DE561179C

DE561179C - Verfahren zur Gewinnung von gas- oder dampffoermigen Stoffen aus Gas-, Dampf- oder Gasdampfgemischen durch Bindung an Adsorptionsmittel

Info

Publication number: DE561179C
Application number: DE1930561179D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erwin Reisemann
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1930-05-02
Filing date: 1930-05-02
Publication date: 1932-10-12
Also published as: FR713874A

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
12. OKTOBER 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 12 e GRUPPE

Metallgesellschaft A. G. in Frankfurt a. M.*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. Mai 1930 ab

Bei der Gewinnimg bzw. Wiedergewinnung von gas- oder dampfförmigen Stoffen durch deren Bindung an Adsorptionsmittel, wie z. B. aktive Kohle, Silicagel, und Wiederaustreibung derselben mittels Wasserdampfes ist es wichtig, den Feuchtigkeitsgehalt des Adsorptionsmittels möglichst niedrig zu halten, um während des Adsorptionsvorgangs eine möglichst hohe nutzbare Beladung, sogenannte Zusatzbeladung, der Adsorptionsmittel zu erzielen. Um dies zu erreichen, pflegt man dem Adsorptionsmittel vor oder nach oder vor und nach der Wasserdampfspülung Wärme zuzuführen.

Die Wärmezuführung nach der Wasserdampfspülung erfolgt zu dem Zwecke der Trocknung des Adsorptionsmittels von der aufgenommenen Feuchtigkeit. Sie wird bewirkt z. B. durch Hindurchleiten heißer Gase durch das Adsorptionsmittel oder auch durch dessen indirekte Beheizung, z. B. durch in dem Adsorptionsmittel angeordnete Heizrohre. Die Wärmezuführung vor der Spülperiode erfolgt zum Zwecke der Vorwärmung des Adsorptionsmittels, um hierdurch zu vermeiden, daß sich beim Eintritt des Dampfes Feuchtigkeit niederschlägt.

Die bekannten Maßnahmen erfordern besondere Vorrichtungen, wie z. B. die Anorclnung besonderer Heizelemente oder Vorrichtungen für die Zu- und Abführung der Hilfsgase oder Heizmittel. Sie verlängern weiterhin erheblich die Dauer einer jeden Betriebsperiode, vermindern somit die Leistung der Anlage und erhöhen die Anlage- und Betriebskosten.

Die Nachteile der bekannten Verfahren können nach der Erfindung auf einfache Weise vermieden werden, wenn man die zu behandelnden Gas-, Dampf- oder Gasdampfgemische selbst als Trocknungsmittel verwendet, indem man sie den Adsorptionsmitteln im Anschluß an die vorausgegangene Spülperiode mit erhöhter Temperatur und ohne Zwischenschaltung besonderer Trocknungs- und Kaltblaseprozesse zuführt. Das Adsorptionsmittel kann hierbei von beliebiger Art sein.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, mit Hilfe des Ursprungsgases, dem gegebenenfalls Wasserdampf beigemischt sein soll, die Aiistreibung adsorbierter Stoffe zu bewirken. Diese Vorschläge stellen etwas von der Erfindung grundsätzlich Verschiedenes dar. Die Austreibung wird im vorliegenden Falle, wie üblich, durch Wasserdampf bewirkt. Das Ursprungsgas nimmt an ihr keinen Anteil, sondern wird nach der Erfindung lediglich zur Trocknung bzw. Kühlung ausgenutzt. Es wird hierdurch eine neue Wirkung erzielt in-

*) Von dem Patentsucher ist ah der Erfinder angegeben worden :

Dipl.-Ing. Erwin Reisemann in Frankfurt a. M.

sofern, als nach bisherigen Anschauungen nicht zu erwarten war, daß die Behandlung des noch feuchten Adsorptionsmittels mit dem Ursprungsgas oline nennenswerte Verluste verlaufen würde. Es hat sich aber gezeigt, daß sich bei der Arbeitsweise nach der Erfindung· trotz der höheren Temperatur und trotz des anfänglich noch, feuchten Adsorptionsmittels eine praktisch vollkommene Adsorption ohne irgendwelche Nachteile erzielen läßt.

Verfährt man in der erfindungsgemäßen Weise, so zeigen die Adsorptionsmittel trotz ihres Feuchtigkeitsgehaltes bereits von vornherein eine gewisse Aufnahmefähigkeit für die adsorbierenden Stoffe. Bereits nach ganz kurzer Zeit steigert sich dann aber bei weiterem Zuleiten der Gase die Aufnahmefähigkeit ganz wesentlich, und zwar weit über das Maß, welches erforderlich ist, um die innerhalb dieser Zeit zugeführten adsorbierbaren Stoffe zu adsorbieren. Dies rührt daher, daß, wie beobachtet wurde, die beim Einblasen der Gase bei erhöhter Temperatür gleich von Anfang an eintretende sehr starke Verdunstung der Feuchtigkeit eine starke Abkühlung und dadurch eine Steigerung der Adsorptionsfähigkeit zur Folge hat. Infolge des erwähnten Verdunstungsvorganges schreitet ferner die Erwärmung des Adsorptionsmittels in Richtung der durchgeführten Gase nur sehr langsam fort. Es behalten daher die näher am Gasaustritt liegenden Schichten, des Adsorptionsmittels ziemlich lange ihre durch die Verdunstung der Feuchtigkeit verursachte niedere Temperatur und eine entsprechend hohe Aufnahmefähigkeit für die adsorbierbaren Stoffe bei. Nachdem die der Gaseintrittsstelle zunächstliegenden Schichten des Adsorptionsmittels durchgetrocknet sind, nimmt der Wasserdampfgehalt des Gases in der Nähe der Austrittsschichten zunehmend ab, und es erfolgt bei niederen Temperaturen fortschreitend auch die Fertigtrocknung der weiteren Schichten. Geht man jetzt mit der Temperatur des zu behandelnden Gases herab, gegebenenfalls bis zu der Temperatur, bei welcher es anfällt, so werden nunmehr die Adsorptionsmittel von der Gaseintrittsstelle ab zonenweise fortschreitend abgekühlt und voll aufnahmefähig für die adsorbierbaren Bestandteile des Gases gemacht, während gleichzeitig der in den der Gaseintrittsstelle am nächsten liegenden Schichten des Adsorptionsmittels noch befindliche Wärmeinhalt an die nachfolgenden Schichten abgegeben wird und deren Fertigtrocknung unterstützt, ohne darin jedoch eine wesentliche Temperaturerhöhung hervorzurufen und ohne die bereits vorhandene Beladung dieser Schichten zu vermindern, bis schließlich das gesamte Adsorptionsmittel unter der Wirkung des kalt zugeleiteten Gases normale Temperatur und volle Beladung angenommen hat.

Die Vorteile des Verfahrens gemäß Erfindung· ergeben sich klar aus nachfolgendem Vergleich mit der bisher üblichen Arbeitsweise, nach der an jedes Ausdampfen der Kohle eine besondere Trocknung und Kühlung angeschlossen wird.

Die Beladungszeit eines Adsorbers mit z. B. 1000 kg Kohle beträgt etwa 2 Stunden und die Ausdämpfzeit 30 Minuten. Für die Trocknung mit heißer Luft sind 20 Minuten und für die Kühlung ebenfalls 20 Minuten erforderlich, so daß sich also für den Adsorber eine Gesamtzeit von 190 Minuten ergibt. Da die Trocknung und Kühlung mit besonderer Trocken- bzw. Kühlluft oder Gas vorgenommen werden, ist für diese Prozesse ein besonderes Gebläse erforderlich. Es sind sodann während der Trocknung und Kühlung in 40 Minuten etwa 2000 cbm Gas durch die Kohle zu drücken, wobei eine Energiemenge von 3,3 kW notwendig ist.

Bei dem Verfahren der Erfindung fallen die Trocken- und Kühlperiode durch besondere Mittel fort. Beide Perioden bilden einen Teil des Beladungsprozesses. Die Gesamtzeit des Be- und Entladungsvorgangs wird von 190 Minuten auf 150 Minuten herabgesetzt. Dies bedeutet eine Leistungssteigerung der Anlage um 260/0 oder, wenn die gleiche Leistung erzielt werden soll, eine entsprechende Verkleinerung der Anlage und damit Verringerung der Anlagekosten. Hierzu kommt noch, daß die besonderen Vorrichtungen für die Zuführung der Trocken- und Kühlmittel sowie der hohe Energiebedarf in Fortfall kommen.

Die Zuführung der zu behandelnden Gase kann entweder während der gesamten Dauer der Adsorptionsperiode oder auch nur während eines Teiles derselben mit erhöhter Temperatur erfolgen, gegebenenfalls in der Weise, daß man seine Temperatur während des Verlaufes der Adsorptionsperiode kontinuierlich oder diskontinuierlich erniedrigt. Je nach Art und Konzentration der zu adsorbierenden Stoffe und den sonstigen Betriebsbedingungen Λνίτα no man die Dauer der Zufuhr des Gases mit erhöhter Temperatur bzw. die Regelung der Temperaturbedingungen von Fall zu Fall zu bemessen haben. Anschließend an die Zufuhr der Gase bei erhöhter Temperatur kann weitere Zufuhr derselben bei gewöhnlicher oder auch bei z. B. in einer Kühlvorrichtung beliebig erniedrigter Temperatur erfolgen.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, daß man vor der Zufuhr der zu behandelnden Gase den Adsorber für kurze Zeit unter Vakuum setzt.

Hierdurch erreicht man eine sehr erhebliche Steigerung der Aufnahmefälligkeit der Adsorptionsmittel zu Beginn der Adsorptionsperiode. Auch kann man zu Beginn der Ad-Sorptionsperiode das warm zu behandelnde Gas mit Luft oder anderen von adsorbierbaren Bestandteilen freien Gasen, z. B. sogenanntes Austrittsgas, verdünnen und nach einiger Zeit die Menge des zugemischten

ίο Hilfsgases z. B. zunehmend verringern oder auch seine Zufuhr ganz absperren xmd von da ab nur noch das Ursprungsgas dem Absorber zuführen.

Die Temperaturen der zugeführten Gase können erfindungsgemäß innerhalb weiter Grenzen schwanken. Vorteilhaft haben sich z.B. Temperaturen von etwa 40 bis 70° erwiesen, wie sie gewisse Industrieabgase, z. B. solche der Kunstseidenindustrie, zeigen. Man kann also solche Gase erfindungsgemäß ohne weiteres dem Adsorptionsprozeß zwecks Entziehung der in ihnen enthaltenen wertvollen Dämpfe, z. B. von Nitrocelluloselösungsmitteln, zuführen, wobei die ihnen innewohnende

a.<5 Wärme voll zur Trocknung des Adsorptionsmittels ausgenutzt wird, während man es bisher für nötig hielt, solche Gase vor der Einführung in die Adsorber einer kostspieligen Kühlung zu unterziehen. Natürlich kann man die warm anfallenden Gase auch teilweise z. B. gegen Ende des Adsorptionsvorgangs auf die gewünschten niedrigen Temperaturen, sei es durch direkte Kühlung, sei es durch Vermischung mit kalten Gasen, abkühlen. Ebenso kann man aber auch während des ganzen oder eines Teiles des Adsorptionsvorgangs die Gase den Adsorptionsmitteln mit höheren Temperaturen, z. B. solchen zwischen 60 bis 8o^u oder solchen bis zu 100 oder 120⁰ oder darüber, zuführen bzw. mit niedrigeren Temperaturen anfallende Gase vor Einführung in die Adsorber auf solche Temperaturen erhitzen. Bei Anwendung von Gasen mit innerhalb des Intervalls von etwa 40 bis 70° liegenden Temperaturen wird sich in den meisten Fällen der Vorteil erzielen lassen, daß man unter Ersparung des späteren Zuleitens kalter Gase den ganzen Adsorptionsvorgang mit den Gasen von der Ursprungstemperatur durchführen kann.

Das beschriebene Verfahren bietet gegenüber bekannten Verfahren erhebliche Vorteile. Einmal wird durch den Fortfall besonderer Kühl- und Trocknungsperioden die Betriebsweise in technischer Hinsicht erheblich vereinfacht. Des weiteren wird auch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens, insbesondere durch die Ersparnisse an Kraft und Zeit sowie auch durch Verminderung der Anlagekosten zufolge des Fortfalls von Einrichtungen, Leitungen und Armaturen für die Heiz- und Trockenvorrichtungen, ganz -wesentlich erhöht.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von gas- oder dampfförmigen Stoffen aus Gas-, Dampf- oder Gasdampfgemischen durch Bindung an Adsorptionsmittel und Wiederaustreiben mittels Wasserdampf, dadurch gekennzeichnet, daß man die zu behandelnden Gase im Anschluß an die Spülperiode ohne Zwischenschaltung besonderer Trocknungs- und Kaltblaseprozesse während der ganzen Adsorptionsperiode oder nur während eines Teiles derselben mit erhöhten Temperaturen, z. B. solchen bis zu 120⁰ und darüber, auf die Adsorptionsmittel zur Einwirkung bringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase während der ganzen Adsorptionsperiode oder eines Teiles derselben bei Temperaturen von etwa 40 bis ioo°, vorteilhaft etwa 40 bis jo°, den Adsorptionsmitteln zugeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gase am Ende der Adsorptionsperiode bei niedrigerer Temperatur zuführt als zu Beginn derselben. y go

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zu Beginn der Adsorptionsperiode das zu behandelnde Gas zunächst mit erhöhter Temperatur, mit anderen Gasen verdünnt, den Adsorptionsmitteln zuführt und sodann nach teilweiser Steigerung der Adsorptionsfähigkeit der Adsorptionsmittel die Zufuhr des Verdünnungsgases zunehmend vermindert oder ganz absperrt.