DE3810019A1

DE3810019A1 - Verfahren zur adsorptionsbehandlung von gasen

Info

Publication number: DE3810019A1
Application number: DE3810019A
Authority: DE
Inventors: Soichiro Tsujimoto
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1988-03-24
Publication date: 1988-10-06
Anticipated expiration: 2008-03-25
Also published as: DE3810019C2; JPH0455727B2; JPS63236514A; US4846855A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Adsorptionsbehandlung von Gasen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein derartiges Verfahren, bei der ein in einem zu behandelnden Gas enthal tenes, bestimmtes Material an einem Adsorptionsmittel mit einem Gehalt an Aktivkohle adsorbiert wird und anschliessend das Material vom Adsorptionsmittel mit einem regenerierenden Gas desorbiert wird.

In chemischen Anlagen und dergl. fallen Gase mit einem Gehalt an schädlichen organischen Lösungsmitteln an, die zur Ent fernung dieser Lösungsmittel einer Reinigung unterworfen wer den müssen. Zur Reinigung werden die Gase einer Adsorptionsbe handlung unterzogen. Hierfür werden Gasbehandlungsvorrich tungen mit einer Adsorptionseinrichtung, die Aktivkohle als Adsorptionsmittel enthält, eingesetzt. Bei der Adsorptionsein richtung der Gasbehandlungsvorrichtung handelt es sich bei spielsweise um Aktivkohle enthaltendes Papier, das zu einer bienenwabenförmigen Struktur geformt ist. Die Adsorptionsbe handlung eines schädlichen organischen Lösungsmittels wird durchgeführt, indem man ein das organische Lösungsmittel ent haltendes Gas durch die Adsorptionseinrichtung der Gasbe handlungsvorrichtung leitet, um das schädliche organische Lösungsmittel an der Aktivkohle unter Erzeugung eines gerei nigten Gases zu adsorbieren. Ein regenerierendes Gas wird bei hohen Temperaturen, z. B. bei 120°C, durch die Adsorptionsein richtung, an der das organische Lösungsmittel adsorbiert ist, geleitet, um das adsorbierte organische Lösungsmittel vom Adsorptionsmittel zu entfernen. Da die Adsorptionsfähigkeit von Aktivkohle durch Desorption des organischen Lösungsmittels wiederhergestellt werden kann, wird in einer derartigen Gasbe handlungsstufe ein das organische Lösungsmittel enthaltendes Gas kontinuierlich behandelt, indem man abwechselnd die Ad sorptionsstufe zur Adsorption des organischen Lösungsmittels und die Regenerationsstufe zur Desorption des organischen Lösungsmittels vom Adsorptionsmittel unter Regeneration der Aktivkohle durchführt.

In der Gasbehandlungsvorrichtung unter Verwendung von bienen wabenförmig geformtem Papier als Adsorptionseinrichtung wird diese Einrichtung drehbar angeordnet, und die Zone, in der die Adsorptionseinrichtung rotiert, ist in zwei Teile geteilt, nämlich ein Teil, durch das ein Gas, das ein zu behandelndes organisches Lösungsmittel enthält, geleitet wird, und ein weiterer Teil, durch das ein regenerierendes Gas von hoher Temperatur geleitet wird. Beim Drehen bewegt sich die Adsorp tionseinrichtung durch den ersten Teil, in dem das Gas mit einem Gehalt an dem organischen Lösungssmittel durchgeleitet wird, und durch den anderen Teil, in dem das regenerierende Gas durchgeleitet wird. Dabei wird das organische Lösungsmit tel an der Adsorptionseinrichtung adsorbiert und anschliessend desorbiert.

In der Stufe zur Regeneration der Adsorptionseinrichtung wird ein regenerierendes Gas, wie Luft, Stickstoff oder dergl., bei etwa 120°C durch die Adsorptionseinrichtung, an der das orga nische Lösungsmittel adsorbiert ist, geleitet, um das Lö sungsmittel vom Adsorptionsmittel zu desorbieren. Wenn die Rückgewinnung des desorbierten Lösungsmittels vorgesehen ist, wird es zusammen mit dem regenerierenden Gas in einen Kühler geleitet, wo es durch Kondensation gewonnen wird. Bei der Kondensation und Gewinnung des Lösungsmittels durch den Kühler ist es erforderlich, die Temperatur des regenerierenden Gases zu senken. Wenn jedoch die Menge des regenerierenden Gases gross ist, kommt es zu einer starken Belastung der Kühlvor richtung des Kühlers, um die gewünschte Temperatursenkung des regenerierenden Gases zu erreichen. Wenn die Konzentration des organischen Lösungsmittels im regenerierenden Gas, das in den Kühler eingeleitet wird, gering ist, kommt es ebenfalls zu einer starken Belastung der Kühlvorrichtung, wobei die Menge des zurückgewonnenen organischen Lösungsmittels gering ist. Diese Faktoren erschweren die Durchführbarkeit und Wirtschaft lichkeit eines derartigen Verfahrens. Wird das in der Regene rationsstufe desorbierte organische Lösungsmittel nicht zu rückgewonnen, so wird beispielsweise eine Behandlung in einem katalytischen Verbrennungsofen durchgeführt. Jedoch ist in diesem Fall aufgrund der geringen Konzentration des organi schen Lösungsmittels ein grosser Verbrennungsofen erforder lich, was unwirtschaftlich ist. Bei Verwendung einer Sauer stoffanreicherungsvorrichtung, bei der Luft durch Adsorption auf die vorstehend beschriebene Weise unter Verwendung einer Adsorptionseinrichtung mit einer bienenwabenförmigen Folie, die Molekularsieb-Aktivkohle als Adsorptionsmittel enthält, behandelt wird und anschliessend in der Regenerationsstufe konzentrierter Sauerstoff entnommen wird, besteht die Schwie rigkeit, dass die Konzentration des Sauerstoffs beim herkömm lichen Verfahren nicht in ausreichendem Masse erhöht werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Adsorptionsbe handlung von Gasen bereitzustellen, bei dem ein im zu behan delnden Gas enthaltenes, bestimmtes Material an einer Adsorp tionseinrichtung adsorbiert wird und anschliessend das Mate rial in hoher Konzentration durch ein regenerierendes Gas desorbiert wird. Dabei sollen die Schwierigkeiten der herkömm lichen Verfahren überwunden werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Adsorptionsbe handlung von Gasen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man

- abwechselnd eine Gasbehandlungsstufe, bei der man ein Gas, das ein bestimmtes, zu behandelndes Material enthält, durch eine Adsorptionseinrichtung leitet, um das Material an der Adsorptionseinrichtung zu adsorbieren, und eine Regenera tionsstufe, bei der man ein regenerierendes Gas bei hoher Temperatur durch die Adsorptionseinrichtung leitet, um das adsorbierte Material von der Adsorptionseinrichtung zu de sorbieren, durchführt; und
- ein Gas, das das von der Adsorptionseinrichtung desorbierte Material enthält, einer Readsorptionsstufe unterwirft;
- wobei man die Readsorptionsstufe durchführt, indem man das das desorbierte Material enthaltende Gas der Adsorptionsein richtung nach der Gasbehandlungsstufe, aber vor der Regene rationsstufe zuführt, um das Material vor der Regenerations stufe an der Adsorptionseinrichtung zu adsorbieren.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm zur Erläuterung des Prinzips des erfindungsgemässen Verfahrens;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens;

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zu Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung einer Adsorptionseinrichtung;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform einer Adsorptionseinrichtung;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines in einer Adsorptionseinrichtung verwendeten Adsorptionselements.

Das Prinzip des erfindungsgemässen Verfahrens wird durch Fig. 1 erläutert. Das Diagramm von Fig. 1 zeigt schematisch die Beziehung zwischen der Menge eines organischen Lösungsmittels, das in einer aus Papier hergestellten, Aktivkohle enthaltenden Adsorptionseinrichtung adsorbiert ist, und der Konzentration des organischen Lösungsmittels in einem zu behandelnden Gas oder einem regenerierenden Gas, das die Adsorptionseinrichung passiert hat. Die ausgezogene Kurve (a) zeigt die Beziehung zwischen der Menge des in der Adsorptionseinrichtung adsor bierten organischen Lösungsmittels und der Konzentration an desorbiertem organischem Lösungsmittel im regenerierenden Gas. Da die Menge des adsorbierten organischen Lösungsmittels in der Adsorptionseinrichtung zunimmt, kann das regenerierende Gas bei einer hohen Temperatur, z. B. bei etwa 120°C, von der Adsorptionseinrichtung mehr organisches Lösungsmittel desor bieren, wodurch die Konzentration des organischen Lösungsmit tels im regenerierenden Gas, das die Adsorptionseinrichtung passiert hat, zunimmt. Die gestrichelte Kurve (b) zeigt die Beziehung zwischen der Konzentration des organischen Lö sungsmittels im zu behandelnden Gas bei Raumtemperatur und der Menge des an der Adsorptionseinrichtung adsorbierten organi schen Lösungsmittels. Mit zunehmender Konzentration des orga nischen Lösungsmittels im zu behandelnden Gas steigt auch die Menge des an der Adsorptionseinrichtung adsorbierten organi schen Lösungsmittels.

Es wurde festgestellt, dass, wenn man ein Gas mit einem Gehalt an einem organischen Lösungsmittel, der Adsorptionsbehandlung unterwirft, das Verhältnis der Menge des von einer Adsorp tionseinrichtung desorbierten organischen Lösungsmittels zur Menge des regenerierenden Gases erhöht werden kann, indem man für eine zusätzliche Adsorption des organischen Lösungsmittels in höherer Konzentration an der Adsorptionseinrichtung sorgt, um die Konzentration des an der Adsorptionseinrichtung adsor bierten organischen Lösungsmittels vor der Desorption des adsorbierten organischen Lösungsmittels von der Adsorptions einrichtung zu erhöhen.

Nachstehend folgt eine detaillierte Erläuterung der Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen, wobei ein organi sches Lösungsmittel (z. B. organische chlorierte Lösungsmit tel, organische fluorierte Lösungsmittel, Alkohole, Äther, Ketone, Ester, aromatische Kohlenwasserstoffe oder Gemische davon) in einem zu behandelnden Gas (z. B. Luft, Stickstoff oder Gemische davon) einer Adsorptionsbehandlung mit Aktivkoh le unterworfen wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich beispielsweise unter Verwendung der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung durchfüh ren. Gemäss dieser Ausführungsform ist die Regenerationsstufe in zwei Stufen unterteilt. Die Vorrichtung weist eine zylin drische Adsorptionseinrichtung 10 auf, die sich diskontinuier lich oder kontinuierlich in Pfeilrichtung A dreht. Aktivkohle wird in der Adsorptionseinrichtung 10 als Adsorptionsmittel verwendet. Die Adsorptionseinrichtung 10 ist eingeteilt in eine Gasbehandlungszone 11, in der das das organische Lö sungsmittel enthaltende Gas durch die Adsorptionseinrichtung 10 geleitet wird, um daran das organische Lösungsmittel zu adsorbieren, eine Readsorptionszone 12, die sich in bezug zur Drehrichtung der Adsorptionseinrichtung 10 stromabwärts von der Gasbehandlungszone 11 befindet, eine erste Regenerations zone 13 zur Regeneration der Adsorptionseinrichtung, die sich in bezug zur Drehrichtung der Adsorptionseinrichtung 10 strom abwärts von der Readsorptionszone 12 befindet, und eine zweite Regenerationszone 14 zur Regeneration der Adsorptionsein richtung 10, die sich in bezug zur Drehrichtung der Adsorp tionseinrichtung 10 stromabwärts zur ersten Regenerationszone 13 befindet.

Die Gasbehandlungszone 11 macht beispielsweise etwa 3/4 der Drehzone der Adsorptionseinrichtung 10 aus, während die übri gen Zonen 12 bis 14 sich auf den Rest verteilen und jeweils etwa gleich gross sind.

Das zu behandelnde Gas, das das organische Lösungsmittel ent hält, wird beispielsweise mittels eines Gebläses 21 in die Gasbehandlungszone 11 eingespeist. Das Gas wird sodann durch die Adsorptionseinrichtung 10 in die Behandlungszone 11 gelei tet, wobei während der Passage durch die Adsorptionsein richtung 10 das im Gas enthaltene organische Lösungsmittel am Adsorptionsmittel der Adsorptionseinrichtung 10 adsorbiert wird und nur gereinigtes Gas (z. B. gereinigte Luft) aus der Adsorptionseinrichtung 10 strömt. Das gereinigte Gas wird an eine vorbestimmte Stelle geleitet.

Ein regenerierendes Gas, wie Frischluft ohne einen Gehalt an einem organischen Lösungsmittel (als regenerierende Gase kom men beispielsweise Frischluft, Stickstoff oder Gemische davon ohne einen Gehalt an einem organischen Lösungsmittel in Frage) wird mittels eines Gebläses 22 in eine Heizvorrichtung 23 zur Erwärmung auf eine hohe Temperatur, z. B. etwa 120°C, einge speist und in die zweite Regenerationszone 14 geleitet. Sodann wird das regenerierende Gas durch die Adsorptionseinrichtung 10 in der zweiten Regenerationszone 14 geleitet, um das orga nische Lösungsmittel vom Adsorptionsmittel in der Adsorptions einrichtung 10, in der das organische Lösungsmittel adsorbiert worden ist, zu desorbieren. Das regenerierende Gas wird zusam men mit dem desorbierten organischen Lösungsmittel von der Adsorptionseinrichtung 10 abgegeben. Die Konzentration des organischen Lösungsmittels wird durch die Menge des mittels des Gebläses 22 eingespeisten regenerierenden Gases und durch die Menge des in die erste Regenerationszone geleiteten rege nerierenden Gases festgelegt, so dass die Konzentration des organischen Lösungsmittels im abgegebenen regenerierenden Gas höher als im zu behandelnden Gas ist. Ein Teil des abgegebenen regenerierenden Gases, das durch die zweite Regenerationszone 14 geleitet worden ist und das organische Lösungsmittel ent hält, wird etwa auf Raumtemperatur gekühlt und sodann in die Readsorptionszone 12 geleitet. Der Rest des abgegebenen rege nerierenden Gases, das das organische Lösungsmittel enthält, wird mittels einer Heizvorrichtung 24 beispielsweise auf etwa 120°C erwärmt und sodann in die erste Regenerationszone 13 geleitet.

Das vorstehende regenerierende Gas, das das organische Lö sungsmittel enthält und in die Readsorptionszone 12 einge speist wird, wird durch die Adsorptionseinrichtung 10 in der Zone 12 geleitet. Da das regenerierende Gas das organische Lösungsmittel in einer zum Vergleich zum zu behandelnden Gas höheren Konzentration enthält, wird das organische Lösungsmit tel im regenerierenden Gas bei der Passage durch die Ein richtung 10 am Adsorptionsmittel in der Adsorptionseinrichtung 10 adsorbiert. Das gereinigte Gas wird von der Adsorptionsein richtung 10 der Readsorptionszone 12 abgegeben. Das auf diese Weise von der Adsorptionseinrichtung 10 abgegebene gereinigte Gas wird zusammen mit dem zu behandelnden, das organische Lösungsmittel enthaltenden Gas mittels des Gebläses 21 in die Gasbehandlungszone 11 eingespeist.

Andererseits wird das auf eine hohe Temperatur erwärmte und in die erste Regenerationszone 13 eingespeiste Gas durch die Adsorptionseinrichtung 10 in der Zone 13 geleitet, um das organische Lösungsmittel vom Adsorptionsmittel in der Adsorp tionseinrichtung 10 zu desorbieren. Anschliessend wird es von der Adsorptionseinrichtung 10 zusammen mit dem organischen Lösungsmittel abgegeben.

Beim Betrieb der Vorrichtung zur Behandlung von Gas wandert die Adsorptionseinrichtung 10 entspechend ihrer Drehung durch die Gasbehandlungszone 11, die Readsorptionszone 12, die erste Regenerationszone 13 und die zweite Regenerationszone 14. Das zu behandelnde Gas, das das organische Lösungsmittel in einer Konzentration C ₁ enthält, wird durch die Adsorptiosnein richtung 10 geleitet, während diese durch die Gasbehandlungs zone 11 wandert. Auf diese Weise wird das im zu behandelnden Gas enthaltene organische Lösungsmittel am Adsorptionsmittel in der Adsorptionseinrichtung 10 adsorbiert. Zu diesem Zeitpunkt lässt sich die Menge des an der Adsorptionsein richtung adsorbierten organischen Lösungsmittels durch das Symbol q ₁ in Fig. 1 wiedergeben.

Anschliessend bewegt sich die Adsorptionseinrichtung 10 mit dem daran adsorbierten organischen Lösungsmittel in Richtung zur Readsorptionszone 12. Ein Teil des von der Adsorptionsein richtung 10 in der zweiten Regenerationszone 14 abgegebenen regenerierenden Gases, das desorbiertes organisches Lösungs mittel enthält, wird nach Abkühlen auf Raumtemperatur während des Wegs durch die Zone 12 in die Adsorptionseinrichtung 10 eingespeist. Beim Durchleiten des abgegebenen und abgekühlten regenerierenden Gases durch die Adsorptiosneinrichtung 10 in der Zone 12 kommt es zur weiteren Adsorption von organischem Lösungsmittel aus dem regenerierenden Gas. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Menge des neu adsorbierten organischen Lösungsmit tels in Fig. 1 Δ q _q. Die Menge des organischen Lösunsgmittels in der Adsorptionseinrichtung 10 wird in Fig. 1 durch das Symbol q ₂ wiedergegeben.

Die Adsorptionseinrichtung 10, an der das organische Lösungs mittel in der Menge q ₂ adsorbiert ist, bewegt sich während der Wanderung durch die Gasbehandlungszone 11 und die Readsorp tionszone 12 in Richtung zur ersten Regenerationszone 13. Ein Teil des heissen regenerierenden Gases, das das desorbierte organische Lösungsmittel enthält und durch die Adsorptionsein richtung 10 in der zweiten Regenerationszone 14 geleitet worden ist, wird während des Wegs durch die erste Regenerationszone 13 in die Adsorptionseinrichtung 10 eingespeist. Beim Passie ren des regenerierenden Gases kommt es in der Adsorptionsein richtung 10 in der ersten Regenerationszone 13 zur Desorption eines Teils des organischen Lösungsmittels, das in der Gasbe handlungszone 11 und der Readsorptionszone 12 adsorbiert wor den ist. Wird für diesen Zeitpunkt der Einfachheit halber angenommen, dass die Menge des von der Adsorptionseinrichtung 10 desorbierten organischen Lösungsmittels gleich der Menge des in der Readsorptionszone 12 adsorbierten organischen Lö sungsmittels (Δ q ₁) ist und die Menge des organischen Lö sungsmittels in der Adsorptionseinrichtung 10 q ₃ wird, so verändert sich die Konzentration des organischen Lösungsmit tels im regenerierenden Gas, das die Adsorptionseinrichtung passiert hat, von C ₂ nach C ₃, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die durchschnittliche Konzentration liegt zwischen C ₂ und C ₃. Die Adsorptionseinrichtung 10 bewegt sich nach Durchlaufen der ersten Regenerationszone 13 in Richtung zur zweiten Regenera tionszone 14. Das mittels des Gebläses 22 eingespeiste heisse regenerierende Gas wird während des Wegs durch die zweite Regenerationszone 14 durch die Adsorptionseinrichtung 10 ge leitet. Das in der Adsorptionseinrichtung 10 nach Desorption eines Teils des Lösungsmittels in der ersten Regenerationszone 13 verbleibende organische Lösungsmittel wird durch Durchlei ten von regenerierendem Gas durch die Einrichtung von der Adsorptionseinrichtung desorbiert. Ein Teil des regenerieren den Gases wird nach Durchlaufen der zweiten Regenerationszone 14 zusammen mit dem in der Zone desorbierten organischen Lösungsmittel in die Readsorptionszone 12 eingespeist und durch die Adsorptionseinrichtung 10 in der Zone 12 geleitet. Der Rest wird in die erste Regenerationszone 13 eingespeist und in der Zone 13 durch die Adsorptionseinrichtung 10 gelei tet. Nimmt man zu diesem Zeitpunkt an, dass die Menge des organischen Lösungsmittels in der Adsorptionseinrichtung 10 den Wert q ₄ hat und die Menge des in der zweiten Regenera tionszone 14 desorbierten organischen Lösungsmittels Δ q₂ wird, so fällt die Konzentration des organischen Lösungsmit tels im regenerierenden Gas, das die zweite Regenerationszone 14 durchlaufen hat, von C ₃ auf C ₄ und die durchschnittliche Konzentration liegt zwischen C ₃ und C ₄. Der Wert kann grösser sein als die Konzentration des organischen Lösungsmittels im zu behandelnden Gas, wenn man die Menge des regenerierenden Gases in der ersten und zweiten Regenerationszone entsprechend einstellt.

Wird demgegenüber beispielsweise die Menge Δ q ₂ an organischem Lösungsmittel von der Adsorptionseinrichtung, an der q₁ (=q₃) an organischem Lösunsgsmittel in der Gasadsorptionsstufe ad sorbiert worden ist, durch das heisse regenerierende Gas ohne Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens desorbiert, so fällt die Menge an organischem Lösungsmittel in der Adsorp tionseinrichtung von q ₃ auf q ₄ und die Konzentration des organischen Lösungsmittels im regenerierenden Gas, das die Adsorptionseinrichtung passiert hat, liegt im Bereich zwischen C ₃ und C ₄, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Somit wird die Konzentration an organischem Lösungsmittel im regenerierenden Gas wesentlich niedriger als beim erfindungsgemässen Verfah ren. Wird daher beispielsweise das organische Lösungsmittel im regenerierenden Gas in einem katalytischen Verbrennungsofen verbrannt, so ist eine grössere und damit unwirtschaftlichere Vorrichtung erforderlich. Wird andererseits das organische Lösungsmittel zurückgewonnen, so muss das regenerierende Gas in einen Kühler zur Kondensation des organischen Lösungsmit tels im regenerierenden Gas geleitet werden. Um diesen Vorgang durchzuführen, ist es erforderlich, eine grössere Menge an regenerierendem Gas auf eine niedrigere Temperatur zu kühlen. Daher ist ein grösserer Kühler erforderlich, und die einge setzte Energiemenge nimmt erheblich zu.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist nicht auf diese Ausfüh rungsformen beschränkt. Beispielsweise kann das regenerierende Gas, das die zweite Regenerationszone 14 durchlaufen hat, und in die Readsorptionszone 12 unter Adsorption von organischem Lösungsmittel im regenerierenden Gas beim Durchlaufen dieser Zone 12 eingespeist worden ist, in die zweite Regenerations zone 14 zurückgeleitet werden, ohne dass eine Mischung des regenerierenden Gases mit dem zu behandelndem Gas, das in die Gasbehandlungzone 11 eingespeist wird, vorgenommen wird. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, Frischluft als regene rierendes Gas einzuspeisen. Ferner kann anstelle eines Teils des regenerierenden Gases, das die zweite Regenerationszone 14 durchlaufen hat, wie in Fig. 2 gezeigt, Frischluft, deren Temperatur erhöht worden ist, direkt als regenerierendes Gas, das durch die erste Regenerationszone 13 zu leiten ist, ver wendet werden. Ausserdem kann ein Teil des regenerierenden Gases, das die erste Regenerationszone 13 durchlaufen hat, in die erste Regenerationszone 13 zurückgeleitet werden, um die Desorption des organischen Lösungsmittels in der ersten Rege nerationszone zu fördern. In entsprechender Weise kann ein Teil des regenerierenden Gases, das die zweite Regenerations zone 14 durchlaufen hat, in die zweite Regenerationszone 14 zurückgeführt werden, um die Desorption des organischen Lö sungsmittels in der Zone 14 zu fördern. Ferner kann die zweite Regenerationszone 14 in Umfangrichtung in mehrere Zonen unter teilt werden, und die Zonen können in Reihe miteinander ver bunden werden, so dass das regenerierende Gas durch die ein zelnen Zonen geleitet wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den readsorbierenden Bereich 12 in Umfangrichtung in mehrere Zonen zu unterteilen und diese Bereiche in Reihe miteinander zu verbinden, so dass das regenerierende Gas, das die Zone 14 durchlaufen hat, durch die einzelnen Zonen ge langt. Im Fall der Rückgewinnung des organischen Lösungsmit tels kann das das Lösungsmittel enthaltende regenerierende Gas, das die erste Regenerationszone durchlaufen hat, in die erste Regenerationszone 13 zurückgeführt werden, nachdem das organische Lösungsmittel im Kühler kondensiert und gewonnen worden ist.

Gemäss einer weiteren, in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform kann bei der Gewinnung des zu behandelnden organischen Lö sungsmittels das gesamte regenerierende Gas, das die zweite Regenerationszone 14 durchlaufen hat, mit einer Heizvor richtung 24 erwärmt und sodann in die erste Regenerationszone 13 eingespeist werden, um das organische Lösungsmittel in den Zonen 14 und 13 zu desorbieren. Anschliessend kann das gesamte regenerierende Gas in den Kühler 25 zur Kondensation und Rückgewinnung des organischen Lösungsmittels eingespeist wer den, und gleichzeitig kann das Gas, das den Kühler durchlaufen hat und nicht-zurückgewonnenes organisches Lösungsmittel ent hält, in die Readsorptionszone 12 eingespeist werden. Bei dieser Ausführungform wird das Gas, das die Readsorptionszone 12 durchlaufen hat, in die Gasbehandlungszone 11 eingespeist und mit dem zu behandelnden Gas vermischt. Ferner ist es unabhängig von der Gewinnung des organischen Lösungsmittels möglich, eine Zone zur Kühlung der Adsorptionseinrichtung 10 zwischen der zweiten Regenerationszone 14 und der Gasbehand lungszone 11 bereitzustellen. Bei einer derartigen Anordnung ist es möglich, die Konzentration des organischen Lösungsmit tels im abgegebenen gereinigten Gas niedriger zu halten, da die Adsorptionseinrichtung 10 von hoher Temperatur, die die zweite Regenerationszone 14 durchlaufen hat, abgekühlt wird und die Einrichtung 10 das organische Lösungsmittel im zu behandelnden Gas leicht adsorbieren kann, wenn sie sich in Richtung zur Gasbehandlungszone 11 bewegt.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform kann das Gas, das die Readsorptionszone 12 durchlaufen hat, leicht ohne Mischen mit dem zu behandelnden Gas in die zweite Regenerationszone zurückgeführt werden. In diesem Fall ist es nicht erforder lich, Frischluft als regenerierendes Gas einzuspeisen. Ferner kann ein Teil des das organische Lösungsmittel enthaltenden regenerierenden Gases, das die erste Regenerationszone 13 durchlaufen hat, ebenfalls in die Zone 13 zurückgeführt wer den, um die Konzentration des im regenerierenden Gas enthal tenen organischen Lösungsmittels zu erhöhen.

Als Adsorptionseinrichtung 10 für die Ausführungsformen von Fig. 2 und 3 werden vorzugsweise scheibenartige Einrichtungen verwendet, wie in Fig. 4 gezeigt. Diese werden erhalten, indem man Papier ein Adsorptionsmittel einverleibt, es in bienenwa benartige Form bringt und in Form eines Zylinders rollt. In Fig. 4 werden die Gase, wie das zu behandelnde Gas, das re generierende Gas und dergl., in gleicher Weise, wie vorstehend für die Ausführungsform von Fig. 2 beschrieben, durch die Scheibe geleitet.

Als Adsorptionseinrichtung kann auch die in Fig. 5 gezeigte Einrichtung verwendet werden, die aus einer Mehrzahl von rechteckigen, bienenwabenartigen Elementen 15, die in einer zylindrischen Struktur angeordnet sind, besteht, wobei die einzelnen Elemente erhalten werden, in dem man glatte Papier bögen 15 a und gewellte Papierbögen 15 b in mehreren Stufen laminiert. Entsprechende Papierbögen 15 a und 15 b lassen sich erhalten, indem man beispielsweise Papier aus pulverförmiger oder faseriger Aktivkohle und feinfaserigem synthetischem Papierstoff von flammhemmender und wärmebeständiger Beschaf fenheit herstellt, sofern das organische Lösungsmittel einer Adsorptionsbehandlung unterworfen wird. Bienenwabenformige Elemente 15 sind in solcher Weise angeordnet, dass sich die Stege von Wellpappebögen 15 b in radialer Richtung erstrecken, so dass das Gas in radialer Richtung durchgeleitet werden kann.

Eine derartige Adsorptionseinrichtung 10 ist so angeordnet, so dass sie in Umfangrichtung gedreht werden kann, wie mit dem Pfeil A gezeigt ist. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Drehzone unterteilt ist in die Gasbehandlungszone 11, die Readsorptionszone 12, die erste Regenerationszone 13 und die zweite Regenerationszone 14. Kanäle 16, 16 ... sind sowohl am äusseren als auch am inneren Umfang der Einrichtung 10 ange ordnet, so dass das Gas nur durch die bienenwabenförmigen Elemente 15 einer bestimmten Zone geleitet wird. Das zu behan delnde Gas wird in der Pfeilrichtung B zugeführt.

Die Adsorptionseinrichtung 10 ist nicht auf diese Ausfüh rungsformen beschränkt. Beispielsweise kann ein Adsorptions element 18 aus einer Aktivkohlefolie 18 a bestehen, die durch Verarbeiten von Aktivkohlefasern zu einem filzartigen Produkt erhalten wird. Dieser Filz wird von einem Rahmenpaar 18 b, 18 b so gehalten, dass sich am Rand ein luftdichter Verschluss ergibt. Die einzelnen Elemente 18 können so angeordnet sein, dass sich die Aktivkohlefolien 18 a in bezug auf die radiale Richtung im rechten Winkel unter Bildung der zylindrischen Adsorptionseinrichtung 10 kreuzen.

Hinsichtlich des Adsorptionsmittels besteht keine Beschränkung auf Aktivkohle, vielmehr kann die Art des Adsorptionsmittels je nach Art des zu behandelnden Gases ausgewählt werden. Beispielsweise wird für Vorrichtungen zur Sauerstoffanrei cherung Molekularsieb-Aktivkohle bevorzugt. Ferner besteht hinsichtlich des regenerierenden Gases keine Beschränkung auf Luft. Im Fall von brennbaren Lösungsmitteln kann beispiels weise Stickstoff eingesetzt werden.

Wie vorstehend erläutert, adsorbiert beim erfindungsgemässen Verfahren die Adsorptionseinrichtung ein bestimmtes Material im zu behandelnden Gas während der Gasbehandlungsstufe und adsorbiert ferner das gleiche Material, das in der Regenera tionsstufe desorbiert worden ist, so dass die Menge des in der Adsorptionseinrichtung adsorbierten Materials erhöht wird. Anschliessend wird das adsorbierte Material in der Regenera tionsstufe desorbiert. Somit wird die Konzentation im regene rierenden Gas, das die Adsorptionseinrichtung in der Regenera tionsstufe durchlaufen hat, grösser. Wird beispielsweise das organische Lösungsmittel in der Regenerationsstufe unter Ver wendung eines katalytischen Verbrennungsofens bei der Adsorp tionsbehandlung des organischen Lösungsmittels verbrannt, so ist kein gross bemessener Verbrennungsofen erforderlich, was zur Wirtschaftlichkeit des Verfahrens beiträgt. Bei einer Rückgewinnung des organischen Lösungsmittels kann die Tempe ratur des Kühler angehoben werden, wodurch die für die Zurück gewinnung erforderliche Energiemenge abnimmt. Bei einer Vor richtung zur Anreicherung von Sauerstoff, die die Konzentra tion von Sauerstoff in Luft erhöht, lässt sich Sauerstoff in hoher Konzentration erhalten. Somit ermöglicht die Erfindung beträchtliche Einsparungen an Vorrichtungen zur Adsorptionsbe handlung von Gasen.

Claims

1. Verfahren zur Adsorptionsbehandlung von Gasen, dadurch gekennzeichnet, dass man

- abwechselnd eine Gasbehandlungsstufe, bei der man ein Gas, das ein bestimmtes, zu behandelndes Material ent hält, durch eine Adsorptionseinrichtung leitet, um das Material an der Adsorptionseinrichtung zu adsorbieren, und eine Regenerationsstufe, bei der man ein regenerie rendes Gas bei hoher Temperatur durch die Adsorptionsein richtung leitet, um das adsorbierte Material von der Adsorptionseinrichtung zu desorbieren, durchführt; und
- ein Gas, das das von der Adsorptionseinrichtung desorbierte Material enthält, einer Readsorptionsstufe unterwirft;
- wobei man die Readsorptionsstufe durchführt, indem man das das desorbierte Material enthaltende Gas der Adsorptionseinrichtung nach der Gasbehandlungsstufe aber vor der Regenerationsstufe zuführt, um das Material vor der Regenerationsstufe an der Adsorptionseinrichtung zu adsorbieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Material um ein organisches Lösungsmittel handelt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Adsorptionseinrichtung nacheinander durch Zonen für die Gasbehandlungsstufe, die Readsorptionsstufe und die Regene rationsstufe wandert und das das zu desorbierende Material enthaltende Gas von der Regenerationsstufe teilweise oder vollständig in die Zone der Readsorptionsstufe zurückge führt wird.