DE1419691A1 - Verfahren zur gesonderten Extraktion von mindestens einem Gas aus einem Gasgemisch - Google Patents

Description

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PATENTANWALT MÜLLER-BÖ RN ER PATENTANWALT DIPL.-ING. WEV B-ERLIN.DAHLEM ■ PODBIELSKtALLEE ββ MÜNCHEN 22 -WIDENMAyERSTRASSE 4-β TELEFON: 7Ο29Ο7 · TELEGRAMME: PROPINDUS TELEFON: 22 5585 - TELEGRAMME: PROPlNDUS

12 895 " χ-, Berlin, (Jen 10. November 1961

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Lucien NQUVEL, Paris/Prankreich

Verfahren zur gesonderten Extraktion von mindestens einem Gas aus einem Gasgemisch

Die Erfindung betrifft die Reinigung von Gasen, insbesondere ein Verfahren zur gesonderten Extraktion von mindestens einem Gas aus einem Gasgemisch sowie eine Einrichtung zu seiner Durchführung.

Die üblichen Gasextraktionsverfahren nehmen im allgemeinen die Lösung des Gases in einer Flüssigkeit entweder durch Oberflächenabsorption und Lösung an der Oberfläche eines Lösungsmittels oder durch das Hindurchleiten des Gases durch das Lösungsmittel oder auch durch Gegenstromführung des Gases und des Lösungsmittels in mit die vorhandenen Massen trennenden iHillkörpern versehenen Türmen zu Hilfe, in denen die Lösung gleichzeitig durch Oberflächenabsorption und durch Hindurchleiten durch das Lösungsmittel erfolgt. Die in Spül- oder Vasehanlagen erfolgende Oberflächenabsorption ist praktisch nur für sehr lösliche Gase angebracht. Die Durchleitanlagen haben das doppelte oder dreifache Absorbierungsvermögen der Spülanlagen, sie müssen aber mit unter einem gewissen Druck stehendem Gas beschickt werden. Die Absorptionstürme ermög-

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FERNSCHREIBER: 018 4007 *„ O

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lichen die Erzielung eines sehr weitgehenden Gasentzuges, haben aber im allgemeinen einen grossen Raumbedarf und sind daher verhäjLtnismässig kostspielig* Ihre Abmessungen sind von vielen Faktoren, wie beispielsweise der Löslichkeit, der Kontaktfläche sowie den Geschwindigkeiten von Gas und Flüssigkeit und deren Temperatur beim Eintritt in den Turm und beim Austritt aus dem Turm, abhängig. Infolge der methodischen Absorption nimmt in üblichen Türmen die Konzentration des zu absorbierenden Gases vom Eingang zum Ausgang des Turmes hin allmählich ab. Der vollständige Entzug des Gases erfordert nach den üblichen Verfahren die Verwendung von Türmen mit einei derartigen Höhe, dass oft mehrere Türme in Seihe hintereinander angeordnet werden müssen, was Probleme hinsichtlich des Gas- und Lösungsmittelumlaufs mit sich bringt, deren Bewältigung einen Energieverbrauch erforderlich macht, der entscheidend werden kann.

Ausserdem stellt die Extraktion eines in einem Gasgemisch enthaltenen Gases Probleme, die mit den üblichen Verfahren um so schwieriger zu lösen sind, je mehr das Gas verdünnt, d.h. je geringer seine Konzentration in dem Gasgemisch ist. Tatsächlich kann die Lösung eines Moleküls eines Gases in einem flüssigen Lösungsmittel nur dann erfolgen, wenn dieses Molekül mit der Oberfläche der Flüssigkeit in Berührung kommt. Nun beruhen alle üblichen Verfahren auf der Berührung des zu reinigenden Gases mit einer Flüssigkeit, ganz gleich, ob diese durch Durchleiten oder durch Spülen erfolgt, so dass also nur die sich in unmittelbarer Nähe der Oberfläche

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der Flüssigkeit befindenden Gasmoleküle gelöst werden können und somit die Mehrzahl der Moleküle des Gases und des Lösungsmittels zu einem gegebenen Zeitpunkt der Absorptionsmöglichkeit entgehen.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung können sich die gesamten Moleküle des Lösungsmittels und des zu absorbierenden Gases jederzeit miteinander verbinden. Somit ermöglicht die Erfindung die Erzielung einer schnellen und praktisch vollständigen Extraktion eines Gases aus einem Gasgemisch mit einfachen und wenig Raum beanspruchenden Anlagen.

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur gesonderten Extraktion von mindestens einem Gas aus einem Gasgemisch, das daa?in besteht, dass man dieses Gasgemisch mit einer Substanz sättigt, die verhältnismässig leichter.kondensierbar ist als das Gasgemisch und eine spezielle, gerade für das zu absorbierenden Gas wirksame Affinität besitzt, dann diese in dem gesättigten Gasgemisch vorhandene Substanz unter Mitnahme des zu extrahierenden Gases und bei Festkörperabscheidung, gegebenenfalls als Suspension in dem gesättigten Gasgemisch, kondensieren lässt, worauf man das das extrahierte Gas enthaltende Kondensat von dem so gereinigten Gasgemisch abscheidet.

Die kondensierbare Substanz kann in dampfförmigem oder ' flüssigem Zustand in das Gasgemisch eingebracht werden. Im letzteren lalle vervollständigt das erfindungsgemässe Verfahren die üblichen Verfahren.

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Die Kondensation kann durch mindestens eine Veränderung des Druckes des gesättigten Gasgemisches oder durch Einbringen einer geeigneten Gassubstanz in das Gasgemisch oder auch durch Temperatureenkung erfolgen.

Man kann das Kondensat von dem gereinigten Gasgemisch durch den Durchtritt des Gasgemisches durch einen mit einer Füllkörperschicht versehenen Turm abscheiden.

Das zu extrahierende Gas kann einfach in der kondensierbaren Substanz löslich sein oder zum Bilden einer leicht kondensierbaren Verbindung mit ihr eine chemische !Reaktion eingehen,

Somit erfolgt die Extraktion bei dem Verfahren nach der Erfindung im Gegensatz zu den üblichen Verfahren, bei denen sie in einem zweiphasigen System (eine Gasphase und eine Flüssigkeitsphase) erfolgt, in einer einzigen Gasphase. Wenn in dem Gemisch nicht gasförmige Teilchen (Feststoffe), wie Staub oder feine Flüssigkeitströpfchen, in Suspension vorhanden sind, können diese als Kondensationskerne dienen, die dann leicht abscheidbar werden und die man mit einer beliebigen üblichen Einrichtung (mit Füllkörpern versehener Turm, Durchleitanlage, Zyklon, Filter, elektrostatisches Feld, Waschanlage usw.) wiedergewinnen kann.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung verdünnt man, ebenfalls im Gegensatz zu den üblichen -Verfahren, bei denen man die Konzentration des zu extrahierenden Gases in dem Gasgemisch zu erhöhen bestrebt ist, das Gasgemisch, indem man es mit leicht kondensierbaren Dämpfen anreichert.

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Die Erfindung hat ausserdem eine Anlage zur gesonderten Extraktion von mindestens einem Gas aus einem Gasgemisch gemäss dem Verfahren nach der Erfindung zum Ziel, die ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist. Eine solche Anlage enthält mindestens einen vertikalen, über einen Teil seiner Höhe mit Füllkörpern versehenen Turm mit einer Einbringleitung für einen Strom des Gasgemisches, die an einem von Hillkörpern freien Ende des Turmes in diesen einmündet, und einer Entleerungsleitung für das gereinigte Gasgemisch am anderen Ende desselben Turmes sowie Mitteln für das Einbringen von mindestens einer eine spezielle, gerade für das zu extrahierende Gas wirksame Affinität besitzenden kondensierbaren Substanz in den Gasgemischstrom vor den Mllkörpern und einer Einrichtung zum Wiedergewinnen und zum Abführen des das extrahierte Gas enthaltenden Kondensats aus dem Turm.

Der Turm kann mindestens zwei übereinander angeordnete und durch eine freie Zone voneinander getrennte IHillkcap er schicht en umschliessen.

Mindestens eine Schicht kann aus übereinander angeordneten Betten aus Füllkörpern gebildet sein, deren durchschnittliche Abmessungen von dem einen lüllkörperbett zu dem unmittelbar darangrenzenden Mllkörperbett unterschiedlich sind.

Die sich an der Basis einer Schicht befindenden !füllkörper können über mindestens eine Lage nebeneinander und in Ver-

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längerung voneinander angeordnet sein, damit sie über den gesamten Querschnitt der Schicht eine Vielzahl von parallelen Durchtrittsstellen bilden, während die sich oberhalb dieser Lage befindenden Füllkörper in loser Schüttung angeordnet sind.

Man kann in das Gasgemisch mindestens eine die spezielle, gerade für das zu extrahierende Gas wirksame Affinität besitzende Substanz im Zustand leicht kondensierbarer Dämpfe einbringen. Auch kann man in mindestens einer zwei übereinander angeordnete Schichten voneinander trennenden freien Zone Berieselungsmittel mit mindestens einer Flüssigkeit mit leicht kondensierbaren, die spezielle, gerade für das zu extrahierende Gas wirksame Affinität besitzenden Dämpfen anordnen, wobei die obere, unmittelbar vor dem Austritt für das gereinigte Gasgemisch aus dem Turm liegende Schicht nicht berieselt wird.

Die Füllkörper von mindestens einer Schicht können durch eine horizontale Zwischenwand getragen werden, die Durchbrüche aufweist, die den abwärtsgerichteten Strom des Gasgemisches frei durchlassen und die gesamte, diese Füllkörper berieselnde Flüssigkeit zurückhalten, wobei Mittel vorgesehen sind, die die Entleerung der so zurückgehaltenen Flüssigkeit bewirken. Eine solche Zwischenwand kann mindestens ein in die Unterseite dieser Zwischenwand (Schicht) einmündendes vertikales rohrförmiges Element enthalten, das an seinem oberen Ende von einer Haube überdacht ist und

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c>erhalb der Höhe der Zwischenwand mindestens einen seitlichen Durchlass enthält. Eine solche Haube kann seitlich üoer den rohrförmigen Durchlass hinaus vorstehen, wobei sie zwischen der oberen Öffnung des rohrförmigen Durchlasses und der Seitenwand der Haube mindestens einen ringförmigen Durchlass belässt.

Der Turm kann in verschiedenen Höhen mehrere getrennte, nacheinander vom Gasgemischstrom durchströmte Schichten sowie Einrichtungen, die in ihn in unterschiedlichen Höhen mindestens zwei leicht kondensierbare, je eine spezielle, gerade für eine besonderes Gas des Gasgemisches wirksame Affinität aufweisende Substanzen einbringen, und eine Einrichtung für das gesonderte Abführen dieser Substanzen aus dem !Turm nach ihrer Berührung mit dem Gasgemisch enthalten.

Mindestens in Höhe der Basis der unmittelbar vor dem Ausgang f;.r das gereinigte Gasgemisch liegenden Mllkörperschicht kennen Kühlmittel für den Gasgemischstrom angeordnet sein. Diese Kühlmittel können aus einem Einlass für mindestens ein Strömungsmedium (wie beispielsweise Luft) in den Gasgemischstrom bei einer Temperatur höchstens gleich der äusseren Umgebungstemperatur des !Turmes bestehen. Auch könaen sie aus ν. η einem Kühlmedium üblicher Art durchflossenen Wärmeaustauschern bestehen.

r*'.e Erfindung ist beim Lesen der nachfolgenden detaillierten !■Schreibung und beim Studium der beigefügten, beispielsweise

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jedoch, nicht beschränkend mehrere Ausführungsformen der Anlage nach der Erfindung darstellenden Zeichnung besser verständlich. Es zeigen:

Pig. 1 einen schematischen senkrechten Schnitt durch einen Absorptionsturm nach der Erfindung mit einfacher Schicht,

Pig. 2 eine Ansicht entsprechend Pig. 1 eines anderen Turmes nach der Erfindung mit zwei Schichten,

Pig. 3 eine Ansicht eines Turmes nach der Erfindung entsprechend Pig. 1 und 2 mit einer einzigen zusammengesetzten Schicht,

Pig. 4 eine Ansicht eines Turmes nach der Erfindung entsprechend den vorgehenden Piguren mit drei Schichten für die aufeinanderfolgende Extraktion von zwei Gasen aus einem Gasgemisch,

Pig. 5 eine schematische Ansicht der Struktur einer Püllkörperschicht eines Absorptionsturmes nach der Erfindung, im Teilschnitt,

Pig. 6 eine schematische Ansicht eines beringten Absorptionsturmes nach der Erfindung in senkrechtem Schnitt und

Pig. 7 eine schematische Ansicht eines doppelten Absorptions-

turmes nach der Erfindung, in senkrechtem Schnitt.

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Die in Pig. 1 dargestellte Anlage besteht aus einem vertikalen zylindrischen Turm 1, dessen Mittenabschnitt von einer Schicht 2 aus auf einem Rost 3 ruhenden Püllkörpern (Raschig-Ringe, Koks, Kiesel usw.) eingenommen wird. Eine Rohrleitung 4 führt das zu reinigende Gasgemisch an die Basis des Turmes 1 heran. Eine andere Rohrleitung 5 führt eine Substanz im Zustand leicht kondensierbarer Dämpfe mit der selektiven, gerade für das zu reinigende Gas wirksamen Affinität in die Basis des Turmes ein. Das Gasgemisch und die Dämpfe mischen sich in der die Basis des Turmes 1 einnehmenden Kammer 6, treten anschliessend durch die Schicht hindurch, in der die Dämpfe kondensieren, das Kondensat herabrieselt und in die Kammer 6 fällt, an deren Basis es durch eine Rohrleitung 7 abgeführt wird. Das gereinigte Gasgemisch gelangt darauf zur Spitze des Turmes 1 in einen eine Kammer bildenden freien Abschnitt, aus dem es über eine Abfuhrleitung austritt.

Falls das aus dem Gasgemisch zu extrahierende Gas wasserlöslich ist, kann man über die Leitung 5 Wasserdampf bei einer Temperatur zuführen, die höher liegt als die des durch die Leitung 4 ankommenden Gasgemisches.

Bei der in Pig. 2 dargestellten Einrichtung enthält der Turm 10 zwei der Schicht 2 der Anlage nach Pig. 1 entsprechende Pilllkörperschichten 11 und 12. Die Schichten 11 und 12 sind durch eine freie Zone 13 voneinander getrennt, in die eine Berieselungsleitung 14 einmündet, die die untere Schicht 12 mit einer Flüssigkeit mit der selektiven, gerade

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für das zu extrahierende Gas wirksamen Affinität besprüht. Beispielsweise kann man im Falle eines sauren Gases eine verdünnte Lösung einer Base verwenden, die mit diesem sauren Gas verzugsweise lösliche Salze bildet.

Das zu reinigende Gasgemisch dringt über eine Leitung 15 in j die Basis des Turmes 10 ein. Darauf tritt es durch die Schicht 12 hindurch, in der es sich mit Dämpfen der durch die Berieselungsleitung 14 zerstäubten Flüssigkeit anreichert, und gibt einen Teil seines zu reinigenden Gases an die auf diese Schicht rieselnde Flüssigkeit ab, kondensiert auf der oberen Schicht 11 in gleicher Weise, wie bei der Anlage nach Fig. 1, bevor es über die Leitung 16 am oberen Abschnitt des Turmes austritt.

Das durch die Schicht 11 festgehaltene Kondensat tropft auf die Schicht 12, wo es sich, bevor es an der Basis des Turmes über die Leitung 17 abgeführt wird, mit der Berieselungsflüssigkeit mischt.

Bei der Anlage nach Fig. 3 enthält der Turm 18 in seinem Mittenabschnitt eine Füllkörperschicht, die sich aus drei übereinander angeordneten Betten 19» 20, 21 von Fiillkörpern zusammensetzt, deren Abmessungen von einem Bett zum anderen unterschiedlich sind, wobei die Füllkörper der Betten 19 und 21 kleinere Durchschnittsabmessungen haben ale die Füllkörper des Zwischenbettes 20. Das zu reinigende, mit über eine Leitung 22 herangeführten, leicht kondensierbaren Sub-

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stanzen gesättigte Gasgemisch gelangt über eine Leitung 23 in den oberen Abschnitt des Turmes 18. Es streicht nacheint» ander durch die Betten 19» 20 und 21 der Schicht hindurch, bevor es gereinigt über eine Leitung 24 an der Basis des Turmes 18 austritt. Das Kondensat wird ebenfalls an der Basis des Turmes 18 über eine Leitung 25 abgeführt.

Auf seinem abwärtsführenden Weg durch den Turm 18 erfährt das Gasgemisch zunächst beim Durchtritt durch das Bett 19 eine mit einer Beschleunigung seiner Strömungsgeschwindigkeit einhergehende Kompressionswirkung. Dann erfährt es beim Durchtritt durch das Bett 20, da der Durchgang in diesem Bett auf Grund der grösseren Abmessungen der Füllkörper weniger versperrt ist, eine Druckverminderung und eine Verlangsamung. Darauf unterliegt es bei seinem Durchtritt durch das Bett 21, bevor es sich in der Kammer 26 an der Basis des Turmes 18 ausbreitet und verlangsamt» einer erneuten Druck- und Beschleunigungswirkung.

3ei der in Pig. 4 dargestellten Anlage wird der Mittenabschnitt des Turmes 34 von drei Füllkörperschichten 27, 28 und 29 eingenommen, die durch freie Räume 30 und 31 voneinander getrennt sind, in die der Berieselungsleitung 14 der Anlage nach Fig. 2 entsprechende Berieselungsleitungen 32, 53 einmünden. Die unteren Schichten 28 und 29 werden je von einer Zwischenwand 35 bzw. 36 getragen, die in ihrer Mitte je ein an seinem oberen Ende durch eine breitere Haube 39 lizw. 40 überdachtes vertikales rohrförmiges Element 37 bzw. 38 enthalten, dessen Seitenwand drei übereinanderangeordnete

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überkragende Schlitze bildet, die drei ebenfalls übereinander angeordnete ringförmige Durchlässe freilassen. Die obere Schicht 27 ruht, wie die Schichten 2 und 11 nach Pig. 1 bzw. 2, einfach auf einem Rost. Eine Rohrleitung 41 mündet ebenfalls in den freien Raum 30 ein, in den sie ein kaltes Gas einbringt. Das an der Basis des Turmes 54 über die Leitung 42 ankommende, zu reinigende Gasgemisch breitet sich zunächst in der leeren Kammer 43 aus und gelangt dann über das rohrförmige Element 38 und zwischen den überkragenden Schlitzen der Haube 40 hindurch in die Schicht 29 hinein, wo es mit der über die Berieselungsleitung 33 zugeführten Flüssigkeit in Berührung steht. Diese Flüssigkeit löst ein sehr lösliches Gas aus dem Gasgemisch heraus und wird über die in Höhe der Zwischenwand 36 einmündende Leitung 44 abgeführt. Das bei seinem Durchtritt durch die Schicht 29 komprimierte und beschleunigte Gasgemisch breitet sich aus und wird in dem freien Raum 31 verlangsamt, von wo es über das rohrförmige Element 37 zwischen den überkragenden Schlitzen der Haube 39 hindurch in die Zwischenschicht 28 gelangt. Bei seinem Durchtritt durch die Schicht 28, in der es mit der über die Berieselungsleitung 32 zugeführten Flüssigkeit in Berührung steht, wird es erneut komprimiert und beschleunigt und über die Leitung 45 in Höhe der Zwischenwand 35 abgeführt. Das so gleichzeitig mit Dämpfen der über die Berie-Belungsleitung 33 herangeführten Flüssigkeit sowie mit Dämpfen der über die Berieselungsleitung 32 herangeführten Flüssigkeit angereicherte Gasgemisch breitet sich aus und wird in dem freien Raum 30 verlangsamt, worauf es sich dem über die Leitung 41 zugeführten Kaltgasstrom beimischt. Dies ruft die Kondensation der Dämpfe zu feinen Teilchen hervor, die durch die obere Schicht 27 abgefangen werden, wobei das Gasgemisch bei

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seinem Durchtritt durch die obere Schicht 27 vor dem Eindringen in die obere Kammer 46, wo es sich ausbreitet und vor seinem Abführen über die Leitung 47 erneut verlangsamt wird, erneut komprimiert und beschleunigt wird. Das durch die Schicht 27 wiedergewonnene Kondensat mischt sieh der über die Berieselungsleitung 32 zugeführten flüssigkeit bei und wird ebenfalls über die Leitung 45 abgeführt. Auf diese Weise kann man nacheinander zwei Gase aus dem Gasgemisch extrahieren und sie über die Leitungen 44 und 45 getrennt gewinnen.

Pig. 5 zeigt mehr im einzelnen eine besondere zweekmässige Gestaltung einer in einem Turm nach der Erfindung verwendbaren Schicht. Die dargestellte Schicht besteht aus Raschig-Ringen. An der Basis der Schicht sind diese Ringe über zwei übereinanderliegende Lagen 48 und 49 nebeneinander und in Verlängerung voneinander so angeordnet, dass sie über den gesamten Querschnitt der Schicht eine Art schräggestelltes Rohrbündel bilden. Die den Rest der Schicht bildenden Raschig-Ringe sind, wie bei 50 angegeben, in loser Schüttung angeordnet und ruhen auf den Lagen 48, 49. Die Ringe der unteren Lage 48 werden von den parallelen Roststäben eines Rostes mit geeignetem Zwischenraum getragen.

Bei einer solchen Anordnung wird der an der Basis einer solchen Schicht ankommende Gasstrom in eine Vielzahl von über den gesamten Querschnitt der Schicht regelmässig ver teilten parallelen Strömen aufgeteilt, was das Entstehen von der Absorptionewirksamkeit der Schicht abträglichen bevorsugten Durchtrittstellen verhindert.

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Als Anwendungsbeispiel ermöglicht ein wie in Pig. 2 dargestellter Turm nach der Erfindung die Durchführung einer über 98 "/> liegenden Absorption von in mit Wasserdampf gesättigter Luft in so geringen Konzentrationen, wie volumenmässig 0,2 bis 0,4- $, verdünnten nitrosen Dämpfen.

Bei der in Pig. 6 dargestellten Variante enthält der !Turm drei freje Abschnitte mit grossem Querschnitt 53» 54 und 55» die durch mit Püllkörpern 58 und 59 versehene verengte Abschnitte 56 bzw. 57 voneinander getrennt sind. Das mit kondensierbaren Grasen angereicherte Gasgemisch tritt an der Basis eines solchen Turmes bei 60 ein und tritt an seiner bpitze bei 61 aus ihm heraus. Aufgrund einer solchen Gestalt des Turmes wird das Gasgemisch zwischen jedem Absorptionsbett einer stärkeren Ausbreitung unterworfen als bei einem üblichen zylindrischen Turm mit von der Basis bis zur Spitze gleichbleibenden Querschnittsabmessungen.

Die in Pig. 7 dargestellte Ausführungsform ist besonders für die Absorption von Gerüchen geeignet. Sie besteht aus zwei übereinander angeordneten Absorptionstürmen 62 und 63» von denen der obere Turm 63 einen grösseren Querschnitt hat als der untere Turm 62. Das zu reinigende Gasgemisch, wie beispielsweise verbrauchte Luft, wird an der Basis des unteren Turmes 62 über eine Düse 64- in einen freien Kaum 65 eingebracht. Es tritt darauf durch eine Füllkörperschicht 66 und dann durch einen freien Raum 67 hindurch. Eine im freien Raum 67 angeordnete Zerstäubungsanlage 68 besprüht die Schicht 66 mit einem organischen Lösungsmittel, beispiels-

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weise mit Trichloräthylen, mit dem das Gasgemisch sich bei seinem Durchtritt durch die Schicht 66 anreichert.. Darauf tritt es durch eine zweite Schicht 69 von Füllkörpern mit kleineren Abmessungen als denen der Füllkörper der Schicht hindurch, wo die Trichloräthylendämpfe kondensieren, wonach es in einem die Spitze des Turmes einnehmenden freien Raum ankommt.

Auf diese Weise wird das zu reinigende Gasgemisch in dem Turm 62 von seinen in dem Trichloräthylen, das für die Mehrzahl der in Wasser unlöslichen organischen Stoffe ein hervorragendes Lösungsmittel ist, löslichen organischen Bestandteilen befreit. Das so gereinigte Gasgemisch tritt von der Spitze des Turmes 62 aus durch auf dem Aussenumfang

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in der Nähe des oberen Endes Turmes 62 verteilte seitliche Öffnungen 72 hindurch in einen die Basis des oberen Turmes einnehmenden freien Haum 71 ein. Das Gasgemisch tritt darauf durch eine Schicht 73 hindurch, deren Füllkörper in den Abmessungen denen der Füllkörper der Füllkörperschicht 69 entsprechen, dringt dann in einen freien Kaum 74 ein, in dem eine die Schicht 73 mit einem anderen Lösungsmittel, beispielsweise mit Wasser, das für die meisten in Trichloräthy- *.eri unlöslichen anorganischen oder organischen Stoffe ein : ervorragendes Lösungsmittel ist, besprühende Serstäubungs-75 angeordnet ist. Bai seinem Durchtritt durch die

73 säticig'S aioh das Grasgemisch mit Wasserdampf und :rlt"i, a-asohliesseiid durch eine Schicht 76 aus Füllkörpern indurch, die den Abmessungen der Füllkörper der Schichten 73 entsprechende Abmessungen haben, wo der Wasserdampf

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kondensiert, bevor das Gasgemisch in einen die Spitze des !Turmes 63 einnehmenden freien Raum gelangt, von wo es über die leitung 78 praktisch geruchlos gemacht austritt. Das gesättigte Trichloräthylen wird an der Basis des Turmes über eine Abfuhrleitung abgezogen, während das gesättigte Wasser an der Basis des Turmes 63 über eine gesonderte Abfuhrleitung 80 abgezogen wird. Bei einer solchen Anlage kann zwischen den beiden für die Reinigung des Gasgemisches verwendeten Lösungsmitteln keine gegenseitige Berührung und Verschmutzung stattfinden, wodurch es möglich ist, die gelösten Substanzen unter einwandfreien Bedingungen zu extrahieren und die Lösungsmittel, sofern dies, wie bei Trichlorethylen, von Interesse ist, wiederzugewinnen.

Die Verwendung von Türmen mit unterschiedlichem Querschnitt ermöglicht die Erzielung der maximalen Wirksamkeit der Anlage in jeder Höhe.

Die Erfindung ist selbstverständlich in keiner Weise auf die beschriebenen und dargestellten Beispiele beschränkt. Sie kann zahlreiche, dem Fachmann entsprechend der beabsichtigten Anwendung naheliegende Abänderungen erfahren, ohne dass man dadurch den Bereich der Erfindung verläset.

So kann man mehrere gleiche Absorptionsanlagen in demselben Turm übereinander anordnen und das in einer Anlage wiedergewonnene Kondensat zum Anreichern des Gasgemisches in einer Anlage desselben Turmes verwenden, um das zu extrahierende Gas in Form einer sehr konzentrierten Lösung zu

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gewinnen. Auch kann man mehrere wie in den üblichen Anlagen nebeneinander angeordnete Türme in Reihe Äntereinander oder parallel betreiben. Schliesslich kann man Türme, deren Aussenabmessungen sich von einem Ende zum anderen hin allmählich verändern, beispielsweise konische oder gestufte Türme, verwenden.

Patentansprüche:

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zur gesonderten Extraktion von mindestens einem Gas aus einem Gasgemisch, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gasgemisch mit einer Substanz anreichert, die leichter kondensierbar ist als das Gasgemisch und eine selektive, gerade für das zu absorbierende Gas wirksame Affinität besitzt, dann diese Substanz in dem gesättigten Gasgemisch unter Mitnahme des zu extrahierenden Gases und bei Abscheidung nicht gasförmiger Teilchen, gegebenenfalls als Suspension in dem gesättigten Gasgemisch, kondensieren lässt, worauf man das das extrahierte Gas enthaltende Kondensat von dem so gereinigten Gasgemisch trennt.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die kondensierbare Substanz in gasförmigem Zustand in das Gasgemisch einbringt.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die kondensierbare Subetan* in flüssigem Zustand in das Gasgemisch einbringt.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass man die Kondensation durch mindestens eine Veränderung des Druckes des gesättigten Gasgemisches hervorruft .

   5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4» dadurch gekennzeichnet, dass man die Kondensation durch Einbringen einer geeigneten gasförmigen Substanz in das Gasgemisch hervorruft.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass man die Kondensation durch Semperatursenkung hervorruft.

   7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man das Kondensat mit Hilfe des Durchtritts des Gasgemisches durch einen mit einer Hillkörperschicht versehenen Turm von dem gereinigten Gasgemisch trennt.

   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, dass das zu extrahierende Gas in der konden&ifei'baren Substanz löslich ist.

   ?» Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekeinnss ei ahnet, daas das zu extrahierende Gas zum Bilden einer leicht kondensierbaren Verbindung mit der kondensierbaren Substanz eine chemische Reaktion eingeht.

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   10. Anlage für die gesonderte Extraktion von mindestens einem Gas aus einem Gasgemisch gemäss dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 "bis 9» gekennzeichnet durch mindestens einen über einen Teil seiner Höhe mit Hillkörpern versehenen vertikalen Turm mit einer Leitung (4) für das Einbringen eines Stromes des Gasgemisches, die an einem von Füllkörpern freien Ende (6) des Turmes einmündet, und einer Leitung (9) für die Abführung des gereinigten Gasgemisches am anderen Ende (8) des Turmes sowie Mitteln (5) für das Einbringen von mindestens einer die selektive, gerade für dieses Gas wirksame Affinität besitzenden kondensierbaren Substanz in den Gasgemischstrom vor den Füllkörpern und Mitteln (7) zum Wiedergewinnen und Abführen des das extrahierte Gas enthaltenden Kondensats aus dem Turm.

   11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Turm mindestens zwei übereinander angeordnete und durch eine freie Zone (13) voneinander getrennte Füllkörperschichten (11,12) umschliesst.

   12. Anlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schicht aus übereinander angeordneten Betten (19, 20, 21) von Füllkörpera besteht, deren durchschnittliche Abmessungen von einem der Betten zum unmittelbar angrenzenden Bett unterschiedlich sind.

   13. Anlage nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Grundfläche einer Schicht liegenden

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   !Füllkörper in mindestens einer Lage (48) nebeneinander und in Verlängerung voneinander angeordnet sind, damit sie über den gesamten Querschnitt der Schicht eine Vielzahl von parallelen Durchtrittstellen bilden, wobei die oberhalb dieser Lage liegenden Füllkörper (50) in loser Schüttung angeordnet sind.

   14. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Rohrleitung in das Gasgemisch mindestens eine Substanz in Form leicht kone densierbarer Dämpfe einbringt, die die selektive, gerade für das zu extrahierende Gas wirksame Affinität besitzt.

   15. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens eine zwei übereinander angeordnete Schichten (11, 12) voneinander trennende freie Zone eine Berieselungseinrichtung (14) mit mindestens einer Flüssigkeit mit die selektive, gerade für das zu extrahierende Gas wirksame Affinität besitzenden Dämpfen einmündet.

   16. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllkörper mindestens einer Schicht (29) von einer horizontalen Zwischenwand $36) getragen werden, die einem aufwärtsgerichteten Strom des Gasgemisches freien Durchgang bietende Öffnungen aufweist und jede von den Füllkörpern abtropfende Flüs sigkeit zurückhält, während eine Einrichtung (44) für das Abführen der so zurückgehaltenen Flüssigkeit vorgesehen ist.

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   17. Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand mindestens ein in die Unterseite der Zwischenwand (!Füllkörperschicht) einmündendes rohrförmiges vertikales Element enthält, das an seinem oberen Ende von einer Haube (40) überdacht ist und oberhalb der Höhe der Zwischenwand (36) mindestens einen seitlichen Durchlass aufweist.

   18. Anlage nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (40) seitlich über den rohrförmigen Durchlass hinaus vorsteht, wobei sie zwischen der oberen Öffnung des rohrförmigen Durchlasses und der Seitenwand der Haube (40) mindestens einen ringförmigen Durchlass freilässt.

   19. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Turm (34) in verschiedenen Höhen mehrere aufeinanderfolgend von dem Gasgemischstrom durchströmte getrennte Füllkörperschichten (27» 28, 29) enthält, wobei Mittel, die in verschiedenen Höhen zwei leicht kondensierbare, je eine selektive, gerade für mindestens ein besonderes Gas des Gasgemisches wirksame Affinität besitzende Substanzen in den Turm einbringende Mittel (32, 33) sowie Mittel (45, 44) vorgesehen sind, die die beiden Substanzen nach ihrem Kontakt mit dem Gasgemisch gesondert aus dem Turm abführen.

   20. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 19» dadurch gekennzeichnet, dass mindestens in Höhe der Basis der unmittelbar vor dem Austritt des gereinigten Gasgemisches

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   angeordneten Füllkörperschicht Kühlungsmittel für den Gasgemischstrom angebracht sind.

   21. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlungsmittel aus einem Zulass (41)für mindestens ein Strömungsmedium mit einer Temperatur höchstens gleich der äusseren Umgebungstemperatur des Turms in den Gasgemischstrom bestehen.

   22. Anlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium Luft ist.

   23. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Turm je nach Höhe unterschiedliche Querschnittsabmessungen hat.

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