DE2742483A1

DE2742483A1 - Verfahren zum auswaschen von sauren gasen aus gasgemischen

Info

Publication number: DE2742483A1
Application number: DE19772742483
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Chem Dr Baur
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1977-09-21
Filing date: 1977-09-21
Publication date: 1979-03-22
Also published as: JPS5490071A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswaschen
von sauren Gasen, insbesondere Kohlendioxid, aus Gasgemischen mittels einer wäßrigen Kaliumkarbonatlösung als Waschflüssig keit.
Ein solches, auch unter dem Namen HeiRnottascheprozeß bekanntes Waschverfahren ist z.B. in The I: and Gas Journal, 9. Oktober 1967, Seite 167 beschrieben. Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff werden dabei mit dem Kaliumkarbonat zu Kaliumhydrogenkarbonat bzw. Kaliumhydrogensulfid umgesetzt.
In der Regerierierstufe wird der Druck erniedrigt, die Reaktion kehrt sich um, und das Kohlendioxid sowie der Schwefelwasserstoff können vom Kopf der Regeneriersäule abgezogen werden.
Dieses Waschverfahren zeichnet sich demnach durch leichte Regenerierbarkeit aus, kann aber nur als Grobwäsche verwendet werden. Die Absorption der Sauergase erfolgt sehr langsam, so daß hohe Waschtürme erforderlich sind und das Kohlendioxid nur bis auf ca. 1 Vol- entfernt werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Waschmittel auf der Basis von Kaliumkarbonat zur Verfügung zu stellen, das eine möglichst schnelle Absorption der sauren Gase, insbesondere des Kohlendioxids, erinöelicht und so zu einer Senkung der Inve;titions- und Betriebskosten des Verfahrens beiträgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der wäßrigen Kaliumkarbonatldsung fithylendiamin zugesetzt wird. Als besonders günstig erweist es sich, der Waschflüssigkeit zusätzlich Ammoniummetavanadat und/oder ein Alkalimetavanadat zuzumischen.
Aus der M'-OS 1 519 955 ist zwar bereits bekannt, daß durch Zugabe geringer Mengen eines fithanolamins, insbesondere von Diäthanolamin, eine Verbesserung er Absorptionsfähigkeit der Kaliurnkarbonatlösung zu erreichen ist, und aus der DT-PS 1 274 1120 ist weiterhin bekannt, daß durch Zusatz von Metavanadetsalzen, die in erster Linie als Korrosionsschutzmittel verwendet werden, insbesondere von Ammoniummetavanadat, eine geringe Erhöhung der Geschwindigkeit der Kohlendioxidabsorption in der Absorptionssäule zu erreichen ist. Die Verwendung von Athylendiamin ist aus den beiden Veröffentlichungen jedoch nicht zu entnehmen. Die Ergebnisse der weiter unten beschriebenen Messungen zeigen außerdem, daß der Ammoniummetavandatzusatz zu einer Äthylendiamin enthaltenden Kaliumkarbonatlösung weit wirksamer ist a]s bei einer Diäthanolamin enthaltenden Lösung.
Das fithylendiamin soll in einer Konzentration von 1 bis 10, vorzug.%weise 2 bis 5 Gew-, und das Ammoniummetavanadat in einer Konzentration von 0,01 bis 1,0, vorzugsweise 0,05 bis 0,6 Gew- der Kaliumkarbonatlösung zugesetzt weiden.
Im folgenden wird der durch die erfindungsgemäse Zusammensetzung des Waschmittels erzielbare Effekt anhaud von Meßergebnissen verdeuslicht.
In der Abbildung ist auf der Abszisse die Zeit in Minuten, auf der Ordinate die in einem Milliliter Waschflüssigkeit absorbiete Menge CO2 in Ncm3 aufgetragen. In secht Vergleichsmessungen wurde die Aufnahmefähigkeit von sechs verschiedenen Waschlösungen für gasförmlges CO2 festgestellt. Die Messungen wurden bei einer Temperatur von 25° C und unter einem Druck von 1 bar durchgeführt.
Die für die Messungen herangezogenen Waschflü@@@igkeiten waren: Eine 2,0 m-K2CO3-Lösung (Kurve 1), eine 2,5 m-K2CO2-Lösung (Kurve 2), eine 2,0 m-K2CO3-Löaung mit einem Zusatz von 3 Gew. -% Diäthanolamin (DEA) und 0,5 Gew.-% NH4VO3 (Kurve 5), eine 2,0 m-K2CO3-Lösung mit einem 0,5 m-DEA-Zu@ (Kurve 4), eine 2,0 m-K2CO3-Lösung mit einem 0,5 m-Äthylendiamin (ÄDA)-Zusatz (Kurve 5) sowie eine 2,0 m-K2CO2-Lösung mit einem Zusatz von 3 Gew. -% ÄDA und 0,5 Gew. -% NH4VO3 (Kurve 6).
Aus dem Vergleich der Me@kur@en geht hervor, daß in dem verfahrenstechnisch interessanten Bereich unterhalh einer Minute Kontaktdauer die der Kurven 5 unci 6 entsprechenden, erfindungsgemäß zusammengesetzten Waschflüssigkeiten das Kohlendioxid am schnellsten aufnehmen. Die Kurve 5 entspricht einer Waschflüssigkeit, deren Komponentengemäß den vorgenannten DT-OS 1 519 955 und DT-PS 1 274 420 ausgewählt wurden. Diese Zusammensetzung der Waschflüssigkeit, die sich durch Kombination aus dem Stand der Technik ergibt, ist der erfindungsgeminen Zusammensetzung demnach eindeutig unterlegen. Insbesondere zeigt sich bein Vergleich der Kurven 3 und 4, d ein Ammoniummetavanadatzusatz zu einer Dläthanolamin enthaltenden Kalium-Karbonatiösung nur einen sehr geringen Einfluß auf die Absorptionsgeschwindigkeit für Kohlendioxid hat, der in dem interessanten Bereich unter einer Minute Kontaktdauer sogar leicht negativ ist. Überraschenderweise ist der Einfluß der Ammoniummetavadatzugabe im Falle einer Äthylendiamin enthaltenden Waschlösung erheblich gröber und durchgehend positiv, wie die vergleichende Betrachtung der Kurven 5 und 6 zeigt. Nach Kontaktzeiten von einer halben Minute zeigen die erfindungsgemäßen Waschflüssigkeiten der Kurven 5 und 6 gegenüber denen der Kurven 5 und 4 eine um ca. 80 bzw. 120 % gesteigerte Aufnahmefähigkeit für Kohlendioxid.
Bei Durchführung der Kohlendioxidabsorption in einer mit Böden au tatteteri Absorptionssäule im Gegenstrom zur Waschflüssigkeit kann somit bel Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung der Waschflüssigkeit entweder die Anzahl der Böden ohnt: Beeinträchtigung der erstrebten Reinigungswirkung erheblich verringert oder bei gleichbleibender Bodenzahl die Relnlgurigswirkung gesteigert werden.

Claims

Verfahren zum Auswaschen von sauren Gasen aus Gasgemischen Patentansprüche 1. Verfahren zum Auswaschen von sauren Gasen, insbesondere Kohlendioxid, aus Gasgemischen mittels einer wäßrigen Kaliumkarbonatlösung als Waschflüssiglteit, dadurch gekennzeichnet, daß der wäßrige Kaliumkarbonatlösung Äthylendiamin zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Waschflüssigkeit zusätzlich Ammoniurnmetavanadat und/oder ein Alkalimetavanadat zugemischt wird.

. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Äthylendiamin in einer Konzentration von 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 5 Gew-, und das Ammoniummetavanadat in einer Konzentration von 0,01 bis 1,0, vorzugsweise 0,05 bis 0,6 Gew-% der Waschflüssigkeit zugesetzt wird.