durchflußmengenmeßgerät
45 über eine Steuerleitung 48 und eine Stromquelle mit einem Ventil 35 der Rohrleitung 34 in Verbindung. Dem AdsorDer
10 ist weiterhin ein Lüfteraggregat zugeordnet. Es Desteht
aus einem .Lüfter 60, einer Rohrleitung 61 als Verbindung zu einem Lufterhitzer 62 und einer Ronrleitung 66 als verbindung
zum Adsorber 10, sowie einer Rohrleitung 67 nach außen. Der Lufterhitzer 62 besitzt einen Dampfanschluß 63 mit dem Ventil
64 und einem Kondensat anschluß 65.
Brfindungsgemäß ist der Behalter 11, der Deckel 12 und der
Siebboden 13 aus glasfaserverstärktem Polyester hergestellt. Die Wahl dieses Werkstoif es ist von besonderer Bedeutung, weil
er eine Reine wichtiger Forderungen, die sich Deim Betreiben
eines Aktivkohleaasorbers mit organischen Lösemitteln wie Tetrachiorätnen
u.a. ergeben, in »xner sinnvollen Kombination erfüllt. Der Plastwerkstoff Polyester ist ein gegen die genannten
Lösemittel resistenter Werlaboff. Die Glasifaserver Stärkung bietet
eine ausreichende mechanische Festigkeit hinsichtlich Belastung und Beanspruchung der Bauteile. Beide Komponenten bieten ideale
Voraussetzungen für die Gestaltung und ökonomische Fertigung der Bauteile. Außerdem kommt der ungünstige WärmeIeitwert der
GÜP-Wandung der erforderlichen Wärmedämmung des Aktivkohleadsorbers.zugute·
Bs hat sich überraschend gezeigt, daß mit dieser Werkstoffwahl die leidigen Korrosionsprobleme gelöst sind.
Die Vorrichtung arbeitet wie'"folgt:
Adsorptionseinrichtungen dienen im zunehmenden Maße den Forderungen
des Umweltschutzes. Industrielle mit Schadstoffen angereicherte Luft wird durch Aktivkohle adsorber geführt, bevor
sie in die Atmosphäre gegeben wird. Im Ausführungsbeispiel wird auf den Anwendungsfall des Einsatzes einer Aktivkohleadsorptionseinrichtung für eine Chemischreinigungsmaschine für
Textilien Bezug genommen· Bei der Chemischreinigung von Textilien ist es üblich, gegen Ende der Trockaungsphase die letzten
Lösemittelanteile aus der Garderobe durch Adsorption zu entfernen. Zu diesem Zweck wird die mit dem organischen Löse-
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mittel wie Tetrachloräthen angereicherte Trocknungsluft aus
der Chemischreinigüngsmaschine 39 über die Rohrleitung 37
dem Aktivkohle adsorber 10 zugeführt. Der Luftstrom tritt in die obere Kammer 15 ein, verteilt sich auf den gesamten Querschnitt
und wird durch das Aktivkohlebett 14 gedruckt. Die
Menge der Aktivkohle ist so bemessen,, daß das Lösemittel einer bestimmten Anzahl Reinigungsch ar gen aufgenommen werden
kann, beispielsweise 25 Chargen, bevor sie gesättigt ist·
Beim Durchzug des Luftstromes durch das .Aktivkohlebett 14-erfolgt
nun die Anlagerung der Lösemittelanteile an die Aktivkohle· Die von den Schadstoffen befreiteLuft sammelt sich
in. der unteren Kammer 16 und wird über die Rohrleitung 38 zur
Reinigungsmaschine 39 zurückgeführt, wo sie sich erneut, durch
die Garderobe geleitet, mit Lösemitteldampfen belädt, um dann den Kreislauf zum Adsorber 10 von neuem zu beginnen. Kennzeichnend
für diesen Adsorptionsprozeß sind zwei Bedingungen, die die Erfindung steuerungstechnisch nutzt:
1· Die Aktivkohle adsorbiert bei entsprechender Auslegung des Adsorbers das Adsorbent nur in einer begrenzten bchicht des
gesamten AktivkohleDettes. Diese bchicht wandert in Strömungsrichtung der Belaaeluft durch das jpsamte Aktivkohle—
bett, d.h. mit Beginn eines Adsorptionszyklusses adsorbiert
die oberste Schicht, bis sie gesättigt ist· Daraufhin verschiebt sich die Adsorptionszone nach unten, bis letztlich
der gesamte obere Bereich gesättigt ist und nur noch die unterste Schicht aufnahmefähig ist. bchließlich ist auch in
der letzten bchicht die Sättigung erreicht und der JLosemittelhaltige
Luftstrom bricht durch die Aktivkohle schicht durcht
2· Die Adsorption ist ein exothermer Vorgang, d.h. bei der Adsorption des Adsorbates an die Aktivkohle wird Wärmeenergie
frei, die sogenannte Adsorptionswärme. Durch die freiwerdende
Wärme erwärmt sich aie Aktivkohle jeweils in der bchicht, wo gerade die Adsorption erfolgt und in den in btrömungsrichtung
folgenden Schichten. Bs herrscht also während aes .Betriebszustandes eines Aktivkohleadöorbers ständig eine
Temperaturdifferenz zwischen der gesättigten und der ungesättigten
AktivKohle. Diese Temperaturdifferenz beträgt
beispielsweise bei dem Adaorbat Tetrachlotäthen 5 bis 8 0O.
Die Erfindung nutzt diese Temperaturbeaingungen in der Aktivkohle
ala rege lungs technische Größe. z.u aieaem Zweck tdnd in dem
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άktivkohlebett 14 zwei Temperaturfühler 20 und d2. vorgesehen.
Der Temperaturfühler 20 ist im oberen Bereich und uer Temperaturtühlor
^2 im unttsren Bereich dos Aktivkohlebettes 14 eingesetzt.
Den beiden Temperaturtühlern 20 und 2^ sind die Temperaturwächter
21 und ^ zugeordnet· Diese sind mit der Stromquelle
24 und der Signallampe 26 in Reihe geschaltet, d.h. der Strom fließt, bzw. die Signallampe 26 leuchtet nur dann,
wenn di& Kontakte beider Temperaturwächter 21 und 23 geschlossen
sind. Diese Voraussetzung ist gegeben, wenn in dem gesamten Aktivkohlebett 14 annähernd die gleiche Temperatur vorliegt.
Der Zustand annähernd gleicher Temperatur im Aktivkohlebett
14 stellt sichoein, wenn die gesamte Aktivkohle ungesättigt ist, wenn die gesamte Aktivkohle gesättigt ist und wenn der
Adsorber eine längere Zeit außer Betrieb ist. Währenddem die isothermen Zustande bei ungesättigter Aktivkohle und bei Außerbetriebsetzung
des Adsorbers für den Steuerungsprozeß uninteressant
sind und aus diesem Grund steuerungstechnisch ausgeblendet werden, nutzt die Erfindung den Temperaturzustand bei
vollständiger Sättigung des gesamten Aktivkohlebettes 14 zur
Gewinnung eines Signalese
Im praktischen Anwendungsfall ist das erfindungsgemaße Steuerungssystem
wie folgt gestaltet:
Während der Betriebsphase des Aktivkohleadsorbers 10, beispielsweise
in der Zuordnung zu einer Chemischreinigungsmaschine 39 wird mit dem Umschalten des Trocknungsluftstromes auf Adsorption
gleichzeitig die Stromquelle 24 zugeschaltet und damit der Steuerstromkreis - Temperaturwächter 21; 23» Steuerleitung
und Signallampe 26 unter Spannung gesetzt. Ist nun die Aktivkohle zu irgend einem Anteil gesättigt, dann stellt sich das
Temperaturgefälle von dem gesättigten zu dem ungesättigten Bereich ein, was von den Temperaturfühlern 20 und 22 wahrgenommen
wird und mittels der Temperaturwächter 21 und 23 bewirkt, daß der Stromkreis bis zum Ende der Adsorptionsphase unterbrochen
bleibt. Die Signallampe 26 leuchtet nicht auf als Zeichen dafür, daß der Aktivkohleadsorber 10 noch weiter aufnahmebereit
ist· Kommt es nun bei weiteren Adsorptionen dahin, daß die Ad—
sorptionszone in die unterste A-fctivkohleschicht gewandert ist
und danach folgend der unerwünschte Durchbruch eintreten würde, so nimmt der Temperaturfühler 22, genau an der Stelle angeord-·
net, wo bei diesem Betriebszustand die Aktivkohle bereits ge—
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sättigt vorliegt, die Sättigungstemperatur der Aktivkohle, wie sie
eben in der gesamten gesättigten A±ctivkohJbe, also auch, am Temperaturfühler
20 herrscht, wahr. Die Temperaturwachter 21 und 23 sind auf den Wert der Sättigungstemp eratür eingestellt.
Mit der Wahrnehmung der gleichen Temperaturwerte durch die Temperaturfühler 20 und 22 schließen aie Kontakte der Temperaturwächter
21 und 23· Damit ist der Steuerstromkreis geschlossen, und die Signallampe 26 leuchtet als Zeichen für die Sättigung
des gesamten Aktivicohlebettes 14 auf. Die Aktivkohle kann nicht
mehr mit dem lösemittelhaltigen Luftstrom beauxschlagt werden.
Das durcn die erfindungsgemäße Lösung erzeugte Signal jsann
auch akustischer Art sein oder als solches genutzt werden, daß der Adsorptionsbetrieb unterbrochen und aie Regenerierung eingeleitet
wird.
Als weitere Variante hat aie Erfindung die Erfassung der Tempe—
raturdifferenz Von gesättigter und ungesättigter Aktivkohle während
des Adsorptionsprozesses oder die Wahrnehmung der Temperaturgleichheit
im Sättigungszustand der Aktivkohle mittels Widerstandsthermometer im oberen und unteren Bereich des Aktivkohlebettes
14 angeordnet zum Inhalt. Mit den Widerstandsthermometern ist es möglich, die Temperaturdifferenz aosolut unabhängig
von einem vorgegebenen Sollwert und über ein entsprechendes Schaltrelais zu erfassen und bei Ausgleich der Temperaturdifferenz
ein entsprechendes Signal zu gewinnen. Die Erfindung schließt auch die Verfahrensweise mit ein, daß ein
während einer gesamten Adsorptionsphase ununterbrochen erteiltes Signal die vollständige Sättigung des Alctivkohlebettes 14 bedeutet,
währenddem ein zu Anfang einer Adsorptionsphase gegebenes Signal, das während des weiteren Adsorptionsprozesses eingestellt
wird oder nicht bis zum Ende,vorliegt, die weitere Adsorptionsbereitschaft bedeutet.
Diese Verfahrensweise trägt vor allem einem periodischen und in
zeitlich unterschiedlicher Folge erforderlichen Adsorptionsbetrieb Rechnung, wo es von einer Beaufschlagung zur nächsten zu
einem Ausgleichen der Temperaturdifferenz zwischen den beispielsweise
bereits gesättigten und ungesättigten Aktivkohlebereichen kommen kann und bei einer neuen Beaufschlagung gleiche Temperaturen
an den Meßstellen vorliegen, die die Schließung des Stromkreises und damit die Erteilung eines Signales nach der erfin—
dungsgemäßen Vorrichtung zur Folge haben.
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Nachdem die Sättigung des Aktivkohlebettes 14 mit organischen Lösemitteldämpfen in erfindungsgemäßer Weise angezeigt ist,
muß die Aktivkohle durch Desorption regeneriert und das Löse« mittel zurückgenommen werden· Zu diesem Zweck wird wasserdampf
durch die Rohrleitung 34 in die untere Kamm er 16 dem Aktivkohleadsorber
10 zugeführt. Das Ventil 35 wird durch eine nicht dargestellte Steuerungseinrichtung geöffnet. Der Wasserdampf
wird mittels der Düse 36 versprüht und dringt durch den Siebboden
13 in das Aktivkohlebett 14. Der Dampf liefert die notwendige
Desorptionswärme und dient als Träger für das freigesetzte
Lösemittel. Das Lösemittel-Wasserdampf-Gemisch sammelt sich in der oberen Kammer 15 des Aktivkohleadsorbers 10 und
gelangt durch die Rohrleitung 43 tu dem Kondensatorkühler 40·
Der Kondensator kühler 40 wird im Gegenstrom mit Kühlwasser durchströmt. Das Gemisch kondensiert im Kondensatorkühler 40
und wird im unteren Bereich gleichzeitig auf die erforderliche Temperatur gekühlt. Der Rückgewinnungsstrom fließt über die
Rohrleitung ^4 in das Durchflußmengenmeßgerät 45. Das Durch—
flußmengenmeßgerät 45 ist beispielsweise nach dem Prinzip der
technischen Lösung von DL-WP 41724 gestaltet. Zunächst wird in einem Abteil das Wasser nach dem Dichteprinzip von dem organischen
Lösemittel getrennt und über den Abflußanschluß 46 abgeleitet· Daraufhin wird der Lösemittelanteil über einen Meßbecher
eines Waagesystems geleitet und die Menge nach dem Prinzip einer jconstanten Entleerung mittels einer vorher bestimmten Düse und
eines abnehmenden Zuflusses wahrgenommen. Auf ürund der asymptotischen
Abnahme der Rückgewinnung Kömmt es nach einer mittels
des Dusendurchmessers bestimmbaren Zeit zum Leeren des Meßbechers, aas Waagesystem schweniri; und ein damit verbundenes elektrisches
Schaltrelais öffnet den öteuerstromkreis für das Ventil ^5» der mit der öteuerleitung 48 und Stromquelle 49 aargestellt
ist. Dabei schließt d*s Ventil, die Dampf zuführung für
das Ausdampfen ist gesperrt, und das Ausoämpfen der Aktivkohle
ist auf diese Weise beendet. Das Lösemittel verlaßt aas Durch—
flußmengenmeßgerät 45 über den Abflußanschluß 47. Diese Art der
Begrenzung aer Desorption der Aktivkohle ist einfach treffend für die gestellte Aufgabe, unabhängig von jeaer Zeitvorgabe
wird aas Ausdämpfungsmaß nach dem oesorptionszustand der Kohle,
gemessen an dem sich proportional dazu einstellenden Kücigewinnungsfluß,
bestimmt. Mit der errinaungsgemaßen Vorrich-
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tung Kommt es zu Keiner mangelhaften oder zu lange ausgedampften
Aktivkohle - die Desorption wird optimal begrenzt und der Prozeß ist automatisierbar. Von dem Schließsignal für das Ventil
35 kann gleichzeitig ein Signal für den weiteren Prozeßablauf abgeleitet werden.
Nach der Desorptionsphase wird die Aktivkohle getrocknet. Zu
diesem Zweck erzeugt der Lüfter 60 einen Luftstrom, der über die Rohrleitung 61 dem Lufterhitzer 62 zugeleitet wird· Der
Lufterhitzer 62 ist über den Dampfanschluß 63 und geöffnetem
Ventil 64 mit Wasserdampf Deaufschlagt und erwärmt den Luftstrom, der dann über die Rohrleitung 66 in die obere Kammer 15
des Aktivkohleadsorbers 10 geführt wird. In der oberen Kammer
15 verteilt sich die Warmluft über den gesamten Querschnitt und durchdringt das Aktivkohlebett 14 von oben nach unten. Dabei
verdampft er das an der Aktivkohle angelagerte Wasser und treibt es aus ihr heraus. Der wasserfeuchte Luftstrom verläßt dann den
Aktivkohleadsorber 10 über die Rohrleitung 67.
Die Erfindung hat sich für diesen Teilabschnitt die Aufgabe gestellt,
die Trocknungszeit so zu bemessen, damit unter den wechselnden
Bedingungen unterschiedlich feuchter Aktivkohle und variabler Dampfwerte die Aktivkohle nicht übertrocknet wird oder
zu feucht bleibt, was die erneute Aufnahmefähig ice it der Aktivkohle
stark einschränken würde. Aus diesem Grund wird die Temperatur des Luftstromes vor und nach dem AictivKohlebett 14 wänrend
des Trocknungsprozesses ständig mittels der beiden Widerstandsthermometer
27 und 28 wahrgenommen. Die Erfindung nutzt die Bedingung, daß sich bei der Trocknung der Aktivkohle mittels
des Warmluftströmes infolge des Entzuges von Wärmeenergie aus
dem Luftstrom als Verdampfungswärme für die auszutreibende Wasserfeuchtigkeit eine Temperaturdifferenz vor und nach der Aktivkohle
einstellt. Diese Temperaturdifferenz ist zu Anfang
der Trocknung sehr groß, weil der Wärmeverbrauch für den anfänglich großen Wasseranteil hoch ist und nimmt gegen Ende der
Trocknung ab, weil kein Wärmeentzug mehr erfolgt. Die Aictivkoh-Ie
ist also ausreichend getrocknet, wenn die Temperaturwerte
des Luftstromes vor und nach der AktivJcohle annähernd übereinstimmen.
Mit Beginn der Trocknungsphase ist das Ventil 64 geöffnet. Die Dampfzufuhr in den Lufterhitzer 62 ermöglicht die
Erwärmung der TrocKnungsluf t auf ca. 100 0C. Ist nun das Trock-
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nungsergebnis erreicht, d.η. in der oberen Kammer 15 und in der
unteren Kammer 16 nerrscnu annaüernd die gieicn« Temperatur
von ca. 1(Ju u, aann wira ua» ventu. t>4 geschlossen. Damit
ist die Wärmeenergiezufuhr für den Lufterhitzer 62 unterbrochen
und der Luftstrom wird nicht mehr erwärmt. Um diese Schaltung zu dem gewo±lten Zeitpunkt zu gewinnen, sind die Widerst
andstnermometer 27 und 28 in Verbindung mit der Stromquelle >0, der Steuerieitung y\ und dem SchaltaeLais 29 gewählt.
Ist die Temperatur in der oberen Kammer 15 und in der unteren
Kammer 16 unter se hiedlicn, wie das zu .Beginn mit Temperaturwerten von Deispielsweise 100 G und 50 G und während der gesamten
Trockaungsphase der Fall ist, so !"ließt in diesem Steuerungssystem auf Grund der zu den unterschiedlichen Temperaturwerten
sich analog dazu einstellenden Widerstandswerten ein bestimmter Strom. Dieser Stromfluß erzeugt in dem bchaltrelais 29
das Öffnungssignal für das Ventil 64. Nähern sich mit Erreichen des Trocknungsergenisses im Aktivkohlebett 14 die Temperaturwerte vor und nach diesem einander, so ändert sich der Stromfluß,
im Schaltrelais wird der Kontakt; geöffnet und gleichzeitig das Ventil 64 über die Steuerleitung 33 mit der Stromquelle 32 geschlossene
Als weitere Ausführungsvariante zur automatischen Beendung des Trocknungsprozesses sieht die Erfindung die Anordnung eines Temperaturfühlers
mit Temperaturwächter in Durchströmungsrichtung nach dem Aktivkohlebett Ί4 vor. Sind konstante Bedingungen des
Dampfes hinsichtlich des Druckes und der Temperatur gegeben, so wird für den Temperaturwächter ein Sollwert gewählt, der der Temperatur
bei Erreichen des gewünschten l'rocknungszustandes der Aktivkohle entspricht. Dabei wird wiederum die Kenntnis genutzt,
daß bei Beginn der Trocknung bei einer konstanten Eingangstemperatur
des Warmluft stromes die Temperatur nach dem Aktivkohle bett
Ί4 infolge des Verdampfungswärmebedarfes in der Aktivkohle unter dem eingestellten Sollwert liegt und im Laufe der TrocÄmg gegen
Erreichen des gewünschten Ergebnisses diesen Wert annimmt. Der Temperaturfühler nimmt den Temperaturverlauf während des
Trocknungsprozesses wahr, und bei Erreichen des vorgegebenen Sollwertes wird im Temperaüurwächter ein Kontakt geöffnet und
das Ventil 64 geschlossen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
und der Vorrichtung ist auch der Trocknungsprozeß der Aktivkohle in Adsorbern optimiert und auf zuverlässige Weise und mit
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einfachen Mitteln automatisiert.
Nachdem das Ventil 64 geschlossen ist, wird der Luftstrom nicht
mehr erwärmt. Es ist üblich, die Aktivkohle mit Kaltluft noch eine Zeitlang zu kühlen. Danach ist die Aktivkohle regeneriert
und kcunn zur erneuten Adsorption freigegeben werden.
Das Wesen und der Inhalt der Erfindung wurde an Hand einer Adsorptionseinrichsung
für eine Ghemischreinigungsmaschine erläutert. Die Erfindung beschränke sich jeaoch nicht allein auf
dieses Einsatzgebiet, sondern schließt Aktivkohleadsorber aller
Anwendungsbereiche mit eine
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Claims (4)
1. verfahren zur Adsorption von Lösemitteldämpfen ^us einem
Luftstrom, insoesondere iür Chenaschreinigungsmaschinen zur
Abscheidung organischer Losemittelanteile, wie Tetrachloräthen aus der Trocknungsluft mittels einer Aktivkohleadsorptionseinrichtung
durch Adsorption und nachfolgende Regenerierung der Aktivkohle, dadurch gekennzeichnet, daß wänrend der
Adsox-ptionspnase im unteren und oberen Bereich des Aktivkohlebettes
die Temperatur gemessen und bei Annäherung beider Temperaturwerte ein elektrisches Signal zur Beendung der Adsorption
erteilt wird, daß uas Losemittel-wasser-Kondensat ein Durchflußmengenmeügerät passiert, wobei der Lööemittelanteil
Dei Erreichen einer einmal vorgegebenen Rückflußmenge
eine ücnaltung zur Beendung der Desorption erzeugt, und daß die Temperatur oberhalb und unterhalb ues Aictivjcohlebettes
während der Trocknungsphase gemessen und bei Annäherung Deider
Temperaturwerte eine Schaltung zur Beendung der Trocknung
der Aktivkohle erfolgt«
d· Verfahren zur adsorption von Lösemitteldämpfen nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß währenu der Trocknungsphase die Temperatur des Luftstromes nach Austritt aus dem
Ajctivkohiebett gemessen und Dei Erreichen eines einmal vorgegeDenen
Temperaturwertes eine Schaltung zur Beendung der Trocknung erfolgt«
3. Vorrichtung zur üdöorption von Lösemitteluämpfen aus einem
Luftstrom nach Anspruch Ί, mittels einer Aktivkohleadsorptionseinrichtung
aus einem Adsorber aus Plaotwericstoxf, einem
Kondensatorkuhler und einem Lufter mit einem Lufterhitzer
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beotehend, uadurch gekennzeichnet, d~ß die Behälterteixe
aes üdoorbers aus glasfaserverstärkt em Eü.yest«r sind, aaß
in dem Aktivkohle be tu ( i4) Temperaturfühler (,20, 22; angeordnet
sind, die über eine Steuerungseinrichtung mit einer Signaleinrichtung (26) verbunden sind, daß dem Kondensator
kühler (40) ein Durchflußmengenmeßgerät (45) nach—
geschaltet ist, das über eine Steuerungseinrüitung mit einem
Ventil (35) in einer Rohrleitung für den Spüldampf verbunden
ist und daß oberhalb und unterhalb des Aktivkohlebettes
(14) Temperaturfühler (27; 28) angeordnet sind, die über eine Steuerungseinrichtung mit einem Ventil (64) des
Lufterhitzers (62) verbunden sind.
4. Vorrichtung zur Adsorption von Lösemitteldämpfen nach Anspruch
3» dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer (16) in Luftströmungsrichtung nach dem Aktivkohlebett (14) ein
Temperaturfühler (28) angeordnet ist, der über eine Steuerungseinrichtung mit dem Ventil (64) des Lufterhitzers (62)
verbunden ist.
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