DE4136776C2

DE4136776C2 - Verfahren zum Adsorbieren eines Gases und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE4136776C2
Application number: DE19914136776
Authority: DE
Inventors: Manfred Zott
Original assignee: BOEWE PASSAT REINIGUNG
Current assignee: BOEWE TEXTILE CLEANING GMBH, 86159 AUGSBURG, DE
Priority date: 1991-11-08
Filing date: 1991-11-08
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2011-11-09
Also published as: DE4136776A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zum Adsorbieren eines Gases mit einem Adsorptionsmittel, das während einer Adsorptionsphase mit gashaltiger Luft und während einer Regenerierungsphase mit Dampf oder Heißluft beaufschlagt und dann abgekühlt wird.

Solche Adsorptionsverfahren und entsprechende Einrichtungen sind in verschiedenen Ausführungsformen (z. B. DE-PS 28 20 771) bekannt. Hierbei wird auch, um den Wirkungsgrad der Adsorption zu erhöhen, die das zu absorbierende Gas, z. B. ein gasförmiges, organisches Lösemittel, transportierende Prozeßluft gekühlt, wodurch die Adsorptionsfähigkeit des Adsorptionsmittels verbessert wird. Dies erfordert jedoch zusätzlichen Kühlaufwand in der die Prozeßluft führenden Leitung, falls nicht ohnehin schon, wie etwa bei der Rückgewinnung des Lösemittels in Chemischreinigungsmaschinen, ein Luftkühler vorhanden ist. Die Kühlung der Prozeßluft wirkt sich allerdings wenig aus, wenn, wie bei Chemischreinigungsmaschinen, die Prozeßluft immer nur kurzzeitig im intermittierenden Betrieb mit dazwischenliegenden Pausen zugeführt wird, während denen die Maschine reinigt und keine lösemittelgashaltige Luft ausbläst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik wesentlich verbesserten Wirkungsgrad der Adsorption zu erreichen, ohne daß zusätzlicher Aufwand erforderlich wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Adsorptionsmittel während der Adsorptionsphase zusätzlich mit Kaltluft gekühlt wird. Durch diese erfindungsgemäße Kühlung während der Adsorption wird die Adsorptionsfähigkeit des Adsorptionsmittels beträchtlich erhöht. Hierzu können die bisher nur während der Regenerierungsphase verwendeten Kühleinrichtungen der Adsorptionsanlage verwendet werden, so daß kein zusätzlicher Aufwand erforderlich ist.

Besonders vorteilhaft erweist sich die erfindungsgemäße Kühlung des Adsorptionsmittels, wenn hierfür die bei intermittierendem Adsorptionsbetrieb auftretenden Pausen ausgenutzt werden, während denen keine Prozeßluft zugeführt wird. Dies ist beispielsweise der Fall beim Betrieb einer Adsorptionsanlage zur Rückgewinnung des in der Ausblasluft von Chemischreinigungsmaschinen enthaltenen, gasförmigen Lösemittel, z. B. Perchlorethylen. Im Rahmen der Erfindung empfiehlt es sich daher, bei solchem intermittierenden Betrieb das Adsorptionsmittel in der Adsorptionsphase abwechselnd mit gashaltiger Prozeßluft und mit Kaltluft zu beaufschlagen, wobei zweckmäßigerweise mit der Kaltluft begonnen wird.

Im allgemeinen genügt es, das Adsorptionsmittel nur so lange zu kühlen, bis eine gewünschte Temperatur, z. B. plus 5° Celsius, erreicht ist. Sind die Behälter, in denen das Adsorptionsmittel enthalten ist, ausreichend isoliert, kann dann die Kaltluftzufuhr abgestellt werden.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung besteht aus mindestens einem Adsorber, der einen das Adsorptionsmittel aufnehmenden Behälter aufweist, einen Lufteinlaß mit einer Zuleitung für die gashaltige Luft und einen Luftauslaß mit einer Ableitung für die gashaltige Luft und einen vom Lufteinlaß über einen Ventilator, einen Luftkühler und einen Lufterhitzer, der an seinem Ausgang ein Absperrventil enthält, zum Luftauslaß verlaufenden Leitungskreislauf für Heißluft bzw. Dampf, der Ventile am Lufteinlaß und Luftauslaß enthält. Als wesentliches Merkmal der Erfindung ist hierbei vorgesehen, daß der Luftauslaß über eine ein Absperrventil enthaltende Leitung auch unmittelbar mit dem Ausgang des Luftkühlers verbunden ist.

Dadurch wird es möglich, das Adsorptionsmittel beim Adsorbieren zu kühlen, sei es ständig oder sei es intermittierend. Denn das Wesen der erfindungsgemäßen Anordnung besteht, wie aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel ersichtlich wird, darin, daß mit Hilfe des am Ausgang des Lufterhitzers und des am Ausgang des Luftkühlers angeschlossenen Absperrventils der Lufterhitzer, wenn er nicht zum Zwecke der Desorption benötigt wird, von dem Adsorber abschaltbar, und der Luftkühler mit seinem Ausgang direkt an den Adsorber anschaltbar ist. Man erreicht so unter Nutzung der ohnehin in der Anlage vorhandenen Einrichtungen einen zusätzlichen, von dem Adsorber über Ventilator und Luftkühler und wieder zurück zum Adsorber führenden Kreislauf des Kühlgases während der Adsorptionsphase, und damit eine erhebliche Wirkungsgradverbesserung.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und scheinatisch dargestellt. Sie zeigt eine Anlage, bestehend aus zwei Adsorbern 1 und 1′ die in bekannter Weise in Parallelschaltung an eine, die Prozeßluft liefernde Quelle, hier eine Chemischreinigungsmaschine 2, angeschlossen ist. Während einer Adsorptionsphase wird die Pro zeßluft aus der Maschine 2 durch den Ventilator 3 (im allgemeinen unterstützt von einem hier nicht dargestellten weiteren Ventilator in der Maschine) bei geöffnetem Ventil 4 dem Lufteinlaß 5 des Ad sorbers 1 zugeführt wird, gibt beim Durchlauf durch den Adsorber das mitgeführte Lösemittelgas an dessen Adsorptionsmittel ab und tritt an dessen Luftauslaß 6 über das ebenfalls während der Ad sorptionsphase geöffnete Ventil 7 aus dem Adsorber aus und fließt über den Ventilator 3 im Kreislauf wieder zurück zur Maschine 2.

Ist der Adsorber 1 voll beladen, wird in bekannter Weise durch Schließen der Ventile 4 und 7 die Adsorption hier beendet und durch Öffnen der entsprechenden Ventile 4 und 7 des anderen Adsorbers 1′ mit diesem fortgesetzt. Die entsprechenden Teile und Ventile des andern Adsorbers 1′ sind daher mit den gleichen Be zugszahlen versehen wie die beim Adsorber 1.

Unmittelbar nach Beendigung der Adsorption an dem Adsorber 1 wird dieser regeneriert, d. h. kurzzeitig mit Heißluft aus einem Lufter hitzer 8 (durch Öffnen der Ventile 9, 10 und 11) erwärmt und an schließend mit Kaltluft aus einem Luftkühler 12 (Ventil 9 ist dann geschlossen und dafür Ventil 13 geöffnet) gekühlt. Diese Regene rierung erfolgt hier in einem geschlossenen Leitungskreislauf, in dem die Luft durch einen Ventilator 14 vom Adsorber 1 über eine Leitung 15, den Luftkühler 12 sowie - während der Desorption - über einen Luftvorwärmer 16 und den Lufterhitzer 8 wieder zurück zum Adsorber geführt. Zur unmittelbar anschließenden Abkühlung des erwärmten Adsorbers 1 wird dann das Ventil 9 geschlossen und dafür das Ventil 13 geöffnet. Für die Regenerierung wird nur eine kurze Zeitdauer benötigt. Anschließend bleibt der Adsorber 1 solange un benutzt in Reservestellung, bis der andere Adsorber 1′ vollgeladen ist, worauf dann die Adsorption mit dem Adsorber 1 fortgesetzt wird, während der andere Adsorber regeneriert wird.

Während der Adsorptionsphase wird der adsorbierende Adsorber zu sätzlich durch vorübergehendes Öffnen der entsprechenden Ventile 10, 11 und 13 zur Wirkungsgraderhöhung mit der aus dem Kühler 12 strömenden Kaltluft gekühlt. Bei Betrieb mit Chemischreinigungs maschinen, die nur zeitweise, d. h. am Ende einer jeden Reinigungs charge ihre lösemittelgashaltige Luft ausblasen, empfiehlt sich ein intermittierender Betrieb, d. h. die Kühlung des Adsorptions mittels erfolgt durch abwechselndes Öffnen der Ventile 4 und 7 einerseits während des Ausblasens der Chemischreinigungsmaschinen und der Ventile 10, 11 und 13 in den Zwischenzeiten, in denen die Maschine reinigt. Soll die Kühlung gleichzeitig mit der Adsorption erfolgen, muß bei dem dargestellten Beispiel allerdings die Um laufrichtung der Prozeßluft umgekehrt werden.

In dem dargestellten Beispiel ist der Luftkühler 12 als Verdampfer einer Kälteanlage ausgebildet, deren Kondensator als Luftvorwärmer 16 benutzt wird. Der Leitungskreislauf des Kältemittels mit dem Kompressor 18 ist mit gestrichelten Linien eingezeichnet. Der eigentliche Lufterhitzer 8 wird mit Dampf durch Öffnen eines Ven tils 17 in einer Dampfleitung 19 gespeist. Die Kühlung des jeweils aktiven Adsorbers wird natürlich während der Desorption des je weils anderen Adsorbers ausgesetzt. Diese Desorption nimmt jedoch wenig Zeit in Anspruch.

Das Umschalten der verschiedenen Ventile kann zwar im einfachsten Fall jeweils von Hand vorgenommen werden. Zur Erhöhung der Be triebssicherheit ist es jedoch vorteilhaft, einen automatisierten, computergesteuerten Mechanismus zum Umschalten der Ventile in Abhängigkeit vom Beladezustand der Adsorber, vom Ausblaszustand der Reinigungsmaschine und der vorliegenden Temperatur im adsorbierenden Adsorberbett vorzusehen.

Claims

1. Verfahren zum Adsorbieren eines Gases mit einem Adsorptionsmittel, das während einer Adsorptionsphase mit gashaltiger Luft und während einer Regenerierungsphase mit Dampf oder Heißluft beaufschlagt und dann abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorptionsmittel während der Adsorptionsphase zusätzlich mit Kaltluft gekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorptionsmittel während der Adsorptionsphase abwechselnd mit gashaltiger Prozeßluft und mit Kaltluft beaufschlagt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn der Adsorptionsphase das Adsorptionsmittel zuerst mit Kaltluft beaufschlagt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorptionsmittel so lange gekühlt wird, bis eine gewünschte Temperatur erreicht ist.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit mindestens einem Adsorber (1), der

- einen das Adsorptionsmittel aufnehmenden Behälter aufweist,
- einen Lufteinlaß (5) mit einer Zuleitung für die gashaltige Luft und einen Luftauslaß (6) mit einer Ableitung für die gashaltige Luft und
- einen vom Lufteinlaß (5) über einen Ventilator (14), einen Luftkühler (12) und einen Lufterhitzer (8), der an seinem Ausgang ein Absperrventil (9) enthält, zum Luftauslaß (6) verlaufenden Leitungskreislauf für Heißluft bzw. Dampf, der Ventile (11, 10) am Lufteinlaß und Luftauslaß enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftauslaß über eine ein Absperrventil (13) enthaltende Leitung auch unmittelbar mit dem Ausgang des Luftkühlers (12) verbunden ist.