DE2746977A1

DE2746977A1 - Vorrichtung zum entfernen eines in ein gas (luft) eingemischten bestandteils mit hilfe einer masse oder eines bettes von aktivkohle sowie verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2746977A1
Application number: DE19772746977
Authority: DE
Inventors: Knut Claesson
Original assignee: Carl Munters AB
Current assignee: Carl Munters AB
Priority date: 1976-10-26
Filing date: 1977-10-19
Publication date: 1978-04-27
Also published as: GB1591242A; FR2369017A1; SE7611889L; SE417911B; JPS5353582A

Description

München, 12. OKTOBER 1977 Anwaltsakte: M-4405

Vorrichtung zum Entfernen eines in ein Gas (Luft) eingemischten Bestandteils mit Hilfe einer Masse oder eines Bettes von Aktivkohle sowie Verfahren zu dessen Herstellung.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen eines in ein Gas (Luft) eingemischten Bestandteils mit Hilfe einer Masse oder eines Bettes von Aktivkohle. Beispiele von Anwendungsbereichen für eine solche Masse sind die Entfernung von Lösungsmitteln oder die Reinigung von Luft von vom Gesichtspunkt des Umweltschutzes unerwünschten Stoffen wie übelriechenden Gasen z.B. von gewerblichen Betrieben zur Herstellung von Fischmehl, Zellstoff, insbesondere nach dem Sulfatverfahren, u.dgl. Bisher hatte die Aktivkohle in der Masse die Form verhältnismässig grosser Körner, die in einen mit Einlass und Auslass für die zu reinigende Luft ausgerüsteten Behälter eingefüllt wurden. Hierbei bilden die Körner im Behälter eine Masse mit unregelmässigen Durchlässen zwischen den Körnern, durch welche die Luft ihren Weg zu suchen hat. Dies hat zur Folge, dass der Widerstand gegen die Strömung der Luft hoch wird, und dass verschiedene Teile der Masse an dem Sorptionsprozess mit ungleich grosser Intensität teilnehmen. Ausserdem besteht gerade wegen des hohen Widerstandes und der Unregelmässigkeit die Gefahr einer Bewegung der Körner zueinander, so dass diese einer Abnutzung und einem Verschleiss unterworfen werden

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Die Kornform bedeutet auch an sich einen Nachteil durch den Widerstand, der entsteht, wenn der abzuscheidende Bestandteil in die Körner eindiffundiert. Der Diffusionswiderstand lässt sich dadurch verringern, dass man kleine Körner wählt, so dass der Diffusionsweg kurz wird; andererseits aber vergrössert die Anwendung kleiner Körner den Luftwiderstand beim Durchgang der Luft durch das Bett, was zur Folge hat, dass die Dicke des Bettes verringert werden muss und damit die Leistungsfähigkeit der Anlage sinkt. Der Diffusionswiderstand, den in der Praxis anwendbare Korngrössen verursachen, hat seinerseits zur Folge, dass der Zeitraum, während dessen die Aktivkohlenmasse benutzbar ist, erheblich begrenzt wird.

In einer Vorrichtung der hier in Rede stehenden Art muss daher ein grosser Druckabfall überwunden werden, was verhältnismässig hohe Betriebskosten bedingt, und wird ferner der Grad der Ausnutzbarkeit der Aktivkohlemasse geringer als einer vollen Ausnutzung entspricht.

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Ungelegenheiten und damit die Schaffung einer Vorrichtung, die einen hohen Sorptionswirkungsgrad mit geringem Widerstand flir das durchstreichende Gas, wie die Luft, vereint. Dies wird im wesentlichen dadurch erzielt, dass die Aktivkohle auf und/ oder in dünnen zu einem Trägerkörper zusammengesetzten Schichten angebracht ist, in welchem die Schichten sich an voneinander getrennten Stellen gegeneinander abstützen und dazwischen durchgehende enge Kanäle für das Gas bilden, wobei die Aktivkohle in feinverteilter Form über die Oberflächen der Schichten ausgebreitet ist.

Der Trägerkörper wird gemäss der Erfindung mit im Voraus bestimmten Kanälen geformt, deren Weite also nicht von der Korngrösse der Aktivkohle abhängig ist. Die Aktivkohle kann daher in den Schichten als beliebig kleine Teilchen enthalten sein, die dem in den Kanälen vorwärts strömenden Gas ausgesetzt sind und dadurch mit ihrem ganzen Volumen für Sorption des zu entfernenden Bestandteils zugänglich werden. Die im Voraus geschaffenen distinkten

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Ströraungswege für das verunreinigte Gas bewirken, dass der Strömungswiderstand gering wird, auch wenn der Kanalquerschnitt klein ist. Ferner eignet sich der Trägerkörper gemäss der Erfindung besonders gut für ein regeneratives Verfahren, wobei der Körper in einer Zone von dem zu reinigenden Gas durchstrichen wird und in einer hiervon getrennten Zonen von einem regenerierenden erwärmten Gas. Hierbei kann der Trägerkörper vorteilhaft die Form eines Rotors erhalten, der von einem Gehäuse umschlossen ist und dessen Kanäle während des Umlaufs abwechselnd dazu gebracht werden, von dem einen oder dem anderen der beiden Gasströmen durchstrichen zu werden.

Der Körper kann mit Vorteil aus Papierschichten aus Faserwerkstoff, wie Zellstoff, Asbest oder anderem anorganischem Werkstoff zusammengesetzt sein. Jede zweite Schicht kann gewellt und jede zweite dazwischen eben sein, wobei sich die Schichten gegeneinander abstützen und entlang der Wellenkämme miteinander verbunden werden, derart, dass der Körper eine Vielzahl durchlaufender, zueinander paralleler Kanäle aufweist, die an den beiden Flachseiten des Rotorkörpers münden. Der Abstand zwischen den ebenen Schichten ist höchstens 3 mm und am besten etwa 1,5 mm. Der in der Form eines zylindrischen Rotors ausgeführte Körper ist vorteilhaft so angebracht, dass er sich auf einer geschlossenen Kreisbahn zwischen zwei Durchlässen in dem umgebenden Gehäuse bewegt, das in voneinander getrennten Zonen von den beiden Gasströmen durchstrichen wird, nämlich dem Gasstrom, aus dem ein Bestandteil entfernt werden soll, und dem erwärmten Regeneriergasstrom.

Die Aktivkohle kann als Pulver auf die Schichten aufgetragen werden, und zwar entweder in dem fertigen Trägerkörper mit Hilfe eines geeigneten Bindemittels, oder aber in die Fasermasse eingemischt werden, aus der die Schichten in bekannter Weise hergestellt werden. Im letzteren Fall wird das Kohlepulver in die wässerige Faseraufschlämmung eingemischt, die in einer Aufschlussmaschine auf ein Siebtuch ausgebreitet wird.

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Möglich ist auch die Herstellung eines Belags von Aktivkohle mit Ausgang von einem organischen Stoff, wie Melamin, Phenol, Dextrin, der in der Form einer beispielsweise wässerigen Lösung von den Schichten aufgenommen wird, vorzugsweise nach deren Formung zu einem Trägerkörper in der oben beschriebenen Weise. Eine zweite Möglichkeit ist die Aufbringung des organischen Stoffs in der Form einer Schmelze auf die Schichten. Danach findet eine Erhitzung ohne Luftzutritt auf eine Temperatur von mehr als 800⁰C statt, d.h. eine sog. Pyrolyse, wobei der organische Stoff verkohlt und dadurch ein feines Lager oder einen Belag von freier Kohle auf und in den Schichten bzw. den einzelnen Fasern bildet. Durch nachfolgende Aktivierung z.B. mittels Wasserdampf von hoher Temperatur erhält die Kohle in an sich bekannter Weise die gewünschten Sorptionseigenschaften, indem bei dieser Behandlung Poren in der Kohle geöffnet werden.

Wenn die Aktivkohle auf den Schichten geschaffen wird, ist es zweckmässig, diese Schichten aus anorganischen Fasern oder Fäden, wie aus Asbest oder Mineralwolle bzw. als Metallnetz herzustellen. Bei der hohen Temperatur der Pyrolyse findet eine Umwandlung des Faserwerkstoffs statt, wenn dieser von Asbest dargestellt ist, indem die Fasern in amorphen Zustand übergehen. Um dann für den Trägerkörper eine ausreichende mechanische Festigkeit zu erhalten, soll und kann er mit einem oder mehreren anorganischen Stoffen wie Wasserglas und Kalziumchlorid getränkt werden, die einen die Schichten versteifenden Niederschlag bilden, der die hohe Temperatur aushält. Eine solche Behandlung mit ein tragendes bzw. keramisches Gerüst bildenden Stoffen ist auch durchführbar, wenn die Aktivkohle in fertig gepulverter Form in die Schichten eingeführt wird.

Unter feinverteilter Kohle wird im vorliegenden Zusammenhang verstanden, dass die Aktivkohle eine grösste Teilchenabmessung von 1 mm bis hinab zu kolloidaler Grosse aufweist.

Die Schichten können auch aus Metallfolien bestehen, auf denen die feinverteilte Aktivkohle zum Haften gebracht wird.

- Patentansprüche -

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Claims

Unser Fall: M 1372 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Entfernen eines in ein Gas (Luft) eingemischter Bestandteils mit Hilfe einer Masse oder eines Bettes von Aktivkohle, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivkohle in feinverteilter Form auf und/ oder in dünnen, zu einem Trägerkörper zusammengesetzten Schichten angebracht sind, in welchem die Schichten sich an voneinander getrennten Stellen gegeneinander abstützen und dazwischen durchgehende enge Kanäle für das Gas bilden.

2. Verfahren zum Herstellen einer Masse, die Aktivkohle gemäss Anspruch 1 enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivkohle in feinverteilter Form auf dünnen Schichten vorzugsweise aus faserigem Werkstoff angebracht wird, bevor oder nachdem diese Schichten dadurch zu einem Körper mit durchgehenden Kanälen zusammengesetzt worden sind, dass sie dazu gebracht werden, sich an voneinander getrennten Stellen gegeneinander abzustützen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennz e i c h η e t, dass die Aktivkohle in der Form eines feinen Pulvers in eine Fasermasse von Zellstoff, Asbest oder anderem anorganischen Werkstoff eingemischt wird, der dann zu den Schichten geformt wird, aus denen der Körper aufgebaut wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Schichten des Trägerkörpers ein organischer Stoff mit Kohle in gebundener Form aufgetragen wird und dass die Kohle danach in an sich bekannter Weise aktiviert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der organische Stoff den Schichten in einer Lösung zugeführt wird.

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ORIGINAL INSPECTED

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der organische Stoff den Schichten in der Form einer Schmelze zugeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-6, wobei die Schichten aus Asbest bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper einer Wärmebehandlung auf so hohe Temperatur unterworfen wird, dass der Asbest in amorphen Zustand übergeht.

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