JPS5987018A - 収着フイルタ−の作業法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 、本発明は、蒸気状又はガス状不純物のガス流を収着フ
ィルター中で吸Ｎにより浄化する方法に関し、その際収
着フィルター中には、収着材料の少なくとも２つの層が
存在する。

蒸気状又はガス状不純物をガス流、例えば排ガスから分
離するためシては、屡々活性炭が使用さ、ｌｔ；分離し
た物質を回収しかつ活性炭を再生するブこめには、加熱
したガス６用いる再生が英雄さ２する。西ドイツ国特許
公告公報第２９５２１２７号及び同第２９３６８７３号
の記載から公知のＪうに、ガス状脱着媒体を再生するた
めには、この脱着媒体を加熱し、収着材料層７介して、
駆吊し、脱着物を負荷した脱着媒体を収着材料層の通過
後に冷却し、その際に脱着物は、少なくとも部分的に凝
縮され、流動化した脱着物含分は導出さ、！する。脱着
媒体及び回収可能な脱着物の損失ケ阻止するためには、
脱着媒体は、凝縮さ２ｔてない脱着物残分と一緒に屡々
再び加熱個所に戻され、この個所で加熱さ几、改めて収
滋−材料層乞介して圧縮される。脱着物の分圧は、達成
された冷却温度に応じて蒸気飽和濃度と平衡になるまで
低下しうろにすぎないので、脱着が脱着物の残留分圧の
ために不完全である場合（で）は、収着材料は、残留負
荷を保持する。

特に、高い残留負荷は、経験によれば、比毀的に薄い層
の活性炭（０，５ｍ以下）を使用した場合に保持されろ
。しかし、厚い層は、高し・圧力損失、ひいては突出し
たエネルギー消費馨まねく。

更に、この残留負荷は、脱着ｆ黒度が比較的に低く９、
凝縮温度が比較的に高い場合にもなお高過ぎることが判
明した。この事実は、経済的理由及び経営的理由から、
脱着するため：て加熱するには一般に殆んど１００℃乞
越えない程度の温度を有する蒸気だけが使用さ」ｔ、か
つ凝縮゛するために冷却するには１０℃〜２０°Ｃの冷
却水が使用されるので通例のことである。この脱着温度
と凝縮ａ度との８０°に〜９０°にの温度差は、特にこ
のように駆出される低い沸点を有する混合物の場合に高
い残留分圧のために脱着］−だ収着材料の逆負荷を生じ
ろ。この場合、残留分圧は、凝縮温度によって定められ
、収着材料の収容可能外は、脱着温度によって影響され
、る。脱着した収着材料の逆負荷は、可使時間（２回の
＋、１Ｎｉｊ着の間の時間）の短縮をまねき、既に収着
相の開始１’′、）に殊に純粋ガス中の分離すべき物質
の高い濃１宜ケ生じろ。

脱着媒体中の脱着物の蒸気圧゛２脱着の間に低下させる
ために、米国特許、第３ｂ３４ｂ２９号明細書（Ｃは、
脱着循環路中での凝縮の代りに第２の収着フィルターを
設けることが提案されている。そ２主によって、少なく
とも脱着の初期イ月中で、脱着′吻の分圧は脱着媒体中
で笑際に消滅することが才成さ扛る。しかし１．低い分
圧？脱着の全経過にわたって保持するためには、収着フ
ィルター？設計することに比１−で非経済的である第２
の収着装置を設計することが必要とされる：二の第２の
収着装置は、収着フィルター中に貯蔵された、脱着物の
全質量を脱Ｍ開始なしに収容することができなければな
らず、特に脱着媒体の温度は、脱着の終結に向って上昇
し、第２の収着装置の高い負荷火傷るためには、冷却費
ヲ増大させなげ２′シばならない。従って、脱着の間の
高い分圧に応じた、第２の収着装置の収着材料の高い負
荷可能性にも拘らず、この第２の収着装置は、収着フィ
ルターそ九自体よりも著しく小さく設計することかでき
ない。

この場合、本発明は、この欠点を阻止しかつ経済的（（
祐実な作業乞可能にする、前記目的に基づく上記方法を
提案する。

この目的は、本発明（（よれば、浄化すべきガス流を少
なくとも２つの収着材料に導通し、その際全部の収着材
料層は、並列接続の形式で貫流し、負荷した収着材料層
を脱着ヂるためにこの収着材料層に直列接続の形式でガ
ス状脱着媒体を貫流させることによって達成されろ。更
に、大体において収着材料及び分離した混合物に比して
不活性の、特に高い窒素含有のガス乞ガス状脱着媒体と
して使用することが提案される。

・・ガス流の浄化″の作業状態での収着拐゛料層の配量
及び貫流は、収看拐料床の並列接；、恍に相当し；した
がって、浄化すべきガスの比較的に大きい流量は、個々
の並行に接続された収着材料床上（（分配され、この収
着材料床を僅かな速度で貫流する。この僅かな速度は、
比較的に厚い層厚の場合であっても小さい圧力差を有し
；したがって小さい圧力差の場合には、この方法は、少
ないニネルゼー費で作業することができる。

“′再生“の作業状態の場合に（工、収着材料層の接続
は直列接続に相当する。この場合、比較的に少１’ｊい
ガス流は脱着媒体と［−て今や直列接続された収着材料
層に押当たり、したがってこの場合；、でも流量と圧力
差との積は低く保持される。

この方法の１つの好ましい実施、°辺様は、負荷した収
着材料層の脱着の間にこの収着材料層に付加的な収着材
料層馨ガス状説着媒体の流れ方向に後接することによっ
て与えられる。この提案によって、収着系は１つの層で
拡張され、この場合との層は、ガス流そＪｔ自体の浄化
に関与せず、専ら再生（口中で最後の層として脱着に施
こされる。留まる残留負荷は、実際に収着相中でガス流
を浄化″ｆるために再び使用されない前記の最後の層中
に保持されるので、この残留負荷は、調節する純粋ガス
−初期濃度に対して重要でない。

この場合、大体に？いて収着材料及び分離した混合物に
対して不活性の、特に窒素含有のガスをガス状脱着媒体
として使用することは好ましい。この種の脱着媒体の使
用は、望ましくない化学反応の危険、殊に燃焼の危険？
減少させる。

イー発明方法のもう１つの実施態様は、脱着の際に差当
り全部の収着材料層に加熱したガス状脱着媒体を貫流さ
せ、脱着が進むにつわて差当り第１の収着材料層、さら
にその次の収着材料層、最後にその他の収着材料層を脱
着媒体の流れが最後の収着イオ料層に達するまで迂回さ
せることによって与えられる。更に、収着媒体の流れか
らの収着材料層の１つの遮断を脱着媒体の温度によって
該収着イオ料層の背後で開始することが提案される。更
に、脱着媒体の流れからの収着材料層の１つの遮断を駆
′出した脱着物の濃度の減少によって開始することも提
案される。

これらの提案によって、エネルギー１更用のもう１つの
減少が達成さλする。そ：（ｔというのも、脱着媒体の
流２１を克服しなげればならない圧力差は、進行する脱
着及びそれと結び付いた、若干の脱着゛すべき層の減少
により少なくなるからである。第１の収着材料層を十分
に加熱し、この収着材料層中に貯蔵された収Ｎ吻欠脱着
物として後接した層上ｊで転移した後、熱い脱着媒体は
、この層の周囲にも導かれ、さらに全部の収着材料層が
加熱さ２ｔかつ脱着さ２するまで導かれる。

この場合、そ２ｔそれの層の遮断は、温度センサーによ
り測定さ扛る、層の背後での温度上昇によって惹起する
こともできるし、例えば工Ｒ−分光計を用いて測定さγ
７る、それぞれの眉の流出側での脱着物濃度の減少によ
って惹起することもできる。勿論、経験的時間プログラ
ムを使用することもできる。

最後に、ガス状脱着媒体を、最後の収着材料層の脱湿開
始が起こりかつ脱着物が凝縮可能な濃度で生じるまで、
差当り冷却することなしに循環ブロアーによって運搬し
て戻すことが提案さＺｌ、る。この提案によって、凝縮
器のエネルギー４のかかる冷却を脱着の初期；相中（こ
の中で脱着物は凝縮可能な濃度でもなお生じない）で作
業することは回避される。最後の層の負イ肯が上昇する
。・温度に関連して脱着物を、凝縮器温度に相当する飽
和濃度を越えているような濃届で生じる場合（て初めて
、凝縮器のスイッチは入れられ、脱着物は凝縮される。

この提案てよって、冷却に必要なエネルギー費が節約さ
几るだけでなく、さらに前記初期相中で冷却によって導
出される熱エネルギーの還流も不必要である。

渚袋に、脱着媒体乞、収着材料層？脱着しかつ脱着′：
ｌ′ＩＩＪビ凝縮した後にさらに冷却媒体として、収着
イオ料層の温度が十分に低くかつ最後の収着材料層のな
お留まる残留負荷が少なくとも部分的に別の層上に分配
されるまで循環させることが提案さｎる。この提案によ
って、脱着によってなお十分に加熱されている最後の層
のできるだけなお留よる残留負荷は、冷却媒体として導
かれる脱着媒体の循環によって吸収され、先に配置さｎ
、た、縦に冷却さ、！’した収着捌料層に対して転移さ
才１．ることか保証される。この場合には、脱着とｊ司
様に行なうのが好ましく、恐らく時間プログラム後又は
進行する冷却後に眉間で測定さ、Ｉｔた黒度に応じて、
最初に流れが押寄せる収着材料層から出発し、連続せる
層をｊｊ「次に冷却媒体の流；九から取出１−１回避さ
せるのが好ましい。

最後に、冷却媒体として循環させたガス状脱着媒体を用
いて、収着可能な混合物を浄化すべきガス流から分離す
るために使用された収着材料層と、付加的に脱着の間に
ガス状脱着媒体の通過方向でこの層に後接された付加的
な脱着材料層を互いに独立に冷却することが提案さλｔ
、この場合この冷却媒体は、それぞλを収着材料層の１
つの群又は付加的な収着材料層を貫流するにすぎない。

本発明による方法の前記構成の場合、脱着に引続く冷却
相は、２段階で実施さｉする：この場合には冷却され、
冷却媒体としてイ吏用さ几るガス状脱着媒体乞、まずそ
れにより／冷却される付加的な収着材料層を介してのみ
導き、次に専らその側でさら（（冷却さ、ｉｔろ、ガス
浄イヒに使用される別の収着材料層を介して導くカニ、
又はこれとは反対の順序で導く。こｆｌ、ｖζより、脱
着の不完全併（（応じた、付加的な収着ｔｔ料層の高い
残留負荷は、ガス浄化に使用さｉする収着材料層上に転
移されず、実際にその側で浄イヒすべきガス流と通船し
ない付加的な収着材料、１中に留まることが竣成される
。従って、残留ガス流中のそれ自体分離すべき不純物の
初期濃度に対する留まる残留負荷の影響は、抑制するこ
とができる。

第１図及び第２図は、本発明方法を実施する１実施例乞
それぞれ示す系統図であり、その際第１図は、普通の方
法に関連し、第２図は、付加的に収着材料層？有する方
法に関連する。

第１図の実施例による方法の経過は、次のとおりである
：ガス供給管２を介してガス流入空間中に流れ込む粗製
ガスが脱着材料層１．Ｌｌ、２及び１．３ケ通過し、こ
の粗製ガス中に含有される蒸気状又はガス状不純物が収
着材料に引渡された後↓て、ガス抽果空間中で捕集され
る純粋ガスは、接続管３．１及び３．２ならびに純粋ガ
ス流出管３を介して収着フィルターを去る。この場合、
Ｍｉ製ガス側のデーＦ弁４．１及び４．２ならびに純粋
ガス側のケゝ−ト弁５．１及び５．２は開かれ、脱着循
環路の弁は閉じられる、一定時間後、収着材料は、分離
すべき不純物？負荷しており；純粋な空気の濃度は、所
定の値を越える。この時点で収着フィルター１は、″ガ
スの浄化″から゛再生′°へ、切換えらｉする。ところ
で、ガスの浄化は、例えばもう１つの図示してない収着
フィルターを保証する。

再生するためＱては、空気は、収着装置中及び脱着循環
路中で不活性ガス、特に窒素ガスと交換される。再生を
導入するためには、収着材料層１．１．１．２及び１．
３の負荷した収着材料は、第１に脱着される。そのため
に、循環ブロアー６は、ガス状脱着謀体乞熱交換器７及
び供給管８を介ｌ−で収着剤フィルター１に送入するよ
うに作業され、その際には第ｉ　＋ｙ専ら供給管８．１
の弁１１．１が開かれている。ガス状脱着媒体は、収着
材料層１．３．１．２及び１．１を通過し、弁１１．４
が開くと導管９、ガス冷却器１０及び吸込管６．２を介
して循環ブロアーに還流する。熱交換器７の加熱及びガ
ス冷却器１０の冷却は、同様に作業される。収着材料層
１．３中に入る加熱した脱着媒体は、この収着材料層を
加熱し、脱着物を５駆出する。この加熱によっても行な
われる脱着仕事によっても脱着媒体は冷却し、第１の層
を差当り相当に低い温度ではあるが、高い脱着物濃度で
去り、その際この脱着物濃度は、浄化すべき空気流中の
ガス状又は水蒸気状不純物の濃度よりも高い。この高い
濃度のために、次のなお冷たい層１．２は、収着物の著
しく高い平衡負荷を強制することができる。脱着媒体は
、この層つらの退出の際に清浄化すべきガス流中で支配
されるような濃度の程度にある脱着物濃度を有する。従
って、この脱着物濃度は、蒸気飽和濃度よりも遥かに低
い濃度であり；ガス冷却器１０中でこの相で凝縮は行な
われない。

二層離型装置から６０〜６０分の時間と推定することか
できる一定時間の麦に脱着物のａ度が上昇しムニ褐自；
Ｃは、脱着に関して第１のフィルター床１．３は、十分
に加熱さｉｔている。ところで、弁１１．１を閉じ、弁
’ｉ１．２乞開ぐと、加熱した力゛ス状脱着媒体は、今
や最初に脱着した収着材料層と次の収着材料１層との間
の中間空間中に流れ込む。この場合、この層の脱着は、
先行する脱着と同様（／’Ｃ進行する。差当り、脱着物
の著しく高い濃度のために次のなお冷たい収着材料層１
．１は、相当する平衡濃度に達するまで負荷さ几る。加
熱が十分に進むと初めて、脱着物は、系統図中で最後の
収着材料層に転移￥る。

この最後の収着材料層は、この時点でなお冷たく、そｔ
ｉ、はなお、脱着媒体中の脱着物ρ７度ｔ（内当する平
衡濃度に達するまで負荷することができる。この場合に
は、一般にこの發後の５層の脱着は、迅速に達成され、
脱着物の凝縮は、ガス冷却器中で始まる。流動化した脱
着物もよ、ガス冷却器を流出管１０．１　’７介して云
る。

最後のガス浄化−収着材料層１．１の脱着は、脱着開始
後にもはや前置層の脱着のようシζは十分に行なわれな
い。それというのも、返送した脱着媒体中の脱着物の濃
度は、遥か（（高く、がス冷却器１０中で達成された温
度（Ｃ応じて蒸気飽和濃度（（相当するからである。脱
着の絡桔（このことは、凝總物の涸渇により示さメする
）後、熱交換器７の加熱は遮断され、こうしてガス状脱
着媒体にはもはや熱は供給されない。この場合、循環路
中に導かれろ、脱着物凝縮器１０の接続された冷却のた
めに今や冷たいガスは、弁１１．２及び１１．３を閉じ
た際に開いた弁１１．１を介して全部の収着材料層に導
通され、その際収着材各層は冷却されろ。最後に脱着し
た収着材料層中になお貯蔵さｔする脱着物は、冷却の間
に転移され、冷却が終結すると残留負荷は、はぼ均−Ｓ
て収着材料層上に分布して符在する。従って、収着フィ
ルター１の再生は絡結し；：午１１．１．１１．２．１
１．３及び１１．４の閉修後ならびに粗７及ガス側のデ
ート弁４，１及び４．２の開放後、ならびに純粋ガス側
のケゞ−ト弁５−１　及ヒ５−２の開放後に再び作業状
態の゛ガス流の浄化″′に変捗することができる。

避けることのできない、特に不純物が簡単に沸騰する際
に高い残留負荷暑さらに減少させるためシて゛ま、第２
１図の方法の実施により冷却法を変える：ガス状脱着媒
体を加熱する熱交換器７の加熱乞遮断した後、ガス状脱
着媒体の循環はブロアー６によって維持され、その冷却
は脱着物凝縮器１０中でさらに維持される。こｉｌ、に
より、差当り付加的に収着イオ科層１．４は冷却され、
その際弁１１，１．１１．２．１１．３及び１１．１は
閉じられており、弁１１．６．１１．４及び１１．５は
開かれている。これにより、付加的に収着材料層１．４
の冷却は惹起される。そ才ｔというのも、冷却したガス
状脱着媒体は、導管８を介して導管９．１及びさらに導
管９に流れ、導管９．２を介して、それが収着材料層１
．４を通過した後に流出することかできる。この付加的
な収着材料層１．４が冷却されろ場合には、弁１１．６
及び１１゜５は°閉じられ、弁１１．７は開力）、ｌ″
Ｌ、、ガス状脱着媒体は、今や開いた弁１１．１を介し
て差当９全部で６つの収着材料層１．３．１．２及び１
゜１に送入される。この接続系路は、全部で６つの層が
冷却されるまで維持することができる。しかし、脱着と
同様に収着材料層１．３を冷却した後、升１１．２は開
くことかでき、弁１１．１は閉じることができる。これ
により、差圧に対して循環ブロアー６が併給しなげれば
ならない差圧は減少される。更に、収着材料＋１研１−
２の冷却後には、全部の収着拐料層が冷却さ７するまで
同様に実施することができる。反対の順序で正確に同じ
結果を示すことができることは、自明の事である。

すなわち、差当りガス浄化に使用される収着材料層は冷
却され、引続きそれとは無関係に付加的な収着材料１層
は、順序に依存せず、専らガス浄化６Ｃ使用さｉする収
着イオ料層及び付加的な収着材料層が共通にガス状脱着
媒体の循環路中の冷却イ目の間（（存在するという事実
に依存する。

本発明の思想の実施は、勿論例示した実施例に限定さｎ
るものではない。従って、例えば個々の収着イオ料層は
、それぞれ固有の容器中に設けることができ、このこと
は、大型の装置の場合に確かに利点である。この場合、
特別な接、読系路によって、付加的な収着材料層が凝誇
器として接・洗さｚ″した熱交換器に１接に前接されて
いる場合、その収着材料層は、多数の収着系に対して１
つだけ存在させればよいことが達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による方法の普通の方法を実施する装
置を示す系統図であり、第２図は、付加的に収着材料＋
１研する第１図による装置７示す系統図である。 １．１．１，２．１．３・・・収着材料層、１．４・・
付加的な収着材料層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、収着フィルターがガス流の収着性混合ｖ！Ｊヲ分離
   し、この混合物に相幽する最大の平衡負荷に達するまで
   負荷した後に加熱したガス状脱着媒体で再生さｎる収着
   フィルターの作業法において、浄化すべきガス流を少な
   く、七も２つの収着材料層に導通し、その際全部の収着
   材料層は、並列接続の形式で貫流し、負荷した収着材料
   層を脱着するため（ｌここの収着材料層に直列接続の形
   式でガス状脱着媒体を貫流させることｆＹ：特徴とする
   、収着フィルターの作業法。 ２、負荷した収着材料層（１，１，１，２，１，３）を
   脱Ｍ￥る１間この収着材料層に付加的に収着材料層（１
   ，４）　’＆ガス状脱着媒体の流れ方向で後接する、特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、　大体において収着材料及びひ離した混合物に対し
   て不活性の、特に窒素含有のガス化ガス状説着媒体とし
   て使用する、特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
   方；去。 ４、脱着の際にまず全部の収着材料層に加熱したガス状
   脱着媒体７貫流し、脱着が進むにつれててず第１の収着
   イオ料層、さらにその次の収着材料層、最後にその他の
   収着イオ料層を、脱着媒体の流れが最後の収着材料層に
   達するまで迂回させる、特許請求の範囲第１項〜第６項
   のいずれか１項に記載の方法。 ５、脱着媒体の流れからの収着材料層の１つの遮断を脱
   着媒体の温度上昇によってこの収着材料層の背後で開始
   する、特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６、脱着媒体の流れからの収着材料層の１つの遮断な駆
   出した脱着物の濃度の減少によつ゛Ｃ開始する、特許請
   求の範囲第４項記載の方法。 Ｚ　ガス状脱着媒体ビ、最後の収着材料層の脱着開始が
   起こりかつ脱着物が凝縮可能なａ度で生じるまで差当り
   冷却することなしに循環ブロアーによって運搬して戻丁
   、特許請求の範囲第１項〜第６項のいずｎ９１１項に記
   載の方法。 ８、脱着菊体を、収着材料層を脱着しつつ脱着物を凝縮
   した後にさらに冷却媒体として、収着材料層の温度が十
   分に低くかつ最後の収着材料層の残留負荷が少なくとも
   部分的に別の層上に分配されるまで循環させる、特許請
   求の範囲第１項〜第７項のいずれか１項にと截の方法。 ９　冷媒媒体として循環させた脱着媒体を用（・て、収
   着可能な混合物を浄化すべきガス流から分離するために
   使用された収着材料層（１，１，１，２，１，３）と、
   付加的に脱着の間にガス状脱着媒体の通過方向でこの層
   に後接された付加的な脱着材料層（１，４）を互いに独
   立に冷却し、その際この冷却媒体はそれぞれ収着材料層
   の１つの群又は付加的な収着材料層をＪ’ｊ　ｊｊｌ：
   　’ｊ−’１．）！てすぎない、特許請求の範囲第８項
   記載の方法。