WO2011128363A1 - Vorrichtung zur adsorptionsbehandlung eines fluids oder fluidstroms - Google Patents

Vorrichtung zur adsorptionsbehandlung eines fluids oder fluidstroms Download PDF

Info

Publication number
WO2011128363A1
WO2011128363A1 PCT/EP2011/055785 EP2011055785W WO2011128363A1 WO 2011128363 A1 WO2011128363 A1 WO 2011128363A1 EP 2011055785 W EP2011055785 W EP 2011055785W WO 2011128363 A1 WO2011128363 A1 WO 2011128363A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fluid
container
gas
adsorption treatment
connection devices
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/055785
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Georg Anfang
Christian Hamel
Norbert Modl
Original Assignee
Süd-Chemie AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE202010016522U external-priority patent/DE202010016522U1/de
Priority claimed from DE102010014890A external-priority patent/DE102010014890A1/de
Application filed by Süd-Chemie AG filed Critical Süd-Chemie AG
Priority to US13/640,861 priority Critical patent/US9149756B2/en
Priority to EP11714651A priority patent/EP2558184A1/de
Priority to KR1020127029399A priority patent/KR101613575B1/ko
Publication of WO2011128363A1 publication Critical patent/WO2011128363A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B01D53/0415—Beds in cartridges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B01D53/0446—Means for feeding or distributing gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L37/00—Couplings of the quick-acting type
    • F16L37/60—Couplings of the quick-acting type with plug and fixed wall housing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • H01M8/0675—Removal of sulfur
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/24—Hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40084—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by exchanging used adsorbents with fresh adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40086—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by using a purge gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/401—Further details for adsorption processes and devices using a single bed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B01D53/0423—Beds in columns
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to a device for Ad ⁇ sorption of a fluid or fluid flow, a INTENT an apparatus for adsorption of a fluid or fluid flow, a method for regenerating and / or disposal, filling and / or installation of an apparatus for adsorption of a fluid or fluid stream and a method for adsorption treatment of
  • Fluids or fluid stream in particular natural gas or liquid gas for fuel cells.
  • the invention relates to a device for desulfurization of a gaseous hydrocarbon stream and a corresponding method, in particular for use in combination with a fuel cell device.
  • Reforming reaction a downstream water gas shift reaction and possibly a CO fine cleaning reaction such.
  • B the selective CO methanation reaction.
  • most of the primary sources of energy that can be used to catalytically generate hydrogen include amounts of sulfur. These are sometimes added to the fuel from ⁇ clearly as so-called odorant to warn Men ⁇ dominate any leaks. Odoration serves as a safety measure when using otherwise odorless gases and refers to the addition of odoriferous substances (odorants), which should have a typical odor for the hazard. Odorants still cause alarm associations in humans to a great extent.
  • Liquefied natural gas and gas therefore contain, in addition to natural sulfur compounds such as H 2 S and COS, typically sulfur-containing odor ⁇ tioning agents such as tetrahydrothiophene (THT) or mercaptans or mixtures of methanethiol, ethanethiol, propan-1-thiol and 2-methyl-propane-2-thiol , and tert. Butylmercaptan (TBM).
  • TTT tetrahydrothiophene
  • TBM Butylmercaptan
  • a suitable desulfurization stage is therefore a prerequisite for the use of hydrocarbons as fuel in a fuel cell.
  • the process engineering of the desulfurization differ greatly depending on the hydrocarbon used.
  • adsorptive desulfurization stages are sought, which can be operated at room temperature and room pressure with the highest possible selectivity.
  • Adsorptive desorbing processes with solid adsorbents are used in many fuel cell applications and are relatively easy to implement in terms of process requirements, eg room temperature and room pressure.
  • WO 2010/023249 A1 describes an adsorber material and a process for the desulfurization of hydrocarbon-containing gases.
  • low temperatures and reaction pressures on the other hand mean comparatively low sulfur uptake capacities. The episode are relatively large
  • Adsorber beds or fast exchange intervals The capacity of the respective adsorbent did strongly depends on the Georgiaset ⁇ wetting of the hydrocarbon and the concentration and type of sulfur compounds from.
  • the materials used are z.
  • Zeolite systems metal and mixed metal (oxide) catalysts, clay minerals and combinations of materials in mixed bed and multicomponent systems.
  • a generally valid classification of the adsorbent in a used desulphurisation cartridge can not be made for this reason.
  • various other substances may or may not be adsorbed in addition to the sulfur compounds.
  • replacement of the used adsorbent by opening the cartridge is only carried out by persons with specialist knowledge and safety equipment .
  • the object of the invention is to provide a safe device for ad ⁇ sorption treatment of a fluid, in which the connection to a fluid line, the regeneration and / or disposal of the adsorbent and the changing process of the device as simple and safe as possible and the operation of the device great reliability.
  • apparatus for adsorbing a fluid or fluid stream comprising a container for receiving adsorbent material, the container having a fluid inlet port and a fluid outlet port, and two fluid port devices, one of the fluid port devices at the fluid inlet port. is provided and the other of the Fluidan ⁇ closing devices is provided at the fluid outlet opening, wherein the fluid connection devices verrie ⁇ gelt fluid-tight and are designed such that they are each connected to a fluid line connection piece and unlocked and provided that they are connected to the respective
  • Fluid line connector are connected, unlocked or unlocked.
  • One embodiment relates to the use of an apparatus for adsorption of a fluid or fluid stream according to the above embodiment for the desulfurization of a combustion fluid, in particular natural gas or LPG, fuel cells for fuel ⁇ .
  • a method for regenerating and / or disposing, filling and / or installing a device for adsorbing a fluid or fluid stream according to the above-mentioned embodiment comprising at least one of the steps of: removing the device for adsorption treatment of a fluid or fluid flow; contains the container to be regenerated and / or ent ⁇ chipsdes adsorber, by a device, an adsorption treatment was performed at or in the, connectors by releasing the fluid connection devices of Fluid effets- which are connected to the device;
  • Adsorbermaterial and locked fluid connection devices to a regeneration and / or disposal station; Rinsing the container to be regenerated and / or disposed Adsorbermaterial contains, with gas, inert gas, inert fluid,
  • Fluid connecting devices Transporting the container with the regenerated or unused adsorbent material and locked fluid connection devices while the container is filled with inert gas, inert fluid, or inert gas; Trans ⁇ portieren the container with the regenerated or unused adsorbent material and locked fluid connection devices to a device on or in which an adsorption treatment is to be performed; Connecting fluid line fittings to the device at or in which an adsorption treatment is to be performed; Installing the apparatus for adsorption treatment of a fluid or fluid stream on or in a device at or in which an adsorption treatment is to be carried out while the container is filled with regenerated or unused material
  • a method for the adsorption treatment of a fluid or fluid stream is specified, in particular for the desulphurisation of natural gas or liquid gas for fuel cells, comprising: providing a device for the adsorption treatment of a fluid or fluid flow according to the above-mentioned embodiment, wherein the container is or is filled with an adsorbent material for the adsorption treatment of fluids, connecting a fluid supply line to a first fluid line connection piece and a fluid conduit having a second fluid conduit fitting, connecting the first and second fluid conduit fittings to the fluid coupling device of the sorption treatment device for a fluid or fluid stream thereby unlocking the fluid connection devices, and introducing a fluid into or passing a fluid through the adsorption treatment device of the fluid.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a device according to an embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a device according to an embodiment
  • FIG. G. 3 is a schematic representation of another device according to an embodiment
  • FIG. 4a shows a schematic representation of a further device according to an embodiment
  • FIG. 4b is a schematic representation of another device according to an embodiment
  • Fig. 5a is a schematic representation of a device according to an embodiment
  • 5b is a schematic representation of a device according to an embodiment
  • 5c is a schematic representation of a device according to an embodiment
  • FIG. 5 d shows schematic representations (FIGS. 5 d0 to 5 d 3) of a device according to an embodiment
  • the apparatus for adsorption treatment of a fluid or fluid flow will also be described hereinafter Cartridge called.
  • the fluid connection devices are in
  • fluid flow described can also be used for the treatment of a stationary fluid.
  • an apparatus for Adsorpti- onsà a fluid or fluid stream comprising ⁇ send a container for receiving Adsorbermaterial, wherein the container has a fluid inlet opening and a fluid outlet opening, and two fluid connection devices, wherein one of the fluid connection devices provided at the fluid inlet opening is and the other of the fluid connection devices is provided at the fluid outlet opening, wherein the fluid connection devices verrie ⁇ gel fluid-tight and are designed such that they are each connectable with a fluid line connection piece and unlocked and provided that they with the respective
  • Fluid line connector are connected, unlocked or unlocked.
  • the fluid connection devices may also be designed so that they are fluid-tight, provided that they are not connected to the respective fluid line connection piece.
  • the device for the adsorption treatment of a fluid or fluid stream can be used for the desulfurization of a combustion fluid, in particular especially natural gas or liquefied gas, used for fuel cells.
  • the device can also be equipped only with a fluid connection device.
  • the device for the adsorption treatment of a fluid or fluid flow is also referred to here as an adsorption treatment device or apparatus.
  • Embodiments of the invention allow Adsorpti ⁇ ons compassion of fluids with an intrinsically safe device, eg for the desulfurization of hydrocarbons, which is sealed gas-tight after removal from the gas line.
  • an intrinsically safe device eg for the desulfurization of hydrocarbons
  • the intrinsically safe device locks automatically during manual removal from the gas line due to the function. Exposure to pollutants and the escape of flammable gases are thus safely avoided.
  • the device according to embodiments may according to the
  • Removal be sent to a disposal company, be opened by out ⁇ educated people and the adsorber of the corresponding reprocessing or disposal are supplied before the device is refilled with new material and can be fed to the cycle again.
  • the unlocked fluid port devices may secure the fluid line fittings, eg, against unwanted detachment.
  • the Fluidan gleich- devices may be configured such that the fluid line ⁇ fittings are secured against when unlocking the Fluidan gleichvorrichtun-.
  • the fluid connection devices can be designed such that they can be used by means of
  • the respective fluid line connecting pieces can be locked manually or automatically, for example by actuation or detachment of the respective fluid line connecting pieces.
  • at least one of the Fluidan gleichvorrichtun- gene is designed such that it with the respective Fluidlei- Connection piece successively or simultaneously connected and unlocked.
  • FIG. 1 shows a cartridge 10.
  • the cartridge 10 comprises a container 11 whose walls are made of a material, eg stainless steel, which makes the interior 12 of the container suitable for sealing gases power.
  • the container may be gefer ⁇ Untitled for example of plastic or metal, particularly preferred materials are PE (polyethylene) z.
  • the container 11 has an inlet opening 14 as a fluid inlet opening and an outlet opening 16 as a fluid outlet opening.
  • a gas socket 17 is attached to the openings 14 and 16 as a fluid connection device in a gas-tight manner.
  • the gas sockets 17 each have a Fluid takepoundka- channel 19 and may be welded at one end 13 to the container 11 or removably connected to the container 11, for example by means of a gas-tight thread, not shown in Fig. 1, gas-tight.
  • the gas sockets 17 are respectively gas-tightly locked at the respective other end facing away from the container 11 in the unconnected state there, which is shown schematically in FIG. 1 as an example with bars 18 as the closing body.
  • the gas sockets 17 are formed such that they can be connected and unlocked at the end 15 with a gas connector 20 as a fluid line connecting piece and are unlocked on condition that they are connected to the respective gas connector 20.
  • the gas outlets 17 may be designed to operate under the tion, that they are connected to the respective gas plug 20 can be unlocked.
  • the fluid connection devices may be welded and / or glued to the container 11. As a result, non-destructive disassembly of the secure fluid connection device is possible.
  • the fluid connection devices each have a fluid flow channel and a movable closing body, wherein the closing body fluid-tightly closes the fluid flow channel and the fluid ⁇ connecting devices are designed such that the je ⁇ perige closing body is moved by connecting the Fluidan gleichvor- direction with the fluid line connection piece and opens the fluid flow channel, and / or is moved by releasing the fluid line connection piece and closes the fluid flow channel.
  • the closure member may be such pre ⁇ biased that when the fluid connection device is not coupled to a corresponding fluid conduit fitting, the fluid connection device is locked and when the fluid line connection piece is released, is automatically locked.
  • Fig. 2 shows schematically an embodiment of the gas outlet 17 and the gas connector 20, the illustrations in Fig. 2 from left to right illustrate the process of connecting the Gasste ⁇ ckers 20 with the gas outlet 17.
  • the movable latch 18 is biased within ⁇ half a locking device 21, for example with a spring (not shown), and up to a stop slidably mounted point.
  • the bolt 18 is biased so ⁇ that he, if no gas plug 20 is connected to the gas outlet 17, the opening of the container 11 facing away from the end 15 of the gas plug 20 gas-tightly closes.
  • the gas connector 20 is first next to the bolt 18 inserted into an opening of the locking device (left-hand diagram in Fig into diesel ser embodiment. 2. The gas plug 20 is then in such a manner before the end 15 of the gas socket 17 displaces that the bolt 18 is displaced to its stop point and the opening of the gas socket is exposed and aligned with the gas plug ⁇ tet (middle view in Fig. 2) Finally, the gas plug 20 in the flow channel 19 of the gas outlet pre ⁇ inserted, and a gas-tight connection of the gas plug 20 to the gas outlet 17 is produced (right-hand illustration in Fig. 2).
  • the gas outlets 17 are designed to work with the condition that they the respective gas plug 20 are connected, are unlocked.
  • a stopcock e.g. a ball valve, a plug cock or a piston cock be integrated, wherein a ball, a plug or a piston serves as a movable closing body accordingly.
  • At least one gas socket 17 and the associated gas plug are combined as a combination. ned plug and rotary coupling executed, wherein the plug and rotary coupling has an internal, closed in the uncoupled state and opened in the coupled state ball valve.
  • the Gasste ⁇ cker an inner coupling member and the gas outlet an exterior coupling as a plug coupling parts.
  • the plug and rotary coupling in the end 15 of the gas socket 17 ei ⁇ nen ball valve as a rotary coupling part.
  • the ball valve and the in ⁇ denominator and outer coupling pieces are designed so that the ball valve by rotation of the inner clutch piece of the Gasste- thickener is opened in the outer clutch piece of the gas outlet 17 and so the gas outlet is unlocked 17th
  • the plug and rotary coupling is designed so that the gas plug is secured during rotation of the gas outlet.
  • a groove is also provided on the inner coupling piece of the gas connector, into which a corresponding projection provided in the gas socket can engage when introducing the gas connector. Additionally are on
  • Gas plug provided a red and a green mark.
  • the gas outlet has a viewing window, the kor ⁇ respondiert with the marks, depending on the position of the gas plug in the gas outlet.
  • the gas connector For connecting the gas connector to the gas socket of the vorlie ⁇ ing embodiment, the gas connector is oriented such that the groove engage in the projection of the gas socket can. Then the gas plug is inserted into the gas socket so far that the red mark appears in the viewing window. As a result, the gas plug is connected to the gas socket, while the gas outlet 17 is gas-tightly locked. Subsequently, the gas plug is turned through the gas outlet 17, wherein the gas outlet is bolted ent ⁇ by opening the ball valve and the gas plug is ge ⁇ same time secures against peeling. This condition is indicated by the appearance of the green mark in the viewing window.
  • the gas socket 17 is thus formed in the present embodiment so that it can be unlocked provided that it is connected to the gas plug.
  • the gas plug to release the gas plug, it is rotated in the gas socket, in a direction opposite to the rotation in unlocking.
  • the ball valve is closed thereby, whereby the gas socket is locked gas-tight.
  • the gas plug is unlocked and the red mark appears in the viewing window. Then the connection of the gas plug with the gas socket can be solved.
  • the gas plugs are connected according to embodiments in each case with a gas line as the fluid line, which is not shown in Fig. 2.
  • the two fluid line connecting pieces are thus designed such that they can each be connected to one of the two fluid connection devices and a fluid line, for example a flexible gas hose.
  • the unlocked fluid connection devices can secure the fluid line fittings connected to them.
  • this fuse as described above, by locking the bolt 17 in a groove on the gas plug 20 can be realized.
  • the container 11 contains one or more adsorber materials (not shown in the figures), eg adsorber materials for the desulfurization of liquefied petroleum gas, natural gas gas or other hydrocarbons.
  • the container may contain a plurality of adsorber materials and the adsorber materials may be present in a mixed bed or as multicomponent adsorber material. The used
  • Adsorber materials are z. Classic
  • the adsorption treatment device may comprise a thermally triggered fluid shut-off device and / or a fluid flow monitor.
  • the thermally activating fluid shut-off device may be a thermally triggering shut-off device (TAE) 30, as shown schematically with the cartridge 101 in FIG. 3.
  • TEE thermally triggering shut-off device
  • the thermally activated shut-off device 30 includes a solder that melts in case of fire and the gas flow un ⁇ interrupts.
  • a gas flow monitor (not shown in FIG. 3) can be integrated as a fluid flow monitor, which automatically automatically interrupts the gas flow rate if the gas line is intentionally or accidentally damaged.
  • the functioning of a thermal shut-off device and a gas flow monitor are z. In the
  • the container for reversible filling with the adsorbent material may comprise an opening and closing element, which is a safety device for
  • Prevented tampering selected from: a cover of the opening and closing element and a special screw connection, which can only be opened with a special tool.
  • the security device may also be a seal.
  • the cartridge can be designed so that the container 11 can be opened at one point by means of screwing the cartridge.
  • Examples of this embodiment are shown in Figs. 4a and 4b as cartridges 103 and 105.
  • the containers of the cartridges 103 and 105 are made, such as in particular from Fig. 4b, depending ⁇ wells of two halves 40 and 42.
  • the half 40 has an internal thread and the half 42 has an external thread and the halves 40 and 42 may this Threaded together gas-tight.
  • This gland contains too ⁇ additional safety features to avoid Fremdmanipu ⁇ lation.
  • Fig. 4a and 4b The containers of the cartridges 103 and 105 are made, such as in particular from Fig. 4b, depending ⁇ wells of two halves 40 and 42.
  • the half 40 has an internal thread and the half 42 has an external thread and the halves 40 and 42 may this Threaded together gas-tight.
  • This gland contains too ⁇ additional safety features to avoid Fremdmanipu ⁇
  • a removable sleeve 50 is provided over the screw which surrounds the periphery of the container and is fastened by means of a special screw 52 on the screw or can be.
  • the special screw 52 can only be opened with appropriate tools that are not commercially available.
  • the security element for protection against unauthorized opening can also be a cover 54, which is attached to one of the halves of the cartridge 105 and covers the screw connection of the two halves 40 and 42.
  • Another Embodiment relates to a combination of cover and sleeve with special screw.
  • a hook may be attached to the cuff, to which the cartridge can be attached to a corresponding eyelet (not shown) provided on the wall.
  • the eyelet can of course also be attached to the cuff and the hook on the wall.
  • This type of suspension is z. B. of Wandfeuerlöschge ⁇ devices known.
  • the defined installation of such a suspension has the advantage that the gas connector of the gas inlet and exit of the cartridge will not be inadvertently incorrectly Schlos ⁇ sen if the respective gas supply lines are installed so that the port is on the suspension meet ⁇ true z. B. by a defined length of Gasschlau- ches.
  • fluid connection devices for the gas inlet and outlet of the cartridge can also be used.
  • the fluid connection devices and / or the associated fluid line connecting pieces for the fluid inlet opening and for the fluid outlet opening are formed in different geometries. So a confusion of the connections can be excluded.
  • the gas sockets are rotatable on the
  • Cartridge mounted, so that the service technician during installation of the cartridge has the greatest possible flexibility in terms of An ⁇ connections of the gas hoses and space.
  • the container 11 may be configured to be vertically installable and to define, adjacent to the fluid inlet opening, a cavity or cavity with or bounded by a flexible and / or porous inert gas.
  • a flexible and / or porous inert gas may be configured to be vertically installable and to define, adjacent to the fluid inlet opening, a cavity or cavity with or bounded by a flexible and / or porous inert gas.
  • material or plastic foam filling for example
  • FIG. 5a and 5b show cartridges 107 and 109, which have then to the fluid inlet opening 14 ei ⁇ NEN unfilled or filled cavity.
  • a corresponding cavity may alternatively or additionally be provided at the fluid outlet opening.
  • Such cavities lead individually or in combination also to an improvement in the flow distribution of the gas flowing through.
  • the cavity may be a
  • the interior of the container 11 of the cartridge 107 is divided by a porous, inert and fluid and / or gas-permeable partition wall 60 into two chambers 62 and 64.
  • the chamber 62 serves to receive the
  • Adsorbermaterials while the chamber 64, which adjoins the inlet opening ⁇ 14, serves to trap condensate.
  • the chamber 64 is in the operating condition of the cartridge
  • the cartridge 109 shown in Fig. 5b includes adjacent to the inlet opening 14 a cavity or space 66 which is equipped with porous and / or flexible inert material or a plastic foam filling. Therein, after the entry of the fluid or gas into the cartridge 109 in FIG. 5b
  • Fluid or gas contained liquid components are trapped as condensate on ⁇ .
  • a porous and / or flexible inert material or as a plastic foam filling are, for example, synthetically produced substances with cellular structure and / or low density based on a plastic.
  • plastic are flexible polyurethane foam, polypropylene (PP), polyethylene (PE), cross-linked polyethylene (PE-X), and polyethylene terephthalate (PET).
  • Particularly preferred are elastane Tere, such as flexible polyurethane foam, or foams based on or include Kera ⁇ mik or metal.
  • ⁇ carries the length between the fluid inlet and the fluid outlet opening 729 mm, 717 mm, 723 mm, 750 mm or 756 mm.
  • the device including the fluid connection devices has a length in the range from 850 mm to 900 mm, for example 871 mm.
  • the container has an outer diameter of 110 mm and / or an inner diameter of 90 mm.
  • a total length LI of the cartridge including the fluid connection devices may be 871 mm.
  • a length L2 of the container between the fluid inlet opening and the fluid outlet opening may be 729 mm.
  • the fluid connection devices can each have an angled shape at a 90 ° angle, for example an L-shape with two legs.
  • One of the fluid connection devices, eg the fluid connection device at the fluid inlet opening can have a length L3 of 53 mm parallel to the length of the container in the state mounted on the cartridge.
  • this fluid connection device has an L-shape
  • a length L4 of the fluid connection device between the free leg of the L-shape and the container is 21 mm.
  • the other of the fluid connection ⁇ devices for example, the fluid connection device on the Fluid outlet, in the mounted state on the cartridge parallel to the length of the container may have a length L5 of 89 mm.
  • the length L6 of the fluid connection device between the free leg of the L-shape and the container is 56 mm.
  • the cartridge 110 with L-shaped fluid connection devices is not shown to scale with the projecting external dimensions LI to L6.
  • the container is 717 mm long and a first opening selected from the fluid inlet opening and the fluid outlet opening comprises a tube piece with a length of 33 mm.
  • a compression connector can be provided in the pipe section and connected to the associated fluid connection device.
  • a screw connection or bulkhead screw connection is provided in a second opening selected from the fluid inlet opening and the fluid outlet opening.
  • the bulkhead fitting can extend the tank by 6 mm.
  • the fluid connection devices 17 may each have an angled shape at 90 °.
  • the fluid connection devices 17 can each have at their respective free end a connection opening, e.g. having an inner diameter of 20 mm, for connection to the respective fluid line connecting piece.
  • the distance between the centers of the connection openings may be between 835 and 850 mm or approximately 839 mm.
  • Fig. 5d shows schematically as a further embodiment of the device for adsorption treatment, a cartridge 111 in the Complete or partial representations of FIGS. 5d0 to 5d3.
  • the container of the cartridge 111 comprises, as shown in the cross-sectional ⁇ view of Fig. 5d0, a pipe section 1, on which an end cap 2 at one end and an end cap 3 are provided at the other end.
  • the end cap 3 and the associated end of the pipe section 1 are joined together by welding.
  • the pipe section 1 and the end cap 2 have complementary threads and are connected to each other, with an O-ring 5 for sealing between the pipe section 1 and the
  • End cap 2 is provided.
  • O-ring 5 is in the
  • End cap 2 provided an annular groove.
  • the fluid inlet opening 14 is provided, which is provided with a bulkhead fitting 6, which protrudes from the fluid inlet opening 14 in a length L15 of 6 mm.
  • a safety socket 9 is provided in the bulkhead fitting 6, as Fluidan gleichvor- device 17.
  • Fluid outlet opening 16 is welded in the present embodiment with a pipe section 8 of 33 mm in length.
  • a compression connector 7 is inserted, with the fluid connection device 17, a second safety socket 9 is connected.
  • a sieve with the mesh size of 0.5 mm is provided in the cartridge within the end cap 3 in front of the fluid inlet ⁇ 14 and approximately in the middle of the interior of the cartridge 111.
  • the container of the cartridge 111 ie the connected system of the pipe section 1, the end caps 2 and 3 and the pipe section 8 has a length LH of 750 mm.
  • the pipe section 1 has a Län ⁇ ge L12 of 598.5 mm.
  • the end cap 3 has a length L13 of 100 mm, while the end cap 2 has a length L14 of 105 mm.
  • the pipe section 1 and the end cap 3 have an inner diameter of 90 mm.
  • the end cap 2, however, has an inner diameter of 96 mm.
  • the pipe section 1, and the end caps 2 and 3 each have an outer diameter of 110 mm.
  • the pipe section 8, the press connector 7 and the safety sockets 9 each have an inner diameter of 20 mm.
  • the annular groove for the O-ring 5 has a réelle barnmes ⁇ ser of 104 mm.
  • the O-ring may be made of a flexible material which is resistant to treat ⁇ against the fluid, for example of Teflon.
  • Fig. 5d also includes detailed views 5dl, 5d2 and 5d3.
  • the detail of Fig. 5dl shows a plan view of the end cap 2 of the cartridge 111 with the provided thereon
  • FIG. 5d2 illustrates an enlarged section Z of the pipe section 8 and the press connector 7, as a lateral plan view along the arrows A in Fig. 5dl.
  • FIG. 5 d3 shows an overall perspective view of the cartridge 111.
  • Fig. 5e illustrates an example of the device according to the embodiment of Fig. 5d with technical details. The dimensions of the individual components with the reference numerals 1 to 9 are explained in detail in the parts list.
  • the example of FIG. 5e has a general tolerance according to ISO 2768-m.
  • At least one of the safety sockets 9 can be an all-gas safety socket GT DN 15. Table: Parts list of Fig. 5e
  • the cartridge is designed so that it can be vertically installed in ⁇ and flows through from bottom to top. Furthermore, it can, as explained above, between Gaseintrittsöff ⁇ tion 14 and adsorber optionally filled with a porous inert material or thus limited cavity for collecting condensate. If the cavity is designed as a flexible porous inert material layer, eg flexible porous plastic foam, this may additionally be advantageous with regard to the filling and abrasion resistance of the adsorbents.
  • the adsorber particles are clamped between the two layers.
  • the flexibility of such a filling of the adsorbents between a flexible inert material layer in a cavity at the bottom and a correspondingly identical layer in a cavity at the head of the cartridge the adsorber particles are clamped between the two layers.
  • the cartridge can comprise: a resealable container with two safety gas connections, ie at the gas inlet and outlet, a gas inlet and / or gas exit zone for improving the flow distribution of the gas flowing through, a simple suspension and / or several security elements for protection against opening by unauthorized persons.
  • a method for regenerating and / or disposing, filling and / or installing the apparatus for the adsorption treatment of a fluid or
  • Fluid stream indicated comprising at least one of the steps ⁇ te: filling the container with the adsorber, for example un ⁇ ter shielding gas, inert fluid, inert gas or the fluid which is freed from an adsorptive to be removed by the adsorption adsorptive; Purging the container during and / or after filling the container with the adsorber material, eg with inert gas, inert fluid, inert gas or the fluid freed from an adsorptive to be removed by the adsorption treatment; Performing a pressure and / or leakage test for checking the tightness of the filled container with ver ⁇ locked fluid connection devices; Installing the device for adsorption treatment of a fluid or fluid stream before or in a dedicated device while the container is filled with adsorber material and an element selected from inert fluid, inert gas or the fluid freed from an adsorptive to be removed by the adsorption treatment; and installing the apparatus for adsorption treatment of a fluid or fluid stream according to
  • Adsorber material is filled so that in both cases in the container free volume for fluid or gas is present.
  • the container may also be filled with gas or fluid.
  • a method of regenerating and / or disposing, filling, and / or installing the apparatus for adsorbing a fluid or fluid stream comprising at least one of the following steps.
  • One of the steps involves removing the apparatus for adsorption treatment of a fluid or fluid stream, the container of which contains adsorber material to be regenerated and / or disposed, from a device on which or in which an adsorption treatment has been carried out by detaching the fluid connection devices 17 from fluid line connection pieces 20 which are connected to the device.
  • the release of the fluid connection devices 17 from the fluid line connecting pieces 20 can take place while the container is filled with treated or treated fluid.
  • Another possible step of the method for regenerating and / or disposing, filling and / or installing the device for adsorption treatment comprises transporting the container with the adsorber material to be regenerated and / or disposed and locked fluid connection devices under safety precautions and / or under protective gas,
  • Inert fluid or inert gas Inert fluid or inert gas.
  • all, single or multiple transport steps can be carried out under safety precautions, such as under inert gas, inert fluid or inert gas be, wherein the protective gas, inert fluid or inert gas within ⁇ half and / or outside of the container can be provided.
  • safety precautions such as under inert gas, inert fluid or inert gas be, wherein the protective gas, inert fluid or inert gas within ⁇ half and / or outside of the container can be provided.
  • safety precautions during transport are: A suitable packaging with special protection for individual components, such as the fluid connection devices, so that no physical damage to the cartridge can occur during transport; a mark with warnings such as "Do not open, the cartridge may contain residues ge ⁇ more dangerous ingredients"; and preventing gas exchange with the exterior of the container by intrinsic Si chere connections.
  • the container with the adsorber material to be regenerated and / or disposed and locked fluid connection devices can be transported to a regeneration and / or disposal station. There, for example, under protective measures, the device can be opened and the adsorber material exchanged or regenerated.
  • the equipment may be present and used in the regeneration and / or disposal station necessary for the safe handling and regeneration of the apparatus for the adsorption treatment of a fluid or fluid stream and / or for the safe handling, regeneration and / or disposal of the adsorbent material.
  • Comprises the container for rever ⁇ sitive filling with the adsorbent material, an opening and closing element having a safety device for Vermei ⁇ -making tampering by unauthorized persons, may be used in the regeneration and / or disposal station for handling of the safety device, a special equipment or special tools available be used and not commercially available, but only accessible to professionals.
  • the container of the device a Comprise safety device, selected from: a cover of the opening and closing element and / or a special gland, which can be opened only with special tool / can.
  • the security device may also be a seal that can only be opened by professionals.
  • Examples of other possible protective or safety measures in the regeneration and / or disposal station are: rinsing the cartridge with inert gas prior to opening, because in some cases an adsorptive may cause an explosive gas mixture when opening or, for example, in the case of sulfur adsorbers pyrophoric reactions occur with air; Opening and refilling the used or to be regenerated adsorber under common safety precautions for the staff in the regeneration and / or disposal station, such as personal protective equipment, such as goggles and respiratory protection, air exchange and extraction of possibly contaminated air; and oxidative aftertreatment of purge gas, possibly containing fluid residues from the cartridge.
  • the method for regenerating and / or disposing, filling and / or installing the apparatus for adsorption treatment may comprise at least one of the following steps: purging the container containing adsorbent material to be regenerated and / or discharged with inert gas, inert fluid, inert gas or other gases, such as air; Emptying the container from the regenerating and / or disposing
  • Adsorber material e.g. under inert gas, inert fluid, or
  • inert gas Disposal and / or regeneration of the adsorber material to be regenerated and / or disposed of; Filling the container with regenerated or unused adsorber material, for example under inert gas, inert fluid, inert gas or the fluid which is removed from an adsorber to be removed by the adsorption treatment. is sorptively liberated; Rinsing the container with inert gas,
  • Inertfluid, inert gas or the fluid which is freed from an adsorptive to be removed by the adsorption treatment, during and / or after the filling of the container with the re ⁇ nerêtm or unused adsorbent material; and performing a pressure and / or leakage test to verify the tightness of the filled container with locked fluid connection devices.
  • the following sequence of removal of a used Adsorbermaterials from the cartridge is possible: first, the container is rinsed with 2 until the residual gas is removed in the container. Thereafter, the container is opened. Then the absorber material is removed from the container and filled in a special container for disposal. Further, in one example, the container is filled with the regenerated or unused adsorber material under air and then with
  • Inert gas purged A small amount of residual air can remain in the tank because the inert gas is mainly used to displace most of the air in the tank for subsequent applications.
  • the method may comprise regenerating and / or disposing, filling and / or installing the device: transporting the container with the regenerated or unused adsorbent material and interlocked fluid connection devices to a device at or in which an adsorption treatment is to be carried out; and / or connecting fluid line fittings 20 to the device.
  • the apparatus for adsorption treatment of a fluid or fluid stream may be installed on or in the apparatus while the container is filled with regenerated or unused adsorbent material and an element selected from inert gas, inert fluid, inert gas or the fluid derived from an adsorptive to be removed by the adsorption treatment, by connecting the fluid connection devices 17 with fluid line connecting pieces 20 which are connected to the device.
  • Adsorber material containing device for Adsorptionsbe ⁇ treatment of a device on or in which the adsorption ons compliment was performed, removed and transported to a Rege ⁇ nerier- and / or disposal station, while treated with the adsorption or gas to be treated in the device for Adsorptionsbehand ⁇ ment is. Furthermore, embodiments of the method for regenerating and / or disposing, filling and / or installing the apparatus for adsorption treatment allow the unused or regenerated adsorber material to comprise adsorption treatment apparatus to or at which the adsorption treatment is to be carried out, can be transported while inert gas is in the device for adsorption treatment.
  • filling and / or installation of the device for adsorption treatment is a cartridge which holds ent ⁇ re ⁇ -generating and / or to be disposed of adsorbent material, on a device to which a Entschwefelungsbehand ⁇ was carried out.
  • the cartridge comprises the container 10 and the gas sockets 17 of the example of Figure 4b.
  • the gas plugs 20, which are connected to the device and the gas sockets 17 are released from the gas sockets 17, while in the container is natural gas.
  • the fluid connection devices 17 on the container 10 with the bars 18 closed, so that the cartridge is gas-tight locked. Then the cartridge is transported to the regeneration and / or disposal station.
  • the natural gas contained in the cartridge is removed under safety precautions to prevent explosions or contact with personnel and the cartridge is optionally purged with inert gas.
  • the cartridge is then opened by loosening the threaded closure.
  • the cartridge optionally under a protective gas atmosphere, freed from the spent adsorber, filled with fresh or regenerated adsorber and then rinsed with inert gas.
  • the cartridge is transported to a facility at or in which a desulfurization treatment is to be carried out and connected to the facility while inert gas is in the cartridge.
  • the device to or at which an adsorption treatment is to be performed may be a fuel cell or a gas compressor of a fuel cell.
  • the device for adsorption treatment of a fluid or fluid stream or the device to which an adsorption treatment is to be carried out may comprise an adsorptive detector or a sulfur detector, and the regeneration and / or disposal of the device for adsorption treatment of a fluid or fluid flow may be dependent on the Detection of an adsorptive or sulfur compounds are performed. Further may be provided with at least one shut-off valve, the device in which an adsorption treatment to be performed on or installed in Strö ⁇ flow direction before or after the adsorption treatment device for a fluid or fluid stream.
  • a service cycle can also be measures, here also called safety precautions.
  • An example of one embodiment is to perform a pressure and / or leak test prior to shipment of the cartridge. With such a test, the technical log ⁇ ACTION can be checked.
  • a pressure and / or leakage test with 2 or other be ⁇ known inert gases such. As CO 2 , He, Ne, or Ar take place. This has the advantage that after installation of the cartridge in the gas line and opening the gas tap in the cartridge no explosive mixture can arise or subsequent Bau ⁇ parts can be damaged.
  • the cartridge may be flushed with inert gas instead of with the main constituent of a gas to be treated and delivered ⁇ the.
  • Example is sulfur-free natural gas or pure Me ⁇ than or technical, sulfur-free propane or butane for the use of LPG.
  • a flushing process can be carried out after filling the container with adsorbent material with inert gas, such as N 2 , and / or before performing a pressure or leakage test: For example, first the container is rinsed with 2 until the defined oxygen content to be defined in the cartridge is exceeded , then the pressure is increased with the same inert gas at pressure and / or leakage test level. This is followed by the pressure ⁇ or leak test, z. Example, by determining the pressure difference, the pressure drop or a leakage rate at a suitable pressure. After a successful pressure or leakage test, the 2 is drained again until approx. Room pressure is reached. The connections are closed and the cartridge is placed under N 2 . Another rinse is typically not required.
  • inert gas such as N 2
  • the regeneration of the adsorbent material can thermally suc ⁇ gene, z.
  • thermally suc ⁇ gene, z For example, with steam, air or other hot gaseous media at temperatures greater than 200 ° C. Disposal may take place destructively, for example, with recovery of the metals: For example, sulfur is roasted off from a Cu / Mn adsorber, then Cu and Mn are melted by thermal processes, separated and recovered as a solution.
  • inert gas examples include N 2 , Ar, He, nitrogen enriched air (NEA), CO 2 , or the respective pure gas to be treated with the adsorber material.
  • the cartridge can be installed either in front of the fuel cell (external) or in the fuel cell housing (internally). When installing externally, it must be ensured that the desulfurized gas no longer contains odorants after it has flowed through the cartridge, and in the event of a leak no warning smell is given.
  • the gas line to the cartridge and before entering the fuel cell device can ⁇ be designed so that it contains no internals.
  • a possible solution is, for example, the attachment of a gas hose or a similar line piece in the fuel cell housing, so that the attachment is not accessible from the outside. If the accessible free end of the gas hose to which the gas plug is mounted, connected to the pre see ⁇ gas outlet to the cartridge, no non-odorized gas can escape. Since the gas line up to the gas socket contains no other fittings or screw connections, the gas line can be classified as technically permanently leakproof after the pressure test has been carried out. The change process and the operation of the cartridge can be done safely with the described ⁇ surrounded structure.
  • the cartridge and / or the adsorber material used is at temperatures of -10 to
  • a process for adsorbing a fluid or fluid stream comprising: providing the apparatus for adsorbing a fluid or fluid stream according to any of the embodiments described herein, wherein the vessel is provided with an adsorbent material Adsorption treatment of fluids is filled, connecting a fluid supply line with a first fluid line connection piece and a fluid discharge line with a second fluid line connection piece, connecting the first and the second fluid line connection piece with the two fluid connection devices of the device for adsorption treatment of a fluid or fluid flow and thereby unlocking the fluid connection devices, and introducing a fluid into or passing a fluid through the adsorption treatment device of the fluid.
  • the cartridge is operated in combination with a shut-off valve, which is installed before the Kartu ⁇ cal.
  • the cartridge can be operated in combination with a sulfur monitor. Operation in combination with a sulfur monitor allows dynamic cartridge cycling, depending on the amount of sulfur absorbed and regardless of regional differences in natural gas composition.
  • the apparatus for adsorption of a fluid or fluid flow is configured or aligned such that the fluid is vertically passed through the pre ⁇ direction from bottom to top. If the fluid is passed vertically through the device from bottom to top, if the adsorbent bed z. B. by strong shaking or transport operations, on the wall of the cartridge container, in contrast to a horizontal len ⁇ len installation and flow, no edge flow effect and thus no premature breaking of sulfur substances occur.
  • the flow guidance from bottom to top offers advantages in terms of reliability with regard to entrainment of condensed water in eg natural gas.
  • water can occur in gas lines at least in gaseous form.
  • the adsorbents used can therefore be brought into contact with liquid water.
  • the adsorbents can enter into unwanted reactions with water or lose their functionality and thus the proper operation maintained.
  • the Ver ⁇ drive can be performed so that the cartridge is traversed vertically from bottom to top. If, in addition, a cavity or a cavity filled or filled with highly porous inert material is provided between the gas inlet and the adsorber, any possible condensate can be retained therein.
  • the combination of flow guidance from bottom to top with the described cavity can also have positive effects on the flow distribution in the gas inlet region. Surprisingly, it has been found that a flow through the cartridge from bottom to top has positive effects on the desired homogeneous flow of the adsorbents, as already explained above in connection with FIGS. 5a and 5b.
  • the device for adsorption treatment of a fluid or fluid flow is operated in combination with an adsorptive detector or a sulfur detector and the replacement of the device is carried out depending on the detection of an adsorptive or sulfur compounds.
  • the device for the adsorption treatment of a fluid or fluid flow in combination with a shut-off valve can be operated ⁇ , which is installed in the flow direction before or after the container.
  • the fluid after passing through the device may have a purity of ⁇ 50 ppb residual sulfur.
  • the fluid is passed through the device at temperatures of -10 to + 90 ° C and a pressure in a pressure range of -500 mbar above atmospheric pressure to + 10 bar above atmospheric pressure.
  • a fuel cell housing namely temperatures of up to 70 ° C are possible, while in external installations ambient temperatures may prevail, for example in basements.
  • the container of the cartridge may be tubular or cylindrical, but other shapes of container are contemplated. Equations and explanations given herein relating to tubular cartridge containers are to be understood as analogous to non-tubular cartridges.
  • the vessel may have a bedding-to-bedding ratio (L / D) ratio of 0.1 to 40, and / or a space velocity of ⁇ 10,000 h- 1 may be used in the vessel be set to the total amount of Adsorbermaterials.
  • this is minimum L / D ratio in a range of 1 to 20 and in a particularly advantageous embodiment in a range of 1 to 10.
  • the space velocity is less than 2,000 h-1 based on the total amount of adsorber material.
  • the charge-to-particle diameter ratio has values greater than 10, in a particularly preferred embodiment values greater than 20.
  • the bed length to bed diameter ratio (L / D ratio) is the ratio of the length of the bed to its diameter. The equation for this is:
  • a higher L / D ratio means a longer path through the adsorber and thus a longer residence time (see below) in the adsorber bed. Therefore, an L / D ratio in the range of 0.1 to 40 has a positive effect on the breakthrough time.
  • L / D ratio changes, in the case of a tubular container of the cartridge, the diameter of the bed or the container. This results in a change in the flow rate with a constant bed volume and gas volume flow. This change is both in the free cross-section of the container of the cartridge, which is also referred to here as a reactor, as well as within the Bed available.
  • the following equation shows the dependence of the superficial velocity of flow and Nuclear ⁇ tor josmesser.
  • a higher superficial velocity may adversely affect the breakdown capacity of the adsorbent, as to ent ⁇ far molecules have less time for the sorption available. This can thus have an accelerating effect on the breakthrough time.
  • the space velocity (SV) is the reciprocal of the residence time and one of the main Be ⁇ operating parameters for catalysts and adsorbents. It is calculated according to the following formula:
  • A reactor cross-sectional area
  • the space velocity is usually given in the unit 1 / h and related to NL / h / L adsorbent.
  • the Leerrohrge ⁇ speed is often expressed indirectly in the chemical technology by the space velocity, since this is directly proportional to the Leerrohrge ⁇ speed and also expresses the relationship with the bed volume used. However, there is no relation to the shape of the packed bed. As can be seen from the formula, it is directly proportional to the flow velocity. Therefore, a higher space velocity also has an accelerating effect on the breakthrough time. Readings showed that low
  • Space velocities have a positive effect on the breakdown capacity of the selected adsorbent and retarding on the breakthrough ⁇ point. For this reason, in embodiments, low space velocities less than about 10,000 h -1 are selected. Another important reason for the choice of low space velocities is the required service life of the
  • Adsorbent The service interval for example, fuel cells ⁇ -house heating systems should not be less than one year. A certain minimum amount of adsorber is therefore necessary to reali ⁇ the required gas purity over the period.
  • the bulk-to-particle diameter ratio has values greater than 10, in a particularly preferred embodiment values greater than 20.
  • the bulk to particle diameter ratio is defined as follows:
  • Dscnüttun g diameter of a cylindrical bed
  • dp mean particle diameter.
  • the porosity also referred to as the degree of voiding, is higher on the wall of a fixed bed adsorber than in the remaining packed bed. Therefore, there may be so-called edge flow effects on the wall. These effects can lead to an earlier breakthrough ⁇ time, for example, a sulfur compound.
  • the average porosity of ball piles is between 0.37 and 0.4.
  • the marginal porosity is about 0.5 at these beds.
  • Commercially available desulfurization adsorbents such. B. the spherical material FCDS-GS12 Fa. SüdChemie AG has an average porosity of 0.32. To avoid edge flow effects, in one embodiment at least one D / d P ratio greater than about 10 is maintained.
  • the desulphurisation plant has four cylindrical Kartu ⁇ rule as devices for adsorption treatment, which could be flowed through in parallel with different gases.
  • the cartridges were each provided at the gas inlet opening and at the gas outlet opening with gas sockets and connected with corresponding gas plugs with a respective gas line.
  • the gas sockets and gas plugs come from the manufacturer Viega, component: 1/2 "Type TAE (G2016T) # 526 788, the gas lines each consisted of gas hoses of the manufacturer Viega, component 1/2" x 500 mm (G2023) # 531 904.
  • the aim of the experiment 1 was to document the effects of L / D ratio and the space velocity in order to show that both parameters have a direct influence on the Adsorpti ⁇ kiln output, for example on the desulfurization performance, of the material or the cartridge.
  • the aim of experiment 2 was to analyze the flow in the inlet area of the cartridge.
  • the incoming and exiting gas was equipped with a Gaschromato ⁇ graph, which was connected to the gas outlet and the gas inlet of the plant and with a pulsed flammenphotometrischem detector (GC-PFPD) can be specifically analyzed for sulfur compounds.
  • GC-PFPD pulsed flammenphotometrischem detector
  • a sequential desulfurization ⁇ bed as described in WO 2006/028686 Al is selected in the ratio 3: 1.
  • the adsorber material used consisted of Ca-exchanged 13X zeolite (FCDS-GS12) according to Example 1 of WO 2006/028686 A1 sequentially in combination with a Cu / Mn
  • FCDS-GS6 Mischmetalloxidmaterial (FCDS-GS6) according to Example 2 of WO 2006/028686 AI.
  • the 13X zeolite had a Si: Al equivalence ratio of 1.17 and a calcium exchange of 70%, with the remaining metal ions comprising sodium and / or potassium.
  • the Cu / Mn mixed metal oxide had 34 wt% Manganverbin ⁇ compounds 54 wt% of iron oxide, comprising Fe20 3, and 12% aluminum oxide ⁇ with a surface area of 294 m 2 / g. Further test data are shown in Table 1.
  • the sorbents were brought by grinding and sieving to the particle size fraction 0.8 to 1 mm. Since an exact volume determination is very difficult with the small sorbent volumes, separate bulk density measurements were made with the materials and the sorbent quantities were weighed for the tests. In this way it could be ensured that for every one ⁇ individual test same Sorbentienmengen were used.
  • the GC-PFPD detector recorded the breakthrough behavior as a function of the L / D ratio. records.
  • the timing or designated by ⁇ break capacity in which for the first time a specific ⁇ fish sulfur compound in the gas after the adsorbent is detek- advantage. The limit was 200 ppb per swing ⁇ felriv. From the defined gas volume and the defined sulfur constituents and concentrations in the gas, it is possible to calculate how much sulfur passes through the cartridge. This is called breakthrough capacity. From this, the load at break-through time can be calculated via the weighed sorbent mass.
  • Table 3 shows, for example, the measured fürbruchskapa ⁇ capacities of Entschwefelungsbettes, which was modeled on the Example 1 of W02006 / 028686, as the ratio of mass Ver ⁇ bond to the mass of the sorbent.
  • the breakthrough capacities were determined on the basis of the breakthrough time.
  • the breakthrough in this case was a concentration of 1 ppm THT
  • the aim of experiment 2 was to analyze the flow in the inlet area of the cartridge.
  • a cylindrical cartridge prototype made of clear Plexiglas was produced. This made it possible to assess flow ⁇ dynamic gas distributions visually.
  • the inside diameter of the prototype was 14, the length about 55 cm.
  • the volume was about 8 liters.
  • the cartridge possessed at both ends of the cylinder via detachable lid and could so- ⁇ opens and be filled.
  • the lid according to the invention were gas outlets, the gas outlets of the company Viega screwed in the present examples were inserted into the corresponding Gasste ⁇ sugar with connected gas lines.
  • the gas volume flow was regulated.
  • the MFC was used for this purpose on the medium used, nitrogen 3.0, with the aid of a DRYCAL Flowmeter from manufacturer Westphal in the volume flow ⁇ range calibrated between 70 and 600 standard liters per hour.
  • the nitrogen flow was admixed via a T-piece of fog from a commercial disco fog machine of the type FOG-700.
  • the gas / mist mixture entered the cartridge via the ports.
  • a visual documentation was done by means of an HD camera, which is fixed on a tripod before the test setup. To increase the contrast, the cartridge was pasted with black construction paper.
  • a prerequisite of the experiment was that the mist in the gas medium mixed optimally and had no settling behavior. This was confirmed by a test by the cartridge filled with mist, and then the gas stream was ge ⁇ stops. The fog "floated" then constant and showed no settling behavior.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms angegeben, umfassend einen Behlter (11) zur Aufnahme von Adsorbermaterial, wobei der Behlter eine Fluideintrittsffnung (14) und eine Fluidaustrittsffnung (16) aufweist, und zwei Fluidanschlussvorrichtungen (17), wobei eine der Fluidanschlussvorrichtungen an der Fluideintrittsöffnung vorgesehen ist und die andere der Fluidanschlussvorrichtungen an der Fluidaustrittsöffnung vorgesehen ist, wobei die Fluidanschlussvorrichtungen fluiddicht verriegelt und derart ausgebildet sind, dass sie jeweils mit einem Fluidleitungsanschlussstck verbindbar und entriegelbar sind und unter der Voraussetzung, dass sie mit dem jeweiligen Fluidleitungsanschlussstück verbunden sind, entriegelbar oder entriegelt sind.

Description

Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluid- Stroms
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ad¬ sorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms, eine Ver- wendung einer Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms, ein Verfahren zum Regenerieren und/oder Entsorgen, Befüllen und/oder Installieren einer Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms und ein Verfahren zur Adsorptionsbehandlung eines
Fluids oder Fluidstroms, insbesondere Erdgas oder Flüssiggas für Brennstoffzellen. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Entschwefelung eines gasförmigen Kohlenwasserstoffstroms und ein entsprechendes Verfahren, insbesondere für den Einsatz in Kombination mit einem Brennstoffzellengerät .
Die meisten Brennstoffzellen benötigen Wasserstoff bzw. Wasserstoffreiche Gase als Brennstoff zur Wärme- und Stromerzeu¬ gung. Deshalb werden gegenwärtig beträchtliche Anstrengungen unternommen, um in katalytischen Brennstoff-Umwandlungs- Systemen Wasserstoff aus logistischen Brennstoffen wie Diesel, Benzin, Naphtha, Flüssiggas und Erdgas zu erzeugen. Langfris¬ tig hängt jedoch der erfolgreiche Einsatz von Brennstoffzellen von der Verfügbarkeit von regenerativ erzeugtem Wasserstoff ab .
Die katalytische Umsetzung von flüssigen oder gasförmigen Kohlenwasserstoffen, um ein Wasserstoffreiches Gas, wie das soge¬ nannte Reformatgas, zu erhalten, erfolgt dabei in mehreren hintereinandergeschalteten Schritten: der eigentlichen
Reformierreaktion, einer nachgeschalteten Wassergas-Shift- reaktion sowie möglicherweise einer CO-Feinreinigungsreaktion, wie z. B. der selektiven CO-Methanisierungsreaktion . Die meisten der Primärenergieträger, die zur katalytischen Erzeugung von Wasserstoff in Frage kommen, beinhalten jedoch Anteile von Schwefel. Diese werden dem Brennstoff teilweise ab¬ sichtlich als sogenannte Odorierungsmittel zugegeben, um Men¬ schen vor eventuellen Leckagen zu warnen. Odorierung dient als Sicherheitsmaßnahme bei der Verwendung von sonst geruchlosen Gasen und bezeichnet das Hinzufügen von Riechstoffen (Odorierungsmittel) , die einen für die Gefährdung typischen Geruch aufweisen sollen. Odorierungsmittel rufen noch in großer Verdünnung Alarmassoziationen beim Menschen hervor. Flüssiggas und Erdgas enthalten deshalb neben natürlichen Schwefelverbindungen, wie H2S und COS, typischerweise schwefelhaltige Odorie¬ rungsmittel wie Tetrahydrothiophen (THT) oder Merkaptane oder Gemische aus Methanthiol, Ethanthiol, Propan-l-thiol und 2- Methyl-propan-2-thiol, und tert . -Butylmercaptan (TBM) .
Es ist jedoch bekannt, dass Schwefelverbindungen bei
Reformierkatalysatoren sowie bei der Brennstoffzelle selbst irreversible Deaktivierungen hervorrufen. Eine geeignete Ent¬ schwefelungsstufe ist deshalb eine Voraussetzung für die Nut- zung von Kohlenwasserstoffen als Brennstoff in einer Brennstoffzelle. Die verfahrenstechnischen Umsetzungen der Entschwefelung unterscheiden sich stark in Abhängigkeit vom eingesetzten Kohlenwasserstoff. Für die Entschwefelung von Erdgas und Flüssiggas werden möglichst einfache adsorptive Entschwe- felungsstufen angestrebt, die bei Raumtemperatur und Raumdruck mit möglichst hoher Selektiviät betrieben werden können. Adsorptive Entschwefelungsverfahren mit festen Adsorbentien werden bei vielen BrennstoffZellenanwendungen verwendet und sind hinsichtlich der Prozessanforderungen, z.B. Raumtemperatur und Raumdruck, relativ einfach zu realisieren. Beispielsweise beschreibt die WO 2010/023249 AI ein Adsorbermaterial und ein Verfahren zur Entschwefelung von kohlenwasserstoffhaltigen Gasen. Geringe Temperaturen und Reaktionsdrücke bedeuten jedoch auf der anderen Seite vergleichsweise geringe Schwefel- Aufnahmekapazitäten . Die Folge sind relativ große
Adsorberbetten bzw. schnelle Austauschintervalle. Die Kapazi- tat des jeweiligen Adsorbens hängt stark von der Zusammenset¬ zung des Kohlenwasserstoffs sowie von der Konzentration und Art der Schwefelverbindungen ab. Die verwendeten Materialien sind z. B. klassische und imprägnierten Aktivkohlen,
Zeolithsysteme, Metall- und Mischmetall (oxid) katalysatoren, Tonmineralien sowie Kombinationen der Materialien in Mischbett- und Multikomponentensystemen .
Es besteht ein Bedarf für Vorrichtungen zur Adsorptionsbehandlung, z.B. Entgiftung, von Fluiden oder Fluidströmen, oder zur Entschwefelung von Kohlenwasserstoffen für Brennstoffzellen, die sicherheitsrelevante Maßnahmen und Funktionalitäten beim Ein- oder Ausbau der Vorrichtungen in die Gasleitung ermöglichen. Die sichere Installation bzw. der sichere Wechselvorgang der Vorrichtung ist eine zentrale Fragestellung für ein logis- tisches Konzept zur Aus- und Nachrüstung z.B. von Brennstoff¬ zellenanlagen mit Schwefelfilteranlagen.
Eine der wichtigsten Herausforderungen bezüglich des Aufbaus eines logistischen Konzeptes zur Versorgung mit und Entsorgung von Entschwefelungskartuschen für Brennstoffzellen stellt der Transport von gebrauchten Entschwefelungskartuschen dar. Der Filterwechsel wird in der Regel von Servicetechnikern oder Gastechnikern durchgeführt, welche meistens keine spezielle Ausbildung im Umgang mit Gefahrgut aufweisen können. Es werden unter anderem aus diesem Grund Entschwefelungs-Adsorbentien entwickelt, die keiner Gefahrgutklassifizierung unterliegen. Nach Gebrauch können die Adsorbentien jedoch je nach Material in Abhängigkeit von den Gasbegleitstoffen des zu entschwefeln- den Gases neben Schwefelverbindungen verschiedene andere toxi¬ sche Gasbestandteile anreichern und damit ihre Eigenschaften verändern .
Eine allgemein gültige Einstufung des Adsorbens in einer ge- brauchten Entschwefelungskartusche kann aus diesem Grund nicht erfolgen. Je nach Adsorbens und Gaszusammensetzung können neben den Schwefelverbindungen unterschiedliche andere Stoffe adsorbiert sein oder auch nicht. Zur Vermeidung einer möglichen Exposition von Personen muss sichergestellt werden, dass ein Austausch des gebrauchten Adsorbens durch Öffnen der Kartusche nur durch Personen mit Fachkunde und Sicherheitsausrüs¬ tung durchgeführt wird. Es gibt daher einen Bedarf an sicheren Geräten zur Adsorptionsbehandlung, z.B. Geräten für die Entschwefelung von gasförmigen Kohlenwasserstoffen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine sichere Vorrichtung zur Ad¬ sorptionsbehandlung eines Fluids anzugeben, bei der der An- schluss an eine Fluidleitung, die Regenerierung und/oder Entsorgung des Adsorbens und der Wechselvorgang der Vorrichtung möglichst einfach und sicher sowie der Betrieb der Vorrichtung mit großer Zuverlässigkeit erfolgt.
In einer Ausführungsform wird eine Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms angegeben, umfas- send einen Behälter zur Aufnahme von Adsorbermaterial , wobei der Behälter eine Fluideintrittsöffnung und eine Fluidaus- trittsöffnung aufweist, und zwei Fluidanschlussvorrichtungen, wobei eine der Fluidanschlussvorrichtungen an der Fluidein- trittsöffnung vorgesehen ist und die andere der Fluidan¬ schlussvorrichtungen an der Fluidaustrittsöffnung vorgesehen ist, wobei die Fluidanschlussvorrichtungen fluiddicht verrie¬ gelt und derart ausgebildet sind, dass sie jeweils mit einem Fluidleitungsanschlussstück verbindbar und entriegelbar sind und unter der Voraussetzung, dass sie mit dem jeweiligen
Fluidleitungsanschlussstück verbunden sind, entriegelbar oder entriegelt sind.
Eine Ausführungsform betrifft die Verwendung einer Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms nach der vorstehenden Ausführungsform zur Entschwefelung eines Brennfluids, insbesondere Erdgas oder Flüssiggas, für Brenn¬ stoffzellen . In einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Regenerieren und/oder Entsorgen, Befüllen und/oder Installieren einer Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms nach der oben aufgeführten Ausführungsform bereitgestellt, umfassend mindestens einen der Schritte: Entfernen der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms, deren Behälter zu regenerierendes und/oder ent¬ sorgendes Adsorbermaterial enthält, von einer Einrichtung, an oder in der eine Adsorptionsbehandlung durchgeführt wurde, durch Lösen der Fluidanschlussvorrichtungen von Fluidleitungs- anschlussstücken, die mit der Einrichtung verbunden sind;
Transportieren des Behälters mit dem zu regenerierenden und/oder entsorgenden Adsorbermaterial und verriegelten Fluidanschlussvorrichtungen während der Behälter mit behandeltem oder zu behandelndem Fluid gefüllt ist; Transportieren des Be- hälters mit dem zu regenerierenden und/oder entsorgenden
Adsorbermaterial und verriegelten Fluidanschlussvorrichtungen zu einer Regenerier- und/oder Entsorgungsstation; Spülen des Behälters, der zu regenerierendes und/oder entsorgendes Adsorbermaterial enthält, mit Gas, Schutzgas, Inertfluid,
Inertgas oder Luft; Entleeren des Behälters von dem zu regene¬ rierenden und/oder entsorgenden Adsorbermaterial; Regenerieren und/oder Entsorgen des zu regenerierenden und/oder entsorgenden Adsorbermaterials ; Befüllen des Behälters mit regenerier- tem oder unbenutztem Adsorbermaterial; Spülen des Behälters mit Schutzgas, Inertfluid, Inertgas oder dem Fluid, das von einem durch die Adsorptionsbehandlung zu entfernenden Adsorp- tiv befreit ist, während und/oder nach dem Befüllen des Behäl¬ ters mit dem regeneriertem oder unbenutztem Adsorbermaterial; Durchführen eines Druck- und/oder Leckagetests zur Überprüfung der Dichtigkeit des befüllten Behälters mit verriegelten
Fluidanschlussvorrichtungen; Transportieren des Behälters mit dem regenerierten oder unbenutztem Adsorbermaterial und verriegelten Fluidanschlussvorrichtungen, während der Behälter mit Schutzgas, Inertfluid, oder Inertgas gefüllt ist; Trans¬ portieren des Behälters mit dem regenerierten oder unbenutztem Adsorbermaterial und verriegelten Fluidanschlussvorrichtungen zu einer Einrichtung, an oder in der eine Adsorptionsbehandlung durchgeführt werden soll; Verbinden von Fluidleitungsan- schlussstücken mit der Einrichtung, an oder in der eine Adsorptionsbehandlung durchgeführt werden soll; Installieren der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluid- stroms an oder in einer Einrichtung, an oder in der eine Adsorptionsbehandlung durchgeführt werden soll, während der Be- hälter gefüllt ist mit regeneriertem oder unbenutztem
Adsorbermaterial und einem Element ausgewählt aus Schutzgas, Inertfluid, Inertgas oder dem Fluid, das von einem durch die Adsorptionsbehandlung zu entfernenden Adsorptiv befreit ist, durch Verbinden der Fluidanschlussvorrichtungen mit Fluidlei- tungsanschlussstücken, die mit der Einrichtung verbunden sind.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms angegeben, insbesondere zur Entschwefelung von Erdgas oder Flüssiggas für Brennstoffzellen, umfassend: Bereitstellen einer Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms nach der oben aufgeführten Ausführungsform, wobei der Behälter mit einem Adsorbermaterial zur Adsorptionsbehandlung von Fluiden gefüllt ist oder wird, Verbinden einer Fluidzuleitung mit einem ersten Fluidleitungsanschlussstück und einer Fluidablei- tung mit einem zweiten Fluidleitungsanschlussstück, Verbinden des ersten und des zweiten Fluidleitungsanschlussstückes mit den zwei Fluidanschlussvorrichtungen der Vorrichtung zur Ad- Sorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms und dadurch Entriegeln der Fluidanschlussvorrichtungen, und Einbringen eines Fluids in oder Leiten eines Fluids durch die Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung des Fluids. Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen, den Figuren und den Unteransprüchen.
Alle hier beschriebenen und sich nicht gegenseitig ausschlie- ßenden Merkmale von Ausführungsformen können miteinander kombiniert werden. Gleiche Elemente der Ausführungsformen sind in der folgenden Beschreibung mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Elemente einer Ausführungsform können in den anderen Ausführungsformen genutzt werden ohne weitere Erwähnung. Aus- führungsformen der Erfindung werden nun durch die nachfolgenden Beispiele anhand von Figuren genauer beschrieben, ohne sie dadurch einschränken zu wollen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform; g. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Vorrich tung gemäß einer Ausführungsform;
Fig. 4a eine schematische Darstellung einer weiteren Vorrich- tung gemäß einer Ausführungsform;
Fig. 4b eine schematische Darstellung einer weiteren Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform; Fig. 5a eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
Fig. 5b eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
Fig. 5c eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
Fig. 5d schematische Darstellungen (Figuren 5d0 bis 5d3) ei- ner Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
Fig. 5e Darstellungen eines Beispiels einer Vorrichtung gemäß der Ausführungsform der Fig. 5d; und Fig. 6 eine prozentuale Skalierung der THT (Tetrahydro- thiophen) -Durchbruchskapazität des Beispiels 1 von W02006/028686 in Abhängigkeit von der Raumgeschwin¬ digkeit und dem L/D-Verhältnis . In der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen werden die Begriffe Adsorber, Adsorbens, Sorbens und Adsorbermaterial synonym verwendet. Ferner wird die Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms im Folgenden auch Kartusche genannt. Die Fluidanschlussvorrichtungen sind im
Folgenden anhand von Gassteckdosen mit einer im 90°-Winkel abgewinkelten Form beschrieben, aber nicht darauf beschränkt.
Zudem werden Ausführungsformen der Erfindung im Folgenden an- hand der Entschwefelung eines Brenngases für Brennstoffzellen beschrieben, ohne die Erfindung darauf zu begrenzen. Außerdem wird in der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen als Fluid ein Gas eingesetzt, ohne die Erfindung darauf zu be¬ schränken. Ferner werden im Folgenden Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit der adsorptiven Behandlung eines
Fluidstroms beschrieben, können jedoch auch zur Behandlung eines stationären Fluids eingesetzt werden.
In einer Ausführungsform wird eine Vorrichtung zur Adsorpti- onsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms angegeben, umfas¬ send einen Behälter zur Aufnahme von Adsorbermaterial , wobei der Behälter eine Fluideintrittsöffnung und eine Fluidaustrittsöffnung aufweist, und zwei Fluidanschlussvorrichtungen, wobei eine der Fluidanschlussvorrichtungen an der Fluidein- trittsöffnung vorgesehen ist und die andere der Fluidanschlussvorrichtungen an der Fluidaustrittsöffnung vorgesehen ist, wobei die Fluidanschlussvorrichtungen fluiddicht verrie¬ gelt und derart ausgebildet sind, dass sie jeweils mit einem Fluidleitungsanschlussstück verbindbar und entriegelbar sind und unter der Voraussetzung, dass sie mit dem jeweiligen
Fluidleitungsanschlussstück verbunden sind, entriegelbar oder entriegelt sind. Die Fluidanschlussvorrichtungen können zudem derart ausgebildet sein, dass sie unter der Voraussetzung, dass sie nicht mit dem jeweiligen Fluidleitungsanschlussstück verbunden sind, fluiddicht verriegelt sind.
Die Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms kann zur Entschwefelung eines Brennfluids, insbe- sondere Erdgas oder Flüssiggas, für Brennstoffzellen verwendet werden. Die Vorrichtung kann auch nur mit einer Fluidan- schlussvorrichtung ausgestattet sein. Die Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms wird hier auch Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung oder Vorrichtung genannt.
Erfindungsgemäße Ausführungsformen ermöglichen eine Adsorpti¬ onsbehandlung von Fluiden mit einer intrinsisch sicheren Vorrichtung, z.B. zur Entschwefelung von Kohlenwasserstoffen, welche nach Ausbau aus der Gasleitung gasdicht verschlossen ist. Beispielsweise verriegelt sich die intrinsisch sichere Vorrichtung beim manuellen Ausbau aus der Gasleitung funktionsbedingt selbsttätig. Eine Exposition mit Schadstoffen sowie der Austritt von brennbaren Gasen werden damit sicher vermie- den. Die Vorrichtung gemäß Ausführungsformen kann nach dem
Ausbau an eine Entsorgungsfirma verschickt werden, von ausge¬ bildeten Personen geöffnet werden und die Adsorber der entsprechenden Wiederaufarbeitung bzw. Entsorgung zugeführt werden, bevor die Vorrichtung mit neuem Material wiederbefüllt wird und erneut dem Zyklus zugeführt werden kann.
In Ausführungsformen können die entriegelten Fluidanschluss- vorrichtungen die Fluidleitungsanschlussstücke sichern, z.B. gegen unerwünschtes Ablösen. Ferner können die Fluidanschluss- Vorrichtungen derart ausgebildet sein, dass die Fluidleitungs¬ anschlussstücke beim Entriegeln der Fluidanschlussvorrichtun- gen gesichert werden. Außerdem können die Fluidanschlussvor- richtungen derart ausgebildet sein, dass sie mittels
der jeweiligen Fluidleitungsanschlussstücke manuell oder selbsttätig verriegelbar sind, z.B. durch Betätigen oder Ablösen der jeweiligen Fluidleitungsanschlussstücke. In Ausfüh¬ rungsformen ist mindestens eine der Fluidanschlussvorrichtun- gen derart ausgebildet, dass sie mit dem jeweiligen Fluidlei- tungsanschlussstück nacheinander oder gleichzeitig verbindbar und entriegelbar ist.
Fig. 1 zeigt als ein Beispiel einer Ausführungsform der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eine Kartusche 10. Die Kar- tusche 10 umfasst einen Behälter 11, dessen Wände aus einem Material, z.B. Edelstahl, bestehen, das den Innenraum 12 des Behälters zur dichten Aufnahme von Gasen geeignet macht. Der Behälter kann beispielsweise aus Kunststoff oder Metall gefer¬ tigt sein, besonders bevorzugte Materialien sind PE (Poly- ethylen) z. B. PE 80, PE 100, PE-Xa, PE-Xb, PE-Xc, Aluminium, eloxiertes Aluminium, Edelstahl, Kupfer, oder andere für Erdgas zugelassene Materialien. Eine Kombination der genannten Materialien ist ebenfalls denkbar. Der Behälter 11 besitzt als Fluideintrittsöffnung eine Eintrittsöffnung 14 und als Fluidaustrittsöffnung eine Austrittsöffnung 16. An den Öffnungen 14 und 16 ist jeweils als Fluid- anschlussvorrichtung eine Gassteckdose 17 gasdicht angebracht. Die Gassteckdosen 17 besitzen jeweils einen Fluiddurchflusska- nal 19 und können an einem Ende 13 an den Behälter 11 angeschweißt sein oder abnehmbar mit dem Behälter 11, z.B. mittels eines in Fig. 1 nicht gezeigten gasdichten Gewindes, gasdicht verbunden sein. Die Gassteckdosen 17 sind am jeweiligen anderen, dem Behälter 11 abgewandten Ende 15 im dort unverbundenen Zustand jeweils gasdicht verriegelt, was in Fig. 1 schematisch und beispielhaft mit Riegeln 18 als Schließkörper dargestellt ist. Die Gassteckdosen 17 sind derart ausgebildet, dass sie jeweils am Ende 15 mit einem Gasstecker 20 als Fluidleitungs- anschlussstück verbindbar und entriegelbar sind und unter der Voraussetzung, dass sie mit dem jeweiligen Gasstecker 20 verbunden sind, entriegelt sind. Alternativ können die Gassteckdosen 17 derart ausgebildet sein, dass sie unter der Voraus- setzung, dass sie mit dem jeweiligen Gasstecker 20 verbunden sind, entriegelbar sind.
In Ausführungsformen können die Fluidanschlussvorrichtungen am Behälter 11 verschweißt und/oder verklebt sein. Dadurch ist keine zerstörungsfreie Demontage der sicheren Fluidanschluss- vorrichtung möglich.
In einer Ausführungsform der Vorrichtung weisen die Fluidanschlussvorrichtungen jeweils einen Fluiddurchflusskanal und einen bewegbaren Schließkörper auf, wobei der Schließkörper den Fluiddurchflusskanal fluiddicht verschließt und die Fluid¬ anschlussvorrichtungen derart ausgebildet sind, dass der je¬ weilige Schließkörper durch Verbinden der Fluidanschlussvor- richtung mit dem Fluidleitungsanschlussstück bewegt wird und den Fluiddurchflusskanal öffnet, und/oder durch Lösen des Fluidleitungsanschlussstückes bewegt wird und den Fluiddurch- flusskanal verschließt. Der Schließkörper kann derart vorge¬ spannt sein, dass, wenn die Fluidanschlussvorrichtung nicht mit einem entsprechenden Fluidleitungsanschlussstück gekoppelt ist, die Fluidanschlussvorrichtung verriegelt ist und, wenn das Fluidleitungsanschlussstück gelöst wird, selbsttätig verriegelt wird.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Gassteckdose 17 und des Gassteckers 20, wobei die Darstellungen in Fig. 2 von links nach rechts den Vorgang des Verbindens des Gasste¬ ckers 20 mit der Gassteckdose 17 veranschaulichen. In dieser Ausführungsform ist das Ende 15 der Gassteckdose 17, wenn es nicht mit dem Gasstecker 20 verbunden ist, mit dem durch den Gasstecker 17 verschiebbaren Riegel 18 als Schließkörper gasdicht verschlossen. Der verschiebbare Riegel 18 ist inner¬ halb einer Riegelvorrichtung 21 vorgespannt, beispielsweise mit einer Feder (nicht gezeigt) , und bis zu einem Anschlag- punkt verschiebbar gelagert. Der Riegel 18 ist derart vorge¬ spannt, das er, wenn kein Gasstecker 20 mit der Gassteckdose 17 verbunden ist, die Öffnung des dem Behälter 11 abgewandten Endes 15 des Gassteckers 20 gasdicht verschließt. Um den Gas¬ stecker 20 mit der Gassteckdose 17 zu verbinden, wird in die- ser Ausführungsform zunächst der Gasstecker 20 neben dem Riegel 18 in eine Öffnung der Riegelvorrichtung eingeführt (linke Darstellung in Fig. 2. Der Gasstecker 20 wird dann derart vor dem Ende 15 der Gassteckdose 17 verlagert, dass der Riegel 18 zu seinem Anschlagpunkt verschoben wird und die Öffnung der Gassteckdose freigelegt wird und mit dem Gasstecker ausgerich¬ tet ist (mittlere Darstellung in Fig. 2) . Schließlich wird der Gasstecker 20 in den Durchflußkanal 19 der Gassteckdose vorge¬ schoben und eine gasdichte Verbindung des Gassteckers 20 mit der Gassteckdose 17 ist hergestellt (rechte Darstellung in Fig. 2) . Zur Sicherung des Gassteckers 20 gegen Herausziehen kann der vorgespannte Riegel 17 in eine entsprechende Nut (nicht gezeigt) am Gasstecker einrasten. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Gassteckdosen 17 also derart ausgebildet, dass sie unter der Voraussetzung, dass sie mit dem je- weiligen Gasstecker 20 verbunden sind, entriegelt sind. Zum
Ablösen des Gassteckers 20 wird dieser aus der Gassteckdose 17 gezogen, der vorgespannte Riegel 18 wird dabei wieder vor die Öffnung der Gassteckdose verschoben, wodurch sich die Gassteckdose selbsttätig gasdicht verriegelt.
In anderen Ausführungsformen kann im dem Behälter 11 abgewandten Ende 15 der Gassteckdose 17 ein Absperrhahn, z.B. ein Kugelhahn, ein Kükenhahn oder ein Kolbenhahn integriert sein, wobei entsprechend eine Kugel, ein Küken oder ein Kolben als bewegbarer Schließkörper dient.
Gemäß einer Ausführungsform (nicht gezeigt) sind mindestens eine Gassteckdose 17 und der zugehörige Gasstecker als kombi- nierte Steck- und Drehkupplung ausgeführt, wobei die Steck- und Drehkupplung einen internen, im ungekoppelten Zustand verschlossenen und im gekoppelten Zustand geöffneten Kugelhahn aufweist. In einem Beispiel (nicht gezeigt) weist der Gasste¬ cker ein Innenkupplungsstück und die Gassteckdose ein Außen- kupplungsstück als Steckkupplungsteile auf. Zusätzlich umfasst die Steck- und Drehkupplung im Ende 15 der Gassteckdose 17 ei¬ nen Kugelhahn als Drehkupplungsteil. Der Kugelhahn und die In¬ nen- und Außenkupplungsstücke sind derart ausgeführt, dass der Kugelhahn durch Drehung des Innenkupplungsstückes des Gasste- ckers im Außenkupplungsstück der Gassteckdose 17 geöffnet wird und so die Gassteckdose 17 entriegelt wird.
Zusätzlich ist im vorliegenden Beispiel die Steck- und Drehkupplung so ausgeführt, dass der Gasstecker bei der Drehung an der Gassteckdose gesichert wird. Beispielsweise kann bei der
Drehung ein vorgespannter Zapfen am Gasstecker in eine Ausnehmung in der Gassteckdose einrasten, um den Gasstecker an der Gassteckdose gegen ein unerwünschtes Ablösen zu sichern. Die¬ ser Zapfen ist nur durch eine kombinierte Dreh- und Schubbewe- gung wieder aus der Ausnehmung lösbar.
Im vorliegenden Beispiel ist an dem Innenkupplungsstück des Gassteckers zudem eine Nut vorgesehen, in die ein in der Gassteckdose vorgesehener korrespondierender Vorsprung beim Ein- führen des Gassteckers eingreifen kann. Zusätzlich sind am
Gasstecker eine rote und eine grüne Markierung vorgesehen. Die Gassteckdose besitzt ein Sichtfenster, das mit den Markierungen je nach Position des Gassteckers in der Gassteckdose kor¬ respondiert .
Zum Verbinden des Gassteckers mit der Gassteckdose der vorlie¬ genden Ausführungsform wird der Gasstecker derart ausgerichtet, dass die Nut in den Vorsprung der Gassteckdose eingreifen kann. Dann wird der Gasstecker in die Gassteckdose soweit eingeführt, so dass im Sichtfenster die rote Markierung erscheint. Dadurch ist der Gasstecker mit der Gassteckdose verbunden, während die Gassteckdose 17 gasdicht verriegelt ist. Anschließend wird der Gasstecker in der Gassteckdose 17 ge- dreht, wobei die Gassteckdose durch Öffnen des Kugelhahns ent¬ riegelt wird und der Gasstecker gleichzeitig gegen Ablösen ge¬ sichert wird. Dieser Zustand wird durch Aufscheinen der grünen Markierung im Sichtfenster angezeigt. Die Gassteckdose 17 ist in der vorliegenden Ausführungsform somit derart ausgebildet, dass sie unter der Voraussetzung, dass sie mit dem Gasstecker verbunden ist, entriegelbar ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird zum Ablösen des Gassteckers dieser in der Gassteckdose gedreht, in einer Rich- tung entgegengesetzt zur Drehung bei der Entriegelung. Der Kugelhahn wird dabei verschlossen, wodurch die Gassteckdose gasdicht verriegelt wird. Gleichzeitig wird der Gasstecker entsichert und im Sichtfenster erscheint die rote Markierung. Dann kann die Verbindung des Gassteckers mit der Gassteckdose gelöst werden.
Die Gasstecker sind gemäß Ausführungsformen jeweils mit einer Gasleitung als Fluidleitung verbunden, was in Fig. 2 nicht gezeigt ist. In Ausführungsformen sind die zwei Fluidleitungsan- schlussstücke also derart ausgebildet, dass sie jeweils mit einer der zwei Fluidanschlussvorrichtungen und einer Fluidleitung, z.B. einem flexiblen Gasschlauch, verbindbar sind. Ferner können die entriegelten Fluidanschlussvorrichtungen die mit ihnen verbundenen Fluidleitungsanschlussstücke sichern. Im Beispiel der Fig. 2 ist diese Sicherung, wie oben beschrieben, durch Einrasten des Riegels 17 in eine Nut am Gasstecker 20 realisierbar . Gemäß Ausführungsformen enthält der Behälter 11 ein oder mehrere Adsorbermaterialien (nicht gezeigt in den Figuren), z.B. Adsorbermaterialien zur Entschwefelung von Flüssiggas, Gas Erdgas oder anderen Kohlenwasserstoffen. Ferner kann der Behälter mehrere Adsorbermaterialien enthalten und die Adsorber- materialien können in einem Mischbett oder als Multikompo- nentenadsorbermaterial vorliegen. Die verwendeten
Adsorbermaterialien sind z. B. klassische
und imprägnierten Aktivkohlen, Zeolithsysteme, Metall- und Mischmetall (oxid) katalysatoren, und andere bekannte Materia- lien sowie Kombinationen der Materialien in Mischbett und
Multikomponentensystemen . Die Materialien sollen nur beispielhaft erwähnt sein und die Erfindung ist bezüglich der Materia¬ lien nicht beschränkt. Beispiele für adsorptive
Entschwefelungsadsorbentien und -Systeme sind in WO
2004/060840 A2, WO 2006/028686 AI und US 2009272675 AI be¬ schrieben, deren vollständige Offenbarung durch Bezugnahme hier enthalten ist.
Weiter kann gemäß Ausführungsformen die Vorrichtung zur Ad- sorptionsbehandlung eine thermisch auslösende Fluidabsperrein- richtung und/oder einen Fluidströmungswächter umfassen. Die thermisch auslösende Fluidabsperreinrichtung kann eine thermisch auslösende Absperreinrichtung (TAE) 30 sein, wie sie mit der Kartusche 101 in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Die thermisch auslösende Absperrvorrichtung 30 enthält ein Lot, das im Falle eines Brandes schmilzt und den Gasdurchfluss un¬ terbricht. Weiterhin kann alternativ oder zusätzlich zur thermisch auslösenden Absperreinrichtung als Fluidströmungswächter optional ein Gasströmungswächter (nicht gezeigt in Fig. 3) in- tegriert sein, der den Gasdurchsatz sofort selbsttätig unterbricht, wenn die Gasleitung vorsätzlich oder versehentlich beschädigt wird. Die Funktionsweise einer thermischen Absperr- einrichtung sowie eines Gasströmungswächters sind z. B. im
DVGW Arbeitsblatt G600 vom April 2008 ausführlich beschrieben.
In einer Ausführungsform kann der Behälter zur reversiblen Befüllung mit dem Adsorbermaterial ein Öffnungs- und Ver- Schlusselement umfassen, das eine Sicherheitsvorrichtung zur
Vermeidung von Manipulationen durch Unbefugte aufweist, ausgewählt aus: eine Abdeckung des Öffnungs- und Verschlusselements und eine Spezialverschraubung, die ausschließlich mit Spezial- werkzeug geöffnet werden kann. Die Sicherheitsvorrichtung kann auch eine Versiegelung sein.
Für die (Wieder- ) Befüllung und Entleerung des Behälters mit dem Adsorbens kann in einer Ausführungsform die Kartusche so ausgeführt sein, dass der Behälter 11 an einer Stelle mittels einer Verschraubung der Kartusche zu öffnen ist. Beispiele dieser Ausführungsform sind in Fig. 4a und 4b als Kartuschen 103 und 105 gezeigt. Die Behälter der Kartuschen 103 und 105 bestehen, wie insbesondere aus Fig. 4b ersichtlich ist, je¬ weils aus zwei Hälften 40 und 42. Die Hälfte 40 besitzt ein Innengewinde und die Hälfte 42 besitzt ein Außengewinde und die Hälften 40 und 42 können über diese Gewinde miteinander gasdicht verschraubt werden. Diese Verschraubung enthält zu¬ sätzliche Sicherheitselemente zur Vermeidung von Fremdmanipu¬ lation. Im Beispiel der Fig. 4a ist eine abnehmbare Manschette 50 über der Verschraubung vorgesehen, die den Umfang des Behälters umgibt und mittels einer Spezialverschraubung 52 über der Verschraubung befestigt ist oder werden kann. Die Spezialverschraubung 52 kann nur mit entsprechenden Werkzeugen geöffnet werden, die nicht im Handel erhältlich sind. Das Sicher- heitselement zum Schutz vor Öffnen durch Unbefugte kann gemäß des Beispiels der Fig. 4b auch eine Abdeckung 54 sein, die an einer der Hälften der Kartusche 105 angebracht ist und die Verschraubung der zwei Hälften 40 und 42 verdeckt. Eine andere Ausführungsform betrifft eine Kombination aus Abdeckung und Manschette mit Spezialverschraubung .
Zum Befestigen der Kartusche z.B. an einer Wand, kann an der Manschette ein Haken angebracht sein, an welchem die Kartusche an einer entsprechenden Öse (nicht gezeigt) , die an der Wand vorgesehen ist, befestigt werden kann. Die Öse kann natürlich auch an der Manschette angebracht werden und der Haken an der Wand. Diese Art der Aufhängung ist z. B. von Wandfeuerlöschge¬ räten bekannt. Die definierte Anbringung einer solchen Aufhän- gung hat den Vorteil, dass die Gasstecker des Gasein- und ausgangs der Kartusche nicht versehentlich falsch angeschlos¬ sen werden können, wenn die entsprechenden Gaszuleitungen so montiert sind, dass der Anschluss auf die Aufhängung abge¬ stimmt ist, z. B. durch eine definierte Länge des Gasschlau- ches. Natürlich können auch voneinander verschiedene Fluidan- schlussvorrichtungen für den Gasein- und -ausgang der Kartusche verwendet werden. In einer weiteren Ausführung der Erfindung sind daher die Fluidanschlussvorrichtungen und/oder die zugehörigen Fluidleitungsanschlussstücke für die Fluidein- trittsöffnung und für die Fluidaustrittsöffnung in unterschiedlichen Geometrien ausgebildet. So kann eine Verwechslung der Anschlüsse ausgeschlossen werden. Die richtige
Durchströmung ist insbesondere für die Durchströmung von Mul- tikomponenten-Adsorbersystemen wichtig. In einer anderen Aus- führung der Erfindung sind die Gassteckdosen drehbar an die
Kartusche montierbar, so dass der Servicetechniker beim Einbau der Kartusche größtmögliche Flexibilität hinsichtlich An¬ schlüsse der Gasschläuche und Platzverhältnisse hat.
Gemäß Ausführungsformen kann der Behälter 11 derart ausgebildet sein, dass er vertikal installierbar ist und angrenzend an die Fluideintrittsöffnung einen Hohlraum oder einen Hohlraum mit oder begrenzt von einem flexiblen und/oder porösen Inert- material oder Kunststoffschaum-Füllung aufweisen, z.B. zum
Auffangen von Kondensat. Beispiele für diese Ausführungsformen sind in den Figuren 5a und 5b als Kartuschen 107 und 109 dargestellt, die anschließend an die Fluideintrittsöffnung 14 ei¬ nen ungefüllten oder gefüllten Hohlraum besitzen. Ein entspre- chender Hohlraum kann alternativ oder zusätzlich an der Fluid- austrittsöffnung vorgesehen sein. Derartige Hohlräume führen einzeln oder in Kombination auch zu einer Verbesserung der Strömungsverteilung des durchströmenden Gases. In einer Variante dieser Ausführungsformen kann der Hohlraum eine
Kondensatableitung besitzen.
Wie aus Fig. 5a erkennbar ist, ist der Innenraum des Behälters 11 der Kartusche 107 durch eine poröse, inerte und fluid- und/oder gasdurchlässige Trennwand 60 in zwei Kammern 62 und 64 unterteilt. Die Kammer 62 dient zur Aufnahme des
Adsorbermaterials , während die Kammer 64, die an die Ein¬ trittsöffnung 14 angrenzt, zum Auffangen von Kondensat dient. Die Kammer 64 ist im Betriebszustand der Kartusche ein
ungefüllter Hohlraum.
Die in Fig. 5b dargestellte Kartusche 109 enthält angrenzend an die Eintrittsöffnung 14 einen Hohlraum oder Raum 66, der mit porösem und/oder flexiblen Inertmaterial oder einer Kunststoffschaum-Füllung ausgestattet ist. Darin können nach dem Eintritt des Fluids oder des Gases in die Kartusche 109 im
Fluid oder Gas enthaltene flüssige Anteile als Kondensat auf¬ gefangen werden. Als poröses und/oder flexibles Inertmaterial oder als Kunststoffschaum-Füllung eignen sich beispielsweise künstlich hergestellte Stoffe mit zelliger Struktur und/oder niedriger Dichte auf Basis eines Kunststoffs. Beispiele für einen derartigen Kunststoff sind PUR-Weichschaum, Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) , vernetztes Polyethylen (PE-X) , und Polyethylenterephthalat (PET) . Besonders bevorzugt sind Elas- tomere, wie z.B. PUR-Weichschaum, oder Schäume, die auf Kera¬ mik oder Metall basieren oder diese umfassen.
Hier beschriebene Abmessungen und/oder Längen sind Beispiele und können übliche Fertigungs- und Messtoleranzen aufweisen.
In einer Ausführungsform liegt die äußere Länge des Behälters zwischen der Fluideintrittsöffnung und der Fluidaustrittsöff- nung in einem Bereich von 700 bis 800 mm. Beispielsweise be¬ trägt die Länge zwischen der Fluideintrittsöffnung und der Fluidaustrittsöffnung 729 mm, 717 mm, 723 mm, 750 mm oder 756 mm.
In einer weiteren Ausführungsform besitzt die Vorrichtung einschließlich der Fluidanschlussvorrichtungen eine Länge im Be- reich von 850 mm bis 900 mm, beispielsweise 871 mm.
In Ausführungsformen hat der Behälter einen Außendurchmesser von 110 mm und/oder einen Innendurchmesser von 90 mm. In einer Ausführungsform kann eine Gesamtlänge LI der Kartusche einschließlich der Fluidanschlussvorrichtungen 871 mm betragen. Eine Länge L2 des Behälters zwischen der Fluideintrittsöffnung und der Fluidaustrittsöffnung kann 729 mm betragen. Die Fluidanschlussvorrichtungen können jeweils eine um einen 90°-Winkel abgewinkelte Form, z.B. eine L-Form mit zwei Schenkeln besitzen. Eine der Fluidanschlussvorrichtungen, z.B. die Fluidanschlussvorrichtung an der Fluideintrittsöffnung, kann im an der Kartusche montierten Zustand parallel zur Länge des Behälters eine Länge L3 von 53 mm besitzen. Hat diese Fluidanschlussvorrichtung eine L-Form, beträgt eine Länge L4 der Fluidanschlussvorrichtung zwischen dem freien Schenkel der L-Form und dem Behälter 21 mm. Die andere der Fluidanschluss¬ vorrichtungen, z.B. die Fluidanschlussvorrichtung an der Fluidaustrittsöffnung, kann im an der Kartusche montierten Zustand parallel zur Länge des Behälters eine Länge L5 von 89 mm besitzen. Hat diese Fluidanschlussvorrichtung eine L-Form, beträgt die Länge L6 der Fluidanschlussvorrichtung zwischen dem freien Schenkel der L-Form und dem Behälter 56 mm. Als Bei- spiel ist in Fig. 5c schematisch die Kartusche 110 mit L- förmigen Fluidanschlussvorrichtungen nicht maßstabgetreu mit den vorstehenden Außenmaßen LI bis L6 gezeigt.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Behälter 717 mm lang und eine erste Öffnung ausgewählt aus der Fluideintritts- öffnung und der Fluidaustrittsöffnung umfasst ein Rohrstück mit einer Länge von 33 mm. Ferner kann in dem Rohrstück ein Pressverbinder vorgesehen und mit der zugehörigen Fluidanschlussvorrichtung verbunden sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist in einer zweiten Öffnung ausgewählt aus der Fluideintrittsöffnung und der Fluidaustritts- öffnung eine Verschraubung oder Schottverschraubung vorgesehen. Die Schottverschraubung kann den Behälter um 6 mm verlän- gert.
Ferner können in Ausführungsformen der Vorrichtung die Fluidanschlussvorrichtungen 17 jeweils eine um 90°-Winkel abgewinkelte Form besitzen. Außerdem können die Fluidanschlussvor- richtungen 17 an ihrem jeweiligen freien Ende jeweils eine Anschlussöffnung, z.B. mit einem Innendurchmesser von 20 mm, zur Verbindung mit dem jeweiligen Fluidleitungsanschlussstück aufweisen. Der Abstand zwischen den Zentren der Anschlussöffnungen kann beispielsweise in der Ausführungsform der Fig. 5c zwischen 835 und 850 mm liegen oder ungefähr 839 mm betragen.
Fig. 5d zeigt schematisch als weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eine Kartusche 111 in den Gesamt- bzw. Teildarstellungen der Figuren 5d0 bis 5d3. Der Behälter der Kartusche 111 umfasst, wie in der Querschnitts¬ ansicht der Fig. 5d0 dargestellt ist, ein Rohrstück 1, auf dem an einem Ende eine Endkappe 2 und an dem anderen Ende eine Endkappe 3 vorgesehen sind. Die Endkappe 3 und das zugehörige Ende des Rohrstücks 1 sind durch Verschweißen miteinander verbunden. Das Rohrstück 1 und die Endkappe 2 besitzen komplementäre Gewinde und sind darüber miteinander verbunden, wobei ein O-Ring 5 zur Abdichtung zwischen dem Rohrstück 1 und der
Endkappe 2 vorgesehen ist. Für den O-Ring 5 ist in der
Endkappe 2 eine ringförmige Nut vorgesehen.
In der Endkappe 3 ist die Fluideintrittsöffnung 14 vorgesehen, die mit einer Schottverschraubung 6 versehen ist, die in einer Länge L15 von 6 mm aus der Fluideintrittsöffnung 14 heraus- ragt. In der Schottverschraubung 6 ist als Fluidanschlussvor- richtung 17 eine Sicherheits-Steckdose 9 vorgesehen. Die
Fluidaustrittsöffnung 16 ist in der vorliegenden Ausführungsform mit einem Rohrstück 8 von 33 mm Länge verschweißt. In dem Rohrstück 8 ist ein Pressverbinder 7 eingefügt, mit dem als Fluidanschlussvorrichtung 17 eine zweite Sicherheits-Steckdose 9 verbunden ist. Je ein Sieb mit der Maschenweite 0,5 mm ist in der Kartusche innerhalb der Endkappe 3 vor der Fluidein¬ trittsöffnung 14 und ungefähr in der Mitte des Innenraums der Kartusche 111 vorgesehen.
Der Behälter der Kartusche 111, d.h. das verbundene System aus dem Rohrstück 1, den Endkappen 2 und 3 und dem Rohrstück 8 besitzt eine Länge LH von 750 mm. Das Rohrstück 1 hat eine Län¬ ge L12 von 598,5 mm. Die Endkappe 3 hat eine Länge L13 von 100 mm, während die Endkappe 2 eine Länge L14 von 105 mm besitzt. Das Rohrstück 1 und die Endkappe 3 besitzen einen Innendurchmesser von 90 mm. Die Endkappe 2 hat hingegen einen Innendurchmesser von 96 mm. Das Rohrstück 1, und die Endkappen 2 und 3 besitzen jeweils einen Außendurchmesser von 110 mm. Das Rohrstück 8, der Preßverbinder 7 und die Sicherheits- Steckdosen 9 haben jeweils einen Innendurchmesser von 20 mm. Die ringförmige Nut für den O-Ring 5 hat einen Innendurchmes¬ ser von 104 mm. Der O-Ring kann aus einem flexiblen Material gefertigt sein, das beständig ist gegenüber dem zu behandeln¬ den Fluid, z.B. aus Teflon.
Fig. 5d umfasst auch Detaildarstellungen 5dl, 5d2 und 5d3. Die Detaildarstellung der Fig. 5dl zeigt eine Draufsicht auf die Endkappe 2 der Kartusche 111 mit der daran vorgesehenen
Sicherheits-Steckdose 9. Die Detaildarstellung Fig. 5d2 veranschaulicht einen vergrößerten Ausschnitt Z des Rohrstücks 8 und des Pressverbinders 7, und zwar als seitliche Draufsicht entlang der Pfeile A auf die Fig. 5dl. Fig. 5d3 stellt eine perspektivische Gesamtansicht der Kartusche 111 dar.
Fig. 5e veranschaulicht ein Beispiel der Vorrichtung gemäß der Ausführungsform der Fig. 5d mit technischen Einzelheiten. Die Abmessungen der einzelnen Komponenten mit den Bezugszeichen 1 bis 9 sind in der Teileliste näher erläutert. Das Beispiel der Figur 5e besitzt eine Allgemeintoleranz gemäß ISO 2768-m. Mindestens eine der Sicherheits-Steckdosen 9 kann eine Allgas- Sicherheits-Steckdose GT DN 15 sein. Tabelle: Teileliste der Fig. 5e
Pos . Menge Einheit Benennung
1 1 Stück Rohrstück DN 110 x 10,0
2 1 Stück Endkappe, lang DN 110 x 10,0, mit Ge¬ winde
3 1 Stück Endkappe, lang DN 110 x 10,0, ohne Ge¬ winde
4 2 Stück Sieb mit Maschenweite 0,5 mm 5 1 Stück O-Ring, Durchmesser 96 x 5
6 1 Stück Schottverschraubung SV12MS PN 16/40
7 1 Stück Pressverbinder 20x1/2 λ λ IG
8 1 Stück Rohrstück, Durchmesser 20, 33 mm lang
9 2 Stück Sicherheits-Gassteckdose DN 15
Überraschenderweise wurde festgestellt, dass eine Durch¬ strömung der Kartusche von unten nach oben positive Auswirkungen auf die gewünschte homogene Anströmung der Adsorbentien hat. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist deshalb die Kartusche so ausgebildet, dass sie senkrecht in¬ stalliert und von unten nach oben durchströmt werden kann. Ferner kann sie, wie oben erläutert, zwischen Gaseintrittsöff¬ nung 14 und Adsorber einen optional mit porösem Inertmaterial gefüllten oder damit begrenzten Hohlraum zum Auffangen von Kondensat aufweisen. Ist der Hohlraum als flexible poröse Inertmaterialschicht, z.B. flexibler poröser Kunststoff- Schaum, ausgeführt, kann dies bezüglich der Befüllung und Abriebfestigkeit der Adsorbentien zusätzlich vorteilhaft sein. Z.B. bei einer Füllung der Adsorbentien zwischen einer flexiblen Inertmaterialschicht in einem Hohlraum am Boden und einer entsprechend gleichen Schicht in einem Hohlraum am Kopf der Kartusche werden die Adsorberpartikel zwischen den beiden Schichten eingeklemmt. Die Flexibilität einer solchen
Inertmaterialschicht, z.B. eines Kunststoff-Schaums , bietet Vorteile bezüglich der Abriebfestigkeit der Adsorber z. B. beim Transport der Kartusche. Neben der Bildung von Abrieb kann auch der Eintrag von Staub in nachfolgende Katalysatorstufen reduziert werden, insbesondere wenn der Kunststoff- schäum gleichzeitig Filtrationswirkung zeigt und damit verhindert, dass pulverförmige Bestandteile des Adsorbens mit dem Gas ausgetragen werden. Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann die Kartusche umfassen: einen wiederverschließbaren Behälter mit zwei Sicherheitsgasanschlüssen, d.h. am Gasein- und Gasausgang, eine Gaseintritts- und/oder Gasaustrittszone zur Verbesserung der Strömungsverteilung des durchströmenden Gases, eine einfachen Aufhängung und/oder mehreren Sicherheitselementen zum Schutz gegen Öffnen durch Unbefugte.
Gemäß einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zum Regenerieren und/oder Entsorgen, Befüllen und/oder Installieren der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder
Fluidstroms angegeben, umfassend mindestens einen der Schrit¬ te: Befüllen des Behälters mit dem Adsorbermaterial, z.B. un¬ ter Schutzgas, Inertfluid, Inertgas oder dem Fluid, das von einem durch die Adsorptionsbehandlung zu entfernenden Adsorp- tiv befreit ist; Spülen des Behälters während und/oder nach dem Befüllen des Behälters mit dem Adsorbermaterial, z.B. mit Schutzgas, Inertfluid, Inertgas oder dem Fluid, das von einem durch die Adsorptionsbehandlung zu entfernenden Adsorptiv befreit ist; Durchführen eines Druck- und/oder Leckagetests zur Überprüfung der Dichtigkeit des befüllten Behälters mit ver¬ riegelten Fluidanschlussvorrichtungen; Installieren der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms vor oder in einer dafür vorgesehene Einrichtung während der Behälter gefüllt ist mit Adsorbermaterial und einem Ele- ment ausgewählt aus Inertfluid, Inertgas oder dem Fluid, das von einem durch die Adsorptionsbehandlung zu entfernenden Adsorptiv befreit ist; und Installieren der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms nach der vorstehenden Ausführungsform vor oder in dem Gehäuse einer Brennstoffzelle und/oder vor oder nach einem Gasverdichter einer Brennstoffzelle. Befüllen des Behälters mit Adsorbermaterial bedeutet hier, dass der Behälter vollständig oder unvollständig mit
Adsorbermaterial derart gefüllt wird, dass in beiden Fällen im Behälter freies Volumen für Fluid oder Gas vorhanden ist. So kann der Behälter auch mit Gas oder Fluid gefüllt sein.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Regenerieren und/oder Entsorgen, Befüllen und/oder Installieren der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms bereitgestellt, umfassend mindestens einen der folgenden Schritte.
Einer der Schritte beinhaltet Entfernen der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms, deren Behälter zu regenerierendes und/oder entsorgendes Adsorber- material enthält, von einer Einrichtung, an oder in der eine Adsorptionsbehandlung durchgeführt wurde, durch Lösen der Fluidanschlussvorrichtungen 17 von Fluidleitungsanschlussstü- cken 20, die mit der Einrichtung verbunden sind. Das Lösen der Fluidanschlussvorrichtungen 17 von den Fluidleitungsanschluss- stücken 20 kann erfolgen, während der Behälter mit behandeltem oder zu behandelndem Fluid gefüllt ist.
Ein weiterer möglicher Schritt des Verfahrens zum Regenerieren und/oder Entsorgen, Befüllen und/oder Installieren der Vor- richtung zur Adsorptionsbehandlung umfasst Transportieren des Behälters mit dem zu regenerierenden und/oder entsorgenden Adsorbermaterial und verriegelten Fluidanschlussvorrichtungen unter Sicherheitsvorkehrungen und/oder unter Schutzgas,
Inertfluid oder Inertgas. In dem Verfahren zum Regenerieren und/oder Entsorgen, Befüllen und/oder Installieren der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung können alle, einzelne oder mehrere Transportschritte unter Sicherheitsvorkehrungen , wie z.B. unter Schutzgas, Inertfluid oder Inertgas, durchgeführt werden, wobei das Schutzgas, Inertfluid oder Inertgas inner¬ halb und/oder außerhalb des Behälters vorgesehen werden kann. Beispiele für weitere Sicherheitsvorkehrungen beim Transport sind: Eine geeignete Verpackung mit speziellem Schutz für einzelne Bauteile, wie z.B. die Fluidanschlussvorrichtungen, da- mit während des Transports keine physikalischen Schädigungen an der Kartusche auftreten können; eine Markierung mit Warnhinweisen, z.B. „Nicht öffnen, Kartusche kann Rückstände ge¬ fährlicher Inhaltsstoffe enthalten"; und Verhindern von Gasaustausch mit dem Äußeren des Behälters durch intrinsisch si- chere Anschlüsse.
Ferner kann, in einem Schritt des Verfahrens zum Regenerieren und/oder Entsorgen, Befüllen und/oder Installieren der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung, der Behälter mit dem zu regenerierenden und/oder entsorgenden Adsorbermaterial und verriegelten Fluidanschlussvorrichtungen zu einer Regenerier- und/oder Entsorgungsstation transportiert werden. Dort kann zum Beispiel unter Schutzvorkehrungen die Vorrichtung geöffnet und das Adsorbermaterial ausgetauscht oder regeneriert werden. In der Regenerier- und/oder Entsorgungsstation kann die Ausrüstung vorhanden sein und dort eingesetzt werden, die zur sicheren Handhabung und Regenerierung der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms und/oder zur sicheren Handhabung, Regenerierung und/oder der Entsorgung des Adsorbermaterials nötig ist. Umfasst der Behälter zur rever¬ siblen Befüllung mit dem Adsorbermaterial ein Öffnungs- und Verschlusselement, das eine Sicherheitsvorrichtung zur Vermei¬ dung von Manipulationen durch Unbefugte aufweist, kann in der Regenerier- und/oder Entsorgungsstation zur Handhabung der Sicherheitsvorrichtung eine Spezialausrüstung oder Spezial- werkzeug vorhanden sein und eingesetzt werden, die/das nicht im Handel erhältlich ist, sondern nur Fachleuten zugänglich ist. Beispielsweise kann der Behälter der Vorrichtung eine Sicherheitsvorrichtung umfassen, ausgewählt aus: eine Abdeckung des Öffnungs- und Verschlusselements und/oder eine Spe- zialverschraubung, die ausschließlich mit Spezialwerkzeug geöffnet werden kann/können. Die Sicherheitsvorrichtung kann auch eine Versiegelung sein, die nur von Fachleuten geöffnet werden kann.
Beispiele für weitere mögliche Schutz- oder Sicherheitsvorkehrungen in der Regenerier- und/oder Entsorgungsstation sind: Spülung der Kartusche mit Inertgas vor dem Öffnen, denn in ei- nigen Fällen eines Adsorptivs kann beim Öffnen eine explosive Gasmischung entstehen oder es können beispielsweise im Falle von Schwefeladsorbern pyrophore Reaktionen mit Luft ablaufen; Öffnen und Umbefüllen der verbrauchten bzw. zu regenerierenden Adsorbermaterialien unter gängigen Sicherheitsvorkehrungen für das Personal in der Regenerier- und/oder Entsorgungsstation, beispielsweise persönliche Schutzausrüstung, wie Schutzbrille und Atemschutz, Luftaustausch und Absaugung der evtl. kontaminierten Luft; und oxidative Nachbehandlung des Spülgases, das möglicherweise Fluidreste der Kartusche enthält.
Ferner kann das Verfahren zum Regenerieren und/oder Entsorgen, Befüllen und/oder Installieren der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung mindesten einen der folgenden Schritte umfassen: Spülen des Behälters, der zu regenerierendes und/oder zu ent- sorgendes Adsorbermaterial enthält, mit Schutzgas, Inertfluid, Inertgas oder anderen Gasen wie Luft; Entleeren des Behälters von dem zu regenerierenden und/oder entsorgenden
Adsorbermaterial, z.B. unter Schutzgas, Inertfluid, oder
Inertgas; Entsorgen und/oder Regenerieren des zu regenerieren- den und/oder entsorgenden Adsorbermaterials ; Befüllen des Behälters mit regeneriertem oder unbenutztem Adsorbermaterial, z.B. unter Schutzgas, Inertfluid, Inertgas oder dem Fluid, das von einem durch die Adsorptionsbehandlung zu entfernenden Ad- sorptiv befreit ist; Spülen des Behälters mit Schutzgas,
Inertfluid, Inertgas oder dem Fluid, das von einem durch die Adsorptionsbehandlung zu entfernenden Adsorptiv befreit ist, während und/oder nach dem Befüllen des Behälters mit dem rege¬ neriertem oder unbenutztem Adsorbermaterial; und Durchführen eines Druck- und/oder Leckagetests zur Überprüfung der Dichtigkeit des befüllten Behälters mit verriegelten Fluidan- schlussvorrichtungen .
Zum Beispiel ist folgender Ablauf einer Entfernung eines be- nutzen Adsorbermaterials aus der Kartusche möglich: zunächst wird der Behälter mit 2 gespült, bis das Restgas im Behälter entfernt ist. Danach wird der Behälter geöffnet. Dann wird das Absorbermaterial aus dem Behälter entnommen und in einem Spe- zialbehälter abgefüllt zur Entsorgung. Ferner wird in einem Beispiel der Behälter mit dem regeneriertem oder unbenutztem Adsorbermaterial unter Luft befüllt und anschließend mit
Inertgas gespült. Dabei kann eine geringe Menge Restluft im Behälter verbleiben, denn das Inertgas dient vorwiegend dazu, den Großteil der Luft im Behälter für Folgeanwendungen zu ver- drängen.
Weiterhin kann das Verfahren zum Regenerieren und/oder Entsorgen, Befüllen und/oder Installieren der Vorrichtung aufweisen: Transportieren des Behälters mit dem regenerierten oder unbe- nutztem Adsorbermaterial und verriegelten Fluidanschluss- vorrichtungen zu einer Einrichtung, an oder in der eine Adsorptionsbehandlung durchgeführt werden soll; und/oder Verbinden von Fluidleitungsanschlussstücken 20 mit der Einrichtung. Außerdem kann die Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms an oder in der Einrichtung installiert werden, während der Behälter gefüllt ist mit regeneriertem oder unbenutztem Adsorbermaterial und einem Element ausgewählt aus Schutzgas, Inertfluid, Inertgas oder dem Fluid, das von einem durch die Adsorptionsbehandlung zu entfernenden Adsorp- tiv befreit ist, durch Verbinden der Fluidanschlussvorrichtun- gen 17 mit Fluidleitungsanschlussstücken 20, die mit der Einrichtung verbunden sind. Ausführungsformen des Verfahrens zum Regenerieren und/oder
Entsorgen, Befüllen und/oder Installieren der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung ermöglichen, dass die benutztes
Adsorbermaterial enthaltende Vorrichtung zur Adsorptionsbe¬ handlung von einer Einrichtung, an oder in der die Adsorpti- onsbehandlung durchgeführt wurde, entfernt und zu einer Rege¬ nerier- und/oder Entsorgungsstation transportiert werden kann, während sich das mit der Adsorptionsbehandlung behandelte oder zu behandelnde Gas in der Vorrichtung zur Adsorptionsbehand¬ lung befindet. Ferner ermöglichen Ausführungsformen des Ver- fahrens zum Regenerieren und/oder Entsorgen, Befüllen und/oder Installieren der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung, dass die unbenutztes oder regeneriertes Adsorbermaterial enthalten¬ de Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung zu einer Einrichtung, an oder in der die Adsorptionsbehandlung durchgeführt werden soll, transportiert werden kann, während sich Schutzgas in der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung befindet.
In einem Beispiel des Verfahrens zum Regenerieren und/oder Entsorgen, Befüllen und/oder Installieren der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung befindet sich eine Kartusche, die zu re¬ generierendes und/oder zu entsorgendes Adsorbermaterial ent¬ hält, an einer Einrichtung, an der eine Entschwefelungsbehand¬ lung durchgeführt wurde. Die Kartusche umfasst den Behälter 10 und die Gassteckdosen 17 des Beispiels der Figur 4b. Die Gas- Stecker 20, die mit der Einrichtung und den Gassteckdosen 17 verbunden sind, werden von den Gassteckdosen 17 gelöst, während sich im Behälter Erdgas befindet. Beim Lösen werden die Fluidanschlussvorrichtungen 17 am Behälter 10 mit den Riegeln 18 verschlossen, so dass der die Kartusche gasdicht verriegelt ist. Dann wird die Kartusche zur Regenerier- und/oder Entsorgungsstation transportiert. Dort wird das in der Kartusche vorhandene Erdgas unter Sicherheitsvorkehrungen zur Vermeidung von Explosionen oder Kontakt mit Personal entfernt und die Kartusche wird optional mit Schutzgas gespült. Die Kartusche wird dann durch Lösen des Gewindeverschlusses geöffnet. Nun wird die Kartusche, optional unter einer Schutzgasatmosphäre, von dem verbrauchten Adsorbermaterial befreit, mit frischem oder regeneriertem Adsorbermaterial gefüllt und anschließend mit Schutzgas gespült. Schließlich wird die Kartusche zu einer Einrichtung, an oder in der eine Entschwefelungsbehandlung durchgeführt werden soll, transportiert und an die Einrichtung angeschlossen, während sich Schutzgas in der Kartusche befindet .
Gemäß Ausführungsformen kann die Einrichtung, an oder in der eine Adsorptionsbehandlung durchgeführt werden soll, eine Brennstoffzelle oder ein Gasverdichter einer Brennstoffzelle sein. Die Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms oder die Einrichtung, an oder in der eine Adsorptionsbehandlung durchgeführt werden soll, kann einen Ad- sorptivdetektor oder Schwefeldetektor aufweisen und die Regenerierung und/oder Entsorgung der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms kann in Abhängigkeit von der Detektion eines Adsorptivs oder von Schwefelverbindungen durchgeführt werden. Ferner kann die Einrichtung, an oder in der eine Adsorptionsbehandlung durchgeführt werden soll, mit mindestens einem Absperrventil versehen sein, das in Strö¬ mungsrichtung vor oder nach der Vorrichtung zur Adsorptionsbe- handlung eines Fluids oder Fluidstroms installiert ist.
Zu einem Service-Zyklus können neben der Befüllung, dem Ein- und Ausbau, der Regenerierung und der Entsorgung auch Sicher- heitsmaßnahmen, hier auch Sicherheitsvorkehrungen genannt, gehören. Ein Beispiel einer Ausführungsform ist die Durchführung eines Druck- und/oder Leckagetests vor der Auslieferung der Kartusche. Mit einem derartigen Test kann die technische Dich¬ tigkeit überprüft werden. In einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann vor der Auslieferung der Kartusche ein Druck- und/oder Leckagetest mit 2 oder anderen be¬ kannten Inertgasen, wie z. B. CO2, He, Ne, oder Ar erfolgen. Dies hat zum Vorteil, dass nach Einbau der Kartusche in die Gasleitung und Öffnen des Gashahns in der Kartusche kein ex- plosionsfähiges Gemisch entstehen kann oder nachfolgende Bau¬ teile beschädigt werden können. Wird die Befüllung der Kartu¬ sche dagegen unter Luft durchgeführt und kein Spülvorgang in den Befüllvorgang integriert, beinhaltet die Kartusche Luft, welche bei Vermischung mit dem Brenngas explosionsfähige Gemi- sehe bilden kann oder zu Problemen in nachgeschalteten Anlagenteilen kommen kann. Wird z. B. ein reduzierter und damit pyrophorer Reformerkatalysator, beispielsweise ein Ni- Katalysator oder ein Wasser-Gas-Shift-Katalysator enthaltend Cu/Zn, mit Luft in Kontakt gebracht, können heftige
Oxidationsreaktionen entstehen und im schlimmsten Fall Metallbrand verursachen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Kartusche anstatt mit Inertgas mit dem Hauptbestand- teil eines zu behandelnden Gases gespült und ausgeliefert wer¬ den. Beispiel hierzu ist schwefelfreies Erdgas oder reines Me¬ than bzw. technisches, schwefelfreies Propan oder Butan für die Verwendung von Flüssiggas. Bei der Beschickung des Behälters mit regeneriertem oder unbenutztem Adsorbermaterial können einen oder mehrere der folgenden Schritte durchgeführt werden: Kontrolle der Einwaage über gravimetrische oder volumetrische Verfahren; Rütteln oder Vib- rieren während der Befüllung des Behälters, um eine optimale Setzung der Schüttung zu gewährleisten; und Luftabsaugung der Feinstaubpartikel als Sicherheitsvorkehrung.
Ein Spülvorgang kann nach erfolgter Befüllung des Behälters mit Adsorbermaterial mit Inertgas, wie z. b. N2, und/oder vor der Durchführung eines Druck- oder Leckagetests erfolgen: Z.B. wird erst der Behälter mit 2 gespült, bis der zu definierende Restsauerstoffgehalt in der Kartusche unterschritten wird, dann wird der Druck mit dem gleichen Inertgas auf Druck- und/oder Leckagetestniveau erhöht. Danach folgt der Druck¬ oder Leckagetest, z. B. über Bestimmung der Druckdifferenz, des Druckabfalls oder einer Leckage-Rate bei einem geeigneten Druck. Nach erfolgreichem Druck- oder Leckagetest wird das 2 wieder abgelassen bis ca. Raumdruck erreicht wird. Die An- Schlüsse werden verschlossen und die Kartusche steht unter N2. Eine weitere Spülung ist typischerweise nicht erforderlich.
Die Regenerierung des Adsorbermaterials kann thermisch erfol¬ gen, z. B. mit Dampf, Luft oder anderen heißen gasförmigen Me- dien bei Temperaturen größer als 200°C. Eine Entsorgung kann z.B. zerstörend unter Wiedergewinnung der Metalle stattfinden: Z. B. wird aus einem Cu/Mn Adsorber entsprechend Schwefel abgeröstet, dann werden Cu und Mn über thermische Verfahren geschmolzen, getrennt und als Lösung wiedergewonnen.
Beispiele für Schutzgas, Inertfluid oder Inertgas sind N2, Ar, He, Nitrogen enriched Air (NEA) , CO2, oder das jeweilige reine Gas, das mit dem Adsorbermaterial behandelt werden soll.
Die Installation der Kartusche kann wahlweise vor der Brenn- stoffzelle (extern) oder im Brennstoffzellengehäuse (intern) erfolgen. Bei einer externen Installation ist zu beachten, dass das entschwefelte Gas nach Durchströmung der Kartusche keine Odoriermittel mehr enthält und im Falle einer Leckage kein Warngeruch abgegeben wird. Die Gasstrecke nach der Kartusche und vor Eintritt in das Brennstoffzellengerät kann des¬ halb so ausgebildet sein, dass sie keine Einbauten enthält. Eine mögliche Lösung ist beispielsweise die Befestigung eines Gasschlauches oder eines ähnlichen Leitungsstückes im Brenn- stoffzellengehäuse, so dass die Befestigung von außen nicht zugänglich ist. Wird das zugängliche freie Ende des Gas- schlauchs, an dem der Gasstecker montiert ist, mit der vorge¬ sehenen Gassteckdose an der Kartusche verbunden, kann kein nicht-odoriertes Gas austreten. Da die Gasstrecke bis zur Gas- Steckdose keine weiteren Einbauten oder Verschraubungen enthält, kann die Gasstrecke nach erfolgter Druckprüfung als technisch dauerhaft dicht eingestuft werden. Der Wechselvorgang sowie der Betrieb der Kartusche können mit dem beschrie¬ benen Aufbau sicher erfolgen.
Bei einer internen Installation sind gemäß Ausführungsformen zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen wie z. B. Gaswarnsensoren oder eine Absaugung der Gehäuseluft vorhanden. Gasleckagen können damit unabhängig vom Odoriermittelgehalt detektiert oder die Bildung einer explosionsfähigen Atmosphäre verhindert werden. Bei internen Installationen wird gemäß Ausführungsformen unterschieden, ob die Kartusche vor oder nach einem Gasverdichter installiert wird. Bei Installationen vor einem Verdichter kann bei betriebsbedingten Störungen Unterdruck ent- stehen, bei einer Installation nach einem Gasverdichter kann von einem leichtem Überdruck als Betriebsdruck ausgegangen werden .
Neben den Drücken resultieren unterschiedliche Betriebstempe- raturen bei den unterschiedlichen Installationsvarianten. Bei Installationen in einem Brennstoffzellengehäuse sind Tempera¬ turen von bis zu 70°C denkbar, während bei externen Installa- tionen Umgebungstemperaturen z.B. in Kellerräumen vorherrschen .
Daher ist in Ausführungsformen die Kartusche und/oder das verwendete Adsorbermaterial bei Temperaturen von -10 bis
+90 °C und einem Druckbereich von - 500 mbar über Atmosphärendruck bis + 10 bar über Atmosphärendruck, bevorzugt bei einem Temperaturbereich von -10 bis +80°C und einem Druckbereich von -300 mbar über Atmosphärendruck bis +3 bar über Atmosphärendruck, und besonders bevorzugt bei einem Temperaturbereich von -10 bis + 70°C und einem Druckbereich von -100 mbar über Atmosphärendruck bis + 100 mbar über Atmosphärendruck einsetzbar. Die hier verwendete Einheit „bar über Atmosphärendruck" entspricht der Einheit barg und bedeutet bar relativ zu Atmosphä¬ rendruck .
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms angegeben, insbesondere zur Entschwefelung von Erdgas oder Flüssiggas für Brennstoffzellen, umfassend: Bereitstellen der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms nach einer der hier beschriebenen Ausführungsformen, wobei der Behälter mit einem Adsorbermaterial zur Adsorptionsbehandlung von Fluiden gefüllt ist oder wird, Verbinden einer Fluidzuleitung mit einem ersten Fluidleitungsanschlussstück und einer Fluidablei- tung mit einem zweiten Fluidleitungsanschlussstück, Verbinden des ersten und des zweiten Fluidleitungsanschlussstückes mit den zwei Fluidanschlussvorrichtungen der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms und dadurch Entriegeln der Fluidanschlussvorrichtungen, und Einbringen ei- nes Fluids in oder Leiten eines Fluids durch die Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung des Fluids. Es ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Kartusche in Kombination mit einem Absperrventil, welches vor der Kartu¬ sche installiert ist, betrieben wird. In einer anderen Ausführung der Erfindung kann die Kartusche in Kombination mit einem Schwefelwächter betrieben werden. Der Betrieb in Kombination mit einem Schwefelwächter ermöglicht dynamische Wechselzyklen der Kartuschen je nach aufgenommener Schwefelmenge und unabhängig von regionalen Unterschieden in der Erdgaszusammensetzung . Gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen ist die Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms derart ausgebildet oder ausgerichtet, dass das Fluid durch die Vor¬ richtung vertikal von unten nach oben geleitet wird. Wird das Fluid durch die Vorrichtung vertikal von unten nach oben geleitet, kann, falls sich die Adsorberschüttung z. B. durch starkes Rütteln oder Transportvorgänge setzt, an der Wand des Kartuschenbehälters, im Gegensatz zu einer horizonta¬ len Installation und Durchströmung, kein Randströmungseffekt und damit kein frühzeitiges Durchbrechen von Schwefelsubstanzen eintreten.
Ferner bietet die Strömungsführung von unten nach oben Vorteile bezüglich der Betriebssicherheit in Hinblick auf Mitführung von kondensiertem Wasser in z.B. Erdgas. Es ist bekannt, dass Wasser in Gasleitungen zumindest in Gasform auftreten kann. Bei einer möglichen Kondensation, z.B. während des Gaseintritts in kühlen Bereichen eines Kellerraums, bei Akkumulation und beim Transport von flüssigem Wasser im Gas können die ein- gesetzten Adsorbentien deshalb mit flüssigem Wasser in Kontakt gebracht werden. In diesem Fall können die Adsorbentien mit Wasser unerwünschte Reaktionen eingehen oder aber ihre Funktionalität verlieren und damit den einwandfreien Betrieb nicht aufrechterhalten. Um die Gefahr zu verringern, dass das
Adsorbens mit flüssigem Wasser in Kontakt kommt, kann das Ver¬ fahren so durchgeführt werden, dass die Kartusche senkrecht von unten nach oben durchströmt wird. Ist zudem zwischen Gaseintritt und Adsorber ein Hohlraum oder ein mit hochporösem Intertmaterial befüllter oder begrenzter Hohlraum vorgesehen, kann darin mögliches Kondensat zurückgehalten werden. Die Kombination aus Strömungsführung von unten nach oben mit dem beschriebenen Hohlraum kann zudem positive Auswirkungen auf die Strömungsverteilung im Gaseintrittsbereich haben. Überraschenderweise wurde nämlich festgestellt, dass eine Durchströmung der Kartusche von unten nach oben positive Auswirkungen auf die gewünschte homogene Anströmung der Adsorbentien hat, wie bereits oben im Zusammenhang mit den Figuren 5a und 5b erläutert wurde.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der hier beschriebenen Verfahren wird die Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms in Kombination mit einem Adsorptivde- tektor oder Schwefeldetektor betrieben und der Austausch der Vorrichtung wird in Abhängigkeit von der Detektion eines Ad- sorptivs oder von Schwefelverbindungen durchgeführt. Ferner kann die Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms in Kombination mit einem Absperrventil be¬ trieben werden, das in Strömungsrichtung vor oder nach dem Behälter installiert ist. Durch diese Maßnahmen kann die Sicherheit des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhöht werden .
In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens, insbesondere in Kombination mit einem Schwefeldetektor, kann das Fluid nach dem Durchleiten durch die Vorrichtung eine Reinheit < 50 ppb Rest-Schwefel aufweisen. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens, wird das Fluid bei Temperaturen von -10 bis +90°C und einem Druck in einem Druckbereich von -500 mbar über Atmosphärendruck bis + 10 bar über Atmosphärendruck durch die Vorrichtung geleitet. Dadurch wird ein Verfahren zur Erzeugung eines entschwefelten Brenngases für Brennstoffzellen geschaffen, bei dem das Brenngas, insbesondere Erdgas und Flüssiggas, durch den Einsatz ge¬ eigneter Adsorbentien bei Temperaturen von -10 bis +90°C und einem Druckbereich von - 500 mbar über Atmosphärendruck bis + 10 bar über Atmosphärendruck, bevorzugt bei einem Temperatur- bereich von -10 bis +80°C und einem Druckbereich von -300 mbar über Atmosphärendruck bis +3 bar über Atmosphärendruck, und besonders bevorzugt bei einem Temperaturbereich von -10 bis + 70 °C und einem Druckbereich von -100 mbar über Atmosphärendruck bis + 100 mbar über Atmosphärendruck entschwefelt wird. Bei Installationen der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Brennstoffzellengehäuse sind nämlich Temperaturen von bis zu 70°C möglich, während bei externen Installationen Umgebungstemperaturen beispielsweise in Kellerräumen vorherrschen können .
In Ausführungsformen kann der Behälter der Kartusche rohrför- mig oder zylinderförmig ausgebildet sein, jedoch sind andere Formen des Behälters denkbar. Hier angegebene Gleichungen und Erläuterungen, die sich auf rohrförmige Kartuschen-Behälter beziehen, sind bei nicht-rohrförmigen Kartuschen analog zu verstehen .
Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung und des Verfahrens kann der Behälter ein Schüttungslänge-zu-Schüttungsdurch- messer-Verhältnis (L/D-Verhältnis ) von 0,1 bis 40 aufweisen, und/oder im Behälter kann eine Raumgeschwindigkeit < 10.000 h-1 bezogen auf die Gesamtmenge des Adsorbermaterials eingestellt sein. In einer vorteilhaften Ausführungsform befindet sich das minimale L/D Verhältnis in einem Bereich von 1 bis 20 und in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform in einem Bereich von 1 bis 10. Ferner beträgt die Raumgeschwindigkeit in einer besonders bevorzugten Ausführungsform weniger als 2.000 h-1 bezogen auf die Gesamtmenge des Adsorbermaterials . Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Schüt- tungs-zu-Partikeldurchmesser-Verhältnis Werte größer als 10, in einer besonders bevorzugten Ausführungsform Werte größer als 20 auf. Diese Ausführungsformen bewirken ein besonders günstiges Durchbruchsverhalten der Vorrichtung zur Adsorpti- onsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms wie im Folgenden erläutert ist.
Das Schüttungslänge-zu-Schüttungsdurchmesser-Verhältnis (L/D- Verhältnis) ist das Verhältnis der Länge des Schüttbettes zu dessen Durchmesser. Die Gleichung hierfür lautet:
L/D-Verhältnis = ^sdramas«
Lschüttung : Durchströmte Länge der Schüttung in axialer Richtung DSchüttung : Durchmesser einer zylinderförmigen Schüttung
Ein höheres L/D-Verhältnis bedeutet einen längeren Weg durch den Adsorber und damit eine längere Verweilzeit (s. u.) im Adsorberbett . Daher wirkt sich ein L/D-Verhältnis im Bereich von 0,1 bis 40 positiv auf den Durchbruchszeitpunkt aus. Bei einer Variation des L/D-Verhältnisses ändert sich, im Falle eines rohrförmigen Behälters der Kartusche, der Durchmesser der Schüttung bzw. des Behälters. Dies hat bei konstantem Bettvolumen und Gasvolumenstrom eine Veränderung der Strö- mungsgeschwindigkeit zur Folge. Diese Veränderung ist sowohl im freien Querschnitt des Behälters der Kartusche, welche hier auch als Reaktor bezeichnet wird, als auch innerhalb der Schüttung vorhanden. Die folgende Gleichung zeigt die Abhängigkeit der Leerrohrgeschwindigkeit von Volumenstrom und Reak¬ tordurchmesser .
* Gss _ »Gas
Wo = ieaKts*
Wo : Strömungsgeschwindigkeit des Fluids im leeren Rohr (Leer¬ rohrgeschwindigkeit)
^'Gas : Gasvolumenstrom
A : Reaktorquerschnittsfläche
DReaktor : Reaktordurchmesser
Eine höhere Leerrohrgeschwindigkeit kann sich negativ auf die Durchbruchskapazität des Adsorbens auswirken, da die zu ent¬ fernenden Moleküle weniger Zeit für die Sorption zur Verfügung haben. Dies kann somit einen beschleunigenden Effekt auf den Durchbruchszeitpunkt haben.
Einen ähnlichen Einfluss auf die Durchbruchskapazität bewirkt die Wahl der Raumgeschwindigkeit. Die Raumgeschwindigkeit (RG) ist der Kehrwert der Verweilzeit und einer der wichtigsten Be¬ triebsparameter für Katalysatoren und Adsorbentien. Sie wird nach der folgenden Formel berechnet:
RG = V ¥
Wo : Strömungsgeschwindigkeit des Fluids im leeren Rohr (Leer¬ rohrgeschwindigkeit)
V : Schüttbettvolumen
A : Reaktorquerschnittsfläche Die Raumgeschwindigkeit wird üblicherweise in der Einheit 1/h angegeben und auf NL/h/L Adsorbens bezogen. Die Leerrohrge¬ schwindigkeit wird in der Chemietechnik oft indirekt durch die Raumgeschwindigkeit ausgedrückt, da diese zur Leerrohrge¬ schwindigkeit direkt proportional ist und zusätzlich den Zu- sammenhang mit dem verwendeten Bettvolumen ausdrückt. Jedoch ist kein Zusammenhang zu der Form des Schüttbettes gegeben. Wie aus der Formel ersichtlich, ist sie zur Strömungsgeschwindigkeit direkt proportional. Daher wirkt sich eine höhere Raumgeschwindigkeit ebenfalls beschleunigend auf den Durch- bruchszeitpunkt aus. Messwerte zeigten, dass sich niedrige
Raumgeschwindigkeiten positiv auf die Durchbruchskapazität des gewählten Adsorbens und verzögernd auf den Durchbruchszeit¬ punkt auswirken. Aus diesem Grund werden in Ausführungsformen niedrige Raumgeschwindigkeiten kleiner ungefähr 10000 h-1 ge- wählt. Ein weiterer wichtiger Grund für die Wahl von niedrigen Raumgeschwindigkeiten ist die benötigte Standzeit des
Adsorbens. Das Serviceintervall beispielsweise von Brennstoff¬ zellen-Hausheizungsanlagen soll ein Jahr nicht unterschreiten. Eine bestimmte Mindestmenge an Adsorber ist deshalb notwendig, um die erforderliche Gasreinheit über den Zeitraum zu reali¬ sieren .
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Schüttungs-zu-Partikeldurchmesser-Verhältnis Werte größer als 10, in einer besonders bevorzugten Ausführungsform Werte größer als 20 auf. Das Schüttungs-zu-Partikeldurchmesser- Verhältnis ist folgendermaßen definiert:
D/dp = Verhältnis = dP
Dscnüttung : Durchmesser einer zylinderförmigen Schüttung dp : mittlerer Partikeldurchmesser. Die Porosität, auch als Lückengrad bezeichnet, ist an der Wand eines Festbettadsorbers höher als im restlichen Schüttbett. Daher kann es an der Wand zu sogenannten Randströmungseffekten kommen. Diese Effekte können zu einem früheren Durchbruchs¬ zeitpunkt z.B. einer Schwefelverbindung führen. Die mittlere Porosität von Kugelschüttungen beträgt zwischen 0,37 und 0,4. Die Randporosität beträgt bei diesen Schüttungen etwa 0,5. Handelsübliche Entschwefelungsadsorbentien, wie z. B. das kugelförmige Material FCDS-GS12 der Fa. SüdChemie AG weist eine mittlere Porosität von 0,32 auf. Um Randströmungseffekte zu vermeiden, wird in einer Ausführungsform mindestens ein D/dP- Verhältnis größer ungefähr 10 eingehalten.
Beispiele Es wurden Versuche an einer Entschwefelungstestanlage als Bei¬ spiele für Ausführungsformen der Erfindung durchgeführt. Die Entschwefelungsanlage verfügt über vier zylinderförmige Kartu¬ schen als Vorrichtungen zur Adsorptionsbehandlung, welche parallel mit verschiedenen Gasen durchströmt werden konnten. Die Kartuschen waren jeweils an der Gaseintrittsöffnung und an der Gasaustrittsöffnung mit Gassteckdosen versehen und mit entsprechenden Gassteckern mit einer jeweiligen Gasleitung verbunden. Die Gassteckdosen und Gasstecker stammen vom Hersteller Viega, Bauteil: 1/2" Type TAE (G2016T) #526 788, die Gasleitungen bestanden jeweils aus Gasschläuchen des Herstellers Viega, Bauteil 1/2" x 500 mm (G2023) #531 904.
Ziel des Versuchs 1 war es, Auswirkungen des L/D-Verhältnisses und der Raumgeschwindigkeit zu dokumentieren, um zu zeigen dass beide Parameter einen direkten Einfluss auf die Adsorpti¬ onsleistung, z.B. auf die Entschwefelungsleistung, des Materials bzw. der Kartusche haben. Ziel des Versuchs 2 war es, die Strömung im Eintrittsbereich der Kartusche zu analysieren. Das ein- und austretende Gas konnte mit einem Gaschromato¬ graphen, der mit dem Gasausgang und dem Gaseingang der Anlage verbunden war und mit einem gepulstem flammenphotometrischem Detektor (GC-PFPD) ausgerüstet war, spezifisch auf Schwefel- Verbindungen analysiert werden. Mass Flow Controller der Fa. Brooks ermöglichten die exakte Regelung der zugeführten Gase. Als Testadsorbentien wurde ein sequentielles Entschwefelungs¬ bett wie in WO 2006/028686 AI im Verhältnis 3 zu 1 gewählt. Das verwendete Adsorbermaterial bestand aus Ca-ausgetauschem 13X-Zeolith (FCDS-GS12) gemäß Beispiel 1 der WO 2006/028686 AI sequentiell in Kombination mit einem Cu/Mn-
Mischmetalloxidmaterial (FCDS-GS6) gemäß Beispiel 2 der WO 2006/028686 AI. Der 13X-Zeolith besaß ein Si : Al-Äquvalenz- verhältnis von 1,17 und einen Calciumaustausch von 70 %, wobei die restlichen Metallionen Natrium und/oder Kalium umfassten. Das Cu/Mn-Mischmetalloxidmaterial besaß 34 Gew% Manganverbin¬ dungen 54 Gew% Eisenoxid, umfassend Fe203, und 12% Aluminium¬ oxid mit einer Oberfläche von 294 m2/g. Weitere Testdaten sind in Tabelle 1 dargestellt.
Allgemeine Testdaten
Druck p abs bar 2
Temperatur T °C 40
Schüttgutdaten
Schüttgutgesamtvolumen V [ml] 2,1
Schüttgutvolumen Bsp.l V Bsp.1 WO06/028686 [ml] 1,5 WO06/028686
Schüttgutvolumen Bsp.2 V Bsp.2 WO06/028686 [ml] 0, 6 WO06/028686
Partikelgröße Bsp.l WO06/028686 d p Bsp.l WO06/028686 [mm] 0, 8-1
Partikelgröße Bsp.2 WO06/028686 d p Bsp.2 WO06/028686 [mm] 0, 8-1
Schüttdichte Bsp.l WO06/028686 p schuett Bsp.l [g/ml] 0, 65
WO06/028686
Schüttdichte Bsp.2 WO06/028686 p schuett Bsp.2 [g/ml] 0,74
WO06/028686
TestgasZusammensetzung
Methan CH4 [%] 98 %
Kohlenstoffdioxid C02 [%] 1,00%
Stickstoff N2 [%] 0,75
Tetrahydrothiophen THT [ppm] 10
Ethylmercaptan EM [ppm] 10
Carbonylsulfid COS [ppm] 10
Schwefelwasserstoff H2S [ppm] 5 Tabelle 1: Allgemeine Daten der Entschwefelungstests
Die Sorbentien wurden durch Mahlen und Sieben auf die Korngrößenfraktion 0,8 bis 1 mm gebracht. Da eine exakte Volumenbe- Stimmung bei den kleinen Sorbentienvolumina sehr schwierig ist, wurden separat Schüttdichtemessungen mit den Materialien gemacht und für die Tests die Sorbentienmengen eingewogen. Auf diese Weise konnte sichergestellt werden, dass für jeden ein¬ zelnen Versuch gleiche Sorbentienmengen eingesetzt wurden.
Versuch 1
Über den konkreten Einfluss des L/D-Verhältnisses von Schütt¬ gutreaktoren auf die Adsorberleistung ist wenig bekannt. Die- ser Einfluss ist jedoch für die Auslegung einer Adsorptions¬ kartusche sehr wichtig, weswegen Tests mit L/D-Verhältnissen durchgeführt wurden (vgl. Tabelle 2) . Es wurden Raumgeschwindigkeiten im Bereich zwischen 3000 und 15000 1/h eingestellt. Die Versuche waren so aufgebaut, dass je Versuchsdurchlauf ei- ne Raumgeschwindigkeit und vier festgelegte L/D-Verhältnisse gemessen wurden. Tabelle 2 listet die Testvarianten auf.
Figure imgf000046_0001
Tabelle 2: Varianten der Entschwefelungstests
Nachdem das Versuchsgas die mit Adsorbentien befüllten Kartu sehen durchströmte, wurde mit dem GC-PFPD Detektor das Durch bruchsverhalten in Abhängigkeit des L/D Verhältnisses aufge- zeichnet. Als Durchbruch wird der Zeitpunkt oder die Durch¬ bruchskapazität bezeichnet, bei der zum ersten Mal eine spezi¬ fische Schwefelverbindung im Gas nach dem Adsorberbett detek- tiert wird. Die Bestimmungsgrenze lag bei 200 ppb pro Schwe¬ felverbindung. Aus dem definierten Gasvolumen und den defi- nierten Schwefelbestandteilen und -konzentrationen im Gas lässt sich errechnen, wie viel Schwefel durch den Kartusche läuft. Dies wird als Durchbruchskapazität bezeichnet. Hieraus lässt sich über die eingewogene Sorbentienmasse die Beladung zum Durchbruchszeitpunkt errechnen.
Tabelle 3 zeigt beispielsweise die gemessenen Durchbruchskapa¬ zitäten des Entschwefelungsbettes, das dem Beispiel 1 der W02006/028686 nachgebildet war, als Verhältnis von Masse Ver¬ bindung zu Masse des Sorbens. Die Durchbruchskapazitäten wur- den anhand des Durchbruchszeitpunktes bestimmt. Als Durchbruch wurde in diesem Fall eine Konzentration von 1 ppm THT
(Tetrahydrothiophen) am Kartuschenausgang definiert. Über das bis zu diesem Zeitpunkt durchgesetzte Volumen und über den Ge¬ halt an Schwefelverbindungen konnte errechnet werden, welchen Schwefelgehalt der Adsorber aufgenommen hatte.
Figure imgf000047_0001
Tabelle 3: Durchbruchskapazitäten für THT zum Durchbruchszeitpunkt 1 ppm
Fig. 6 zeigt den Einfluss der Raumgeschwindigkeit sowie des L/D-Verhältnisses bildhaft, die Durchbruchskapazität des L/D- Verhältnisses von 2 und der Raumgeschwindigkeit 10000 sind je¬ weils als 100% definiert.
Es konnte somit bestätigt werden, dass aus höheren L/D Ver¬ hältnissen höhere Durchbruchskapazitäten resultieren. Auf der anderen Seite sind die Bauhöhe und der resultierende Druckver¬ lust des Behälters der Kartusche zu beachten, weshalb ein zu langer Behälter der Kartusche nicht erwünscht ist. Es konnte gezeigt werden, dass ein L/D Verhältnis von ca. 4 ein guter Kompromiss in der Auslegung der Kartusche darstellt.
Versuch 2
Ziel des Versuchs 2 war es, die Strömung im Eintrittsbereich der Kartusche zu analysieren. Für strömungstechnische Untersu- chungen wurde ein zylinderförmiger Kartuschen-Prototyp aus klarem Plexiglas gefertigt. Dieser ermöglichte es, strömungs¬ dynamische Gasverteilungen visuell zu beurteilen. Der Innendurchmesser des Prototypen betrug 14, die Länge ca. 55 cm. Das Volumen betrug etwa 8 Liter. Die Kartusche verfügte an beiden Enden des Zylinders über abnehmbare Deckel und konnte so ge¬ öffnet und gefüllt werden. In die Deckel waren erfindungsgemäß Gassteckdosen, in den vorliegenden Beispielen Gassteckdosen der Firma Viega, eingeschraubt, in die entsprechende Gasste¬ cker mit daran angeschlossenen Gasleitungen eingebracht waren.
Mit Hilfe von künstlich erzeugtem Nebel wurde die Einströmung in die Kartusche sichtbar gemacht. Es wurden verschiedene Ein¬ bauten getestet, um zu überprüfen, ob diese eine vergleichbare Wirkung auf die Strömung ausüben.
Mit Hilfe eines Mass Flow Controllers (MFC) der Firma Brooks wurde der Gasvolumenstrom geregelt. Der MFC wurde hierfür auf das verwendete Medium, Stickstoff 3.0, mit Hilfe eines DRYCAL- Durchflussmessgeräts des Herstellers Westphal im Volumenstrom¬ bereich zwischen 70 und 600 Normlitern pro Stunde kalibriert. Dem Stickstoffström wurde über ein T-Stück Nebel aus einer handelsüblichen Disco-Nebelmaschine des Typs FOG-700 zuge¬ mischt. Das Gas/Nebelgemisch trat über die Anschlüsse in die Kartusche ein. Eine visuelle Dokumentation erfolgte mittels einer HD-Kamera, welche auf einem Stativ vor dem Testaufbau fixiert ist. Um den Kontrast zu erhöhen, wurde die Kartusche rückwärtig mit schwarzem Tonpapier beklebt. Eine Voraussetzung des Versuchs war es, dass sich der Nebel im Gasmedium optimal vermischte und kein Setzungsverhalten aufwies. Dies konnte durch einen Test bestätigt werden, indem die Kartusche mit Nebel gefüllt und anschließend der Gasstrom ge¬ stoppt wurde. Der Nebel "schwebte" daraufhin konstant und zeigte kein Absetzungsverhalten.
Es wurde ein Volumenstrom von 400 NL/h N2 eingestellt, was ei¬ ner Raumgeschwindigkeit von ca. 50 NL/h/L entspricht. In dem ersten Versuchslauf wurde das Einströmungsverhalten des Gases beobachtet bei einer Einströmung von oben nach unten durch eine inerte poröse Schicht aus Hartkunststoffschäum, die in dem Behälter der Kartusche in einem Abstand von der Gaseintritts¬ öffnung vorgesehen war. Im Vergleich hierzu wurde in einem zweiten Versuchslauf bei einer Gaseinströmung von unten nach oben eine Einströmung durch eine inerte poröse Schicht aus
Hartkunststoffschäum desselben Materials wie beim ersten Versuchslauf, die in der Kartusche in einem Abstand von der Gas¬ eintrittsöffnung vorgesehen war, durchgeführt. Es war gut zu erkennen, dass die Strömung bei Einströmung von oben nach un- ten stärker "durchschoss " , d.h. sich ungleichmäßiger in dem
Behälter der Kartusche verteilte. Ein optimales und gewünsch¬ tes Strömungsverhalten war bei Einströmung von unten nach oben zu beobachten. Bereits innerhalb weniger Zentimeter der Behäl- terhöhe stellte sich eine sogenannte Pfropfenströmung, d.h. die Ausbildung einer pfropfen-förmigen Nebelwolke, am Boden der Kartusche ein. Eine gleichmäßige Beaufschlagung des Adsorbens und damit eine optimale Ausnutzung der Füllung des Adsorbens ist die Folge eines solchen Strömungsverhaltens.

Claims

Ansprüche
Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms, umfassend
einen Behälter (11) zur Aufnahme von Adsorbermaterial , wobei der Behälter eine Fluideintrittsöffnung (14) und eine Fluidaustrittsöffnung (16) aufweist, und
zwei Fluidanschlussvorrichtungen (17), wobei eine der Fluidanschlussvorrichtungen an der Fluideintrittsöffnung vorgesehen ist und die andere der Fluidanschlussvorrichtungen an der Fluidaustrittsöffnung vorgesehen ist, wobei die Fluidanschlussvorrichtungen fluiddicht verriegelt und derart ausgebildet sind, dass sie jeweils mit einem Fluidleitungsanschlussstück verbindbar und
entriegelbar sind und unter der Voraussetzung, dass sie mit dem jeweiligen Fluidleitungsanschlussstück verbunden sind, entriegelbar oder entriegelt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
wobei die entriegelten Fluidanschlussvorrichtungen die Fluidleitungsanschlussstücke sichern; und/oder
wobei die Fluidanschlussvorrichtungen derart ausgebildet sind, dass die Fluidleitungsanschlussstücke beim Entrie¬ geln der Fluidanschlussvorrichtungen gesichert werden; und/oder
wobei die Fluidanschlussvorrichtungen derart ausgebildet sind, dass sie mittels der jeweiligen Fluidleitungsanschlussstücke manuell oder selbsttätig verriegelbar sind; und/oder
wobei mindestens eine der Fluidanschlussvorrichtungen derart ausgebildet ist, dass sie mit dem jeweiligen
Fluidleitungsanschlussstück nacheinander oder gleichzei- tig verbindbar und entriegelbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fluid- anschlussvorrichtungen jeweils einen Fluiddurchflusskanal (19) und einen bewegbaren Schließkörper (18) aufweisen, wobei der Schließkörper den Fluiddurchflusskanal fluid- dicht verschließt und die Fluidanschlussvorrichtungen derart ausgebildet sind, dass der jeweilige Schließkörper durch Verbinden der Fluidanschlussvorrichtung mit dem Fluidleitungsanschlussstück bewegt wird und den Fluiddurchflusskanal öffnet, und/oder durch Lösen des Fluid- leitungsanschlussstückes bewegt wird und den Fluiddurch- flusskanal verschließt.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend zwei Fluidleitungsanschlussstücke (20), die derart ausgebildet sind, dass sie jeweils mit einer der zwei Fluidanschlussvorrichtungen und einer Fluidlei- tung verbindbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Behälter ein oder mehrere Adsorbermaterialien enthält; und/oder
der Behälter ein oder mehrere Adsorbermaterialien zur Entschwefelung von Flüssiggas, Gas, Erdgas oder anderen Kohlenwasserstoffen enthält; und/oder
der Behälter mehrere Adsorbermaterialien enthält und die Adsorbermaterialien in einem Mischbett oder als
Multikomponentenadsorbermaterial vorliegen . 6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend eine thermisch auslösende Fluidabsperr- einrichtung (30) und/oder einen Fluidströmungswächter . Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Behälter zur reversiblen Befüllung mit dem Adsorbermaterial ein Öffnungs- und Verschlusselement um- fasst, das eine Sicherheitsvorrichtung zur Vermeidung von Manipulationen durch Unbefugte aufweist, ausgewählt aus: eine Abdeckung (50; 54) des Öffnungs- und Verschlussele¬ ments und eine Spezialverschraubung (52), die ausschlie߬ lich mit Spezialwerkzeug geöffnet werden kann.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Behälter derart ausgebildet ist, dass er verti¬ kal installierbar ist und angrenzend an die Fluidein- trittsöffnung einen Hohlraum (64) oder einen Hohlraum (66) mit einer Füllung oder Begrenzung aus porösem und/oder flexiblen Inertmaterial oder Kunststoffschäum aufweist, zum Auffangen von Kondensat; und/oder
wobei die Kartusche und/oder das verwendete Adsorber¬ material derart ausgebildet sind, dass sie bei Temperatu¬ ren von -10 bis +90°C und einem Druckbereich von -500 mbar über Atmosphärendruck bis +10 bar über Atmosphärendruck einsetzbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Behälter ein Schüttungslänge-zu-
Schüttungsdurchmesser-Verhältnis von 0,1 bis 40 aufweist; und/oder
wobei im Behälter eine Raumgeschwindigkeit < 10.000 h-1 bezogen auf die Gesamtmenge des Adsorbermaterials einge¬ stellt ist; und/oder
wobei das Schüttungs-zu-Partikeldurchmesser-Verhältnis des Adsorbermaterials größer als 10 ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die äußere Länge des Behälters (11) zwischen der Fluideintrittsöffnung (14) und der Fluidaustrittsöffnung
(16) in einem Bereich von 700 bis 800 mm liegt oder 729 mm beträgt.
11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung einschließlich der Fluidanschluss- vorrichtungen (17) eine Länge im Bereich von 850 bis 900 mm oder eine Länge von 871 mm besitzt.
12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Behälter (11) einen Außendurchmesser von 110 mm und/oder einen Innendurchmesser von 90 mm hat.
13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Behälter (11) 717 mm lang ist und eine erste Öffnung ausgewählt aus der Fluideintrittsöffnung und der Fluidaustrittsöffnung ein Rohrstück (8) mit einer Länge von 33 mm umfasst; und/oder
wobei in dem Rohrstück (8) ein Pressverbinder vorgesehen ist und mit der zugehörigen Fluidanschlussvorrichtung
(17) verbunden ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in einer zweiten Öffnung ausgewählt aus der Fluid¬ eintrittsöffnung und der Fluidaustrittsöffnung eine Ver- schraubung oder Schottverschraubung (6) vorgesehen ist; und/oder
wobei die Schottverschraubung den Behälter (11) um 6 mm verlängert .
15. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Fluidanschlussvorrichtungen (17) jeweils eine um 90°-Winkel abgewinkelte Form besitzen; und/oder wobei die Fluidanschlussvorrichtungen (17) an ihrem je- weiligen freien Ende jeweils eine Anschlussöffnung zur Verbindung mit dem jeweiligen Fluidleitungsanschlussstück aufweisen, wobei der Abstand zwischen den Zentren der Anschlussöffnungen zwischen 830 und 850 mm liegt oder 839 mm beträgt.
16. Verwendung einer Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms nach einem der vorste¬ henden Ansprüche zur Entschwefelung eines Brennfluids, insbesondere Erdgas oder Flüssiggas, für Brennstoffzel¬ len .
17. Verfahren zum Regenerieren und/oder Entsorgen,
Befüllen und/oder Installieren einer Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms nach einem der Ansprüche 1 bis 15, umfassend mindestens einen der Schritte:
Entfernen der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms nach einem der Ansprüche 1 bis 15, deren Behälter zu regenerierendes und/oder entsorgendes Adsorbermaterial enthält, von einer Einrichtung, an oder in der eine Adsorptionsbehandlung durchgeführt wurde, durch Lösen der Fluidanschlussvorrichtungen (17) von Fluidleitungsanschlussstücken (20) , die mit der Einrich¬ tung verbunden sind;
Transportieren des Behälters mit dem zu regenerierenden und/oder entsorgenden Adsorbermaterial und verriegelten Fluidanschlussvorrichtungen während der Behälter mit behandeltem oder zu behandelndem Fluid gefüllt ist;
Transportieren des Behälters mit dem zu regenerierenden und/oder entsorgenden Adsorbermaterial und verriegelten Fluidanschlussvorrichtungen zu einer Regenerier- und/oder EntsorgungsStation ;
Spülen des Behälters, der zu regenerierendes und/oder entsorgendes Adsorbermaterial enthält, mit Gas, Schutz¬ gas, Inertfluid, Inertgas oder Luft;
Entleeren des Behälters von dem zu regenerierenden und/oder entsorgenden Adsorbermaterial;
Entsorgen und/oder Regenerieren des zu regenerierenden und/oder entsorgenden Adsorbermaterials ;
Befüllen des Behälters mit regeneriertem oder unbenutztem Adsorbermaterial ;
Spülen des Behälters mit Schutzgas, Inertfluid, Inertgas oder dem Fluid, das von einem durch die Adsorptionsbe- handlung zu entfernenden Adsorptiv befreit ist, während und/oder nach dem Befüllen des Behälters mit dem regeneriertem oder unbenutztem Adsorbermaterial;
Durchführen eines Druck- und/oder Leckagetests zur Überprüfung der Dichtigkeit des befüllten Behälters mit ver- riegelten Fluidanschlussvorrichtungen;
Transportieren des Behälters mit dem regenerierten oder unbenutztem Adsorbermaterial und verriegelten Fluidanschlussvorrichtungen, während der Behälter mit Schutzgas, Inertfluid, oder Inertgas gefüllt ist;
Transportieren des Behälters mit dem regenerierten oder unbenutztem Adsorbermaterial und verriegelten Fluidanschlussvorrichtungen zu einer Einrichtung, an oder in der eine Adsorptionsbehandlung durchgeführt werden soll;
Verbinden von Fluidleitungsanschlussstücken (20) mit der Einrichtung, an oder in der eine Adsorptionsbehandlung durchgeführt werden soll;
Installieren der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms nach einem der Ansprüche 1 bis 15 an oder in einer Einrichtung, an oder in der eine Adsorptionsbehandlung durchgeführt werden soll, während der Behälter gefüllt ist mit regeneriertem oder unbenutztem Adsorbermaterial und einem Element ausgewählt aus Schutzgas, Inertfluid, Inertgas oder dem Fluid, das von einem durch die Adsorptionsbehandlung zu entfernenden Ad- sorptiv befreit ist, durch Verbinden der Fluidanschluss- vorrichtungen (17) mit Fluidleitungsanschlussstücken (20) , die mit der Einrichtung verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 17,
wobei die Einrichtung eine Brennstoffzelle oder ein Gas¬ verdichter einer Brennstoffzelle ist; und/oder
wobei die Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms oder die Einrichtung einen Ad- sorptivdetektor oder einen Schwefeldetektor aufweist und die Regenerierung und/oder Entsorgung der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms in Abhängigkeit von der Detektion eines Adsorptivs oder von Schwefelverbindungen durchgeführt wird; und/oder
wobei die Einrichtung mit mindestens einem Absperrventil versehen ist, das in Strömungsrichtung vor oder nach der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms installiert ist.
Verfahren zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms, insbesondere zur Entschwefelung von Erdgas oder Flüssiggas für Brennstoffzellen, umfassend: Bereitstellen einer Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Behälter mit einem Adsorbermaterial zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms ge¬ füllt ist oder wird,
Verbinden einer Fluidzuleitung mit einem ersten Fluidlei- tungsanschlussstück und einer Fluidableitung mit einem zweiten Fluidleitungsanschlussstück,
Verbinden des ersten und des zweiten Fluidleitungsan- schlussstückes mit den zwei Fluidanschlussvorrichtungen der Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms und dadurch Entriegeln der Fluidan- schlussvorrichtungen, und
Einbringen eines Fluids in oder Leiten eines Fluids durch die Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung des Fluids.
20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Fluid durch
die Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms vertikal von unten nach oben geleitet wird .
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20,
wobei die Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms in Kombination mit einem Adsorp- tivdetektor oder Schwefeldetektor betrieben wird und ein Austausch oder eine Regenerierung und/oder Entsorgung der Vorrichtung in Abhängigkeit von der Detektion eines Ad- sorptivs oder von Schwefelverbindungen durchgeführt wird; und/oder
wobei die Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms in Kombination mit mindestens ei¬ nem Absperrventil betrieben wird, das in Strömungsrichtung vor oder nach dem Behälter installiert ist.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei das Fluid nach dem Durchleiten durch die Vorrichtung eine Reinheit < 50 ppb Rest-Schwefel aufweist.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, wobei das Fluid bei Temperaturen von -10 bis +90°C und einem Druck in einem Druckbereich von -500 mbar über Atmosphärendruck bis + 10 bar über Atmosphärendruck durch die Vorrichtung geleitet wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, wobei der Behälter ein Schüttungslänge-zu-
Schüttungsdurchmesser-Verhältnis von 0,1 bis 40 aufweist; und/oder
wobei im Behälter eine Raumgeschwindigkeit < 10.000 h-1 bezogen auf die Gesamtmenge des Adsorbermaterials einge¬ stellt ist; und/oder
wobei das Schüttungs-zu-Partikeldurchmesser-Verhältnis des Adsorbermaterials größer als 10 ist.
PCT/EP2011/055785 2010-04-14 2011-04-13 Vorrichtung zur adsorptionsbehandlung eines fluids oder fluidstroms WO2011128363A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/640,861 US9149756B2 (en) 2010-04-14 2011-04-13 Device for the adsorption treatment of a fluid or fluid stream
EP11714651A EP2558184A1 (de) 2010-04-14 2011-04-13 Vorrichtung zur adsorptionsbehandlung eines fluids oder fluidstroms
KR1020127029399A KR101613575B1 (ko) 2010-04-14 2011-04-13 유체 또는 유체 스트림의 흡착 처리용 장치

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202010016522.9 2010-04-14
DE202010016522U DE202010016522U1 (de) 2010-04-14 2010-04-14 Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms
DE102010014890.3 2010-04-14
DE102010014890A DE102010014890A1 (de) 2010-04-14 2010-04-14 Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms, Verfahren zum Regenerieren und/oder Entsorgen, Befüllen und/oder Installieren einer Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms und Verfahren zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms
DE202010014363U DE202010014363U1 (de) 2010-04-14 2010-04-14 Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms
DE202010014363.2 2010-04-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011128363A1 true WO2011128363A1 (de) 2011-10-20

Family

ID=44201234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/055785 WO2011128363A1 (de) 2010-04-14 2011-04-13 Vorrichtung zur adsorptionsbehandlung eines fluids oder fluidstroms

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9149756B2 (de)
EP (1) EP2558184A1 (de)
KR (1) KR101613575B1 (de)
WO (1) WO2011128363A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108905500A (zh) * 2018-08-20 2018-11-30 无锡市震亚化工设备有限公司 一种吸附器
WO2022002067A1 (en) * 2020-06-30 2022-01-06 Ceres Intellectual Property Company Limited A purifier

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104226089B (zh) * 2013-06-06 2017-04-19 神华集团有限责任公司 组装用成套件、配合成套件以及流体处理装置
KR102016808B1 (ko) * 2017-11-08 2019-10-21 한양대학교 에리카산학협력단 가스 정제 방법 및 시스템
CN113350962B (zh) * 2021-04-26 2023-03-21 中国辐射防护研究院 一种吸附剂高利用率碘吸附装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004060840A2 (en) 2002-12-24 2004-07-22 Sud-Chemie Inc. Multicomponent sorption bed for the desulfurization of hydrocarbons
WO2006028686A1 (en) 2004-09-01 2006-03-16 Sud-Chemie Inc. A desulfurization system and method for desulfurizing a fuel stream
DE102007025808B3 (de) * 2007-06-02 2008-10-02 Dräger Medical AG & Co. KG Anschlusskopf für einen Absorber eines Narkoseatemsystems
WO2009092983A1 (en) * 2008-01-21 2009-07-30 Hayward, David, John Fuel cleaning for gas fired engines
US20090272675A1 (en) 2004-09-01 2009-11-05 Sud-Chemie Inc. Desulfurization system and method for desulfurizing a fuel stream
WO2010023249A1 (de) 2008-09-01 2010-03-04 Basf Se Adsorbermaterial und verfahren zur entschwefelung von kohlenwasserstoffhaltigen gasen

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE831472C (de) 1949-07-05 1952-02-14 Dunlop Rubber Co Aus einer Muffe und einem in sie einschiebbaren Nippel bestehende druckdichte Rohr- oder Schlauchkupplung
US3174508A (en) * 1962-12-07 1965-03-23 Crawford Fitting Co Double-end shut-off quick-connect tube coupling
US3306011A (en) * 1964-05-28 1967-02-28 Dvorkin Harry Air filter for inflatable tires
US4378028A (en) * 1981-04-13 1983-03-29 Swagelok Company Quick connect coupling
US4741697A (en) * 1986-12-24 1988-05-03 Herbison Richard J Chairside filter/dryer for dental air syringe
US4966550A (en) * 1988-04-25 1990-10-30 Privat Richard F Filter device
US5139747A (en) * 1991-01-14 1992-08-18 Semi-Gas Systems, Inc. Gas filter-purifier
US5558688A (en) * 1994-07-14 1996-09-24 Semi-Gas Systems, Inc. Block filter-purifier
US5611923A (en) * 1995-07-12 1997-03-18 Vickers, Inc. Filter assembly having quick connect/disconnect sealing valve means
US5980608A (en) 1998-01-07 1999-11-09 Advanced Technology Materials, Inc. Throughflow gas storage and dispensing system
CN1315559C (zh) * 2000-03-01 2007-05-16 迈克罗里斯公司 具有容易更换特征的可拆卸流体分离装置和歧管设计
US7364603B2 (en) * 2002-12-09 2008-04-29 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for the abatement of toxic gas components from a semiconductor manufacturing process effluent stream
NL1024083C2 (nl) * 2003-08-11 2005-02-14 Sgt Singapore Holding Pte Ltd In-line filter met snelwisselkoppeling, alsmede een filter.
DE102004013570A1 (de) * 2004-03-19 2005-10-06 Friedrich Welcker Armaturenverschraubung mit Gewindesicherung
US8252081B2 (en) * 2007-07-17 2012-08-28 Teleflex Medical Incorporated Water dissipation device and method
JP5410411B2 (ja) * 2008-02-26 2014-02-05 パナソニック株式会社 脱硫器、水素生成装置、燃料電池発電システム、及び脱硫剤カートリッジ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004060840A2 (en) 2002-12-24 2004-07-22 Sud-Chemie Inc. Multicomponent sorption bed for the desulfurization of hydrocarbons
WO2006028686A1 (en) 2004-09-01 2006-03-16 Sud-Chemie Inc. A desulfurization system and method for desulfurizing a fuel stream
US20090272675A1 (en) 2004-09-01 2009-11-05 Sud-Chemie Inc. Desulfurization system and method for desulfurizing a fuel stream
DE102007025808B3 (de) * 2007-06-02 2008-10-02 Dräger Medical AG & Co. KG Anschlusskopf für einen Absorber eines Narkoseatemsystems
WO2009092983A1 (en) * 2008-01-21 2009-07-30 Hayward, David, John Fuel cleaning for gas fired engines
WO2010023249A1 (de) 2008-09-01 2010-03-04 Basf Se Adsorbermaterial und verfahren zur entschwefelung von kohlenwasserstoffhaltigen gasen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108905500A (zh) * 2018-08-20 2018-11-30 无锡市震亚化工设备有限公司 一种吸附器
WO2022002067A1 (en) * 2020-06-30 2022-01-06 Ceres Intellectual Property Company Limited A purifier

Also Published As

Publication number Publication date
US9149756B2 (en) 2015-10-06
EP2558184A1 (de) 2013-02-20
KR20130032871A (ko) 2013-04-02
US20130074689A1 (en) 2013-03-28
KR101613575B1 (ko) 2016-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602005004073T2 (de) Einbaureinigungsvorrichtung für Fluide
WO2011128363A1 (de) Vorrichtung zur adsorptionsbehandlung eines fluids oder fluidstroms
DE3622527C1 (de) Ventil fuer Gasbehaelter
US4135896A (en) Gas purifier having rechargeable adsorber filter with removeable rechargeable sample canister
WO2009000357A2 (de) Speicherbehälter für gasförmige krafstoffe und dessen anwendung
DE4243817A1 (de) Adapter für ein Sorptionssystem und Verfahren zur Verwendung dieses Adapters
DE202010016522U1 (de) Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms
DE102010014890A1 (de) Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms, Verfahren zum Regenerieren und/oder Entsorgen, Befüllen und/oder Installieren einer Vorrichtung zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms und Verfahren zur Adsorptionsbehandlung eines Fluids oder Fluidstroms
CN209816051U (zh) 一种天然气脱硫装置
DE4441199B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Reinigen von in eine Laserkammer einzuleitenden Gasen
EP4334501A1 (de) Verfahren zum betrieb einer elektrolyseanlage und elektrolyseanlage
EP1686062A1 (de) Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit Kohlendioxid (CO2) und Kohlendioxid (CO2)-enthaltender Behälter
RU2610609C1 (ru) Устройство для очистки газов
DE3802997A1 (de) Verfahren und vorrichtungen zum abscheiden von daempfen organischer loesemittel oder sonstiger schadstoffe aus luft durch adsorption
DE19645608B4 (de) Verfahren, Reinigungsmaterial und Reinigungsvorrichtung zum Reinigen von Gas
DE2654767A1 (de) Filter fuer abgase mit radioaktiven verunreinigungen
EP2315299B1 (de) Vorrichtung zum Führen mindestens eines Fluids und Brennstoffzellenheizgerät
WO2015180871A1 (de) Verfahren zur herstellung eines adsorptionsmittels, adsorptionsbeutel und adsorptionsanlage
Dineen Direct air capture (DAC): capturing CO2 from the air–design of a lab-scale PVSA system and the development of a carbon-based adsorbent material for atmospheric CO2 capture
DE2218360C3 (de) Stehendes Kesselfilter zur adsorptiven Abtrennung radioaktiver dampf- oder gasförmiger Verunreinigungen aus einem Gasgemisch
WO2016078935A1 (de) Elektrische anlage mit einem elektrisch isolierenden gas und ein radikalfänger
EP4137737A1 (de) Verfahren und anordnung zur erkennung einer wasserstoffleckage, computerprogrammprodukt sowie verwendung eines absorptionsmittels
KR20230018815A (ko) 무한루프 방식의 탈황장치
DE2809576A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kondensatableitung aus einem adsorber
DE102004004995A1 (de) Reaktorbehälter für Festbettgasreinigung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11714651

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20127029399

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2011714651

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011714651

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13640861

Country of ref document: US