DE2820771A1 - Verfahren und vorrichtung zum regenerieren eines adsorptionsmittels - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum regenerieren eines adsorptionsmittels

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DE2820771A1 DE19782820771 DE2820771A DE2820771A1 DE 2820771 A1 DE2820771 A1 DE 2820771A1 DE 19782820771 DE19782820771 DE 19782820771 DE 2820771 A DE2820771 A DE 2820771A DE 2820771 A1 DE2820771 A1 DE 2820771A1
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Description

BÖWE MASCHINENFABRIK GMBH r" 2820771
Haunstetter Straße 112 ° C
Augsburg
PATENTA-NMELDUNG
Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren eines Adsorptionsmittels
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regenerieren eines Adsorptionsmittels eines von zwei mit dem Adsorptionsmittel gefüllten Behältern, bei welchem Dampf durch den einen Behälter hindurch zu einem Kondensator geleitet wird, während der andere mit noch ungesättigtem Adsorptionsmittel zur Adsorption eines gasförmigen Stoffes bereitsteht.
Bei der Rückgewinnung von gasförmigen Stoffen aus der Luft, z. B. beim Ausblasen lösemittelgashaltiger Luft aus Chemischreinigungs-, Entfettungs- und ähnlichen Maschinen, ist es bekannt, diese Luft über eine Adsorptionseinrichtung in einem geschlossenen Kreislauf wieder zurück in die Maschine zu führen, um einen Austritt von Luft, die noch Gasreste enthält, ins Freie zu verhindern.
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Hierbei wird meist mit einer aus zwei Behältern bestehenden Adsorptionsanlage gearbeitet, wobei stets einer der Behälter betriebsbereit ist, während das Adsorptionsmittel des anderen mit Dampf regeneriert wird.
Bei solchen bekannten Adsorptionsanlagen wird hierbei der Dampf nach dem Durchtritt durch das Adsorptionsmittel,
z. B. Aktivkohle, in einen Kondensator geleitet, wo er
zusammen mit dem darin befindlichen Lösemittel kondensiert wird. Die vor dem Dampfeintritt in dem Adsorptionsbehälter noch befindliche gashaltige Luft wird hierbei durch den Kondensator und über den daran angeschlossenen Wasserabscheider nach außen ins Freie verdrängt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, beim Regenerieren des AdsorptionsmitteIs des.einen der beiden Behälter zu verhindern, daß die in dem Behälter befindliche, gashaltige Luft nach außen ins Freie gelangen kann, und daß weder Lösemittelgasreste noch unerwünschte Feuchtigkeit in die äußere Umgebung treten und dort Schaden anrichten.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
daß beim Einleiten des Dampfes in den einen Behälter die darin befindliche Luft durch den Dampf über eine dem Behälter mit dem Eingang des anderen Behälters verbindende Leitung in den anderen Behälter verdrängt wird, bis der Dampf eine vorbestimmte Stelle in der Leitung erreicht hat, worauf dann die Verbindungsleitung abgesperrt und der
Dampf in den Kondensator geleitet wird. Durch diese Maßnahmen kann die von dem Dampf verdrängte Luft ausweichen und wird durch den Dampf zunächst in den anderen aktiven Adsorptionsbehälter gedrückt, wo sie durch das Adsorptionsmittelbett hindurchtritt und dabei den in ihr noch befindlichen gasförmigen Stoff an das Adsorptionsmittel abgibt.
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Es können also keine Gasreste austreten. Gemäß der Erfindung kann die Luft nach dem Durchtritt durch das Adsorptionsmittel in einem geschlossenen Kreislauf von dem Adsorptionsbehälter wieder zurück zu der Maschine oder einem sonstigen Raum geleitet werden, aus dem sie wieder erneut in den Adsorptionsbehälter angesaugt wird. Um einen Überdruck in einem solchen geschlossenen Kreislaufsystem zu verhindern, kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, daß die Luft nach dem Durchtritt durch das Adsorptionsmittel, wenn sie also von dem gasförmigen Stoff weitgehend befreit ist, bei Überschreiten eines bestimmten, vorgewählten Überdrucks ins Freie geleitet
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus zwei mit einem Adsorptionsmittel gefüllten Behältern, die jeweils eine Zu- und Ableitung zum Hindurchleiten eines Luftstroms aufweisen, welche über umschaltbare Ventile abwechselnd mit ihrer Zu- und Ableitung an eine oder mehrere Maschinen zur Behandlung von Materialien mit organischem Lösemittel unter Bildung eines über die Maschinen und über einen der Behälter führenden Kreislaufs anschaltbar sind, und welche ferner je eine Zu- oder Ableitung für den Dampf in einer zur Durchtrittsrichtung des Luftstroms umgekehrten Richtung aufweisen, die durch Ventile abwechselnd einschaltbar sind. Damit die durch den Dampf aus den zu regenerierenden Behältern verdrängte, lösemittelgashaltige Luft nicht nach außen ins Freie verdrängt wird, sieht die Erfindung vor, daß die über je ein Ventil zu einem Kondensator führenden Dampfableitungen der Behälter nach den Ventilen über eine einen Temperaturfühler enthaltende Leitung miteinander verbunden sind, daß die Dampfventile des einen Behälters jeweils mit dem Auslaßventil in der Dampfableitung des anderen Behälters gekoppelt sind,
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derart, daß durch Öffnen der ersteren das letztere ebenfalls geöffnet wird, und daß dieses Auslaßventil jeweils bei Auftreten einer bestimmten, voreingestellten Temperatur an dem Temperaturfühler in der Verbindungsleitung durch einen von dem Temperaturfühler gesteuerten Schaltmechanismus absperrbar ist. Die verdrängte Luft wird so durch den anderen, noch aufnahmefähigen Adsorptionsbehälter geschoben, während die Verbindungsleitung, sobald der Dampf darin bis zu dem Wärmefühler vorgedrungen ist, abgesperrt wird, so daß der restliche Dampf in den Kondensator geht und dort zusammen mit dem Lösemittel kondensiert wird.
Es tritt somit im Kondensator kein Überdruck auf. Ein etwaiger Überdruck kann höchstens auf der Ausgangsseite des anderen Adsorptionsbehälters, durch den die verdrängte Luft hindurchgeschoben worden ist, entstehen. Da auf dieser Seite des Behälters die Luft jedoch nach dem Durchtritt durch das Adsorptionsmittel vom Lösemittelgas befreit ist, kann sie nach dem Ausgang des Behälters über eine dort vorgesehene Überdrucksicherung unschädlich ins Freie gelassen werden. Eine besonders einfache Ausfuhrungsform der Erfindung sieht vor, daß die Überdrucksicherung als eine Wasservorlage ausgebildet ist, die an die Luftaustrittsseite der beiden Behälter angeschlossen ist.
Nach der Dampfregenerierung wird das nasse Adsorptionsmittel in den Behälter mit warmer Luft oder erwärmtem Gas getrocknet. Mit dem ersten Luftstoß, der durch das Adsorptionsmittel geführt wird, werden sehr starke Dampfschwaden, der sog. Wrasen, aus dem Adsorptionsmittel herausgedrückt.
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Bei bekannten Anlagen wird dieser Wrasen »eise in den Abluftkamin geleitet und führt zu dessen Versottung. Bei der vorliegenden, erfindungsgemäßen Anlage erfolgt daher die Trocknung in einem geschlossenen Kreislauf, der von dem Adsorptionsmittel über einen Kondensator, Ventilator und Lufterhitzer wieder zurück zu dem Adsorptionsmittel führt, so daß keine Dampfschwaden nach außen aus dem System austreten. Hierbei muß jedoch verhindert werden, daß Feuchtigkeitsreste aus dem Kondensator in den Ventilator eintreten und zu dessen Schädigung führen.
Um bei einer solchen Trocknung im geschlossenen Kreislauf den Ventilator vor Feuchtigkeit und auch bei der Dampfregenerierung vor unerwünschten Dampfresten zu schützen, wird bei der Erfindung innerhalb des Kreislaufs
&m " olse VCi'
- Ausgang des Kondensators,·«»«- dem Eingang des Ventilators, eine schaltbare Luftabsperreinrichtung, z. B. ein Ventil, vorgesehen, welche nur zeitweise zum Trocknen des Behälters geöffnet ist. Hierdurch kann verhindert werden, daß sowohl während der Dampfregenerierung als auch während der Wrasentrocknung Feuchtigkeit in den Ventilator eindringt, intern die Luftabsperrvorrichtung geschlossen wird, Sobald die letzten Dampfschwaden im Kondensator niedergeschlagen sind, kann dann die Luftabsperrvorrichtung wieder geöffnet werden.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Luftabsperreinrichtung gebildet ist durch eine Wasservorlage, die im Inneren eines ein Kühlaggregat einschließenden Gehäuses vorgesehen ist, wobei das Gehäuse über ein schaltbares Ventil an eine Wasserleitung angeschlossen ist und an seiner tiefsten Stelle über ein weiteres, schaltbares Ventil und an einer höhergelegenen Anschlußstelle direkt mit einem Wasserabscheider verbunden ist, daß ferner das Gehäuse
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durch eine von oben nach unten bis unterhalb der Anschlußstelle reichende Wandung in zwei durch die Wasservorlage trennbare Räume unterteilt ist, wobei auf der einen Seite der Wandung die mit dem Adsorptionsbehälter verbundene Eintrittsöffnung und das Kühlaggregat und auf der anderen Seite die mit dem Ventilator verbundene Austrittsöffnung des Gehäuses sich befinden, und daß das erste Ventil geöffnet ist, wenn das zweite geschlossen ist und umgekehrt, d. h. daß beide Ventile jeweils entgegengesetzte Schaltzustände aufweisen. Hierdurch wird der Ventilator, auch wenn er in einem geschlossenen Kreislauf mit dem Adsorptionsmittel angeordnet ist, vor Feuchtigkeit geschützt. Die Anordnung einer Luftabsperreinrichtung am Kondensatorausgang, insbesondere einer solchen Wasservorlage im Kondensatorgehäuse ist, wie leicht erkennbar, unabhängig von der Anzahl und Art der Adsorptionsbehälter und selbständig schutzfähig. Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wandung in dem Gehäuse gebildet ist durch einen rohrartigen, von der Decke des Kondensatorgehäuses bis dicht_über den Boden reichenden Schacht, der am oberen Ende in seinem Innern die zum Ventilator führende Austrittsöffnung umschließt und auf dessen Außenseite das Kühlaggregat und die Kondensatoreintrittsöffnung vorgesehen sind.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1; Eine zwei Aktivkohlebehälter aufweisende Adsorptionsanlage und
Fig. 2: den Kondensator der Anlage mit Anschlußleitungen.
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Die Anlage gemäß Fig. 1 besitzt im wesentlichen zwei mit Aktivkohle gefüllte Behälter 1 und 2. Jeweils einer von ihnen ist mittels der Ventile 3 und 4 oder 5 und 6 über Leitungen 11 und 12 in bekannter Weise (z. B. US-PS 4074984) an den Ausblas- und Ansaugstutzen 8 und 9 einer oder mehrerer Chemischreinigungsmaschinen 7 angeschlossen. Wenn die Ein- und Auslässe 8 und 9 geöffnet sind, wird durch den in der Maschine befindlichen Ventilator 10 lösemittelgashaltige Luft gemäß Pfeilrichtung aus der Maschine in einen der Adsorptionsbehälter 1 oder 2 geblasen und nach Durchtritt durch die Kohle vom Lösemittel befreit wieder im geschlossenen Kreislauf von dort zurück in die Maschine gesaugt.
Im dargestellten Beispiel hat gerade der Adsorber 2 die Sättigung erreicht. Es wird dann umgeschaltet auf den Adsorber 1, der nun für weitere Adsorption betriebsbereit ist. Die Ventile 3 und 4 sind geöffnet, die Ventile 5 und 6 geschlossen. Die Steuerung der Ventile und die Ein- und Ausschaltung der übrigen Anlagenteile erfolgt in bekannter Weise durch ein entsprechend programmiertes Steuers cha!
leitungen.
Steuerschaltwerk 16'über gestrichelt dargestellte Schalt-
Zum Regenerieren des Adsorbers 2 wird in diesen nach öffnen der Ventile 13, 14 und 15 aus der Leitung 17, der Dampf über einen Dampfüberhitzer" 16/"einen (nur während der späteren Trocknung der Kohle eingeschalteten) Lufterhitzer 18 in den Adsorber 2 eingeleitet. Gleichzeitig mit dem öffnen des Ventils 13 wird auch vorübergehend das Ventil 19 über die vom Ventil 13 ausgehende Steuerleitungen 21 und 22, die über einen Schaltmechanismus verbunden sind, geöffnet. Ventil 20 bleibt dabei geschlossen.
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Durch den Dampf wird die lösemittelgashaltige Luft in dem Behälter 2 aus diesem herausgedrückt und gelangt über die Verbindungsleitung 24 und das Ventil 19 in den Behälter 1. Sie tritt dort durch dessen Aktivkohleschicht hindurch. Wenn auf diese Weise auf der Sekundärseite des Behälters 1 ein Überdruck entsteht, so kann die dann weitgehend lösemittelgasfreie Luft über eine Wasservorlage 2 6 und eine daran angeschlossene Entlüftungsleitung 2 7 ins Freie entweichen.
Wenn der aus dem Behälter austretende Dampf in die Leitung 24 gelangt, wird durch den dort vorgesehenen Temperaturfühler 25 der Schaltmechanismus 2 3 betätigt und durch diesen das Ventil 19 geschlossen. Der Dampf kann dann nur über die Leitung 2 8 in den Kondensator ausweichen, wo er und das in ihm enthaltene Lösemittelgas kondensiert werden.
Entsprechendes gilt, wenn der Behälter 1 mit Dampf regeneriert werden soll und der Behälter 2 auf Adsorption geschaltet ist (Ventile 5 und 6 geöffnet, Ventile 3 und 4 geschlossen). In diesem Fall wird beim Regenerieren durch den Dampf die lösemittelgashaltige Luft aus dem Behälter 1 in den Behälter 2 verdrängt und kann nach Durchtritt durch dessen Aktivkohleschicht auf dessen Sekundärseite über die Wasservorlage 26 entweichen, wobei ebenfalls entsprechend dessen Ventil 13 durch den Temperaturfühler 25 geschlossen wird, wenn der Dampf in der Leitung 24 die Meßstelle des Temperaturfühlers erreicht hat.
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Nach dem Dämpfen wird das nasse Adsorptionsmittel in dem Behälter, z. B. im Behälter 2, getrocknet, indem Luft durch den Ventilator 30 (nach öffnen des Ventils 31 und Schließen des Ventils 15) über den Erhitzer 18 durch den Behälter 2 in den Kondensator 29 geführt wird. Bei Beginn der Lufttrocknung treten aus dem feuchtwarmen Adsorptionsmittel starke Dampfschwaden, der sog. Wrasen aus. Es ist daher in dem Kondensatorgehäuse 29 eine Wasservorlage 31 vorgesehen, welche den Durchtritt von Feuchtigkeit zum Ventilator 30 verhindert. Mit 32 ist ein Rückschlagventil bezeichnet, durch das vom Ventilator 30 Luft von außen angesaugt werden kann.
Im Gehäuse des Kondensators 29 erstreckt sich unmittelbar von der zum Ventilator 30 führenden Austrittsöffnung 33 an der Gehäuseoberseite eine zylindrische Wandung 34, die bis in den unteren Bereich des Gehäuses 29 reicht. Außerhalb der zylindrischen Wandung befindet sich das Kühlaggregat 35 des Kondensators, das über die Kühlwasserzuleitung 36 und die Kühlwasserableitung 37 gespeist wird. Die Eintrittsöffnung 42 für den Dampf und die Luft befindet sich ebenfalls außerhalb des Zylinders Im unteren Bereich des Kondensatorgehäuses 26 ist eine zu einem Wasserabscheider 38 führende Leitung 39 angeschlossen, und zwar einmal über ein Ventil 40 an die Unterseite des Kondensatorgehäuses und außerdem noch durch die überlaufleitung 41 an eine etwas höher, kurz über dem unteren Rand der Wandung 34 gelegene Stelle des Gehäuses. In einer von der Kühlwasserableitung 37 abzweigenden, in das Gehäuseinnere führenden Leitung ist ein Ventil 44 vorgesehen.
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Beim Dämpfen und bei Beginn der Lufttrocknung, wenn der Wrasen aus dem Adsorptionsmittel in den Kondensator verdrängt und dort niedergeschlagen werden soll, ist das Ventil 44 geöffnet, das Ventil 40 gesperrt. Es bildet sich daher im unteren Bereich des Gehäuses 29 eine Wasservorlage 31 bis zur Höhe der Anschlußstelle der Überlaufleitung 41 aus. Dampf und Feuchtigkeit werden dadurch am Übertritt in die zum Ventilator 30 führende Leitung 45 gehindert.
Sobald der größte Teil des Wrasens aus dem Adsorptionsmittel heraus verdrängt und die Dampfschwaden im Kondensator niedergeschlagen worden sind, wird das Ventil 40 geöffnet und das Ventil 44 geschlossen. Die Wasservorlage verschwindet dadurch und die Luft kann durch den Kondensator von der Eintrittsöffnung 42 zur Austrittsöffnung 33 und zum Ventilator 30 strömen. Die Steuerung der Ventile 40 und 44 erfolgt, wie bereits erwähnt, von dem Programmschaltwerk 16' aus mit bekannten Mitteln.
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Claims (8)

BÖWE MASCHINENFABRIK GMBH 9 8 ? fl 7 7 Haunstetter Straße 112 Augsburg PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Regenerieren eines Adsorptionsmittels eines von zwei mit dem Adsorptionsmittel gefüllten Behältern, bei welchem Dampf durch den einen Behälter hindurch zu einem Kondensator geleitet wird, während der andere mit noch ungesättigtem Adsorptionsmittel zur Adsorption eines gasförmigen Stoffs bereitsteht, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einleiten des Dampfes in den einen Behälter die darin befindliche Luft durch den Dampf über eine dem Behälter mit dem Eingang des anderen Behälters verbindende Leitung in den anderen Behälter verdrängt wird, bis der Dampf eine vorbestimmte Stelle in der Leitung erreicht hat, worauf dann die Verbindungsleitung abgesperrt und der Dampf in den Kondensator geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft im anderen Behälter nach dem Durchtritt durch das Adsorptionsmittel bei überschreiten eines bestimmten, vorgewählten Drucks ins Freie geleitet wird.
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3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus zwei mit einem Adsorptionsmittel gefüllten Behältern, die jeweils eine Zu- und Ableitung zum Hindurchleiten eines Luftstroms aufweisen, welche über umschaltbare Ventile abwechselnd mit ihrer Zu- und Ableitung an eine oder mehrere Maschinen zur Behandlung von Materialien mit organischem Lösemittel unter Bildung eines über die Maschinen und über einen der Behälter führenden Kreislaufs anschaltbar sind, und welche ferner je eine Zu- oder Ableitung für den Dampf in einer zur Durchtrittsrichtung des Luftstroms umgekehrten Richtung aufweisen, die durch Ventile abwechselnd einschaltbar sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale :
a) Die über je ein Ventil (13,- 19) zu einem Kondensator (29) führenden Dampfableitungen der Behälter (1, 2) sind nach den Ventilen über eine einen Temperaturfühler (25) enthaltende Leitung (24) miteinander verbunden,
b) die Dampfventile (13, 14) des einen Behälters (2) sind jeweils mit dem Auslaßventil (19) in der Dampfableitung des anderen Behälters (1) gekoppelt, derart, daß durch öffnen, der ersteren das letztere ebenfalls geöffnet wird,
c) dieses Auslaßventil (19) ist jeweils bei Auftreten einer bestimmten, voreingestellten Temperatur an dem Temperaturfühler (25) in der Verbindungsleitung (24) durch einen von dem Temperaturfühler gesteuerten Schaltmechanismus (2 3) absperrbar.
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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn ζ ei chnet, daß die Behälter (1, 2} auf der Seite der Luftableitung an eine Überdrucksicherung (26) angeschlossen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e kennzei chnet, daß die Überdrucksicherung als eine Wasservorlage (26) ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder folgenden, dadurch gekennzei chnet, daß die Behälter (1, 2) je einzeln über ihre Dampfzu- und -ableitung in Serie mit einem Kondensator (29), einem Ventilator (30) und einem Lufterhitzer (18) zu einem geschlossenen Kreislauf schaltbar sind.
7. Vorrichtung, insbesondere" nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang des Kondensators (29) eine schaltbare Luftabsperreinrichtung (31) vorgesehen ist, welche nur zeitweise zum Trocknen des Adsorptionsmittels des Behälters (1 -uÄd- 2) geöffnet ist.
8. .Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftabsperreinrichtung gebildet ist durch eine Wasservorlage (31), die im Innern eines ein Kühlaggregat (35) einschließenden Gehäuses (29) vorgesehen ist, wobei das Gehäuse über ein schaltbares Ventil (44)' an eine Wasserleitung (37) angeschlossen ist und an seiner tiefsten Stelle über ein weiteres, schaltbares Ventil (40) und einer höhergelegenen Anschlußstelle direkt mit einem Wasserabscheider (38) verbunden ist, daß ferner das Gehäuse (29)
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durch eine von oben nach unten bis unterhalb der Anschlußstelle reichende Wandung (34)'in zwei durch die Wasservorlage (31) trennbare Räume unterteilt ist, wobei auf der einen Seite der Wandung (34) die mit dem Adsorptionsbehalter verbundene Eintrittsöffnung (42) und das Kühlaggregat (35) und auf der anderen Seite die mit dem Ventilator (30) verbundene Austrittsöffnung (33) des Gehäuses (29) sich befinden, und daß das erste Ventil (44) geöffnet ist, wenn das zweite (40) geschlossen ist und umgekehrt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung gebildet ist durch einen rohrartigen, von der Decke des Kondensatorgehäuses (29) bis dicht über den Boden reichenden Schacht (34) , der am oberen Ende in seinem Innern die zum Ventilator (30) führende Austrittsöffnung (33) umschließt und auf dessen Außenseite das Kühlaggregat (35) und die Kondensatoreintrittsöffnung (42) vorgesehen sind.
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DE2820771A 1978-05-12 1978-05-12 Adsorptionsvorrichtung Expired DE2820771C3 (de)

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