DE2815082A1 - Vorrichtung zum trennen von gasen oder daempfen durch adsorption und regenerierung des adsorbers durch spueldampf - Google Patents

Vorrichtung zum trennen von gasen oder daempfen durch adsorption und regenerierung des adsorbers durch spueldampf

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DE2815082A1 DE19782815082 DE2815082A DE2815082A1 DE 2815082 A1 DE2815082 A1 DE 2815082A1 DE 19782815082 DE19782815082 DE 19782815082 DE 2815082 A DE2815082 A DE 2815082A DE 2815082 A1 DE2815082 A1 DE 2815082A1
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Description

DIPL-ING. MARTIN SCHUMACHER
PATENTANWALT "
7815082
Anmeldung: Patent und Hilfsgebrauchsmuster Mein Aktenzeichen: 78.9 Korb 2808" Syke-Hauptstrasse 31
Datum:
■Privat:
April 1978
ANMELDER: ARC Antipollution & Recycling Consultans AG.
GH - 3624 Goldiwil, Schweiz
ERFINDER:
VERTRETER
Dipl.-Ing. Martin Schumacher, Patentanwalt 2808 Syke, Hauptstr.
PRIORITÄT:
BEZEICHNUNG
Vorrichtung zum Trennen von Gasen oder Dämpfen durch Adsorption und Regenerierung des Adsorbers durch Spüldampf,
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Vorrichtung zum Trennen von Oasen oder Dämpfen durch. Adsorption und fiegenerierung des Adsorbens durch opüldampf.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trennen von Gasen oder Dämpfen voneinander durch Adsorption mit stationären Adsorbentien, insbesondere zum Trennen von Dämpfen flüchtiger Lösemittel aus Luft mittels Aktivkohle und Regenerierung des Adsorbens durch wasserdampf (Spüldampf), bestehend aus einem Behälter mit einer das Adsorbens enthaltenden Kammer (Adsorbenskammer) und Ein- und Austritt skammern für das durchströmende Medium.
STAND D£H Τί,ΟΚΝΙΚ
^O In Vorrichtungen der vorbezeichneten Art ist es wichtig, die Behälterwandungen gegen vorzeitige Korrosion durch aggressive Dämpfe oder Kondensation des Spüldampfes zu schützen. Man kann die Behälterwandung zu diesem Zweck innen mit einer korrosionsfesten Beschichtung versehen.
Solche -^Schichtungen sind aber, wie die Praxis gezeigt hat, auch bei sorgfältigster Ausführung nicht in der Lage, die Korrosion dauerhaft zu unterbinden·
AUSGABE
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Vorrichtungen der vorbezeichneten Art einen wirksameren Korrosionsschutz zu schaffen.
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LÖSUNG UEA AUFGABE
Bei der Lösung dieser aufgäbe geht die Erfindung von der Beobachtung aus, daß Korrosionsschäden zuerst an denjenigen .vandungsteilen auftreten, die mit dem Adsorbens in Berührung stehten und an denen Kondensationsvortänge stattfinden. Diese Erscheinung ist offensichtlich darauf zurückzuführen, daß die Aktivkohle oder das sonstige Adsorptionsmittel (adsorbens) bei der Bildung von Salzsäure als Katalysator wirkt. Dabei spielen sich die Korrosionsvorgänge auch bei unbeschädigter Beschichtung in der an die Beschichtung angrenzenden Innenfläche der Behälterwandung ab, was darauf zurückgeführt werden muß, daß korrodierende Stoffe durch die Beschichtung hindurch wie durch eine Membran diffundieren.
ausgehend von diesen Überlegungen und Beobachtungen wird erfindungsgemäß die Korrosion dadurch weitgehend unterbunden, daß die Behälterwandung durch eine besondere für Gase und Dämpfe undurchlässige Trennwand gegen die Adsorbenskammer abgeschirmt ist. Eine solche, aus Plattenmaterial gebildete Trennwand ermöglicht es, den vviderstand gegen ein Diffundieren korrodierender Substanzen entscheidend zu erhöhen, zumal hierdurch ein Trennraum zwischen Behälterwandung und Absorbenskammer geschaffen wird, durch den sich die Korrosionseinflüsse auf die Behälterwandunr unterdrücken bzw. in den Griff bringen las-
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sen. Gegen den Innenraum des Behälters kann der Trennraum abgedichtet sein. Um gleichwohl deformierende Druckunterschiede zwischen Trennraum und Innenraum des Behälters nicht aufkommen zu lassen, können kittel zum Druckausgleich zwischen Trennraum und Innenraum des Behälters vorgesehen werden, han kann hierzu auch den Trennraum durch eine Druckausgleichsöffnung mit dem Innenraum des adsorbers verbinden, wenn man gleichzeitig dafür sorgt, daß dabei kein Nebenschluß durch den Trennraum zum vorgeschriebenen 1ü .»eg des Mediums durch das Adsorbens entsteht.
Die Trennwand selbst vvii'd vorzugsweise aus korrosionsfestem katerial, insbesondere aus Kunststoff, hergestellt. us hat sich gezeigt, daß ein Diffundieren von Lösemitteldämpfen, wie es bei Kunststoffbeschichtungen stattfindet, bei aus extrudiertem Plattenmaterial gebildeten Trennwänden praktisch nicht mehr zu beobachten ist. Üne besonders gute Trennwirkung auch bei kleinen .vandstärken läßt sich mit Folyvenyliden (PVDi1) erzielen. Auch das Gitter, das die meist kleinkörnige Aktivkohle in der Adsorbenskammer festhält, wird zweckmäßig aus Kunststoff gebildet. Die Trennwand läßt sich als leicht auswechselbarer Einsatz ausbilden und zusammen mit dem Gitter als Kunststoff-Einsatzkorb ausführen. Die Stärke des Trennraumes kann verhältnismäßig gering sein, da die Diffusionskräfte sehr stark zurückgehen, sobald die 'Trennwandstärke ein Mehrfaches
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der monomolekularen ,Jchicht erreicht.
ISÜ VON .JuD1UH..TOGJflalJi-1.,L^
In der Zeichnung ist die Erfindung an verschiedenen -lusführun,isbeispielen veranschaulicht. ..ε zeigt:
Fig· 1 feilschnitt durch einen behälter mit
vertikaler Iiurchströmung der .,dsorbenskammer, opüldampfeinlaß unten, und gegen die Dampfeinlaßkammer offenem i'rennraum, und in größerem Maßstab:
1ü -?ig. 2 ,Schnitt durch die obere und untere .!flanschverbindung des Behälters mit der l'rennvrand, mit ^usdehnuneszone nach i?ig. 1, Gritterboden der -dsorbenskammer und Bodenstütze,
fig. 3 eine Teleskop-Ausführung der ,.usdehnungszone,
' -B'ig· 4- die obere und untere .Flanschverbindung bei
einem Behälter mit opüldampfeinlaß oben,
Fig. 5 die obere und untere Flanschverbindung für
einen Behälter mit geschlossenem Trennraum, und
Fig. 6 Schnitt durch die untere flanschverbindung mit selbsttragendem Gitterboden.
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ORIGINAL INSPECTED
Die dargestellten Behälter- arbeiten mit vertikalem Durchhang des kediums -■., beispielsweise der von x-öseiaitteldämpfen Lo zu reinigende Luft 1 durch das ..dsorbens .>., Im Behälter ist f'.ir die .!.ui'nahaie des ..dsorbens, beispielsweise der Aktivkohle, eine ,.dsorbenskaucier 1 vor^eso-ien, die oben z.B. an eine .intrittskamnier 2 für die zu reinigende Luft und unten an eine .ustrittskaüimsr 5? für die t;ex*einigte Luft ;renzt. Die iu.'tleitung wird an _,in- und ...ustrittssbutzen 4,5 m: eschlosr.en, die in einem ueckel 6 der obc:.-en .nschlußkanmer 2 bzw. einem Boden 7 der unteren .:nschlußka&mer 3 angebracht sind. Zur resorption wird das adsorbens ;".. mit; Jamof gespült, dei" die adsorbierten Lösemittel aus dem ,dsoröens · uf nimmt und nach kondensation in einem nichtdar^estellten ioncensator die i'rennung der Kondensate von .asserdampf und Lösemitteldampf ermöglicht. Die Dampfleitung wird an Lin- und ^ustrittsstutzen 8,9 in Leckel 6 und ^oden 7 angeschlossen. .Jer ^esorptio ns strom wird in >ier ^.L,3orptionsphase in Gegenrichtung zum i_uftstrom in der >.dsorptionsphase ^sführt. ule Adsorbenskgmmer 1 ist unten durch ein für die .-Jvcivkohleteilcheh undurchlässiges feines Gitter 1o aus kunststoff begrenzt.
üer Behälter 11 besteht aus drei durch u'lansche 12,1$ und 14,15 verbundenen teilen, einem zylindrischen, die -idsor-1 umschließenden mittleren und zwei kalotten-
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formigen, mit flanschen 16,17 für Jeckel 6 und Joden 7 versehenen, die 'inschlußkammern 2,3 umschließenden Teilen. Zwischen Idsorbenskainmer 1 und der mittleren, zylindrischen Behälterwandung 18 ist eine Trennwand 19 vorgesehen. Diese Trennwand besteht aus einem verhältnismäßig dünnwandigen Kunststoffzylinder, der oben durch einen flansch 2u zwischen den Behälterflanschen 12,13 abdichtend gehalten ist. Der Trennraum 21 zwischen Trenmvand 19 und Behälterrand 18 ist mit einer Druckausgleichsöffnung 22 versehen.
Der beste abstand d zwischen Trennwand 19 und Behälterwandung 18 kann nach den vorliegenden Verhältnissen verschieden groß sein und gegebenenfalls bis zum losen mechanischen Kontakt herabgesetzt werden. Dabei kann durch geriefte oder genoppte Kontaktflächen eine gewünschte Jtruktur des Trennraumes eridslt xverden»
Trennwand 19 und Gitter 10 bilden zusammen einen das Adsorbens A aufnehmenden Einsatzkorb. Dabei können, wie in Fig. 1 dargestellt ist, Mantelteil und Bodenteil des Korbes aus eine* einheitlichen Kunststoffteil bestehen.
Der Korb kann dünnwandig ausgeführt sein und mit seinem Gitterboden 10 auf einer zwischen den Flanschen 14,15 gehaltenen Lochplatte als Stütze 23 ruhen, die stark genug ist, die Adsorbenssäule zu tragen.
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'.er Lrennraum 21 zwischen "irenn/vand 19 und Behälterwand 18 ist oben gegen die eintrittskammer 2 für das Medium it abgeschlossen, unten dagegen über die JJruckausgleichsaffnung mit der austrittskammer 3 für die gereinigte Luft L verbunden. i>er brennraum 21 stellt somit einen luftgefüllten toten, ,rium dar. 3ei der Oesorption wird Dampf in die untere Lämmer J- eingeführt und durchströmt die .,.dsorbenskammer 1 mit der an sich bekannten lyesorptionswirkung. Die im irennrautri 21 befindliche Luft wird dabei entsprechend dem herr-
1c sehenden ,ruck und der herrschenden l'emperatur ein wenig komprimiert und mit ,.asserdampf gesättigt, ^abei kann durch ..b^uhlung an der Behälterwandung auch eine gewisse üondens-'.tion stattfinden, ^as anfallende Kondensat fliegt über die Dru-kausgleichsöffnung 22 ab. ^ine Katalysatorwirkung der ■ aktivkohle A an der metallischen Behälterwandung 18 kann nicht stattfinden. Ferner ist die Konzentration von Lösemitteldämpfen im Trennraum 21 so klein, daß eine Korrosionsgefahr nicht besteht, zumal, wenn die Behälterwandung 18 zusätzlich mit einer Korrosionsschutzschicht versehen wird.
Die Trennwand 19 ist mit einer Ausdehnungszone versehen, die im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 aus einer «andungswelle 24 besteht. Bei der in !'ig. 3 dargestellten Ausführungsform besteht die ^usdehnungszone aus dem uberlappungsbereich 25 zweier teleskopartig verbundener Teile 26,27 der Trennwand. Dieser Überlappungsbereich mit seinem Spalt 28 ist
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nahe der lanpfeintrittskai/mer 3 angeordnet bz.v. nahe der .ustrittskajiaec 3 f;ir die gereinigte Luft, r-o daß über cen „palt 28, wenn überhaupt, nur weitgehend von Lösemii.tel befreite Luft in den .'rennraum ?Λ gelangen kann.
Der kürzere, an die Dampfeintrittskammer 3 grenzende j.eleskoptcil ?7 greift in den an die Dcmpfaustrittskeaimei· ^renzenden Jeleskopteil 26 ein, so daß der palt TC bei Incrdnunf; der .uruckausgleichsöffnung 22 gegen die ^nir^p trittskamnier offen ist.
i?is· 4- zei^t eine .usf:'hrun5 mit ^tröinunr; des .1-odiuir.s L· von unten nach oben und des Jpüldainpfes D von oben nach unten. ^ bei ist eine besondere Uruckaus^leichsöffnun^ im flansch vorgesehen; der Druckauscleich erfolft nur iiber den jpalt ja unteren ^nde ist He ;;renn//-ind durch einen flansch 29 abdichtend mit der .Behälterwand 18 und mit dem Gatter 1ü verbunden.
J?ig. 5 zei^t eine .usführun;;,sform mit geschlossenem ...rennraum 21, dei· durch Leitunosanschlüsse 30 und 31 mit einem Druckausgleichsgefäß verbindbar ist. Dabei kann der Trennraum mit einem beliebigen kedium gefüllt werden und auch zur Beheizung benutzt werden.
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i"ic· 6 zeijt eine bänderung cer ..usführun^sform nach ix"_m 1, wobei ςΐβ Llrennv;and 19 unci ein kesselbodenförmiges Gitter 10 zu einem selbsttragenden ^insauzbeutel fest miteinander verbunden sind.
Im .-{ahmen e'er ^rfinduna; sind noch mancherlei .-^änderungen und andere Ausführungen möglich; insbesondere ist die Erfindung sinngemäß auch auf .idsorb^r mit horizontaler .,urchströmung der ^dsorbenskammer nnweQdbar. Auch kann die irennwand aus anderem :.iäterial bestehen; insbesondere wenn sie zusammen mit frischem ..dsorbens ausgewechselt wird.
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Claims (21)

  1. NACHGEREICHT
    2815QS2
    PATENTANSPRÜCHE;
    M.j Vorrichtung zum Trennen von Gasen oder Dämpfen voneinander durch Adsorption mit stationären Adsorbent!en, insbesondere zum Trennen von Dämpfen flüchtiger Lösemittel aus Luft mittels Aktivkohle und Regenerierung des Adsorbens durch Wasserdampf (Spüldampf), bestehend aus einem Behälter mit einer das Adsorbens enthaltenden Kammer (Adsorbenskammer) und Ein- und Austrittskammern für das durchströmende Medium, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterwandung (18) durch eine besondere für Gase und Dämpfe undurchlässige Trennwand (19) gegen die Adsorbenskammer (1) abgeschirmt ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (19) auswechselbar ist.
  3. 3- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (Trennraum 21) zwischen Trennwand (19) und Behälterwand (18) gegen den Innenraum (1,2,3) des Behälters abgedichtet ist.
  4. 4-. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den Trennraum(21) Mittel zum Druckausgleich mit dem Innenraum (1,2,3) vorgesehen sind.
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    NACHGEREICHT
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennrauui (21) durch eine Druckausgleichsöffnung (22) mit dem Innenraun (1,2,5) des Adsorbers verbunden ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 55 dadurch gekennzeichnet, daß der Trennraua. (21) durch die Druckausgleichsöffnung (22) mit der Austrittckamaer (3) für das Medium bzw. mit der Eintrittskammer für den Spü!dampf (3) verbunden und zur DampfaustrittGsexte hin geschlossen ist.
  7. 7- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (19) mit einer Ausdehnungszone (25) versehen ist.
  8. 8."Vorrichtung nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (19) aus zwei teleskopartig verbundenen Teilen (Teles^ooteilen 26,27) mit Überlappungsbereich als Ausdohnungssone (25) besteht.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlappungsbereich (25) der Teleskopteile (26,27) nahe der Dampfeintrittskammer (3) angeordnet ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 95 dadurch gekennzeichnet, daß der kürzere, an die Dampfeintrittskammer (3) grenzende Teleskopteil (27) in den an die Dampfaustrittskammer (2) grenzenden Teleskopteil (26) eingreift.
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    NACHGEREICHT
  11. 11. Vorrichtung nach einem, der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (19) wenigstens an einem Ende mit einem Plansch (20) zur Verbindung mit der Wandung (18) des Behälters versehen ist.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennraum (21) parallel über den Spalt (28) der Überlappungszone (25) und eine direkte Öffnung (22) mit der Dampf eintritt slcamnier (3) in Verbindung steht.
  13. 1J. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (19) unten lose auf einer im Behälter angeordneten Stütze (23) ruht.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (23) aus einer zwischen Behälterflanschen (14, dichtend einlclemmbaren Platte besteht.
  15. 15· Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (23) als Lochplatte ausgebildet ist.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (23) mit großen Löchern (22) versehen ist 'und ε.1ί,- Träger für das die Adsorbenslcammer (1) unten begrenzende feinmaschige Gitter (10) dient.
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    NACHQEREICHT
  17. 17· Vorrichtung nach Anspruch. 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter' (10) fest mit der Trennwand (19) verbunden ist.
  18. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17-, dadurch gekennzeichnet, daß Trennwand (19) und Gitter (10) einen Einsatskorb bilden.
  19. 19· Vorrichtung nach einem, der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (19) aus korrosionsfestem Material, insbesondere aus Kunststoff, besteht.
  20. 20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19: dadurch gekennzeichnet, daß auch das Gitter (10) aus Kunststoff besteht.
  21. 21. Vorrichtung nach Einspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff aus Polyvenylidenfluorid (PVDS1) besteht.
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