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Vorrichtung zur Behandlung von Gasen in Gegenwart von festen, reinigend
oder katalytisch wirkenden Massen und zur anschließenden Regenerierung dieser Massen
Zusatz zum Patent 573 505 Gegenstand des Hauptpatents ist eine Vorrichtung zur Behandlung
von Gasen oder Gemischen von Gasen und Dämpfen in Gegenwart von festen, reinigend
oder katalytisch wirkenden Massen und zur anschließenden Regenerierung dieser Massen.
Die Erfindung des Hauptpatents besteht darin, daß in der von den zu reinigenden
Gasen in ihrer ganzen Länge durchstrichenen Reaktions- oder Reinigungskammer außer
den am oberen und unteren Kammerende vorgesehenen Zu- und Ableitungsrohren für die-Reinigungsgase
eine Mehrzahl von in gleichmäßigen Abständen voneinander und von den Wänden der
Reaktionskammer angeordneten durchlochten Rohren vorgesehen ist, zum Zweck, das
durch diese Rohre zugeführte Regenenerungsgas gleichmäßig über die Reinigungsmasse
zu verteilen. Derartige durchlochte Rohre sind auch anderweitig zum Ein- und Ableiten
von Gasen vorgeschlagen. Gemäß dem Hauptpatent wird aber durch Benutzung dieser
gelochten Rohre für das Regenerierungsgas erreicht, daß sich der Regenerierungsvorgang
von jedem Rohr- ringförmig fortsetzt, wobei die einzelnen Gasströme nur geringe
Materialschichten zu durchdringen haben, so daß dadurch die Behandlungsdauer wesentlich
herabgesetzt, trotzdem aber die während der Regenerierung steigende Temperatur so
niedrig gehalten wird, daß die Kontaktmasse nicht leidet.
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Durch die Bedingung, daß die durchlochten Rohre für das Regenerierungsgas
nicht nur untereinander, sondern auch von den Reaktionskammerwänden gleich richtigen
Abstand haben müssen, ergibt sich praktisch die Notwendigkeit, der Reaktionskammer
einen ringförmigen Querschnitt zu geben, wobei die durchlochten Rohre ebenfalls
Ringform erhalten.
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Weiter ist nach dem Hauptpatent die Abführung der Regenerierungsgase
nur am unteren Kammerende vorgesehen, so daß demnach die in den oberen Schichten
entstehenden Abgase der Regenerierung das in den unteren Schichten eintretende Regenerierungsgas
verdünnen und in seiner Wirkung abschwächen.
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Die vorliegende Erfindung stellt nun eine weitere Ausbildung und
Vervollkommnung des Gegenstandes des Hauptpatents dar, insofern, als sie einmal
jede beliebige Gestalt der Reaktionskammer zuläßt, ferner eine Vermengung der Abgase
der Regenerierung mit frisch eingeführtem Regenerierungsgas ausschließt und schließlich
noch eine weitere sehr erhebliche Verkürzung der Regenerierungsdauer ermöglicht,
ohne daß die Temperatur dabei über das durch das Hauptpatent gegebene Maß steigt.
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Dieser Erfolg wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß nicht
nur zur Einführung des Regenerierungsgases, sondern auch zur Abführung der bei der
Regenerierung entstehenden Abgase die an sich bekannten durchlochten Rohre benutzt
werden, und zwar in der Weise, daß beide innerhalb der-Reinigungsmasse parallel
zueinander angeordnet werden. Dadurch wird erreicht, daß das zugeführte Gas innerhalb
der zu behandelnden Masse in eine große Zahl feiner Stromfäden zerteilt wird, deren
jeder von einem Loch eines Zuführungsrohres zu einem in gleicher Höhe liegenden
Loch eines Abführungsrohres wandert. Infolge dieser gegenseitigen Zuordnung von
Zu- und Ableitungsrohren können die Reaktionskammern jede beliebige Gestalt erhalten.
Die abströmenden Abgase kommen mit dem frisch eingeführten Regenerierungsgas nicht
in Berührung, und infolge der beliebig weit zu treibenden Unterteilung des Regenerierungsgases,
das gleichzeitig auf eine große Menge der Reinigungsmasse einwirkt, wird die Behandlungsdauer
praktisch auf die Zeit herabgedrückt, die erforderlich ist, um einen geringfügigen
Bruchteil der Masse, nämlich den jeweils von einem Stromfaden getroffenen Teil,
zu regenerieren. Ein schädliches Ansteigen der Temperatur bei der Regenerierung
ist durch diese weitgehende Unterteilung des Regenerierungsgases wirksam verhindert.
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Die Einführungsrohre werden gemäß der Erfindung möglichst dicht an
die Wandungen der Reaktionskammer gelegt und haben ihre Öffnungen oder Löcher nur
auf der dieser Wandung zugekehrten Seite, um die zu regenerierende Masse nicht der
unmittelbaren Einwirkung eines heftigen Luftstromes auszusetzen. Man kann dann in
den Wänden der Kammer runde Vertiefungen vorsehen, in die die Ein- und Abführungsrohre
mit geringerem Zwischenraum derart eingelegt werden können, daß ihre Löcher in diese
Vertiefungen münden.
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Die -Zeichnungen veranschaulichen mehrere Ausführungsformen der Erfindung.
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Abb. 1 zeigt im senkrechten Schnitt eine katalytische Reaktionskammer
gemäß der Erfindung.
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Abb. 2 ist ein Querschnitt nach Linie II-II der Abb. I.
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Abb: 3 zeigt in einem gleichliegenden Querschnitt eine etwas abgeänderte
Ausführungsform der Reaktions- oder Reinigungskammefn.
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Die Abb. 4 und 5 geben im Längs- und Querschnitt eine weitere Abänderung
der Erfindung wieder.
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In den Abb. I bis 3 ist die Kammer A für katalytische oder Reinigungsreaktionen
oben und unten durch die PlattenAl und A2 abgeschlossen und mit einem katalytisch
oder reinigend wirkenden Stoff B gefüllt, der beispielsweise aus Metall oder Metalloxyden
bestehen kann und zwischen zwei Siebböden a und a2 angeordnet ist. Das zu behandelnde
oder zu reinigende Gas wird in die über dem Siebboden al befindliche Eintrittskammer
C durch die Rohrleitung C1 mit Hahn cl zugeleitet und verläßt nach erfolgter Reinigung
die Kammer unterhalb des Siebbodens a2 durch die Austrittskammer D und die sich
anschließende Rohrleitung D1 mit Hahn dl.
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Gemäß der Erfindung wird das Regenerierungsgas durch eine Mehrzahl
gelochter Rohre E über die Reinigungsmasse verteilt. Diese Rohre, deren Achse nach
Abb. I parallel zu der Achse der Kammer A verläuft, können von einem gemeinsamen
Sammelrohr F gespeist werden und sind jedes für sich außerhalb der Kammer A mit
einem Absperrhahn e versehen. Die Löcher dieser Rohre sind gegen die Wand der Kammer
A gerichtet, und die Rohre sind zweckmäßig der Kammerwandung möglichst genähert,
so daß das Regenerierungsgas gezwungen ist, die ganze katalytisch oder reinigend
wirkende Masse zu durchstreichen.
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Diesen Zuleitungsrohren E entsprechen die ebenfalls gelochten, parallel
zu den ersteren angeordneten Ableitungsrohre G. Bei der Ausführungsform der Abb.
I und 2, die eine zylindrische Kammer A zeigt, ist nur in der Mitte ein einziges,
axial angeordnetes Abführungsrohr G vorgesehen, das in Höhe der Lochungen der Zuführungsrohre
E gleiche Durchbrechungen oder Löcher g besitzt.
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Bei der Ausführungsform der Abb. 3, bei der die Kammer A ringförmig
ist, ist eine Mehrzahl von Abführungsrohren G angeordnet, deren Öffnungen nach der
Innenwand der Kammer A gerichtet sind.
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Wird nach Abschließen der Hähne c1 und d1 durch das Verteilungsrohr
F das Regenerierungsgas zugeführt, so verteilt es sich, wenn die Hähnee sämtlich
offen sind, gleichmäßig auf die verschiedenen Zuführungsrohre E und strömt in der
aus den Abb. 2 und 3 ersichtlichen Weise gegen die Wand der Kammer A aus, bildet
also eine Reihe feiner Stromfäden, die sich gleichmäßig über die zu regenerierende
Masse verteilen und nach dem oder den Abführungsrohren G strömen. Auf diese Weise
wirkt jeder Bruchteil des in die Vorrichtung geleiteten Regenerierungsgases auf
eine kleinste Menge
der zu regenerierenden Masse und durchläuft
in der Vorrichtung den kürzesten Weg von seiner Eintrittsstelle bis zur Austrittsstelle.
Als Idealfall folgt das Regenerierungsgas einer waagerechten Linie, die den~ Abstand
einer Öffnung eines Rohres E von der in der gleichen Ebene gelegenen Öffnung des
entsprechenden RohresG darstellt. Dadurch wird nicht nur das Regenerierungsgas am
vorteilhaftesten ausgenutzt, sondern seine Wirksamkeit wird so gleichmäßig wie möglich
verteilt und die Wahrscheinlichkeit einer lokalen Überhitzung vermindert. Die Dauer
des Regenerierungsvorganges verringert sich hierbei auf die Zeit, die erforderlich
ist, um den von einem Stromfaden des Regenerierungsgases bestrichenen Bruchteil
der Reinigungsmasse zu regeneneren.
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Gegenüber den in den Abb. I bis 3 dargestellten Ausführungsformen
zeigen die Abb. 4 und 5 eine im Querschnitt rechteckige Kammer mit oberer und unterer
Zu- und Ableitung für die zu behandelnden Gase sowie mit den waagerecht und parallel
zueinander angeordneten gelochten Zu- und AbführungsrohrenE und G. Gemäß Abb. 5
erhalten die Wandungen der Reaktionskammer runde Ausbuchtungen, in die die gelochten
Rohre E und G mit geringem Zwischenraum derart eingelegt werden, daß ihre Öffnungen
der Kammerwand zugekehrt sind.
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Dadurch wird erreicht, daß die zu regenerierende Masse nicht der unmittelbaren
Einwirkung eines heftigen Luftstromes ausgesetzt wird und daß eine möglichst gleichmäßige
Verteilung des Regenerierungsgases innerhalb der zu behandelnden Masse erzielt wird.