DD236677A1

DD236677A1 - DEVICE FOR ADSORPTION OF GASES AND FOR DESORPTION

Info

Publication number: DD236677A1
Application number: DD27570285A
Authority: DD
Inventors: Siegfried Westmeier; Juergen Klemm; Juergen Schmidt; Horst Fuhrmann; Norbert Hirschfeld; Elke Thielemann; Jochen Berg; Simone Wiezorrek; Michael Traeger
Original assignee: Leuna Werke Veb
Priority date: 1985-04-29
Filing date: 1985-04-29
Publication date: 1986-06-18

Abstract

Ziel der Erfindung sind eine Vorrichtung zur Adsorption und eine Vorrichtung zur Desorption von Gasen, die es erlauben, mit geringem Aufwand zu arbeiten. Die Aufgabe, Vorrichtungen zu entwickeln, die nach der Adsorption eine schonende Regeneration der Adsorber einer ein- oder mehrstufigen Adsorptionsanlage erlauben, wird geloest, indem erfindungsgemaess jeder Adsorber aus einem Gehaeuse, dessen Deckel mit dem Unterteil des Gehaeuses leicht loesbar und mit den Rohrleitungen fest verbunden ist und einem Adsorbentienbehaelter besteht und in dem am Unterteil eine bewegbare Vorrichtung angeordnet ist. Diese Aufgabe wird weiterhin geloest, indem jede einzelne Desorptionskammer aus Gehaeuse mit Deckel und Unterteil besteht, an dem eine bewegbare Vorrichtung angebracht ist, die Deckel und den Behaelter mit den zu regenerierenden Adsorbentien verbindet. Die Erfindung dient der Luftreinigung.The aim of the invention is a device for adsorption and a device for the desorption of gases, which allow to work with little effort. The object to develop devices that allow a gentle regeneration of the adsorber of a single- or multi-stage adsorption after adsorption, is solved by erfindaess each adsorber from a Gehaeuse whose lid with the lower part of the Gehaeuses easily solvable and firmly connected to the pipes is and a Adsorbentienbehaelter and in which the lower part of a movable device is arranged. This object is further achieved by each individual desorption chamber consists of housing with lid and lower part to which a movable device is attached, the lid and the container connects to the adsorbents to be regenerated. The invention is used for air purification.

Description

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Es ist günstig, zusätzliche Behälter 2 mit Adsorbentien zu verwenden, da dadurch ein sofortiger Austausch von beladenen und regenerierten Adsorbentien 1 zusammen mit den Behältern 2 erfolgen kann. Es ist außerdem vorteilh'aft bei langen Standzeiten der Adsorber (Fig. 1) mit einer Desorptionseinrichtung (Fig. 2) die Regeneration der Adsorbentien aus mehreren Adsorptionseinrichtungen (Fig. 1) nacheinander vorzunehmen, wobei in der Desorptionseinrichtung (Fig. 2), die für den jeweiligen Adsorbentientyp günstigsten Bedingungen für die Regeneration der Adsorbentien hinsichtlich Temperatur, Druck, Art und Strömungsrichtung des Spülgases eingestellt werden können. Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß die Regeneration aller Adsorber einer Adsorptionsanlage mit geringem regeltechnischen und manuellen Aufwand nach vergebbarer Standzeit der Adsorbentien möglich ist, daß das Adsorbermaterial beim Aus- und Einbau in den Adsorber und während der Regeneration-mechanisch nicht belastet wird, daß in einer Desorptionseinrichtung nacheinander mehrere Behälter mit gleichen oder unterschiedlichen Adsorbentien regeneriert werden können und, daß in der separat arbeitenden Desorptionseinrichtung die jeweils günstigsten Bedingungen zur Regeneration der jeweiligen Adsorbentien durch geeignete Wahl der entsprechenden Temperatur, Drücke sowie der Art und Strömungsrichtung des Spülgases eingestellt werden können.It is favorable to use additional containers 2 with adsorbents, since this allows an immediate exchange of loaded and regenerated adsorbents 1 together with the containers 2. It is also advantageous in the case of long service lives of the adsorbers (FIG. 1) with a desorption device (FIG. 2) to carry out the regeneration of the adsorbents from a plurality of adsorption devices (FIG. 1) one after the other, wherein in the desorption device (FIG for the particular type of adsorbent favorable conditions for the regeneration of the adsorbents in terms of temperature, pressure, type and flow direction of the purge gas can be adjusted. The advantages of the invention are that the regeneration of all adsorber of an adsorption plant with low regulatory technical and manual effort after vergebbarer lifetime of the adsorbents is possible that the adsorber material during removal and installation in the adsorber and during mechanical regeneration is not charged, that in a desorption several successive containers with the same or different adsorbents can be regenerated and that in the separately operating desorption the most favorable conditions for the regeneration of the respective adsorbents can be adjusted by a suitable choice of the appropriate temperature, pressures and the type and flow direction of the purge gas.

embodiments example 1

Die Adsorptionseinrichtung besteht aus zwei oder mehreren Adsorbem. Die Adsorber (Fig. 1) besteht erfindungsgemäß aus einem Gehäuse, dessen Deckel 3 mit dem Unterteil 5 des Adsorbergehäuses leicht lösbar und mit den Rohrleitungen 4 fest verbunden ist. Der Adsorber besteht weiterhin aus einem separaten Behälter 2 mit Adsorbentien. Am Unterteil 5 des Adsorbergehäuses ist eine vertikal bewegbare Vorrichtung 6 angebracht, die den Deckel 3 und den Behälter 2 mit den Adsorbentien verbindet.The adsorption device consists of two or more adsorbents. According to the invention, the adsorbers (FIG. 1) consist of a housing whose lid 3 is easily detachably connected to the lower part 5 of the adsorber housing and firmly connected to the pipelines 4. The adsorber continues to consist of a separate container 2 with adsorbents. At the lower part 5 of the adsorber housing a vertically movable device 6 is attached, which connects the lid 3 and the container 2 with the adsorbents.

Das Öffnen des Adsorbergehäuses wird durch Trennen des Unterteils 5 vom Deckel 3 erreicht. Es ist notwendig, im geschlossenen Zustand des Adsorbers die Halterung und Positionierung des Behälters 2 mit den Adsorbentien mittels einer Vorrichtung 6 im Unterteil 5 des Adsorbergehäuses vorzunehmen.The opening of the adsorber housing is achieved by separating the lower part 5 from the lid 3. It is necessary to make the holder and positioning of the container 2 with the adsorbents by means of a device 6 in the lower part 5 of the adsorber in the closed state of the adsorber.

Example 2

Die Desorptionseinrichtung besteht aus einer oder mehreren Desorptionskammern. Jede einzelne Desorptionskammer (Fig. 2) besteht aus einem Gehäuse, dessen Deckel 11 und Unterteil 7 leicht lösbar miteinander verbunden sind. Das Unterteil 7 ist mit Heizung 8 und Wärmeschutz 9 fest an das Rohrleitungsnetz 10 angeschlossen. Im Unterteil 7 ist eine vertikal bewegbare Vorrichtung 12 angebracht, die den Deckel 11 und den Behälter 2 mit Adsorbentien gasdicht verbindet. Das Öffnen der Desorptionskammer erfolgt durch Lösen des.Deckeis 11 vom Unterteil'7. ·The desorption device consists of one or more desorption chambers. Each individual desorption chamber (FIG. 2) consists of a housing whose cover 11 and lower part 7 are connected to one another in an easily releasable manner. The lower part 7 is connected with heater 8 and 9 heat protection fixed to the pipeline network 10. In the lower part 7, a vertically movable device 12 is mounted, which connects the lid 11 and the container 2 with adsorbents gas-tight. The desorption chamber is opened by detaching the ceiling 11 from the lower part 7. ·

Es ist wichtig, im geschlossenen Zustand der Desorptionskammer die Halterung und Positionierung des Behälters 2 mit den Adsorbentien 1 mittels einer Vorrichtung 12 im Unterteil 7 der Desorptionskammer durch Anpressen im Deckel der oberen Öffnung des Behälters an einem Dichtungsring im Deckel 11 der Desorptionskammer, vorzunehmen.It is important in the closed state of the desorption chamber to hold and position the container 2 with the adsorbents 1 by means of a device 12 in the lower part 7 of the desorption by pressing in the lid of the upper opening of the container to a sealing ring in the lid 11 of the desorption.

Example 3

Das folgende Beispiel bezieht sich auf die Brennluftreinigung für Prozeßgaschromatographen und auf die Erzeugung schadstofffreier klinisch reiner trockener Druckluft.The following example relates to combustion air purification for process gas chromatographs and the generation of contaminant-free clinically clean dry compressed air.

Beim ersten Verfahren wird vorzugsweise vorgereinigte und vorgetrocknete Druckluft über einen oder mehrere doppelt ausgelegte Adsorber, danach über eine oder mehrere katalytische Reinigungsstufen und schließlich zur Entfernung der Reaktionsprodukte über einen oder mehrere doppelt ausgelegte Adsorber geleitet und danach als hochreine Druckluft den jeweiligen Gaschromatographen zugeleitet. Die Adsorber und Katalysereaktoren sind entsprechend den Ausgangskonzentrationen der unerwünschten Komponenten in der Eingangsluft und der geforderten Luftqualität ausgelegt. Bedingt durch den unterschiedlichen Grad der Verunreinigung in der Luft erfolgt eine unterschiedliche Beladung der einzelnen Absorber. Damit ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an die Standzeit der Adsorber und die Art und Weise ihrer Regenerierung. Die jeweilige Standzeit der Adsorber liegt zwischen einigen Tagen und mehreren Monaten. Die Regenerierung erfolgt nach einem in vorangegangenen Versuchen festgelegten Zyklus. Die Desorptionseinrichtung kann wahlweise mit einem oder zwei Desorptionsöfen betrieben werden und mehrere Adsorptionsanlagen betreuen. Die Desorption erfolgt bei den jeweils in vorherigen Versuchen ermittelten optimalen Regenerierungsbedingungen.In the first method, preferably pre-cleaned and pre-dried compressed air is passed through one or more double-dimensioned adsorber, then through one or more catalytic purification stages and finally to remove the reaction products via one or more double-dimensioned adsorbers and then fed as high-purity compressed air to the respective gas chromatograph. The adsorber and catalytic reactors are designed according to the initial concentrations of the undesirable components in the input air and the required air quality. Due to the different degree of contamination in the air, a different loading of the individual absorbers. This results in different demands on the service life of the adsorber and the manner of their regeneration. The respective lifetime of the adsorber is between a few days and several months. Regeneration takes place after a cycle determined in previous tests. The desorption device can optionally be operated with one or two desorption ovens and serve several adsorption systems. Desorption takes place at the optimum regeneration conditions determined in each case in previous experiments.

Beim zweiten Verfahren wird Umgebungsluft durch einen geeignet gewählten Kompressor verdichtet, luftgekühlt und entfeuchtet, über mehrere doppelt ausgelegte Adsorberstufen, gegebenenfalls eine katalytische Reinigungsstufe und eine oder mehrere nachfolgende doppelt ausgelegte Absorberstufen gereinigt und dem jeweiligen Verwendungszweck entsprechend abgegeben. Die Regeneration erfolgt parallel jeweils an einem dritten Satz gefüllter Behälter mit Adsorbentien, die nach einer vorher im Versuch ermittelten festgestetzten Zeit mit wenigen Handgriffen gegen die beladenen Adsorber ausgetauscht werden. In einer Desorptionseinrichtung können mehrere Adsorbentienbehälter nacheinander behandeJt werden. Sie werden nach der Regeneration in speziellen Behältern bis zum Wechsel aufbewahrt.In the second method, ambient air is compressed by a suitably selected compressor, air-cooled and dehumidified, purified over a plurality of double-dimensioned adsorber stages, optionally a catalytic purification stage and one or more subsequent double-designed absorber stages and delivered according to the intended use. The regeneration takes place in parallel on a respective third set of filled containers with adsorbents, which are exchanged for the loaded adsorber in a few simple steps after a set time previously determined in the experiment. In a desorption device several adsorbent containers can be treated one after the other. After regeneration they are stored in special containers until they are changed.

Claims

1. A device for the adsorption of gases, consisting of an adsorption device with two or more absorbers, characterized in that each absorber from a housing whose lid (3) with the lower part (5) of the adsorber easily detachable and with the pipes (4 ) is firmly connected, and a separate container (2) with adsorbents and that on the lower part (5) of the Adsorbergehäuses a vertically movable device (6) is mounted, the gas-tight the lid (3) and the container (2) with the adsorbents combines.

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Invention claim:

2. Apparatus for adsorption according to item 1, characterized in that the container (2) for the adsorbents of up to 450 ° C heat-resistant material, for example of metal, ceramic, sintered ceramic or special gas exists.

3. A device for the desorption of gases, consisting of a desorption with one or more desorption chambers, characterized in that each individual desorption consists of a housing whose lid (11) and lower part (7) are easily releasably connected to each other that the lower part ( 7) with heating (8) and heat protection (9) is fixedly connected to the pipeline network (10) and that in the lower part (7) a vertically movable device (12) is mounted, the lid (11) and the container (2) connects in a gastight manner with the adsorbents to be regenerated.

For this 1 page drawings

Field of application of the invention

The invention relates to a device for adsorption and a device for the desorption of gases by means of adsorbents, used in air purification for analytical purposes in laboratories and in medical facilities and in the purification of weakly contaminated gases and gas mixtures.

Characteristic of the known technical solutions

Adsorbers are used to obtain desired or to remove unwanted substances from liquid or gaseous streams. Here, a more or less selective enrichment of the corresponding substances or mixtures of substances by a different adsorbability of individual components and / or adsorption capacity of the adsorbents. Depending on the throughput, pressure, temperature and composition of the substances and / or the adsorbents takes place an increasing loading of the adsorbents to saturation and thus the unimpeded passage of the undesirable components: The working capacity of the adsorber is by a subsequent desorption by increasing the temperature and / or pressure restored with or without the use of a purge gas. To ensure a permanent operational readiness of an adsorption system are therefore for each adsorption stage 2 to

4 absorbers necessary. The respective switching requires extensive control effort, which is conveniently controlled by a process computer at several successive stages connected. Such an expense is justified only in larger production plants. Decisive for the economics of such systems is a favorable ratio of material throughput and amount of absorbents used. Adsorption and regeneration phase are about the same length, so that a frequent switching of the adsorber is necessary. At low mass flows and / or small impurities and / or at numerous selectively acting adsorption stages is often a relatively slow loading of all or individual adsorber. As a result, a long service life is obtained for the individual adsorbents. The regeneration takes place in such cases by replacement of the adsorbent material or removal and by heating the loose adsorbent material. Both procedures are economically unfavorable for adsorbers with long loading times. In the first case, the control effort is unacceptably high, in the second case der'Aus- and installation lead to leaks in the system and during removal, heating and installation to damage the adsorber. In addition, no complete desorption is usually achieved because optimal desorption conditions can not be adjusted. "

Object of the invention

The invention has for its object to develop a device for adsorption and a device for desorption, which allow to work with little technical control and manual effort.

Explanation of the essence of the invention

The object is to develop devices that allow a gentle regeneration (desorption) of the adsorber of a single or multi-stage Adsorptionsanalge after adsorption. This object is achieved by a device for adsorption of gases, consisting of an adsorption with two or more adsorbers, according to the invention each individual adsorber from a housing whose lid 3 with the lower part 5 of the adsorber easily detachable and with pipes 4 is firmly connected , And a separate container 2 with adsorbents and by a vertically movable device 6 is attached to the lower part 5 of the Adsorbergehäuses, which connects the lid 3 and the container with the adsorbents gas-tight.

It is favorable when the container 2 for the adsorbents of up to 450 ⁰ C heat-resistant material, for example of metal, ceramics, sintered ceramics or special gas, there is. Furthermore, this object is achieved by a device for the desorption of gases, consisting of a desorption with one or more desorption, by inventively each individual desorption consists of a housing whose lid 11 and lower part 7 are easily detachably connected to each other by the lower part. 7 with heater 8 and heat shield 9 is firmly connected to the pipeline network 10 and by a vertically movable device 12 is mounted in the lower part 7, which connects the lid 11 and the container 2 with the adsorbents to be regenerated gas-tight.