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DE1544113A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren eines Adsorptionsstoffes - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren eines Adsorptionsstoffes

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Publication number
DE1544113A1
DE1544113A1 DE19661544113 DE1544113A DE1544113A1 DE 1544113 A1 DE1544113 A1 DE 1544113A1 DE 19661544113 DE19661544113 DE 19661544113 DE 1544113 A DE1544113 A DE 1544113A DE 1544113 A1 DE1544113 A1 DE 1544113A1
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DE
Germany
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adsorbent
drying
vacuum
container
fractionation
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Application number
DE19661544113
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Inventor
Cooper Alfred George
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Rimer Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Rimer Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Description

DR, E. WIEGAND 2000 HAMBURG 1, · * 10· W MÖNCHEN BALLI-NDAMM-2.6
DIH-ING. W. NIEMANN telefon= 330475
HAMBURG - 1C//11O
IU 22 470/66 A/Wo
Rimer tYlanufaeturing Company, Limited, Ulhitchurch, Cardiff, Wales (England)
Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren eines Adsorptionsstoffes«
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regenerieren eines adsorbierenden Stoffes, beispielsweise wenn gasförmige Mischungen durch das kontinuierliche Entfernen eines oder mehrerer Komponenten aus einem Gasstrom fraktioniert werden. Insbesondere ist das Verfahren auf den Regenerationszyklus des bekannten Verfahrens zum Absorbieren und dadurch Trennen von Komponenten eines Gasstromes vermittels einer Berührung mit einem absorbierenden Material anwendbar, und diejenigen absorbierenden Stoffe, die allgemein im Gebrauch sind, sind Silikagel, Aluminiumoxyde, harte Glasperlen mit mikrofein« poröser Struktur aus kiesslgurähnlicher Substanz und Molekularsiebe,
Die haute bekannten Verfahren des Trocknens von Strömen au· komprimierter Luft und gasförmigen Wischungen
009827/1485
und weiterhin von l/erfahren der Abtrennung von Verschmutzungen oder Hauptbestandteilen, beispielsweise Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Kohlendioxyd in diesen Strömen verfallen allgemein in zuiei Kategorien, soweit sie sich auf das System beziehen, das für die Regeneration dee Adsorptionsmittel verwendet ujirde Nämlichj uiärmefreie Regeneration oder Reaktivierung des adsorbierenden Materials, uiie es beispielsweise in der britischen Patentschrift Nr0 850 443 beschrieben ist sowie ein älteres bekanntes Verfahren bei welchem an das Adsorptionsmaterial vermittels Elektrizität, Gas oder Wasserdampf erhitzer Uiärme angelegt wird. Die beiden obengenannten Systeme haben ihre ihnen eigenen Nachteile· Die obengenannte wärmefreie Technik erfordert einen Gegenstrom des fließenden Hauptproduktee in sehr bemerkenswerten Proportionen, wie durch die Gleichung dargestellt ist, die in der britischen Patentschrift Nr. 850 Seite 5 gegeben ist. Dies stellt einen vollständig verlorenen Teil dee komprimierten Hauptbestandteiles dar, und bei der Anwendung von Trocknung von komprimiertem Gas wird dae gesamte Verfahren weniger wirtschaftlich je niedriger der Druck ist, wie durch die vorgenannte Gleichung dargestellt ist.
Die Nachteile der Reaktivierung durch Wärm· eind hauptsächlich die Kosten der Verwendung von Urne für die Reaktivierung und die Notwendigkeit dt· Kühlen« de· adsorbierenden Wateriale bevor ·■ wirk···) und wijttehaftlieh
009827/1485
BAD ORIGINAL
Feuchtigkeit adsorbieren kann oder eine Trennung von Gasen erreichen läßt. Dieses Verfahren benötigt daher lange Trocknungs-Arbeitsvorgänge, so daß Zeit vorhanden ist, das Adsorptionsmittel zu erwärmen und dann abzukühlen. Dies erfordert mehr Adsorptionsmittel und eine größere und infolgedessen teurere Auerüstung zur Aufnahme des Adsorptionsmittel.
Das Trocknen durch Abkühlen von komprimierter Luft oder anderen gasförmigen Strömen wird weiter ebenfalls benutzt, und, obgleich es von Interesse ist, den Wirkungsgrad des Verfahrens der vorliegenden Erfindung mit dem Wirkungsgrad des Trocknens durch Kühlen zu vergleichen, sind die beiden methoden , soweit es ihre Arbeitsweise betrifft, natürlich vollständig verschieden voneinander.
In seinem allgemeinsten Konzept besteht die Erfindung in einem Verfahren zum Regenerieren eines adsorbierenden Stoffes nach der Verwendung des adsorbierenden Stoffes zum Trocknen oder Fraktionieren einer gasförmigen Mischung, und das Verfahren besteht darin, den Druck in einem Behälter, der das adsorbierende material enthält unter den Atmosphären-Druck zu reduzieren, und das Adsorptionsmittel durch die Einwirkung des Vakuums zu regenerieren.
Vorzugsweise bildet das Regenerationsverfahren einen Teil eines Trocknungsverfahrene oder des Fraktiontarens gasförmiger Mischungen, wobei wenigstens zwei ein Adeorptionemit tel enthaltende Behälter oder Kessel verwendet werden,
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1 5AA113
von denen das eine oder das andere vermittels Einwirkung des Vakuums regeneriert wird, während das andere jeweils zum Trocknen oder Fraktionieren der gasförmigen Mischung durch Adsorption verwendet wird. $it Druckluft arbeitende Trocknungsanlagen, welche zwei Kessel oder zwei Behälter verwenden, vcn denen der eine die komprimierte Luft durch Adsorption von Wasserdampf trocknet, während das andere regeneriert wird, sind bekannt und werden daher im einzelnen nicht beschriebene Diese Trocknungsanlage! enthalten Ventile, die entweder von Hand oder gemäß einem Zeitzyklus automatisch betätigbar sind, so d'aö zu geeigneten Zeitpunkten eine Überuechselung in den Funktionen der beiden Behälter vorgenommen werden kann. Zum selbsttägigenden Arbeiten sind pneu in atische oder elektrische Steuer- oder Regel-Mittel für die Umschalt-Ventile verwendbar.
Ein beliebiger wirtschaftlicher Zeitzyklus, um sich den einzelnen Erfordernissen der Anuendung anzupassen, kann bei dem Verfahren der Erfindung verwendet werden, und als idealer Kompromiss haben sich 10 bis 20 Minuten
·.·. η erwiesen, wenn Druckluft und gasförmige üflischung getrocknet werden, wobei die üblichen obengenannten Adsorptionsmittel verwendet werdeni, während für die Abtrennung von Gasen der ZeitzyklUE auf 4D bis 120 Sek. in Abhängigkeit von der Art und des Prozentgehaltes der Komponenten oder der Verschmut/unysbestnndteile, die in dem Gasstrom abgetrennt uiLM den so] Jen, vorkürzt werden kann«
0098 27/U85
BAD ORIGINAL
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WJl*
Da die Regeneration des Adsorptionsmittels vorgenommen utarden kann, ohne daß die Verwendung won Wärme oder von Rückstrom oder einer Reinigung notwendig istf ist das Verfahren billig, und es tritt kein Abfall oder Verlust des primären Fli80eczeugnisses ein. Infolgedessen wird eine sehr große Verbilligung der Uiartungs- oder Arbeitskosten gegenüber der vorgenannten Regenerationsmethoden erhalten. Eine Vorrichtung zum Trocknen von Gasen mit weniger Abnutzung und Beanspruchung der Ventile kann überdies zufolge eines weniger häufigen Überwechselungszyklus geschaffen sein als es bei anderen ohne UJärmsjarbeitenden Fraktionierverfahren möglich ist. Natürlich kann, mann es gewünscht wird, sine Erwärmung oder ein Rückstrom zusätzlich zu der Regeneration durch Vakuum verwandet werden, jedoch wurde gefunden, daß befriedigende Ergebnisse erhalten werden können, wenn eine Regeneration allein durch Vakuum benutzt wird.
Das Verfahren der Erfindung verwendet vorzugsweise sin Teil« oder Grobvakuum, welches an das gesättigte Adsorptionsmaterial in einem vollständig geschlossenen Behälter ohne die Verwendung irgendeines Reinigungsgases oder äußerer Uiarme angelegt wird, und der Gas» oder Feuchtigkeitsgehalt des Adsorptionsmittels wird einfach durch da· Arbeiten de· Vakuums bii zu einem Zustand reduziert, in welchem ·· geeignet ist, Feuchtigkeit zu ed-•orbieren und oder selektiv Gase zu entfernen unmittelbar
009827/1415
15U113
wenn der Gasstrom auf den genannten Behälter in Übereinstimmung mit einem vorher ausgewählten Umschaltzyklus umgeschaltet ujir'd, wobei zwei oder mehr Behälter benutzt uierden.
Das zum Regenerieren des Adsorptionsmittels verwendete Vakuum kann über einen weiten Bereich verändert und in Übereinstimmung mit dem Ausmaß der Sepefcation von Gasen und / oder des erforderlichen Trocknungsausmaßes eingestellt werden. Diese Einstellung kann dadurch vorgenommen werden, daß eine kleine (Klenge des fließenden Primär-Erzeugnisees in den Behälter zurücksickert, der das zu regenerierende Adsorptionsmittel enthält. Bei einer abgewandelten Ausführungsform kann diese Einstellung durch Gas vorgenommen werden, das aus einer anderen Quelle erhalten wird, oder durch eine Einstellung, die an einer Pumpe vorgenommen wird, welche das Vakuum erzeugt.
Das Ausmaß der Einsparung an laufenden Kosten kann mit Bezug auf den Wegfall äußerer Wärme im Vergleich zu den bekannten methoden, bei denen Ulärmeregeneratian verwendet wird, leicht erkannt werden. Das Einsparen an laufenden Kosten kann ebenfalls leicht erkannt werden, wenn da· vor« liegende Verfahren mit dem vorgenannten wMffmeloten Regenerationeverfahren verglichen wird, welche· ein Rückströmen vermittels der primären fließenden Erzeugnisse· verwendet*
Weiterhin ist ersichtlich, daß in «einer *inf«ch*ten Auerührungefarm de» Verfahren dar E*rfi.nduftg da?in bitten!*
1 5AA113
ein Adsorptionsmittel in einem Behälter zu regenerieren) indem an den Behälter ein Teilvakuum angelegt wird, und zum Trocknen mit etwa 1,4 m Druckluft je Minute bei ca, 24 hat sich herausgestellt, dai3 eineVakuumpumpe von etwa 1/2 P.S. eine Regeneration des Adsorptionsmaterials zu einem Ausmaß ermöglicht, wobei dem ein nachfolgendes Trocknen des primären Fließmittels einen Teupunkt von mehr als minus 30° C bei Atmosphären-Druck ergibt. Natürlich kann statt der Verwendung einer Vakuumpumpe ein Dampfinjektor oder eine andere bekannte Vakuumvorrichtung verwendet ujerdeno
Die Erfindung ist am vorteilhaftesten für Adso'ptionsvorrichtungen anwendbar, die zwei oder mehr Behälter vertuenden, die im Zyklus arbeiten, um eine kontinuierliche Fraktionierung zu ergeben, die Erfindung kann jedoch bei einer abgewandelten Ausführungsform an einer Adsorptionsvorrichtung mit einem einzigen Behälter angewendet werden, wobei die Fraktioniertätigkeit während der Regeneration unterbrochen ist«
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nach« stehend auf die Zeichnung Bezug genommen, welche an Hand eines Ausführungsbeispieles ein Schema eines Trockners mit komprimierter Luft widergibt«
Der Trockner enthält zwei behälter QdBr Kessel 1 und 2, welche mit einem Trocknungsmittel gefüllt sind, und welche durch ein Rührwerk, wie dargestellt, miteinander verbunden
009827/U 85
BAD ORfGINAt
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Feuchtes komprimiertes Gas tritt in die Anlage vermittels eines Rohres 3 ein und tritt in den Behälter 1 durch ein Ventil 4 ein» Weitere Ventile 5 und 6 sind geschlossen, und ein Ventil 7 ist offene Zu trocknende Luft geht durch das Entfeuchtungsmaterial in dem Behälter 1 hindurch und ujird dehydratisiert und geht durch ein Rück« schlagventil 8 und ein Auslaßrohr 9 heraus, Weitere Rückschlagventile 11, 12 und 13 bleiben geschlossene
Eltuua 10 see. vor dem festgelegten t-nde des Trocknungszyklus wird das Ventil 7 geschlossen und das Ventil 14 geöffnet, um den behälter 2 über das Rückschlagventil 13 und ein Ventil 14 dnter Druck zu setzen, das dann geschlossen ujirdo Ds η η wird das Ventil 5 geöffnet und das Ven· til 4 yeschlcssen, und Luft wird durch den behälter 2 für den nächsten Trocknungszyklus verteilt.
Die Luft, die sich nun in dem im wesentlichen feuchten Trocknungsmittel in dem Behälter 1 befindet, uiird durch das Ventil 6 zur Atmosphäre herausgelassen, melchüs geöffnet wird, und das Gas und freie Feuchtigkeit durch ein Rückschlagventil 15 hindurch herausläßt. Eine nun arbeitende Vakuumpumpe 16 schließt dann das Ventil 15 und erzeugt in dem Behälter 1 einen Unterdruck, uiorauf sich eine Adsorption des feuchten Dampfes aus dem Trocknungsmittel ergibt, und sie vuird in einem Seperator 17 aufgefangen oder durch die Vakuumpumpe lü zur Atmosphäre
009827/ 1 485
BAD ORIGINAL"
154A113
geleitete Per erzeugte Unterdruck regeneriert das Trocknungsmittel rechtzeitig für den nächsten Trocknungszyklus.
Abänderungen sind möglich. Beispielsweise kann ein Wasserdampfinjektor zum Auslassen oder eine weitere äußere Vakuumquelle statt der Vakuumpumpe 16 vorgesehen sein. Ein Vakuumpuffertank zum Speichern kann vorgesehen sein, um die notwendige Kapazität der Vakuumpumpe zu reduzieren, oder die Vakuumpumpe kann zeitlich so eingestellt sein, daß sie im erforderlichen Fall intermittierend arbeitet. Das System der Ventile kann verändert werdeno
Eine Einstellung des Systems kann auf einfache Weise erreicht werden, und die am besten geeignete Zeitstellvorrichtung sind ein kleiner elektrisch betätigter Zeitstellmotor und eine Reihe von Nocken, weiche Mikro~ schalter betätigen, um die Sequenz der Ventilarbeitsvorgänge über den Zeitzyklus zu geben.
Dps System kann natürlich ebenfalls zum Trocknen von Gasen, die nicht Luft sind, verwendet werden. Da» Arbeiten der Anlage zum Trennen von Gasen ist grundsätzlich das gleiche, wie wenn es zum Trocknen verwendet wird, Dedooh wird in. den Behältern ein geeignetes Adsorptionsmittel verwendet, um selektiv den gewünschten Bestandteil oder die gewünschte Komponente zu adsorbieren. Die Hersteller solcher Adsorptionsmittel kennen die Affinität verschiedener Typen und Grade von Trocknungemitteln für bestimmte Gase und
009827/U85
BAD ORIGINAL
15U113
- ίο »
haben sie veröffentlicht«
Es kann Uorkehrung für die Verwendung von Reinigungsluft zum Reinigen bzw. Bespülen der Behälter getroffen werden, obgleich ein solches Reinigen im Hinblick auf die Desorption unnötig ist, welche durch das Vakuum ermöglicht wird, lüenn Vorkehrung für die Verwendung von Reinigungeluft getroffen ist, können Heizmittel für sie vorgesehen sein.

Claims (8)

  1. Patentansprüche
    le Verfahren zum Regenerieren eines Adsorptionsmittels nach der Verwendung dieses mittels zum Trocknen oder Fraktionieren einer gasförmigen Mischung, gekennzeichnet durch die Stufe der Verminderung des Druakes in einen» das Adsorptionsmittel enthaltenden Behälter unter den Atmosphären-
    i π d
    Druck, Regenerieren des Adsarptionsmittels durch die Einwirkung des Vakuums, um das Adsorptionsmittel für einen nachfolgenden Trocknungs- oder Fraktionierzyklus vorzubereiten»
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneration allein durch die Einwirkung des Vakuums erfolgt.
  3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierung des Druckes unterhalb des Atmosphären-Druckes durch eine Vakuumpumpe oder einen Ejektormechanismus oder einen Exhauster erhalten ujirdo
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Behälter und der Vakuumvorrichtung ein Speicher-Puffsrkesael verwendet wird.
  5. 5» Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet, daß zu/ei oder mehr Trocknungsoder Fraktionierbehälter abwechselnd oder aufeinanderfolgend zum Trocknen oder Regenerieren verwendet werden, um
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    BAD ORIGINAL
    dadurch ein kontinuierliches Trocknen und / oder eine Fraktionierung zu schaffen.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Sekundärkomponenten oder unerwünschte Komponenten in einem Gasstrom getrocknet oder durch die Verwendung von selektiven Adsorptionsmittel erheblich reduziert werden.
  7. 7. Vorrichtung zur Verwendung bei der Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Behälter, in dem ein Adsorptionsmittel angeordnet ist, ferner eine Vorrichtung zum Durchströmen einer gasförmigen Mischung durch den Behälter zwecks Trocknens oder Fraktionierens der Mischung vermittels des Adsorptionsmittels , sowie eine Vorrichtung zum Anlegen eines Vakuums an den Behälter nach dem Durchströmen der gasförmigen WIischung durch ihn hindurch , um das Adsorptionsmittel zu regenerieren.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Behälter vorgesehen sind, und die Strömungswarrichtung und die das Vakuum anlegende Vorrichtung so ausgebildet bzui. angeordnet sind, daß mährend der Regeneration det Adsorptionsmittel» in einem der Behälter ein anderer Behälter zum Trocknen oder Fraktio nieren verwendet wird,
    9« Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Ventile zum Steuern des Stromes der gasförmigen mischung
    0098 27/U8S
    BAD ORIGINAL
    "» 13 ·«
    und des Anlegens das Uakuums, ujobei das bzuu die Ventile elektrisch betätigbar und durch (flikroschalter steuerbar sind, die durch eine oder mehrere Stellnocken betätigbar sind«
    BAD ORIGINAL
    009827/1465
    Leerseite
DE19661544113 1965-10-18 1966-10-14 Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren eines Adsorptionsstoffes Pending DE1544113A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB43957/65A GB1150346A (en) 1965-10-18 1965-10-18 Method and apparatus for Drying or Fractionating Compressed Air or an Oxygen-Containing Gaseous Mixture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1544113A1 true DE1544113A1 (de) 1970-07-02

Family

ID=10431118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19661544113 Pending DE1544113A1 (de) 1965-10-18 1966-10-14 Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren eines Adsorptionsstoffes

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BE (1) BE688423A (de)
CH (1) CH462785A (de)
DE (1) DE1544113A1 (de)
ES (1) ES332344A1 (de)
GB (1) GB1150346A (de)
NL (1) NL6614419A (de)

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