DE3401616A1

DE3401616A1 - Wanderbett-reaktor

Info

Publication number: DE3401616A1
Application number: DE19843401616
Authority: DE
Inventors: Hugo 4720 Beckum Schmitz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-01-18
Filing date: 1984-01-18
Publication date: 1985-07-18

Description

Wanderbett-Reaktor.
die Erfindung betrifft Adeorptionseinrlchtungen. Derartige Einrichtungen sind u.a. als Festbett- oder auch als Fließbett-bzw.
Wanderbettreaktoren bekannt.
Bei letzteren wandert das Adsorptionsmittel, z.Beisp. Aktivkohlegranulat von oben nach unten durch den Reaktorbehälter.
Es sind Einrichtungen bekannt, bei denen dieses Granulat den gesamten Querschnitt des Behälters ausfüllt. Ebenso sind aber auch Einrichtungen bekannt, bei denen das Granulatbett einen ringförmigen Querschnitt hat. Beide Arten von Granulatbetten können sowohl im Gegenstrom wie auch im Querstrom von Gasen oder auch Flüssigkeiten durchströmt werden.
Durch kontinuierliches Austragen des mit dem Adsorbens beladenen Granulats am Reaktorboden wird ein stetiges Abwärtswandern des Granulatbettes erreicht. Das entnommene, nicht mehr aktive Granulat wird ersetzt durch die Zuführung frischen, aktiven Granulats an der Oberfläche des Cranulatbettes.
In der Praxis hat sich nun ergeben, daß bei den beschriebenen Granulatbetten periodisch Gas- bzw. Flüssigkeitsdurchbrüche erfolgen, d.h., daß das Strömungsmedium im Granulatbett örtlich bevorzugte Strömungskanäle bildet, in denen die Strömunge geschwindigkeit bedeutend erhöht ist: es bilden sich periodisch Kavernen, durch die das Strömungsmedium ungehindert und mit erhöhter Geschwindigkeit aus dem Granulatbett entweichen kann.
Die Folge ist eine verminderte Adsorptionsleistungs Mit der Erfindung werden diese Nachteile bekannter Fließ- oder Wanderbettreaktoren beseitigt.
Eines der kennzeichnenden Merkmale der Erfindung ist der in Fließrichtung des Strömungsmediums sich erweiternde Kanal, den das Adsorptionsmittel entgegen der Fließrichtung des Strömung mediums durchwandert.
Die Erfindung wird nachfolgend und anhand der Zeichnungen Figur 1 und 2 beschrieben, Beide Figuren zeigen eine rotationssymmetrische Ausführung erfindungsgemäßer Einrichtungen.# Nach dieser Ausführung gemäß Figur 1 wird das Strömungsmedium durch das zentrale Rohr 3 in den Reaktor eingeführt.
Das untere Ende des Rohres 3 besteht aus Lochblech 4 oder Siebgewebe. Die untere Stirnseite des Rohres 3 kann wahlweise durch einen Deckel 5, ggfs. mit einem konischem Aufsatz 6 verschlossen sein, oder aber auch mit Loch- oder Siebblech versehen sein.
Durch die offenporige Wand 4 gelangt das Strömungsmedium in den sich konisch-erweiternden Ringkanal 7, der von den kegelförmigen Wänden 1 und 2 gebildet wird.
An der Austrittseite des Ringkanals 7 ist ebenso wie beim Rohr 3 eine offenporige Begrenzungswand 8 angeordnet. Durch diese gelangt das Strömungsmedium in den senkrecht aufsteigenden Ringkanal 9 und von dort in den tangential-angeordneten Auslaßstutzen 10.
Aus dem von der Kegelwand 11 und der zylindrischen Wand 12 gebil deten Vorratsraum 13 fließt das Adsorptionsmittel (z.Beispiel Aktivkohlegr#nulat) 14 durch den Ringschlitz 15 in den Ringkanal 7, und von dort in den Sammeltrichter 16. Eine regelbare Austragsvorrichtung 17 (z.Beisp. eine Zellenradschleuse) bestimmt durch ihre Drehzahl und ihr Fördervolumen die Fördergeschiuindig keit des Adsorptionsmittels innerhalb des Reaktors.
Das von der Fördereinrichtung ausgetragene Adsorptionsmittel kann - wie in der Zeichnung dargestellt - in einem Behälter 18 zwischengelagert, oder auch unmittelbar einer nicht dargestellten Regenerationseinrichtung zugeführt werden.
Im Gegensatz zu bekannten Wanderbettreaktoren erfolgt die Abwärtebewegung des Granulats nicht mit konstanter Geschwindigkeit, sondern mit zunehmender Geschwindigkeit, weil der Kanalquerschnitt in Fließrichtung kontinuierlich abnimmt. Dadurch wird zweierlei erreicht, nämlich einmal, daß das beladene und für die Adsorption inaktive Granulat schneller die Einmündungezone 4 des Strömungsmediums passiert, und zum anderen wird es möglich, einen gewissen Anteil an klebenden oder anbackenden Stoffen im ungerei nigten Strömungsmedium zuzulassen, weil diese unmittelbar sich dem ohnehin inaktivem Granulat anlagern welches dann - wegen der örtlich hohen Fõrdergeschwindigkeit - alsbald aus dem System entfernt wird.
Der besondere Vorteil erfindungsgemäßer Einrichtungen besteht darin, daß die Gefahr von Gas- oder Flüssigkeitsdurchbrüchen infolge von Kavernenbildung innerhalb des Granulatbettes weitestgehend vermieden wird. Während bei bekannten Einrichtungen wegen des gleichbleibenden Strömungequerschnittes weitestgehend stationäre Strömungsverhältnisse angenommen werden müssen, vermindert sich bei erfindungsgemäßen Einrichtungen die Strömungsgeschwindigkeit kontinuierlich auf dem gesamten Strömungsweg innerhalb des erweiterten Strömungskanals 7. Dieser Kanal -7 kann im weitesten Sinne als Diffusor angesehen w#rden, in dem kontinuierlich Strömungsenergie in Druckenergie umgesetzt wird. Da sich diese Druckänderungen in dem stark porösem Granulatbett augenblicklich und egalisierend in dem Jeweiligen Strömungsquerschnitt bemerkbar machen und die Strömungsgeschwindigkeit kontinuierlich abnimmt, ist die Gefahr von Kavernenbildung mit der Folge von Gas- oder Flüssigkeitsdurchbrüchen weitestgehend reduziert. Die weitere Folge ist eine gleichmäßige und zuverlässig wirksame Adsorption.
Während bei der erfindungsgemäßen Einrichtung nach Figur 1 die Zuführung des Strömungsmediums zentral durch das Rohr 3 erfolgt, zeigt die Figur 2 eine Einrichtung bei der das Strömungsmedium durch einen äusseren Ringkanal 19 und eine nachgeordnete, poröse Trennwand 20 der Einrichtung zugeführt wird. Eine derartige Ausführung kann u.U. aus anlagebedingten oder aus Platzgründen zweckmäßig sein.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Prinzips ist nicht an die rotationssymmetrische Gestaltung der Begrenzungswände gebunden.
Auch ebene Ausführungen sind möglich. Dann ist jedoch eine diffusorartige i Erweiterung des Kanals erforderlich welcher dem in den Zeichnungen dargestellten Kanal 7 entspricht.

Claims

Patentanserce 1. Adsorptionseinrichtung, bei der das Adsorptionsmittel von oben nach unten, und das Strömungsmedium von unten nach oben durch die Einrichtung transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskanal den die Medien in entgegengesetzter Richtung passieren, sich von unten nach oben diffusorartig erweitert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskanal für die Medien von zwei, in Abstand zueinander angeordneten kegelförmigen Wänden begrenzt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der diffusorartige Führungskanal in einer Neigung zur Senkrechten angeordnet ist, die den Fließeigenschaften des Adsorptionsmittels entspricht.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Strömungsmediums durch einen axial angeordneten Kanal erfolgt.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Strömung mediums durch einen äusseren Ringkanal (19),gemäß Figur 2 erfolgt.
6. Einrichtung nach vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußgeschwindigkeit des Adsorptionsmittels durch eine zentral, am unteren Auslaß angeordnete, den Durchlaß regelbare Einrichtung (z.Beisp.

eine Zellenradschleuse) stufbnlas einstellbar ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußgeschwindigkeit des Adsorptionsmittels geregelt wird in Abhängigkeit vom Druckverlust des Strömungsmittels
8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußgesçhwindigkeit des Adsorptionsmittels geregelt wird in Abhängigkeit vom Reinheitsgrad des Strömungsmittels nach Passieren des Reaktors.