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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung des Wasserdampfes aus dem Gemisch von Gasen und Wasserdampf, welches einer in einem Laugenkocher auf ihren Siedepunkt erhitzten Absorptionslauge entströmt. Darnach wird das Gemisch verdichtet und in den Heizkörper des Laugenkochers geführt, wo der grösste Teil des Wasserdampfes kondensiert. Das Verfahren kann auf die Abtrennung des Wasserdampfes aus dem Gemisch angewendet werden, welches dem Laugenkocher einer mit Koksverbrennung und mit Absorptionslauge betriebenen Kohlensäuregewinnungsanlage entströmt. Darnach wird die zum Betrieb des Verdichters erforderliche Energie der bei der Verbrennung des Koks freiwerdenden Wärmemenge entnommen.
Erfolgt in einer solchen Kohlensäuregewinnungsanlage die Verbrennung des Koks in einem Dampfkessel, so kann ein Teil des im Dampfkessel erzeugten Dampfes zum Betrieb des Gemischverdichters verwendet werden. Als Verdichter kann ein mit einer Dampfkraftmaschine, z. B. Dampfturbine, betriebener Kolben-oder Kreiselverdichter oder ein Dampfinjektor angewendet werden. Die bei der Verbrennung des Koks freiwerdende Energie könnte auch in einer zum Antrieb des Verdichters dienenden Gaskraftmaschine Verwendung finden.
Es sind bereits Verfahren zur Kohlensäuregewinnung bekannt geworden, wonach Koks verbrannt und wobei eine Absorptionslauge, z. B. Kalium-oder Natriumkarbonat, verwendet wurde. Für das Eindampfen der mit Kohlensäure gesättigten Lauge und zum Austreiben der Kohlensäure aus derselben wurde hierbei entweder Abdampf aus einer Dampfmaschine oder Frischdampf aus einem Dampfkessel oder eine besondere Feuerungsvorrichtung angewendet. Um aus einem Kubikmeter einer Kaliumkarbonatlösung von 200 Bé die von ihr zuvor aufgenommene Kohlensäuremenge von zirka 30 kg auszutreiben, müssen. bekanntlich etwa 150 kg Wasser aus der Lauge abgedampft werden.
Weil jedes auf 1000 vorgewärmte
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meter vorgewärmter Kaliumkarbonatlösung etwa 150 X 540 = 81000 Kalorien zuzuführen, Der dem Laugeneindampfer mit der Kohlensäure entweichende Wasserdampf wurde in bisher bekannt gewordenen Anlagen nur zum Vorwärmen der zum Verdampfer strömenden Lauge, nicht aber zu deren Verdampfung selbst verwendet. Es lässt sich nun leicht einsehen, dass hierbei die dem'Wasserdampf beim Verlassen des Laugenverdampfers innewohnende Flüssigkeits-und Verdampfungswärme'bei weitem nicht ausgenutzt werden. kann, da die Lauge selbst schon durch vorangehende Führung im Gegenstrom gut vorgewärmt werden kann.
Für die weitere und vollständige Kondensation des dem Laugenkocher entströmenden Wasserdampfes zwecks Freigebens der Kohlensäure muss deshalb eine verhältnismässig grosse Menge von besonderem Kühlwasser angewendet werden und die in dieses Kühlwasser übertretende Wärmemenge ist für die weitere Kohlensäuregewinnung natürlich verloren. Dafür musste dem Laugenkocher mittels Frisch-oder Abdampf die grosse Wärmemenge aufs neue zugeführt werden, die erforderlich war, um die vorgewärmte Lauge in Dampfform überzuführen. Bei einer nach vorliegendem Verfahren arbeitenden Anlage wird dieser Wärmeverlust bzw. aufwand vermieden und es arbeitet deshalb eine solche Anlage bedeutend wirtschaftlicher als die vorbekannten Anlagen.
Es sind auch schon Laugenkocher bekannt geworden, in welchen der abströmende Dampf zwecks Heizung in den Heizraum des Kochers geführt wurde. Dort handelte es sich aber nur um das Eindampfen von Lauge zwecks höherer Konzentration, nicht aber um die Trennung von Nutzgas und aus einer Absorptionslauge entstehenden Wasserdampfes.
Die Zeichnung zeigt in schematischer Weise zwei nach vorliegendem Verfahren arbeitende Anlagen. Hierbei sind nur die für die Erklärung des Verfahrens erforderlichen Einrichtungen eingezeichnet, alle übrigen Einrichtungen, wie Gaswäscher, Gaskühler, Behälter, Hilfspumpen usw., sind weggelassen worden. Um anzudeuten, dass solche zwischen die in der Zeichnung ersichtlichen Einrichtungen hineinzudenken sind, wurden die Verbindungsleitungen nur gestrichelt eingezeichnet. Im Ausführungsbeispiel nach Flg. i ist zur Verdichtung des dem Laugenverdampfer entströmenden Gemisches von Kohlensäure und Wasserdampf ein Dampf-Turbo-Verdichter, im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ein Dampfinjektor angewendet.
In dem in Fig. i ersichtlichen Dampfkessel 1 wird auf dem Rost 2 Koks verbrannt.
Die Verbrennungsgase, wie CO2, N, 0, usw. strömen durch die Heizröhren J nach dem Sammelrohr 4 und von da durch die Leitung 5 zum Absorptionsturm 6. Sie treten unten
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arme Lauge, z. B. K2 COg-Lösung, eingeführte welche beim Niederströmen im Turm 6 die aufsteigende Kohlensäure absorbiert. Am Boden des Turmes 6 wird die mit Kohlensäure gesättigte Lauge abgezapft und durch das Rohr 8 zum unteren Teil des Laugenkochers 9 geführt. Von hier steigt sie durch die vertikal angeordneten Heizröhren 10 in die Höhe. Durch unterwegs ihr zugeführte Wärme wird die Kohlensäure vermischt mit Wasserdampf aus ihr ausgetrieben.
Das Gemisch wird aus dem obersten Teil des Laugenkochers 9 mittels des Rohres 9a zu einem beispielsweise von einer Dampfturbine 11 angetriebenen Kreiselverdichter 12 geführt und daselbst auf einen etwas höheren Druck und damit auf eine etwas höhere Temperatur gebracht. Im verdichteten Zustande wird das aus Kohlensäure und Wasserdampf bestehende Gemisch durch das Rohr 13 zu dem Mantel 14 des Laugenverdampfers geführt, wo es die Heizrohre 10 umspült und dabei wegen des zwischen dem Mantelraum 14 und dem Innern der Heizröhren 10 bestehenden Temperaturgefälles den grössten Teil seiner Wärme an die in den Heizrohren 10 hochsteigende, an Kohlensäure
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Rohres 15 abgelassen werden.
Die mit etwas Wasserdampf vermischte gasförmige Kohlensäure wird dem Mantelraum 14 mittels des Rohres 16 entnommen und zu den für ihre Abkühlung, Trocknung und Verdichtung erforderlichen Apparaten geführt, wonach sie in versandfertige Behälter abgefüllt wird. Von dem im Dampfkessel 1 durch Verbrennung des Kokses erzeugten Wasserdampf wird ein Teil durch das Rohr 17 zur Dampfturbine 11 und von hier im entspannten Zustand durch das Rohr 18 beispielsweise zu einem Kondensator geführt. Der übrige, weitaus grössere Teil des Dampfes kann zu andern Zwecken nutzbar angewendet werden und hierin liegt eben der technische Fortschritt gegenüber den bisher bekannt gewordenen Arbeitsverfahren.
An Stelle der in der Zeichnung dargestellten, aus der Dampfturbine 11 und dem Kreiselverdichter 12 bestehenden Verdichteranlage kann der Einfachheit halber auch ein Dampfinjektor angewendet werden. Sein Betriebsdampf kann ebenfalls dem Dampfkessel 1 entnommen werden, in welchem der zur Erzeugung der Kohlensäure erforderliche Koks verbrannt wird. Eine solche Einrichtung ist in Fig. 2 dargestellt : 29 ist der Laugenverdampfer, in dessen untersten Teil durch das'Rohr 28 an Kohlensäure reiche Lauge eingeführt wird, wie im ersten Ausführungsbeispiel. Diese soll beim Hochsteigen in den Heizröhren 30 erhitzt werden, so dass sich die Kohlensäure aus ihr abscheidet.
Vom obersten Raum des Laugenverdampfers wird das Gemisch von Kohlensäure und durch die Erhitzung gebildeter Wasserdampf mittels des Rohres 31 abgesaugt und zum Injektor 32 geführt.
Diesem wird mittels des Rohres 33 aus einem Dampfkessel, der dem Kessel 1 der Fig. I entspricht, Frischdampf zugeführt und das um diesen Frischdampf vermehrte Gemisch wird vom Injektor aus in den Mantelraum 34 des Laugenverdampfers geleitet. Es besitzt einen höheren Druck und deshalb auch eine höhere Temperatur als die in den Heizröhren 30 aufsteigende Lauge und kann deshalb Wärme zwecks Austreibens der Kohlensäure an dieselbe abgeben. Hierbei kühlt sich das Gemisch von Kohlensäure und Wasserdampf ab, das Kondensat wird durch das Rohr 35, die Kohlensäure in Gasform durch das Rohr 36 abgeführt und wie beim ersten Beispiel durch verschiedene Hilfsapparate hindurch zu der Stelle geführt, wo sie in Flaschen abgefüllt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Verfahren zur Gewinnung von Kohlensäure in einer mit Absorptionslauge arbeitenden Anlage durch Abtrennung des Wasserdampfes aus dem dem Laugenkocher entströmenden Gemisch aus Gasen und Wasserdampf, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch verdichtet
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dampfes kondensiert.