DE2557531C2 - Verfahren zum Regenerieren wäßriger Waschlösungen - Google Patents

Verfahren zum Regenerieren wäßriger Waschlösungen

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DE2557531C2
DE2557531C2 DE2557531A DE2557531A DE2557531C2 DE 2557531 C2 DE2557531 C2 DE 2557531C2 DE 2557531 A DE2557531 A DE 2557531A DE 2557531 A DE2557531 A DE 2557531A DE 2557531 C2 DE2557531 C2 DE 2557531C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Die Erfindung bezieht sich insbesonders auf ein Regenerierungsverfahren für wässerige Waschlösungen, welche für die Extraktion der sauren Bestandteile wie CO2, H2S, HCN, COS, SO2, Merkaptane aus Gasgemischen verwandt werden, in welchem der beladenen Waschlösung die absorbierten sauren Bestandteile vor deren Rückführung in die Absorptionsstufe durch eine Behandlung mit Dampf wieder entzogen werden, wobei diese Dampfbehandlung in einem Regenericrungssystem erfolgt, das aus einer Hauptbehandlungszone und einer Nebenbehandlungszone besteht, in welchen Zonen jeweils ein Teil der Waschlösung regeneriert wird. Das auszuwaschende Gut und/oder Gasgemisch kann Naturgas oder ein Prozeßgas sein.
Die üblicherweise in Kreislaufverfahren verwendeten Waschlösungen sind wässerige Lösungen von Kohlcnsäurealkalisalzen, insbesonders Kaliumkarbonatlösungen, welche gegebenenfalls die Ab- und Desorption der sauren Bestandteile beschleunigende Hilfsmittel wie Arsenite. Borate, Aminosäuren. Alkanolamine, usw., enthalten können.
Weitere in Frage kommende Waschlösungen sind wässerige Lösungen von Alkanolaminen wie Äthanolamine,
von Alkalimetallsalzen der Aminosäuren, von alkalischen Phosphaten, Phenolaten und Boraten, sowie ähnlicher Verbindungen, die einzeln oder in Mischung verwendet werden können. Für die SCh-Absorpiion ist es oft vorteilhaft, eine Alkalisulfit- oder bisulfitlösung zu verwenden. Diesen Waschlösungen wird üblicherweise ein Korrosionsschutzmittei zugegeben.
Die beladenen Waschlösungen werden in der Regel bei Normaldruck oder einem wenig von diesem abweichenden Druck und bei Siedetemperaturen zwischen 70 und 150° C mit Dampf behandelt, um die absorbierten Verbindungen zu desorbieren und regenerierte Waschlösungen zu erhalten.
Der für die Regenerierung benötigte Dampf kann durch Aufheizen der wäßrigen Waschlösung in einem indirekt gewärmten Erhitzer erzeugt werden, oder in Form von Frischdampf in das Regenerierungssystem eingeführt werden.
Die in der Regel bei einem über dem Normaldruck gelegenen Druck mit den sauren Bestandteilen des Gasgemischs beladene Waschiösung wird vor der Einführung in die Dampfbehandlungszone des Regenerierungssystems entspannt und verdampft
Die für die Regenerierung verwandten Anlagen besitzten normalerweise eine mit Füllkörpern, perforierten Bodenplatten, Siebplatten oder ähnlichen, den Kontakt zwischen Lösung und Dampf verbessernden Vorrichtungen versehene Desorptionskolonne. Anlagen dieser Art werden ebenfalls für die Absorption der sauren Bestandteile verwendet
Je nach der Temperatur, bei welcher die regenerierte Waschlösung in die Absorptionskolonne zurück- und die beladene Waschiösung aus dieser abgeführt wird, kann man von einem isothermischen, einem »optimalen« oder einem »klassischen« Kreislaufverfahren sprechen.
in dem »klassischen« Kreislauf wird die Absorptionskolonne bei einer gemäßigten Temperatur gegebenenfalls bei Raumtemperatur gefahren. Da dii Dampfregenerierung bei höheren Temperaturen vor sich geht, muß eine Reihe von zusätzlichen Wärmeaustauschern und/oder Lösungserhitzer und -kühler vorgesehen werden. Ein solcher »klassischer« Kreislauf wird zum Beispiel für die Absorption von CO2 in wäßrigen Monoäthanolaminlösungen bevorzugt
Wenn das zu reinigende Gasgemisch unter einem Druck vorliegt, bei welchem der Teildruck des gasförmigen sauren Bestandteils verhältnismäßig hoch ist, kann die Temperatur in der Absorptionsstufe erhöht werden. In diesem Fall wird ein isothermischer oder optimaler Kreislaufverlauf bevorzugt
Der Unterschied zwischen einem isothermischen und einem sogenannten optimalen KreiJauf kann am einfachsten an Hand eines zweistufigen Absorptions- und Regenerierungsverfahrens erläutert werden.
In einem üblichen zweistufigen Absorptions- und Regenerierungszyklus wird die Gesamtheit der beladenen Waschlösung am Kopf der Desorptionskolonne eingeführt und der Hauptanteil derselben wird in der Form einer teilweise regenerierten Lösung im Mittelteil der Kolonne entnommen, wogegen der Rest der Lösung weitgehender regeneriert wird. Dieser Restanteil von ganz regenerierter Lösung wird an den Kopf der Absorptionskolonne, der Hauptstrom der nur teilweise regenerierten Lösung jedoch in eine Zwischenstufe dieser Kolonne zurückgeführt
In einem »isothermischen« Zyklus wird nur der an den Kopf der Absorptionskolonne zurückgeführte Teilstrom der weitgehend regenerierten Waschlösung vor seiner Einführung in die Kolonne abgekühlt, wogegen der Hauptstrom der teilweise regenerierten Waschlösung keiner Zwischenkühlung unterworfen wird.
In einem »optimalen« Zyklus erfolgt eine Abkühlung beider Waschlösungsströme vor deren Rückführung in die Absorptionskolonne, wobei der weitgehend regenerierte Teilstrom auf eine Temperatur gebracht wird, für welche der Dampfdruck der Lösung dem gewünschten Reinigungsgrad entspricht, und der in eine Zwischenstufe der Kolonne zurückgeführte, teilweise regenerierte Hauptstrom auf eine Temperatur abgekühlt wird, welche in der Absorptionskolonne das optimale Temperaturprofil für eine wirksame Absorption bewirkt.
Ein solches optimales Temperaturprofil ist oft ein wichtiger Faktor für die Ausschaltung oder Minimisierung unerwünschter Nebenreaktionen.
Wenn ein solcher optimaler Zyklus in einem einstufigen Regenerierungssystem angewandt wird, werden beide Teilströme einer Abkühlung unterworfen, wobei jedoch der zum Kopf der Absorptionskolonne zurückgeführte ganz regenerierte Teilstrom auf eine von der Temperatur des in einer Zwischenstufe eingeführten teilweise regenerierten Hauptstroms verschiedene Temperatur abgekühlt wird.
In dem sogenannten isothermischen einstufigen Regenerierungssystem wird dagegen nur der ganz regenerierte Teilstrom abgekühlt, nicht aber der teilweise regenerierte Hauptstrom. Es bt bekannt (DE-OS 24 07 405), daß bei derartigen zyklischen Verfahren die global benö^te Wärmemenge herabgesetzt werden kann, indem ein bei zwei verschiedenen Drücken geführtes Regenerierungssystem angewandt wird, in welchem der HauDtstrom der beladenen Waschlösung in einer Hauptdesorptionskolonne uno ein Teilstrom derselben in einer Hilfskolonne behandelt wird, wobei in der Hauptkolonne ein höherer Druck hergestellt wird als in der Hilfs- oder Nebenkolonne, und der Behandlungsdampf ausschließlich durch Entspannen des Hauptstroms von dem höheren Druck der Hauptkolonne au? den niedrigeren Druck der Nebenkolonne und Verflüchtigen desselben erhalten wird.
In diesem Verfahren erfolgt die Zufuhr der für die Dampfherstellung benötigten Wärme praktisch ausschließ- ω lieh in die unter höherem Druck gefahrene Hauptkolonne, in welcher die Waschlösung als Wärmespeicher dient, welcher bei der nachfolgenden Entspannung auf den niedrigeren Druck der Nebenkolonne den für diese benötigten Dampf liefert.
In einem solchen mit zwei verschiedenen Drücken geführten Regenerieruiraprozeß ist die Wärmebilanz um so vorteilhafter i»Js der Unterschied zwischen den beiden Druckstufen größer ist. Da die zu desorbierenden sauren Gase in der Regel aufgefangen und weiteren Prozessen zugeführt werden, ist es meistens vorteilhaft, die Nebenkolonne mit einem leichten Überdruck zu fahren, welcher genügt, um die desorbierten Gase ohne zusätzliche Energiezufuhr der nächsten Verfahrensstufe zuzuführen.
In der Praxis ist infolgedessen die relative Energieeinsparung Funktion der Druck- und der dannit einhergehenden Temperaturerhöhung in der bei höherem Druck geführten Hauptdesorptionskolonne. Diese Temperaturerhöhung stellt jedoch in manchen Fällen einen großen Nachteil dar durch die damit bedingten unerwünschten Nebenreaktionen wie thermische Zersetzung des Absorptionsmittels, insbesonders der Alkanolamine und Aminosäuren, Bildung von Ameisensäuresalzen (Formiaten), sowie durch die vergrößerte Korrosionsgefahr.
Bei dem Verfahren nach der DE-OS 24 07 405 wird die Druckverringerung mit Hilfe einer Flüssigkeitsstrahlpumpe bewirkt, welche als Antriebsflüssigkeit die beladcnene wäßrige Lösung vom Absorber verwendet. Nach Durchlaufen der Strahlpumpe wird diese Lösung in der Regenerationszone behandelt. Da die: durch eine Strahlpumpe erreichbare Druckverringerung von den Eigenschaften der durch die Pumpe laufenden Flüssigkeit ίο abhängt, diese jedoch stark mit CO? gesättigt ist, kann mit der Strahlpumpe nach dem bekannten Verfahren keine ausreichende Druckverminderung in einem saugseitig angeschlossenen Behälter bewirkt werden, weil COj aus der Antriebsflüssigkeit in der Strahlpumpe selbst freigesetzt wird.
Bewirkt man eine Druckverminderung in diesem Behälter, so würde die Strahlpumpe die Verdampfung eines Teils des Wassers aus der im Behälter befindlichen wäßrigen Lösung begünstigen. Der hierbei erhielte Dampf wird in der Strahlpumpe selbst von der COrgesättigten wäßrigen Lösung, die vom Absorber herrührt und die Antriebsflüssigkeit der Strahlpumpe darstellt, absorbiert. Diese zu regenerierende wäßrige Lösung muß notwendigerweise am Kopf einer Regenerationskolonne zugeführt werden. Dieser Anteil des Wasserdampfs, der in der Strahlpumpe absorbiert und unmittelbar danach durch Entspannung der gesättigten Lösung in der Regenerationskolonne freigesetzt wird, steht dann aber als Dampf für die Regeneration nicht zur Verfügung. Ein Einspritzen dieser gesättigten Lösung auf einem tieferen Niveau der Regenerationskolonne trägt nichts zur Behebung dieser Schwierigkeit bei, weil es sich darum handelt, eine gesättigte Lösung zu regenerieren.
Schließlich ist eine Variante des eben beschriebenen, mit zwei verschiedenen Drücken arbeitenden Regenerierungsverfahrens bekannt (US-PS 35 63 695), in der ein Teil des für die bei niedrigerem Druck geführten Nebenkolonne benötigten Dampfs in einem bei diesem niedrigeren Druck arbeilenden getrennten Erhitzer erzeugt wird. Durch diese Lösung können mildere Verfahrensbedingungen angewandt werden, da der Hauptstrom der zu regenerierenden Waschlösung nicht mehr sehr hohen Drücken unterworfen werden muß.
Diese Druckminderung geht jedoch auf Kosten der Wärmebilar«; da eine größere Wärmemenge dem System zugeführt werden muß. Dies erfolgt mit Hilfe von zwei Erhitzern, von denen der eine bei dem höheren, der andere bei dem niedrigeren Druck arbeitet. In dieser mit zwei zusätzlichen Erhitzern arbeitenden Verfahrensvariante begegnet man jedoch den bei derartigen Einrichtungen üblichen Probicmen, wie Gefahr einer Überhit zung der größeren Durchsatzmenge der Lösungen und die dadurch bedingte starke Korrosion.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, welches mildere Behandlungsbedingungen und eine Verbesserung der Wärmebilanz ermöglicht sowie ferner die Gefahr von Überhitzungen herabsetzt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst
Es hai sich gezeigt, daß entgegen aiien Erwartungen gleichzeitig die Behandiungsbsdingungen gemildert und die Wärmemenge herabgesetzt werden können, und außerdem die Erhitzerbeladung reduziert werden kann. Festgestellt wurde ferner daß entgegen der bisher üblichen Praxis der Nebenstufendruck auch gleich dem oder höher als der Hauptstufendruck gewählt werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren bringt eine wesentliche Wärmebilanzverbesserung mit sich, da nur ein Teil des in der Nebenstufe benötigten Dampfs durch direktes Entspannen der Waschlösung von dem in der Hauptstufe herrschenden Druck auf den niedrigeren Nebenstufendruck hergestellt wird, und der Restteil des benötigten Dampfs durch Entspannen der Waschlösung auf einen noch niedrigeren Druck mit nachfolgender Wiederverdichtung des Dampfgemischs in einem Dampfstrahlverdichter (Dampfstrahlthermokompressor) erhalten wird. Diese Lösung schaltet jede Überhitzungsgefahr der Lösungen in einem zusätzlichen Erhitzer aus, und erlaubt des weiteren die vorteilhafte Auswertung eines Teils der in der Lösung enthaltenen Wärme, welche in den bekannten Verfahren bei der Temperaturregelung der in die Absorptionskolonne zurückzuführenden regenerierten Waschlösung in den Kühlern verlorengeht
Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind durch die in den Unteransprtichen enthiltenen Merkmale gekennzeichnet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Fig. 1 bis4 beschrieben, welche Blockschaltbilder von Ausführungsbeispielen von Anlagen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigen.
Die Beschreibung erfolgt hierbei an Hand eines spezifischen Beispiels, und zwar das Auswaschen des Kohlendioxyds aus Gasgemischen mit Hilfe einer konzentrierten wäßrigen Kaliumkarbonatlosung, welche die bekannten und üblichen Zusätze enthält
F i g. 1 bezieht sich auf einen optimalen Regenerierungszyklus für die Behandlung der beladenen Waschlösungen, in welchem an Hand einer getrennten selektiven Temperaturregelung des teilweise regenerierten Waschlösungsstroms und des ganz regenerierten Waschlösungstroms das gewünschte Temperaturprofil in der Absorptionskolonne leicht einzuhalten ist.
Es ist infolgedessen möglich, die beladenen Waschlösungen unter konstanten Bedingungen aus der Absorptionsstufe abzuführen, selbst wenn die Abzugstemperatur der in der Regenerierungsstufe erhaltenem Teilströme Änderungen unterworfen ist
Das zu reinigende Prozeßgas wird über eine Leitung 30 am Fuß der Absorptionskolonne 1 eingeführt und
veriäBi dieselbe nach Entzug der sauren Bestandteile über Köpf durch είπε Leitung 35. Die bcladcnc warme
es Waschlösung wird am Fuß der Absorptionskolonne 1 über eine Leitung 21 abgezogen und ein Teilstrom
derselben wird über ein Druckreduzierventil 52 und eine Leitung 22 in eine Hauptregenerierungskolonne 2, der
Reststrom über ein Druckminderventil 53 und eine Leitung 23 in eine Nebenregenerierungskolonne 3 geleitet Fn der Verdampfungszone 7 der Hauptregenerierungskolonne 2, in welcher ein höherer Druck herrscht, wird
eine gewisse Menge Dumpf und gasförmiger saurer Bestandteile freigesetzt, wogegen die restliehe Lösung, welche durch die Verdampfung abgekühlt worden ist, in die unter der Verdampfungszone 7 gelegene Auswaschzone 15 fließt, in welcher sie durch im Gegenstrom aufsteigenden Dampf progressiv erhitzt und auf Siedetemperatur gehalten wird, und dabei fortschreitend regeneriert wird.
Ein Teilstrom der teilweise regeneriertem Waschlösung wird über eine Ausflußblende 40 aus der Kolonne 2 abgezogen, und der übrige Reststrom fließt durch eine zweite Auswaschzone 16 und durch einen Erhitzer 90 in Richtung des Bodens der Kolonne 2.
ö\r. vollständig regenerierte Waschlösung wird am Fuß der Hauptkolonne 2 über eine Leitung 25 abgezogen und über ein Druckreduzierventil 57 in ein Expansionsgefäß 4 eingeführt, dessen Druck dem am Boden der Nebenregenerierungskolonne 3 herrschenden entspricht. Das in dem Expansionsgefäß 4 freigesetzte Gasgemisch gelangt über eine Leitung 33 in den unteren Teil der Kolonne 3 und dient in derselben als Mitnehmerdampf, wogegen die durch die Verdampfung abgekühlte regenerierte Waschlösung am Boden des Gefäßes 4 abgezogen wird, in einem Wärmeaustauscher 99 zum Vorheizen des Regenerierungskondensats dient und mit Hilfe einer Pumpe 81 über eine Leitung 26 und einen Kühler 91 mit der gewünschten Temperatur zum Kopf der Absorptionskolonne 1 zurückgeführt wird.
Die über die Ausflußblende 40 abgezogene, teilweise regenerierte Waschlösung fließt über ein Druckminderventil 56 und eine Leitung 24 in die Expansionsverdampfungszone 9 der Nebenkolonne 3.
Das durch die Entspannung freigesetzte Gasgemisch vermischt sich mit der aus dem Expansionsgefäß 4 zugeführten Gasmischung und durchströmt die Kolonne 3 von unten nach oben im Gegenstrom zu der zu regenerierenden Lösung.
Diese über ein Druckreduzierventil 53 und eine Leitung 23 in die Verdampfungszone 8 der Kolonne 3 eingeführte Lösung fließt anschließend durch die Desorptionszone 17 derselben, in welcher sie durch Kontakt mit dem aufströmenden Dampfgemisch weiter regeneriert wird.
Die regenerierte Waschlösung wird über eine Ausflußblende 41 und eine Leitung 271 der Leitung 27 zugeführt und mit der am Boden der Kolonne 3 abgezogenen Lösung vermischt, worauf die erhaltene Mischung über ein 2S Druckreduzierventil 58 einem Expansionsgefäß 5 zugeführt wird, welches an die Saugseite eines Dampfstrahlverdichters (Dampfstrahlkompressors) 80 angeschlossen ist. Dieser Dampfstrahlverdichter 80 wird mit über eine Leitung 34 zugeführtem Treibdampf betrieben und stellt in dem Expansionsgefäß 5 einen Saugdruck her, welcher niedriger ist als der in der Nebenregenerierungszone 3 herrschende Druck, wogegen der Entladungsdr'ick des Verdichters 80 derart geregelt ist, daß das aus dem Expansionsgefäß 5 abgesaugte Dampfgemisch auf den in der Nebenregenerierungskolonne 3 herrschenden Druck komprimiert wird, worauf dasselbe über eine Leitung 35 in diese Kolonne 3 eingeführt wird, und in derselben einen Teil des Mitnehmerdampfs darstellt.
Der in der Nebenregenerierungskolonne 3 zur Verfugung stehende Mitnehmerdampf ist infolgedessen zum Teil aus dem in der Hauptkolonne 2 durch Entspannung bzw. durch Expansionsverdampfung erhaltenen und über die Leitungen 24 und 33 eingeführten Dampf, und zum Teil aus der über den Dampfstrahlverdichter 80 erhaltenen und durch die Leitung 35 eingeführten Mischung von Treibdampf und komprimiertem Dampf gebildet.
Das Mengenverhältnis zwischen dem aus der Hauptkolonne 2 zugeführtem Dampf und dem durch den Dampfstrahlverdichter 80 gelieferten Dampfgemisch hängt einerseits von den Druckunterschieden zwischen Kolonne 2 und Kolonne 3 und andererseits von der Druckdifferenz zwischen Kolonne 3 und Expansionsgefäß 5 4* ab.
Nachdem in dem Expansionsgefäß 5 die Expansionsverdampfung stattgefunden hat, fließt die teilweise regenerierte Waschlösung durch eine Leitung 28 ab und wird mit Hilfe eine Pumpe 82 über die Leitung 281 und einen Kühler 92, in welchem die Temperatur der Lösung auf den gewünschten Wert gebracht wird, in eine Zwischenstufe der Absorptionskolonne 1 zurückgeführt.
Die Mischung von desorbierten sauren Gasen und Mitnehmerdampfrückständen wird am Kopf der Nebenkolonne 3 über ein Ventil 55 in die Leitung 32 abgeführt, in welcher sie mit der über ein Druckreduzierventil 54 am Kopf der Hauptkolonne 2 abgeführten Mischung von desorbierten sauren Gasen und Dampf gemischt und in einem Kühler 93 abgekühlt wird, wobei ein Großteil des Dampfes kondensiert und das Kondensat in einem Abscheider 6 von den sauren Gasen, welche über eine Leitung 37 abgeführt werden, getrennt wird und über eine Leitung 29 zu einer Pumpe 83 fließt, in dem Wärmeaustauscher 99 aufgeheizt und alsdann entweder in dem Dampfkessel 95 verdampft und dem Dampfstrahlverdichter 80 als Treibdampf zugeführt wird, oder über ein Ventil 62 in die Hauptkolonne 2 zurückgeführt oder über ein Ventil 63 aus dem System abgelassen wird.
Die Aufheizung des Kondensats in dem Wärmeaustauscher 99 kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. So kann für diese Aufheizung die in der Leitung 32 abfließende warme Mischung von sauren Gasen und Dampf verwandt werden, bevor diese in den Kühler 93 gelangt, oder aber die in der Leitung 28 enthaltene warme, teilweise regenerierte Waschlösung. In beiden Fällen wird das Kondensat mit in dem Regsnerierungssystem vorhandener Wärme aufgeheizt, wodurch die von außen zuzuführende Wärmemenge reduziert wird.
Wenn für die am Kopf der Hauptkolonne 2 abgezogene Gas-Dampf-Mischung ein getrennter Kühler und ein besonderer Kondensat-Abscheider vorhanden sind, kann jedwede Drucksenkung verhindert werden und die eo Mischung mit einem dem Desorptionsdruck entsprechenden Druck zugeführt werden.
Wenn das in der Absorptionskolonne 1 zu reinigende Prozeßgas, wie dies bei manchen industriellen Verfahren der Fall ist, eine genügend hohe Temperatur aufweist, kann dasselbe ebenfalls in dem Dampfkessel 95 als Heizmittel für die Produktion von Triebdampf verwendet werden.
Da der Treibdampfdruck in der Regei zwischen 5 und 6 kg/cm2 beträgt, verbleibt in dem den Erhitzer 95 über die Leitung 36 verlassenden Prozeßgas noch eine genügende Wärmemenge um in dem Lösungserhitzer 90 als Wärmemittel zu dienen.
Nach dem Durchfluß durch die Heizschlange 36 des Erhitzers 90 muß das Prozeßgas noch weiter abgekühlt
werden, zum Beispiel durch Wärmeaustausch mil Dampfkcssel-Speiscwassc"
Das in verschiedenen Kühlstufen abgekühlte Prozeßgas wird alsdann über die Leitung 30 der Absorptionskolonne 1 zugeführt.
Falls das zu reinigende Gasgemisch eine niedrigere Temperatur aufweist, wie dies /um Beispiel bei Natur (Erd)-gas der Fall ist, ist es in der Regel vorteilhafter. Mittel- oder Nicderdruckdatnpf als Heizmittel in dem Lösungserhitzer 90 und dem Dampfkessel 95 zu verwenden.
Aus dem Fließschema der Fig. i erhellt klar der Unterschied zwischen dem erfindungsgemäßen Verfahren und den bekannten Zweidruck-Regenerierungsmethoden, in welchen die aus der mit niedrigerem Druck gefahrenen Nebenkolonne 3 abfließende Lösung direkt über die Leitungen 27 und 271 in die Leitung 229 und durch
ίο die Pumpe 82 über den Temperaturregler 92 in die Absorptionskolonne 1 zurückgeführt wird.
Ein offensichtlicher Unterschied zwischen den bekannten und dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, daß die Lösung zum Teil in dem Expansionsgefäß 5 abgekühlt wird und infolgedessen ein Teil der sonst in dem Kühler 92 verlorengehenden Wärme wiedergewonnen und in dem Dampfstrahlverdichter80 nutzbringend verwandt wird.
Dank dieser Wärmewiedergewinnung hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil einer vorteilhafteren globalen Wärmebilanz, oder aber denselben milderer Behandlungsbedingungen ohne Erhöhung des Wärmebedarfs.
Durch weitere Versuche konnte festgestellt werden, daß eine ähnlich vorteilhafte globale Wärmebilanz sich ebenfalls bei reduziertem Druckunterschied zwischen der Hauptregenerierungskoionne i und der Nebenregenerierungskolonne 3 ergibt, wenn der Dampfstrahlverdichter einen genügend hohen Druckunterschied zwischen dem Expansionsgefäß, in welchem die Lösung verflüchtigt wird, und der Regenerierungskolonne, in weiche das verdichtete Dampfgemisch eingeführt wird, herstellt.
Wie aus der F i g. 2 hervorgeht, besteht infolgedessen die Möglichkeit, daß Fließschema des Regenerierungsverfahren solcherart abzuändern, daß das direkte Entspannen der Lösung von dem Druck der Hauptkolonne 2 auf den Druck der Nebenkolonne 3 vermieden wird und die Expansionsverdampfung in ihrer Gesamtheit durch Entspannen von dem in einer beliebigen der zwei Regenerierungskolonnen herrschenden Druck auf den in dem an die Saugseite eines Dampfstrahlverdichters angeschlossenen Expansionsgefäß eingestellten Druck erfolgt.
Da in diesem Fall die Wärmeübertragung und der Mitnehmerdampfübergang aus der durch die Erhitzerwärme erhitzten Hauptregenerierungskoionne 2 in die ohne Erhitzen betriebene Nebenkolonne 3 mit Hilfe von zwei Dampfstrahlverdichtern 80 und 88 geregelt werden, können die relativen Druckhöhen in der Haupt- und in der Nebenkolonne so eingestellt werden, daß die mit dem Lösungserhitzer 90 zusammenarbeitende Hauptkolonne 2 bei einem niedrigeren Druck gefahren wird als die Nebenregenerierungskolonne 3.
Es wurde des weitern gefunden, daß die Möglichkeit besteht, die Behandlungsbedingungen so einzustellen, daß die von dem der Hauptregenerierungskoionne 2 beigeordneten Lösungserhitzer 90 zu liefernde Wärme-
menge weniger als die Hälfte der für die Herstellung des im Regenerierungssystem benötigten Mitnehmerdampfs zu verbrauchenden globalen Wärmemenge darstellt. Es ist möglich, den Lösungserhitzer ganz auszuschauen und Frischdampf zu verwenden, aber in diesem Fail muß deni System kontinuierlich cmc entsprechende Menge Kondensat entnommen werden. Durch die oben erwähnte Herabminderung der von dem Lösungserhitzer zu liefernden Wärmemenge wird in dem Regenerierungssystem die Wasserbilanz im Gleichgewicht erhalten,
so daß kein Kondensat aus dem System abgeführt werden muß
Aus den Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß die beladene Waschlösung hinter der Absorptionskolonne i in zwei Teilströme geteilt wird, die getrennt in den beiden Regenerierungskolonnen 2 und 3 regeneriert werden. Da in den beiden Kolonnen der Druck unabhängig von dem der anderen Kolonne eingestellt werden kann, können ebenfalls die beiden Teilströme der desorbierten sauren Gase unter verschiedenen Drücken erhalten werden.
Die für die Wiederkomprimierung des unter höherem Druck erhaltenen Teilstroms benötigte Energie ist infolgedessen entsprechend reduziert.
Aus der F i g. 2 geht hervor, daß die in den beiden Kolonnen 2 und 3 erhaltenen Teilströme des desorbierten sauren Gases jeweils in getrennten Kühlvorrichtungen 93 bzw. 96 abgekühlt und über getrennte Leitungen 37 bzw. 39 abgeführt werden. Die ebenfalls in getrennten Abscheidern 6 bzw. 10 erhaltenen Kondensate werden
so jedoch zweckmäßig vor ihrer Wiederverwendung in der Leitung 29 vermischt.
Falls vorgezogen wird, die desorbierten sauren Gase in ihrer Gesamtheit bei dem gleichen Druck zu erhalten, kann es vorteilhafter sein, die ganze, in der Absorptionskolonne 1 erhaltene beladene Waschlösung derselben Expansionsverdampfungszone zuzuführen, und alsdann einen Teil der verflüchtigten Lösung in der Hauptregenerierungskoionne 2 und den Restteil in der Nebenregenerierungskolonne 3 zu regenerieren, welche erfindungs-
gemäß mit Mitnehmerdampf betrieben wird, der ganz oder teilweise durch Entspannen der Lösung auf einen niedrigeren Druck erhalten wird, wobei die Druckminderung mit Hilfe eines Dampfstrahlverdichters erfolgt, welcher gleichzeitig das verflüchtigte Dampfgemisch wieder auf den benötigten Druck komprimiert, und die gegebenenfalls benötigte Restdampfmenge durch Entspannen der Lösung von dem höheren auf den niedrigeren Regenerierungsdruck hergestellt wird.
Weitere Versuche haben gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren solcherart abgeändert werden kann, daß die in der Absorptionskolonne 1 erhaltene beladene Waschlösung ungeteilt der Expansionsverdampfungszone und aus dieser der Hauptregenerierungskoionne zugeführt wird, und aus dieser Hauptkolonne ein Teilstrom von teilweise regenerierter Lösung abgezogen und in eine Nebenregenerierungskolonne eingeführt wird, in welcher die weitere Regenerierung mit Hilfe von erfindi-ngsgemäß hergestelltem Mitnehmerdampf erfolgt.
Diese Ausführungsvariante wird nun an Hand der F i g. 3 näher erläutert
Die über die Leitung 21 am Fuß der Absorptionskolonne 1 abgezogene beladene Waschlösung fließt über das Druckreduzierventil 52 in die Hauptregenerierungskoionne 2, wird in der Verdampfungszone 7 entspannt und gelangt alsdann in die darunter gelegene Regenerierungszone 18. Ein erster Teilstrom der teilweise regenerier-
ten Lösung wird über die Abflu3blende 42 abgezogen und die restliche Lösung strömt in die Regenerierungszone 15, nach welcher ein zweiter Teilstrom der teilweise regenerierten Lösung über die Abflußblende 40 abgezogen wird, wogegen die verbleibende Lösung über die Regenerierungszone 16 und nach Durchfluß des Lösungserhitzers 90 in den Bodenteil der Regeneirierungskolonne 2 gelangt.
Aus dem Schema der F i g. 3 ist ersichtlich, daß der Kopf der Nebenregenerierungskolonne 3 unter oer Ebene der Abflußblende 42 liegt, aus welcher der erste Teilstrom der teilweise regenerierten Lösung ourch die Leitung 23 über das Ventil 53 in die Kolonne 3: fließt. Durch einen entsprechenden Höhenunterschied zwischen der Abflußblende 42 und dem liinführungspunkt in die Kolonne 3 kann in der Leitung ein hydrostatischer Druck erzeugt werden, der genügt, den in der Hilfskolonne 3 herrschenden höheren Druck zu überwinden.
Auf Grund des in der Zone 8 der Kolonne 3 herrschenden höheren Drucks erfolgt in derselben kein Verdampfen des über die Abflußblende 42 abgezogenen Teilstroms, sondern die Lösung fließt in die Regenerierungszone 17, in welcher sie durch den am Fuß der Kolonne 3 eingeführten und im Gegenstrom aufsteigenden Mitnehmerdampf auf ihre dem vorherrschenden Druck entsprechende Siedetemperatur erhitzt wird.
Der Mit.iehmcrdampf und das desorbierte saure Gas gelangen alsdann über die Leitung 321 und das Ventil 55 in die Hauptregenerierungskolonne 2. Die regenerierte Waschlösung sammelt sich im Bodenteil der Kolonne.? und wird aus demselben über die Leitung 27 und das Druckreduzierventil 58 dem Expansionsgefäß 5 zugeführt, in welchem der mit seiner Saugseite an dieses angeschlossene Dampfstrahlverdichter 80 den gewünschten niederen Druck einhält.
Die durch die Expansionsverdampfung erhaltene Dampfmischung wird in dem Dampfstrahlverdichter 80 wieder komprimiert und zusammen mit Treibdampf über die Leitung 35 am Fuß der Hilfskolonne 3 eingeführt.
Die teilweise verdampfte Lösung wird am Fuß des Expansionsgefäßes 5 über die Leitung 28 abgezogen und mit Hilfe der Pumpe 82 dem Kühlapparat 92, in welchem deren Temperatur auf den gewünschten Wert eingestellt wird, und alsdann einer Zwischenstufe der Absorptionskolonne 1 zugeführt.
Der zweite, über die Abflußblende 40 abgezogene Teilstrom der teilweise regenerierten Lösung wird ebenfalls über die Leitung 24 und das Druckreduzierventil 56 dem Expansionsgefäß 5 zugeführt und hier analog dem ersten Teilstrom behandelt.
Die vollständig regenerierte Waschlösung sammelt sich im Bodenteil der Hauptkolonne 2 und wird über die Leitung 25 und das Druckreduzierventil 57 in das Expansionsgefäß 4 geführt, welches an die Saugseite des Dampfstrahlverdichters 88 angeschlossen ist.
Das durch Entspannen erhaltenen Dampfgemisch wird in diesem Verdichter 88 auf den in der Kolonne 3 herrschenden Druck komprimiert und zusammen mit Treibdampf über die Leitung 33 und das Ventil 60 in dieselbe eingeführt.
Der in die Nebenregenerierungskolonne 3 eingeführte Mitnehmerdampf wird infolgedessen von den beiden Dampfstrahlverdichtern 80 und 88 geliefert.
Wie aus dem Schema der F i g. 3 hervorgeht, kann in dem Fall, daß die hergestellte Dampfmenge die in der Kolonne 3 benötigte Menge übersteigt, der von dem Verdichter 88 gelieferte Dampf ganz oder teilweise über das Ventil 61 der Hauptkoionne 2 zugeführt werden.
Die aus dem Expansionsgefäß 4 abgezogene regenerierte Waschlösung fließt Ober die Leitung 26 zu der Pumpe 81 und wird von dieser zum Teil über die Leitung 261 und nach Abkühlung in dem Kühlapparat 91 zum Kopf der Absorptionskolonne 1, zum Teil über die Leitung 262 und nach Regelung der Temperatur in dem Kühlapparat 94 in eine Zwischenstufe der Absorptionskolonne gepumpt.
Das am Kopf der Hauptregenerierungskolonne 2 abgezogene Gemisch des desorbierten sauren Gases und der Kopffraktion des Mitnehmerdampfes wird in dem Kondensator-Kühler 93 abgekühlt, und das saure Gas wird in dem Abscheider 6 über die Leitung 37 abgetrennt, wogegen das gasfreie Kondensat über die Leitung 29 und die Pumpe 83 in den Dampfkessel 95 fließt.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Regenerierung einer einzelnen Waschlösung beschränkt. Sie kann ebenfalls in einem zwei verschiedene Waschlösungen behandelnden Regenerierungssystem angewandt werden, um eine vollständigere Extraktion der sauren Gase zu erhalten.
Das Fließschema der F i g. 4 bezieht sich auf eine Einrichtung zum Auswaschen von Kohlendioxyd, in welcher eine erste Waschlösung zur Extraktion des Hauptanteils des sauren Gases und eine zweite Waschlösung zur vollständigen Beseitigung des Restanteils des sauren Gases verwendet werden.
Als erste Waschlösung wird eine Kaliumkarbonatlösung, welche die üblichen Zusatzmittel wie Diäthanolamin enthält, verwandt, wogegen als zweite Waschlösung eine beliebige wäßrige Lösung verwendet werden kann, mit Hilfe derselben dem Prozeßgas der Restanteil an saurem Gas wirksam entzogen werden kann.
Als derartige zweite Waschlösung dient zweckmäßig eine wäßrige Diäthanolaminlösung oder die wäßrige Lösung des Kaliumsalzes einer Aminosäure, zum Beispiel des Dimethylglykokolls.
Das Prozeßgas mit einem Gehalt an saurem Gas wird über die Leitung 30 am Fuß der Absorptionskolonne 1 eingeführt und durchströmt in derselben eine erste Absorptionszone 14, in welcher in der Regel die Temperatur der Siedetemperatur der Waschlösung bei Normaldruck entspricht, alsdann eine zweite Absorptions?.one 12, welche bei einer wesentlich niedrigeren Temperatur gehalten wird, und verläßt gereinigt die Absorptionskolonne 1 am Kopf derselben über die Leitung 31.
Die beladene warme Waschlösung fließt aus der ersten Absorptionszone 14 in den Bodenteil der Kolonne 1 und wird hier über die Leitung 21, zum Teil in die Hauptregenerierungskolonne 2, zum Teil in die Nebenregenerierungskolonne 3 geführt Der über das Druckreduzierventil 52 und die Leitung 22 der Kolonne 2 zugeführte Teilstrom unterliegt in der Zone 7 derselben einer Expansionsverdampfung und gelangt dann in die Regenerierungszone 15, in welcher er durch den aufströmenden Mitnehmerdampf regeneriert wird und über die Abflußblende 40, die Leitung 24 und das Druckreduzierventil 56 in das Expansionsgefäß 5 geführt wird, in welchem der mit seiner Saugseite angeschlossene Dampfstrahlverdichter 80 einen niedrigeren Druck einstellt.
Der durch die Leitung 21 über das DruckreduzierveiHil 53 und die Leitung 23 der Hilfskolonne 3 zugeführte Waschlösungsteilstrom unterliegt in der Zone 8 derselben einer Expansionsverdampfung und fließt dann durch die im Gegenstrom von Mitnehmerdampf durchströmte Regenerierungszone 17, wird im Bodenteil der Kolonne 3 gesammelt ur»d über die Leitung 27 und das Druckreduzierventil 58 dem durch den Dampfstrahlverdichter 80
auf einem niedrigeren Druck gehaltenen Expansionsgefäß 5 zugeführt.
Die am Boden der Absorptionskolonne 1 abgezogene beladene Waschlösung gelangt infolgedessen nach getrennter Regenerierung ihrer Teilströme in ihrer Gesamtheit in das Expansionsgefäß 5 und wird aus demselben über die Leitung 28 und die Pumpe 82 in den Kühlapparat 92, und nach Einstellung auf die gewünschte Temperatur, in die erste Absorptionszone 14 der Kolonne 1 zurückgeführt
ίο Aus der kälteren zweiten Absorptionszone 12 der Kolonne 1 wird über die Abflußblende 43 die zweite Waschlösung aus der Kolonne 1 abgezogen und über die Leitung 20 dem Wärmeaustauscher 100 zugeführt, in welchem die Lösung durch die zurückfließende regenerierte Waschlösung aufgeheizt und über das Druckreduzierventil 64 in die untere Regenerierungszone der Hauptkolonne 2 eingeführt wird. Nach der Expansionsverdampfung in der Zone 9 gelangt dieselbe in die Regenerierungszone 16 und aus derselben in den Lösungserhit-
zer 90, in welchem der Mitnehraerdampf gebildet wird. Die im Bodenteil der Kolonne 2 gesammelte regenerierte Waschlösung fließt über die Leitung 25 und das Druckreduzierventil 57 in das durch den mit seiner Saugseite angeschlossenen Dampfstrahlverdichter 88 auf einem niedrigeren Druck gehaltene Expansionsgefäß 4.
Der verflüchtigte Dampf wird in dem Verdichter 88 wieder komprimiert und zusammen mit Treibdampf über die Leitung 33, je nach der benötigten Dampfmenge, entweder der Kolonne 2 oder der Kolonne 3 zugeführt oder auf beide Kolonnen verteilt
Nach der Expansionsverdampfung wird die regenerierte Lösung über die Leitung 26 und die Pumpe 81 in den Wärmeaustauscher 100 geführt, in welchem sie zum Aufheizen der in der Leitung 20 fließenden beladenen Waschlösung dient und strömt alsdann über den Kühlapparat 91, in welchem die gewünschte Temperatur eingestellt wird, zurück in die zweite Absorptionszone 12 der Kolonne 1.
Das in der Nebenkolonne 3 desorbierte saure Gas wird in dem Kühlapparat 96 abgekühlt in dem Abscheider 10 abgetrennt und über die Leitung 39 abgeführt
Analog wird das in der Hauptkolonne 2 desorbierte Gas über die Leitung 32 in den Wärmeaustauscher 99 geführt, wo es zum Aufheizen des Kondensats dient und aus diesem über den Kondensator-Kühler 93 in den Abscheider 6, aus welchem das abgetrennte Gas über die Leitung 37 abgeführt wird In der Leitung 29 wird das
aus dem Abscheider 6 entnommene Regenerationskondensat mit dem im Abscheider 10 abgetrennten vermischt und durch die Pumpe 83 in den Wärmeaustauscher 99 gepumpt, aufgewärmt und entweder über das Rückflußventil 62 in die Hauptregenerierungskolonne 2 zurück- oder dem Dampfkessel 95 zugeführt.
Der in diesem Kessel 95 hergestellte Dampf wird Sber die Leitung 34 den beiden Dampfstrahlverdichtern 80 und 88 als Treibdampf zugeführt
Es ist zu beachten, daß der in der zweiten Regenerierungszone 16 der Hauptkolonne 2 benötigte Mitnehmerdampf zum größten Teil durch Aufheizen des zweiten Waschlösungsteilstroms in dem Lösungserhitzer 90 hergestellt wird.
Nach Durchströmung der unteren Regenerierungszone 16 strömt der Mitnehmerdampf im Gemisch mit dem in dieser Zone desorbierten sauren Gas in die obere Regenerierungszone 15 und regeneriert hier die erste
beladene Waschlösung. Da die in der unteren Regenerierungszone 16 zuerst behandelte zweite Waschlösung nur ein Bruchteil des auszuwaschenden sauren Gases enthält, bleibt der Gehalt an desorbierlem Gas des aus dieser Zone 16 ausfließenden Mitnehmerdampfs gering und derselbe erlaubt eine wirksame Regenerierung der ersten Waschlösung in der oberen Zone 15.
Die in der Hilfskolonne 3 benötigte Dampfmenge wird von den beiden Dampfstrahlverdichtern 80 und 88
geliefert
Wie schon weiter oben ausgeführt gibt das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit für die beiden Regenerierungskolonnen das zweckmäßigste Druckniveau einzustellen, wobei als entscheidender Faktor der Druckunterschied zwischen den Regenerierungskolonnen und dem entsprechenden Expansionsgefäß anzusehen ist.
so Wie ebenfalls schon angegeben, wurde für die Beschreibung der verschiedenen Verfahrensvarianten für Einzellösungssysteme das Beispiel einer unter gleichbleibenden Endbedingungen (d. h. gleichbleibende Kopf- und Bodentemperaturen) arbeitenden Absorptionskolonne herangezogen, um an Hand eines »optimalen« Zyklusses mit der Möglichkeit von Temperaturajustierungen sämtlicher zurückgeführter Lösungsteilströme einen sinnvollen Vergleich der verschiedenen Varianten zu ermöglichen.
Dem Fachmann ist es jedoch klar, daß die Anwendung der Erfindung nicht auf den sogenannten »optimalen« Absorptionszyklus begrenzt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren für die Regenerierung von Waschlösungen
läßt sich ebenso gut bei unter anderen Bedingungen gefahrenen Absorptionskolonnen, mit oder ohne Tempera turajustierung oder Kühlung der zurückgeführten Lösungsströme, anwenden.
Die Erfindung kann im Prinzip bei allen Verfahren verwandt werden, in denen eine oder mehrere beladene Waschlösungen vor deren Wiederverwendung regeneriert werden.
Die folgenden, die Erfindung näher erläuternden Beispiele beziehen sich auf ein Verfahren zur Extraktion von Kohlendioxyd aus einem durch katalytische Dampfreformierung von Erdgas erhaltenen und für die Ammoniaksynthese bestimmten Prozeßgas.
Es ist bekannt, daß das Kohlendioxyd ein saures Gas mit verhältnismäßig kleinen Absorptions- und Desorp-
tionsgeschwindigkeiten ist und die Regenerierung von mit COj beladenen Waschlösungen sich aus diesem Grunde etwas schwieriger gestaltet als im Fall anderer saurer Gase, wie zum Beispiel bei Schwefelwasserstoff. Die Extraktion von CO2 eignet sich infolgedessen bestens zur Erläuterung der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beispiel 1
Dieses Beispiel bezieht sich auf die Extraktion eines sauren Gases in einer dem Schema der F i g. 1 entsprechenden Anlage, in welcher eine wäßrige Kaliumkarbonatlösung als Waschlösung im Kreislauf geführt wird.
Das kohlendioxydhaltige Prozeßgas liegt mit einer Temperatur von 230° C unter einem Druck von 21,5 kg/cm2 s vor; die DurchfluBmenge beträgt 45 700 NmVh, bezogen auf getrocknetes Gas. Das Prozeßgas enthält pro Nm3 Trockengas 0,4 Nm3 Wässerdampf. Da als Eiriführungstemperatur in die Absorptionskolonne ein Wert von 800C gewünscht wird, wird üblicherweise der in dem Gas enthaltene WärmeOberschuß demselben in einem oder mehreren Wärmeaustauschern entzogen, um einen Teil oder die Gesamtheit der in dem Extraktionssystem benötigten Wärme zu liefern. So kann das warme Prozeßgas über die Leitung 47 in den Dampfkessel eingeführt und in diesem bei einem Druck von 6 kg/cm2 zur Herstellung von Niederdruckdampf dienen, alsdann über die Leitung 36 in den Lösurigserhitzer 90 geführt werden um Mitnehmerdampf für die Hauptregenerierungskolonne 2 zu bilden, und schlußendlich in einem weiteren (nicht gezeigten) Wärmeaustauscher durch Vorwärmung vom Dampfkessel-Speisewasser auf 80° C abgekühlt werden.
Die relativen, in dem Dampfkessel 95 und in dem Lösungserhitzer 90 gebildeten Dampfmengen hängen von der Zwischentemperatur des Prozeßgases in der Leitung 36 ab. Bei einem Wert von 167° C beträgt die Dszipfbildung in dem Kessel 95 pro Stunde 5900 kg. -
Das bei der Abkühlung des Prozeßgases gebildete Kondensat wird in einem (nicht gezeigten) Abscheider abgetrennt, bevor das Gas über die Leitung 30 in die unter einem Druck von 21 kg/cm2 gefahrene Absorptionskolonne 1 eingeführt wird. iö
Das in die Absorptionskolonne 1 eingeführte Gasgemisch weist einen Gehalt an Kohlendioxyd von 17,6 Volumenprozent auf. In der wässerigen Kaliumkarbonatwaschlösung bildet sich Kaliumkarbonat entsprechend der Gleichung: :
K2CO3+CO2 + H2O —2 KHCO3.
Die Waschlösung enthält infolgedessen eine Mischung von noch nicht umgesetztem Kaliumkarbonat und von aus diesem gebildetem Kaliumbikarbonat in einem Verhältnis, welches im folgenden in der Form der »Bikarbonatfraktion« oder des »Umsetzungsfaktors« ausgedrückt wird.
Der in den Beispielen verwandte »Umsetzungsfaktor« gibt in Prozent des Ausgangsgehalts an K2GDj den durch Reaktion mit dem Kohlendioxyd in Bikarbonat umgesetzten Anteil an. Eine Lösung mit einem Umsetzungsfaktor von 20% wird zum Beispiel durch die Reaktion von 20 Mol-% des Kaliumkarbonatgehalts der Adsgangslösung zu Kaliumbikarbonat erhalten, und in dieser Lösung stellt das Verhältnis der von dem K2CO3 gebildeten Kaliumionen zu den von dem KHCO3 gebildeten Kaliumionen sich auf 80 :20. Da jedoch ein Mol K2CO3 jeweils zwei Mol KHCO3 bildet, ergibt sich bei einem Umsetzungsfaktor von 20% zwischen K2CO3 und KHCO3 ein Molverhältnis von 80 :40. Die in Gewichts-% Kaliumcarbonat ausgedrückten Lösungskonzentrationen beziehen sich auf die Bikarbonat-freie Ausgangslösung (mit einem Umsetzungsfaktor gleich null).
Die außer den üblichen korrosionshemmenden Zusätzen 3 Gewichts-% Diäthanolamin enthaltende Waschlösung weist bei dem Abzug am Fuß der Absorptionskolonne 1 einen Kaliumkarbonatgehalt von 29 Gewichts-% auf. Das im Gegenstrom aufsteigende Prozeßgas kommt in den aufeinanderfolgenden Absorptionszonen 14 und 12 mit der warmen, in einer Zwischenstufe eingeführten, teilweise regenerierten Waschlösung, und mit der bei einer Temperatur von 8O0C am Kopf der Kolonne zugeführten, regenerierten Waschlösung in Kontakt. Das die Absorptionskolonne am Kopf über die Leitung 31 verlassende gereinigte Prozeßgas, dessen Temperatur 8O0C beträgt, weist einen Kohlendioxydrestgehalt von nicht mehr als 0,1 Volumen-% auf.
Die am Kopf der Absorptionskolonne eingeführte regenerierte Waschlösung weist einen Umsetzungsfaktor von 22% auf und entspricht 18% der Durchflußmenge der gesamten Waschlösung. Die teilweise regenerierte Waschlösung mit einem Umsetzungsfaktor von 42,8% wird in die Zwischenstufe der Absorptionskolonne mit einer Temperatur von 10l°C eingeführt; die Menge entspricht 82% der Durchflußmenge der gesr.^iten Waschlösung.
Am Fuß der Absorptionskolonne 1 werden stündlich, über die Leitung 2J 378 000 kg beladene Waschlösung mit einem Umsetzungsfakior von 84% bei einer Temperatur von 1080C abgezogen. Der Beladungsfaktor der Lösung erreicht 0,45 Mol CO2 pro Mol K2CO3, was einem globalen Umsetzungsgrad von 45% entspricht.
Die abgezogene beladene Waschlösung wird in zwei Teilströme geteilt, wobei der 60% der Gesamtmenge entsprechende Hauptteilstrom über das Druckreduzierventil 52 und die Leitung in die unter einem Druck von 1,9 kg/cm2 gehaltene Entspannungszone 7 der Hauptregenerierungskolonne 2, der 40% der Gesamtmenge entsprechende Teilstrom dagegen über das Druckreduzierventil 53 und die Leitung 23 in die unter einem Druck von 13 kg/cm2 gehaltene Entspannungszone der Nebenregenerierungskolonne 3 eingeführt wird.
Nach der Expansionsverdampfung strömt die Lösung in der Hauptkolonne 2 in die obere Regenerierungszone 15, in welcher das absorbierte saure Gas durch den im Gegenstrom aufsteigenden Mitnehmerdampf wieder desorbiert wird.
Über die Abflußblende 40 werden 70% der teilweise regenerierten Lösung, welche eine Temperatur von 12O0C und einen Umsetzungsfaktor von 463% aufweist, abgezogen, wogegen die restlichen 30% in die untere Regenerierungszone 16 und von hier in den Lösungserhitzer 90 fließen. Die in diesem von dem über die Leitung 36 eingeführten warmen Prozeßgas durch Abkühlung von 1670C auf 128°C abgegebene Hitze erlaubt die Bildung von 10 300 kg Dampf pro Stunde, eine Dampfmenge die genügt, um den in der Hauptregenerierungszone 2 benötigten Mitnehmerdampf zu liefern. Von dem stündlich desorbierten CO2-Volumen von 8000 Nm3 werden 60% in der Hauptkolonne 2 freigesetzt. Die in dieser Kolonne 2 benötigte Mitnehmerdampfmenge stellt sich auf ungefähr 2,14 kg pro Nm1 desorbicriem CO>. Durch die Kondensierung eines Teils des am Fuß der
Kolonne 2 eingeführten Mitnehmerdampfs in der Regenerierungszone wird der durch die endotherme Desorption bedingte Wärmeverlust ausgeglichen und die Lösung auf ihrer Siedetemperatur gehalten. Der verbleibende Restdarnpf wird über Kopf der Kolonne evakuiert
Um der Tatsache Rechnung zu tragen, daß die in dem eingeführten Dampf enthaltene Wärmemenge je nach Temperatur und Systemdruck schwanken kann, ist es vorteilhafter, die benötigte Regenerierungswärme in Kilokalorien pro Nm3 desorbierten Kohlendioxyds auszudrücken; in dem vorliegenden Fall beträgt dieselbe 1,165 große (oder Kilo-) Kalorien pro Nm3 CO2.
Die am Fuß der Kolonne 2 mit einer Temperatur von 125°C erhaltene regenerierte Lösung weist einen Umsetzungsfaktor von 22% auf.
ίο Der 40% der Gesamtwaschlösung darstellende zweite Teilstrom muß in der Nebenregenerierungskolonne 3 bis auf einen Umsetzungsfaktor von 39% regeneriert werden, um den weiter oben genannten globale Umsetzungsgrad von 45% zu erreichen.
Zu diesem Zweck müssen der Hüfskolonne 3 pro Mm3 zu desorbierendem CO2 1090 Kilokalorien oder stündlich ungefähr 6400 kg Dampf für die Desorption von 3200 Nm3 CO2 (40% der Gesamtmenge des zu desorbierenden sauren Gases) zugeführt werden.
Die teilweise regenerierte Lösung, weiche über die Abflußblende 40 der Hauptregenerierungskolonne 2 in einer Menge von 156 00 kg/h, entsprechend 42% der Gesamtlösungsmenge, entnommen wird, fließt übc-r das Druckreduziervendl 56 und die Leitung 24 in die Expansionszone 9 im unteren Teil der Nebenkolonne 3, deren Druck von ^ ,4 kg/cm2 ein weniges über dem am Kopf der Kolonne herrschenden Druck liegt Das Entspannen der Lösung führ i zur Bildung von 2000 kg/h Dampf, wobei die Lösung gleichzeitig auf 1 iO'C abgekühlt wird.
Neben der Dampfbildung erfolgt in diesem Stadium die Freisetzung einer gewissen Menge an Kohlendioxyd. Infolge der langsamen Desorptionsgeschwindigkeit des Kohlendioxyds bleibt diese Menge jedoch so klein, daß dieselbe den Regenerierungsverlauf in der Nebenkolonne nicht merklich beeinflußt und in dem vorliegenden Beispiel vernachlässigt werden kann.
Die regenerierte Waschlösupg wird am Fuß der Kolonne 2 abgezogen und über die Leitung 25 und His Druckreduzierventil 57 in das Expansionsgefäß 4 geführt, in welchem der Diiick gleich dem in der unteren Entspannungszone 9 der Kolonne 3 herrschenden ist, d. h. 1,4 kg/cm2. Die Expansionsverdampfung der Lösung bildet 1000 kg/h Dampf und bewirkt die Abkühlung derselben auf 103°C.
Der Gehalt an Kohlendioxyd des durch Expansionsverdampfung der regenerierten Lösung erhaltenen Dampfgemisc/.s ist noch kleiner als der des durch Entspannen der teilweise regenerierten Lösung gebildeten Dampfs und kann im Rahmen d*s vorliegenden Beispiels ebenfalls vernachlässigt werden.
Die Gesamtmenge des in der Entspannungszone 9 und in dem Expansionsgefäß 4 gebildeten Dampfs beläuft sich stündlich auf 3000 kg, was ur^efähr 0,94 kg Dampf pro Nm3 in der Kolonne 3 desorbiertem CO2 entspricht. Da die derart gelieferte Wärme nur 506 Kilokalorien pro Nm3 CO2 beträgt, muß eine zusätzliche Wärmemenge von 581 Kilokalorien pro Nm3 CO2 zugeführt werden, um den Regenerierungsbedingungen zu entsprechen.
Erfindungsgemäß wird diese zusätzliche Wärmemenge durch den über die Leitung 34 mit durch Verflüchtigung des Kondensats in dem Dampfkessel 95 erhaltenen Treibdampf mit einem Druck von 6 kg/cm2 gespeisten Dampfstrahlverdichter 80 geliefert.
Der in der Regenerierungszone 17 der Nebenkolonne 3 behandelte, 40% der Gesamtlösung ausmachende Teilstrom, wird über die Abflußblende 41 bei einer Temperatur von 111°C und einem Umsetzungsfaktor von 39% abgezogen und fließt über die Leitung 271 urd zusammen mit der am Boden der Kolonne 3 über die Leitung 27 abgezogenen teilweise regenerierten Lösung über das Druckreduzierventil 58 in das Expansionsgefäß 5, in welchem der mit seiner Saugseite angeschlossene Dampfstrahlverdichter 80 einen Druck von 1,2 kg/cm2 einhält Stündlich werden durch die Expansionsverdampfung von 305 000 kg Lösung 1400 kg Dampf erhalten, wobei die Lösung auf 107°C abgekühlt wird und einen Umsetzungsfaktor von 42,8% aufweist. Il Für die Wiederkomprimierung des derart erhaltenen Dampfs auf den im Bodenteil der Kolonne 3 herrschen-
f# den Druck von 1,4 kg/cm2 verbraucht der Dampfstrahlverdichter 80 stündlich 2000 kg Treibdampf von 6 kg/cm2.
|5 Stündlich werden 3400 kg des Gemischs von komprimiertem Dampf und Treibdampf über die Leitung 35 in
ρΐ den Bodenteil der Kolonne 3 injiziert. Wie schon weiter oben angegeben, kann das gleichzeitig freigesetzte
y 50 Kohlendioxyd vernachlässigt werden, umso mehr als der minime Gehalt durch die Zugabe des Treibdampfs noch jj! stärker herabgesetzt wird.
S'v: Der Dampfstrahlverdichter 80 verbraucht I kg Treibdampf von 6 kg/cm2 für die Wiederkomprimierung von
0,7 kg verflüchtigte Lösung und die Bildung von 1,7 kg Mitnehmerdampf; die zusätzliche, von außen der Kolonne
3 zuzuführende Regenerierungswärme beträgt infolgedessen nur 59% der benötigten 581 Kilokalorien pro Nm3
< 55 CO2.
Die durch den Treibdampf von außen eingeführte Wärme entspricht 341 Kilokalorien pro Nm3 CO2; die j-;?; Restwärme wird von der Lösung selbst durch Expansionsverdampfung und Wiederkomprimieren geliefert.
:'.'. Die in dem Kreislaufprozeß global benötigte Regenerierungswärme ergibt sich aus der Summe der über den
Nj Lösungserhitzer 90 in die Hauptregenerierungskolonne 2 und in der Form von Treibdampf in die Nebenkolonne
y, 60 einzuführende Wärmemengen, welche von außerhalb des Systems gelegenen Quellen geliefert werden müssen. ΐ; Für die Desorption von 4800 Nm3 CO2 pro Stunde in der Hauptkolonne 2 müssen dem Lösungserhitzer 90 pro
p Nm3 CO2 1165 Kilokalorien von außen zugeführt werden; für die Desorption von 3200 Nm3 CO2 pro Stunde in
; der Nebenkolonne 3 beträgt der zusätzliche Wärmebedarf 341 Kilokalorien pro NmJ CO2. Dies ergibt eine
global benötigte Wärmemenge von 836 Kilokalorien pro Nm3 CO2 für eine stündliche Desorption von 8000 Nm3 sauren Gases. <-: Die aus dem Expansionsgefäß 5 über die Leitung 28 abgezogene, teilweise regenerierte Lösung fließt über die
Pumpe 82 und die Leitung 281 in den Kühlapparat 92, wird auf 1010C abgekühlt und in die Zwischenstufe der ;·, Absorptionskolonne zurückgeführt.
Die aus dem Expansionsgefäß 4 abgezogene, regenerierte Lösung dient im Wärmeaustauscher 99 zum Aufheizen des Kondensats auf 1000C und wird alsdann durch die Pumpe 81 über die Leitung 261 in den Kühlapparat 91 gepumpt, auf 800C abgekühlt und am Kopf in die Absorptionskolonne 1 eingeführt.
Das desorbierte Kohlendioxyd und der nicht kondensierte Mitnehmerdampf verlassen die Nebenkolonne 3 durch die Leitung 32, werden im Kondensator-Kühler 93 abgekühlt und im Abscheider 6 getrennt; in diesen Vorrichtungen wird ein Druck von 13 kg/cm2 eingehalten.
Das in der Hauptkolonne 2 desorbierte Kohlendioxyd, welches 60% der Gesamtmenge oder 4800 Nm-Vh ausmacht, gelangt zusammen mit dem Restdampf über das Druckreduzierventil 54 in die Leitung 32, wo dasselbe sich mit der aus der Nebenkolonne 3 abgezogenen Mischung VOnCO2 und Dampf vermischt.
Pro Stunde werden 8000 Nm3 von desorbiertem Kohlendioxyd mit einer Temperatur von 600C über die Leitung 37 aus dem System abgeführt und über die Leitung 29 7400 kg von ^n Abscheider 6 getrenntem Kondensat erhalten. Dieses Kondensat gelangt über die Pumpe 83 in den Wärmeaustauscher 99 und wird von 60 auf 1000C»rhiizt, worauf ein Teilstrom desselben in den Dampfkessel 95 fließt, um den für den Dampfstrahlverdichter 80 benötigten Treibdampf herzustellen, und der Reststrom über das Ventil 62 in die Hauptregenerierungskolonne 2 zurückgeführt wird.
Es ist leicht ersichtlich, daß der Hauptstrom von 4800 Nm3 CO2 pro Stunde, welcher unter einem Druck von 1,9 kg/cm2 desorbiert wird, falls erwünscht über eine geeignete Vorrichtung, wie zum Beispiel in F i g. 2 dargestellt, bei diesem Druck weiteren Operationen zugeführt werden kann.
Der Vergleich des vorliegenden Beispiels mit Regenerierungsvervahren gemäß dem Stand der Technik ergibt folgende Tatsachen.
Es wurde weiter oben angegeben, daß die in der Nebenkolonne 3 benötigte Mitnehmerdam^menge annähernd 2 kg pro Nm3 in dieser Kolonne desorbiertem Gas, also insgesamt 6400 kg/h beträgt, wogegen die Entspannungszone 9 und das Expansionügefäß 4 zusammen jedoch nur 3000 kg/h liefern. Die zusätzliche Dampfmenge von 3400 kg/h könnte in einem Lösungserhitzer hergestellt werden.
Anstatt die teilweise regenerierten Lösungen aus der Kolonie 3 in das Expansionsgefäß 5 fließen zu lassen, könnten dieselben in einen Lösungserhitzer geführt werden und durch Zuführung von 581 Kilokalorien pro Nm3 CO2 die zusätzliche benötigte Mitnehmerdampfrnenge bilden.
Gegenüber dem erfindungsgemäßen Verfahren ergibt die Verwendung des Lösungserhitzers jedoch einen größeren Energieverbrauch und die Lösungen werden höheren Temperaturen unterworfen als die erfindungsgemäß in dem Expansionsgefäß 5 abgekühlte Lösung.
Gemäß einem weiteren bekannten Verfahren kann das durch die F i g. 1 illustrierte Kreislaufverfahren ohne zusätzlichen Lösungserhitzer oder ohne Anwendung der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden, wenn die aus der Kolonne 3 abgezogenen teüweise regenerierten Teilströme zusammen direkt über die Leitung 229 der Pumpe 82 zugeführt werden. In diesem Fall müssen die Arbeitsbedingungen solcherart abgeändert werden, daß die in die Kolonne 3 eingebrachte Dampfmenge der in dieser benötigten Dampfmenge entspricht.
Bei gleichbleibenden Drücken von 1,9 bzw. 13 kg/cm2 muß der in der Nebenkolonne regenerierte Lösungsanteil auf 23,8% des Gesamtlösungsstroms herab- und infolgedessen der in der Hauptkolonne zu behandelnde Anteil auf 76,2% heraufgesetzt werden.
Die ir das Regenerierungssystem einzuführende Wärmemenge, welche in diesem Fall ausschließlich von dem Lösungserhitzer 90 geliefert wird, erhöht sich in demselben Maß wie der in der Hauptkolonne zu regenerierende Lösungsanteil und beträgt 888 Kilokalorien pro Nm3 CO2. Es besteht jedoch die Möglichkeit, die Heizleistung dieses Verfahrens dadurch zu verbessern, daß der Druck in der Hauptregenerierungskolonne erhöht und somit der durch die Expansionsverdampfung in der Zone 7 bedingte Wärmeverlust so niedrig wie möglich gehalten wird. Wenn dieser Druck auf einen Wert erhöht wird, der dem Dampfdruck der beladenen Waschlösung entspricht, erfolgt in der Zone 7 ?:eine Verdampfung. In dem vorliegenden Beispiel wäre ein Druck von 3 kg/cm2 nötig.
In der Hauptkolonne erhöht sich entsprechend die benötigte Wärmemenge auf 1435 Kilokalorien pro Nm3 desorbiertem CO2, aber die global benötigte Wärmemenge stellt sich auf nur 865 Kilokalorien pro Nm3, weil bloß 60,3% der belad>?nen Waschlösung in der Kolonne 2 regeneriert werden müssen.
Die Temperatur der am Fuß der Hauptkolonne 2 abgezogenen Lösung ist jodoch auf 139°C erhöht.
Einige das Beispiel 1 betreffenden technischen Daten werden in der Tabelle 1 mit denen bekannter Verfahrer; verglichen. In dieser Tabelle 1 bezieht der Versuch I sich auf ein gemäß dem Schema der Fig. 1 durchgeführten bekannten Verfahren (DE-OS 24 07 405), in welchem die teilweise regenerierten Lösungsteilströme aus der Kolonne 3 über die Leitungen 27 und 271 in die Leitung 229 gelangen und von der Pumpe 82 direkt in die Absorptionskolonne zurückgeführt werden. Der Versuch 2 betrifft eine bekannte Ausführung (US-PS j'5 63 695) mit einer mit einem zusätzlichen Lösungserhitzer kombinierten Kilfskolonne 3. Der Versuch 3 bezieht sich auf das erfindungsgemäße Beispiel 1.
Tabelle 1
Versuch Nr. I 2 3
1 Kolonnenkopfdruck 2/3 (kg/cm2)
2 Kolonnenbodentemperatur 2/3 (0C)
3 Gesamtmenge der zugeführten Wärme 865 931 836 (Kiloks'.oricn/NmJCO2)
3/1,3 1,9/1,3 1,9/1,3
139/111 125/111 125/111
865 931 836
Beispiel 2
Dieses Beispiel bezieht sich auf eine dem Schema der F i g. 2 entsprechende Ausführungsform. Prozeßgas und Waschlösung sind die in Beispiel 1 beschriebenen, ebenso wie die Behandlungsbedingungen in der Absorptionskolonne 1. mit Ausnahme der folgenden Abänderungen: der Anteil der regenerierten Lösung, deren Temperatur 800C und der Umsetzungsfaktor 22% betragen, ist auf 15% der gesamten beladenen Waschlösung herabgesetzt und der Anteil der teilweise regenerierten Lösung beträgt infolgedessen 85%; letztere weist eine Temperatur von 1000C und einen Umsetzungsfaktor von 42% auf. Die beladene Waschlösung wird am Fuß der Absorptionskolonne mit der gleichen Temperatur von ! 08° C und demselben Umsetzungsfaktor von 84% abgezogen. I η dem gleichbleibenden Durchsatz von 378 000 kg/h ist auch die Beladung von 0,45 Mol CO2 pro Mol K2CO1 derselbe.
Die über die Leitung 21 abfließende beladene Waschlösung wird in zwei gleiche Teilströine (50 :50) geteilt, yon denen der eine in der Hauptkolonne 2, der andere in der Nebenkolonnc 3 regeneriert wird. In der Hauptregenerierungskolonne 2 ist der Druck auf 13 kg/cm2 eingestellt, in der Nebenkolonne 3 auf den etwas höheren Wert von 1.5 kg/cm2. Der über das Ventil 52 und die Leitung 22 in die Verdampfungszone 7 der Hauptkolonne 2 eingebrachte Teilstrom fließt in die obere Rcgcncrierungszone 15; über die Abflußblende 40 werden 70% der teilweise regenerierten Lösung (Temperatur 1090C; Umsetzungsfakior 46.3%) aus der Kolonne 2 abgezogen, und die restlichen 30% (entsprechend 15% des Gesamtlösungsvolumcns) durchlaufen die untere Rcgcncricrurigszonc SS und den Lösungserhitzer 30, und verlassen den Boden der Kolonne 2 mit einer Temperatur von 115°C und einem Umsetzungsfaktor von 22%.
Der zweite, über das Druckreduzierventil 53 und die Leitung 23 in die Verdampfungszone 8 der Nebenkolonne 3 eingeführte Teilstrom fließt in die Regenerierungszone 17.
In der Nebenkolonne 3 muß die Lösung bis auf einen Umsetzungsfaktor von 39% regeneriert werden, um den angegebenen globalen Umsetzungsgrad von 45% zu erreichen. Um diese Bedingung zu erfüllen, müssen 1115 Kilokalorien pro Nm1 desorbiertem COj in die Kolonne 3 eingeführt werden, d.h. stündlich ungefähr 8200 kg Mitnehmerdampf. Dieser Dampf wird über die Leitung 35 von dem Dampfstrahlverdichter 80 geliefert, welcher mit seiner Saugseite an das Expansionsgefäß 5 angeschlossen ist und in demselben einen Druck von 1,1 kg/cm2 hält. Die stündlich über die Abflußblende 40 abgeführ in 130 000 kg teilweise regenerierter Lösung gelangen über das Druckreduzierventil 56 und die Leitung 24 in das besagte Expansionsgefäß 5, in welchem bei gleichzeitiger Λ Hkühlung auf 1030C stündlich 900 kg Dampf gebildet werden.
Am Fuß der Nebenkolonne 3 werden desweitern pro Stunde 185 000 kg ieilwcise regenerierter Lösung bei 1150C und mit einem Umsetzungsfaktor von 39% abgezogen und über die Leitung 27 und-das Druckreduzierventil 58 in dasselbe Expansionsgefäß 5 geführt und ergeben hier bei gleichzeitiger Abkühlung auf 1050C eine Dampfmenge von 2200 kg/h. Von dem unter 6 kg/cmJ in dem Dampfkessel 95 hergestellten Treibdampf werden über die Leitung 34 pro Stunde 5100 kg dem Dampfstrahlverdichter 80 zugeführt, welcher über die Leitung 35 ein Gemisch von Treibdampf und komprimiertem Dampf unter dem im Bodenteil der Kolonne 3 herrschenden Druck von 1,64 kg/cm2 mit einer Durchflußmenge von 8200 kg/h in dieselbe eindrückt.
Die in der Nebenkolonne 3 benötigte Regenerierungswärme wird folglich zu 62% von von außen zugeführtem Treibdampf und zu 38% von der Lösung mit Hilfe des Dampfstrahlverdichters entzogenen Wärme geliefert. Die der Nebenkolonne 3 zuzuführende Außenwärme beläuft sich infolgedessen auf 62% der Gesamtregenerierungswärme von 1115 Kilokalorien oder 692 Kilokalorien pro Nm1 in der Kolonne 3 desorbiertem Kohlen dioxyd.
Da die für die Nebenkolonne 3 benötigte zusätzliche Wärme von dem Dampfstrahlverdichter 80 geliefert wird, kann der in dem zweiten Verdichter 88 hergestellte Dampf als Mitnehmerdampf für die Hauptkolonne 2 verwendet werden.
Die am Fuß der Kolonne 2 abgezogenen Lösung gelangt über die Leitung 25 und das Druckreduzierventil 57 in das Expansionsgefäß 4, in welchem durch den mit seiner Saugseite angeschlossenen Dampfstrahlverdichter 88 ein reduzierter Druck von 1 kg/cm2 eingehalten wird und in welchem bei gleichzeitiger Abkühlung der Lösung auf 1060C pro Stunde 600 kg Dampf gebildet werden.
Über die Leitung 34 wird dem Verdichter 88 der mit 6 kg/cm2 in dem Dampfkessel 95 gebildete Treibdampf in einer Menge von 1000 kg/h zugeführt und im Gemisch mit dem komprimierten Dampf unter dem im Bodetueil der Kolonne 2 herrschenden Druck von 1J5 kg/cm2 in dieselbe eingedrückt
Im Falle der Verwendung der Gesamtheit des von dem Kompressor 88 gelieferten Dampfs (1600 kg/h) in der Hauptkolonne 2 bleibt das Ventil 60 der Leitung 33 geschlossen.
In der Hauptkolonne 2 beläuft die benötigte Regenerieningswärme sich auf 1044 Kilokalorien pro Nm3 desorbiertem Kohlendioxyd, was einem Mitnehmerdampfbedarf von 7700 kg/h entspricht Da von dem Kompressor 88 schon ungefähr 20% dieses Bedarfs gedeckt werden, kann die von dem Lösungserhitzer 90 zu fordernde Wärmemenge entsprechend gemindert werden. Es genügt eine Wärmezufuhr von 838 Kilokalorien pro CO2 in der Kolonne 2 desorbiertem CO2. Da neben diesen 838 Kilokalorien noch 62 Kilokalorien pro Nm3 CO2 von dem Treibdampf geliefert werden, beläuft der globale Wärmebedarf der Hauptregenerierungskolonne 2 pro Nm3 in derselben desorbiertem Kohlendioxyd 900 Kilokalorien. Da in der Kolonne 2 und in der Kolonne 3 jeweils die Hälfte der beladenen Lösung regeneriert wird und die in diesen benötigte Regenerierungswärme 900 bzw. 692 Kilokalorien pro Nm3 CO2 beträgt müssen der beladenen Waschlösung pro Nm3 zu desorbierendem Kohlendioxyd global 796 Kilokalorien Außenwärme zugeführt werden.
Die in dem Expansionsgefäß 4 einer Verdampfung unterworfene Lösung dient alsdannn in dem Wärmeaustau-
scher 99 zum Aufheizen des Kondensats auf 1000C wird über die Leitung 261 und die Pumpe 81 in den
Kühlapparat 91 geführt und hier vor der Rückführung zum Kopf der Absorptionskolonne 1 auf 80° C abgekühlt. Die aus dem Expansionsgefäß 5 abgezogene teilweise regenerierte Lösung mit einem Umsetzungsfaktor von
42% fließt über die Leitung 28 und die Pumpe 82 in den Kühlapparat 92, wird hier auf 100°C abgekühlt und in die
Zwischenstufe der Absorptionskolonne 1 zurückgeführt. Das über Kopf der Hauptkolonnc 2 entweichende Gemisch von dcsorbicrlcni Kohlcndioxyd und Dampf gelangt über die Leitung 32 in den Kondensator-Kühler 9.3 und den Abscheider 6, aus welchem das auf bO"C abgekühlte COj unter einem Druck von 1,3 kg/cm2 über die Leitung 37 in einem Volumen von 4000 NmJ/h abgeführt wird. Das in der Nebenkolonne 3 dcsorbicrte saure Gas wird in dem Kühler 96 ebenfalls auf 60"C abgekühlt und unter einem etwas höheren Druck von 1.5 kg/cm' in die Leitung 39 geleitet. Das in dem Abscheider 10 abgetrennte Kondensat fließt über das Druckreduzierventil 50 in (··? Leitung 29 und wird im Gemisch mit dem aus dem Abscheider 6 abfließenden Kondensat (Kondensattemperatar 600C; Gesamtkondensatmenge 8700 kg/h) von der Pumpe 83 durch den Wärmeaustauscher 99 gefördert, in diesem auf IOO"C erhitzt, und gelangt dann mit einer Durchflußmenge von 6100 kg/h in den Dampfkessel 95, in welchem die entsprechende TreiMampfmenge unter einem Druck von 6 kg/cm2 mit Hilfe des über die Leitung 47 zugeführten und den Kessel über die Leitung 36 bei einer Temperatur von 1640C verlassenden Pro/.cßgases gebildet wird. Das Restkondensat wird über das Ventil 62 in die Hauptkolonne 2 zurückgeführt.
In dieser Ausführungsform wird der Lösungserhitzer bei dem niedrigeren Regenerierungsdruck gefahren und die von demselben zu liefernde Wärmemenge ist auf 419 Kilokalorien pro Nm1 CO; reduziert.
Beispiel 3
Die für dieses Beispiel gewählte Ausführungsform entspricht dem -Schema der F i g. 3.
Die Zusammensetzung der Waschlösung und deren Beladungsfaktor, sowie die Umsetzungsfaktoren, Temperaturen und Durchflußmengen der in die Absorptionskolonne eingeführten ganz oder teilweise regenerierten Lösungen, und aus der Absorptionskolonne abgezogenen beladenen Waschlösungen sind dieselben wie in Beispiel 2; das zu reinigende Prozeßgas hat die in Beispiel 1 angegebene Zusammensetzung. Der Kühlapparat 94 und die zu diesem führende Rückflußleitung 262 sind außer Betrieb.
Die beladene Waschlösung verläßt die Absorptionskolonne 1 mit einer Temperatur von 1080C und eintm Umsetzungsfaktor von 84% über die Leitung 21 und gelangt über das Druckreduzierventil 52 in die Expansionszone 7 der Hauptregenerierungskolonne 2, in welcher ein Druck von 1,5 kg/cm2 eingehalten wird.
Unterhalb der Regenerierungszone 18, in welcher der Druck ungefähr 1,6 kg/cm2 beträgt, wird über die Abflußblende 42 die Hälfte der teilweise regenerierten Waschlösung mit einem Umsetzungsfaktor von 55% bei 110°C abgezogen. Die andere Hälfte strömt durch die Regenerierungszone 15 und über die Abflußblende 40 "•'erden davon 70% d.h. 35% der gsamten über Kopf der Kolonne eingeführten Lösungsmenge, mit einem Umsetzungsfaktor von 46,3% bei 1130C abgezogen, wogegen die restlichen 15% in die untere Regenerierungszone 16 und durch den Lösungserhitzer 90 in den Bodenteil der Kolonne 2 gelangen; dieser Teilstrom weist einen Umsetzungsfaktor von 22% und eine Temperatur von 118°C auf.
Die über die Abflußblende 42 abgezogene, teilweise regenerierte Lösung wird über die Leitung 23 der Nebenregenerierungskolonne 3 zugeführt, dessen Oberteil unter der Ebene der Abflußblende liegt, so daß der durch den Höhenunterschied in der Leitung 23 entstehende hydrostatische Druck genügt, um den zwischen den beiden Kolonnen 2 und 3 bestehenden Druckunterschied zu überwinden. Für das vorliegende Beispiel wurde ein Höhenunterschied zwischen der Abflußblende 42 und dem Druckreduzierventil 53 von 2 m gewählt, was einem hydrostatischen Druck von ungefähr 0.25 kg/cm2 entspricht. Der in der Kolonne 3 herrschende Druck ist gleich 1.7 kg/cm2, d. h.0,1 kg/cm2 über dem an der Abflußblende 42.
Durch diesen erhöhten Druck bedingt erfolgt keine Expansionsverdampfung in der Zone 8 und die in der Zone 17 regenerierte Lösung sammelt sich im Bodenteil 9 der Nebenkolonne 3.
Um den angegebenen globalen Beladungsfaktor von 45% zu erreichen, muß dieser Teilstrom bis zu einem Umsetzungsfaktor von 39% regeneriert werden. Dieses Ziel wird durch die Zuführung einer größeren Mitnehmerdampfmenge erreicht, so daß der Partialdruck des sauren Gases in der über die Leitung 321 in die Hauptregenerierungskolonne 2 zu leitenden Dampfmischung klein genug bleibt um die Wirksamkeit derselben in der Hauptkolonne nicht zu beeinträchtigen.
Die Verminderung des Umsetzungsfaktors dieses, 50% der Gcsamtlösung darstellenden Teilstroms um 16% entspricht der Desorption von 1420 Nm3 CO2 pro Stunde. Die der Kolonne 3 zuzuführende Mitnehmerdampfmenge beläuft sich auf 5,7 kg pro Nm3 CO2 oder ungefähr 8100 kg/h.
Erfindungsgemäß wird diese Dampfmenge von dem Dampfstrahlverdichter 80 geliefert. Die in der Kolonne 3 auf einen Umsetzungsfaklor von 39% regenerierte Lösung mit einer Temperatur von 116°C gelangt über die Leitung 27 und das Druckreduzierventil 58 in das Expansionsgefäß 5, in welchem der mit seiner Saugseite angeschlossene Verdichter 80 einen niedrigeren Druck von 1,2 kg/cm2 regelt. Durch das Entspannen der Lösung auf diesen Druck werden bei gleichzeitiger Abkühlung auf 1050C stündlich 2100 kg Dampf gebildet.
Der über die Abflußblende 40, die Leitung 24 und das Druckreduzierventil 56 in das Expansionsgefäß 5 eingeführte Teilstrom ergibt seinerseits eine stündliche Dampfproduktion von 1200 kg mit gleizeitiger Abkühlung auf dieselbe Temperatur von 105° C.
Über die Leitung 34 werden dem Verdichter 80 stündlich 4800 kg des in dem Dampfkessel 95 hergestellten Treibdampfs unter einem Druck von 6 kg/cm2 zugeführt, mit Hilfe dessen die verflüchtigten Dämpfe auf den im Bodenteil der Nebenkolonne 3 herrschenden Druck von 1,8 kg/cm2 komprimiert und über die Leitung 35 in denselben zurückgeführt werden.
Die in der Nebenkolonne 3 benötigte Regenerierungswärme wird infolgedessen von einer äußeren Quelle in der Form von Frischdampf und in einer Menge von 1851 Kilokalorien pro Nm3 in dieser Kolonne desorbiertem Kohlendioxyd geliefert
Von der in der Hauptkolonne 2 benötigten Regenerierungswärme wird ein Teil über den aus der Nebenkolonne 2 über die Leitung 321 zugeführten Mitnehmerdampf geliefert; der Restanteil entspricht einer Mitnehmerdampfmenge von 7800 kg/h, welche in den Bodenteil der Kolonne 2 eingeführt werden und zum Teil von dem
Dampfstrahlverdichter 88, zum Teil indem Lösungserhitzer 90 hergestellt -''erden.
Die am Fuß der Hauptkolonne 2 abgezogene regenerierte Lösung gelangt über die Leitung 25 und das Druckreduzierventil 57 in das Expansionsgefäß 4, in welchem der mit der Saugseile angeschlossene Dampfstrahlverdichter 88 einen niedrigeren Druck von 1,15 kg/cm2 einhält. Die Expansionsverdampfung bildet stündlieh 700 kg Dampf mit gleichzeitiger Abkühlung der Lösung auf 1080C. Stündlich werden dem Verdichter 88 über die Leitung 34 1000 kg des im Dampfkessel 95 bei 6 kg/cm2 hergestellten Treibdampfs zugeführt, mit Hilfe dessen die verflüchtigten Dämpfe auf den im Bodenteil der Kolonne 2 herrschenden Druck von 1,7 kg/cm2 komprimier! und im Gemisch mit Treibdampf über die Leitung 33 und das Ventil 61 in einer Menge von 1700 kg/h in dieselbe eingeführt werden. Während dieser Operation bleibt das Ventil 60 geschlossen, so daß kein ίο Dampfgemisch von dem Verdichter 88 in die Nebenkolonne 3 gelangt.
Der Restanteil von 6100 kg Mitnehmerdampf pro Stunde stammt aus dem von dem warmen Prozeßgas geheizten Lösungserhitzer 90.
Die von dem Lösungserhitzer 90 gelieferte Wärmemenge entspricht, bei einer globalen CXVDesorption von 8000 NmVh, 417 Kilokalorien pro Nm1 (in der ganzen Anlage) dcsorbicrtem Kohlcndioxyd. Der im Dampfkessel 95 hergestellte und den beiden Dampfstrahlverdichtern 80 und 88 in einer Gesamtmenge von 5800 kg/h zugeführte Treibdampf entspricht einer Wärmemenge von 397 Kilokalorien pro Nm1 des im ganzen desorbierten Kohlendioxyds.
Die in diesem Beispiel beschriebene Ausführungsform des Regenerierungsverfahrens verbraucht infolgedessen pro Nm3 desorbiertem Kohlendioxyd eine Wärmemenge von 814 Kilokalorien. Die Gesamtheit des in dem Regenerierungssystem desorbierten Kohlendioxyds sammelt sich im Oberteil der Hauptregenerierungskolonne 2 unter einem Druck von 1,5 kg/cm2, und wird über die Leitung 32 dem Kühler 93 zugeführt, auf 60° C abgekühlt und über die Leitung 37 dem System entzogen.
In dem Abscheider 6 werden stündlich 8000 kg Kopfkondensat abgetrennt und über die Leitung 29 und die Pumpe 83 dem Wärmeaustauscher 99 zugeführt, in diesem auf 100" C aufgeheizt und teilweise im Dampfkessel 95 zur Herstellung von Treibdampf verwendet, teilweise in die Hauptkolonne 2 zurückgeführt.
In dem Ausführungsbeispiel laut F i g. 3 erfolgt diese Rückführung über das Ventil 62 in den Oberteil der Kolonne 2. Dieser Teilstrom kann jedoch ebenso gut in eine Zwischenstufe oder in den Bodenteil der Regenerierungskolonne eingeführt, oder aber dem Lösungserhitzer 90 zugeführt werden.
Des weitern ist bekannt, das Kopfkondensat ohne Aufheizung in dem Wärmeaustauscher 99 über die Leitung 26 in die Absorptionskolonne zurückzuführen.
Diese verschiedenen Ausführungsvarianten bleiben im Rahmen der vorliegenden Erfindung.
Die den Wärmeaustauscher 99 verlassende regenerierte Waschlösung wird über die Pumpe 81 und die Leitung 261 in den Kühlapparat 91 geführt, auf 80°C abgekühlt, und kehrt in die Absorptionskolonne 1 zurück.
Die das Expansionsgefäß 5 mit einem Umsetzungsfaktor von 42% verlassende, teilweise regenerierte Lösung wird durch die Pumpe 82 über die Leitung 281 in den Kühlapparat 92 gepumpt, auf 1000C abgekühlt und in die Zwischenstufe der Absorptionskolonne 1 zurückgeführt.
Beispiel 4
Dieses Beispiel bezieht sich auf die durch die durch die F i g. 4 illustrierte Ausführungsform eines Regencrierungsverfahrens mit zwei verschiedenen Waschlösungen.
Für die Absorption des Hauptanteils des vorhandenen Kohlendioxyds in der unteren Absorptionszone 14 der Absorptionskolonne 1 wird eine wässerige Kaliumkarbonatlösung verwendet, wogegen in der oberen Absorptionszone 12 für die Extraktion des CO2-Restgehalts eine wässerige Lösung mit 20 Gew.-% Diäthanolamin
(DAeA) gebraucht wird. Das Prozeßgas ist das im Beispiel 1 beschriebene. Dieses Prozeßgas bildet im Dampfkessel 95 pro Stunde 7200 kg Treibdampf bei 6 kg/cm2 und wird dabei auf 163° C abgekühlt, strömt durch den Lösungserhitzer 90 und einen weiteren (nicht dargestellten) Wärmeaustauscher, und gelangt dann über die Leitung 30 in die unter einem Druck von 21 kg/cm2 geführte Absorptionskolonne 1; stündliche Zufuhrmenge: 45 700 Nm3, als Trockengas berechnet.
so In der unteren Absorptionszone 14 wird der CO2-Gehalt des Prozeßgases auf 1,6 Volumen-% herabgesetzt, und nach dem Durchströmen der oberen Absorptionszone 12 beträgt dessen CO2-Restgehalt nicht mehr als 0,01 Volumen-%. Das über die Leitung 31 abgeführte Gasgemisch weist eine Temperatur von 45°C auf.
Die regenerierte Kaliumkarbonatlösung mit einem Umsetzungsfaktor von 41,5% wird mit einer Temperatur von lOrC über die Leitung 281 in die Zwischenstufe der Absorptionskolonne 1 zurückgeführt.
Am Fuß der Absorptionskolonne 1 werden stündlich 371 000 kg beladene Waschlösung mit einem Kaliumkarbonatgehalt von 29 Gew.-% erhalten, welche neben den korrosionshemmenden Zusätzen 3 Gew.-% DAeA enthält. Die über die Leitung 21 abgezogene Lösung weist eine Temperatur von 110° C und einen Umselzungsfaktor von 84% auf.
Die regenerierte DAeA-Lösung wird über die Leitung 261 zum Kopf der Absorptionskolonne 1 zurückge-
führt. Dieselbe weist eine Temperatur von 45°C auf und enthält 0,08 Mol CO2 pro Mol DAeA. Die beladene DAeA-Lösung mit einem Gehalt von 038 Mol CO2 pro MoI DAeA wird bei 77°C über die Abflußblende 43 aus der Absorptionskolonne 1 entfernt und gelangt in einer Menge von 47 000 kg/h über die Leitung 20 in den Wärmeaustauscher 100, wo sie auf 95°C aufgeheizt wird, und über das Druckreduzierventil 64 in die untere Regenerierungszone der Hauptkolonne 2. In der bei ',45 kg/cm2 gehaltenen Expansionszone 9 erfolgt die
Verdampfung, und die Restlösung fließt in die untere Regenerierungszone 16 und in den Lösungserhitzer 90, in welchem die von dem durch die Leitung 36 strömenden Prozeßgas abgegebene Wärme stündlich 4800 kg Dampf bildet Ein Teil dieses Dampfes dient in der Regenerierungszone 16 zum Ausgleich des endothermen Desorptionsprozesses und um die Lösung auf ihrer Siedetemperatur zu halten, der Restteil durchströmt mit dem
desorbierten Kohlendioxyu die obere Regencrierungszone, durch welche im Gegenstrom die zu regenerierende Kaliumkarbonatlösung fließt.
Beim Verlassen der Absorptionskolonne I wird die beladcne Knliumkarbonatlösung in zwei Teilströme von 50% bzw. 70% der Gcsiimllösung geteilt.
Der kleinere Teilslrom wird über das Druckreduzierveniil 52 und die Leitung 22 in die bei einer.. DrucK von 1,3 kg/cm2 gehaltene Expansionszone 7 der Hauptkolcnne 2 geführt. Die entspannte Lösiing gelangt in die Regenerierungszonc 15 und wird über die Abflußblende 40 mit einer Temperatur von 109°C und einem Umsetzungsfaktor von 46% abgezogen. In der Regenerierungszone 15 beträgt der Dampfbedarf 4600 kg/h, von denen 2550 kg/h von dem aus der unteren Regenerierungszone 16 aufsteigenden Dampf geliefert werden. Die Zufuhr der restlichen Dampfmenge wird dadurch erreicht, daß die im Bodenteil der Hauptkolonne 2 bei 1120C erhaltene regenerierte DAeA-Lösung über die Leitung 25 und das Druckreduzierventil 57 in das Expansionsgefäß 4 geführt und dort auf den durch den mit seiner Saugseite angeschlossenen Dampfstrahlverdichter 88 eingehaltenen niedrigeren Druck von 1,05 kg/cm2 entspannt wird und dabei pro Stunde 800 kg Dampf bildet, welche zusammen mit 1250 kg Treibdampf von 6 kg/cr.l2 aus dem Dampfkesse! 95 über die Leitung 33 und das Ventil 611, bei geschlossenen Ventilen 61 und 60, in die Expansionszone 9 gedrückt werden.
Der größere, 70% der beladenen K2COj-Lösung darstellende Teilstrom gelangt über das Druckreduzierventil
g g gg
53 und die Leitung 23 in die unter einem Druck von 1,4 kg/cm2 gehaltene Expansionszone 8 der Nebenregenerie- I
rungskolonne3.
Um die angegebene Herabminderung des Umsetzungsfaktors um 42,5% zu sichern, muß in der Nebenkolonne eine Regenerierung von 39% erreicht werden. Hierzu werden stündlich 10 100 kg Mitnehmerdampf benötigt, die von dem Dampfstrahlverdichter 80 geliefert werden.
Die über die Abflußblendc 40 abgeführte regenerierte Lösung fließt über die Leitung 24 und das Druckreduzierventil 56 in das Expansionsgefäß 5, in welchem durch den mit seiner Saugseite angeschlossenen Verdichter 80 ein niedrigerer Druck von 1 kg/cm2 eingestellt wird. Das Entspannen der Lösung führt zu der Bildung von 1000 kg Dampf pro Stunde, bei gleichzeitiger Abkühlung derselben auf 1010C. Der über die Leitung 27 und das Druckreduzierventil 58 aus der Nebenkolonne 3 in dasselbe Expansionsgefäß fließende Teilstrom ergibt analog eine Dampfmenge von 3100 kg/h, mit gleichzeitiger Abkühlung von 112 auf 101° C.
Aus dem Dampfkessel werden über die Leitung 34 dem Verdichter 80 pro Stunde 6000 kg Treibdampf zugeführt und zusammen mit dem auf den in dem Bodenteil der Kolonne 3 herrschenden Druck von 1,54 kg/cm2 komprimierten Dampf über die Leitung 35 in die Nebenkolonne eingedrückt (Gesamtdampfmenge: 1000 + 3100+6000= 10 100 kg/h).
Die auf 101°C abgekühlte regenerierte K2CC<3-Lösung mit einem Umsetzungsfaktor von 41,5% verläßt das Expansionsgefäß 5 über die Leitung 28 und wird durch die Pumpe 82 über die Leitung 281 ohne Zwischenkühlung in dem Kühlapparat 92 in die Absorptionskolonne 1 zurückgeführt.
Die das Expansionsgefäß 4 verlassende regenerierte DAeA-Lösung, deren Temperatur 1020C beträgt, gelangt über die Leitung 26 und die Pumpe 81 in den Wärmeaustauscher 100, in welchem dieselbe zum Vorheizen der belädenen Waschlösung üieni, und wird aisdann in dem Kühlapparat 91 auf 45" C abgekühlt. Das aus der Nebenkolonne 3 abgezogene desorbierte Kohlendioxyd wird in dem Kühlapparat % abgekühlt und verlässt die Regenerierungsanlage unter dem Druck von 1,5 kg/cm2 über die Leitung 39. Das in der Hauptkolonne desorbierte CO2 gelangt über die Leitung 32 in den Wärmeaustauscher 99, in welchem es das Kondensat vorwärmt, und verläßt die Anlage über den Kühlapparat 93 und die Leitung 37 unter einem Druck von ! ,3 kg/cm2.
Das in den Abscheidern 10 und 6 abgetrennte Kondensat gelangt zusammen mit einer Durchflußmenge von 9600 kg/h, über die Leitung 29 und die Pumpe 83, in den Wärmeaustauscher 99.
In einer weiteren Verfahrensvariante erhält dieser Wärmeaustauscher 99 seine Hitze durch die am Kopf der Nebenkolonne 3 erhaltene Mischung von Dampf und desorbiertem Kohlendioxyd. Von dem auf 94°C erwärmten Kondensat werden 7200 kg/h dem Dampfkessel 95 zugeführt, und der Restantei! wird über das Ventil 62 in die Hauptregenerierungskolonne 2 zurückgeführt.
Die Gesamtheit der von außen in das Regenerierungssystem einzuführenden Wärmemenge wird einerseits durch den Lösungserhitzer 90, welcher stündlich 4800 kg Dampf produziert, und andererseits durch die 7250 kg Treibdampf, die den beiden Dampfstrahlverdichtern 80 und 88 pro Stunde zugeführt werden, befriedigt. Stundlieh werden dem Prozeßgas insgesamt 8040 Nm3 CO2 entzogen, bei einem Energieverbrauch von 825 Kilokalorien pro Nm3 desorbiertem Kohlendioxyd.
Die obige Be-r-hreibung bezieht sich auf eine Absorptionskolonne, in welcher die beiden Regenerierungszonen 12 und 14 kombiniert sind. Das erfindungsgemäße Verfahren kann selbstverständlich auch in einer Anlage angewandt werden, in welcher diese beiden Regenerierungszonen sich in zwei getrennten Kolonnen befinden.
in den F i g. 1 bis 4 sind nur die für die Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens unbedingt nötigen Vorrichtungen wiedergegeben. Zusätzliche in solchen Anlagen gebräuchliche Vorrichtungen sind dem Fachmann an sich bekannt
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Verfahren zum Regenerieren wäßriger Waschlösungen, die zur Absorption von in Gasgemischen enthaltenen sauren Gasen in einem Kreislaufverfahren verwendet werden, durch Behandeln der beladenen Waschlösungen in einem Regenerierungssystem mit Mimehmerdampf, bevor sie in die Absorptionsstufe zurückgeführt werden, wobei ein Teil der beladenen Waschlösungen in einer Hauptregenerierungszone und ein Teil derselben in einer Nebenregenerierungszone des Regenerierungssystems behandelt werden, wobei der Druck in der Nebenregenerierungszone in beliebiger Weise unabhängig von dem Druck in der Hauptregenerierungszone eingestellt wird und der in der Nebenregenerierungszone benötigte Mitnehmerdampf
    ίο mindestens teilweise durch Expansionsverdampfen eines Waschlösungsteilstroms von dem Druck in der Hauptregenerierungszone bis zu dem Druck in der Nebenregenerierungszone gebildet wird,dadurch gekennzeichnet, daß die in der Nebenregenerierungszone benötigte Menge an Mitnehmerdampf durch Expansionsverdampfung bis zu einem niedrigeren Druck als in der Haupt- und Nebenregenerierungszone des Regenerierungssystems in einer Expansionszone an der Saugseite eines Dampfstrahlverdichters
    is gebildet wird und in dem Dampfstrahlverdichter komprimiert wird, und daß der dabei erhaltene komprimierte Dampf im Gemisch mit dem den Dampfstrahlverdichter speisenden Treibdampf direkt in die Nebenregenerierungszone eingedrückt wird.
    Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte in der Nebenregenerierungszone benötigt^: Mitnehmerdampf durch Expansionsverdampfung in mindestens einer an die Saugseite eines
    Dampfstrährverdichters angeschlossenen Niederdruckzone hergestellt und die Mischung von Verdichter-Treibdampf und komprimiertem Dampf direkt in die Nebenregenerierungszone eingedrückt wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des in der Nebenregenerierungszone benötigten Mitnehmerdampfs durch eine durch Entspannen der Waschlösung von dem höheren Druck der Hauptregenerierungszone auf den niedrigeren Druck der Nebenregenerierungszone bewirkte Expansions verdampfung gebildet wird.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Nebenregenerierungszone herrschende Druck gleich dem oder höher als der in der Hauptregenerierungszone herrschende Druck gewählt wird.
    5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die ExpansionsverdampfUi.g eine in der Haupt- oder in der Nebenregenerierungszone erhaltene, teilweise oder ganz regenerierte Waschlfaung vir-wendet wird.
    6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch von Treibdampf und von dem D' rnpfstrahlverdichter komprimiertem Dampf der Hauptregenerierungszone zugeführt wird.
    7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem die sauren Gase in zwei verschiedenen Waschlösungen in zwei getrennten Absorptionszonen absorbiert werden und die beladenen Waschlösungen in demselben Regenerierungssystem mit einer Haupt- und Nebenregenerierungszone regeneriert werden, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Behandlung der einen der belauenen w'aschlösungen gebrauchte Mimehmerdampf auch für die Regenerierung von mindestens einem Teil der anderen beladenen
    Waschlösung verwandt wird.
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Nebenregenerierungszone verwandte Mitnehmerdampf durch Expansionsverdampfung von der einen oder den beiden verschiedenen Waschlösungen in einer oder mehreren, an die Saugseite eines oder mehrerer Dampfstrahlverdichter angeschlossenen Niederdruckzonen, hergestellt wird, und das jeweils erhaltene Gemisch von Treibdampf und komprimiertem Dampf direkt in die Nebenregenerierungszone eingeführt wird.
    9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Nebenregenerierungszone verwendete Mimehmerdampf durch Expansionsverdampfung von der einen oder den beiden verschiedenen Waschlösungen in einer oder mehreren, an die Saugseite eines oder mehrerer Dampfstrahlverdichter angeschlossenen Niederdruckzonen, hergestellt wird, und das jeweils erhaltene Gemisch von Treibdampf und kompri- miertem Dampf entweder teilweise oder ganz in die Neben- und entweder teilweise oder ganz in die Hauptregenerierungszone eingeführt wird.
DE2557531A 1974-12-24 1975-12-19 Verfahren zum Regenerieren wäßriger Waschlösungen Expired DE2557531C2 (de)

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