DE69123072T2

DE69123072T2 - Rotationsgasbehandlungsapparat

Info

Publication number: DE69123072T2
Application number: DE69123072T
Authority: DE
Inventors: Yasunori Kawai; Kazuyuki Kawata; Teisuke Maekawa; Kimihiko Matsumoto; Shoto Mo
Original assignee: Taikisha Ltd; Toyobo Co Ltd
Current assignee: Taikisha Ltd; Toyobo Co Ltd
Priority date: 1990-03-31
Filing date: 1991-03-28
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: US5167679A; EP0450888A1; CA2039440C; DE69123072D1; CA2039440A1; ES2097182T3; EP0450888B1

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die hier vorgestellte Erfindung bezieht sich auf einen Rotationsgasbehandlungsapparat, insbesondere auf einen Gasbehandlungsapparat dieser Art, der einen vorderen und einen hinteren Rotor beinhaltet, von denen jeder ein adsorbierendes Material beinhaltet und Gasfluß entlang einer Rotationsachse erlaubt, wobei es in bestimmten Rotationsabschnitten adsorbierende Bereiche zum Einführen eines zu behandelnden Gases und desorbierende Bereiche zur Einführung eines Recyclinggases gibt; der adsorbierende Bereich des vorderen Rotors und der absorbierende Bereich des hinteren Rotors sind in der angegebenen Reihenfolge einem kontinuierlichen Gasstrom des zu behandelnden Gases ausgesetzt. Die desorbierenden Bereiche des vorderen und des hinteren Rotors sind jeweils dem Durchfluß eines Recyclinggases ausgesetzt. Im Betrieb behandelt der Apparat kontinuierlich das zu behandelnde Gas durch wiederholte Adsorption und Desorption, was durch die Umdrehung des vorderen Rotors und des hinteren Rotors durch die adsorbierenden Bereiche und die desorbierenden Bereiche erreicht wird.

2. Stand der Technik

Bisher werden in einem Rotationsgasbehandlungsapparat des oben beschriebenen Typs der vordere und der hintere Rotor in derselben Richtung gedreht (Japanische Gebrauchsmusteranmeldung 55-144526; Japanische Patentanmeldung 58-61817).
Durch die Untersuchung von Adsorptionseffekten des Rotors auf zu eliminierende, adsorbierte Substanz aus dem zu behandelnden Gas wurden jedoch folgende Befunde erhalten: nämlich, daß die angesammelte Menge des adsorbierten Materials im Rotor auf der stromaufwärtigen Seite der Drehrichtung des Rotors (im folgenden kurz Drehrichtung genannt) wegen der kurzen Durchflußzeit der Substanz durch den adsorbierenden Bereich dieser stromaufwärtigen Seite kleiner ist, während sich die adsorbierte Menge im adsorbierenden Bereich stetig bis zu einem Sättigungspunkt in Richtung der Stromabwärtsseite der Drehrichtung steigert.
Dadurch verringert sich der Adsorptionseffekt auf die Substanz in dem zu behandelnden Gas auf der bezüglich der Drehrichtung Stromabwärtsseite des Adsorptionsbereiches.
Andererseits, was das Verhältnis zwischen vorderem und hinterem Rotor betrifft, steigert sich wegen des oben beschriebenen abnehmenden Adsorptionseffekts auf der im Verhältnis zur Drehrichtung stromabwärtigen Seite des Adsorptionsbereichs die Menge der Substanz, die ohne adsorbiert zu werden durch den vorderen Rotor gelangt, stetig auf der stromabwärtigen Seite des Adsorptionsbereichs des vorderen Rotors. Dadurch entsteht eine hohe Konzentration der Substanz in ihrer Verteilung nach dem Durchfluß durch den adsorbierenden Bereich des vorderen Rotors.
Dann, teilweise wegen des begrenzten Abstandes zwischen vorderem und hinterem Rotor, neigt das zu behandelnde Gas, welches die oben beschriebenen Konzentrationsverteilungen der Substanz nach seinem Durchfluß durch den adsorbierenden Bereich des vorderen Rotors besitzt, dazu, den adsorbierenden Bereich des hinteren Rotors so zu erreichen, daß die ungleiche Substanzkonzentration erhalten ist.
Dennoch werden bei konventionellen Apparaten der vordere und der hintere Rotor in dieselbe Richtung gedreht. Wegen der oben beschriebenen Drehrichtung entsteht dadurch im Adsorptionsbereich des hinteren Rotors eine nachteilige Übereinstimmung zwischen der Richtung, in der die Substanzkonzentration wegen der inhomogenen Verteilung ansteigt, und einer weiteren Richtung, in welcher der Adsorptionseffekt des hinteren Rotors wegen des stetigen Anstiegs der Substanzanreicherungsmenge stetig nachläßt. Dadurch entsteht eine ungenügende Ausnutzung des Adsorptionseffekts, weil die Substanzkonzentration im Gas, welches diese Seite erreicht, trotz der relativ hohen Adsorptionskapazität an dieser Position klein ist. Auf der anderen Seite beinhaltet das zu behandelnde Gas, welches auf die stromabwärtige Seite des hinteren Rotors trifft, eine große Menge der Substanz und trifft somit einen Teil, an welchem die Adsorptionskapazität relativ gering ist. Deshalb wird, selbst wenn dieser Teil genug Kapazität besitzt, um die gesamte Menge der Substanz zu adsorbieren oder wenn die Gesamtmenge den Sättigungspunkt nicht überschreitet, eine nennenswerte Menge der Substanz durch den hinteren Rotor entkommen ohne darin gefangen zu werden, weil der Adsorptionseffekt relativ verkleinert ist. Folglich leidet die Behandlungsleistung des gesamten Apparates.
Eine denkbare Methode, die oben beschriebene Verschlechterung der Behandlungsleistung zu begrenzen, ist es, die Dicke jedes Rotors in Richtung der Rotationsachse zu erhöhen (d.h. in der Durchflußrichtung des zu behandelnden Gases). Dies bedingt jedoch eine physische Vergrößerung des Apparats, eine Erhöhung des Energieverbrauchs und der Kosten des Apparates.
In der Druckschrift US 3,780,498 wird ein kombinierter Wärmetauscher- und Schwefeldioxyd-Entfernungsapparat beschrieben, wobei eine erste rotierende Scheibe ein Wärmetauscher ist und nur eine zweite rotierende Einheit dazu dient, eine Entfernung von Schwefel- Dioxyd zu erreichen. Diese Veröffentlichung bildet daher keinen Teil des Gebiets der Erfindung.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Behandlungsleistung des Apparats durch rationelle Verbesserung zu erhöhen, ohne andere Probleme, wie die Vergrößerung des Apparats, Erhöhung des Energieverbrauchs oder der Kosten des Apparats, aufzuwerfen.

Zusammenfassung der Erfindung

Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, wird der erfindungsgemäße Rotationsgasbehandlungsapparat vorgeschlagen.
Rotationsgasbehandlungsapparat mit einem vorderen Rotor und einem hinteren Rotor, die in einem Gehäuse gehalten sind, wobei jeder Rotor ein gas-adsorbierendes Material aufweist und durch dieses den Durchgang von Gas in der Richtung der Rotationsachse dieser Rotoren gestattet, wobei dort relativ zu bestimmten Rotationsabschnitten der Rotoren adsorbierende Bereiche zur Einführung eines zu behandelnden Gases in die Rotoren entlang der Rotationsachse definiert sind, sowie desorbierende Bereiche zur Einspeisung eines Recyclinggases in der Richtung dieser Rotationsachse; wobei der vordere Rotor und ein hinterer Rotor in einem Gehäuse untergebracht sind;
wobei der adsorbierende Bereich für den vorderen Rotor und der adsorbierende Bereich für den hinteren Rotor einem kontinuierlichen Gasdurchfluß ausgesetzt sind, relativ zu dem der vordere Rotor stromaufwärts zum hinteren Rotor liegt;
wobei der desorbierende Bereich des vorderen Rotors und der desorbierende Bereich des hinteren Rotors Durchflüssen von Recyclinggas ausgesetzt sind, die separat von dem kontinuierlichen Gasfluß angeordnet sind;
dadurch gekennzeichnet, daß das adsorbierende Material, das den vorderen Rotor bildet, einen mittleren Porendurchmesser besitzt, der größer ist als der mittlere Porendurchmesser des adsorbierenden Materials, das den hinteren Rotor bildet.
Entsprechend dieser Erfindung hat die feine Aktivkohle, die den vorderen Rotor bildet, welcher sich auf der stromaufwärtigen Seite in dem Durchfluß des zu behandelnden Gases befindet, einen mittleren Porendurchmesser, der größer ist als der der feinen Aktivkohle, welche den hinteren Rotor bildet, der sich auf der stromabwärtigen Seite befindet.
Das heißt, daß die feine Aktivkohle, welche den vorderen Rotor bildet, einen relativ großen mittleren Porendurchmesser hat, was nach dem Adsorptionsprozeß den Desorptionsprozeß der desorptionsresistenten Substanz, welche einen größeren Moleküldurchmesser als der durchschnittliche Moleküldurchmesser der zu adsorbierenden Substanz besitzt oder als der z.B. durch Qualitätsschwankungen vergrößerte Moleküldurchmesser im Desorptionsbereich erleichtert. Folglich wird dieser vordere Rotor nur für die desorptionsresistente Substanz benutzt, welche zu einem kleinen Teil in dem zu behandelnden Gas zusammen mit der zu adsorbierenden Substanz, welche den oben erwähnten mittleren Moleküldurchmesser hat, enthalten ist. Dann ist die desorptionsresistente Substanz durch Adsorptions- und Desorptionsvorgang in diesem vorderen Rotor aus dem zu behandelnden Gas sorgfältig entfernt, ohne im Rotor angesammelt worden zu sein, und somit wird ein Austritt von desorptionsresistenter Substanz zum hinteren Rotor hin vermieden.
Wenn andererseits der vordere Rotor mit relativ großer mittlerer Porengröße ausgestattet ist, welche für die desorptionsresistente Substanz geeignet ist, ist die Adsorptionseffizienz dieses vorderen Rotors für Substanz, welche die oben beschriebene Durchschnittsmolekülgröße besitzt, gering. Da jedoch die feine Aktivkohle, die den hinteren Rotor bildet, einen relativ kleinen Porendurchmesser hat, welcher für die zu adsorbierende Substanz mit der mittleren Molekülgröße geeignet ist (d.h. großer Adsorptionseffekt wegen relativ kleiner Lücken zwischen den Poren und der dort eingefangenen zu adsorbierenden Substanz), kann die zu adsorbierende Substanz mit mittlerem Moleküldurchmesser effektiv aus dem zu behandelnden Gas durch die Adsorptions-Desorptions-Funktion des hinteren Rotors eliminiert werden.
Weiterhin tritt im hinteren Rotor keine Akkumulation von desorptionsresistener Substanz auf, da diese schon durch die Adsorptions- Desorptions-Funktion des vorderen Rotors stromaufwärts aus dem zu behandelnden Gas entfernt wurde. Weiterhin tritt keine störende Beeinflussung des Adsorptionsprozesses von Substanz mit mittlerer Molekülgröße durch die Anwesenheit von desorptionsresistenter Substanz auf, wodurch die Trenn-Einfang-Effizienz für die zu adsorbierende Substanz mit mittlerer Molekülgröße verbessert wird.
Als Resultat der oben beschriebenen Funktionen wird gemäß des weiteren Merkmals der Erfindung desorptionsresistente Substanz, welche zu einem relativ kleinen Teil in dem zu behandelnden Gas gemeinsam mit der Substanz mit mittlerem Moleküldurchmesser beinhaltet ist, nicht in den betreffenden Rotoren akkumuliert ohne nach dem Adsorptionsprozeß desorbiert zu werden. Deshalb wird die Standzeit der entsprechenden Rotoren im Vergleich mit der konventionellen Methode erheblich erhöht, wodurch Wartungskosten gesenkt werden.
Der erfindungsgemäße Apparat kann durch seinen vorderen Rotor eine gute kontinuierliche Trennungs- und Einfangbehandlung der im zu behandlenden Gas enthaltenen desorptionsresistenten Substanz erreichen, welche durch den konventionellen Apparat lediglich auf dem Rotor akkumuliert wird und nicht sauber getrennt und eingefangen werden kann. Weiterhin ist es als Ergebnis des oben beschriebenen möglich, die Trennungs- und Einfangeffizienz des hinteren Rotors für die Substanz mit mittlerem Moleküldurchmesser auf hohem Nivea aufrecht zu erhalten. Folglich hat die Erfindung die Behandlungsleistung und die Anwendungsmöglichkeiten eines Rotationsgasbehandlungsapparates dieses Typs erreicht.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der mittlere Porendurchmesser der feinen Aktivkohle, welche den vorderen Rotor bildet, mehr als 1,1 mal größer als der mittlere Porendurchmesser der feinen Aktivkohle, die den hinteren Rotor bildet, weiterhin ist der mittlere Porendurchmesser des vorderen Rotors nicht größer als 35Å.
Mit diesem Merkmal wird es möglich, den Effekt des ersten kennzeichnenden Merkmals für die Behandlung von Abluft aus einer Spritzkabine, die als desorptionsresistente Substanz einen relativ kleinen Anteil eines hochsiedenden Lösungsmittels, Ketone, deren Beschaffenheit sich durch Zersetzung durch Oxydation verändert, polymerisierende Substanzen oder dergleichen enthält, zu erreichen.
Genauer gesagt, ist es im Fall der Behandlung von Abluft aus einer Spritzkabine aus unten genannten Gründen für die effiziente Adsorption und Desorption der zu adsorbierenden Substanz mit mittlerem Moleküldurchmesser zu bevorzugen, daß der mittlere Porendurchmesser der feinen Aktivkohle, welche den hinteren Rotor bildet, etwa zwischen 14Å und 23Å liegt.
Wenn der mittlere Porendurchmesser zu klein ist, wird die Affinität zwischen der Aktivkohle und der zu adsorbierenden Substanz zu stark und der Desorptionseffekt somit abgeschwächt. Wenn andererseits der mittlere Porendurchmesser zu groß ist, wird die Affinität zwischen der Aktivkohle und der zu adsorbierenden Substanz zu schwach, was den Adsorptionseffekt abschwächt. In beiden Fällen wird die Behandlungsleistung verschlechtert.
Ebenfalls wird der Desorptionseffekt des vorderen Rotors für die desorptionsresistente Substanz im Vergleich mit dem hinteren Rotor signifikant verbessert, wenn der mittlere Porendurchmesser der feinen Aktivkohle, welche den vorderen Rotor bildet, mehr als 1,1 mal größer ist als die mittlere Porengröße der feinen Aktivkohle, welche den hinteren Rotor bildet.
Wenn jedoch der mittlere Porendurchmesser des vorderen Rotors 35Å überschreitet, tritt wegen der Eigenschaften der Aktivkohle eine Reduzierung der spezifischen Oberfläche der Aktivkohle auf, wodurch tendenziell eine Reduzierung der Adsorptionskapazität oder sogar eine Reduzierung der Adsorptionseffizienz für die desorptionsresistente Substanz auftritt.
Was bisher zü dem mittleren Porendurchmesser gesagt wurde, umfaßt einen Wert, der mittels einer spezifischen Oberfläche und einem Porenvolumen, welches durch die B.E.T.Methode bei Verwendung von beispielsweise N&sub2; Gas erhalten wurde, berechnet wurde.
Ebenso stimmt im Falle einer Honigwaben-Struktur, welche die feine Aktivkohle und die anderen Materialien umfaßt, der durch Messung der spezifischen Oberfläche und des Porenvolumens dieser Struktur erhaltene Porendurchmesser exakt mit dem Wert des mittleren Porendurchmessers der feinen Aktivkohle, die für diese Struktur benutzt wurde, überein.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Umdrehungsgeschwindigkeit des vorderen Rotors geringer als die Umdrehungsgeschwindigkeit des hinteren Rotors.
Mit diesem Merkmal wird es möglich, die Zeitspanne, welche für den Adsorptionsprozeß in der Adsorptionszone des vorderen Rotors und den Desorptionsprozeß in der Desorptionszone des vorderen Rotors benötigt wird, zu verlängern. Dadurch wird es möglich, die Wirkungsgrade der Adsorption und der Desorption des vorderen Rotors für die adsorptionsresistente Substanz zu verbessern, welche sowohl für die Adsorptionseffizienz wie auch für die Desorptionseffizienz klein sind. In Verbindung mit den durch die vorher beschriebenen Merkmale erzielten Wirkungen dieser Erfindung, wobei der mittlere Porendurchmesser der feinen Aktivkohle, welche den vorderen Rotor bildet, größer ist als der der Aktivkohle, welche den hinteren Rotor bildet, ist es möglich, die Adsorptions- und Desorptionswirkungsgrade des vorderen Rotors nicht nur für die den mittleren Moleküldurchmesser besitzenden zu adsorbierenden Substanzen, sondem auch für die desorptionsresistente Substanz, welche zu einem kleinen Teil in dem zu behandelnden Gas enthalten ist, weiter zu erhöhen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung hat der vordere Rotor eine kleinere Dicke entlang der Rotationsachse als der hintere Rotor.
Die desorptionsresistente Substanz, wie z.B. ein hochsiedendes Lösungsmittel ist leicht adsorbierbar, und deshalb kann die Breite des adsorbierenden Bereichs, der diese Substanz adsorbiert, relativ klein sein. Weiterhin wird für den Fall, daß die Menge der desorptionsresistenten Substanz kleiner ist als die Menge der zu adsorbierenden Substanz mit mittlerem Moleküldurchmesser, keine Sättigung der Substanz im Rotor stattfinden, selbst wenn der Rotor eine relativ kleine Dicke hat. Basierend auf diesen und anderen Gründen wird es, wenn das oben beschriebene zusätzliche Merkmal der Erfindung eingesetzt wird, möglich, die Höhe des Temperaturabfalls in dem Recyclinggas, welches von einer Recyclinggas-Einlaßöffnung zu einer Recyclinggas-Auslaßöffnung im desorbierenden Bereich des vorderen Rotors fließt, im Verhältnis zum hinteren Rotor zu reduzieren. Somit kann der Desorptionsprozeß für die desorptionsresistente Substanz, welche ursprünglich im Vergleich zu der zu adsorbierenden Substanz mit mittlerem Moleküldurchmesser schwer zu desorbieren ist, unterstützt werden, indem die hohe Temperatur des Recyclinggases aufgrund der oben beschriebenen Reduktion des Temperaturabfalls aufrecht erhalten wird. In Verbindung mit den durch das Vorhergehende erzielten Effekten, wird es durch dieses zusätzliche Merkmal möglich, den Desorptionswirkungsgrad für desorptionsresistente Substanzen weiter zu verbessern. Vorzugsweise werden die adsorbierenden Bereiche im wesentlichen in den gleichen Rotationsabschnitten des vorderen und des hinteren Rotors angeordnet.
Die oben beschriebene Konstruktion kann beispielsweise, wie in Fig. 1 dargestellt, verwirklicht werden. Da der vordere und der hintere Rotor in verschiedene Richtungen gedreht werden, ist die Richtung, in der die Konzentration der Substanz im zu behandelnden Gas G, welches den adsorbierenden Bereich A2 des hinteren Rotors erreicht, wegen des Verbleibs von Substanz nach dem Durchgang durch den vorderen Rotor stetig ansteigt (d.h. die Richtung, die der Umdrehungsrichtung r1 des vorderen Rotors entspricht), entgegengesetzt zu der Richtung, in welcher die Adsorptionsleistung wegen des stetigen Anstiegs der Substanzanhäufung nach Passieren des desorbierenden Bereichs B2 des hinteren Rotors allmählich schlechter wird (d.h. der Richtung die der Umdrehungsrichtung r2 des hinteren Rotors 2 entspricht).
Folglich erreicht der Teil des zu behandelnden Gases G, welcher die hohe Substanzkonzentration hat, im allgemeinen die im Verhältnis zur Umdrehungsrichtung r2 stromaufwärtige Seite des Adsorptionsbereichs A2 des hinteren Rotors 2, wo die Adsorptionswirkung relativ hoch ist. Deshalb wird diese relativ hohe Adsorptionswirkung sehr effizient ausgenutzt, um die große Menge der Substanz, die im zu behandelnden Gas G enthalten ist, zu adsorbieren und einzufangen. Andererseits hat der übrige Teil des zu behandelnden Gases, welcher die stromabwärtige Seite des Adsorptionsbereichs A2 des hinteren Rotors 2 erreicht, wo die Adsorptionswirkung verhältnismäßig nachgelassen hat, eine kleine Substanzkonzentration. Da die Menge der im Gas beinhalteten Substanz klein ist, kann diese kleine Menge an Substanz trotz der Reduktion der Adsorptionswirkung zuverlässig adsorbiert und eingefangen werden.
Als Ergebnis der beschriebenen Funktionen kann, mit der Beziehung zwischen dem vorderen und hinteren Rotor, entsprechend der Konstruktion dieser Erfindung, die Adsorptionswirkung der entsprechenden Rotoren voll ausgenutzt werden; folglich wurde es möglich, ohne die Dicke der beiden Rotoren in axialer Richtung zu erhöhen, die Menge der Substanz, die beim Durchgang durch die Rotoren uneingefangen bleibt, im Vergleich mit dem konventionellen Apparat zu verringern. Die Erfindung hat somit eine Verbesserung der Behandlungsleistung des Rotationsgasbehandlungsapparats diesen Typs erreicht, wobei die Probleme mit der Vergrößerung des Apparats, der Erhöhung des Energieverbrauchs und der Erhöhung der Kosten des Apparats vermieden wurden.
Eine andere Möglichkeit zur Erreichung der Behandlungsleistung ist in Fig. 3 dargestellt. Während die Rotoren 1 und 2 in dieselbe Richtung r gedreht werden, ist das anordnende Gebiet des adsorbierenden Bereichs 1 und des desorbierenden Bereichs B1 des vorderen Rotors um 180º gegen das anordnende Gebiet des adsorbierenden Bereichs A2 und des desorbierenden Bereichs B2 des hinteren Rotors versetzt. Also wird ein Teil des zu behandelnden Gases G, welches einen bezüglich der Umdrehungsrichtung R stromaufwärtigen Teil All des Adsorptionsbereichs A1 des vorderen Rotors 1 passiert hat und deshalb im allgemeinen eine geringere Substanzkonzentration besitzt, gezwungen, den in Umdrehungsrichtung stromabwärtigen Teil A22 des Adsorptionsbereichs A2 des hinteren Rotors 2 zu erreichen. Andererseits wird ein anderer Teil des zu behandelnden Gases G, der einen in Drehrichtung R stromabwärtigen Teil A12 des Adsorptionsbereichs des vorderen Rotors 1 passiert hat und deshalb im allgemeinen eine hohe Substanzkonzentration aufweist, gezwungen, einen in Umdrehungsrichtung stromaufwärts liegenden Teil A21 des Adsorptionsbereichs A2 des hinteren Rotors 2 zu erreichen.
Mit der beschriebenen alternativen Methode tritt jedoch, solange der vordere Rotor 1 und der hintere Rotor 2 in dieselbe Richtung R gedreht werden, sowohl im in Umdrehungsrichtung stromaufwärts liegenden Teil A21 wie auch im stromabwärtsliegenden Teil A22 des Adsorptionsbereichs A2 des hinteren Rotors 2, Ubereinstimmung zwischen der Richtung, in der die Substanzkonzentration des zu behandelnden Gases geht, zunimmt und der Richtung, in der der Adsorptionseffekt des hinteren Rotors per se nachläßt, ein. Folglich wird die Verbesserung der Behandlungsleistung aus den gleichen Gründen, wie sie in Verbindung mit dem konventionellen Apparat erwähnt wurden, eher begrenzt sein. In dieser Hinsicht ist die Konstruktion mit den Merkmalen dieser Erfindung vorteilhafter für die Verbesserung der Behandlungsleistung.
Im folgenden wird eine weitere Methode vorgestellt. Während der vordere Rotor und der hintere Rotor in derselben Richtung gedreht werden, wird eine Rührvorrichtung in den Gasdurchfluß, der sich zwischen dem adsorbierenden Bereich des vorderen Rotors und dem adsorbierenden Bereich des hinteren Rotors befindet, eingebracht, so daß die Rührvorrichtung die Substanz-Konzentration des zu behandelnden Gases, das den adsorbierenden Bereich des hinteren Rotors erreicht, in Rotationsrichtung nivelliert. Die alternative Methode benötigt jedoch den Zusatz einer Rührvorrichtung Die Konstruktion des Apparats wird dadurch eher komplizierter und die Kosten des Apparats werden steigen. Darüber hinaus kann dieser Apparat nicht die Verbesserung der Einfangleistung, die auf dem Kompensationseffekt beruht, welcher die Eigenschaft, daß der Adsorptionseffekt auf stromaufwärtiger Seite höher und auf der stromabwärtigen Seite des adsorbierenden Bereichs des hinteren Rotors niedriger ist und die Tendenz, daß die Substanzkonzentration in Umdrehungsrichtung nicht einheitlich ist, ausnutzt, erreichen. Auch in dieser Hinsicht ist die Konstruktion des Apparats mit den erfindungsgemäßen Merkmalen vorteilhafter.
Im weiteren wird ein weiteres Merkmal dieser Erfindung vorgestellt. Der adsorbierende Bereich des vorderen Rotors und der adsorbierende Bereich des hinteren Rotors sind im wesentlichen in denselben Rotationsabschnitten der Rotoren angeordnet.
Mit diesem weiteren charakteristischen Merkmal wird es möglich, die Wirkungen der ersten Merkmale im wesentlichen in den ganzen Abschnitten der Adsorptionsbereiche sowohl des vorderen wie auch des hinteren Rotors zu erreichen und somit die Behandlungsleistung weiter zu verbessern. Gemäß einem weiteren Merkmal dieser Erfindung ist eine Führungsplatte zwischen dem Adsorptionsbereich des vorderen Rotors und dem Adsorptionsbereich des hinteren Rotors im Gasdurchfluß des zu behandelnden Gases vorgesehen, um die Ablenkung des zu behandelnden Gases in Umdrehungsrichtung zu begrenzen.
Mit diesem weiteren charakteristischen Merkmal verhindert die ablenkungsbegrenzende Funktion der Führungsplatte, daß sich die in Drehrichtung höhere Substanzkonzentration im zu behandelnden Gas, welches den adsorbierenden Bereich des vorderen Rotors durchströmt hat, in Drehrichtung ausgleicht, so daß die Substanzkonzentration, die nach dem Durchgang durch den adsorbierenden Bereich des vorderen Rotors in Drehrichtung höher ist, erhalten bleibt bis das Gas den adsorbierenden Bereich des hinteren Rotors erreicht. Dadurch kann in Verbindung mit der oben beschriebenen Beziehung zwischen dem vorderen und dem hinteren Rotor, der Effekt des ersten Merkmals verstärkt werden und somit kann eine weitere Verbesserung der Behandlungsleistung erreicht werden.
Vorzugsweise wird es, wenn der vordere Rotor eine verringerte Dicke in Richtung der Rotationsachse, d.h. in Flußrichtung des zu behandelnden Gases oder des Recyclinggases hat, möglich, den Druckverlust im Durchfluß des zu behandelnden Gases oder im Durchfluß des Recyclinggases innerhalb des gesamten Apparates zu reduzieren und somit den Energieverbrauch des Propellers zu senken.
Vorzugsweise kann der Antriebsmechanismus so konstruiert werden, daß der vordere und der hintere Rotor mit festgelegten verschiedenen Geschwindigkeiten gedreht werden.
Mit diesem weiteren Merkmal, den unterschiedlichen Umdrehungsgeschwindigkeiten der zwei Rotoren, haben die Gase, welche die zu adsorbierende Substanz enthalten, beim Erreichen des vorderen Rotors eine andere Substanzkonzentration als beim Erreichen des hinteren Rotors. So wird es möglich, die Rotoren abhängig von den spezifischen Konzentrationen mit den Geschwindigkeiten zu drehen, mit denen man den besten Adsorptions-Desorptions-Wirkungsgrad erreicht.
Da der vordere und der hintere Rotor somit ihren maximale Adsorptions-Desorptions-Wirkungsgrad erreichen können, kann der ganze Apparat der Erfindung eine viel höhere Substanz-Trennungs- und Einfang-Effizienz für das zu behandelnde Gas erreichen, als ein konventioneller Apparat dieses Typs.
Weiterhin ist es denkbar, den Antriebsmechanismus so einzurichten, daß er den vorderen und den hinteren Rotor mit einstellbaren Umdrehungsgeschwindigkeiten antreibt.
Mit dieser Einrichtung, die die Einstellung der Umdrehungsgeschwindigkeiten erlaubt, kann der Apparat wirksam mit jedem Wechsel, der in der Substanzkonzentration im zu behandelnden Gas auftreten kann, fertig werden. Weitere Teile, Merkmale und Effekte der Erfindung werden durch die folgende beispielhafte detaillierte Beschreibung der Ausführung der Erfindung mit Bezug auf begleitende Zeichnungen klarer werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen:

Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführung eines Gasbehandlungsapparates, wie sie dieser Erfindung entspricht, wobei
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht ist, die schematisch eine Konstruktion des erfindungsgemäßen Apparates zeigt,
Fig. 2 ein vertikaler Schnitt,
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine alter native Ausführung zeigt,
Fign. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführung der Erfindung, in der
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht ist, die schematisch eine Konstruktion eines Apparats dieser Ausführung zeigt,
Fig. 5 ein vertikaler Schnitt,
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Ausführung dieser Erfindung zeigt,
Fign. 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführung der Erfindung, in der
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Apparat dieser Ausführung zeigt und
Fig. 8 ein vertikaler Schnitt,
Fig. 9 ist ein Schaubild, welches die Beziehung zwischen der Konzentration der zu behandelnden Substanz, der Umdrehungsgeschwindigkeit und dem Adsorptions-Desorptions-Wirkungsgrad darstellt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungen

Fign. 1 und 2 zeigen einen Rotationsgasbehandlungsapparat für die Reinigung eines zu behandelnden Gases, wie z.B. Abluft aus einer Spritzkabine durch Trennung und Einfangen des Farblösungsmittelanteils oder dergl., welcher in der Abluft enthalten ist.
Der Apparat enthält ein Paar scheibenförmige Rotoren 1 und 2, die beide im wesentlichen aus fasriger feiner Aktivkohle (ein Beispiel einesadsorbens) gemacht sind und eine Honigwabenstruktur besitzen, und dadurch eine Gaseinleitung entlang der Rotationsachse P erlauben. Die Rotoren 1 und 2 stehen sich innerhalb eines Gehäuses 3 in einem geeigneten Abstand koaxial gegenüber.
Das Gehäuse 3 bildet einen durchgehenden Durchfluß GF des zu behandelnden Gases. In diesem Gasdurchfluß wird das zu behandelnde Gas G erst durch das vordere Ende in Richtung der Rotoren (d.h. in Richtung der Rotationsachse P der Rotoren 1 und 2) eingebracht. Das Gas wird behandelt, indem es nacheinander durch die Rotoren 1 und 2 in den Teilbereichen A1 und A2 in den im wesentlichen gleichen vorbestimmten Rotationsabschnitten der Rotoren 1 und 2 schließt, dann wird das behandelte Gas durch das andere Ende des Gasdurchflusses herausgelassen.
Weiterhin werden innerhalb des Gehäuses 3 durch Teilung Gasdurchflüsse HF1 und HF2 gebildet, wo Recyclinggas H hoher Temperatur in Teilbereichen B1 und B2, die sich im wesentlichen in den gleichen vorbestimmten Rotationsabschnitten der Rotoren 1 und 2 befinden, durch die Rotoren 1, 2 fließt.
Genauer gesagt, wirken die oben beschriebenen vorbestimmten Teilregionen A1, A2, in denen das zu behandelnde Gas G in den Rotationsabschnitten der Rotoren 1, 2 durch die Rotoren fließt, als adsorbierende Bereiche. Genauso wirken die anderen vorbestimmten Teilregioenen B1, B2, durch die das Recyclinggas H strömt, als desorbierende Bereiche. Während des Betriebs, bei dem sich die beiden Rotoren 1 und 2 drehen, wird die im zu behandelnden Gas befindliche zu adsorbierende Substanz (z.B. Farblösungsmittel oder dergl., das sich in der Abluft einer Spritzkabine befindet), durch die Aktivkohle, die die Rotoren 1 und 2 bildet, adsorbiert. Diese adsorbierte Substanz wird in den desorbierenden Gebieten B1, B2 aus der feinen Aktivkohle, die die Rotoren 1 und 2 bildet, in das Hochtemperatur-Recyclinggas H desorbiert. Da die Adsorption und Desorption wiederholt durchgeführt werden, trennt der Apparat kontinuierlich das Farblösungsmittel oder dergl. von der Abluft in dem zu behandelnden Gas und fängt es ein.
Die Durchflüsse des Recyclinggases HF1 und HF2 für die desorbierenden Bereiche B1, B2 der Rotoren 1 und 2 sind als ein durchgehender Durchfluß konstruiert. Zwischen den desorbierenden Bereichen B1 und B2 der beiden Rotoren 1 und 2 ist in diesen kontinuierlichen Durchfluß des Recyclinggases HF1 und HF2 eine Zwischenheizung 4 eingebracht, die das Recyclinggas, dessen Temperatur während seines Durchgangs durch den stromaufwärts liegenden Desorptionsbereich B2 verringert wurde, aufheizt.
Das Recyclinggas H, welches nacheinander die zwei desorbierenden Bereiche B1 und B2 durchströmt hat, wird dann einem Brenner zugeführt, in welchem die lösungsmittelhaltige Substanz, die sich im Recyclinggas H befindet, einem Verbrennungsprozeß unterzogen wird.
Um die beiden Rotoren 1 und 2 zu drehen, ist eine Antriebswelle 1a für den vorderen Rotor 1 vorhanden, die so angebracht ist, daß der adsorbierende Bereich im Verhältnis zum Durchfluß des zu behandelnden Gases stromaufwärts liegt. Eine weitere Antriebswelle 2a ist für den hinteren Rotor 2 vorhanden, die so angebracht ist, daß der adsorbierende Bereich im Verhältnis zum Durchfluß des zu behandelnden Gases GF stromabwärts liegt. Die beiden Antriebswellen 1a und 2a sind unabhängig voneinander. Bei den Drehantrieben der beiden Rotoren 1 und 2 sind die Drehrichtungen r1 für den vorderen Rotor 1 und r2 für den hinteren Rotor 2 einander entgegengesetzt.
Genauer gesagt ist die Konzentration der zu adsorbierenden Substanz nach Durchfluß des zu behandelnden Gases G durch den adsorbierenden Bereich A1 des vorderen Rotors wegen der inhärenten Eigenschaften des Rotationstyps der Adsorptions-Desorptions-Methode tendenziell auf der relativ zur Drehrichtung r1 stromabwärts gelegenen Seite des Rotors 1 eher höher, und das zu behandelnde Gas G, welches im allgemeinen diese ungleiche Konzentrationsverteilung hat, wird eher unverändert den adsorbierenden Bereich A2 des hinteren Rotors 2 erreichen. Aus diesem Grund werden, wie oben beschrieben, der vordere Rotor 1 und der hintere Rotor 2 in entgegengesetzte Richtungen gedreht. Deshalb ist im adsorbierenden Bereich A2 des hinteren Rotors 2 die Richtung, in der die Substanzkonzentration im zu behandelnden Gas G , welches diesen Bereich erreicht, ansteigt (d.h. die Richtung, die der Drehrichtung r1 des vorderen Rotors entspricht) der Richtung, in der die Adsorptionsleistung wegen des stetigen Anstiegs der Menge der akkumulierten Substanz per se stetig schlechter wird, entgegengesetzt (d.h. der Richtung, die der Drehrichtung r2 des hinteren Rotors r2 entspricht).
Im allgemeinen folgt daraus, daß der Teil des zu behandelnden Gases G, der die höchste Substanzkonzentration hat, die relativ zur Drehrichtung stromaufwärtige Seite des adsorbierenden Bereichs A2 des hinteren Rotors 2 erreicht, wo die Adsorptionswirkung relativ hoch ist. Deshalb ist diese relativ große Adsorptionswirkung sehr effizient ausgenutzt, um einen großen Teil der Substanz, welche in dem zu behandelnden Gas G enthalten ist, zu adsorbieren und einzufangen. Andererseits kommt auf der stromabwärtigen Seite des adsorbierenden Gebietes A2 des hinteren Rotors 2, wo die Adsorptionswirkung verhältnismäßig nachgelassen hat, der übrige Teil des zu behandelnden Gases G an, der eine relativ kleine Substanzkonzentration hat. Deshalb kann, trotz der Verringerung der Adsorptionswirkung, weil die Menge an im Gas enthaltener Substanz klein ist, diese kleine Menge verläßlich adsorbiert und eingefangen werden. Im Ganzen gesehen erreicht diese Anordnung eine Verbesserung der Trennungs-Einfang-Leistung der zu adsorbierenden Substanz, d.h. der Behandlungsleistung des Apparats bezüglich des zu behandelnden Gases.
In den Zeichnungen bezeichnet eine Bezugsnummer 5 eine Führungsplatte, welche die Ablenkung des zu behandelnden Gases in Drehrichtung der Rotoren begrenzt, wobei die Führungsplatte zwischen dem absorbierenden Bereich A1 des vorderen Rotors 1 und dem adsorbierenden Bereich A2 des hinteren Rotors 2 im Durchfluß des zu behandelnden Gases GF vorgesehen ist. Damit verhindert die Führungsplatte, daß die Substanzkonzentration, die, nachdem das zu behandelnde Gas den adsorbierenden Bereich A1 des vorderen Rotors 1 passiert hat, in Drehrichtung höher ist, bezüglich der Drehrichtung gleichmäßig verteilt wird, so daß die nach Durchfluß durch den adsorbierenden Bereich A1 des vorderen Rotors 1 in Drehrichtung höhere Konzentration erhalten bleibt, bis das Gas den adsorbierenden Bereich A2 des hinteren Rotors 2 erreicht. Zusätzlich zu der Verbesserung der Behandlungsleistung, die durch die entgegengesetzten Drehrichtungen r1 und r2 des vorderen Rotors 1 und des hinteren Rotors 2 erzielt werden, verbessert die Führungsplatte folglich weiter die Behandlungsleistung.
Eine weitere Ausführung dieser Erfindung wird im folgenden beschrieben.
Wie in Fign. 4 und 5 gezeigt, sind die Rotoren 1 und 2 aus einer fasrigen, adsorbierenden Honigwabenstruktur aufgebaut. Erfindungsgemäß hat die feine Aktivkohle, die den vorderen Rotor 1 bildet, welcher sich auf der stromaufwärtigen Seite im Gasdurchfluß des zu behandelnden Gases befindet, einen größeren mittleren Porendurchmesser (d) als die feine Aktivkohle, die den Rotor 2 bildet, welcher sich auf der stromabwärtigen Seite befindet. Im besonderen wird die Erfindung für die Behandlung von Abgas aus einer Spritzkabine als zu behandelndes Gas benutzt, welches eine kleine Menge desorptionsresistenter Substanz (z.B. hochsiedende Lösungsmittel, Ketone, die sich in ihren Eigenschaften durch oxydative Zersetzung ändern, polymerisierende Substanzen oder dergl.) beinhaltet, die, da ihr Moleküldurchmesser größer ist als der mittlere Moleküldurchmesser des Lösungsmittels oder beispielsweise ihr Moleküldurchmesser durch eine Änderung der Eigenschaften, die infolge des Adsorptions- und Desorptionsprozesses auftreten, nach dem Adsorptionsprozeß sehr resistent gegenüber Desorption ist.
Die feine Aktivkohle, die für den Aufbau des vorderen Rotors benutzt wird, hat einen mittleren Porendurchmesser d1, der zwischen 25Å und 30Å liegt und zum Adsorbieren und Desorbieren der oben beschriebenen desorptionsresistenten Substanz geeignet ist. Die feine Aktivkohle, die für den Aufbau des hinteren Rotors 2 benutzt wird, hat hingegen einen mittleren Porendurchmesser d2, welcher zwischen 14Å und 23Å liegt und zum Adsorbieren und Desorbieren des gewöhnlichen Lösungsmittels, das den oben beschriebenen mittleren Moleküldurchmesser hat und den Hauptteil der zu adsorbierenden Substanz stellt, geeignet ist.
Das bedeutet, daß es mit der Benutzung der feinen Aktivkohle, die den oben beschriebenen mittleren Porendurchmesser d1 hat, zum Aufbau des vorderen Rotors 1 möglich ist zu verhindern, daß die desorptionsresistente Substanz nach dem Adsorptionsprozeß im vorderen Rotor 1 akkumuliert wird, ohne daraus desorbiert zu werden. Deshalb dient allein der vordere Rotor 1 zum Behandeln der desorptionsresistenten Substanz, die gemeinsam mit dem Hauptteil der zu adsorbierenden Substanz, welche mittleren Moleküldurchmesser hat, im zu behandelnden Gas G enthalten ist, derart, daß die desorptionsresistente Substanz durch den Adsorptions-Desorptions-Prozeß im vorderen Rotor 1 sauber aus dem zu behandelnden Gas G entfernt wird und somit auch eine Akkumulation der desorptionsresistenten Substanz im hinteren Rotor 2 verhindert wird.
Zu adsorbierende Substanz (das gewöhnliche Lösungsmittel), die den mittleren Moleküldurchmesser hat und den hinteren Rotor 2 erreicht hat ohne im vorderen Rotor 1 adsorbiert und eingefangen worden zu sein, wird effizient aus dem zu behandelnden Gas G durch Adsorptions-Desorptions-Prozeß im hinteren Rotor 2, welcher aus feiner Aktivkohle mit einem mittleren Porendurchmesser d2 besteht, der zum Adsorbieren und Desorbieren der Substanz, welche mittleren Moleküldurchmesser hat, geeignet ist, entfernt. Folglich kann der Apparat als Ganzes effizient die zu behandelnde Substanz mit mittlerem Moleküldurchmesser (das gewöhnliche Lösungsmittel) und die desorptionsresistente Substanz trennen und einfangen, während eine durch Ansammlung von desorptionsresistenter Substanz verursachte Verkürzung der Standzeit der Rotoren 1 und 2 effektiv vermieden wird.
Um die beiden Rotoren 1 und 2 zu drehen, sind eine Antriebswelle 1a für den vorderen Rotor 1 und eine Antriebswelle 2a für den hinteren Rotor 2 als zwei voneinander unabhängige Antriebswellen vorgesehen, so daß die Rotoren 1 und 2 mit voneinander verschiedenen Drehgeschwindigkeiten v1 und v2 gedreht werden können. Die Drehgeschwindigkeit v1 des vorderen Rotors 1 wird kleiner gewählt als die Drehgeschwindigkeit v2 des hinteren Rotors 2 (v1 ( v2). (Zweckmäßigerweise liegt v1/v2 zwischen 0,3 und 0,7.)
Die oben beschriebenen Einstellungen bringen zum Ausdruck, daß im vorderen Rotor die Zeitspanne, die für den Adsorptionsprozeß im adsorbierenden Bereich A1 benötigt wird und die Zeitspannen, die für den Desorptionsprozeß im desorbierenden Bereich B1 benötigt wird länger sind als die entsprechenden Zeitspannen beim hinteren Rotor 2. Damit hat der vordere Rotor 1 höhere Adsorptions- und Desorptionswirkungsgrade für die desorptionsresistente Substanz, welche in kleineren Mengen vorkommt und einen kleineren Adsorptionswirkungsgrad hat als die zu adsorbierende Substanz, die den mittleren Moleküldurchmesser hat.
Zu den Konstruktionen der beiden Rotoren 1 und 2:
Der vordere Rotor 1 hat in Richtung der Rotationsachse P eine kleinere Dicke als der hintere Rotor 2 (11< 12) (Zweckmäßig liegt 11/12 zwischen 0,3 und 0,7.) Mit dieser Anordnung kann im vorderen Rotor der Desorptionsprozeß für die desorptionsresistente Substanz, die ursprünglich im Vergleich mit der zu adsorbierenden Substanz mit mittlerem Moleküldurchmesser schwer zu desorbiern ist, unterstützt werden, indem die hohe Temperatur des Recyclnggases H durch die oben beschriebene Verkleinerung der Temperaturerniedrigung des Recyclinggases H beim Durchfließen des desorbierenden Bereichs B1 des vorderen Rotors 1 von einer Einlaßöffnung zu einer Auslaßöffnung, aufrecht erhalten wird.
Zur weiteren Verbesserung des Desorptionswirkungsgrades der desorptionsresistenten Substanz im vorderen Rotor 1 wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Temperatur t1 des in den Desorptionsabschnitt B1 des vorderen Rotors 1 einzuleitenden Recycling-Gases H höher gewählt als die Temperatur t2 des in den Desorptionsabschnitt B2 des hinteren Rotors 2 einzuspeisenden Recycling-Gases H (beispielsweise mit t1=150ºC und t2=130ºC).
Im folgenden wird eine weitere Ausführung der Erfindung beschrieben. Wie in Fig. 7 und 8 gezeigt, beinhaltet die Antriebseinrichtung zum Drehen sowohl des vorderen Rotors 1, der seinen adsorbierenden Bereich stromaufwärts hat, wie auch des hinteren Rotors 2, der seinen adsorbierenden Bereich stromabwärts hat, als Hauptbestandteile die fest an den Rotoren 1 und 2 montierten Antriebswellen 1a, 2a, einen einzelnen Motor 7 und einen Übertragungsmechanismus 6a, 6b zum Ubertragen des Drehmoments vom Motor 7 zu den entsprechenden Antriebswellen 1a, 2a. Weiterhin werden bei diesem Antriebsmechanismus, um den vorderen Rotor 1 und den hinteren Rotor 2 mit verschiedenen vorbestimmten Geschwindigkeiten zu drehen, die Antriebswelle 1a für den vorderen Rotor 1 und die Antriebswelle 2a für den hinteren Rotor 2 unabhängig voneinander versorgt. Die Übertragungsmechanismen 6a, 6b für die Antriebswellen 1a, 2a werden ebenfalls unabhängig voneinander mit voneinander verschiedenen Transmissionsverhältnissen (d.h. Verhältnis der Umdrehung der angetriebenen Einheit zur antreibenden Einheit) beaufschlagt.
Weiteres zu den vorbestimmten Drehgeschwindigkeiten v1, v2 des vorderen Rotors 1 und des hinteren Rotors 2: Da, wie in Fig. 9 dargestellt, die zum Erreichen des maximalen Adsorptions-Desorptions- Wirkungsgrads (η) benötigte Umdrehungsgeschwindigkeit der Rotoren 1 und 2 sich abhängig von den Substanzkonzentrationen d, d' des zu behandelnenden Gases G ändern kann, ist die vorbestimmte Drehgeschwindigkeit v1 des vorderen Rotors 1 so festgelegt, daß sie einer Drehgeschwindigkeit entspricht, bei der der Adsorptions-Desorptions-Wirkungsgrad (η 1) des vorderen Rotors 1 maximal bezüglich der Substanzkonzentration dl des zu behandelnden Gases G, das den adsorbierenden Bereich Al des vorderen Rotors 1 erreicht, ist. Ähnlich wird die vorbestimmte Drehgeschwindigkeit v2 des hinteren Rotors 2 so festgelegt, daß sie einer Drehgeschwindigkeit entspricht, bei der der Adsortions-Desorptions-Wirkungsgrad (η 2) des hinteren Rotors 2 maximal bezüglich der Substanzkonzentration d2 des zu behandelnden Gases, das den adsorbierenden Bereich A2 des hinteren Rotors 2 erreicht, ist. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 7 und die Transmissionsverhältnisse des Übertragungsmechanismus 6a, 6b sind so festgelegt, daß der vordere Rotor 1 und der hintere Rotor 2 mit den oben beschriebenen vorbestimmten Umdrehungsgeschwindigkeiten v1 und v2 angetrieben werden.
Da der vordere Rotor 1 und der hintere Rotor 2 mit den zur Erreichung der maximalen Adsorptions-Desorptions-Wirkungsgrade (η 1), (η 2) vorbestimmten Umdrehungsgeschwindigkeiten v1 und v2 angetrieben werden, heißt das, daß der Apparat eine sehr hohe Trennungs-Einfang- Effizienz für die Substanz, die im zu behandelnden Gas G enthalten ist, erreicht.
In dem Rotationsabschnitt des hinteren Rotors 2, welcher bezüglich der Rotationsrichtung zwischen dem in Umdrehungsrichtung r2 hinteren Ende des desorbierenden Bereichs B2 und dem vorderen Ende des adsorbierenden Bereichs A2 liegt, ist ein Zwischenbereich C vorgesehen, der mit einem Lüftungs-Luftdurchfluß RF in Verbindung steht. Dieser Lüftungs-Luftdurchfluß steht mit dem Durchfluß GF des zu behandelnden Gases stromabwärts des hinteren Rotors 2 in Verbindung. Der Lüftungs-Luftdurchfluß 2 ist sowohl vom Durchfluß GF des zu behandelnden Gases wie auch vom Recyclinggasdurchfluß HF2 getrennt. Weiterhin ist das stromabwärtige Ende des Lüftungs-Luftdurchflusses RF mit dem Durchfluß GF des zu behandelnden Gases stromaufwärts des vorderen Rotors 1 verbunden.
Das heißt, im Zwischenbereich C, wo das zu behandelnde Gas G unter der Rotationswirkung des hinteren Rotors 2 gerade durch den desorbierenden Bereich B2 geströmt ist, hat der hintere Rotor 2 immer noch eine hohe Temperatur, wodurch der Adsorptionseffekt auf die im zu behandelnden Gas enthaltene Substanz in diesem Bereich des Rotors gering ist, wodurch etwas Substanz durch den Zwischenbereich C entweicht, ohne adsorbiert und eingefangen zu werden.
Deshalb wird das zu behandelnde Gas G, welches durch den Zwischenbereich C geflossen ist, zu dem Durchfluß GF des zu behandelnden Gases, welcher stromaufwärts des vorderen Rotors 1 liegt, zurückbefördert, so daß das Gas erneut der Trennungs-Einfangbehandlung durch den adsorbierenden Bereich A1 des vorderen Rotors 1 und dem nachfolgenden adsorbierenden Bereich A 2 des hinteren Rotors 2 unterliegt. Weiterhin kühlt der hintere Rotor 2 das zu behandelnde Gas G während seines Durchflusses durch den Zwischenbereich C ausreichend, so daß der dem Zwischenbereich C nachfolgende Adsorptionsbereich A2 ab dem vorderen Ende seinen Adsorptionseffekt vollständig erreicht. Dadurch kann die Konstruktion die Substanz effizienter daran hindern, durch den adsorbierenden Bereich A2 des hinteren Rotors 2 zu strömen, ohne dabei adsorbiert und eingefangen zu werden.
Einige weitere Ausführungen werden nachstehend genau beschrieben.
(a) Die Anzahl der vorderen Rotoren 1 und der hinteren Rotoren 2, die in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden, ist nicht auf jeweils einen beschränkt. Es ist denkbar, daß der Apparat von einem oder beiden mehrere enthält.
(b) Die Umdrehungsgeschwindigkeiten des vorderen Rotors und des hinteren Rotors, welche in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden, können gleich oder verschieden voneinander sein. Beispielsweise kann die Umdrehungsgeschwindigkeit des vorderen Rotors auf zwei Umdrehungen pro Minute gesetzt werden, während die Umdrehungsgeschwindigkeit des hinteren Rotors auf 4 Umdrehungen pro Minute gesetzt wird.
(c) Die Führungsplatte 5 der obigen Ausführung kann in Rotationsrichtung mehrfach vorhanden sein oder die Führungsplatte 5 kann ganz weggelassen werden.
(d) Bezüglich der Rotationsabschnitte des vorderen bzw. hinteren Rotors können die adsorbierenden Bereiche A1 und A2 im wesentlichen in den gleichen Teilabschnitten angeordnet sein oder sie können in verschiedenen Teilabschnitten angeordnet sein.
(e) Der Zwischenbereich C und der Lüftungs-Luftdurchfluß RF können weggelassen werden.
(f) Es ist auch denkbar, mehr als drei Rotoren vorzusehen, wobei der erste und der zweite Rotor mit der erfindungsgemäßen Beziehung zwischen vorderem und hinterem Rotor ausgestattet sind und der dritte und vierte Rotor ebenfalls mit der erfindungsgemäßen Beziehung zwischen vorderem und hinterem Rotor ausgestattet sind.
(g) Die Anwendung dieser Erfindung ist nicht darauf beschränkt, die Abluft aus einer Spritzkabine zu behandeln, sie ist auch auf die Behandlung verschiedener anderer Arten von Gasen anwendbar.
(h) Die für die Herstellung der Rotoren benutzte feine Aktivkohle ist nicht auf den Fasertyp beschränkt, es kann auch ein Partikeltyp oder ähnliches. benutzt werden.
(i) Beim Aufbau der Rotoren, die im wesentlichen aus der feinen Aktivkohle bestehen und den Gasdurchfluß in Richtung der Rotationsachse P erlauben, ist die Konstruktion nicht auf den Honigwabentyp beschränkt, sondern kann von jedem anderen Typ sein.
(j) Es ist denkbar, mehr als drei Rotoren vorzusehen. In diesem Fall sollte einfach bestimmt werden, wieviele Rotoren wie der vordere Rotor 1 auf der stromaufwärtigen Seite des kontinuierlichen Gasdurchflusses GF des zu behandelnden Gases angebracht werden sollen, um die desorptionsresistente Substanz zu behandeln.
(k) Es sind verschiedene verbessernde Modifikationen bezüglich der genauen Konstruktion des kontinuierlichen Gasdurchflusses GF des zu behandelnden Gases, in dem die adsorbierenden Bereiche A1, A2 der jeweiligen Rotoren 1 und 2 hintereinander angeordnet sind, möglich (1) In der vorangehenden Ausführung sind die Reciyclinggasdurchflüsse HF1 und HF2, die den Durchfluß des Recyclinggases H zu den desorbierenden Bereichen B1 und B2 der betreffenden Rotoren 1 und 2 erlauben, als ein einziger kontinuierlicher Gasdurchfluß ausgeführt. Stattdessen ist es wie in Fig. 6 gezeigt denkbar, diese als unabhängige Durchflüsse auszuführen. Weiterhin kann. die spezifische Konstruktion dieser Recyclinggasdurchflüsse HF1 und HF2 entsprechend der Zweckmäßigkeit modifiziert werden.
(m) Das Recyclinggas H kann verschiedene Arten von Gas, z.B. Luft sein. Vor allem um einen Anstieg des Desorptionswiderstands der desorptionsresistenten Substanz durch oxydationsbedingte Zersetzung zu verhindern, ist es denkbar, ein inertes Gas, wie N&sub2;-Gas, Ar-Gas, He-Gas oder dergl. oder eine Mischung daraus als Recyclinggas für den vorderen Rotor 1 zu verwenden, um den Desorptionswirkungsgrad des vorderen Rotors bezüglich der desorptionsresistenten Substanz zu erhöhen.
(n) Um den Desorptionswirkungsgrad des vorderen Rotors 1 bezüglich der desorptionsresistenten Substanz zu erhöhen, ist es denkbar, die Einspeisungsmenge des Recyclinggases für den vorderen Rotor 1 bezüglich der Einspeisungsmenge des Recyclinggases für den hinteren Rotor 2 zu erhöhen.
(o) Falls der durchschnittliche Porendurchmesser der feinen Aktivkohle, die den vorderen Rotor 1 bildet, größer als der mittlere Porendurchmesser der feinen Aktivkohle, die den hinteren Rotor 2 bildet, gewählt werden soll, können die genauen Werte des mittleren Porendurchmessers der feinen Aktivkohle, die die Rotoren 1 und 2 bildet, einfach abhängig von der desorptionsresistenten Substanz und der zu adsorbierenden Substanz mit mittlerem Moleküldurchmesser bestimmt werden.
(p) Die Dicke 11 des vorderen Rotors 1 in Richtung der Rotationsachse P und die Dicke 12 des hinteren Rotors 2 in Richtung der Rotationsachse P können passend festgelegt werden, wobei sie von Faktoren wie Adsorptions- und Desorptions-Wirkungsgrad und Druckverlust in den Durchflüssen abhängen.
(q) Bei der Konstruktions des Antriebsmechanismus für den Antrieb des vorderen Rotors 1 und des hinteren Rotors 2 mit verschiedenen Geschwindigkeiten ist es denkbar, anstatt der Konstruktion der vorangehenden Ausführung getrennte unabhängige Motoren für die Rotoren vorzusehen. Auf diese Art kann die spezifische Konstruktion des Antriebsmechanismus geeignet variiert werden, um Verbesserungen zu erreichen.
(r) Es ist für den erfindungsgemäßen Apparat denkbar, die Umdrehungsgeschwindigkeit v1 des vorderen Rotors und die Umdrehungsgeschwindigkeit v2 des hinteren Rotors gemäß den Veränderungen der Substanzkonzentrationen d1 und d2 des zu behandelnden Gases, welches die adsorbierenden Bereiche A1, A2 der entsprechenden Rotoren 1, 2 erreicht, variabel anzupassen. Weiterhin ist es denkbar, daß der Apparat automatisch die oben erwähnte variable Umdrehungsgeschwindigkeitseinstellungsfunktion durch Gebrauch einer Sensoreinheit steuert.

Claims

1. Rotationsgasbehandlungsapparat mit einem vorderen Rotor (1) und einem hinteren Rotor (2), die in einem Gehäuse (3) gehalten sind, wobei jeder Rotor ein gas-adsorbierendes Material aufweist und durch dieses den Durchgang von Gas in der Richtung der Rotationsachse (P) dieser Rotoren gestattet, wobei dort relativ zu bestimmten Rotationsabschnitten der Rotoren (1,2) adsorbierende Bereiche (A1,A2) zur Einführung eines zu behandelnden Gases in die Rotoren (1,2) entlang der Rotationsachse (P) definiert sind, sowie desorbierende Bereiche (B1,B2) zur Einspeisung eines Recyclinggases (H) in der Richtung dieser Rotationsachse (P); wobei der vordere Rotor (1) und ein hinterer Rotor (2) in einem Gehäuse (3) untergebracht sind;

wobei der adsorbierende Bereich (A1) für den vorderen Rotor (1) und der adsorbierende Bereich (A2) für den hinteren Rotor (2) einem kontinuierlichen Gasdurchfluß (GF) ausgesetzt sind, relativ zu dem der vordere Rotor (1) stromaufwärts zum hinteren Rotor (2) liegt;

wobei der desorbierende Bereich (B1) des vorderen Rotors (1) und der desorbierende Bereich (B2) des hinteren Rotors (2) Durchflüssen (HF1,HF2) von Recyclinggas ausgesetzt sind, die separat von dem kontinuierlichen Gasfluß (GF) angeordnet sind;

dadurch gekennzeichnet, daß das adsorbierende Material, das den vorderen Rotor (1) bildet, einen mittleren Porendurchmesser (d) besitzt, der größer ist als der mittlere Porendurchmesser des adsorbierenden Materials, das den hinteren Rotor (2) bildet.

2. Rotationsgasbehandlungsapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebseinrichtungen derart vorgesehen sind, daß die Rotationsrichtung (r1) des vorderen Rotors (1) und die Rotationsrichtung (r2) des hinteren Rotors (2) gegeneinander gerichtet sind.

3. Rotationsgasbehandlungsapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Führungsplatte (5) zur Begrenzung der Ablenkung des Gasdurchflusses in Richtung der Rotationsrichtungen (r1,r2) der Rotoren (1,2) zwischen dem adsorbierenden Bereich (A1) des vorderen Rotors (1) und dem adsorbierenden Bereich (A2) des hinteren Rotors (2) in dem Gasdurchfluß (GF) vorgesehen ist.

4. Rotationsgasbehandlungsapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenbereich (C) im Rotationsbereich des hinteren Rotors (2) vorgesehen ist, der, relativ zur Rotationsrichtung des hinteren Rotors (2) auf den desorbierenden Bereich (B2) folgt und vor dem adsorbierenden Bereich (A2) liegt; und daß dieser Zwischenbereich (C) mit dem Gasdurchfluß (GF) auf der stromaufwärtigen Seite des hinteren Rotors (2) in Verbindung steht und auf der stromabwärts gelegenen Seite des hinteren Rotors (2) mit einem Lüftungsluftdurchfluß (RF) in Verbindung steht, der sowohl vom Gasdurchfluß (GF) und dem Recyclingluftdurchfluß (HF2) abgetrennt ist.

5. Rotationsgasbehandlungsapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den desorbierenden Bereichen (B1,B2) der beiden Rotoren (1,2) eine Heizeinrichtung (H) zwischengeschaltet ist, um das Recyclinggas, dessen Temperatur beim Durchgang durch den stromaufwärts gelegenen desorbierenden Bereich abgefallen ist, zu erhitzen.

6. Rotationsgasbehandlungsapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das adsorbierende Material, das die Rotoren (1,2) bildet, feine Aktivkohle beinhaltet.

7. Rotationsgasbehandlungsapparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Porendurchmesser (d1) der Aktivkohle, die den vorderen Rotor (1) bildet, mehr als 1,1-fach größer ist als der mittlere Porendurchmesser (d2) derjenigen Aktivkohle, die den hinteren Rotor (2) bildet, und daß der mittlere Porendurchmesser (d1) nicht größer ist als 35Å.

8. Rotationsgasbehandlungsapparat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Porendurchmesser (dl) der Aktivkohle, die den vorderen Rotor (1) bildet, etwa zwischen 24Å und 30Å liegt, und daß der Porendurchmesser (d2) der Aktivkohle, die den hinteren Rotor (2) bildet, etwa im Bereich zwischen 14Å und 23Å liegt.

9. Rotationsgasbehandlungsapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Rotor (1) eine Dicke (L1) besitzt, die geringer ist als die Dicke (L2) des hinteren Rotors (2) in der Richtung der Rotationsachse (P) gesehen.

10. Rotationsgasbehandlungsapparat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (L1/L2) zwischen der Dicke (L1) des vorderen Rotors (1) und der Dicke (L2) des hinteren Rotors (2) im Bereich zwischen 0,3 und 0,7 liegt

11. Rotationsgasbehandlungsapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflüsse (HF1,HF2) für das Recyclinggas einschließlich der desorbierenden Bereiche (B1,B2) der Rotoren (1,2) unabhängig voneinander ausgebildet sind.

12. Rotationsgasbehandlungsapparat nach einem der Ansprüche 1 bi 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizeinrichtung (4) zur Erhitzung des Recyclinggases (H) auf der stromaufwärts gelegenen Seite des desorbierenden Bereichs (B1) des vorderen Rotors (1) vorgesehen ist.

13. Rotationsgasbehandlungsapparat nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Antriebsvorrichtung (1a,2a,7,6a,6b) zur Rotation des vorderen Rotors (1) und des hinteren Rotors (2) mit vorgegebenen Umdrehungsgeschwindigkeiten (v1,v2) vorgesehen ist, die verschieden voneinander sind.

14. Rotationsgasbehandlungsapparat nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebseinrichtung (1a,2a,5,6a,6b) die Umdrehungsgeschwindigkeiten (v1,v2) des vorderen und des hinteren Rotors (1,2) variabel aufeinander abstimmt.

15. Rotationsgasbehandlungsapparat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (1a,2a,5,6a,6b) Drehwellen (1a,2a) für die Rotoren beinhaltet, einen Motor (5) und Ubertragungseinrichtungen (6a,6b) zur Übertragung des Drehmomentes des Motors (5) auf die Drehwellen (1a,2a), wobei die Übertragungseinrichtungen (6a,6b) verschiedene Übertragungsverhältnisse aufweisen.

16. Rotationsgasbehandlungsapparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas (G) nach seinem Durchgang durch den Zwischenbereich (C) über den Lüftungsluftdurchfluß (RF) wieder zum Gasdurchgang (GF) zurückgeführt wird.

17. Rotationsgasbehandlungsapparat nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüftungsluftdurchfluß (RF) mit seinem stromabwärtigen Ende mit dem Gasdurchfluß (GF) auf der stromaufwärts liegenden Seite des vorderen Rotors (1) verbunden ist.

18. Rotationsgasbehandlungsapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das adsorbierende Material, das die Rotoren (1,2) bildet, faserige Aktivkohle beinhaltet.