DE3939517A1 - Adsorber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Adsorber zur Reinigung von Gasen mittels Adsorption, mit einem oder mehreren Adsorptionsmittelbetten, in welchen das rieselfähige Adsorptionsmittel zwischen je zwei gasdurchlässigen Trägerwänden eingespannt ist.

Aus der AT-PS 19 595 ist ein dort allgemein als Reaktor bezeichneter Adsorber bekannt, der wenigstens zwei mit radialem Abstand von der vertikalen Mittelachse angeordnete Adsorberbetten besitzt, die durch Trägerwände voneinander getrennt und gestützt werden. Um im Betrieb das Adsorptionsmittel mit höheren Drücken bzw. höheren Strömungsgeschwindigkeiten der hindurchgeleiteten Gasstrome bis über die sogenannte Wühlgrenze hinaus belasten zu können, ist es zwischen den Trägerwänden eingespannt. Im Adsorptionstakt wie im Regeneriertakt kommt es jedoch zu Wärmeexpansionen und -kontraktionen sowohl des Adsorptionsmittels wie der Trägerwände, was bei einer starren Einspannung zu unerwünschten Abrieb des Adsorptionsmittels führen kann. Zur Verhinderung dieser negativen Erscheinung schlägt das bekannte Dokument vor, die Trägerwände derart mit gasdurchlässigen Öffnungen zu versehen, daß, je nach Orientierung der Öffnungen, radiale oder axiale Dehnungsfähigkeit der Trägerwand besteht. Auf diese Weise soll erreicht werden, daß die Trägerwand die Wärmeexpansion und -kontraktion des Adsorptionsmittels im arbeitsbedingten Temperaturzyklus auffangen kann. Ebenfalls soll damit verhindert werden, daß eine etwaige Relativbewegung der Trägerwände zueinander zu unerwünschtem Abrieb am Adsorptionsmittel führt.

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, die unter Beibehaltung der Vorteile des Standes der Technik eine wesentlich einfachere Lösung des Problems der Vermeidung von Abrieb des Adsorptionsmittels bietet.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß zur Vermeidung von temperaturbedingtem Adsorptions­ mittelverschleiß im Adsorptionsmittelbett zwischen einer Trägerwand und dem Adsorptionsmittel ein gasdurchlässiges komprimierbares Material angeordnet ist.

Beim erfindungsgemäßen Adsorber finden herkömmliche gasdurchlässige Trägerwände Verwendung. Eine besondere Gestaltung besagter Trägerwände ist nicht mehr notwendig, da die radiale Kompensation der auftretenden Kräfte durch das gasdurchlässige komprimierbare Material gewährleistet ist. Das gasdurchlässige komprimierbare Material wird bevorzugt in Form einer Matte verwendet, die an die Formgebung des Adsorptionsmittelbettes angepaßt werden kann.

In Ausgestaltung der Erfindung wird als gasdurchlässiges komprimierbares Material ein Glasfaservlies verwendet. Erfindungsgemäß können allerdings auch andere gasdurchlässige komprimierbare Materialien verwendet werden, so beispielsweise poröse Schäume und dergleichen.

Bei einem Adsorber wie dem bekannten mit einer vertikalen Ringraumschüttung, bei welcher das Adsorptionsmittel zwischen zylindrisch geformten Trägerwänden eingespannt ist, wird erfindungsgemäß das gasdurchlässige komprimierbare Material zwischen der inneren Trennwand und dem Adsorptionsmittel angeordnet.

Das gasdurchlässige komprimierbare Material wird dabei zweckmäßigerweise als eine Zwischenschicht zwischen Adsorptionsmittelschüttung und der inneren zylindrisch geformten Trägerwand angebracht. Es bedeckt vorzugsweise den gesamten gasdurchlässigen Teil der Trägerwand. Ist ein Teil der Trägerwand gasundurchlässig ausgebildet, so bedarf es dort keiner Anbringung von gasdurchlässigem komprimierbarem Material, da das hinter dem gasundurchlässigen Teil befindliche Adsorptionsmittel im Adsorptions- wie im Regenerationstakt nicht den gleichen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist wie das durchströmte Adsorptionsmittel, und somit Wärmeexpansion bzw. -kontraktion nicht ausgeglichen werden müssen.

Bevorzugt wird das gasdurchlässige komprimierbare Material durch Befestigungsbänder auf der inneren Trägerwand befestigt.

Die Befestigung kann auf diese Weise besonders einfach durchgeführt werden, da das in Matten auf die Größe der inneren Trägerwand zurechtgeschnittene gasdurchlässige komprimierbare Material um die innere Trennwand herumgelegt und von den Befestigungsbändern faßreifenartig daran fixiert wird.

Die Erfindung ist jedoch nicht allein anwendbar auf Adsorber mit radial durchströmbaren Adsorptions­ mittelbetten, sondern kann in analoger Weise auch auf Horizontalbetten angewendet werden. Sollen derartige Adsorptionsmittelbetten bis über ihre Wühlgrenze hinaus belastbar sein, so wird die horizontale Adsorptions­ mittelschüttung zwischen einer oberen und einer unteren gasdurchlässigen Trägerwand eingespannt. Durch diese Maßnahme wird jedoch wiederum das Adsorptionsmittel aufgrund seiner temperaturbedingten volumetrischen Änderungen in den einzelnen Arbeitstakten belastet. Zur Behebung dieses Nachteils wird daher erfindungsgemäß gasdurchlässiges komprimierbares Material zwischen der oberen Trennwand und dem Adsorptionsmittel angeordnet.

Der Anordnung des gasdurchlässigen komprimierbaren Materials oberhalb der Adsorptionsmittelschicht wird besonders dann der Vorzug gegeben, wenn allein durch die Dicke der horizontalen Adsorptionsmittelschicht deren Gewicht das komprimierbare Material bereits soweit stauchen würde, daß eine Kompensation der Wärmebewegungen nicht mehr gewährleistet wäre. Außerdem ist bei Anordnung des komprimierbaren Materials als Deckschicht nicht nötig, das Adsorptionsmittelbett so einzuspannen wie bislang, da bereits die Deckschicht ein Aufwirbeln bei geringerer Einspannung verhindert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sei im folgenden anhand der Fig. 1 und 2 beispielhaft beschrieben.

Fig. 1 zeigt den Längsschnitt eines stehenden Adsorbers mit zylindrischem Adsorptionsmittelbett. Dieses wird gebildet von der äußeren Trägerwand c der Adsorptions­ mittelschüttung d der inneren Trägerwand g sowie einem gasundurchlässigen Boden a der beide Trägerwände miteinander verbindet und das Adsorptionsmittelbett abschließt. Zwischen der inneren Trägerwand g und dem Adsorptionsmittel d ist erfindungsgemäß eine Matte gasdurchlässigen komprimierbaren Materials e angeordnet, die mittels Befestigungsbändern f an der inneren Trägerwand fixiert ist. Im Betrieb des Adsorbers auftretende Belastungen in radialer Richtung können durch die Matte e kompensiert werden. Darüber hinaus ist in dieser Figur dargestellt, wie vertikale Belastungen durch Wärmebewegungen ausgeglichen werden können. Hierzu sind in Fig. 1 zwei Varianten I und II einander gegenüber­ gestellt. Auf der linken Seite I ist dargestellt, die innere Trägerwand mit Kompensatorwellen h zu versehen. Auf der rechten Seite II sind die innere Trägerwand wie der obere Zuleitungsstutzen derart ausgeführt, daß ein Teil der inneren Trägerwand j in den Stutzen hineinreicht und darin verschiebbar ist. Durch beide Maßnahmen gemäß I oder II wird erreicht, daß Wärmebewegungen der äußeren Trägerwand c und des Adsorptionsmittels d von der inneren Trägerwand derart ausgeglichen werden, daß keine Relativbewegung der Wände zueinander zustandekommt und so zum Abrieb von Adsorptionsmittel führt. In Variante II wird der obere Teil von innerer und äußerer Trägerwand gasundurchlässig gehalten, um Leckgasströme zu vermeiden. Dabei wird darauf geachtet, daß die Höhe y der nicht genutzten Adsorptionsmittelschicht größer ist als deren Dicke x. Der gewölbte Boden a wird bevorzugt bei feuchten Gasen verwendet. Im Adsorptionstakt werden diese von unten in den Adsorber eingeführt und es kommt am Boden a zu einer Kondensation von Wasser, das nach den Außenseiten hin abfließt und in einer Sammelrinne am Rande des Bodens aufgefangen wird und über Abzug b entfernt werden kann.

Fig. 2 stellt einen ähnlichen Adsorber dar wie Fig. 1, so daß gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Unterschied zum Adsorber der Fig. 1 befindet sich unter dem rotationssymmetrischen vertikalen Adsorptionsmittelbett ein horizontales Adsorptions­ mittelbett. Dieses wird gebildet von den Trägerwänden 1, einem Adsorptionsmittel k und einem gasdurchlässigen komprimierbaren Material m. Dieses ist wie gezeigt bevorzugt als Deckschicht über dem Adsorptionsmittel k angeordnet, wodurch sich die bislang rigide Einspannung der horizontalen Adsorptionsmittelschicht erheblich vermindern läßt.

Claims (4)

1. Adsorber zur Reinigung von Gasen mittels Adsorption, mit einem oder mehreren Adsorptionsmittelbetten, in welchen das rieselfähige Adsorptionsmittel zwischen gasdurchlässigen Trägerwänden eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von temperatur­ bedingtem Adsorptionsmittelverschleiß zwischen einer Trägerwand und dem Adsorptionsmittel ein gas­ durchlässiges komprimierbares Material angeordnet ist.

2. Adsorber nach Anspruch 1 mit einer vertikalen Ringraumschüttung, bei welcher das Adsorptionsmittel zwischen einer inneren und einer äußeren zylindrischen Trägerwand eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das gasdurchlässige komprimierbare Material zwischen der inneren Trägerwand und dem Adsorptions­ mittel angeordnet ist.

3. Adsorber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gasdurchlässige komprimierbare Material durch Befestigungsbänder an der inneren Trägerwand befestigt ist.

4. Adsorber nach Anspruch 1, mit einer horizontalen Adsorptionsmittelschüttung, die zwischen einer oberen und einer unteren Trägerwand einspannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß gasdurchlässiges komprimierbares Material zwischen der oberen Trennwand und dem Adsorptionsmittel angeordnet ist.