DE914125C - Process for the separation of substances from gases with adsorbents - Google Patents
Process for the separation of substances from gases with adsorbentsInfo
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Description
Verfahren zur Abtrennung von Stoffen aus Gasen mit Adsorptionsmitteln Zusatz zum Patent 831093 Nach dem Patent 831 093 erfolgt die Abtrenr nung von adsorbierharen Stoffen aus Gasen oder Dämpfen mit Adsorptionsmitteln, wie Aktilvkohle, Kieselgel od. dgl., die kontinuierlich mindestens durch einen oder einen Teil der Bgehandlungsräume geführt werden in der Weise, daß mehrere getrennt gehaltene Atdsorptionsmittelströme angewendet werden, und daß die in jedem Behandlungsraum angewendeten Gase bzw. Dämpfe darin nacheinander durch die Adsorptionsmittelströme geleitet werden. Die einzelnen Adsorptionsmittelströme, die nacheinander beladen, ausgedämpft und gegebenenfalls getrocknet und gekühlt werden, können über geneigte Loch- oder Siebböden, die auch verschiedene und gegebenenfalls veränderliche Neigung haben können, oder auch mittels Fördereinrichtungen durch die Behandlungsräume bewegt werden. Oder es werden vertikale oder steil geneigte Adsorptionsm.ittelschichten angewendet in der Weise, daß die Adsorptionsmittel zwischen zwei konzentrischen Siebzylindern oder gelochten Zylindern abwärts wandern. Die beiden Zylinder enden oben und unten in Kegel, und es ist in dem Raum zwischen dem äußeren Zylinder und der Wandung des die ineinanderliegenden Zylinder enthaltenden Behandlungsraumes etwa in der halben Höhe der Zylinder eine Trennwand angeordnet. In jedem Behandlungsraum sind so viele Zylinderaggregate übereinander angeordnet, wie Adsorptionsmittelströme angewendet werdenr. Die Aidsorp- tionsmittelströme gelangep von einem Behandlungsraum in den anderen durch Leitungen, die im Scheitel der Kegel münden bzw. vom Scheitel ausgehen. Die Gase oder Dämpfe strömen, wenn sie z. B. durch einen Behandlungsraum von unten nach oben geführt werden, in jedem Zylinderaggregat durch die zwischen den beiden Zylindern befindliche Adsorptionsmittelschicht unterhalb der Trennwand hindurch nach innen in den von dem inneren Zylinder umschlossenen Hohlraum und aus diesem oberhalb der Trennwand durch die Adsorptionsmittelschicht nach außen in den den äußeren Zylinder umgebenden Raum.Process for the separation of substances from gases with adsorbents Addition to patent 831093 According to patent 831 093, adsorbent hairs are separated off Substances from gases or vapors with adsorbents, such as active carbon, silica gel or the like, which continuously through at least one or part of the treatment rooms are conducted in such a way that several separately held adsorbent streams are used, and that the gases or vapors used in each treatment room are then passed successively through the adsorbent streams. The single ones Adsorbent streams that are sequentially loaded, exhausted and optionally can be dried and cooled via inclined perforated or sieve trays, which also may have different and possibly variable inclinations, or also by means of Conveyors are moved through the treatment rooms. Or it can be vertical or steeply inclined Adsorptionsm.ittelschichten applied in such a way that the Adsorbent between two concentric screen cylinders or perforated cylinders hike downhill. The two cylinders end in cones at the top and bottom, and it is in the space between the outer cylinder and the wall of the nested Cylinder containing treatment room about half the height of the cylinder one Partition wall arranged. There are so many cylinder units on top of each other in every treatment room arranged how adsorbent streams are applied The Aidsorp medium flows I got from one treatment room to the other through pipes in the vertex the cone open or emanate from the apex. The gases or vapors flow when she z. B. be passed through a treatment room from bottom to top, in each Cylinder assembly through the adsorbent layer located between the two cylinders underneath the partition wall through inwards into the one enclosed by the inner cylinder Cavity and from this above the partition wall through the adsorbent layer to the outside into the space surrounding the outer cylinder.
Erfindungsgemäß wird insbesondere beim Arbeiten mit höheren Adsorptíonsmittelschichten das Verfahren so gestaltet, daß die Adsorptiontsmittelschichten, durch die die angewendeten Gase oder Dämpfe nacheinander in jedem Behandlungsraum geführt werden, in zweckmäßig übereinanderliegende Zylinder untergebracht werden, derart, daß die Adsorptionsmittel den ganzen Querschnitt der Zylinder ausfüllen und in gleichmäßiger Verteilung in den Zylinder kontinuierlich oder schrittweise abwärts fließen. According to the invention is particularly when working with higher Adsorptíonsmittelschichten the process designed so that the adsorbent layers through which the applied Gases or vapors are led one after the other in each treatment room, in expedient superimposed cylinders are housed in such a way that the adsorbent fill in the entire cross-section of the cylinder and distribute it evenly in flow down the cylinder continuously or gradually.
Durch die Erfindung wird nicht nur der Vorteil erzielt, daß die Behandlungsräume einfacher werden, sondern man erreicht auch selbst bei Anwendung hoher Adsorptionsmittelschichten eine gleichmäßige Abwärtsbewegung der Adsorptionsmittel durch jeden Behandiungsraum, so daß die Einwirkung der Gase oder Dämpfe auf alle Teile der Adsorptionsmittel gleich gut und die Leistung der Anlage wesentlich verbessert wird. Um die Bewegung der Adsorptionsmittel noch gleichmäßiger zu gestalten und den Abrieb zu verringern, werden die Vorrichtungen, die zur Überführung der Adsorptionsmittel aus einem Behandlungsraum in den anderen dienen, dabei zweckmäßig nach unseren Patenten 883 598 und gog 567 in der Weise ausgebildet, daß beim Durchfluß aus einem Behandlungsraum in einen anderen der Strom des abwärts fließenden Adsorptionsmittels auf Stauflächen umgelenkt und in zwei oder mehrere Teilströme aufgelöst wird, wobei der Adsorptionsmittelstrom oder die Teilströme mittels Leitflächen auf die Stauflächen geführt werden. Dabei können die Hohlräume, die durch die Stauung und Umlenkung der Adsorptionsmittel hervorgerufen werden, dazu benutzt werden, die angewendeten Gase oder Dämpfe od. dgl. gleichmäßlig auf den ganzen Querschnitt der Adsorptionsmittelsäule zu verteilen. The invention not only has the advantage that the treatment rooms become easier, but one also achieves this even with the use of high layers of adsorbent a steady downward movement of the adsorbent through each treatment room, so that the action of the gases or vapors on all parts of the adsorbent equally well and the performance of the system is significantly improved. To the movement make the adsorbent even more uniform and reduce abrasion, are the devices that are used to transfer the adsorbent from a treatment room in the others, expediently according to our patents 883 598 and gog 567 designed in such a way that the flow from a treatment room in a others diverted the stream of the downward flowing adsorbent to damming surfaces and is dissolved into two or more substreams, the adsorbent stream or the partial flows are guided onto the storage areas by means of guide surfaces. Included can the cavities caused by the stowage and deflection of the adsorbent caused, are used to od the gases or vapors used. Like. To distribute evenly over the entire cross section of the adsorbent column.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung diene die Zeichnung. The drawing serves to further explain the invention.
Abb. I zeigt eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung schematisch und beispielsweise in senkrechtem Schnitt; in Abb. 2 bis 5 sind Einzelheiten dieser Vorrichtung in der gleichen Weise dargestellt. Fig. I shows a device for carrying out the method according to the invention schematically and for example in vertical section; in Fig. 2 to 5 details of this device are shown in the same way.
Das Adsorptionsmlittel, welches in drei getrenn ten Strömen im Kreislauf bewegt wird, gelangt aus den Bunkern 1, 2 und 3 in den Trockenraum 4, in dem es drei getrennte untereinanderliegende Adsorptionsmittelschichten 5, 6 und 7 bildet. Das Trockengas, welches z. B. aus dem Adsorber kommendes Reingas, im Kreislauf geführtes Gas oder auch Luft od. dgl. sein kann, wird in dem Erhitzer 8 auf die nötige Trockentemperatur gebracht und tritt in den Trockenturm durch die Leitung 9 ein. Es durchströmt nacheinander die drei Adsorptionsmittelschichten 7, 6 und 5 von unten! nach oben und verläßt den Trockner 4 durch die Leitung 10. Die aufgenommene Feuchtigkeit kann aus diesem Gas gegebenenfalls in dem Kühler II abgeschieden werden. Das getrochnete Adsorptionsmittel gelangt dann über die Abzugsvorrichtungen I2, I3 und I4 durch die Ablaufrohre I5, 16 und 17 in den Adsorptionsturm i8. Wenn vor der Adsorption eine Kühlung des Adsorptionsmittels zweckmäßig oder erforderlich ist, kann auch noch ein Kühlturm, z. B. in gleicher Ausführung wie der Trockenturm, dazwischengeschaltet werden indem kaltes Austrittsgas, Kreislaufgas oder kalte Luft od. dgl. durch die Adsorptionsmittelschichten geblasen wird. In dem Adsorptionsturm I8 befindet sich das Adsorptionsmittel wieder in drei Schichten I9, 20 und 21 übereinander, durch welche das zu behandelnde Gas od. ,dgl., das bei 22 in den Adsorptionsturm eintritt, von unten nach oben geführt wird. Hierbei nehmen die Adsorptionsmittel die abzuscheidenden Stoffe aus dem Gas heraus, worauf dieses bei 23 den Adsorption sturm wieder verläßt. The adsorbent, which is circulated in three separate streams is moved, comes from the bunkers 1, 2 and 3 in the drying room 4, in which it forms three separate adsorbent layers 5, 6 and 7 lying one below the other. The drying gas, which z. B. clean gas coming from the adsorber, circulated Gas or air or the like. Can be in the heater 8 to the necessary drying temperature brought and enters the drying tower through line 9. It flows through one after the other the three adsorbent layers 7, 6 and 5 from below! up and leaves the dryer 4 through the line 10. The absorbed moisture can from this Gas can optionally be deposited in the cooler II. The dried adsorbent then arrives via the extractor devices I2, I3 and I4 through the drainage pipes I5, 16 and 17 in the adsorption tower i8. If the adsorbent is cooled before the adsorption is appropriate or necessary, a cooling tower, for. B. in the same Execution like the drying tower, interposed by cold outlet gas, Recycle gas or cold air or the like. Blown through the adsorbent layers will. In the adsorption tower 18, the adsorbent is again in three Layers I9, 20 and 21 on top of each other, through which the gas to be treated or the like., which enters the adsorption tower at 22, is passed from bottom to top. Here the adsorbents take the substances to be separated out of the gas, whereupon this leaves the adsorption storm at 23 again.
Die beladenen Adsorptionsmittel gelangen in getrennten Strömen weiter über die Abzugsvorrichtungen 24, 25 und 26 durch die Ablaufrohre 27, 28 und 29 in den Desorptionsturm 30, in dem sie ebenfalls wieder in drei Schichten 3I, 32 und 33 getrennt übereinander während der Desorption verweilen. Der Desorptionsdampf tritt bei 34 in die Desorptionskolonne ein und durchströmt die einzelnen Adsorptionsmittelschichten 3I, 32 und 33 nacheinander. Die ausgeschiedenen Stoffe werden gemischt mit Austreilbedampf, von dem ein Teil in den Adsorptionsmitteln zurückgehalten wird, durch die Leitung 35 zum Kondensator 36 abgeführt, in dem die Verflüssigung erfolgt. Die nicht kondensierbaren Gase werden nach Abtrennung in dem Abscheider 37 über die Atmungsleitung 38 in den Gaseintritt 22 zurückgeführt. Die von der Beladung befreiten Adsorptionsmittel gelangen durch die Abzugsvorrichtungen 39, 40 und 41 und die getrennten Fördereinrichtungen 42 43 und 44, welche in Form von Elevatoren, pneumatischen Fördereinrichtungen od. dgl. ausgebildet sein können, wieder in die Bunker I, 2 und 3. Im Abscheider 37 werden wäßriges Kondensat und verflüssigte, nicht wasserlösliche Stoffe voneinander getrennt. Die letzten fließen in den Sammelbehälter 70 ab. The loaded adsorbents pass on in separate streams via the extractors 24, 25 and 26 through the drain pipes 27, 28 and 29 in the desorption tower 30, in which they are also again in three layers 3I, 32 and 33 dwell separately on top of each other during the desorption. The desorption steam enters the desorption column at 34 and flows through the individual layers of adsorbent 3I, 32 and 33 in succession. The excreted substances are mixed with exhaust steam, part of which is retained in the adsorbents, through the conduit 35 discharged to the condenser 36, in which the liquefaction takes place. The non-condensable Gases are separated in the separator 37 via the breathing line 38 in the Gas inlet 22 returned. The adsorbents freed from the load arrive by the discharge devices 39, 40 and 41 and the separate conveyors 42 43 and 44, which od in the form of elevators, pneumatic conveyors. The like. Can be formed, again in the bunkers I, 2 and 3. In the separator 37 Aqueous condensate and liquefied, water-insoluble substances are separated from each other separated. The last ones flow into the collecting container 70.
Die Bunker r,2,3 können mit Siebböden 71, 72 73 oder ähnlichen Einrichtungen ausgestattet werden, um infolge Abriebes der Adsorptionsmittel entstandenen Staub abzutrennen, der durch die Leitungen 74, 75, 76 od. dgl. entfernt werden kann. The bunkers r, 2,3 can be equipped with sieve trays 71, 72, 73 or similar devices be equipped to remove dust caused by abrasion of the adsorbent to be separated, which can be removed through the lines 74, 75, 76 or the like.
Werden Adsorptionsmittel von den Desorbern 31, 32, 33 in die Bunker I, 2, 3 pneumatisch gefördert, so kann das Fördergas im Kreislauf verwendet werden. Beispielsweise strömt es dann durch die Leitungen 77, 78, 79 aus den Bunkern I, 2, 3 zurück zu den Gebläsen 42, 43, 44. Die Einstellung und Regelung der Umlaufgeschwindigkeit der Adsorptionsmittelströme kann z. B. durch entsprechende Drosselung der Adsorptionsmittelströme vor ihrem Eintritt in die Fördereinrichtungen 42, 43, 44 oder an anderer geeigneter Stelle erfolgen.Are adsorbents from the desorbers 31, 32, 33 in the bunker I, 2, 3 pneumatically conveyed, so the conveying gas can circulate be used. For example, it then flows out through the lines 77, 78, 79 the bunkers I, 2, 3 back to the fans 42, 43, 44. The setting and regulation the velocity of the adsorbent streams can, for. B. by appropriate Throttling of the adsorbent flows before they enter the conveyors 42, 43, 44 or another suitable place.
Zwecks Erzielung einer besonders gleichmäßigen Abwärtsbewegung der Adsorptionsmittel auf dem ganzen Querschnitt der Behandlungsräume lassen sich vorteilhaft die in Abb. 2 beispielsweise dargestellten Vorrichtungen verwenden. Das Zuführungsrohr 45, durch welches das Adsorptionsmittel dem betreffenden Behandlungsraum zugeführt wird. trägt am Ende eine trichterförmige Erweiterung 46 und mündet über eine Staufläche47, die den Adsorptionsmittelstrom seitlich ablenkt. Bei größeren Querschnitten ist die Anordnung mehrerer solcher Stauflächen zweckmäßig, die auch in Ringform ausgeführt sein können. In order to achieve a particularly smooth downward movement of the Adsorbents on the entire cross-section of the treatment rooms can be advantageous use the devices shown in Fig. 2, for example. The feed pipe 45, through which the adsorbent is supplied to the treatment room concerned will. carries a funnel-shaped extension 46 at the end and opens out over a storage area47, which deflects the adsorbent flow laterally. For larger cross-sections, the arrangement of several such storage areas expedient, which also executed in a ring shape could be.
Für den Austrag der Adsorptionsmittel aus den Behandlungsräumen können vorteilhaft die Vorrichtungen nach unserem Patent 883 598 und Zusatzpatent 909 567 benutzt werden. Eine derartige Vorrichtung besteht z. B. aus schräg angeordneten Leitflächen 48 und 49, welche den Adsorptionsmitteistrom den radial angeordneten Durchfallschlitzen 50 zuführen. Beim Durchgang durch die Schlitze 50 wird der Adsorptionsmittelstrom in eine der Schlitzzahl entsprechende Anzahl von Teilströmen aufgelöst. Aus den Schlitzen gelangen die Teilströme auf Stauflächen 51, auf denen sie umgelenkt werden und von denen sie nach unten auf die Leitfläche 52 abrieseln. Durch eine neue Serie von Schlitzen 53 im Zylinldqèr 8o und über Stauflächen 54 fließen die Teilströme im Abführungsrohr 8I wieder zusammen. Bei kleineren Querschnitten des Behandlungsraumes kann man oft schon mit einer Serie von Durchlaufschlitzen und Stauflächen auskommen. Bei größeren Querschnitten können auch mehr als zwei Serien vorgesehen werden. For the discharge of the adsorbent from the treatment rooms Advantageously, the devices according to our patent 883 598 and additional patent 909 567 to be used. Such a device consists, for. B. from obliquely arranged Guide surfaces 48 and 49, which the Adsorptionsmitteistrom the radially arranged Feed diarrhea slots 50. As the adsorbent flow passes through the slots 50 resolved into a number of partial flows corresponding to the number of slots. From the The partial flows arrive in slots on storage surfaces 51, on which they are deflected and from which they trickle down onto the guide surface 52. With a new series The partial flows flow from slots 53 in the cylinder 8o and via storage areas 54 together again in the discharge pipe 8I. With smaller cross-sections of the treatment room one can often get by with a series of pass-through slots and storage areas. With larger cross-sections, more than two series can be provided.
Durch diese Vorrichtung wird es möglich, eine gleichmäßige Al) värtsbewegung des Adsorptionsmittels durch die Behandlungsräume auch dann noch zu erzielen, wenn der Querschnitt des Abflußrohres nur einen kleinen Teil, z. B. l/so oder t/o des Querschnittes des Behandlungsraumes beträgt. This device makes it possible to achieve a smooth Al) forward movement of the adsorbent through the treatment rooms even if the cross section of the drain pipe only a small part, z. B. l / so or t / o des Cross-section of the treatment room is.
Eine derartige Verringerung des Querschnittes des Adsorptionsmittelstromes im Abflußrohr hat den Vorteil, daß damit eine gute Trennung der Gase oder Dämpfe erreicht wird, die in den beiden Behandlungsräumen, die das Abflußrohr verbindet, angewendet werden. Es wird also verhindert, daß Gase oder Dämpfe aus einem Behandlungsraum durch das Adsorptionsmittel im Abflußrohr in den anderen eindringen, z. B. Austreibedampf aus dem Desorber in den adsorber, der gewöhnlich unter niedrigerem Druck arbeitet als der erste. Such a reduction in the cross-section of the adsorbent stream in the drain pipe has the advantage that it ensures a good separation of the gases or vapors is achieved in the two treatment rooms that connect the drainpipe, be applied. It is thus prevented that gases or vapors from a treatment room penetrate through the adsorbent in the drain pipe into the other, e.g. B. Expulsion steam from the desorber to the adsorber, which usually operates under lower pressure than the first.
Diese Wirkung läßt sich noch dadurch verbesseren, daß für eine dichtere Lagerung des Adsorptionsmittels in den Abfluß rohren gesorgt wird. This effect can be improved by the fact that for a denser Storage of the adsorbent in the drain pipes is provided.
Zum Beispiel wird nach Abt. 4 auf dem Abflußrohr 56 eine Klopfvorrichtung 55 angeordnet. Der gleiche Zweck kann auch durch Rüttel-, Vibrations-oder ähnliche Vorrichtungen erreicht werden.For example, according to Section 4, a tapping device is placed on the drain pipe 56 55 arranged. The same purpose can also be done by shaking, vibrating or similar Devices can be achieved.
Gemeinsam mit diesen Maßnahmen oder für sich kann, insbesondere wenn erheblichere Druckunterschiede zwischen zwei Behandlungsräumen bestehen, die durch ein Rohr oder einen Kanal für die Überführung der Adsorptionsmittel mitein ander verbunden sind, z. B. zwischen Adsorbern und Desorbern oder zwischen diesen und den Fördervorrichtungen 42, 43,44 in den Verbindungsrohren od. dgl. gemäß Abb. 3 eine Gas- oder Dampfabführung 57 vorgesehen sein. Das Absaugen der Gase oder Dämpfe kann z. B. durch ein Gebläse oder einen Dampfstrahlapparat 58 erfolgen, zu dessen Antrieb ein meistens verfügbares überschüssiges Druckgefälle des in den Desorbern angewendeten Spüldampfes benutzt werden kann. Together with these measures or individually, especially if there are considerable differences in pressure between two treatment rooms that are caused by a pipe or a channel for the transfer of the adsorbent mitein other are connected, e.g. B. between adsorbers and desorbers or between these and the conveying devices 42, 43, 44 in the connecting pipes or the like according to FIG. 3 a gas or vapor discharge 57 may be provided. Extraction of gases or vapors can e.g. B. be done by a fan or a steam jet apparatus 58, to the Drive a mostly available excess pressure gradient in the desorbers applied steam can be used.
Wird z. B. Dampf (Leckdampf) aus den von und zu den Desorbern führenden Leitungen abgesaugt, so kann der Dampf wieder in die Desorptionskolonne zurückgeführt werden.Is z. B. Steam (leakage steam) from the leading from and to the desorbers Lines sucked off, so the steam can be returned to the desorption column will.
Enthält der Leckdampf bereits beträchtliche Anteile desorbierter Stoffe, so kann er vorteilhaft auch unmittelbar zum Kondensator 36 (Abb. I) geleitet werden. If the leakage steam already contains considerable amounts of desorbed Substances, it can advantageously also be passed directly to the condenser 36 (Fig. I) will.
Eine andere Möglichkeit zur Verhütung des Übertrittes von Gasen oder Dämpfen durch die von einem Behandlungsraum in einen anderen geführten Adsorptionsmittel besteht darin, daß in den Verbindungsleitungen, durch die die Adsorptionsmittelströme gehen, ein Gaskreislauf vorgesehen wird (Abb. 5). Herrscht beispielsweise in dem Raum 59 ein höherer Druck als in dem Raum 60 und soll ein Übertreten des Dampfes aus dem Raum 59 zu dem Raum oo durch das Ablaufrohr 61I vermieden werden, so wird von dem Gebläse 63 eine geeignete Gasmenge aus Raum 60 abgesaugt und bei 62 in das Ablaufrohr eingeblasen. Das Gas strömt darin in Richtung des Raumes 60 zurück. Another way to prevent gases or Steaming through the adsorbent carried from one treatment room to another is that in the connecting lines through which the adsorbent flows go, a gas circuit is provided (Fig. 5). For example, prevails in that Space 59 has a higher pressure than in space 60 and is intended to allow the steam to cross over can be avoided from the space 59 to the space oo through the drain pipe 61I, so will A suitable amount of gas is sucked out of space 60 by the fan 63 and at 62 into the Drain pipe blown in. The gas flows back in the direction of the space 60.
Der vom Gebläse erzeugte Druck wird z. B. so auf den Druck des Raumes 59 einreguliert, daß praktisch kein Gas nach diesem Raum abströmt. Ein Gasübertritt in dieser Richtung ist im übrigen nicht besonders nachteilig, da dieses Gas mit. dem Spüldampf über den Kondensator 36 durch die Atmungsleitung 38 wieder zurückgeführt wird. Bei dem neuen Verfahren können ebenfalls die im Hauptpatent angegebenen Maßnahmen Anwendung finden.The pressure generated by the fan is z. B. so on the pressure of the room 59 adjusted so that practically no gas flows off to this space. A gas transfer in this direction is not particularly disadvantageous, since this gas with. returned to the purge steam via the condenser 36 through the breathing line 38 will. The measures specified in the main patent can also be used in the new process Find application.
Claims (7)
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DEP56332A DE914125C (en) | 1949-09-30 | 1949-09-30 | Process for the separation of substances from gases with adsorbents |
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