DE2107717A1 - Regeneration reactor for adsorbents - heated by microwave - Google Patents
Regeneration reactor for adsorbents - heated by microwaveInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Regenerierung von Adsorbentien Bekanntlich können mit Hilfe von Aktivkohle oder anderen Stoffen, die adsorptive Eigenschaften aufweisen, Verunreinigungen, insbesondere Schwefelverbindungen oder Lösungsmittel aus Abgasen auf adsorptivem Wege entfernt werden. Fu~r die Regeneration der beladenen Adsorptionsmittel gibt es dabei verschiedene Möglichkeiten, entweder man desorbiert die an dem Adsorbens gebundenen Stoffe durch Erhitzung mit heißen Inertgasen, mit Wasserdampf oder durch heiße Inertfeststoffe oder man wäscht die gebundenen Stoffe mit Wasser oder wäßrigen Lösungen aus, um das regenerierte Adsorptionematerial wieder in den Reinigungsprozeß einsetzen zu können.Process for the regeneration of adsorbents It is known that with The help of activated carbon or other substances that have adsorptive properties, Impurities, especially sulfur compounds or solvents from exhaust gases be removed by adsorptive means. For the regeneration of the loaded adsorbent There are different possibilities, either one desorbs the one on the adsorbent bound substances by heating with hot inert gases, with steam or by hot inert solids or the bound substances are washed with water or aqueous Solutions to get the regenerated adsorption material back into the cleaning process to be able to use.
Zu diesem Zweck ist es bekannt, das Adsorbens in einem Festbett diskontinuierlich zu beladen und zu regenerieren. Bei den hierfür bekannten Vorrichtungen erfolgen die einzelnen Prozeßvorgänge diskontinuierlich durch Umschaltung auf die einzelnen Adsorp tionseinheiten. Bedingt durch den diskontinuierlichen Betrieb und die dadurch erforderliche Anzahl von Adsorptionseinheiten entstehen hohe Investitionskosten für die aufwendige Steuerung und die Apparate.For this purpose it is known to discontinue the adsorbent in a fixed bed to load and regenerate. Take place in the devices known for this purpose the individual process operations discontinuously by switching over to the individual ones Adsorption units. Due to the discontinuous operation and the resulting required number of adsorption units result in high investment costs for the complex control and the equipment.
Es ist weiterhin bekannt, das beladene Adsorbens mit aufgeheiztem inertem Feststoffmaterial, beispielsweise mit heißem Sand, in einem separaten Regenerationsreaktor in Berührung zu bringen und so die adsorbierten Stoffe aus dem Adsorptionsmaterial zu entfernen.It is also known that the loaded adsorbent with heated inert solid material, for example with hot sand, in a separate regeneration reactor to bring into contact and so the adsorbed substances from the adsorption material to remove.
Bei der Reinigung von Rauchgasen mit Hilfe von Adsorberkoksen wird beispielsweise das Schwefeldioxyd als Schwefelsäure auf dem Koks gebunden. Bei der Regeneration wird die gebundene Schwefelsäure zu Schwefeldioxyd reduziert, wobei ein S02-Reichgas entsteht.When cleaning flue gases with the help of adsorber coke For example, the sulfur dioxide bound as sulfuric acid on the coke. In the Regeneration reduces the bound sulfuric acid to sulfur dioxide, whereby an S02 rich gas is produced.
Die Aufheizung und die Kreislaufführung des festen Wärmeträgers sowie die Trennung des Wärmeträgers von dem Adsorbens erfordert einen sehr großen apparativen Aufwand. Die Betriebsmittelkosten sind außerdem enorm hoch.The heating and the circulation of the solid heat carrier as well the separation of the heat carrier from the adsorbent requires a very large amount of equipment Expenditure. The operating costs are also extremely high.
Eine weitere Möglichkeit, das beladene Adsorptionsmittel zu regenerieren, besteht darin, es in einer Wanderschicht mit Wasser oder einer w§rigen Loung aussutauschon Dabei fällt eine schwach konzentrierte Schwefelsäure an, deren Aufkonzentrierung hohe Kosten verursacht.Another way to regenerate the loaded adsorbent, consists of exchanging it in a walking layer with water or an aqueous lounge This results in a weakly concentrated sulfuric acid, its concentration causes high costs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe-zugrunde, die oben geschilderten Nachteile zu vermeiden und eine wirksame Regeneration des Adsorptionsaittols auf wirtschaftliche Weise zu ermöglichen. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Regenerierung von festen Adsorptionsiitteln, die zur adsorptiven Entfernung von Verunreinigungen. insbesondere von Lösungsmitteln und/oder Schwefelverbindungen aus Abgasen eingesetzt waren, durch trokkene Wärmebehandlung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die mit den Abgasverunreinigungen beladenen Adsorptionsmittel in einen Regenerationsreaktor eingeführt und durch Erhitzung mit Hilfe von Mikrowellen regeneriert werden, wobei die adsorbierten Stoffe desorbiert werden und in konzentrierter Form anfallen.The object of the invention is to address the disadvantages outlined above to avoid and an effective regeneration of the Adsorptionsaittol on economic Way to enable. The invention relates to a method for the regeneration of solid adsorbents which are used for adsorptive removal of impurities. especially of solvents and / or sulfur compounds from exhaust gases were used by dry heat treatment, which is characterized is that the adsorbents loaded with the exhaust gas pollutants in one Regeneration reactor introduced and regenerated by heating with the help of microwaves The adsorbed substances are desorbed and in concentrated form attack.
Zum Einsatz kommt dabei ein sogenanntes trockenes Verfahren, d. h. ein Prozeß mit trockener Adsorption und thermischer trokkener Regeneration, wobei feste Adsorptionsmaterialien eingesetzt werden. Beim erfindungsgemäßen Verfahren sind Adsorptions-und Regenerations-Reakt@ren nur durch eine Sperrstrecke miteinander verbunden. Ein vom Adsorptionsmittelkreislauf gesonderter Wärmeträgerkreislauf zur Aufheizung des Adsorbens und zur Desorption der adsorbierOen Stoffe entfällt hierbei. Die Regeneration erfolgt vielmehr durch direkte Erwärmung des Adsorbens und/oder des adsorbierten Stoffes in einem Regenerationsreaktor mit Hilfe von Mikrowellen. Die Regenerationstemperatur kann hierbei den einzelnen Erfordernissen beliebig angepaßt werden. Die Reaktionsprodukte wie z. B. SO2-Reichgase bei der Rauchgasent@chwefelung oder Lösungenitteldämpfe werden in konzentrierter Form abgesaugt und der Weiterbearbeitung bzw. Wiederverwendung zugeführt. In einzelnen ergeben sich folgende Vor#eile: 1. Bei Anlagen zur Ent#ernunS von Schwefelverbindun#en.A so-called dry process is used for this, i. H. a process with dry adsorption and thermal dry regeneration, whereby solid adsorption materials are used. In the method according to the invention Adsorption and regeneration reactors are only interconnected through a blocking section tied together. A separate heat carrier circuit from the adsorbent circuit for There is no need to heat the adsorbent or desorb the adsorbed substances. Rather, the regeneration takes place by direct heating of the adsorbent and / or of the adsorbed substance in a regeneration reactor with the aid of microwaves. The regeneration temperature can be adapted as desired to the individual requirements will. The reaction products such as. B. SO2 rich gases in flue gas desulfurization or solvent vapors are extracted in concentrated form and used for further processing or recycled. In some cases, the following advantages result: 1. In systems for removing sulfur compounds.
1.1 Ein gesonderter Kreislauf für Wärmeträger mit den dafür erforderlichen Apparaten entfällt. Durch die direkte Erwärmung mit Hilfe von Mikrowellen wird die zur Regeneration des Adsorbens erforderliche Wärme ohne zusätzliche Hilfsmittel zugeführt 1.2 Das Adsorbens wird mechanisch und thermisch nicht so stark beansprucht wie bei der Erwärmung mit Wärmeträgern.1.1 A separate circuit for heat transfer media with the necessary Apparatus is not required. Direct heating with the help of microwaves makes the heat required to regenerate the adsorbent without additional aids 1.2 The adsorbent is mechanically and thermally less stressed as with heating with heat carriers.
1.3 Ein Trennen von Adsorbens und Wärmeträgern entfällt.1.3 There is no need to separate adsorbent and heat transfer media.
1.4 Eine Kühlung des Adsorbens ist nicht erforderlich, da selektiv der vom Adsorbens adsorbierte Stoff erwärmt werden kann.1.4 The adsorbent does not need to be cooled because it is selective the substance adsorbed by the adsorbent can be heated.
1.5 Das bei der Regeneration anfallende Gas ist ein Reichgas ohne Verunreinigungen durch Feststoffe.1.5 The gas produced during regeneration is a rich gas without Solid contamination.
2. Bei Anlagen zur Entfernung von Lösemittelverbindungen.2. For systems for removing solvent compounds.
2.1 Aufwendige Steuereinrichtungen für die Gasführung von Adsorptionsreaktor zu Adsorptionsreaktor entfallen, da kontinuierlich gefahren wird.2.1 Elaborate control devices for the gas flow of the adsorption reactor No need for an adsorption reactor, as it is operated continuously.
2.2 Bei der Regeneration wird das Adsorbens nicht so stark beansprucht, da die Wärmezufuhr ohne zusätzliche Wärmeträger erfolgt.2.2 During the regeneration, the adsorbent is not so heavily stressed, because the heat is supplied without additional heat transfer media.
i)ie Erfindung wird anhand der Zeichnung, die ein Reaktionsschema darstellt, näher erläutert.i) The invention is based on the drawing, which shows a reaction scheme represents, explained in more detail.
Das zu reinigende Abgas tritt durch die Leitung 1 in den Adsorptionsreaktor 2 ein und durchströmt die Adsorbensschicht 3 im Querstrom. Das gereinigte Abgas wird aus dem Adsorptionsreaktor 2 über die Leitung 4 mit Hilfe eines Gebläses 5 in einen nicht eingezeichneten Kamin gefördert.The exhaust gas to be cleaned enters the adsorption reactor through line 1 2 and flows through the adsorbent layer 3 in a cross-flow. The cleaned exhaust gas is from the adsorption reactor 2 via line 4 with the aid of a fan 5 promoted into a not shown chimney.
Das unbeladene Adsorbens gelangt durch die Leitung 6 in den Adsorptionsreaktor 2 und durchwandert diesen von oben nach unten.The unloaded adsorbent passes through line 6 into the adsorption reactor 2 and walks through it from top to bottom.
Die Verweilzeit des Adsorbens in dem Adsorptionsreaktor 2 richtet sich nach der Konzentration der Gasverunreinigungen. Durch den Abzug 7 wird das beladene Adsorbens aus dem Adsorptionsreaktor 2 über die Leitung 8 in den Regenerationsreaktor 9 gefördert Die Regeneration des Adsorbens erfolgt durch Erwärmung des Adsorbens und/oder des adsorbierten Stoffes mittels Mikrowellen.The residence time of the adsorbent in the adsorption reactor 2 is directed depending on the concentration of gas impurities. With trigger 7 that becomes loaded adsorbent from the adsorption reactor 2 via line 8 into the regeneration reactor 9 promoted The regeneration of the adsorbent takes place by heating the adsorbent and / or the adsorbed substance by means of microwaves.
Die anfallenden Regenerationsprodukte H2S04, S03, S02-Reiclgase oder Lösungsmitteldämpfe werden über die Leitung 10 mit dem Gebläse 11 abgesaugt. Die Lösungsmitteldämpfe werden im Kondensator 12 verflüssigt. Danach kann das Lösungsmittel wieder ,verwendet werden. Das H2S04, S03, S02-Rei chgas kann auf verschiedene Weise weiterverarbeitet werden.The resulting regeneration products H2S04, S03, S02-polluting gases or Solvent vapors are sucked off via the line 10 with the fan 11. the Solvent vapors are liquefied in the condenser 12. Then the solvent can again, to be used. The H2S04, S03, S02-rich gas can be used in different ways are further processed.
Das regenerierte Adsorbens kann über die Leitung 13 in dem Kühler 14 gekühlt werden. Uber die Leitung 6 wandert das unbeladene Adsorbens wieder zurück in den Adsorptionsreaktor 2.The regenerated adsorbent can via line 13 in the cooler 14 can be cooled. The unloaded adsorbent migrates back via line 6 into the adsorption reactor 2.
Beispiel: Als Adsorbens dient Aktivkohle, der adsorbierte Stoff ist Toluol.Example: The adsorbent used is activated carbon, which is the adsorbed substance Toluene.
Für den Durchsatz von 50.000 m3/h Abluft mit einer Konzentration von 7 g Toluol/m3 wird bei einer Verweilzeit der Abluft von 5 Sekunden und einer Aktivkohleschicht von 2000 mm eine Gasdurchtrittsfläche von 2 100 m benötigt. Der Adsorptionsreaktor wird als zylindrischer Behälter mit zentral eingeführtem Gaseintrittsrohr ausgeführt.For the throughput of 50,000 m3 / h exhaust air with a concentration of 7 g toluene / m3 is produced with a dwell time of the exhaust air of 5 seconds and an activated carbon layer 2000 mm requires a gas passage area of 2 100 m. The adsorption reactor is designed as a cylindrical container with a centrally inserted gas inlet pipe.
Die Abluft durchströmt die Aktivkohleschicht im querstrom von innen nach außen. Es ergeben sich daraus als Abmessungen fUr den Adsorptionsreaktor eine Höhe von 11 m, eine Apparatedurchmesser von 5 m, ein Gaseintrittsrohr von 1 m im Durchmesser.The exhaust air flows through the activated carbon layer in a cross-flow from the inside outward. The dimensions for the adsorption reactor are one Height of 11 m, an apparatus diameter of 5 m, a gas inlet pipe of 1 m in Diameter.
Der Apparat erhält somit insgesamt 87 t Adsorptionskohle, die mit einer Umlaufgeschwindigkeit von 3500 kg/h bewegt wird.The apparatus thus receives a total of 87 t of adsorption carbon, which with a circulation speed of 3500 kg / h is moved.
Als Regenerationsreaktor genügt ein Keramikrohr mit einem Innendurchmesser von 100 mm. Die Regenerationsstrecke erhält eine Länge von 0,3 m. Das Regenerationsprodukt wird direkt aus dem Regenerationsreaktor abgesaugt.A ceramic tube with an internal diameter is sufficient as a regeneration reactor of 100 mm. The regeneration section has a length of 0.3 m is sucked off directly from the regeneration reactor.
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