BE572242A - - Google Patents

Description

  PROCEDE POUR SEPARER ET RECUPERER L'ANHYDRIDE CARBONIQUE DE

MELANGES GAZEUX.

  
Lettre rectificative jointe pour valoir comme de droit à la date du 19.12.1958.

  
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ment atm)". 

  
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anhydride carbonique d'un mélange gazeux au moyen de solutions de carbonates de métaux alcalins (sodium, potassium, ammonium) comportant une phase d'absorption à pression atmosphérique ou super-atmosphérique, et une phase de régénération où la solution est régénérée à chaud et à pression atmosphérique en expulsant l'anhydride carbonique absorbé.

  
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calins ci-dessus contiennent des agents activants qui améliorent leur pouvoir d'absorption, tels que les aminoacides selon le brevet belge de la demanderesse

  
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acides et l'acide borique sont présents dans une quantité correspondant à la conversion totale de l'alcali en sel, l'invention visant enfin aussi l'utilisation de solutions de phosphates et, en général, les solutions minérales alcalines uti-

  
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Selon le procédé susdit, la régénération à pression atmosphérique des solutions épuisées s'opère normalement par ébullition et utilise pour l'expulsion,

  
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procédé la régénération s'opère très lentement et avec une consommation de chaleur considérable, et que, dans la pratique industrielle par exemple, il est

  
très difficile de pousser le degré de régénération des solutions de carbonates
- bicarbonates alcalins au-delà du degré correspondant à un contenu de 30 - 40 % de bicarbonate et 60 - 70 % de carbonate dans les solutions régénérées.

  
On sait également qu'en vue d'améliorer la régénération, de nombreux procédés utilisant ces solutions ont adopté ou proposé la réduction de la pression de travail régnant à la phase de régénération, en opérant à vide, selon l'opinion courante que l'augmentation du volume spécifique de la vapeur désorbante ou analogues devrait faciliter le régénération des solutions épuisées, alors qu'on avait cru notamment jusqu'ici que l'augmentation de la pression à la phase de régénération exerçait une action négative soit en diminuant le volume spécifique de la vapeur désorbante, soit en augmentant la valeur de la pression partielle de l'anhydride carbonique.

  
A l'encontre de ce qui a été exposé ci-dessus et qui est connu jusqu'ici, la demanderesse a trouvé qu'il est convenable et avantageux de régénérer les solutions minérales alcalines du type ci-dessus en opérant à des températures excédant le point d'ébullition des solutions à pression atmosphérique, donc en opérant sous pression.

  
Dans les cas de solutions de carbonates de métaux alcalins, ainsi' que ,  dans le cas de solutions de phosphates et borates de métaux alcalins, on a trou-

  
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point d'ébullition à pression atmosphérique de la solution, avec plus de facilité et une consommation de chaleur plus réduite qu'en opérant à la température d' ébullition à pression atmosphérique. Par les solutions de sels alcalins d'aminoacide ou sels des carbonates alcalins additionnés d'agents activants constitués

  
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favorisée, mais n'est sans doute pas entravée par l'utilisation de températures excédant le point d'ébullition à pression atmosphérique. Par contre, pour toutes les solutions ci-dessus, on a trouvé que l'utilisation de températures excédant le point d'ébullition à pression atmosphérique diminue le volume et la dimension des appareillages dans lesquels s'opère la phase de régénération, permet de

  
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énergie pour la circulation de la solution entre la phase d'absorption et celle de régénération est réduite.

  
Le procédé, dont on a exposé ci-dessus les buts et les avantages, com- <EMI ID=10.1> 

  
au moyen de la solution alcaline absorbante, et une phase de régénération, où la solution épuisée- provenant de l'absorption, est régénérée en expulsant le

  
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à pression atmosphérique, donc en opérant sous pression.

  
L'influence de l'utilisation de températures excédant le point d'ébullition à pression atmosphérique pour la régénération des solutions des carbonates alcalins, qui sont celles utilisées plus couramment par l'industrie, a été déterminée par une série d'essais qui peuvent être résumés comme suit s

  
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fée à l'ébullition une fois à pression ordinaire et successivement à pression super-atmosphérique, en utilisant dans les deux cas les mêmes appareillages et les mêmes conditions de l'opération de régénération. L'anhydride carbonique et la vapeur d'eau se développant au cours de l'ébullition sont refroidis dans un réfrigérateur de façon à condenser et recueillir l'eau, dont la mesure est en rapport direct avec la quantité de chaleur utilisée pour la régénération. A des quantités déterminées d'eau condensée, pratiquement à des intervalles de 10 % environ du volume du liqùide examiné, on effectue l'analyse du liquide en vue de déterminer le progrès de l'élimination de l'anhydride carbonique.

   Les résultats sont indiqués au diagramme montré à la figure 1 ci-jointe, où les abscisses indiquent, en pourcentage de la quantité du liquide examiné, les quantités d'eau évaporée (soit la chaleur introduite dans le système) et les ordonnées le pourcentage de l'alcali total présent comme bicarbonate.

  
La courbe A) montre l'allure de la régénération par ébullution à pression atmosphérique; la courbe B) montre l'allure de la régénération, opérée par

  
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pressions super-atmosphériques marquées à côté.

  
L'allure des deux courbes démontre clairement que la régénération

  
par ébullition à l80[deg.]C sous pression est beaucoup plus favorable et convenable que celle par ébullition à pression ordinaire.

  
On voit que la courbe A), se référant à la régénération à pression atmosphérique, présente un caractère asymptotique duquel l'on déduit que même

  
un traitement d'ébullition prolongé de la solution avec une consommation de chaleur même très considérable, amène très difficilement, ou même pas du tout, aux valeurs de régénération de la solution que l'on atteint par contre facilement

  
et avec une consommation plus réduite de chaleur par la régénération par ébulli-

  
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quantité d'eau évaporée correspondant à 10 % de la solution (courbe B)), l'on obtient le même degré environ de régénération que l'on atteint à pression atmos-

  
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D'autre essais ont été effectués de façon analogue en utilisant des solutions de phosphates, borates et des solutions de carbonates alcalins contenant des quantités variables d'aminoaoide comme agents activants, ainsi que de l'acide borique. Les résultats des essais ainsi effectués sont indiqués au tableau 1, où, pour opaque type de solution utilisé pour les essais, au droit des quantités en pourcentage d'eau évaporée (510-20-30-40 % du volume de solution traitée), sont marqués les degrés de régénération (exprimés comme rapport mo-

  
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phérique, la ligne immédiatement en dessous indiquant les degrés de régénération obtenus par ébullition à une température de l80[deg.]C aux pressions correspondantes. 

TABLEAU I

  

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On a constaté qu'une solution de tri-phosphate de sodium contenant

  
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glycocolle présente une amélioration du degré de régénération pratiquement négligeable ou non existante et il en est de même pour une solution de carbonate

  
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la conversion en sel de tout l'alcali, se comportera évidement comme les deux solutions qui viennent d'être mentionnées, mais n'a pas été prise en considération en raison du pouvoir corrosif de ce type de solution.

  
En conclusion, il dérive de ce qui précède, que à l'encontre des notions existant jusqu'ici, la régénération par ébullition à pression super-atmos-

  
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ration par ébullition à pression atmosphérique.

  
Ce phénomène peut s'expliquer soit en admettant que la pression par-

  
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tion de la température plus rapidement que la pression de la vapeur d'eau, soit en admettant, peut-être avec plus de raison, que la température élevée inhérant à l'ébullition à pression superatmosphérique favorise les échanges entre la pha-

  
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que la même quantité de vapeur désorbante, même si son volume spécifique à diminué à cause de la pression, parvient à expulser une quantité plus grande de
002. Cette hypothèse est probablement plus vraisemblable en raison de la constatation que l'amélioration du degré de régénération apportée par l'ébullition

  
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versa. Il en est exactement de même pour les solutions contenant de l'acide borique.

  
Après ces constatations expérimentales on a construit une installation pilote en vue de comparer et constater en régime industriel l'allure du pro-

  
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des solutions de carbonates alcalins, celles-ci étant les solutions plus couramment utilisées.

  
L'installation pilote comportant une tour d'absorption ayant un diamètre de 0,4 m et une hauteur utile de"15 m, reliée en premier lieu à une tour de régénération à pression atmosphérique ayant nn diamètre de 0,6 m et une hau-

  
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les essais de régénération sous pression, à une tour de régénération plus petite ayant, un diamètre de 0,4 m et une hauteur utile de 6 m (volume de remplissage

  
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sion de 11 atm. effectives à l'absorption et respectivement de 0 - 5 - 8 atm. effectives à la régénération, le débit de gaz et le débit de la solution ont

  
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vapeur utilisée pour la régénération a été également maintenue-constante à
100 kg/h, la température d'ébullition de la solution variant en fonction de la pression selon les valeurs indiquées au tableau II suivant, qui montre les  résultats :

T A B L E A U II

  

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Les résultats portés au tableau montrent en premier lieu que la régénération par ébullition sous pression offre la possibilité pratique et industrielle de réduire la capacité, le volume et les dimensions de l'appareillage de régénération; en deuxième lieu, le degré de régénération de la solution s'amé-

Claims (1)

1. liore à mesure que la température d'ébullition et, conséquemment, que la pression de régime de la phase de régénération augmentent, la consommation de chaleur étant la même. Enfin, on a constaté que le 00 expulsé pendant la régénération est recueilli à l'état comprimé (5 respectivement atm) et que la pompe consomme moins d'énergie et peut, au cas limite, devenir une pompe de circulation. <EMI ID=29.1>

   sion atmosphérique la régénération pouvant être effectuée à pression super-atmosphérique, en vue d'assurer les avantages ci-dessus; dans- ce cas, la pompe de circulation remplit la nouvelle fonction de comprimer la solution depuis la phase d'absorption jusqu'à la phase de régénération.

   Cette invention n'est pas limitée à l'utilisation, pour la phase de régénération, du procédé d'ébullition de la solution à pression super-atmosphérique. L'invention peut être réalisée par une voie autre que l'ébullition, en

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   rents pour la désorption et l'expulsion de 002' pourvu que, comme prescrit cidessus, la température de la phase de régénération soit plus élevée que la température d'ébullition de la solution à pression atmosphérique.

   REVENDICATIONS.

   1. Procédé pour éliminer l'anhydride carbonique de mélanges gazeux au moyen d'une solution de sels de métaux alcalins comme carbonate, phosphate, bo-

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   métaux alcalins additionnés d'aminoacide comme agent activant, comportant une phase d'absorption où le mélange gazeux est traité par la solution absorbante,

   et une phase de régénération où la solution épuisée provenant de l'absorption est régénérée en expulsant l'anhydride carbonique, par traitement à chaud au moyen d'air ou de gaz désorbants, y inclus la vapeur dérivant de la solution elle-même caractérisé en ce que la régénération est opérée à des températures plus élevées que le point d'ébullition de la solution à pression atmosphérique, en opérant à pression super-atmosphérique.

   2. Procédé selon 1, caractérisé en ce que la phase de régénération

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   ré à l'état comprimé.

   3. Procédé selon 1, caractérisé en ce que la régénération est opérée par traitement de la solution au moyen de gaz inertes à des températures plus élevées que le point d'ébullition de la solution à pression atmosphérique, en opérant à pression super-atmosphérique.