DE3810019C2 - Verfahren zur Adsorptionsbehandlung von Gasen - Google Patents
Verfahren zur Adsorptionsbehandlung von GasenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Adsorptionsbehandlung
von Gasen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein derartiges
Verfahren, bei der ein in einem zu behandelnden Gas enthal
tenes, bestimmtes Material an einem Adsorptionsmittel mit
einem Gehalt an Aktivkohle adsorbiert wird und anschließend
das Material vom Adsorptionsmittel mit einem regenerierenden
Gas desorbiert wird.
In chemischen Anlagen und dergl. fallen Gase mit einem Gehalt
an schädlichen organischen Lösungsmitteln an, die zur Ent
fernung dieser Lösungsmittel einer Reinigung unterworfen wer
den müssen. Zur Reinigung werden die Gase einer Adsorptionsbe
handlung unterzogen. Hierfür werden Gasbehandlungsvorrich
tungen mit einer Adsorptionseinrichtung, die Aktivkohle als
Adsorptionsmittel enthält, eingesetzt. Bei der Adsorptionsein
richtung der Gasbehandlungsvorrichtung handelt es sich bei
spielsweise um Aktivkohle enthaltendes Papier, das zu einer
bienenwabenförmigen Struktur geformt ist. Die Adsorptionsbe
handlung eines schädlichen organischen Lösungsmittels wird
durchgeführt, indem man ein das organische Lösungsmittel ent
haltendes Gas durch die Adsorptionseinrichtung der Gasbe
handlungsvorrichtung leitet, um das schädliche organische
Lösungsmittel an der Aktivkohle unter Erzeugung eines gerei
nigten Gases zu adsorbieren. Ein regenerierendes Gas wird bei
hohen Temperaturen, z. B. bei 120°C, durch die Adsorptionsein
richtung, an der das organische Lösungsmittel adsorbiert ist,
geleitet, um das adsorbierte organische Lösungsmittel vom
Adsorptionsmittel zu entfernen. Da die Adsorptionsfähigkeit
von Aktivkohle durch Desorption des organischen Lösungsmittels
wiederhergestellt werden kann, wird in einer derartigen Gasbe
handlungsstufe ein das organische Lösungsmittel enthaltendes
Gas kontinuierlich behandelt, indem man abwechselnd die Ad
sorptionsstufe zur Adsorption des organischen Lösungsmittels
und die Regenerationsstufe zur Desorption des organischen
Lösungsmittels vom Adsorptionsmittel unter Regeneration der
Aktivkohle durchführt.
In der Gasbehandlungsvorrichtung unter Verwendung von bienen
wabenförmig geformtem Papier als Adsorptionseinrichtung wird
diese Einrichtung drehbar angeordnet, und die Zone, in der die
Adsorptionseinrichtung rotiert, ist in zwei Teile geteilt,
nämlich ein Teil, durch das ein Gas, das ein zu behandelndes
organisches Lösungsmittel enthält, geleitet wird, und ein
weiterer Teil, durch das ein regenerierendes Gas von hoher
Temperatur geleitet wird. Beim Drehen bewegt sich die Adsorp
tionseinrichtung durch den ersten Teil, in dem das Gas mit
einem Gehalt an dem organischen Lösungssmittel durchgeleitet
wird, und durch den anderen Teil, in dem das regenerierende
Gas durchgeleitet wird. Dabei wird das organische Lösungsmit
tel an der Adsorptionseinrichtung adsorbiert und anschließend
desorbiert.
In der Stufe zur Regeneration der Adsorptionseinrichtung wird
ein regenerierendes Gas, wie Luft, Stickstoff oder dergl., bei
etwa 120°C durch die Adsorptionseinrichtung, an der das orga
nische Lösungsmittel adsorbiert ist, geleitet, um das Lö
sungsmittel vom Adsorptionsmittel zu desorbieren. Wenn die
Rückgewinnung des desorbierten Lösungsmittels vorgesehen ist,
wird es zusammen mit dem regenerierenden Gas in einen Kühler
geleitet, wo es durch Kondensation gewonnen wird. Bei der
Kondensation und Gewinnung des Lösungsmittels durch den Kühler
ist es erforderlich, die Temperatur des regenerierenden Gases
zu senken. Wenn jedoch die Menge des regenerierenden Gases
groß ist, kommt es zu einer starken Belastung der Kühlvor
richtung des Kühlers, um die gewünschte Temperatursenkung des
regenerierenden Gases zu erreichen. Wenn die Konzentration des
organischen Lösungsmittels im regenerierenden Gas, das in den
Kühler eingeleitet wird, gering ist, kommt es ebenfalls zu
einer starken Belastung der Kühlvorrichtung, wobei die Menge
des zurückgewonnenen organischen Lösungsmittels gering ist.
Diese Faktoren erschweren die Durchführbarkeit und Wirtschaft
lichkeit eines derartigen Verfahrens. Wird das in der Regene
rationsstufe desorbierte organische Lösungsmittel nicht zu
rückgewonnen, so wird beispielsweise eine Behandlung in einem
katalytischen Verbrennungsofen durchgeführt. Jedoch ist in
diesem Fall aufgrund der geringen Konzentration des organi
schen Lösungsmittels ein großer Verbrennungsofen erforder
lich, was unwirtschaftlich ist. Bei Verwendung einer Sauer
stoffanreicherungsvorrichtung, bei der Luft durch Adsorption
auf die vorstehend beschriebene Weise unter Verwendung einer
Adsorptionseinrichtung mit einer bienenwabenförmigen Folie,
die Molekularsieb-Aktivkohle als Adsorptionsmittel enthält,
behandelt wird und anschließend in der Regenerationsstufe
konzentrierter Sauerstoff entnommen wird, besteht die Schwie
rigkeit, daß die Konzentration des Sauerstoffs beim herkömm
lichen Verfahren nicht in ausreichendem Maße erhöht werden
kann.
Aus DE-C 3528/22 ist ein Verfahren zur Adsorptionsbehandlung von Gasen
bekannt, bei dem das Abgas durch eine Adsorptionsvorrichtung
geführt wird, die in der Adsorptionsvorrichtung adsorbierten
Gase bei hoher Temperatur von einem Desorptionsgas desorbiert
werden und das beladene Desorptionsgas zur Kondensation der
adsorbierten Gase durch einen Kühler geführt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Adsorptionsbe
handlung von Gasen bereitzustellen, bei dem ein im zu behan
delnden Gas enthaltenes, bestimmtes Material an einer Adsorp
tionseinrichtung adsorbiert wird und anschließend das Mate
rial in hoher Konzentration durch ein regenerierendes Gas
desorbiert wird. Dabei sollen die Schwierigkeiten der herkömm
lichen Verfahren überwunden werden.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm zur Erläuterung des Prinzips
des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer
Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung einer
Adsorptionseinrichtung;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung einer
weiteren Ausführungsform einer Adsorptionseinrichtung;
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform
eines in einer Adsorptionseinrichtung verwendeten
Adsorptionselements.
Das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch Fig.
1 erläutert. Das Diagramm von Fig. 1 zeigt schematisch die
Beziehung zwischen der Menge eines organischen Lösungsmittels,
das in einer aus Papier hergestellten, Aktivkohle enthaltenden
Adsorptionseinrichtung adsorbiert ist, und der Konzentration
des organischen Lösungsmittels in einem zu behandelnden Gas
oder einem regenerierenden Gas, das die Adsorptionseinrichtung
passiert hat. Die ausgezogene Kurve (a) zeigt die Beziehung
zwischen der Menge des in der Adsorptionseinrichtung adsor
bierten organischen Lösungsmittels und der Konzentration an
desorbiertem organischem Lösungsmittel im regenerierenden Gas.
Da die Menge des adsorbierten organischen Lösungsmittels in
der Adsorptionseinrichtung zunimmt, kann das regenerierende
Gas bei einer hohen Temperatur, z. B. bei etwa 120°C, von der
Adsorptionseinrichtung mehr organisches Lösungsmittel desor
bieren, wodurch die Konzentration des organischen Lösungsmit
tels im regenerierenden Gas, das die Adsorptionseinrichtung
passiert hat, zunimmt. Die gestrichelte Kurve (b) zeigt die
Beziehung zwischen der Konzentration des organischen Lö
sungsmittels im zu behandelnden Gas bei Raumtemperatur und der
Menge des an der Adsorptionseinrichtung adsorbierten organi
schen Lösungsmittels. Mit zunehmender Konzentration des orga
nischen Lösungsmittels im zu behandelnden Gas steigt auch die
Menge des an der Adsorptionseinrichtung adsorbierten organi
schen Lösungsmittels.
Es wurde festgestellt, daß, wenn man ein Gas mit einem Gehalt
an einem organischen Lösungsmittel, der Adsorptionsbehandlung
unterwirft, das Verhältnis der Menge des von einer Adsorp
tionseinrichtung desorbierten organischen Lösungsmittels zur
Menge des regenerierenden Gases erhöht werden kann, indem man
für eine zusätzliche Adsorption des organischen Lösungsmittels
in höherer Konzentration an der Adsorptionseinrichtung sorgt,
um die Konzentration des an der Adsorptionseinrichtung adsor
bierten organischen Lösungsmittels vor der Desorption des
adsorbierten organischen Lösungsmittels von der Adsorptions
einrichtung zu erhöhen.
Nachstehend folgt eine detaillierte Erläuterung der Erfindung
anhand von bevorzugten Ausführungsformen, wobei ein organi
sches Lösungsmittel (z. B. organische chlorierte Lösungsmit
tel, organische fluorierte Lösungsmittel, Alkohole, Äther,
Ketone, Ester, aromatische Kohlenwasserstoffe oder Gemische
davon) in einem zu behandelnden Gas (z. B. Luft, Stickstoff
oder Gemische davon) einer Adsorptionsbehandlung mit Aktivkoh
le unterworfen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich beispielsweise
unter Verwendung der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung durchfüh
ren. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Regenerationsstufe
in zwei Stufen unterteilt. Die Vorrichtung weist eine zylin
drische Adsorptionseinrichtung 10 auf, die sich diskontinuier
lich oder kontinuierlich in Pfeilrichtung A dreht. Aktivkohle
wird in der Adsorptionseinrichtung 10 als Adsorptionsmittel
verwendet. Die Adsorptionseinrichtung 10 ist eingeteilt in
eine Gasbehandlungszone 11, in der das das organische Lö
sungsmittel enthaltende Gas durch die Adsorptionseinrichtung
10 geleitet wird, um daran das organische Lösungsmittel zu
adsorbieren, eine Readsorptionszone 12, die sich in bezug zur
Drehrichtung der Adsorptionseinrichtung 10 stromabwärts von
der Gasbehandlungszone 11 befindet, eine erste Regenerations
zone 13 zur Regeneration der Adsorptionseinrichtung, die sich
in bezug zur Drehrichtung der Adsorptionseinrichtung 10 strom
abwärts von der Readsorptionszone 12 befindet, und eine zweite
Regenerationszone 14 zur Regeneration der Adsorptionsein
richtung 10, die sich in bezug zur Drehrichtung der Adsorp
tionseinrichtung 10 stromabwärts zur ersten Regenerationszone
13 befindet.
Die Gasbehandlungszone 11 macht beispielsweise etwa 3/4 der
Drehzone der Adsorptionseinrichtung 10 aus, während die übri
gen Zonen 12 bis 14 sich auf den Rest verteilen und jeweils
etwa gleich groß sind.
Das zu behandelnde Gas, das das organische Lösungsmittel ent
hält, wird beispielsweise mittels eines Gebläses 21 in die
Gasbehandlungszone 11 eingespeist. Das Gas wird sodann durch
die Adsorptionseinrichtung 10 in die Behandlungszone 11 gelei
tet, wobei während der Passage durch die Adsorptionsein
richtung 10 das im Gas enthaltene organische Lösungsmittel am
Adsorptionsmittel der Adsorptionseinrichtung 10 adsorbiert
wird und nur gereinigtes Gas (z. B. gereinigte Luft) aus der
Adsorptionseinrichtung 10 strömt. Das gereinigte Gas wird an
eine vorbestimmte Stelle geleitet.
Ein regenerierendes Gas, wie Frischluft ohne einen Gehalt an
einem organischen Lösungsmittel (als regenerierende Gase kom
men beispielsweise Frischluft, Stickstoff oder Gemische davon
ohne einen Gehalt an einem organischen Lösungsmittel in Frage)
wird mittels eines Gebläses 22 in eine Heizvorrichtung 23 zur
Erwärmung auf eine hohe Temperatur, z. B. etwa 120°C, einge
speist und in die zweite Regenerationszone 14 geleitet. Sodann
wird das regenerierende Gas durch die Adsorptionseinrichtung
10 in der zweiten Regenerationszone 14 geleitet, um das orga
nische Lösungsmittel vom Adsorptionsmittel in der Adsorptions
einrichtung 10, in der das organische Lösungsmittel adsorbiert
worden ist, zu desorbieren. Das regenerierende Gas wird zusam
men mit dem desorbierten organischen Lösungsmittel von der
Adsorptionseinrichtung 10 abgegeben. Die Konzentration des
organischen Lösungsmittels wird durch die Menge des mittels
des Gebläses 22 eingespeisten regenerierenden Gases und durch
die Menge des in die erste Regenerationszone geleiteten rege
nerierenden Gases festgelegt, so daß die Konzentration des
organischen Lösungsmittels im abgegebenen regenerierenden Gas
höher als im zu behandelnden Gas ist. Ein Teil des abgegebenen
regenerierenden Gases, das durch die zweite Regenerationszone
14 geleitet worden ist und das organische Lösungsmittel ent
hält, wird etwa auf Raumtemperatur gekühlt und sodann in die
Readsorptionszone 12 geleitet. Der Rest des abgegebenen rege
nerierenden Gases, das das organische Lösungsmittel enthält,
wird mittels einer Heizvorrichtung 24 beispielsweise auf etwa
120°C erwärmt und sodann in die erste Regenerationszone 13
geleitet.
Das vorstehende regenerierende Gas, das das organische Lö
sungsmittel enthält und in die Readsorptionszone 12 einge
speist wird, wird durch die Adsorptionseinrichtung 10 in der
Zone 12 geleitet. Da das regenerierende Gas das organische
Lösungsmittel in einer zum Vergleich zum zu behandelnden Gas
höheren Konzentration enthält, wird das organische Lösungsmit
tel im regenerierenden Gas bei der Passage durch die Ein
richtung 10 am Adsorptionsmittel in der Adsorptionseinrichtung
10 adsorbiert. Das gereinigte Gas wird von der Adsorptionsein
richtung 10 der Readsorptionszone 12 abgegeben. Das auf diese
Weise von der Adsorptionseinrichtung 10 abgegebene gereinigte
Gas wird zusammen mit dem zu behandelnden, das organische
Lösungsmittel enthaltenden Gas mittels des Gebläses 21 in die
Gasbehandlungszone 11 eingespeist.
Andererseits wird das auf eine hohe Temperatur erwärmte und in
die erste Regenerationszone 13 eingespeiste Gas durch die
Adsorptionseinrichtung 10 in der Zone 13 geleitet, um das
organische Lösungsmittel vom Adsorptionsmittel in der Adsorp
tionseinrichtung 10 zu desorbieren. Anschließend wird es von
der Adsorptionseinrichtung 10 zusammen mit dem organischen
Lösungsmittel abgegeben.
Beim Betrieb der Vorrichtung zur Behandlung von Gas-wandert
die Adsorptionseinrichtung 10 entsprechend ihrer Drehung durch
die Gasbehandlungszone 11, die Readsorptionszone 12, die erste
Regenerationszone 13 und die zweite Regenerationszone 14. Das
zu behandelnde Gas, das das organische Lösungsmittel in einer
Konzentration C₁ enthält, wird durch die Adsorptionsein
richtung 10 geleitet, während diese durch die Gasbehandlungs
zone 11 wandert. Auf diese Weise wird das im zu behandelnden
Gas enthaltene organische Lösungsmittel am Adsorptionsmittel
in der Adsorptionseinrichtung 10 adsorbiert. Zu diesem
Zeitpunkt läßt sich die Menge des an der Adsorptionsein
richtung adsorbierten organischen Lösungsmittels durch das
Symbol q₁ in Fig. 1 wiedergeben.
Anschließend bewegt sich die Adsorptionseinrichtung 10 mit
dem daran adsorbierten organischen Lösungsmittel in Richtung
zur Readsorptionszone 12. Ein Teil des von der Adsorptionsein
richtung 10 in der zweiten Regenerationszone 14 abgegebenen
regenerierenden Gases, das desorbiertes organisches Lösungs
mittel enthält, wird nach Abkühlen auf Raumtemperatur während
des Wegs durch die Zone 12 in die Adsorptionseinrichtung 10
eingespeist. Beim Durchleiten des abgegebenen und abgekühlten
regenerierenden Gases durch die Adsorptionseinrichtung 10 in
der Zone 12 kommt es zur weiteren Adsorption von organischem
Lösungsmittel aus dem regenerierenden Gas. Zu diesem Zeitpunkt
beträgt die Menge des neu adsorbierten organischen Lösungsmit
tels in Fig. 1 Δq₁. Die Menge des organischen Lösungsmittels
in der Adsorptionseinrichtung 10 wird in Fig. 1 durch das
Symbol q₂ wiedergegeben.
Die Adsorptionseinrichtung 10, an der das organische Lösungs
mittel in der Menge q₂ adsorbiert ist, bewegt sich während der
Wanderung durch die Gasbehandlungszone 11 und die Readsorp
tionszone 12 in Richtung zur ersten Regenerationszone 13. Ein
Teil des heißen regenerierenden Gases, das das desorbierte
organische Lösungsmittel enthält und durch die Adsorptionsein
richtung 10 in der zweiten Regenerationszone 14 geleitet worden
ist, wird während des Wegs durch die erste Regenerationszone
13 in die Adsorptionseinrichtung 10 eingespeist. Beim Passie
ren des regenerierenden Gases kommt es in der Adsorptionsein
richtung 10 in der ersten Regenerationszone 13 zur Desorption
eines Teils des organischen Lösungsmittels, das in der Gasbe
handlungszone 11 und der Readsorptionszone 12 adsorbiert wor
den ist. Wird für diesen Zeitpunkt der Einfachheit halber
angenommen, daß die Menge des von der Adsorptionseinrichtung
10 desorbierten organischen Lösungsmittels gleich der Menge
des in der Readsorptionszone 12 adsorbierten organischen Lö
sungsmittels (Δq₁) ist und die Menge des organischen Lö
sungsmittels in der Adsorptionseinrichtung 10 q₃ wird, so
verändert sich die Konzentration des organischen Lösungsmit
tels im regenerierenden Gas, das die Adsorptionseinrichtung
passiert hat, von C₂ nach C₃, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist.
Die durchschnittliche Konzentration liegt zwischen C₂ und C₃.
Die Adsorptionseinrichtung 10 bewegt sich nach Durchlaufen der
ersten Regenerationszone 13 in Richtung zur zweiten Regenera
tionszone 14. Das mittels des Gebläses 22 eingespeiste heiße
regenerierende Gas wird während des Wegs durch die zweite
Regenerationszone 14 durch die Adsorptionseinrichtung 10 ge
leitet. Das in der Adsorptionseinrichtung 10 nach Desorption
eines Teils des Lösungsmittels in der ersten Regenerationszone
13 verbleibende organische Lösungsmittel wird durch Durchlei
ten von regenerierendem Gas durch die Einrichtung von der
Adsorptionseinrichtung desorbiert. Ein Teil des regenerieren
den Gases wird nach Durchlaufen der zweiten Regenerationszone
14 zusammen mit dem in der Zone desorbierten organischen
Lösungsmittel in die Readsorptionszone 12 eingespeist und
durch die Adsorptionseinrichtung 10 in der Zone 12 geleitet.
Der Rest wird in die erste Regenerationszone 13 eingespeist
und in der Zone 13 durch die Adsorptionseinrichtung 10 gelei
tet. Nimmt man zu diesem Zeitpunkt an, daß die Menge des
organischen Lösungsmittels in der Adsorptionseinrichtung 10
den Wert q₄ hat und die Menge des in der zweiten Regenera
tionszone 14 desorbierten organischen Lösungsmittels Δq₂
wird, so fällt die Konzentration des organischen Lösungsmit
tels im regenerierenden Gas, das die zweite Regenerationszone
14 durchlaufen hat, von C₃ auf C₄ und die durchschnittliche
Konzentration liegt zwischen C₃ und C₄. Der Wert kann größer
sein als die Konzentration des organischen Lösungsmittels im
zu behandelnden Gas, wenn man die Menge des regenerierenden
Gases in der ersten und zweiten Regenerationszone entsprechend
einstellt.
Wird demgegenüber beispielsweise die Menge Δq₂ an organischem
Lösungsmittel von der Adsorptionseinrichtung, an der q₁ (= q₃)
an organischem Lösungsmittel in der Gasadsorptionsstufe ad
sorbiert worden ist, durch das heiße regenerierende Gas ohne
Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens desorbiert, so
fällt die Menge an organischem Lösungsmittel in der Adsorp
tionseinrichtung von q₃ auf q₄ und die Konzentration des
organischen Lösungsmittels im regenerierenden Gas, das die
Adsorptionseinrichtung passiert hat, liegt im Bereich zwischen
C₃ und C₄, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Somit wird die
Konzentration an organischem Lösungsmittel im regenerierenden
Gas wesentlich niedriger als beim erfindungsgemäßen Verfah
ren. Wird daher beispielsweise das organische Lösungsmittel im
regenerierenden Gas in einem katalytischen Verbrennungsofen
verbrannt, so ist eine größere und damit unwirtschaftlichere
Vorrichtung erforderlich. Wird andererseits das organische
Lösungsmittel zurückgewonnen, so muß das regenerierende Gas
in einen Kühler zur Kondensation des organischen Lösungsmit
tels im regenerierenden Gas geleitet werden. Um diesen Vorgang
durchzuführen, ist es erforderlich, eine größere Menge an
regenerierendem Gas auf eine niedrigere Temperatur zu kühlen.
Daher ist ein größerer Kühler erforderlich, und die einge
setzte Energiemenge nimmt erheblich zu.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf diese Ausfüh
rungsformen beschränkt. Beispielsweise kann das regenerierende
Gas, das die zweite Regenerationszone 14 durchlaufen hat, und
in die Readsorptionszone 12 unter Adsorption von organischem
Lösungsmittel im regenerierenden Gas beim Durchlaufen dieser
Zone 12 eingespeist worden ist, in die zweite Regenerations
zone 14 zurückgeleitet werden, ohne daß eine Mischung des
regenerierenden Gases mit dem zu behandelndem Gas, das in die
Gasbehandlungszone 11 eingespeist wird, vorgenommen wird. In
diesem Fall ist es nicht erforderlich, Frischluft als regene
rierendes Gas einzuspeisen. Ferner kann anstelle eines Teils
des regenerierenden Gases, das die zweite Regenerationszone 14
durchlaufen hat, wie in Fig. 2 gezeigt, Frischluft, deren
Temperatur erhöht worden ist, direkt als regenerierendes Gas,
das durch die erste Regenerationszone 13 zu leiten ist, ver
wendet werden. Außerdem kann ein Teil des regenerierenden
Gases, das die erste Regenerationszone 13 durchlaufen hat, in
die erste Regenerationszone 13 zurückgeleitet werden, um die
Desorption des organischen Lösungsmittels in der ersten Rege
nerationszone zu fördern. In entsprechender Weise kann ein
Teil des regenerierenden Gases, das die zweite Regenerations
zone 14 durchlaufen hat, in die zweite Regenerationszone 14
zurückgeführt werden, um die Desorption des organischen Lö
sungsmittels in der Zone 14 zu fördern. Ferner kann die zweite
Regenerationszone 14 in Umfangrichtung in mehrere Zonen unter
teilt werden, und die Zonen können in Reihe miteinander ver
bunden werden, so daß das regenerierende Gas durch die ein
zelnen Zonen geleitet wird. Eine andere Möglichkeit besteht
darin, den readsorbierenden Bereich 12 in Umfangrichtung in
mehrere Zonen zu unterteilen und diese Bereiche in Reihe
miteinander zu verbinden, so daß das regenerierende Gas, das
die Zone 14 durchlaufen hat, durch die einzelnen Zonen ge
langt. Im Fall der Rückgewinnung des organischen Lösungsmit
tels kann das das Lösungsmittel enthaltende regenerierende
Gas, das die erste Regenerationszone durchlaufen hat, in die
erste Regenerationszone 13 zurückgeführt werden, nachdem das
organische Lösungsmittel im Kühler kondensiert und gewonnen
worden ist.
Als Adsorptionseinrichtung 10 für die Ausführungsform von
Fig. 2 werden vorzugsweise scheibenartige Einrichtungen
verwendet, wie in Fig. 3 gezeigt. Diese werden erhalten, indem
man Papier ein Adsorptionsmittel einverleibt, es in bienenwa
benartige Form bringt und in Form eines Zylinders rollt. In
Fig. 3 werden die Gase, wie das zu behandelnde Gas, das re
generierende Gas und dergl., in gleicher Weise, wie vorstehend
für die Ausführungsform von Fig. 2 beschrieben, durch die
Scheibe geleitet.
Als Adsorptionseinrichtung kann auch die in Fig. 4 gezeigte
Einrichtung verwendet werden, die aus einer Mehrzahl von
rechteckigen, bienenwabenartigen Elementen 15, die in einer
zylindrischen Struktur angeordnet sind, besteht, wobei die
einzelnen Elemente erhalten werden, in dem man glatte Papier
bögen 15a und gewellte Papierbögen 15b in mehreren Stufen
laminiert. Entsprechende Papierbögen 15a und 15b lassen sich
erhalten, indem man beispielsweise Papier aus pulverförmiger
oder faseriger Aktivkohle und feinfaserigem synthetischem
Papierstoff von flammhemmender und wärmebeständiger Beschaf
fenheit herstellt, sofern das organische Lösungsmittel einer
Adsorptionsbehandlung unterworfen wird. Bienenwabenförmige
Elemente 15 sind in solcher Weise angeordnet, daß sich die
Stege von Wellpappebögen 15b in radialer Richtung erstrecken,
so daß das Gas in radialer Richtung durchgeleitet werden
kann.
Eine derartige Adsorptionseinrichtung 10 ist so angeordnet, so
daß sie in Umfangrichtung gedreht werden kann, wie mit dem
Pfeil A gezeigt ist. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die
Drehzone unterteilt ist in die Gasbehandlungszone 11, die
Readsorptionszone 12, die erste Regenerationszone 13 und die
zweite Regenerationszone 14. Kanäle 16, 16 . . . sind sowohl am
äußeren als auch am inneren Umfang der Einrichtung 10 ange
ordnet, so daß das Gas nur durch die bienenwabenförmigen
Elemente 15 einer bestimmten Zone geleitet wird. Das zu behan
delnde Gas wird in der Pfeilrichtung B zugeführt.
Die Adsorptionseinrichtung 10 ist nicht auf diese Ausfüh
rungsformen beschränkt. Beispielsweise kann ein Adsorptions
element 18 aus einer Aktivkohlefolie 18a bestehen, die durch
Verarbeiten von Aktivkohlefasern zu einem filzartigen Produkt
erhalten wird. Dieser Filz wird von einem Rahmenpaar 18b, 18b
so gehalten, daß sich am Rand ein luftdichter Verschluß
ergibt. Die einzelnen Elemente 18 können so angeordnet sein,
daß sich die Aktivkohlefolien 18a in bezug auf die radiale
Richtung im rechten Winkel unter Bildung der zylindrischen
Adsorptionseinrichtung 10 kreuzen.
Hinsichtlich des Adsorptionsmittels besteht keine Beschränkung
auf Aktivkohle, vielmehr kann die Art des Adsorptionsmittels
je nach Art des zu behandelnden Gases ausgewählt werden.
Beispielsweise wird für Vorrichtungen zur Sauerstoffanrei
cherung Molekularsieb-Aktivkohle bevorzugt. Ferner besteht
hinsichtlich des regenerierenden Gases keine Beschränkung auf
Luft. Im Fall von brennbaren Lösungsmitteln kann beispiels
weise Stickstoff eingesetzt werden.
Wie vorstehend erläutert, adsorbiert beim erfindungsgemäßen
Verfahren die Adsorptionseinrichtung ein bestimmtes Material
im zu behandelnden Gas während der Gasbehandlungsstufe und
adsorbiert ferner das gleiche Material, das in der Regenera
tionsstufe desorbiert worden ist, so daß die Menge des in der
Adsorptionseinrichtung adsorbierten Materials erhöht wird.
Anschließend wird das adsorbierte Material in der Regenera
tionsstufe desorbiert. Somit wird die Konzentration im regene
rierenden Gas, das die Adsorptionseinrichtung in der Regenera
tionsstufe durchlaufen hat, größer. Wird beispielsweise das
organische Lösungsmittel in der Regenerationsstufe unter Ver
wendung eines katalytischen Verbrennungsofens bei der Adsorp
tionsbehandlung des organischen Lösungsmittels verbrannt, so
ist kein groß bemessener Verbrennungsofen erforderlich, was
zur Wirtschaftlichkeit des Verfahrens beiträgt. Bei einer
Rückgewinnung des organischen Lösungsmittels kann die Tempe
ratur des Kühler angehoben werden, wodurch die für die Zurück
gewinnung erforderliche Energiemenge abnimmt. Bei einer Vor
richtung zur Anreicherung von Sauerstoff, die die Konzentra
tion von Sauerstoff in Luft erhöht, läßt sich Sauerstoff in
hoher Konzentration erhalten. Somit ermöglicht die Erfindung
beträchtliche Einsparungen an Vorrichtungen zur Adsorptionsbe
handlung von Gasen.
Claims (3)
1. Verfahren zur Adsorptionsbehandlung von Gasen, dadurch
gekennzeichnet, daß man
- - abwechselnd eine Gasbehandlungsstufe, bei der man ein Gas, das ein bestimmtes, zu behandelndes Material ent hält, durch eine Adsorptionseinrichtung leitet, um das Material an der Adsorptionseinrichtung zu adsorbieren, und eine Regenerationsstufe, bei der man ein regenerie rendes Gas bei hoher Temperatur durch die Adsorptionsein richtung leitet, um das adsorbierte Material von der Adsorptionseinrichtung zu desorbieren, durchführt; und
- - das Gas, das das von der Adsorptionseinrichtung desorbierte Material enthält, zum Teil einer Readsorptionsstufe unterwirft und zum Teil aus der Adsorptionseinrichtung abzieht;
- - wobei man die Readsorptionsstufe durchführt, indem man das das desorbierte Material enthaltende Gas der Adsorptionseinrichtung nach der Gasbehandlungsstufe aber vor der Regenerationsstufe zuführt, um das Material vor der Regenerationsstufe an der Adsorptionseinrichtung zu adsorbieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es
sich bei dem Material um ein organisches Lösungsmittel
handelt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Adsorptionseinrichtung nacheinander durch Zonen für die
Gasbehandlungsstufe, die Readsorptionsstufe und die Regene
rationsstufe wandert.
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