DE834090C - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von adsorbierbaren Stoffen aus Gasen und Daempfen mit Hilfe von Adsorptionsmitteln - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von adsorbierbaren Stoffen aus Gasen und Dämpfen mit Hilfe von Adsorptionsmitteln Bei der adsorptiven Gewinnung von Dämpfen oder Gasen aus ihrell Gemischen mit anderen Gasen odcr Dämpfen nehmen die Adsorptionsmittel, wie Aktivkohle, Kieselsäuregel od. dgl., vielfach auch Stoffe auf, die l>ei der Desorption, z. B. mit Wasserdmapf, nicht oder nur unvollständig wieder ausgetrieloen werden. Diese Stoffe reicheren sich allmählich in den Adsorptionsmitteln an und führen zu einem mehr oder weniger schnellen Rückgang der Adsorptionsfähigkeit.
• Es ist bekannt, diesen Schädigungen der Adsorptionsmittel dadurch entgegenzutreten, daß mit der Desorption eine Extraktion verbunden wurde. Zu diesem Zwecke wurden die Adsorptionsmittel in verhältnismäßig hoher Schicht von etwa I m oder mehr in den Adsorber eingebracht. Beim Durchgang der adsorptiv zu behandelnden Gase oder Dämpfe oder Gasdampfgomische von unten nach oben durch die Adsorptionsmittelschichten wurden die schwer zu desorbierenden Stoffe im wesentlichen in den untersten Adsorptionsmitelschichten festgehalten.
• Wurde bei der Desorption dann Wasserdampf von oloen nach unten durch die Adsorptionsmittelschicht geleitet, so kondensierten die aus den obersten Schichten ausgetriebenen Stoffe in den darunterliegenden Schichten. Das Kondensat floß durch die Adsorptionsmittelschicht abwärts und löste dabei die schwer desorbierbaren Stoffe zu einem mehr oder weniger großen Teil aus den unteren Adsorptionsmittelschichten heraus. Durch diese ständige Entfernung von schwer desorbierbaren Stoffen wurde die Lebensdauer der Adsorptionsmittel verlängert.
• Die Extraktionswirkung konnte noch dadurch verstärkt werden daß mit dem Wasserdampf Extraktionsmittel bei der Desorption angewendet wurden (Patentschrift 577 318).
• Durch die Erfindung gelingt es, die Wirkung des bekannten Verfahrens noch wesentlich zu verstärken. Nach der Erfindung wird der Teil des Adsorptionsmittels, den die zu behandelnden Gase oder Dämpfeod. dgl. zuerst durchströmen und aus dem bei der Desorption der Wasserdampf austritt, mit einem wesentlich geringeren Querschnitt angewendet als der übrige Teil des Adsorp[tionsmittels. Er erhält zweckmäßig eine solche Höhe, daß die schwer desorbierbaren Stoffe praktisch allein in diesem Teil der Adsorptionsmittelschicht adsorbiert werden und die darüberliegende Schicht mit größerem Querschnitt nur noch sehr wenig in ihrer Adsorptionsfähigkeit geschädigt wird. Die Stoffe, die bei der Desorption aus der obersten Schicht des Adsorptionsmittels awsgetrieben und beim weiteren Durchgang durch den Adsorber wieder kondensiert werden, fließen dann durch eine Adsorptionsmittelschicht mit ge-ringerem Querschnitt und zweckmäßig auch größerer Höhe. Dadurch kommt auf die Flächeneinheit des Querschnittes eine wesentlich größere Kondensatmenge auf einem vorteilhaft längeren Wege als bisher zur Einwirkung. Die Extraktionswirkung wird dadurch, wie gefunden wurde, wesentlich verbessert, so daß in vielen Fällen tlas Adsorptionsmittel eine Lebensdauer von mehreren Jahren erhält. Ist schließlich doch einmal eine Schädigung des Adsorptionsmittels eingetreten, die seine Ereneuerung notwendig macht, so kann das Adsroptionsmittel aus dem Adsorber entfernt und durch frisches ersetzt werden.
• Das neue Verfahren ist aber auch in Verbindung mit der bekannten Arbeitswiese anwendbar, bei der man, um die Adsorptionsfähigkeit des Adsorptionsmittels ständig auf der gleichen Höhe zu halten, in Zeitabständen ein Teil, z. B. die untersten Schichten des Adsorptionsmittels aus dem Adsorber abzieht und oben frisches Adsorptionsmittel in den Adsorber nachfüllt. In diesem Falle kann man erfindungsgemäß z. B. den mittleren oder unteren Teil des Adsorbers kegelförmig verjüngen und unten an die Verjüngung einen schachtartigen Teil anschließen, von dessen Grund verbrauchtes Adsorptionsmittel periodisch entnommen wird. Das zu behandelnde Gas wird unten in den Schacht eingeführt. Es gibt beim Aufwäretsströmen in diesem und in dem kegelförmigen Teil des Adsorbers praktisch die gesamte Menge der schwer desorbierbaren Stoffe an das Adsorptionsmittel ab, und es werden diese Stoffe bei der mit der Adsorption abwechselnden Desorption sehr weitgehend durch die verstärkte Extraktionswirkung des bei der Desorption auftretenden Kondensates wieder entfernt.
• Man kann auch so arbeiten, daß nur ein Teil des zu behandelnden Gases durch die Adsorptionsmittelschicht mit geringerem Querschnitt hindurchgeführt wird, während der andere Teil z. B. zunächst durch einen an sich bekannten Wärmespeicher geleitet, hier erwärmt und in einen höheren Teil der Adsorptionsmittelschicht eingeleitet wird, z. B. in die Adsorptionsmittelschicht mit größerem Querschnitt oder auch schon an einer tieferen Stelle. Man kann den Wärmespeicher aber auch unterhalb der Adsorptionsmittelschicht anwednen un tl (lie gesamte zu behandelnde Gasmenge erst durch den Wärmespeicher und dann unten in die Adsorptionsmieetlschicht einführen oder auch die Einführung unten und an einer oder mehreren höheren Stellen vorseben.
• Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß eine wesentliche Ersparnis an 1 )esorpt ionsdampf erzielt wi'rd.
• Eine für das Verfahren gemäß der Erfindunggeeignete Vorrchtung ist in der Zeichnung beispielswiese und schematisch in senkrechtem Schnitt dargestellt.
• Das Adsorptionsmittel, z. B. Aktivkohle, füllt den Schacht von geringem Querschnitt I des Adsorbers, den Kegelstumpf 2 und bis zu einer geeigneten Höhe den zylinderischen Teil 3 des Adsorbers. Durch die Beschickungsvorrichtung 4 kann Adsorptionsmittel in den Adsorber eingefüllt werden. Das Rohr 5 und die Austragsvorrichtung 6 dienen zur Entnahme von Adsorptionsmitteln. Im untern Teil des Adsorbers ist der Wärmespeicher 7 vorgesehen, der z. B. mit Quarzstücken gefüllt ist. 8 ist die Zuleitung für das zu behandelnde Gas, 9 die Gasableitung. Der für die Desorption erforderliche Wasserdampf kann durch die Leitung 10 zugeführt werden, und durch den Stutzen 11 können die desorbierten Stoffe in flüssiger oder Gasform und nicht kondensierter Wasserdampf den Adsorber verlassen.
• Das zu behandelnde Gas tritt durch die Leitung 8 und durch den, Rost 12 zunächst in den Wärmespeicher ein und nimmt Wärme aus der Füllung des Wärmespeichers auf. Durch ilie durchbrochene Wand I3 des Schachtes I gelangt cs zum Teil in das den Schacht füllende Adsorptions smittel und strömt durch den Schacht und durch die Teile 2 und 3 des Adsorbers aufwärts. Ein anderer Teil des zu behandelnden Gases steigt im Wärmespeicher aufwärts, um angewärmt durch die Zuführung 14 in den kegelfürmigen Teil 2 und weiter in den oberen Teil 3 des Adsorbers zu gelangen. Die schwer desorbierbaren Stoffe werden aus dem zu behandelnden Gas oder Dampf in dcr Hauptsache iii den Teilen I und 2 des Adsoqhers herausgenommun, während das Adsorptionsmittel im Teil 3 nahezu frei von diesen Stoffen bleibt.
• Beim Ausdämpfen strömt der Dampf durch den Teil 3 des Adsorbers abwärts. Die leichter desorbierbaren Stoffe, die das in diesem Teil des Adsorllers befindliche Adsorptionsm i ttel aufgenommen hat, werden. ausgetri ehen, kondensieren aber beim Abwärtsströmen durch den Adsorber in den unteren, im ersten Teil des Ausdämpfens noch kühleren Adsorptionsmittelschichten. Das Kondensat fließt durch das Adsorptionsmittel abwärts. Durch die Verjüngung des Adsorbergquerschnittes wird in den Teilen 2 und I eine sehr kräftige Extraktionswirkung des Kondensates erreicht. Ein Teil des Ausatreibdampfes und der im gasförmigen Zustand verbleiben, den ausgedämpften Stoffe strömt auch durch den Wärmespeicher und gibt Wärme an das Material des Wärmespeichers ab, die im nächsten Adsorptionsvorgang wieder nutzbar gemacht wird.
• Kondensat, Gase und Dämpfe strömen durch 11 ab.
• Die ;Äus'tragsvorrichtungen 5 und. 6 können zum Ablassen des Adsorptionsmittels bei der Außerbetriebnahme des Adsorbers verwendet werden. In anderen Fällen, in denen nach und nach eine so starke Schädigung der unteren Partien des Adsorptionsmittels eintritt, daß diese zweckmäßig ersetzt werden, können sie dazu benutzt werden, in geeigneten Zeitabständen einen Teil das Adosrptionsmittels z. B. das im Schacht 1 und im Teil 2 befindliche, aus dem Adsorber abzulassen. An die Stelle der herausgenommenen Partien tritt dann Adsorptionsmittel aus dem Teil 3, während in diesen durch die Vorrichtung 4 frisches Adsorptionsmittel nachgefüllt werden kann.
• PATENTANSPROCHE : I. Verfahren zur Gewinnung von adsorbierbaren Stoffen aus Gasen, Dämpfen oder Gas-Dampf-Gemischen mit Hilfe von Adsorptionsmitteln, die in so hoher Schicht angewendet werden, daß bei der Desorption, während der der Wasserdampf oder ein anderes geeignetes Gas durch das Adsorptionsmittel von oben nach unten geleitet wird, eine Kondensation desorbierter Stoffe innerhalb des Adsorptionsmittels eintritt und das Kondensat aus den tieferen Schichten des Adsorptionsmittels schwer desorbiegbare Stoffe herausnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die schädigende Wirkung schwer desorbierbarer Stoffe auf das Adsorptionsmittel dadurch herabgesetzt oder gegebenenfalls aufgehoben wird, daß das Mengenverhältnis zwischen Adsorptionsmittel und Desorptionsmittel im unteren Teil des Adsorbers wesentlich, z. B. stufenweise oder allmählich abnehmend, kleiner gehalten wird als in den Adsorptionsmittelschichten im oberen Teil des Adsorbers.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzciehnet, daß die gesamte Menge oder mindestens ein großdr Teil der zu behandelnden Gase oder Dämpfe od. dgl. durch die Adsorptiomsmittelschichten mit engerem bzw. engstem Querschnitt aufwärts geleitet werden und daß mindestens ein Teil des Deisorptionsmitteldampfes, der durch die Adsorptionsmittel, schicht abwärts strömt, ebenfalls durch die Adsorptionsmittelschicht mit engerem bzw. engstem Querschnitt hindurchgeführt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der zu heiaandelnden Gase oder Dämpfe od. dgl. unten in die Adsorptionsmittelschichten und ein anderer Teil an einer oder mehreren darüberliegenden Stellen, gegebenenfalls nach Durchgang durch einen Wärmespeicher eingefürt wird, und daß gegebenenfalls der Desorptionsdampf in der gleichen Weise verteilt abgeführt wird.

   4. Verfahren nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß periodisch ein Teil des Adsorptionsmittels unten aus dem Adsorber abgezogen wird.

   5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch I bis 4, gekennzeichnet durch einen Adsorber mit einem oberen zylindrischen Teil (3), einem anschließend sich z. B. kegelförmig verjüngenden Teil (2) und einem zylindrischen Teil mit verhältnismäßig geringerem Querschnitt (I), der mit Einrichtungen (8, I2) für die Zuführung von zu behandelndem Gas versehen ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Gaseinführungen (14) auch in dem sich verjüngenden Teil oder darüber vorgesehen sind.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, gekennzeichnet durch einen Wärmespeicher (7), der den zylindrischen Teil mit geringerem Querschnitt (I) und gegebenenfalls einen Teil des darüberliegenden konisch verjüngten Adsorherteiles (2) umgibt.

   8. Vorrcihtung nach Anspruch 5 bis 7, gekermzeichnet durch eine Beschickungsvorrichtung (4) für Adsorptionsmittel im oberen Teil und eine Abzugsvorrichtung (5, 6) im unteren Teil des Adsorbers.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 8, gekennzeichnet durch Vorrichtungen (13) für den Gasdurchtritt zwischen dem Wärmespeicher und dem zylindrischen Teil mit engerem Querschnitt.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Teil (3) oder der zylindrische und der sich kegelförmig verjüngende Teil (2) so hoch bemessen sind, daß schwer adosrbierbare Stoffe aus den zu behandelnden Gasen oder Dämpfen im wesentlichen in diesem Teil bzw. diesen Teilen adsorbiert werden.