DE10296749T5

DE10296749T5 - Gestaltung eines chemischen Bettes

Info

Publication number: DE10296749T5
Application number: DE10296749T
Authority: DE
Inventors: Christoffel Francois Pretoria Wiid
Original assignee: African Oxygen Ltd
Current assignee: African Oxygen Ltd
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2002-04-18
Publication date: 2004-04-22
Also published as: WO2003086544A1; CN1318109C; BRPI0210154B8; WO2003086544A8; HK1058324A1; BR0210154A; EP1528947A1; CN1464792A; US20040035418A1; BR0210154B1; EP1528947B1; AU2002253451B1

Abstract

Chemischer Reaktor für die Verwendung als, oder als ein Teil eines Respirationsapparates, wobei der Reaktor einen entgasenden Kanister zum Halten eines Bettes einer Partikelchemikalie, wobei der Kanister eine Umfangswand aufweist, die das Innere des Kanisters umschließt, und der Kanister einen Boden für das Innere des Kanisters aufweist,
einen luftdurchlässigen Bettträger, der die obere Oberfläche des Bodens zum Tragen eines Bettes aus Partikelreagenz in dem Innenraum des Kanisters auskleidet, wobei der Kanister wenigstens ein oberes Luftloch auf einem Niveau oberhalb des Bettträgers und wenigstens ein unteres Luftloch unterhalb des Trägers und durch den Boden aufweist; und
wenigstens eine luftdurchlässige Luft-Strömungsführung in dem Inneren des Kanisters zum Führen von Luftströmung zwischen dem Bettträger und dem oberen Luftloch des Kanisters und durch ein Bett aus Partikelchemikalie aufweist, das in dem Inneren des Kanisters an dem Bettträger des Kanisters getragen wird, wobei jede Luft-Strömungsführung von einer unteren Extremität derselben an oder benachbart...

Description

Diese Erfindung betrifft die Gestaltung eines chemischen Bettreaktors, und sie betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines chemischen Bettreaktors. Insbesondere betrifft die Erfindung einen derartigen chemischen Reaktor und Betriebsverfahren, das für die Verwendung im Zusammenhang mit einer in sich geschlossenen Wiedergewinnungsvorrichtung, geeignet ist, jedoch nicht hierauf begrenzt ist.
Gemäß der Erfindung wird ein chemischer Reaktor für die Verwendung als oder als ein Teil eines Respirationsapparates geschaffen, wobei der Reaktor einen entgasenden Kanister zum Halten eines Bettes einer Partikelchemikalie, wobei der Kanister eine Umfangswand aufweist, die das Innere des Kanisters umschließt, und wobei der Kanister einen Boden für das Innere des Kanisters aufweist;
einen luftdurchlässigen Bettträger, der die obere Oberfläche des Bodens zum Tragen eines Bettes aus Partikelreagenz in dem Innenraum des Kanisters auskleidet, wobei der Kanister wenigstens ein oberes Luftloch auf einem Niveau oberhalb des Bettträgers und wenigstens ein unteres Luftloch unterhalb des Trägers und durch den Boden aufweist; und
wenigstens eine luftdurchlässige Luft-Strömungsführung in dem Inneren des Kanisters zum Führen der Luftströmung zwischen dem Bettträger und dem oberen Luftloch des Kanisters und durch ein Bett aus Partikelchemikalie aufweist, das in dem Inneren des Kanisters an dem Bettträger des Kanisters getragen wird, wobei jede Luft-Strömungsführung von einer unteren Extremität derselben an oder benachbart an den Bettträger des Kanisters in einer Richtung nach oben vorsteht.
Der Kanister kann in der Form einer rechtwinkligen, oben offenen Box vorliegen, die einen flachen rechtwinkligen Boden aufweist, der durch den Bettträger ausgekleidet ist, wobei die Box ein luftdurchlässiges Bett aus Partikelchemikalie in seinem Inneren aufweist und an dem Bettträger getragen wird, wobei jede Strömungsführung eine Luftdurchlässigkeit aufweist, die größer ist als die Luftdurchlässigkeit des Bettes, wobei die offene Oberseite der Box das obere Luftloch der Box bildet, und der Boden mehrere beabstandete, gleichmäßig verteilte untere Luftlöcher dort hindurch aufweist. Eine jede Luft-Strömungsführung kann in Berührung mit dem Bettträger sein, so dass sie auf dem Bettträger ruht, und durch diesen getragen wird, wobei die Luft-Strömungsführung von dem Bettträger zu einer oberen Extremität der Luft-Strömungsführung vorsteht, welche obere Extremität auf einem Niveau mit oder benachbart an die obere Oberfläche des Bettes angeordnet ist, wobei die Berührung zwischen jeder Luft-Strömungsführung und dem Bettträger eine Luftströmung zwischen dem luftdurchlässigen Inneren einer jeden Luft-Strömungsführung und dem luftdurchlässigen Inneren des Bettträgers zulässt, wo die Luft-Strömungsführung auf den Bettträger ruht, wobei das Partikelmaterial des Bettes ein körniges Material ist. Unter körnig wird verstanden, dass das Partikelmaterial Partikel aufweist, die mehr oder weniger unregelmäßig kugelförmig in der Form sind, wobei keines der Partikel eine größere Abmessung aufweist, die mehr als doppelt so groß wie seine kleinste Abmessung ist. Eine jede Luft-Strömungsführung kann einen unteren Endabschnitt mit vergrößertem Querschnitt aufweisen, wobei der Querschnitt des unteren Endabschnitts nach oben von einem breiteren unteren Ende desselben an der unteren Extremität der Luft-Strömungsführung zu einem schmaleren oberen Ende derselben, das oberhalb des breiteren unteren Endes beabstandet ist, sich verjüngt, und wobei das schmalere obere Ende des unteren Endabschnitts in einen oberen Abschnitt der Luft-Strömungsführung übergeht, welcher obere Abschnitt über seine gesamte Höhe einen konstanten Querschnitt aufweist.
Eine jede Luft-Strömungsführung kann eine Trennwand in dem Inneren des Kanisters aufweisen, die eine Wand zum Trennen von Teilen eines Bettes aus Partikelchemikalie in dem Inneren des Kanisters voneinander bildet. Es kann eine einzige Luft-Strömungsführung vorliegen, die eine Bettteilung aufweist, die durch mehrere Trennwände in dem Inneren des Kanisters gebildet wird, welche Wände bilden, welche das Innere des Kanisters in mehrere getrennte Kammern zum Enthalten getrennter Teile eines Bettes einer Partikelchemikalie in dem Inneren des Behälters trennen.
Der Bettträger und jede Luft-Strömungsführung kann aus luftdurchlässigem Maschendrahtmaterial ausgebildet sein, das nachgiebig flexibel ist. Der Bettträger und jede Luft-Strömungsführung kann aus mehreren nachgiebigen flexiblen Schichten von gestricktem Maschendrahtmaterial sein. Zwei benachbarte Schichten des gestrickten Maschendrahtes einer jeder Luft-Strömungsführung können voneinander durch einen Luftraum getrennt sein.
Der Reaktor kann für die Verwendung als, oder als ein Teil einer in sich abgeschlossenen Wiedergewinnungsvorrichtung der Rückatmungsart zur Verwendung mit einem Partikelchemikalie mit Luftreinigungseigenschaften vorgesehen sein.
Ferner wird gemäß der Erfindung in einem chemischen Reaktor für die Verwendung als oder als ein Teil eines Respirationsapparates, wobei der Reaktor einen entgasenden Kanister zum Halten in dem Inneren des Kanisters an einem luftdurchlässigen Bettträger, der die obere Oberfläche eines Bodens des Kanisters auskleidet, ein Bett einer Partikelchemikalie aufweist, welches Bett luftdurchlässig ist, und dessen Partikel in der Lage sind, sich in einem Zustand zu verschlechtern, indem das Bett eine verringerte Luftdurchlässigkeit aufweist, ein Betriebsverfahren geschaffen, welches das Führen von Luft durch das Innere des Bettes entlang luftdurchlässiger Innenräume einer oder mehrerer luftdurchlässiger Luft-Strömungsführungen aufweist, wobei jede der Luft-Strömungsführungen in dem Bett angeordnet ist, und jede der Luft-Strömungsführungen sich zwischen zwei Stellen in dem Bett erstreckt, die jeweils an dem Bettträger oder benachbart hierzu und an der oberen Oberfläche des Bettes oder benachbart hierzu sind.
Die Führung der Luft kann das Führen dieser entlang Luftströmungsdurchgängen in den Innenräumen der Luft-Strömungsführungen aufweisen. Das Verfahren kann das Halten des Bettes in einer oder mehreren Kammern in dem Inneren des Kanisters aufweisen, wobei eine oder mehrere der Kammern wenigstens eine nachgiebige Wand zum Absorbieren von Stößen und/oder zum Absorbieren von Vibrationen zur Verringerung von Beschädigung und folglicher Größenverringerung und Verschlechterung der Partikel des Bettes aufweisen, die wegen Stößen und/oder Schwingungen entstehen.
Das Verfahren kann die Unterstützung der Stoß- und/oder Schwingungsabsorption durch das Halten von mehreren Teilen des Bettes in mehreren Kammern aufweisen, von denen jede wenigstens eine nachgiebig flexible Wand aufweist, welche die Partikel des Bettes trägt und das Bett in die Teile teilt. Eine jede flexible Wand kann luftdurchlässig sein, wobei die Führung der Luft entlang der luftdurchlässigen Innenräume der nachgiebigen Wände stattfindet.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen gezeigt. Es zeigen:
1 schematisch eine seitliche Schnittansicht eines chemischen Reaktors gemäß der Erfindung;
2 schematisch eine Draufsicht des Reaktors von 1;
3 eine dreidimensionale Ansicht des Reaktors der 1 und 2 ohne ein Reagenz; und
4 schematisch eine seitliche Schnittansicht des Reaktors der 1 bis 3 bei der Verwendung.
Wie zunächst die 1 bis 3 zeigen, ist ein chemischer Reaktor gemäß der Erfindung allgemein durch die Referenznummer 10 bezeichnet. Der Reaktor 10 weist ein Gehäuse in der Form einer oben offenen rechtwinkligen Box mit einer Umfangswand auf, die durch zwei längere Seitenwände und zwei kürzere Endwände gebildet wird, wobei die Box länglich ist. Die Box weist einen länglichen rechtwinkligen Boden auf, der mit mehreren gleichmäßig verteilten, beabstandeten Luftlöchern in der Form von kreisförmigen Öffnungen 11 dort hindurch versehen ist.
Der Reaktor 10 dient für die Verwendung in einer in sich abgeschlossenen Wiedergewinnungsvorrichtung der Wiederatmungsart mit einem (nicht gezeigten) Wiedergewinnungspaket. Das Gehäuse oder die Box ist mit 12 bezeichnet und bringt ein chemisches Reagenzbett 14 unter. Das Reagenzbett 14 ruht auf einem luftdurchlässigen Bettträger 16, der den Boden der Box 10 auskleidet und im wesentlichen eben ist. Ein Bettteiler 18, der eine Luft-Strömungsführung bildet, weist luftdurchlässige Wände 20 auf, die im wesentlichen senkrecht zu dem Bettträger 16 sind und auf diesem ruhen. Die Wände 20 schaffen mehrere Trennwände, die zehn Kammern 22 in der Box 12 definieren. Ein körniges chemisches Reagenz 24, welches das Bett 14 bildet, ist in jeder Kammer 22 enthalten, wobei das Bett 14 derart luftdurchlässig ist, dass Luft durch das Bett 14 aus Reagenz 24 durch die Innenräume der Wände 20 der Trenneinrichtung 18, und durch den Träger 16 an Berührungsbereichen 26 zwischen den Wänden 20 der Trenneinrichtung 18 und dem Träger 16 strömen kann. Der Träger 16 und die Trenneinrichtung 18 sind jeweils aus mehreren (nicht gezeigten) Schichten aus gestricktem Maschendraht gebildet, und die Trennwände 20 weisen vergrößerte untere Endabschnitte benachbart an den Träger 16 auf, wobei sich die Endabschnitte in einem Querschnitt nach oben von den Bereichen 26 zu schmalen oberen Endabschnitten der Wände 20 verjüngen, wobei die Endabschnitte einen gleichbleibenden Querschnitt aufweisen.
Unter Bezugnahme auch auf 4 ist ein Reaktor, der in einer in sich abgeschlossenen Wiedergewinnungsvorrichtung verwendet wird, im allgemeinen mit Referenznummer 10 bezeichnet, wobei die gleichen Referenznummern die gleichen Teile wie in 1 bis 3 bezeichnen, es sei denn dies ist anders angegeben.
Während der Verwendung strömt Luft durch das Bett 14 auf und ab, und zwar zwischen den Luftlöchern 11 in dem Boden der Box 12 und der offenen Oberseite der Box 12, wobei sie durch das luftdurchlässige Bett 14 aus Reagenz 12, und durch den luftdurchlässigen Träger 16 und die luftdurchlässigen Wände 20 der Trenneinrichtung 18 tritt. Das körnige Reagenz 24 des Reaktors 10 verschlechtert sich bei der Verwendung wenigstens teilweise in einen fluiden, pastenartigen Zustand und strömt nach unten in Richtung des Bodens einer jeden Kammer 23, wo es mit 28 gezeigt ist, wodurch es die Luftströmung durch den Boden einer jeden Kammer 22 und durch den Träger 16 einschränkt. Eine hinreichende Luftströmung, die durch die Pfeile 30 bezeichnet wird, wird durch das Bett 14 einer körnigen Chemikalie 24 dadurch aufrechterhalten, dass Luftströmungsdurchgänge bei 32 in dem Bett 14 von Reagenz 24 geschaffen werden. Die Luftströmungsdurchgänge bei 32 werden durch Leerräume bei 34 gebildet, die zwischen den Maschenschichten der Maschendrahtwände 20 vorliegen, die das Bett 14 teilen, sowie zwischen den Maschenschichten der Maschendraht-Bettträgers 16, der das Bett 14 trägt.
Der Maschendraht, der die Trenneinrichtung 18 bildet, ist nachgiebig flexibel. Somit werden eine Größenverringerung und die Bildung von Pulver aus der körnigen Chemikalie 24, die durch Stöße und Schwingungen entstehen, dadurch verhindert, dass das körnige Reagenz 24 innerhalb der Fächer 22 enthalten ist, die durch die nachgiebig flexible Trenneinrichtung 18 gebildet werden, welche Stöße und Schwingungen absorbiert.
Pulverbildung und eine damit einhergehende Verschlechterung der Chemikalie 24 wird ferner durch Füllen der Kammern 22, die durch die Trennwände 20 der Trenneinrichtung 18 definiert werden, mit körnigem Reagenz 24 verhindert, so dass die Trennwände 20 und der Bettträger 16 in einem nachgiebig belasteten Zustand gelassen werden. Die Maschendraht-Trennwände 20 und der Bettträger 16 sind nachgiebig flexibel und bleiben nachgiebig belastet, so dass sie fortlaufend derart gezwungen werden, dass sie trotz einer jeglichen Verringerung des Volumens, die aus einer Verschlechterung des Reagenzes 24 entsteht, mit dem Reagenz 24 des Bettes 14 in Berührung sind.
Die Hauptvorteile dieser Erfindung sind, dass eine hinreichende Luftströmung durch das Bett 14 von körniger Chemikalie 24 zugelassen wird, trotz einer Verschlechterung des Reagenzes 24, und das eine Berührung zwischen der Luft und dem Reagenz 24 wenigstens teilweise als ein Ergebnis der Luftströmung durch Schichten von Maschendraht des Trägers 16 und der Trenneinrichtung 18 aufrechterhalten werden kann, wobei der Träger 16 und die Trenneinrichtung 18 in Kontakt mit dem Material 24 sind. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass eine mechanische Verschlechterung des körnigen Reagenzes 24 verhindert wird, wenn der Reaktor 10 Stößen und/oder Schwindungen unterworfen wird. Diese Verhinderung liegt infolge der Stoßabsorption des Trägers 16 und der Trenneinrichtung 18 vor. Der Maschendraht des Trägers 16 und der Trenneinrichtung 18 ermöglichen ferner, dass Pulver und Staub von dem Bett 14 wegfällt, und zwar aus dem Reaktor 10 durch die Öffnung 11, während größere Körner innerhalb der Box 12 des Reaktors 10 gehalten werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Reaktor (10) wird geschaffen, der einen Kanister (12) aufweist, der ein Bett (14) von Partikelreagenz (34) hält. Der Kanister (12) weist eine Umfangswand und einen Boden, und einen Bettträger (16) auf, der den Boden auskleidet. Der Kanister (12) weist eine offene Oberseite auf einem Niveau oberhalb des Trägers (16) und wenigstens ein unteres Luftloch (11) unterhalb des Trägers (16) auf. Eine luftdurchlässige Bett-Trenneinrichtung (18) ist an dem Bettträger (16) getragen, wobei die Bett-Trenneinrichtung nach oben von einer unteren Extremität derselben an dem Bettträger (16) in einer Richtung nach oben vorsteht.

Claims

Chemischer Reaktor für die Verwendung als, oder als ein Teil eines Respirationsapparates, wobei der Reaktor einen entgasenden Kanister zum Halten eines Bettes einer Partikelchemikalie, wobei der Kanister eine Umfangswand aufweist, die das Innere des Kanisters umschließt, und der Kanister einen Boden für das Innere des Kanisters aufweist, einen luftdurchlässigen Bettträger, der die obere Oberfläche des Bodens zum Tragen eines Bettes aus Partikelreagenz in dem Innenraum des Kanisters auskleidet, wobei der Kanister wenigstens ein oberes Luftloch auf einem Niveau oberhalb des Bettträgers und wenigstens ein unteres Luftloch unterhalb des Trägers und durch den Boden aufweist; und wenigstens eine luftdurchlässige Luft-Strömungsführung in dem Inneren des Kanisters zum Führen von Luftströmung zwischen dem Bettträger und dem oberen Luftloch des Kanisters und durch ein Bett aus Partikelchemikalie aufweist, das in dem Inneren des Kanisters an dem Bettträger des Kanisters getragen wird, wobei jede Luft-Strömungsführung von einer unteren Extremität derselben an oder benachbart an den Bettträger des Kanisters in einer Richtung nach oben vorsteht.
Reaktor nach Anspruch 1, wobei der Kanister in der Form einer rechtwinkligen, oben offenen Box mit einem flachen rechtwinkligen Boden vorliegt, der durch den Bettträger ausgekleidet ist, wobei die Box ein luftdurchlässiges Bett aus Partikelchemikalie in ihrem Inneren aufweist, und das an dem Bettträger getragen wird, wobei jede Luft-Strömungsführung eine Luftdurchlässigkeit aufweist, die größer ist als die Luftdurchlässigkeit des Bettes, wobei die offene Oberseite der Box das obere Luftloch der Box bildet, und der Boden mehrere beabstandete, gleich verteilte untere Luftlöcher dort hindurch aufweist.
Reaktor nach Anspruch 2, wobei jede Luft-Strömungsführung sich in Kontakt mit dem Bettträger befindet, so dass sie an dem Bettträger ruht und durch diesen getragen wird, wobei jede Luft-Strömungsführung nach oben von dem Bettträger zu einer oberen Extremität der Luft-Strömungsführung vorsteht, und welche obere Extremität auf einem Niveau mit oder benachbart an die obere Oberfläche des Bettes angeordnet ist, wobei die Berührung zwischen jeder Luft-Strömungsführung und dem Bettträger eine Luftströmung zwischen dem luftdurchlässigen Inneren einer jeden Luft-Strömungsführung und dem luftdurchlässigen Inneren des Bettträgers zulässt, wo die Luft-Strömungsführung an dem Bettträger ruht, wobei das Partikelmaterial des Bettes ein körniges Material ist.
Reaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jede Luft-Strömungsführung einen unteren Endabschnitt mit vergrößertem Querschnitt aufweist, wobei der Querschnitt des unteren Endabschnitts nach oben von einem breiteren unteren Ende desselben an der unteren Extremität der Luft-Strömungsführung zu einem schmaleren oberen und von dem breiteren unteren Ende beabstandeten Ende sich verjüngt, wobei das schmalere obere Ende des unteren Endabschnitts in einen oberen Abschnitt der Luft-Strömungsführung übergeht, welcher obere Abschnitt über seine gesamte Höhe einen gleichbleibenden Querschnitt aufweist.
Reaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jede Luft-Strömungsführung eine Trennwand in dem Inneren des Kanisters aufweist, die eine Wand zum Trennen von Teilen eines Bettes einer Partikelchemikalie im Inneren des Kanisters voneinander aufweist.
Reaktor nach Anspruch 5, wobei eine einzige Luft-Strömungsführung vorliegt, die ein Bett aufweist, das durch mehrere Trennwände in dem Inneren des Kanisters gebildet wird, welche Wände bilden, die das Innere des Kanisters in mehrere getrennte Kammern zum Enthalten getrennter Teile eines Bettes einer Partikelchemikalie in dem Inneren des Behälters trennen.
Reaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Bettträger und jede Luft-Strömungsführung durch luftdurchlässiges Maschendrahtmaterial gebildet werden, und nachgiebig flexibel sind.
Reaktor nach Anspruch 7, wobei der Bettträger und jede Luft-Strömungsführung aus mehreren nachgiebig flexiblen Schichten von gestricktem Maschendrahtmaterial gebildet werden.
Reaktor nach Anspruch 8, wobei zwei benachbarte Schichten des gestrickten Maschendrahtes einer jeden Luft-Strömungsführung voneinander durch einen Luftraum beabstandet sind.
Reaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei er Teil einer in sich abgeschlossenen Wiedergewinnungsvorrichtung der Wiederatmungsart für die Verwendung mit einer Partikelchemikalie mit Luftreinigungseigenschaften ist.
In einem chemischen Reaktor für die Verwendung als oder als ein Teil eines Respirationsapparates, wobei der Reaktor einen entgasenden Kanister zum Halten eines Bettes einer Partikelchemikalie in dem Inneren des Kanisters an einem luftdurchlässigen Bettträger, der die obere Oberfläche eines Bodens des Kanisters auskleidet, aufweist, welches Bett luftdurchlässig ist, und dessen Partikel in der Lage sind, sich in einen Zustand zu verschlechtern, in dem das Bett eine verringerte Luftdurchlässigkeit aufweist, Betriebsverfahren, welches das Führen von Luft durch das Innere des Bettes entlang luftdurchlässiger Innenräume einer oder mehrerer luftdurchlässiger Luft-Strömungsführungen aufweist, wobei jede der Luft-Strömungsführungen in dem Bett angeordnet ist, und jede der Luft-Strömungsführungen sich zwischen zwei Stellen in dem Bett erstreckt, die jeweils an dem Bettträger oder benachbart hierzu und an der oberen Oberfläche des Bettes oder benachbart hierzu sind.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Führen der Luft das Führen derselben entlang Luftströmungsdurchgängen in den Innenräumen der Luft-Strömungsführungen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, mit dem Halten des Bettes in einer oder mehreren Kammern in dem Inneren des Kanisters, wobei eine oder mehrere der Kammern wenigstens eine flexible Wand zum Absorbieren von Stößen und/oder Absorbieren von Schwingungen zur Verringerung von Beschädigungen an und folglicher Größenverringerung und Verschlechterung der Partikel des Bettes aufweist, die durch Stoß- und/oder Schwingung entstehen.
Verfahren nach Anspruch 13, mit dem Unterstützen der Stoß- und/oder Vibrationsabsorption durch Halten mehrerer Teile des Bettes in mehreren Kammern aufweist, von denen jede wenigstens eine nachgiebig flexible Wand aufweist, welche die Partikel des Bettes trägt und das Bett in die Teile teilt.
Verfahren nach Anspruch 13 und 14, wobei jede nachgiebige Wand luftdurchlässig ist, wobei das Führen der Luft entlang der luftdurchlässigen Innenräume der nachgiebigen Wände stattfindet.
Reaktor nach Anspruch 1, im wesentlichen wie vorangehend beschrieben und dargestellt.
Verfahren nach Anspruch 11, im wesentlichen wie vorangehend beschrieben und dargestellt.