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Es ist bekannt, Adsorbentien, wie z.B.
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Aktivkohle, die zur Ahscheidung von. Gasen oder Dämpfen gedient haben
und danach durch Ausdämpfen von den adsorbierten Stoffen befreit wurden, durch Behandeln
mit solchen Gasen wieder auf den Adsorptionsprozeß vorzubereiten, die aus der Abgasleitung
eines in Beladung befindlichen Adsorbers entnommen sind. Es ist auch bekannt, zur
Trocknung und Kühlung einen Teil der Abgase eines in Beladung befindlichen Adsorbers
durch einen ausgedämpften Adsorber im Kreislauf zu führen. Schließlich ist es auch
bekannt, von zwei oder mehreren Adsorbern den oder die in Beladung befindlichen
Adsorber überzubeladen und die Abgase dieser Adsorber von Beginn der überbeladung
an zur Trocknung und zur Kühlung durch ausgedämpfte Adsorber hindurchzuführen.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen und Kühlen von
Adsorbentien in hintereinandergeschalteten Adsorbern mit Hilfe des Abgases eines
in Beladung befindlichen Adsorbers, das durch den@ bzw. die zu trocknenen und zu
kühlenden Adsorber im Kreislauf geführt wird, und besteht darin, daß zur Kühlung
des bzw. der zu kühlenden Verfahren zum Trocknen und Kühlen von Adsorbentien
Adsorber
eine größere Gasmenge angewendet wird als zur gleichzeitigen Trocknung des bzw.
der zu trocknenden Adsorber, so daß die Kühlperiode gleich groß wie die Trockenperiode
oder wenig größer als diese wird.
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Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß die zur Trocknung
und Kühlung im Kreislauf geführten Casmengen dem Hauptgastrom überlagert werden,
d. h. besonder Gasströme bilden, die zusätzlich zur Hauptgasstrommenge durch die
Adsorber geführt werden.
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Zur Verwirklichung des Erfindungsgedankesn kann in verschiedener
Weise verfahren werden. So kann man z. B. die Anordnung in der Weise treffen. daß
die in den Gasstrom hintereinandergeschalteten, zu kühlenden und zu trocknenden
Adsorber in getrennten Kreisläufen gekühlt und getrocknet werden, d. h. also, daß
der Abgasstrom hinter dem oder den zu kühlenden Adsorbern in verschieden große Teilströme
geteilt und die Teilströme unter Verwendung besonderer Gebläse dem Hauptgasstrom
unter Kreislaufführung überlagert werden. Man Kann den Erfindungsgedanken aher auch
ohne Teilung in einen Kühl- und Trockengasstrom in nicht unterteiltem Kreislauf
mit nur einem Kreislaufgebläse durchführen, wenn man in der Weise verfährt, daß
man, machdem Das Gas eine bestimmte Zeit durch die zu kühlenden und zu trocknenden
Adsorber unter jeweiliger Kühlung und Aufheizung hindurchgeführt ist. die Aufheizung
des Gases voc dem bzw. den zu trocknenden Adsorbern abbricht und von diesem Zeitpubunkt
an das Gas ohne Zwischenaufheizung, jedoch unter Kühlung und Kreislaufüberlagerung
wie vorbher durch die Adsorber hindurchführrt. Bei der letzterwaähnten Ausführungsform
wird, da die Aufheizung vorzeitig abgebrochen wird und somit mit der Kühlung dieses
Adsorbers bereits begonnen wird, während der andere Adsorbersich noch in der Kühlperiode
befindet, eine zusätzliche Kühlung erzielt, die zusammen mit der eigentlichen Kühlzeit
bewirkt, daß durch den adsorber wesentlich höhere Kühlgasmengen hindurchgehen, als
für die Trocknung verwendet werden.
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Durch die Arbeitsweise gemäß Erfindung werden bei der Durchführung
von Adsorptionsprozessen ganz erhebliche Vorteile erzielt. Wie bekannt ist, beansprucht
bei Adsorptionsprozessen die Kühlung des Adsorptionsmittels in der Regel eine längere
Zeit als die übrigen Vorgänge. Beim Arbeiten mit hinterinandergeschalteten Adsorbern
werden aus diesem Grun de die Schaltperioden, in denen die Reihenfolge der Adsorber
gewechselt wird, nach der längeren für die Kühlung notwendigen Zeit bemessen, Obwohl
die Beladung, Ausdämpfung und Trocknung längst beendet sind, muß infolgedessen mit
dem Umschalten gewartet werden, bis auch die Kühlung ihr Ende gefunden hat. Diese
Verhältnisse hat man bisher bein Arbeiten mit hintereinandergeschalteten Adsorbern
als unvermeidbar angesehen und darum die Größe der Anlage entsprechend bemessen
bzw. die mit einer solchen Arbeitsweise verbundenen Energie- un Wärmeverluste hingenommen.
Diese bisher für unvermeidbar geltenden Arbeitsverhältnisse werden num durch die
Erfindung dadurch geändert, daß fur die ls uhlung eine großere Gasmenge in Anwendung
gebracht wird als für die Trocknung. Die Folge hiervon ist, daßder Kühlvorgang zeitlich
ganz erheblich gekürzt wird und infolgedessen gegenüber der bisherigen Arbeitsweise
unerwartete Ersparnisse bei der Anlagebemessung und in der Energie- und Wärmewirtschaft
dr Analge erzielt wereden.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung wird an Hand der Zeichnung nachfolgend
näher erläutert. In der Zeichnung sind in Nbb. 1 und 2 Anlagen zur Ausführung des
Verfahrens in schematischer Darstellung rviedergegeben.
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In den Abbildungen sind mit A1 bis A3 Adsorber bezeichnet, G, G1
und G2 sind Gebläse, Während mit K1 und K2, Kühler bezeichnet sind. E ist der jeder
Anlage beigegebene Erhitzer.
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Das Verfahren der Erfindung spielt sich nun mit der in Abb. I wiedergegebenen
Anlage wie folgt ab: Es möge angenommen werden, daß Adsorber A1 sich in Beladung
befindet Dann befindet sich Adsorber A2 in Kühlung, während Adsorber A3 getrocknet
wird. Das Rohgas tritt in Richtung des Pfeiles in den Adsorber A1 ein, und das aus
diesem Adsorber austretende Abgas gelangt sodann über das Gebläse G1 und über den
Kühler K1 in den Adsorber A2, der gekühlt wird. nach Verlassen des Adsorbers A2
tritt der Abgasstrom über die Leitung 1in den Kühler K2 ein, wo aufgenommene Feuchtigkeit
abgeschieden wird. Von hier gelangt das Gas über das Geblüse G2 und den Erhitzer
E als Trochkengas in den Adsorber A3, den es in Richtung des eingezeichneten Pfeiles
wieder verläßt.
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Erfindungsgemäß wird nun von dem in dieser Weise geführten Gasstrom
je eine Gasmenge hinter A2 und A3 abgezweigt und über die Leitungen 2 und 3 im Kreislauf
geführt. Zu gleicher Zeit wird, damit die Gasmenge des Hauptgasstromes durch die
Abzweigung der Gasmengen nicht verringert wird, die Gebläsewirkung entsprechend
erhoht. lntolgedessen fließt nunmehr durch die Hauptgasleitung die gleiche Gasmenge
wie
zu Beginn des Prozesses und gleichzeitig über die Kreisläufe
2 und 3 eine konstante Kreislaufgasmenge, d. h. also, es sind dem Hauptgasstrom
abgezweigt hinter A2 und A3 konstante Gaskreisläufe überlagert. Diese Kreislaufgasströme
sind nun erfindungsgemäß so bemessen,, daß die Gas menge des Kühlgaskrei sl aufes
größer, beispielsweise doppelt so groß ist als die des Trockengaskreislaufes.
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Bei der Anlage nach Abb. 2 ist ebenfalls ein Hauptgasstrom vorgesehen,
und es wird auch hier mit Kreislaufüberlager ung getrocknet und gekühlt. Die Verschiedenheit
in den Gasmengen, die zum Trocknen und Kühlen dienen, wird hier jedoch in anderer
Weise erreicht. Der Hauptgasstrom läuft, wie zu Abb. 1 beschrieben, über Adsorber
A1, Gebläse G, Kühler K1, Adsorber A2, Kühler K2, Erhitzer E und Adsorder A3 durch
die Anlage. Im Adsorber A2 findet hierbei die Kühlung und im Adsurber die Trocknung
statt. Die Kühlung und Trocknung werden durch eine bestimmte Gasmenge, die hinter
A3 abgezweigt und in Richtung des Pfeiles über G, K1, A2, K2, E und A3 dem Hauptgasstrom
überlagert ist, bewirkt. Ist das Gas eine Zeitlang in dieser Weise geführtm, so
wird über die gestrichelte Leitung b-a oder auch d-a der Erhitzer E umgangen, so
daß die Aufheizung des Gases vor Eintritt in den A dsorber A3 unterbleibt. Infolgedessen
werden von nun an beiden Adsorber A2 und A3 nur noch gekühlt, d. h. während vorher
nur Adsorber A2 gekühlt wurde, erfaßt die Kühlung nunmehr auch den Adsorber A3,
Die Kühlung in dieser Weise wird fortgesetzt, bis die Umschaltung erfolgt, so daß
Adsorber A3 in die eignetliche Kühlperiode, Adsor ber A2 in die Beladungsperiode,
Adsorber A1 in die Ausdämpfperiode und ein vierter nicht gezeichneter Adsorber in
die Trockenperiode gelangen. Die Folge dieser Arbeitsweise ist, daß die Kühlgasmenge,
die durch einen Adsorber hindurchgeführt wird, in jeder Schaltperiod größer ist
als die Trockengasmenge. Das Verhältnis kann durch früheres oder späteres Abschalten
des Erhitzers beliebig eingestellt werden.
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Wie aus den vorstehenden Ausführungen hervorgeht, kommt es erfindungsgemäß
auf die bei der Kü hlung zur Einwirkung gelangende, nicht aber auf die im Kreislauf
geführte Gasmenge an. Aus dem oben an Abb. 2 erläuterten Beispiel ist dies besonders
klar erkennbar. Arbeitet man nämlich nach der dort dargestellten Verfahrensanordnung,
so ergibt sich ohne weiteres von selbst, daß die durch den Adsorber A2 und A3 geführte
Gasmenge vor und nach Umgehung des Erhitzers E gleich groß ist und daß nach Umgehung
des Erhitzers lediglich die für den Zweck der Kühlung zur Einwirkung, d. h. also
zur Anwendung kommende Gasmenge grüßer als die für die Trocknung zur Anwendung kommende
Gasmenge wird. Mit anderen Worten: Durch die Umgehung des Erhitzers ändert sich
an der im Kreislauf geführten Gasmenge nichts, sondern es wird hierdurch erreicht,
daß die Trocknung des Adsorbers A3 schon vor Beendigung der Kühlung des Adsorbers
42 abgebrochen und Adsorber A bereits gekühlt wird, während die Kühlung des Adsorbers
A2 noch im Gange ist.