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Verfahren zur Ausführung von Adsorptions- und Regenerationsvorgängen
Zusatz zum Patcnt 453887 Durch das Hauptpatent 453 887 ist ein besonders vorteilhaftes
Verfahren bei Durchführung von Adsorptionsvorgängen vermittels Adsorptionsmittel,
wie z. B. Aktivkohle, sowie bei der Regeneration solcher Adsorptionsmittel geschützt,
welches darin besteht, daß in den verschiedenen Arbeitsgängen durch entsprechende
Regelung der Führung der gas- oder dampfförmigen Behandlungsmittel erreicht wird,
daß die Schichthöhe, in welcher die Adsorptionsmittel der Einwirkung der Behandlungsmittel
unterliegen, den in jedem Falle angestrebten Wirkungen möglichst weitgehend angepaßt
werden können, z. B. derart, daß verschiedene mit dem Adsorptionsmittel beschickte
Abteilungen eines Behälters während des Adsorptionsvorganges hintereinander, während
des Regenerationsvorganges dagegen zueinander parallel geschaltet werden können.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Verbesserung der Äfaßnahmen nach
dem Hauptpatent.
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Nach der Erfindung erfolgt die Durchführung des Verfahrens nach dem
Hauptpatent derart, daß das in einem geeigneten Behälter cnthaltene Adsorptionsmittel
in zwei oder mehrere Schichten unterteilt ist, die gegeneinander durch Grenzflächen
begrenzt sind,-welche senkrecht oder annähernd senkrecht zur Durchgangsrichtung
der mit den zu adsorbierenden Stoffen beladenen Gase oder Dämpfe stehen, also bei
einem Adsorber von kreisförmigem Querschnitt senkrecht zu dessen Mittelachse gerichtet
sind, und daß die Zu- und Abführung der z. B. zum Zwecke des Ausdämpfens, Trocknens
oder Kühlens der Adsorptionsmittel verwendeten ganz vier dampfförmigen Behandlungsmittel
zu und von den einzelnen Schichten des Adsorptionsmittels von den genannten Grenzflächen
aus in möglichst gleichmäßiger Verteilung iiber diese Grenzflächen erfolgt. Auf
diese Weise ist es ermöglicht, die ganz vier dampfförmigen Behandlungsmittel nach
Belieben entweder in der Längsrichtung des z. B. zylindrischen Behälters nacheinander
durch alle Schichten des Adsorptionsmittels oder einen Teil derselben hindurchzuführen,
wobei sie die Grenzflächen zwischen den einzelnen Schichten in senkrechter Richtung
passieren, oder sie durch alle oder einen Teil der Schichten in Parallelschaltung
hindurchgehen zu lassen, wobei sowohl der Eintritt der Gase oder Dämpfe in die Schichten
wie ihr Austritt aus diesen jeweils von einer Grenzfläche aus bzw. in eine Grenzfläche
nach bzw. von zwei Seiten erfolgen kann.
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Mit Vorteil wird die Anordnung so getroffen, daß man jede der einzelnen
Schichten des Adsorptionsmittels zwischen zwei
sich vorzugsweise
über den ganzen Ouerschnitt des Adsorbers erstreckende, mit auf die ganze Fläche
gleichmäßig verteilten Durchlaßöffnungen für die gasförmigen Behandlungsmittel versehene
Begrenzungswände, z. B. gelochte Platten, Bleche o. dgl.. einschließt und zwischen
den einander zugekehrten Begrenzungswänden je zweier benachbarter Schichten einen
solchen Abstand läßt, daß ein Hohlraum gebildet wird, von dem aus die diesem Hohlraum
z. B. vermittels von der Seite angeschlossener Zuleitungen zugeführten gasförmigen
Behandlungsmittel gleichzeitig nach beiden Seiten den beiden anstoßenden Schichten
des Adsorptionsmittels zugeführt oder umgekehrt die diesem Hohlraum beiderseits
von den anstoßenden Adsorptionsmittelschichten zugeführten Behandlungsmittel durch
z. B. seitlich angeschlossene Leitungen abgeführt werden können.
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Die Zu- und Abführungsleitungen können auch ganz oder teilweise z.
B. durch die Seitenwände des Adsorbers in die Hohlräume hineingeführt sein und dort
z. B. in einer öffnung z. B. in der Mitte des Hohlraumes oder auch in mehreren z.
B. auf den Querschnitt des Hohlraumes gleichmäßig verteilten Öffnungen ausmünden.
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Auch können in den Grenzflächen bzw.
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Hohlräumen zwischen den Schichten des Adsorptionsmittels Organe vorgesehen
werden, durch welche man die eingeführten Behandlungsmittel erwärmen oder kühlen
kann. Besonders vorteilhaft ist eine an dieser Stelle bewirkte zusätzliche Erwärmung
oder Kühlung der Behandlungsmittel. Die Erwärmung kann mittels an sich bekannter
Vorrichtungen, z. B. durch Heizschlangen oder auch auf elektrischem Wege, erfolgen.
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Die Kühlung kann z. B. durch ebenfalls an sich bekannte Kühlschlangen
vorgenommen werden. Weiterhin kann man auch in die vorgenannten Gaszrvischenräume
Vorrichtungen einbauen, die der Erwärmung bzw.
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Kühlung dienen und durch welche die Zu-und Abführung von Wärme erfolgen
kann.
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Auf diese Weise ist es z. B. möglich, die bei der Beladung des Adsorptionsmittels
frei xverdendeRN ärme abzuführen und somit durch Temperaturerniedrigung die Aufnahmefähigkeit
des Adsorptionsmittels zu erhöhen oder beim Abtreiben der adsorbierten Stoffe mit
Dampf abgeschiedenes Kondensatwasser wieder zu verdampfen bzw. dessen Abscheidung
zu verhindern und somit den Ausdämpfungsvorgang erheblich zu beschleunigen.
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Die Abb. I und 2 zeigen Anordnungen nach der Erfindung in zwei beispielsweisen
Ausführungsformen.
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Nach Abb. 1 tritt z. B. gasolinhaltiges Gas bei A in den Adsorber
ein und durchströmt nacheinander die Adsorptionsschichten B und Bi senkrecht zu
deren Querschnitt, wobei es seine adsorbierbaren Bestandteile abgibt, um sodann
gasolinfrei bei C aus dem Adsorber zu entweichen. Bei der hierauf folgenden Abtreibeperiode
wird durch den Einlaß D Dampf in entgegengesetzter Richtung zu der vorher stattgehabten
Beladung eingeleitet. der nach Entbindung des adsorbierten Gasolins den Adsorber
nach Durchströmen der hintereinandergeschalteten Schichten z. B. bei E verläßt.
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Das alsdann zum Trocknen und Kühlen des Adsorptionsmittels dienende
heiße Medium. z. B. Luft, wird zwischen den Adsorptionsmittelschichten bei F in
den Gasraum L eingeführt und durchströmt von hier aus seinerseits die Schicht B
des Adsorptionsmittels. um bei Gl, und andererseits die Schicht B1 des Adsorptionsmittels,
um durch G- den Adsorber zu verlassen. In dem Hohlraum L ist eine Heiz- und Kühlvorrichtung
H angeordnet mit einem Kühl-bzw. Heizmitteleintritt K und einem Kühl- bzw. Heizinittelaustritt
J zum Zu- und Abführen des Kühl- bzw. Heizmediums.
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In dem Adsorber nach Abb. 2 ist die Masse des Adsorptionsmittels
in vier Schichten A1 bis A4 unterteilt, die durch drei Hohlräume L3 bis L1 voneinander
getrennt sind. Das z. B. gasolinhaltige Gas wird bei B von unten in den Adsorber
eingeführt, durchströmt hintereinander die vier Schichten des Adsorptionsmittels
und tritt am oberen Teil des Adsorbers bei A aus. Zum Aus dämpfen, Trocknen und
Kühlen wird das Behandlungsmedium, z. B. Dampf bzw. Luft, bei C1 und C in die zwischen
den Schichten Al und A2 sowie A3 und A4 liegenden Hohlräume L3 und L1 eingeführt.
Das bei C eintretende Medium durchstreicht von L1 aus die Schichten A2 und Al und
tritt bei D und D2 aus dem Adsorber aus, während das bei C1 eintretende Behandlungsmedium
von L3 aus die Schichten Al und A2 durchströmt und durch D1 und D entweicht.
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In den Hohlräumen L1 bis L3 sind mit-H1, H2 und H1 bezeichnete Heiz-
und Kühlvorrichtungen angeordnet. J1, J2 und J3 bzw.
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K1. g3 und K3 sind die Eintritts- bzw. Austrittsanschlüsse für die
Heiz- und Kühlmedien.
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Die Einrichtungen nach der Erfindung, die zur Gewinnung bzw. Wiedergewinnung
beliebiger Stoffe, wie z. B. Gasolin, Benzol, Benzin, Alkohol, Aceton, Äther, aus
Gasen oder Dämpfen unter Verwendung beliebiger geeigneter Adsorptionsmittel, wie
Aktivkohle, Silicagel u. dgl., Verwendung finden können, bieten den Vorteil, daß
sie die Möglichkeit
geben, bei jedem Arbeitsgange die für diesen
besonders vorteilhaften Verhältnisse hinsichtlich der Führung der Behandlungsmittel
und der Schichthöhen des von diesen durchströmten Adsorptionsmittels herzustellen.
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So kann man z. B. die Adsorption und die Austreibung unter Hintereinanderschaltung
der einzelnen Schichten des Adsorptionsmittels in großer Schichthöhe, die Trocknung
und Kühlung des Adsorptionsmaterials dagegen unter Parallelschaltung der Schichten
in geringer Schichthöhe vornehmen. Bei den letzteren Vorgängen ist es nämlich erwünscht,
um in der Zeiteinheit möglichst große Luft-oder Gasmengen durch das Adsorptionsmittel
leiten zu können, den Durchgangswiderstand der Nasse möglichst gering zu halten.
Führt man, wie erfindungsgemäß beschrieben, das Kühlmedium zwischen zwei benachbarten
Schichten des Adsorptionsmittels ein, so kann es durch diese beiden Schichten abströmen.
Es steht ihm also der doppelte Adsorberquerscbnitt als Strömungsquerschnitt zur
Verfügung, wobei gleichzeitig die zu durchströmende Schichthöhe wie auch der.
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Strömungswiderstand auf die Hälfte herabgesetzt wird. Bei dem Adsorptionsvorgang
hingegen wird eine möglichst hohe Durchschnittsbeladung der Adsorptionsmittel erstrebt,
eine Anforderung, der man dadurch entsprechen kann, daß man die zu behandelnden
Gase oder Dämpfe durch das Adsorptionsmittel auf möglichst langem Wege, d. h. unter
Hintereinanderschaltung der einzelnen Schichten hindurchführt.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, zwecks erzielung eines schnellen
Wärmeaustausches innerhalb der Masse eines in einem Behälter untergebrachten Adsorptionsmittels
Heiz-und Kühl organe innerhalb des Behälters derart anzuordnen, daß durch sie das
Adsorptionsmittel in dünne, senkrecht zur Durchgangsrichtung der ganz vier dampfförmigen
Behandlungsmittel gerichtete Schichten unterteilt wird. Hierbei war jedoch die Führung
der Behandlungsmittel nur so vorgesehen, daß diese stets in üblicher Weise die Masse
des Adsorptionsmittels vom einen bis zum aiideren Ende, die einzelnen Schichten
also hintereinander passieren. Hiervon unterscheidet sich die Anordnung und Arbeitsweise
nach der Erfindung dadurch, daß es durch Einführung der Behandlungsmittel an den
Grenzflächen zwisdeu je zwei Schichten des Adsorptionsmittels nunmehr möglich gemacht
ist, die Behandlungsmittel durch die Schichten auch in l'arallelschaltung hindurchzuführen.
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Gegenüber den in der Hauptpateutschrift 453 887 beschriebenen Ausführungsformen
bietet die neue Anordnung und Arbeitsweise den Vorteil, daß durch Zuführung der
Behandlungsmittel von den Grenzflächen zwischen zwei Schichten aus die Drchgangswiderstände
bei der Parallelschaltung der Schichten ganz erheblich verringert werden und die
Hintereinanderschaltung der Schichten sowie die ganze Führung der Behandlungsmittel
wesentlich vereinfacht und verbessert ist. Bei Anwendung von besonderen, zwischen
den Begrenzungswänden je zweier benachbarter Adsorptionsmittelschichten ausgebildeten
Hohlräumen wird gegenüber den Anordnungen nach beiden Patentschriften noch der Vorteil
erzielt, daß die Anbringung von Heiz- und Kühlorganen in diesen Hohlräumen viel
besser erfolgen kann wie in der Masse des Adsorptionsmittels selbst, und daß dabei
vor allem auch das Einfüllen und Entleeren des Adsorptionsmittels weniger erschwert
ist.