DE1767722A1

DE1767722A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Abtrennung von Kohlendioxid aus einem Gasgemisch

Info

Publication number: DE1767722A1
Application number: DE19681767722
Authority: DE
Inventors: August Prof Dipl-Phys D Winsel
Original assignee: Siemens AG; VARTA AG
Current assignee: Siemens AG; VARTA AG
Priority date: 1968-06-10
Filing date: 1968-06-10
Publication date: 1971-09-30

Description

"Verfahren und Vorrichtung zur Abtrennung von Kohlendioxid aus einem Gasgemisch Zueatz zum Patent ............ Az. P 15 42 456.3 Gegenstand ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abtrennung von Kohlendioxid nach DL'P P 15 42 456.3, bei dem ein Gasgemisch, welches kohlendioxid enthält, als schlechter benetzende Komponente in den Poren eines Körpers unter überdruck gegenüber der besser benetzenden Komponente, einer Waschlösung für Kohlendioxid, beispielsweise einer wässrigen Lösung eines Alkalihydroxids, gesetzt wird, so daß ein zusammenhängender Teil der grö#eren Poren von den Gasgemisch und ein zusammenhängender Teil der kleineren Poren von der Waschlösung erfüllt wird.
Es bestand die Aufgte, ein Verfahren und eine geeignete Vorrichtung zur Abtrennung von Kohlendioxid aus Gasgemischen zu finden. las erfindungsgemä#e Verfahren beruht auf den Verfahren des DnP ............ Az P 15 42 456.3, bei den eine schlechter benetzende Komponente in den Poren eines Xörpers unter überdruck gegenüber der besser benetzenden Komponente gesetzt wird, so daß ein zusammenhängender Teil grö#erer Poren von der schlechter benetzenden $Komponente und ein zusammenhängender Teil der kleineren Poren von der besser benetnenden Komponente erfüllt wird. Die schlechter benetzende Komponente ist bei den erfindungsgemä#en Verfahren das Gasgemisch, aus dem das Kohlendioxid abgetrennt werden soll.
Die besser benetzende Komponente ist eine Waschlösung für Kohlendioxid.
Das erfindungsgemä#e Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Waschlösung mit Hilfe eines Druckgefälles nacheinander die als Trennwände zwischen Losungsräumen angeordneten porösen Platten senkrecht zur Plattenoberfläche durchströmt, wobei die einzelnen Platten zwei einander durchdringende Systeme grö#erer und kleinerer Poren enthalten und das Gasgemisch senkrecht zu der Strömung der Waschlösung nacheinander durch die größeren Poren der Mittelschichten der Platten im Gegenstrom gele-tet wird.
Bringt mn zunächst die Waschlösung mit dem porösen Eörpzr In Berührung, so dringt sie unter dem Einfluß der Kapillarkraft in die kleineren und in die größeren Poren der porösen Platten ein und erfüllt diese vollständig.
Bringt an anschlie#end die porösen Platten nit den schlechter benetzenden Gasgemisch in Berührung, so kann dieses nur dann in die Poren eindringen, wenn es gegenüber der töung unter einem hydrostatischen überdruck steht; dabei werden um so mehr Poren erfüllt, Je grö#er dieser 3berdruck ist.
Bezeichnet #p den hydrostatischen Druckunterschied, # die Grenzflächenspannung zwischen den Gasgemisch und der Lösung, # den Grenzflächenwinkel an der Festkörperoberfläche und r den Porenradius, so sind diejenigen Poren von den schlecht benetzenden Gasgenisch erfüllt, für die 2 # r = cos # ist. Unter diesen Bedingungen # p enthält der poröse Körper zwei Systeme sich durchdringender Poren, von denen das eine mit der gut benetzenden, das andere mit der schlecht benetzenden Phase erfüllt ist und in denen beide Substanzen unter den EinfluB eines hydrostatischen Druckgefälles innerhalb der einzelnen phase strömen können. Auf diese Weise haben die Phasen eine gro#e gegenseitige$Oberfläche, die überdies ständig durch die Strömung erneuert wird.
Als Waschlösung für das erfindungsgemä#e Verfahren können die bekannten Lösungen, beispielsweise wässrige Lösungen von Alkalihydroxid, Alkalikarbonatlösungen, Diäthanolamin-Lösungen und andere verwendet werden.
113 Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemä#en Verfahrens. Die porösen Platten 1 und die feiner porösen Diaphragmen 2 sind zu einen festen Rörper verbunden, An die beiden äu#eren Diaphragmen 2 grengen die beiden Flüssigkeitskammern 3, welche die über das Rohr 6 zugefährte Waschlösung, beispielsweise eine wässrige Lösung eines Alkalihydroxids, aufnehmen und über die Oberfläche des 1. Diaphragmas verteilen bzw. die über das Rohr 7 abgeführte kohlendioxidhaltige Lösung sammeln. über das Rohr 4 wird das Gasgemisch, aus den das Kohlendioxid abgetrennt werden soll, zugeführt, beispielsweise ein Reformergas, welches Wasserstoff und Kohlendioxid enthält. nie Zuführung des Gases erfolgt an der letzten porösen Platte 1 bezüglich der Strömungsrichtung der Lösung, und das Gas fSrd in Serie nacheinander durch die einzelnen Platten 1 geleitet. Das Gasgemisch durchströmt daher den Reaktionskörper im Gegenstron zu der Waschlösung.
Die Figur 2 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform der Anordnung nach figur 1. Das über das Rohr 4 zugeführte Gasgemisch wird aufgeteilt und zur Hälfte in das Rohr 8 geleitet. mine Hälfte des Gases wird wie in figur 1 an oberen ?nd der letzten porösen Platte 1 zugeführt. ras Gas enthält hier noch einen sehr großen Anteil an Kohlendioxid, und der durch den oberen Teil der letzten Platte 1 strömende Anteil der Lösung wird daher besonders stark mit Kohlendioxid angereschert, verglichen mit den durch den unteren Teil der Platte 1 strömenden Anteil der Lösung.
Um eine gleichmä#ige Anreicherung der Lösungmit Kohlendioxic zu erreichen, wird daher die zweite Hälfte Ges Gasgemisches über das Rohr 8 an unteren Rande der vorletzten Platte 1 besüglich der Strömungsrichtung der Lösung zugeführt.
Auf diese Weise wird in der vorletzten Platte 1 besonders der durch den unteren Bereich der porösen Platte 1 strömende Anteil der Lösung nit Karbonat angereichert. Die beiden getrennten Teile des Gasgemisches werden vor dem Eintritt in die drittletzte Platte 1 ;wieder vereinigt d in übrigen Teil des Körpers nacheinander in Serie durch die einzelnen porösen Platten 1 geführt.

Claims

Pa tentansprüche 1. Verfahren zur Abtrennung von Eohlendioxid aus einem Gasgemisch, bei dem das Gasgemisch als schlechter benetzende kromponente in den Poren eines Körpers unter Uberdruck gegenüber@der besser benetzenden Komponente einer aschlösung gesetzt wird, so daß ein zusammenhängender Teil der kleineren Poren von den Gasgemisch und ein zusannenhängender Teil der kleineren Poren von der Waschlösung erfüllt wird, nach DBP ............ Az P 15 42 456.3 dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung nit Hilfe eines druckgefälles nacheinander die als Trennwände zwischen Lösungsräumen angeordneten, zwei einander durchdringende systeme grö#erer und kleinerer Poren enthaltenden porösen Platten senkrecht zur Plattenoberfläche durchströnt und das der bezüglich der Strömungsrichtung der Lösung letzten Platte zugeführte Gasgenisch senkrecht zu der Strömung der Lösung nacheinander durch die größeren Poren der einzelnen Platten geleitet wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei porösen Platten, welche sich durchdringende Systeme kleinerer und größerer Poren aufweisen, ein Diaphragma angeordnet ist, welches nur kleinere Poren aufweist und den gesanten Lösungsraum zwischen den beiden Platten ausfüllt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die porösen Platten und Diaphragmen zu einen einheitlichen Körper verbunden sind.

L e e r s e i t e