AT133486B - Verfahren zur Absorption von Kohlensäure aus Gasgemischen durch Alkalikarbonatlösungen. - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Absorption von Kohlensäure aus Gasgemischen durch Alkalikarbonatlösungen. 



   Es ist bekannt, Kohlensäure aus Gasgemischen mittels Alkalikarbonatlösungen zu absorbieren und die anfallenden Bikarbonatlösungen durch Erhitzen wieder zu regenerieren. Das Verfahren findet trotz seiner Vorzüge in Fällen, wo es auf restlose Entfernung der Kohlensäure ankommt, praktisch keine Anwendung, da die Absorption zu träge verläuft und infolgedessen ausserordentlich grosse und kostspielige   Absorptionsvorrichtungen   vorzusehen wären. 



   Vorliegende Erfindung ermöglicht eine praktisch   vollständige Auswaschung   der Kohlensäure 
 EMI1.1 
 erforderlich werden. Es wurde nämlich gefunden, dass die Kohlensäure überraschenderweise sehr schnell und glatt absorbiert werden kann, u. zw. bei bester Ausnutzung der Lauge, wenn man dafür sorgt, dass die unmittelbar aus dem Gas aufgenommene Kohlensäure von der Lauge in   HC03'-Ionen   umgesetzt wird, bevor die Lauge erneut zur Absorption dient. Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis ist also mit andern Worten, dass man der Lauge während des Absorptionsprozesses oder zwischen den einzelnen Phasen desselben genügend Zeit geben muss, die zunächst nur physikalisch aufgenommene Kohlensäure chemisch zu binden.

   Dies kann bei nicht gesteigerter oder eventuell verminderter Menge frisch aufgegebener Absorptionsflüssigkeit erreicht werden. 



   Dieses auffallende Verhalten bei der Kohlensäureabsorption durch Alkalikarbonatlösungen liess sich um so weniger voraussehen, als es bei andern Absorptionsverfahren stets nur darauf ankommt, Gas und   Absorptionsflüssigkeit   in   möglichst   innige Berührung zu bringen und im übrigen dem Prozess die theoretisch geforderte   Absorptionsmittelmenge zuzüglich   eines gewissen, durch die Unvollkommenheit technischer Absorptionsprozesse geforderten   Überschusses zuzuführen.   



   Der Grund für das abweichende Verhalten der   Alkalikarbonatlösungen   wurde in der sehr geringen   Hydratisierungsgeschwindigkeit   der Kohlensäure gefunden. Die erste Phase des Absorptionsvorganges, 
 EMI1.2 
 anhydrid reagiert jedoch nicht ohne weiteres mit der Karbonation, sondern es muss sich erst zu Kohlensäure   (HCOg)   hydratisieren, ehe chemische Bindung erfolgen kann. Der geschwindigkeitsbestimmende Vorgang liegt also in der Flüssigkeit selbst. Gemäss der Erfindung wird dafür gesorgt, dass das Gas stets Flüssigkeitsteilchen antrifft, die die physikalisch aufgenommene Kohlensäure bereits chemisch gebunden haben und also wieder absorptionsfähig sind.

   Zu diesem Zweck muss man entweder dem Gas eine so   grosse   Flüssigkeitsmenge zur Verfügung stellen, dass jederzeit anhydridfreie Laugenteilchen vorhanden sind, oder der Flüssigkeit zu der Nachreaktion genügend Zeit geben. Die Wirksamkeit der Waschung wird   hienach   durch die Verweilzeit der Lauge im Turm und die in der Zeiteinheit aufgegebene Laugenmenge bestimmt, d.   Ii.   letzten Endes durch die in dem Absorptionsbehälter unterwegs befindliche Laugenmenge ; diese sei als wirksame Laugenmenge bezeichnet. 



   Es wurde gefunden, dass zur Erzielung einer schnellen Absorption die wirksame Laugenmenge etwa halb so gross sein soll wie diejenige   Laugenmenge, welche stündlich frisch   auf den Absorptionsturm auf- 
 EMI1.3 
 Absorptionsturm mit Böden, auf denen Flüssigkeit und Gas in innige   Berührung   kommen, wird eine geringe Laugenmenge in der Grössenordnung der für die Absorption der zu entfernenden Kohlensäuremenge 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 theoretisch erforderlichen Menge aufgegeben. Die von den Böden ablaufende mit Kohlensäure gesättigte Lauge wird in neben der Säule angeordnete Behälter geführt, deren Inhalt so bemessen ist. dass während des   Durchströmens   genügend Zeit für die chemische Bindung der Kohlensäure zur Verfügung steht.

   Aus diesem Behälter fliesst die nunmehr wieder aufnahmefähige Lauge auf den   nächsttieferen   Boden der Säule. Man kann auch mit den üblichen Berieselungstürmen in der Weise arbeiten, dass man die Lauge in der   Absorptionsvorrichtung   zirkulieren lässt und an irgendeiner Stelle des Kreislaufes die wesentlich geringere Menge der Frisehlauge einführt. Eine der letzteren gleiche Menge wird kontinuierlich abgezogen. 



   Die   Hydratisierungsgesehwindigkeit   der Kohlensäure wird durch Temperaturerhöhung wesentlich beschleunigt ; daher ist es vorteilhaft, die Absorption bei möglichst hoher Temperatur vorzunehmen. 



  Begrenzt wird die zulässige Absorptionstemperatur durch den   Gleichgewichts-Partialdruck der Kohlen-   säure über der bikarbonathaltigen Lösung, so dass also die Absorptionstemperatur durch den zulässigen Endkohlensäuregehalt in dem gewaschenen Gas bestimmt wird. Im allgemeinen werden   Temperaturen   zwischen 40 und 70  C in Frage kommen. 



   Als Absorptionsmittel können die wässerigen Lösungen aller Alkalikarbonat verwendet werden, vornehmlich kommen Kalium-,   Natrium-oder Ammoniumkarbonat   in Frage. 



   Allgemein kann das Verfahren angewendet werden für alle Absorptionsvorgänge, deren   Geschwin-   digkeit durch langsam verlaufende chemische Nachreaktion innerhalb der Flüssigkeit bestimmt ist. 



   Die Ausführung des Verfahrens sei in einem Beispiel an Hand der Zeichnung beschrieben :
100 m3 Koksofengas mit   2'5% Kohlensäure   werden nach Befreiung von Teer, Naphtalin und Ammoniak auf 12   a   komprimiert und sodann bei   1   in den   Absorptionsturm.   2 eingeführt, der 12 Böden 
 EMI2.1 
 den Turm bei 4 nach Absorption der Kohlensäure, wobei sich der Bikarbonatgehalt auf 87'5% erhöht hat. 



  Die von den einzelnen Böden überlaufende Lauge, die physikalisch mit Kohlensäure gesättigt ist, muss seitlich an der Säule angebrachte Behälter 6 durchströmen, von denen jeder ein Volumen von etwa   300 l   besitzt. Während der verhältnismässig langen Verweilzeit in diesen Behältern erfolgt die chemische Bin- dung der Kohlensäure, und die wieder in die Säule zurückkehrende Lauge besitzt wieder volle Aufnahme- 
 EMI2.2 
 
Gases beträgt nur noch 0'1%. Die bei 4 entnommene Lauge wird nach Vorheizung in dem   Austauseher   7 in dem Abtreiber 8 auf 100 bis 140  C erhitzt, wobei das Bikarbonat unter Abspaltung von Kohlensäure, die bei 9 entweicht, in Karbonat   zurückverwandelt   wird.

   Die regenerierte Lauge, die nur mehr   25%   Bi- karbonat enthält, kehrt nach Ausnutzung ihrer Wärme in 7 bei 3 wieder in den Absorptionsturm zurück. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :   l.   Verfahren zur Absorption von Kohlensäure aus Gasgemischen durch Alkalikarbonatlösungen, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Erzielung einer weitgehenden Kohlensäureabsorption und bester
Ausnutzung der Lauge der Absorptionsflüssigkeit während des Absorptionsvorganges oder zwischen den einzelnen Phasen desselben, bei nicht gesteigerter oder eventuell verminderter Menge frisch aufgegebener .   Absorptionsflüssigkeit,   genügend Zeit gegeben wird, die   zunächst   physikalisch aufgenommene Kohlen- säure chemisch zu binden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch l,. dadurch gekennzeichnet, dass in den Weg der Lauge von einem Boden bzw. Abteil der Absorptionsvorriehtnng, in welchen die Flüssigkeit mit dem Gas in innige Berührung kommt, zum nächsten grössere Behälter angeordnet sind, durch welche die Flüssigkeit mit geringer Geschwindigkeit hindurchfliesst.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zwecks Vergrösserung der wirksamen Laugenmenge diese in den Absorptionsvorrichtungen zirkulieren lässt.