DE2519669C3 - Verwendung eines Wirbelschichtreaktors zur thermischen Regenerierung von beladenen Adsorptionsmitteln - Google Patents

Description

Die DE-AS 25 06 394.9 betrifft einen Wirbelschichtreaktor zur thermischen Regenerierung von mit Abwasserinhaltsstoffen beladenen Aktivkohlen durch Erhitzen und Reaktion mit einem Vergasungsmittel in einer rechteckigen langgestreckten Wirbelschicht, die mit quer zur Wanderrichtung der Aktivkohle angordneten Sperrorganen mit Durchtrittstellen versehen ist, wobei in dem Wirbelschichtreaktor, bei dem das Verhältnis von Länge zu Breite des Anströmbodens größer als zwei ist, in der Wirbelschicht zwischen 2 und 20 bewegliche, von oben eingeführte, in der Höhe verstellbare Eintauchwehre angeordnet sind und der Gasraum über dem Wirbelbett in einen über dem Einlauf der Aktivkohle angeordneten Gasraum, der an eine Kondensationsanlage angeschlossen ist und in einen Gasraum geteilt ist, der mit einer Nachverbrennungsanlage in Verbindung steht.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß dieser Wirbelschichtreaktor für die Regenerierung von Adsorptionsmitteln verwendet werden kann. Erfindungsgemäß wird er demnach für die Regenerierung von mit kohlenstoffhaltigen Adsorbaten beladenen anorganischen Adsorptionsmitteln verwendet.

Solche Adsorptionsmittel sind beispielsweise Kieselgur, Silicagel oder Aluminiumoxid, alle Adsorptionsmittel in pelletierter oder granulierter Form. Bei der Regenerierung der anorganischen Adsorptionsmittel im Wirbelschichtreaktor ist lediglich das Vergasungsmittel, der Temperaturbereich und die Verweilzeit den veränderten Verhältnissen anzupassen. Bisher wurden für die Regenerierung der anorganischen Adsorptionsmittel ausschließlich Drehrohrofen verwendet. Gegenüber diesen Drehrohrofen hat dieser Wirbelschichtreaktor den Vorteil, daß die benötigte Verweilzeit wesentlich kurzer ist und damit nur kleinere Apparaturen erforderlich sind. Außerdem werden drehend bewegte Teile vermieden. So genügen beispielsweise bei der Regenerierung von mit Inhaltsstoffen aus den Abwässern der Zellstoffindustrie beladenem Aluminiumoxid Verweilzeiten von 0,2 bis 0,8 Stunden bei Temperaturen zwischen 500 und 600⁰C für eine Behandlung mit Luft als VergasungsmitteL Selbstverständlich muß dabei die Durchströmungsgeschwindigkeit des Wirbelbettes so eingestellt sein, daß das Aluminiumoxid in der Schwebe

ίο gehalten wird.

Ein besonderer Vorteil dieses Wirbelschichtreaktors besteht darin, daß die entstehende Verbrennungswärme schnell abgeführt wird, so daß sich keine zu hohen Temperaturen im Korninneren des Adsorptionsmittels einstellen können. Auf diese Weise wird eine Änderung des Kristallisationszustande-j oder ein Übergang in eine andere Kristallmodifikation bei der Regenerierung der anorganischen Adsorptionsmittel verhindert. Die regenerierten Adsorptionsmittel zeichnen sich daher durch eine Aktivität aus, die der des frischen Adsorptionsmittels sehr nahe kommt.

Der Wirbelschichtreaktor sowie seine Arbeitsweise sei anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Gesamtansicht des Wirbelschichtreaktors in einem Längsschnitt;

F i g. 2 eine Aufsicht auf diesen Wirbelschichtreaktor; F i g. 3 eine schematische Gesamtansicht des doppelstöckigen Wirbelschichtreaktors in einem Längsschnitt und

Fig.4 eine Aufsicht auf den Reaktor gemäß der Fig. 3.

Nach F i g. 1 und 2 wird das nasse zu regenerierende anorganische Adsorptionsmittel über das Zulaufrohr 1 einem Wirbelschichtreaktor 2 zugeführt. Das Zulaufrohr 1 ist mit einem feststehenden konischen Einbau 3 versehen, durch den das beladene gekörnte Adsorptionsmittel gleichmäßig verteilt in die Wirbelschicht 4 gelangt. Der freie Querschnitt des Anströmbodens 5 ist so beschaffen, daß sich im Wirbelschichtreaktor eine Strömungsgeschwindigkeit von 2 m/sec bei der gewünschten Reaktortemperatur einstellt. Die Wirbelschichthöhe und damit das im Wirbelschichtreaktor befindliche Adsorptionsmittelvolumen kann durch die Höhenverstellung des Überlaufwehres 8 eingestellt

werden. Über die Länge (L)des Wirbelschichtreaktors 2 verteilt, unterbinden Eintauchwehre 6 den direkten Weg des Adsorptionsmittels in der Wirbelschicht 4 zum Auslauf 7 hin. Die Eintauchwehre 6 sind in einem Mindestabstand (I), der der Adsorptionsmittelfüllhöhe entsprechen sollte, mit zunehmender Eintauchtiefe zum Auslauf 7 hin in die Wirbelschicht 4 eingeführt. Das regenerierte Adsorptionsmittel wird in einem Behälter 9, der gleichzeitig als Gassperre dient, direkt mit Wasser gekühlt und dann darauf unmittelbar hydraulisch zu einem Adsorptionsreaktor gefördert.

Die Abgase aus der ersten Kammer bis zum ersten Eintauchwehr 6 in der Wanderrichtung des zu regenerierenden Adsorptionsmittels werden durch die Gashaube 16 zur Kondensation abgeführt, während die

bo Abgase der restlichen Kammern bis zum Überlaufwehr 8 durch die Gashaube 17 einer Nachverbrennung zugeführt werden. Anschließend werden aus den Abgasen der Nachverbrennung in einem Wäscher störende Bestandteile, beispielsweise Chlor oder SO2,

b5 ausgewaschen.

Nach F i g. 3 ist über der beschriebenen Wirbelschicht 4 mit der Breite B₂ im Wirbelschichtreaktor 2 eine zweite Wirbelschicht 11 mit der Breite Si angeordnet.

Das nasse zu regenerierende anorganische Adsorptionsmittel wird über das Zulaufrohr 1 und den konischen Einbau 3 zunächst in die obere Wirbelschicht 11 des Wir belschichireaktors 2 eingeführt F.s läuft nach Passieren des Eintauchwehres 12 und des verstellbaren Oberlaufwehres 13 durch die Falleitung 14 in die Wirbelschicht 4, wo der weitere Weg des Adsorptionsmittels, wie bei F i g. 1 beschrieben, erfolgt Auf diese Weise werden die Desorptionszone und die Reaktivierungszone voneinander getrennt Die Wirbelgase werden in der Brennkammer 15 erzeugt Sie durchströmen zunächst den Anströmboden 5 und die Wirbelschicht 4, dann den Anströmboden 10 und die Wirbelschicht 11. Auch hier werden die Abgase durch die Gashaube 16 zur Kondensation und durch die Gashaube 17 einer Nachverbrennung zugeführt

Die Arbeitsweise des einstufigen Wirbelschichtreaktor? verläuft beispielsweise wie folgt:

Für die Reinigung von 210m³/h Zellstcffabwasser (TOC-Gehalt = gesamter organischer Kohlenstoff = 450 g/m³) werden etwa 800 kg/h Aluminiumoxid der Korngröße 1,5—2,5 mm benötigt Die Regenerierung des beladenen Aluminiumoxids erfolgt in einem Wirbelschichtreaktor mit einer Länge von 3,2 m und einer Breite von 0,8 m. Über die Länge des Wirbelschichtreaktors sind drei Eintauchwehre in einem Abstand von 0,7 m angeordnet, deren Eintauchtiefe von der Aluminiumoxidaufgabe zum Auslauf hin zwischen 0,1 und 0,4 m variiert werden kann. Die Überlaufwehrhöhe ist zwischen 0 und 0,5 m stufenlos verstellbar. Es wird z. B. auf 0,3 m eingestellt. Bei Verwendung von 3 Eintauchwehren, die so eingestellt sind, daß die des ersten Eintauchwehres vom Einlauf aus gesehenen 40%, die des zweiten 60% und des dritten vor dem Auslauf 80% der Aluminiumoxidschichthöhe beträgt, wird ein Produkt erhalten, dessen Aktivität nahezu der des frischen Aluminiumoxids beträgt, wobei die Streubreite der Eigenschaften außerordentlich gering ist Die gesamte Gasmenge beträgt etwa 6000 m³ _n/h mit einem Sauerstoffgehalt von etwa lOVol.%. Sie wird durch Verbrennung von Stadtgas mit Luftüberschuß erzeugt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verwendung eines Wirbelschichtreaktors zur thermischen Regenerierung von mit Abwasserinhaltsstoffen beladenen Aktivkohlen durch Erhitzen und Reaktion mit einem Vergasungsmittel, bestehend aus einem rechteckigen langgestreckten Wirbelschichtreaktor, der mit quer zur Wanderrichtung der Aktivkohle in dem Wirbelschichtreaktor angeordneten Wänden mit Durchtrittsstellen versehen ist, wobei in dem Wirbelschichtreaktor, bei dem das Verhältnis der Länge zur Breite größer als 2 ist, zwischen 2 und 20 bewegliche, von oben eingeführte Eintauchwehre angeordnet sind und gegebenenfalls dieser Reaktor mit einem zu ersterem übergeordneten, langgestreckten Reaktor mit einem oder mehreren Eintauchwehren verbunden ist, aus dem die Aktivkohle mittels eines Überlaufs in den darunter liegenden Reaktor geführt wird, und wobei der Gasraum über dem Einlauf der Aktivkohle in den Reaktor durch eine separate Gashaube vom übrigen Gasraum abgetrennt ist, die an eine Kondensationsanlage angeschlossen ist, während der restliche Gasraum durch eine separate Gashaube mit einer Nachverbrennungsanlage in Verbindung steht zur Regenerierung von mit kohlenstoffhaltigen Adsorbaten beladenen anorganischen Adsorptionsmitteln.