DE2038746C3 - Verfahren zum Abtrennen von Kohlendioxyd aus Gemischen mit nicht sauren Gasen - Google Patents

Verfahren zum Abtrennen von Kohlendioxyd aus Gemischen mit nicht sauren Gasen

Info

Publication number
DE2038746C3
DE2038746C3 DE2038746A DE2038746A DE2038746C3 DE 2038746 C3 DE2038746 C3 DE 2038746C3 DE 2038746 A DE2038746 A DE 2038746A DE 2038746 A DE2038746 A DE 2038746A DE 2038746 C3 DE2038746 C3 DE 2038746C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
carbon dioxide
resin
gas
partial pressure
ion exchange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2038746A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2038746B2 (de
DE2038746A1 (de
Inventor
Frederick Owings Mills Tepper, Md. (V.St.A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MSA Safety Inc
Original Assignee
Mine Safety Appliances Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mine Safety Appliances Co filed Critical Mine Safety Appliances Co
Publication of DE2038746A1 publication Critical patent/DE2038746A1/de
Publication of DE2038746B2 publication Critical patent/DE2038746B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2038746C3 publication Critical patent/DE2038746C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/62—Carbon oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J41/00—Anion exchange; Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
    • B01J41/04—Processes using organic exchangers
    • B01J41/07—Processes using organic exchangers in the weakly basic form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/50—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/20—Organic adsorbents
    • B01D2253/206—Ion exchange resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

Es ist häufig erforderlich, Kohlendioxyd aus Gasmischungen abzutrennen. Diese Notwendigkeit ergibt sich z. B. bei der Herstellung von Kohlendioxyd selbst, weiterhin bei Feuergasen, die bei der Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Materialien entstehen oder bei Arbeitsgasen bzw. Synthesegasen.
Es ist bereits bekannt, die Abtrennung von Kohlendioxyd mit Hilfe von Ionenaustauscherharzen vorzunehmen. Es ist ferner bekannt, zur Absorption saurer Gase schwach basische Ionenaustauscherharze, nämlich Amin-Formaldehyd- Kondensationspolymerisate zu verwenden, die jedoch Kohlendioxyd nur in Spuren absorbieren können. Bekannt ist schließlich noch die Verwendung von Ionenaustauschern in feuchtem Zustand zur Entfernung saurer oder basischer Dämpfe aus Gasgemischen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, Kohlendioxyd aus Gasgemischen abzuscheiden und auf diese Weise inerte Gase herzustellen, ohne daß das verwendete Medium danach weggeworfen werden muß, d. h. unter Anwendung eines zyklischen Adsorption-Desorption-Verfahrens.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird beim Verfahren zum Abtrennen von Kohlendioxyd aus Gemischen mit nicht sauren Gasen mit Hilfe eines schwach basischen, wasserhaltigen Ionenaustauscherharzes unter Gewinnung von Kohlendioxyd und/oder eines säurefreien Gases erfindungsgemäß das Gasgemisch bei einem ersten Kohlendioxyd-Partialdruck mit einem schwach basischen Ionenaustauscherharz, das aus einem PoIy- >> amin besteht und mindestens einen sekundären Amia-Stickstoff aufweist, in Verbindung gebracht, wodurch Kohlendioxyd von dem Harz aufgenommen wird, und anschließend der Kohlendioxyd-Partialdruck des mit dem Harz in Kontakt stehenden Gases auf einen
ίο zweiten Partialdruck herabgesetzt, wodurch Kohlendioxyd aus dem Harz desorbiert wird. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, Kohlendioxyd an dem schwach basischen Ionenaustauscherharz zyklisch zu adsorbieren und zu desorbieren, und zwar durch Einstellung des Kohlendioxyd-Partialdrucks des mit dem Harz in Kontakt stehenden Gases. Zur zyklischen Adsorption und Desorption des Kohlendioxyds wird ein Feststoffmittel verwendet Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß sowohl Adsorption als auch Desorption im wesentlichen bei der gleichen Temperatur stattfinden kann, die darüber hinaus auch noch die normale Umgebungs- bzw. Raumtemperatur sein kann. Weiterhin ist von Vorteil, daß das Verfahren auch auf Gase anwendbar ist, die Wasserdampf bis zur Sättigungskonzentration enthalten.
Zunächst wird also bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Kohlendioxyd enthaltende Gasmischung mit einem ersten Partialdruck mit einem schwaoh basischen Ionenaustauscherharz in Verbindung gebracht, wodurch das Kohlendioxyd von dem Harz aufgenommen wird; anschließend wird der Kohlendioxyd-Patialdruck des mit dem Adsorptionsmittel in Verbindung stehenden Gases bis auf einen zweiten Partialdruck herabgesetzt, wodurch Kohlendioxyd freigesetzt und das Harz für eine erneute Anwendung regeneriert wird. Ist das Ziel der Gastrennung darin zu sehen, Kohlendioxyd zu gewinnen, dann ist der erste Partialdruck des Kohlendioxyds vorzugsweise ein über dem Atmosphärendruck liegender Druck, und der zweite Partialdruck ist ein Druck, der im wesentlichen dem Atmosphärendruck gleich ist. Besteht jedoch die Absicht, Kohlendioxyd aus einem erwünschten Produktgas zu entfernen, dann kann der erste Partialdruck beispielsweise ein atmosphärischer Druck sein und der zweite Partialdruck vorzugsweise ein sich unterhalb des atmosphärischen Druckes befindlicher Druck, beispielsweise der Druck des Kohlendioxyds in normaler Luft bei atmosphärischem Druck.
so Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens können der nachfolgenden Beschreibung entnommen werden, in welcher an Hand der Figuren das erfindungsgemäße Verfahren im einzelnen näher erläutert wird. Dabei zeigt
Fig. i in einem Diagramm den Verlauf bzw. den Gleichgewichtszustand eines Kohlendioxydgehaltes eines typischen schwach basischen Ionenaustauscherharzes bei verschiedenen Kohlendioxyd-Partialdrücken; F i g. 2 stellt ein schematisches Flußdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung von Kohlendioxyd dar, unter Verwendung des erfindungsgemäßen Gastrennungsverfahrens, und
Fig.3 zeigt ein schematisches Flußdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines inerten Gases unter Verwendung des erfindungsgemäßen Gastrennungsverfahrens.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Trennung von Kohlendioxyd aus Gasmischungen, die Luft, inerte
Gase wie Helium, Neon und Argon, Gase wie Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff und andere säurefreie Gase enthalten, die nicht von dem schwach basischen Ionenaustauscherharz adsorbiert werden, geeignet. Gasmischungen, die säurehaltige Gase wie Schwefeloxyd in Feuergasen enthalten, können auf übliche Art vorbehandelt werden, um das Säuregas vor der Einleitung in den Kohlendioxyd-Trennungsprozeß abzutrennen.
Im folgenden werden zunächst die Adsorptionsmittel beschrieben Ganz allgemein sind schwach basische Ionenaustauscherharze zur Verwendung als Adsorptionsmittel entsprechend der Erfindung brauchbar. Solche Harze haben primäre, sekundäre und/oder tertiäre funktionell Aminaktivgruppen, die an eine polymere Matrix angefügt sind. Die polymere Matrix kann üblicherweise ein Polystyrol, ein Polystyrol-Divinylbenzol-Mischpolymerisat, ein Phenol-Formaldehyd, eine Polyacrylsäure, ein Polymethacrylsäure-Divinylbenzol-Mischpolymerisat oder ein Polymerisat vom Epoxyd typ sein.
Die schwach basischen Ionenaustauscherharze, deren aktive Gmppe ein Polyamin mit mindestens einem sekundären Aminstickstoff ist und die eine besonders hohe Affinität und Kapazität für Kohlendioxyd besitzen,
10
15
20 können wiederholt ohne eine wesentliche Einbuße ihrer Adsorptionseigenschaften regeneriert werden. Sie werden hergestellt durch Reaktion eines Additions- bzw. eines Kondensationspolymeren mit polyfunktionellen Aminen, die einen sekundären Amin-Stickstoff haben, wie beispielsweise Diäthylentriamin, Triäthylentetramin und Tetraäthylenpentamin. Solche Harze umfassen Polyacrylsäure- Polyamidharze, die entsprechend der US-Patentschrift 25 82 194 hergestellt sod und Epoxyd-Polyaminharze, die auf übliche Art durch Reaktion eines Epoxydharzes und eines Polyamins in einem Lösungsmittel wie beispielsweise Xylol hergestellt werden.
Polystyrol-Divinylbenzol-Mischpolymerisate vom Gelharztyp weisen polyaminfunktionelle Gruppen auf und werden vorzugsweise als Adsorptionsmittel verwendet. Harze dieser Art können durch Reaktion eines chlormethylierten Styroldivinylbenzol-Mischpolymerisats mit einem Amin wie Triäthylentetramin, Tetraäthylenpentamin und anderen polyfunktionellen Aminen, vorzugsweise mit Diäthylentriamin hergestellt werden. Ein äquimoJarer Betrag bzw. ein Überschuß von Amin für jede Chlormethylgruppe ruft eine Kondensation einer Chlormethylgruppe mit einer Amingruppe wie durch die nachfolgend dargestellte Reaktion unter Verwendung von Diäthylentriamin dargestellt hervor:
\
CH2CL + NH1-CH1-CH7-Nh-CH1-CH1-NH,
HCi
CH7-NH-Ch2-CH1-NH-CH1-CH1-NH,
Liegt das Verhältnis des Amins bei '/2 des netzung und hauptsächlich eine sekundäre Aminfunktiogleichmolaren bzw. äquimolaren Verhältnisses, dann 45 nalität entsprechend der nachfolgenden Gleichung wird durch die Kondensation eine zusätzliche Querver- begünstigt:
+ NH2-CH1-CH2-NH-CH2-Ch2-NH2
+ 2HCl
CH2-NH-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-Nh-CH2
Um eine geeignete Porosität zu erzielen, verwendet man vorzugsweise Mischpolymerisate, die weniger als etwa 10% Divinylbenzol, zweckmäßig 3 bis 5%, enthalten. Ein chlormethyliertes Polystyrol-Divinylbenzol-Mischpolymerisat, das mit Diäthylentriamin aminiert ist, stellt ein typisches, käuflich zu erwerbendes
Harz der bevorzugten Art dar. Die Feuchtigkeit des Gases, welches durch die Harzschicht strömt, kann eingestellt werden, um einen passenden Gleichgewichtszustand hinsichtlich des Wassergehaltes in dem Harz zu erreichen. Beispielsweise ist bei 24° C und einem Gas mit einer relativen Feuchtigkeit von 50% ein Gleichgewichtszustand bei 5 bis 10 Gewichtsprozent Wasser in dem Harz erreicht, während ein Gas mit 90% relativer Feuchte in einen Gleichgewichtszustand bei 25 bis 30% Wassergehalt in dem Harz gelangt. Im allgemeinen wird ein Gas von einer relativen Feuchte von etwa 75% bevorzugt
F i g. 1 kann der Gleichgewichtszustand hinsichtlich der Kohlendioxydaufnahmefähigkeit eines mit Diäthylentriamin aminierten, chlormethylierten Polystyrol-Divinylbenzol-Mischpolymerisat-Ionenaustauscherharzes bei Raumtemperaturen (210C) in Abhängigkeit von dem Kohlendioxyd-Partialdruck entnommen werden. Durch Vergleich der Kohlendioxydkapazität bei zwei beliebigen Kohlendioxyd-Partialdrücken kann die Regenerationsfähigkeit eines Adsorptionsmittels bzw. einer adsorbierenden Schicht hinsichtlich Kohlendioxyd bestimmt werden. Wird beispielsweise eine 15% Kohlendioxyd enthaltende, auf Raumtemperatur abgekühlte verbrannte Treibstoff-Luftrnischung isothermisch auf einen Gesamtdruck von 17,6 kg/cm2 (250 psig) komprimiert, dann beträgt der Partialdruck des Kohlendioxyds 2,64 kg/cm2 (37,5 psig). Wird die Gasmischung bei diesem Druck mit der adsorbierenden Schicht in Verbindung gebracht, dann liegt die Aufnahmefähigkeit entsprechend der Fig. 1 bei 10,7 Gewichtsprozent Kohlendioxyd, d. h., es können von jeweils 50 kg Harz 5,35 kg Kohlendioxyd adsorbiert werden. Wird der Drück in der absorbierenden Schicht abgelassen, dann wird Kohlendioxyd desorbiert bzw. freigegeben, was zu einer Atmosphäre, die im wesentlichen nur Kohlendioxyd in Verbindung mit der Schicht enthält, führt; erfolgt der Druckabfall bis hinunter zum atmosphärischen Druck (0 psig), dann ist die Kohlendioxyd-Kapazität 8,7%, was zu einer regenerierbaren Kapazität von 2% führt. Unter diesen Bedingungen ist die adsorbierende Schicht in der Lage, 1 kg Kohlendioxyd pro 50 kg Harz jeweils je Zyklus zu trennen. Wird nach der Belüftung bzw. nach dem Ablassen des Druckes auf atmosphärischen Druck die Schicht mit normaler Luft gespült bzw. wird normale Luft eingelassen, die üblicherweise nur ungefähr 0,03% Kohlendioxyd enthält, dann ist die Gleichgewichtskapazität des Harzes 33% bei einer regenerierbaren Kapazität von 7.4%.
Die übrigen weiter vorn beschriebenen Adsorptionsmittel weisen ähnliche Verhältnisse hinsichtlich eines Kohlendioxyd-Partialdrucks und der Aufnahmefähigkeit für Kohlendioxyd auf, um auf diese Weise eine praktische regenerierbare Kohlendioxyd-Kapazität zur Verfugung zu stellen. Der Effekt des Kohlendioxyd-Partialdrucks auf die Aufnahmefähigkeit ist bei von Raumtemperaturen sich unterscheidenden Temperaturen ähnlich, solange die Adsorptionsmittel bei diesen Temperaturen arbeiten können, d. h. oberhalb des Gefrierpunktes des Wassers und unterhalb von Temperaturen von etwa 38° C. Vorzugsweise sollen Temperaturen zwischen 5 und 33° C verwendet werden. Die regenerierbare Kapazität für einen vorgegebenen Druckabstand ist im allgemeinen etwas niedriger bei Temperaturen oberhalb der Raumtemperatur und etwas höher bei Temperaturen unterhalb der Raumtemperatur.
In F i g. 2 ist ein System zur Erzeugung von Kohlendioxyd dargestellt, welches das erfindungsgemäße Verfahren zur Trennung von Kohlendioxyd aufweist und welches, wie im folgenden noch im einzelnen beschrieben wird, in der Lage ist, pro Stunde etwa 136 kg flüssiges Kohlendioxyd zu erzeugen. Entschwefelter flüssiger oder gasförmiger Treibstoff wird mit einer Menge von etwa 52 kg/Stunde verbrannt, wobei in einem Wasserheizkessel 2 Dampf erzeugt wird. Die abgekühlten Verbrennungsprodukte werden in der Gaswaschanordnung 4 mit Wasser gewaschen und durch einen dreistufigen, mit Dampf angetriebenen Kompressor 6 auf einen Druck von 35 kg/cm2 (500 psig) komprimiert- Überschüssiges Wasser wird von einer Kondensatorabscheideeinrichtung 8 abgetrennt. Das dem Separator 8 entströmende Gas enthält etwa 18% Kohlendioxyd in Stickstoff und ist mit Wasserdampf gesättigt. Die beiden Harzschichten bzw. Harzbetten 10 und 12 sind jeweils 3 m lang und 1,20 m im Durchmesser und enthalten etwa 554 kg eines mit Diäthylentriamin aminierten, chlormethylierten Polystyrol-Divinylbenzoi-Mischpoiymerisat-Ionenaustauscherharzes. Sie sind parallel geschaltet, so daß die eine Schicht bei einem Adsorptionszyklus verwendet werden kann, während die andere Schicht sich in einem Regenerations-Desorptionszyklus befindet Die Arbeitsweise des Systems wird im Hinblick auf die Harzschicht bzw. auf die Harzbettung 10 beschrieben. Ein Dreiwegeventil 9 ist so eingestellt, daß der Gasstrom durch die Harzschicht 10 fließt. Das Ventil 13 ist so eingestellt, daß es das aus der Schicht ausströmende Gas durch das Rückschlagventil 14 abläßt, welches einen Rückdruck von etwas weniger als 35 kg/cm2 (500 psig) aufrechterhält Das Kohlendioxyd wird adsorbiert, und der Stickstoff wird mit einem Durchfluß von etwa 6200 l/Min, abgeführt. Die Adsorptionshitze wird von wassergekühlten Spulen 10 in den Harzschiuhten abgeführt. Nach einer vorbestimmten Zeit wird das Ventil 9 umgestellt, um den Durchfluß durch die Schicht 10 zu beenden und das Gas nunmehr durch die Schicht 12 für einen ähnlichen Adsorptionszyklus zu leiten. Die Dreiwegeventile 13 und 15 werden so eingestellt, daß sie zum atmosphärischen Druck hin entlüften. Der in den freien Räumen der Schicht 10 zurückgehaltene Stickstoff entweicht, bis schließlich Kohlendioxyd, auf Grund des geringen Partialdrucks desorbiert bzw. freigesetzt an der Ausflußöffnung der Schicht zu erscheinen beginnt Das Ventil 15 wird dann so eingeregelt, daß das ausfließende Kohlendioxyd dem Einlaß eines Kompressors 18 zugeführt wird; die
so Harzschicht auf der Ansaugseite des Kompressors wird auf diese Art einem atmosphärischen Druck bzw. einem noch geringeren Druck ausgesetzt, und der Kompressor führt Kohlendioxyd und Wasserdampf bei einem Druck von 14,1 kg/cm2 (200 psig) einem Akkumulator bzw. Sammler 20 zu. Das unter einem Druck von 14,1 kg/cm2 (200 psig) stehende Kohlendioxyd wird dann einer Kühleinrichtung 22 zugeführt, wo es auf etwa 5 bis 27° C abgekühlt wird. Schließlich gelangt das Kohlendioxyd zu einem Wasserabscheider 24 und einem Kieselgel bzw. Silikagel-Trockner 26, um das Wasser zu entfernen, das Kohlendioxyd wird dann durch die Kühleinrichtung 28 weitergekühlt, was schließlich zu einem Ausstoß von 136 kg flüssigem Kohlendioxyd führt Sämtliche der hinter der Harzschicht befindlichen Elemente, d. h. von dem Kompressor bis zu der Ausstoßeinrichtung für das flüssige Kohlendioxyd, stellen übliche, in sonstigen Systemen zur Gewinnung von Kohlendioxyd verwendete Elemente dar. Befindet sich die Schicht 10 in einem
Adsorptionszyklus, dann werden die Ventile 16 und 17 in der gleichen Weise eingestellt, wie das für die Ventile 13 und 15 für die Regenerierung der Schicht 12 beschrieben worden ist.
In der F i g. 3 ist ein einfaches und wirtschaftliches System für die Erzeugung von inertem Gas beschrieben, welches zur Lagerung von Früchten und anderen Produkten verwendet wird. Ein luft- und schwefelfreier Brennstoff, beispielsweise ein Naturgas, werden katalytisch in einer Verbrennungseinheit 30 verbrannt und im Kühler 32 auf übliche Art abgekühlt, wodurch sich eine wassergesättigte Mischung aus Stickstoff und etwa 15 bis 18% Kohlendioxyd ergibt. Ein nachgeschaltetes Gebläse 34 braucht nur so viel Druck aufzubringen, daß es das Gas durch die parallelgeschalteten Harzschichten 36 bis 38 eines mit Diäthylentriamin aminierten, chlormethylierten Polystyrol-Divinylbenzol-Mischpolymerisat-Ionenaustauscherharzes pressen kann. Ein Dreiwegeventil 40 ist so eingestellt, daß der Fluß von dem Gebläse durch die Harzschicht 36 erfolgt, wobei Kohlendioxyd adsorbiert wird, und der ausfließende Stickstoff direkt durch ein Dreiwegeventil 42 zur Verwendung in einem Raum zur Lagerung von Früchten abgeleitet werden kann. Der Partialdruck des Kohlendioxyds in dem in die adsorbierende Schicht einströmenden Gas liegt bei etwa 0,16 kg/cm2 (2,25 psig), wobei die Harzschicht etwa 5,2 Gewichtsprozent Kohlendioxyd adsorbieren wird. Die Ventile 40 und 42 werden dann umgestellt, damit die Schicht 38 in den Adsorptionszyklus eingeschaltet werden kann, und das Ventil 44 wird so geschaltet, daß es die Schicht 36 zur freien Atmosphäre hin entlüftet. Das Ventil 46 wird umgeschaltet und leitet normale Umgebungsiuft mit
ίο einem Kohlendioxyd-Partialdruck von nur 0,23 mm Quecksilber von dem Gebläse 48 durch die Schicht 36, um das darin adsorbierte Kohlendioxyd zu desorbieren bzw. freizusetzen und das Harz selbst zu regenerieren. Nach der Spülung mit Luft enthält das Harz etwa 3,3% Kohlendioxyd, was zu einer regenerierbaren Kohlendioxydkapazität von 0,95 pro 50 kg Harz pro Zyklus führt. Ein solches System ist einfach und direkt, es arbeitet mit Gesamtdrücken um etwa 1 Atmosphäre und bei Umgebungstemperaturen, und es ist mit normaler Luft regenerationsfähig. Eine höhere regenerierbare Adsorptionskapazität kann dann erhalten werden, falls dies erwünscht ist, indem man an Stelle des Gebläses 34 einen Kompressor verwendet.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Abtrennen von Kohlendioxyd aus Gemischen mit nicht sauren Gasen mit Hilfe eines schwach basischen, wasserhaltigen Ionenaustauscherharzes unter Gewinnung von Kohlendioxyd und/oder eines säurefreien Gases, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch bei einem ersten Kohlendioxyd-Partialdruck mit einem schwach basischen Ionenaustauscherharz, das aus einem Polyamin besteht und mindestens einen sekundären Aminstickstoff aufweist, in Verbindung gebracht wird, wodurch Kohlendioxyd von dem Harz aufgenommen wird, und daß anschließend der Kohlendioxyd-Partialdruck des mit dem Harz in Kontakt stehenden Gases auf einen zweiten Partialdrut-k herabgesetzt wird, wodurch Kohlendioxyd aus dem Harz desorbiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Partialdruck größer als der Atmosphärendruck ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Partialdruck geringer als der Atmosphärendruck ist
4. Verfahren nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Ionenaustauscherharz ein Gelharz verwendet wird, dessen polymere Matrix aus einem Polystyrol-Divinylbenzol-Mischpolymerisat besteht.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasmischung eine Temperatur zwischen 5 und 33° C und eine relative Feuchte von mindestens 75% aufweist.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyamin Diäthylentriamin verwendet wird.
DE2038746A 1969-08-12 1970-08-04 Verfahren zum Abtrennen von Kohlendioxyd aus Gemischen mit nicht sauren Gasen Expired DE2038746C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US84931969A 1969-08-12 1969-08-12

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2038746A1 DE2038746A1 (de) 1971-03-04
DE2038746B2 DE2038746B2 (de) 1973-11-29
DE2038746C3 true DE2038746C3 (de) 1979-10-25

Family

ID=25305550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2038746A Expired DE2038746C3 (de) 1969-08-12 1970-08-04 Verfahren zum Abtrennen von Kohlendioxyd aus Gemischen mit nicht sauren Gasen

Country Status (4)

Country Link
US (1) US3627478A (de)
CA (1) CA922242A (de)
DE (1) DE2038746C3 (de)
GB (1) GB1296888A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19830470C1 (de) * 1998-07-08 1999-11-25 Dornier Gmbh Regeneratives Verfahren zur CO¶2¶-Adsorption

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4518489A (en) * 1981-09-22 1985-05-21 Phillips Petroleum Company Oil Treatment
DE3629767A1 (de) * 1986-09-02 1988-03-10 Bayer Brasil Sa Verfahren zur entfernung von sauren und/oder schwefelhaltigen gasen
DE9408802U1 (de) * 1994-05-26 1994-07-28 Inst Bioprozess Analysenmesst Vorrichtung zur Reinigung von Gasen und Flüssigkeiten und zur Aufkonzentration flüchtiger Substanzen
US5656064A (en) * 1995-10-04 1997-08-12 Air Products And Chemicals, Inc. Base treated alumina in pressure swing adsorption
KR20050107445A (ko) * 2003-02-24 2005-11-11 텍사코 디벨롭먼트 코포레이션 이산화탄소 고정을 이용한 디젤 증기 개질
US20050229489A1 (en) * 2004-04-19 2005-10-20 Texaco Inc. Apparatus and method for hydrogen generation
US20050232855A1 (en) * 2004-04-19 2005-10-20 Texaco Inc. Reactor with carbon dioxide fixing material
US20050229490A1 (en) * 2004-04-19 2005-10-20 Texaco Inc. Reactor and apparatus for hydrogen generation
US7384621B2 (en) * 2004-04-19 2008-06-10 Texaco Inc. Reforming with hydration of carbon dioxide fixing material
US20050229488A1 (en) * 2004-04-19 2005-10-20 Texaco Inc. Method and apparatus for providing a continuous stream of reformate
US20060289003A1 (en) * 2004-08-20 2006-12-28 Lackner Klaus S Laminar scrubber apparatus for capturing carbon dioxide from air and methods of use
US7655069B2 (en) * 2005-02-02 2010-02-02 Global Research Technologies, Llc Removal of carbon dioxide from air
US9266051B2 (en) 2005-07-28 2016-02-23 Carbon Sink, Inc. Removal of carbon dioxide from air
US8088197B2 (en) 2005-07-28 2012-01-03 Kilimanjaro Energy, Inc. Removal of carbon dioxide from air
WO2007114991A2 (en) 2006-03-08 2007-10-11 Global Research Technologies, Llc Air collector with functionalized ion exchange membrane for capturing ambient co2
ES2784490T3 (es) * 2006-10-02 2020-09-28 Carbon Sink Inc Método para extraer dióxido de carbono del aire
EP2139584A4 (de) 2007-04-17 2011-05-18 Global Res Technologies Llc Abscheidung von kohlendioxid (co2) aus der luft
US8133305B2 (en) 2007-11-05 2012-03-13 Kilimanjaro Energy, Inc. Removal of carbon dioxide from air
CN101909743B (zh) * 2007-11-08 2013-01-09 阿克伦大学 用于俘获二氧化碳的胺吸附剂及其制造和使用方法
MX2010004447A (es) 2007-11-20 2010-05-13 Global Res Technologies Llc Colector de aire con membrana de intercambio ionico funcional para capturar co2 del ambinete.
US20090232861A1 (en) 2008-02-19 2009-09-17 Wright Allen B Extraction and sequestration of carbon dioxide
WO2009149292A1 (en) 2008-06-04 2009-12-10 Global Research Technologies, Llc Laminar flow air collector with solid sorbent materials for capturing ambient co2
EP2794062B1 (de) * 2011-12-22 2016-03-16 RE-N Technology ApS Verfahren zur veredelung eines gases
EP3191211B9 (de) 2014-09-12 2022-06-15 Skytree B.V. Verfahren und vorrichtung zur reversiblen adsorption von kohlendioxid
US11207671B2 (en) * 2017-06-19 2021-12-28 Lanxess Deutschland Gmbh Mixtures for the adsorption of acidic gases
WO2019161114A1 (en) 2018-02-16 2019-08-22 Carbon Sink, Inc. Fluidized bed extractors for capture of co2 from ambient air
JP7123748B2 (ja) * 2018-10-30 2022-08-23 公益財団法人地球環境産業技術研究機構 二酸化炭素分離回収システム及び方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19830470C1 (de) * 1998-07-08 1999-11-25 Dornier Gmbh Regeneratives Verfahren zur CO¶2¶-Adsorption

Also Published As

Publication number Publication date
US3627478A (en) 1971-12-14
GB1296888A (de) 1972-11-22
CA922242A (en) 1973-03-06
DE2038746B2 (de) 1973-11-29
DE2038746A1 (de) 1971-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2038746C3 (de) Verfahren zum Abtrennen von Kohlendioxyd aus Gemischen mit nicht sauren Gasen
DE60217429T2 (de) Verfahren zur Verminderung des Kohlendioxidgehaltes in einer Gasmischung
DE60203551T3 (de) Herstellung von hochreinem Sauerstoff durch Druckwechseladsorption
DE1265144B (de) Verfahren zur Erhoehung der Sauerstoffkonzentration eines Luftstroms
DE602005000135T3 (de) Periodische Regenerierung bei hoher Temperatur in einem System nach dem Temperaturwechseladsorptionsverfahren
DE3307974A1 (de) Verfahren zur gewinnung von stickstoff
EP1028796A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur rückgewinnung von gasen
DE3222560A1 (de) Verfahren zur abtrennung und gewinnung von relativ stark an adsorptionsmitteln adsorbierbaren gasen aus ansonsten im wesentlichen nur leichter adsorbierbare gase enthaltenden gasgemischen sowie anlage zum durchfuehren dieses verfahrens
DE112017005224T5 (de) Verfahren zum Extrahieren von Komponenten aus Gasgemischen durch Pertraktion an nanoporösen Membranen
WO2000010688A1 (de) Auftrennung von sf6 enthaltenden gasen
DE60127717T2 (de) Verfahren zur Abtrennung von Wasserstoffgasen
DE2626065A1 (de) Clinoptilolith, verfahren zur herstellung und dessen verwendung
DE2040314A1 (de) Verfahren zur Abtrennung von Kohlendioxyd aus Gasmischungen und Mittel zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE4101658A1 (de) Filtermaterial fuer kraftfahrzeuge
DE2631225A1 (de) Regenerieren beladener adsorptionsmittel mit wasserdampf
EP0049782A1 (de) Verfahren zur zyklischen Desorption von zyklisch mit Adsorbaten beladenen Adsorptionsmitteln
DE10142946B4 (de) Vorrichtung zur Anreicherung von Luft mit Sauerstoff
DE1265724B (de) Verfahren zur Anreicherung des Sauerstoffs in Luft
DE3200910A1 (de) Verfahren zur desorption von an adsorptionsmitteln aus einem traegergas adsorbierten organischen gasen
DE19837845C2 (de) Auftrennung von SF6/N2-Gemischen und SF6/Luft-Gemischen
DE4319895C2 (de) Verfahren zur Reinigung von lösemittelhaltiger Abluft durch Adsorberharze
DE102021130002A1 (de) Verwertung von Kohlendioxid aus der Umgebungsluft
DE2507623C2 (de) Verfahren zum Entfernen eines ersten Bestandteils aus einem aus mindestens drei Bestandteilen zusammengesetzten Gas
DE10009059A1 (de) Molekularsiebkohle
DE19548281A1 (de) Adsorptionsfilter

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee