DE2902018A1 - Purifying gases using active carbon - with adsorption beds moved forward and transferred to regenerating zone - Google Patents

Purifying gases using active carbon - with adsorption beds moved forward and transferred to regenerating zone

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DE2902018A1
DE2902018A1 DE19792902018 DE2902018A DE2902018A1 DE 2902018 A1 DE2902018 A1 DE 2902018A1 DE 19792902018 DE19792902018 DE 19792902018 DE 2902018 A DE2902018 A DE 2902018A DE 2902018 A1 DE2902018 A1 DE 2902018A1
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Paul-Hermann Bauder
Klaus Sussmann
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    • B01D2259/4009—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating using hot gas

Abstract

Active C is arranged in at least two mobile layers positioned one behind the other in the direction of flow of gases which are to be purified. When the layer which is first in the direction of flow is fully charged, it is removed and transferred to a regenerating zone. The other layers are then moved forward by the thickness of a layer towards the source of the gases. The last place thus made vacant is filled with a fresh layer and for pref. there are 4 to 6 layers and these are 10-30cm. thick. To exploit to the fullest extent the adsorptive capacity of the active carbon without either the disadvantages of regeneration by hot steam or gas in situ, or the transfer of the carbon by gravity, etc. This latter is both inefficient and expensive as well as destructive of the carbon by friction.

Description

Verfahren zur Reinigung von GasenProcess for purifying gases

mittels Aktivkohle Ge&enstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Reinigung von Gasen, insbesondere von Abluft, mittels Aktivkohle.by means of activated carbon The subject of the invention is a method for cleaning gases, especially exhaust air, using activated carbon.

Die Reinigung von Gasen durch Adsorption störender Bestandteile an Aktivkohle wird in weitestem Umfang technisch angewendet.The purification of gases by adsorbing disruptive components Activated charcoal is used technically to the greatest possible extent.

Grundsätzlich unterscheidet man dabei zwei verschiedene Verfahrensweisen. Bei der Verfahrensweise mit Festbettadsorbern ist die Aktivkohle in einem Behälter fest angeordnet. Sobald die Aktivkohle beladen ist, wird die Kohle in demselben Behälter z.B. durch heiße Inertgase oder überhitzten Wasserdampf regenbriert. Weil somit Adsorption und Desorption in demselben Behälter stattfinden, werden durch die großen Temperaturunterschiede zwischen Adsorption und Desorption hohe Anforderungen an das Gerätematerial der gesamten Anlage gestellt. Die Beladei.ähigkeit der Kohle wird bei diesem Verfahren, durch die Adsorptionszone bestimmt, nur teilweise ausgenützt.Basically, a distinction is made between two different procedures. When using fixed bed adsorbers, the activated carbon is in a container firmly arranged. Once the activated charcoal is loaded, the charcoal becomes in the same Container regenerated e.g. by hot inert gases or superheated steam. because thus adsorption and desorption will take place in the same container the large temperature differences between adsorption and desorption make high demands placed on the equipment of the entire system. The loading capacity of the coal in this process, determined by the adsorption zone, only partially exploited.

Bei der Verfahrensweise mit bewegter Aktivkohle wird in von einander getrennten Anlage teilen adsorbiert bzw. regeneriert. Bei der Adsorption wandert die Aktivkohle unter Ausnützung der Schwerkraft durch den ~#dsorptionsturm.In the procedure with activated charcoal in motion, one another separate plant divide adsorbed or regenerated. Migrates during adsorption the activated carbon using gravity through the absorption tower.

Oben im Adsorptionsturm wird frische Ak@ivkohle aufgegebe, unten wird beladene Aktivkohle, z.Il. durch ein Becherwerk, abgezogen und in die Regenerierzono transportiert. Bei dieser Verfahrensweise ist das Behältermaterial des Adsorptionsturrnes keinen Temperaturwechselbeanspruchungon ausgesetzt. Nachteilig ist jedoch, dalJ durch den Transport der Kohle zu den einzelnen Xnlagezonen ein hoher KohleverscIilei( durch mechanischen Abrieb entsteht, was einen erllcblichen Einfluß auf die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens hat. Weiterhin erfolgt bei dem Fließen der Kohle von oben nach unten eine Vermischung von beladenen und unbeladenen Kohleteilchen, so daß eine optimale Beladung aller Kohleteilchen nicht erreicht werden kann.At the top of the adsorption tower, fresh charcoal is added, and at the bottom loaded activated carbon, e.g. through a bucket elevator, withdrawn and into the regeneration zone transported. In this procedure, the container material is the adsorption tower not exposed to thermal shock. However, it is disadvantageous that due to the transport of coal to the individual investment zones, a high level of coal storage ( mechanical abrasion occurs, which has a noticeable impact on economic efficiency of the procedure. Furthermore, the coal flows from top to bottom a mixture of loaded and unloaded coal particles, so that an optimal Loading of all coal particles cannot be achieved.

Diese Nachteile der geschilderten Verfahrensweisen werden weitgehend durch das in den Patentansprüchen beschriebene Verfahren beseitigt.These disadvantages of the procedures outlined are largely eliminated by the method described in the claims.

Die Aktivkohle ist schiciitweise auf Flachbettsegmenten, z.B. Rosten, Sieben oder anderen Böden angeordnet, die durch Taktbetrieb im Kreislauf durch Adsorptions- und Regenerierzone geführt werden. Die Böden der Flachbettsegmente sollen so gestaltet werden, daß ein möglichst ungehinderter Gasfluß durch den Boden in die Aktivkohleschicht stattfinden kann. Bewährt haben sich z.B. Siebböden. Die auf den Flachbe ttsegmenten befindlichen Aktivkohleschichten werden sowohl in der Adsorptions- als auch in der Regenerierzone im Gegenstrom zu den Gasströmen geführt, da auf diese Weise eine optimale Beladung bzw. Regeneration möglich ist.The activated carbon is layered on flat bed segments, e.g. grates, Seven or other trays arranged, which are cycled by adsorption and regeneration zone. The bottoms of the flat bed segments should be designed in this way that the most unhindered gas flow through the soil into the activated carbon layer can take place. Sieve trays, for example, have proven themselves. The ones on the flat bed segments Activated carbon layers located in both the adsorption and the Regeneration zone led in countercurrent to the gas streams, there to this Way an optimal loading or regeneration is possible.

Die dsorptioszono besteht aus mindestens 2 Aktivkohleschichten, bevorzugt jedoch 4 bis 6 Schichten. Lediglich während des Austauschvorganges einer beladenen gegen eine frische Schicht befindet sich kurzfristig eine Aktivkohleschicht weniger in der Adsorptionszono. Falls das unerwünscht ist, kaml man am Ende der dsorponszono immer den Platz für eine Schicht freihalten, d.h. es wird erst eine frisuche Schicht nachgeschoben und dann die verbrauchte Schicht entfernt und die Verschiebung der gesamten Schichten vorgenommen. Nachteilig bei dieser Verfahrensweise ist allerdings der erhöhte, praktisch während der gesamten Betriebszeit nutzlose Raumbedarf. Die Anzahl der in der Adsorptionszone befindlichen Segmente sowie die Schütthöhe der Aktivicohle in den einzelnen Segmenten richten sich nach der Strömungsgeschwindigkeit der Abluft und Schadstoffkonzentration in der Abluft. Sie muß so bemessen sein, daß die Zeiten zur vollstandigen Beladung und Regeneration der Segmente einen gleichmäßigen Taktbetrieb ermöglichen. Die Gesamtschüttscliichthöhe in der Adsorptionszone beträgt erfahrungsgemäß etwa 0,50 - 1,5 in. Als Schiitthöhe der Aktivkohle auf den einzelnen Elementen hat sich eine Höhe von 10 bis 30 cm besonders bewährt.The dsorptioszono consists of at least 2 activated carbon layers, preferably but 4 to 6 layers. Only during the exchange process of a loaded one In the short term, there is one less activated carbon layer against a fresh layer in the adsorption zone. If that is undesirable, you can come at the end of the dsorponszono Always keep the space free for a shift, i.e. there will be a hair-seeking shift first pushed in and then the used layer removed and the shifting of the entire shifts. However, this procedure has the disadvantage the increased space requirement, which is practically useless during the entire operating time. the Number of segments located in the adsorption zone and the bed height of the Activated carbon in the individual segments depends on the flow velocity the exhaust air and the concentration of pollutants in the exhaust air. It must be measured that the times for complete loading and regeneration of the segments are uniform Enable cyclical operation. The total bulk height in the adsorption zone is experience has shown about 0.50 - 1.5 in. As the height of the activated carbon on the individual Elements a height of 10 to 30 cm has proven particularly useful.

Zwischen Adsorptions zone und Desorptionszone werden Schleusen angeordnet, um sicherzustellen, daß die heißen zur Regeneration benutzten Gase nicht in den Adsorptionsturm gelangen können, dort die Adsorption beeinträchtigen oder zu sonstigen Störungen führen. Die Schleusen können vorteilhafterweise gleichzeitig dazu dienen, die beladenen Segmente vorzuwärmen bzw. die regenerierten Segmente abzukühlen.Locks are arranged between the adsorption zone and the desorption zone, to ensure that the hot gases used for regeneration are not in the Adsorption tower can get there, impair the adsorption or other Malfunctions. The locks can advantageously be used at the same time to to preheat the loaded segments or to cool the regenerated segments.

Der Transport der Flachbettsegmente mit den darauf befindlichen Aktivkohleschichten bi#t keinerlei Probleme in und kann mit den üblichen Fördereinrichtungen geschehen.The transport of the flat bed segments with the activated carbon layers on them ask no problems in and can with the usual conveyors happen.

Sobald das in Strömungsrichtung erste Flachbettsegment mit der darauf befindlichen Aktivkohle voll beladen ist, was man z.B. durch Konzentrationsmessungen feststellen kann, wird dieses Segment aus der Adsorptionszone transportiert und gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Schleuse in die Regenerierzone übergeführt. Sobald das Segment die Adsorptionszone verlassen hat, werden alle in der Adsorptionszone befindlichen Segmente um eine Schicht- (bzw. Segment-) Stärke gegen die Strömungsrichtung der Gase verschoben und auf den dadurch freigewordenen Platz der in Strömungsrichtung gesehen letzten Schicht wird eine regenerierte frische Schicht Aktivkohle bzw.As soon as the first flat bed segment in the flow direction with the one on top activated carbon is fully loaded, which can be seen, for example, through concentration measurements can determine, this segment is transported out of the adsorption zone and optionally transferred into the regeneration zone with the interposition of a lock. Once the segment has left the adsorption zone, everyone is in the adsorption zone located segments by a layer (or segment) thickness against the direction of flow of the gases and moved to the space freed up in the direction of flow seen last layer is a regenerated fresh layer of activated carbon or

ein frisches Segment aus der Regenerierzone gebracht.brought a fresh segment from the regeneration zone.

Die Schichtstärke der Aktivkohle bzw. die Anzahl der gleichzeitig sich in der Regenerierzone befindlichen Schichten bzw. Segmente muß so bemessen werden, daß bei Abzug einer beladenen Aktivkohleschicht auch stets eine regenerierte Schicht zur Verfügung steht.The layer thickness of the activated carbon or the number of simultaneously Layers or segments in the regeneration zone must be dimensioned in this way be that when a loaded activated carbon layer is withdrawn, a regenerated layer is always also regenerated Layer is available.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbaren Vorteile bestehen vor allem darin, daß die Aktivkohle im Gegenstrom zu den zu reinigenden Gasen durch die Adsorptionszone geführt wird; was eine optimale Beladung der Aktivkohle mit sich bringt, sie aber dennoch in den einzelnen Schichten gleichsam wie in einem Festbett ruht, so daß ein Kohleverschleiß durch mechanischen Abrieb nicht entstehen kann. Bin weiterer Vorteil besteht darin, da Adsorbieren und Desorbieren (Regenerieren) in getrennten Anlageteilen stattfindet, so daß der Materialverschleiß durch Temperaturwechselbeanspruchung im Gegensatz zur Verfahrensweise mit Festbetten gering bleibt.The advantages that can be achieved with the method according to the invention exist especially in the fact that the activated carbon flows through in countercurrent to the gases to be cleaned the adsorption zone is conducted; what an optimal loading of the activated carbon with brings itself, but nevertheless in the individual layers as it were in one Fixed bed rests, so that carbon wear does not occur due to mechanical abrasion can. Another advantage is that adsorbing and desorbing (regenerating) takes place in separate system parts, so that the material wear due to thermal cycling remains low in contrast to the procedure with fixed beds.

Claims (3)

Patentansprüche 1. Verfahren zur Reinigung von Gasen mittels Aktivkohle, d a d u r c h g e k e n n z e 1 C h n e t daß die Aktivkohle in mindestens 2 in Strömungsrichtung der Gase hintereinanderliegenden beweglichen Schichten angeordnet wird, bei vollständiger Beladung der in Strömungsrichtung der Gase gesehen ersten Schicht diese Schicht aus dem Gasstrom entfernt und in eine Regenerierzone übergeführt wird, nach Entfernen der ersten Schicht die übrigen Schichten um eine Schichtstärke gegen die Strömungsrichtung verschoben werden und der dadurch freigewordene Piatz der in Strömungsrichtung gesehen letzten Schicht mit einer frischen Schicht besetzt wird.Claims 1. Method for cleaning gases by means of activated carbon, d a d u r c h e k e n n z e 1 C h n e t that the activated carbon in at least 2 in Direction of flow of the gases arranged one behind the other movable layers is, when fully loaded, the first seen in the direction of flow of the gases Layer this layer is removed from the gas stream and transferred to a regeneration zone is, after removing the first layer, the remaining layers by one layer thickness are shifted against the direction of flow and the space freed up as a result the last layer seen in the direction of flow is filled with a fresh layer will. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Aktivkohle in 4 bis 6 Schichten angeordnet wird.2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the activated carbon is arranged in 4 to 6 layers. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine AktivkohleschicJjt 10 bis 30 cm stark ist.3. The method according to claims 1 or 2, d a d u r c h g e k e n Note that an activated carbon layer is 10 to 30 cm thick.
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Cited By (3)

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