DE1130109B

DE1130109B - Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxyd aus Gasen und Gasgemischen

Info

Publication number: DE1130109B
Application number: DEP25831A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Friedrich Fischer; Dipl-Chem Hubert Kraus
Original assignee: Pintsch Bamag AG
Current assignee: Pintsch Bamag AG
Priority date: 1960-10-12
Filing date: 1960-10-12
Publication date: 1962-05-24
Also published as: GB960648A

Description

Bekanntlich wird in der Technik Kohlendioxyd durch Waschen mit alkalischen aminosäurehaltigen Lösungen aus Gasen und Gasgemischen entfernt. Dabei werden den alkalischen Lösungen, vorzugsweise den kaliumkarbonathaltigen Lösungen, mehr oder minder große Mengen an organischer Aminosäure zugesetzt, die einmal die Absorption des Kohlendioxydes aktivieren, zum anderen auch seine Desorption aus den beladenen Waschlaugen unterstützen. Bisher wurde aus Korrosionsgründen streng darauf geachtet, daß das Alkali-Aminostickstoff-Verhältnis das äquivalente Verhältnis von 1:1 nicht unterschreitet. \ " . ■

Es wurde nun gefunden, daß die Anwendung einer größeren Aminosäuremenge, als sie der stöchiometrischen Salzbildung entspricht, von großem wirtschaftlichem Vorteil ist. Dabei müssen nämlich, durch den Säurecharakter der Aminoverbindungen bewirkt, zur Desorption gleicher Laugemengen und auch gleicher CO,-Mengen viel geringere Desorptionskosten aufgewendet werden.

Andererseits ist es einleuchtend, daß die pro Kubikmeter Lösung aufgenommene Kohlendioxydmenge unter den gleichen Bedingungen von der Konzentration an aktivem Alkali in der Lösung abhängig ist. Nach oben hin wird die Kohlendioxydaufnahmefähigkeit durch die Bildung kristalliner Abscheidungen von Kaliumkarbonat beschränkt. Die nutzbare Beladung hängt dann ab von der maximalen Beladbarkeit, bis zu der noch keine Kristallisation eintritt, und dem unter wirtschaftlichen Bedingungen erreichbaren Abtriebsgrad. Aus diesen Gründen wurden bisher alkalische aminosäurehaltige Waschlösungen mit K₂O-Gehalten zwischen 180 und 200 g angewendet.

Bei ihren ausgedehnten Untersuchungen hat der Erfinder festgestellt, daß die maximal erreichbare Beladungshöhe außer von dem Alkaligehalt auch von dem Alkali-Aminostickstoff-Verhältnis abhängt. Dabei zeigt sich, je höher der Aminostickstoffgehalt der Lösung ist, desto geringere Beladbarkeiten der Lösung erreicht werden können, da durch den Gehalt an Aminosäure die Auskristallisation von Kaliumkarbonat begünstigt wird. Bei einem Verhältnis von äquivalenten Mengen Alkali zu Aminostickstoff in einer Lösung der angegebenen K₂O-Konzentration ereicht die Löslichkeit des gebildeten Kaliumkarbonates ihr Minimum. Wird der Aminostickstoffgehalt der Lösung bei gleichem K₂O-GeIIaIt über das stöchiometrische Verhältnis von 1:1 noch weiter erhöht, so tritt noch eine weitere geringfügige Abnahme der CO₂-Beladbarkeit ein. Es wurde jedoch gefunden, daß durch Verarmen der Lösung, die ein Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxyd aus Gasen und Gasgemischen

Anmelder:

Pintsch Bamag Aktiengesellschaft,
Berlin NW 87, Reuchlinstr. 10-17

Dipl.-Chem. Hubert Kraus, Gießen/Lahn,

und DipL-Chem. Friedrich Fischer,
Lang-Göns (Kr. Gießen/Lahn),

sind als Erfinder genannt worden

Alkali-Aminostickstoff-Verhältnis von 1:1 aufweist, bis beispielsweise auf ein Verhältnis von 0,5 Alkali zu 1 Stickstoff die maximale Beladbarkeit nicht weiter abnimmt. Bei der Desorption solchermaßen vorbehandelter Lösung zeigt sich nämlich, daß pro Kubikmeter Lösung viel weniger Dampf aufgewendet werden muß, um zu gleichen Abtriebsgraden zu gelangen, bzw. daß bei gleichem Dampfaufwand die an K₂O verarmte Lösung wesentlich tiefer regeneriert

werden kann. Entsprechend wird der Dampfaufwand pro N cbm desorbierten Kohlendioxyds geringer.

In Fig. 1 sind diese Verhältnisse bei 40⁰C am Beispiel des N-Methyl-a-alanins übersichtlich dargestellt. Auf der Ordinate sind die Volumina Kohlendioxyd, die pro 1 Volumen Lauge maximal absorbiert werden können, und auf der Abszisse die für die Desorption benötigten Dampfmengen in Kilogramm pro Kubikmeter Lauge aufgezeichnet. Die wirtschaftlich für die Desorption von 1 cbm Lauge vertretbare Dampfmenge ist durch die senkrechte Linie α wiedergegeben. In der Kurve 1 ist die Beladbarkeit und das Desorptionverhalten einer Lösung aufgezeichnet, die 216 g K₂O und ein Alkali-Aminostickstoff-Verhältnis von 1: 0,416 aufweist. Bei Desorption dieser Lösung mit der technisch wirtschaftlich tragbaren Dampfmenge von 130 kg/cbm Lauge werden etwa 17,5 Volumen CO₂ aus der Lösung desorbiert. In der Kurve 2 ist das Absorptions- und Desorptionsverhalten einer Lösung mit 180 g K₂O und einem Alkali-Amino-

Stickstoff-Verhältnis von 1:0,5 wiedergegeben.

Bei der Desorption mit der gleichen Dampfmenge werden etwa 20,5 Volumen CO₂ pro Volumen Lauge

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desorbiert. Die Kurve 3 gibt das Absorptions- und Desorptionsverhalten einer Lauge mit 180 g K₂O und einem Alkali-Aminosticktsoff-Verhältnis von 1:1 wieder. Durch einen Dampfaufwand von 130 kg/cbm Lauge werden etwa 17 Volumen CO₂ pro Volumen Lauge entfernt. In der Kurve 4 ist das Verhalten einer Lauge mit 89 g K₂O pro Liter und einem Alkali-Aminostickstofl-Verhältnis von 1: 2 wiedergegeben. Die Desorption mit 130 kg Dampf pro Kubikmeter Lauge führt zu einem Verlust der Lauge von 25 Volumen CO₂. Aus den Darstellungen der Abb. 1 ist deutlich zu ersehen, daß eine Erhöhung des Aminostickstoffgehaltes gegenüber dem K₂O-Gehalt eine beträchtliche Verbesserung in der Desorption bewirkt. Gleichzeitig wird der Alkaligehalt der in der Kurve 4 wiedergegebenen Lauge am besten zur Absorption des Kohlendioxyds ausgenutzt. Dieses Verhalten geht deutlich aus den Kurven der Abb. 2 hervor, in der die Beladbarkeit der Lösung als Umwandlungsgrad von reinem K₂O zu reinem KHCO₃ und auf der Abszisse wiederum die pro Kubikmeter Lauge aufgewendete Dampfmenge in kg wiedergegeben ist. Hierbei zeigt sich, daß die Lösung eine Zusammensetzung gemäß Kurve 4 (Abb. 1) für Alkali erschöpfender ausgenutzt ist, als dies bei den übrigen Laugezusammensetzungen der Fall ist.

Das Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxyd aus Gasen und Gasgemischen gemäß vorliegender Erfindung bringt demnach folgende Vorteile:

1. Durch die Erhöhung des Aminostickstoffgehaltes über die zur Salzbildung äquivalente Menge hinaus wird eine wesentlich vorteilhaftere Desorption der beladenen Lösung erreicht.

2, Der Alkaligehalt der Lösung kann auf rund die Hälfte der bisher angewendeten Menge erniedrigt werden, ohne daß eine Verschlechterung in der CO₂-Absorption eintritt.

3. Durch die Absenkung des K₂O-Gehaltes bei gleichbleibendem Aminostickstoffgehalt wird eine bessere Ausnutzung des vorliegenden Alkalis zur Absorption von C O₂ erreicht.

4. Durch die Absenkung des K₂O-Gehaltes bei gleichbleibendem Aminostickstoffgehalt wird zur Desorption von 1 cbm C O₂ eine geringere Dampfmenge benötigt.

5. Durch die Absenkung des K₂O-Gehaltes bei gleichem Aminostickstoffgehalt kann auch eine vorteilhaftere Auswaschung des CO₂ unter Druck erfolgen, weil hierbei nicht mehr die Gefahr einer Ausscheidung von Kaliumbikarbonat besteht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Entfernung von CO₂ aus Gasen und Gasgemischen mit aminosäurehaltigen alkalischen Waschlösungen, dadurch gekenn zeichnet, daß das Alkali-Aminostickstoff-Verhältnis auf 1:1,5 bis 1:2,5, vorzugsweise 1:2, eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die CO₂-Auswaschung unter erhöhtem Druck erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 209 601/371 5.62