DE393998C

DE393998C - Process for separating carbonic acid and similar gases from gas mixtures

Info

Publication number: DE393998C
Application number: DES42601D
Authority: DE
Original assignee: Air Liquide SA
Current assignee: Air Liquide SA
Priority date: 1913-07-02
Filing date: 1914-06-28
Publication date: 1924-04-10
Also published as: FR471162A

Description

Verfahren zum Ausscheiden von Kohlensäure und ähnlichen Gasen aus Gasgemischen. Vor der Verflüssigung von Gasen ist es in vielen Fällen nötig, in vollkommener Weise ein in größerer oder geringerer Menge beigemischtes Gas oder mehrere solcher Gase zu entfernen, die durch Festwerden in den Rohrbündeln der Apparate zu schneller Verstopfung derselben führen würden. Fälle, in welchen diese Notwendigkeit für die Entfernung der Kohlensäure vorliegt, sind z. B. die Verflüssigung der Luft, des gewöhnlichen oder des durch Katalyse oder Überleiten über gelöschten Kalk veränderten Wassergases usw. Außerdem kann die vollständige Entfernung der Kohlensäure oder anderer ähnlicher Gase in vielen anderen Fällen von Wert sein; die Erfindung, die den Gegenstand der vorliegenden Anmeldung bildet, kann sinngemäß auch hierauf angewendet werden.Process for the elimination of carbon dioxide and similar gases Gas mixtures. Before gases can be liquefied, in many cases it is necessary in perfectly a gas mixed in in a greater or lesser amount or to remove several such gases by solidification in the tube bundles of the apparatus lead to rapid clogging of the same. Cases in which this need for the removal of the carbonic acid are present, for. B. the liquefaction of the air, ordinary or modified by catalysis or passing over slaked lime Water gas, etc. In addition, the complete removal of carbonic acid or other similar gases are of value in many other cases; the invention that forms the subject of the present application, can also be applied accordingly will.

Um die Kohlensäure oder andere Gase, die sich chemisch binden lassen, zu entfernen, wenn sie in sehr geringer Menge vorhanden sind (wie es die Kohlensäure in der atmosphärischen Luft ist), kann man sich des Mittels der chemischen Absorption bedienen, z. B. Ätznatron oder Kalkmilch zu Hilfe nehmen, die man in eigens zu diesem Zweck bestimmten Türmen umlaufen läßt. Wenn dagegen der Kohlensäuregehalt hoch ist, so würde dies Verfahren zu kostspielig werden. Ein häufig angewendetes Verfahren besteht dann darin, daß man das Gas verdichtet und in Absorptionstürmen oder ähnlichen Vorrichtungen im Gegenstrom zu einem flüssigen Strom, z. B. Wasserstrom, umlaufen läßt, der das zu entfernende Gas auflöst, es verliert, sobald er wieder unter atmosphärischen Druck gelangt, und dann von neuem verwendet werden kann, wenn dies von Vorteil ist. Die Arbeit, die nötig ist, um das Wasser unter Druck in die Türme zu pressen, kann zum großen Teil beim Austritt durch leicht zu erdenkende Vorrichtungen wiedergewonnen werden. Dies Verfahren ist besonders angezeigt, wenn das zu reinigende Gas aus einem von dem betrachteten unabhängigen Grunde verdichtet werden soll, was gerade der Fall ist bei den verschiedenen Gasverflüssigungsverfahren.To avoid carbon dioxide or other gases that can be chemically to remove if they are present in very small quantities (as is the case with carbonic acid in the atmospheric air), one can look at the means of chemical absorption operate, e.g. B. caustic soda or milk of lime to help, which you in specially for this Purpose-specific towers revolve. If, on the other hand, the carbonic acid content is high, this would make the process too costly. A commonly used procedure then consists in compressing the gas and placing it in absorption towers or the like Devices in countercurrent to a liquid stream, e.g. B. water flow circulate which dissolves the gas to be removed, it loses as soon as it is below atmospheric again Pressure, and can then be used again if this is advantageous. The work that is required to force the water into the towers under pressure can recovered in large part on exit by easy-to-imagine devices will. This procedure is particularly indicated if the gas to be cleaned is from a what is to be condensed from the independent reason considered is what precisely the This is the case with the various gas liquefaction processes.

Leider hat man gefunden, daß, wenn das Wasser auf diese Weise leicht die Hauptmenge der Kohlensäure wegnimmt, es doch nicht imstande ist, die letzten Spuren zu beseitigen. Z. B. ist es schwierig, unter o,ooz Kohlensäure zu kommen, wenn man nicht zu übertriebenen Höhen der Türme und zu einem übermäßigen Umlauf des Wassers kommen will. Da dieser Grad der Reinigung gänzlich unzureichend ist, falls die Gase verflüssigt werden sollen, so ist es notwendig, die physikalische Reinigung zu vervollständigen, beispielsweise mit Hilfe eines unter Druck stehenden Hilfsturmes, durch den z. B. eine Ätznatronlösung gepumpt wird; das ist eine bedauerliche Komplikation, die durch das vorliegende Verfahren vermieden werden soll. Nach diesem `'erfahren lädt man in einem und demselben Arbeitsgang in derselben Vorrichtung und mittels derselben Flüssigkeit eine Reinigung dadurch erfolgen, daß man das zu entfernende Gas erstens in dieser Flüssigkeit unter Druck auflöst, und daß man das zu entfernende Gas dann mit einem in der genannten Flüssigkeit enthaltenen Stoff zur Reaktion bringt. Zur Entfernung der Kohlensäure kann man z. B. so verfahren: Dem M'asser, das bestimmt ist, das Gas unter Druck physikalisch von der Hauptmenge seiner Kohlensäure zu befreien, setzt man eine ganz kleine Menge des chemischen Stoffes zu, mittels dessen die Flüssigkeit die Reinigung des Gases im oberen "feil des Turmes oder der Absorptionsvorrichtung chemisch zu Ende führen kann. Da die Menge des zuzusetzenden chemischen Stoffs sehr gering ist, so kann der durch die chemische Reaktion neugebildete Stoff das Lösungsvermögen des Wassers für Kohlensäure nicht merklich beeinflussen. Man kann z. B. als Absorptionsmittel Ätznatron oder gar Kalk anwenden, dessen Löslichkeit so groß ist, daß man gar nicht bis zu dünner Kalkmilch zu gehen braucht, und daß man nur teilweise mit Kalk gesättigtes Wasser anzuwenden braucht, dessen Umlauf in den Pumpen und Türmen keinerlei Schwierigkeiten bieten wird. Wenn z. B. der Gehalt des Gases an Kohlensäure durch Einpressen von .1o Liter Wasser auf i cbm Gas bis auf 0,002 vermindert ist, so wird es genügen, wenn diese 4.o Liter Wasser 5 g Kalk enthalten, um die Entfernung der noch übrigen Kohlensäure zu sichern, während man bis zu 40 g darin auflösen könnte. Diese Anwendung von Kalkwasser ist,besonders angezeigt, weil sie äußerst wirtschaftlich ist, und weil die Tatsache, daß Calciumkarbonat sehr wenig löslich ist, die Möglichkeit einer vollständigen Absorption vergrößert.Unfortunately, it has been found that when the water is this way easily takes away the bulk of the carbonic acid, yet it is incapable of the last Remove traces. E.g. it is difficult to get under o, ooz of carbonic acid, if one does not have to exaggerated heights of the towers and an excessive circulation of the water wants to come. Since this degree of purification is completely inadequate, if the gases are to be liquefied, it is necessary to use the physical To complete cleaning, for example with the help of a pressurized one Auxiliary tower through which z. B. a caustic soda solution is pumped; that is an unfortunate one Complication that the present procedure is intended to avoid. To This experience is loaded in one and the same operation in the same device and by means of the same liquid cleaning can be carried out by the fact that the The gas to be removed first dissolves in this liquid under pressure, and that the gas to be removed then with a substance contained in said liquid to react. To remove the carbonic acid you can, for. B. proceed as follows: To the mass that is determined, the gas under pressure physically differs from the bulk To get rid of its carbonic acid, one uses a very small amount of the chemical Substance, by means of which the liquid purifies the gas in the upper "for sale" the tower or the absorption device can chemically lead to the end. Since the Amount of the chemical substance to be added is very small, it can be caused by the chemical reaction newly formed substance the dissolving power of water for carbonic acid not noticeably affect. You can z. B. as an absorbent caustic soda or even use lime, the solubility of which is so great that you cannot go down to thinner Milk of lime needs to go, and that you only have water partially saturated with lime need to apply, its circulation in the pumps and towers no difficulties will offer. If z. B. the carbon dioxide content of the gas by injecting .1o liter of water to 1 cbm of gas is reduced to 0.002, it will be sufficient if these 4.o liters of water contain 5 g of lime, in order to remove the remaining ones To secure carbon dioxide, while one could dissolve up to 40 g in it. This application of lime water is particularly indicated because it is extremely economical, and because the fact that calcium carbonate is very sparingly soluble, the possibility of one full absorption enlarged.

Es ist zu bemerken, daß die Menge des zuzusetzenden chemischen Reagens, Kalk o. dgl., nicht viel größer sein darf, als die genau nötige Menge; denn jeder Cberschuß, wie er auch sei, wird durch die Kohlensäure in dem unteren Teil des Turmes neutralisiert und kann in dem folgenden Kreislauf nicht mehr nutzbar gemacht werden, falls man wie gewöhnlich Wasser in ununterbrochenem Kreislauf umlaufen lädt, in dessen einem Teil es sich z. B. mit gelöstem Kalk belädt, der sich im Turm niederschlägt, wobei das suspendierte Karbonat durch Filtrieren abgeschieden werden kann, ehe die Flüssigkeit über den Kalk zurückgeleitet wird. In diesem Falle kann man, um das vorliegende Verfahren auszuführen, die in der Zeichnung schematisch dargestellte Anordnung wählen. A ist der Absorptionsturm, in den oben bei B das Kalkwasser unter Druck eintritt; die zu reinigende Preßluft tritt unten bei C in A ein und tritt von der Kohlensäure befreit oben bei D wieder aus. Ein Behälter E mit einem Filter 1i hält das Karbonat zurück, das von dem unten aus dem Turm austretende Wasser mitgeführt wird. Das so gereinigte Wasser fließt dann in den Behälter T, wo es sich von neuem mit Kalk belädt. Eine Pumpe G, von einem Motor 31 angetrieben, saugt das in F beladene Wasser an und drückt es über 13 in den Turm A.It should be noted that the amount of chemical reagent to be added, lime or the like, must not be much greater than the exact amount required; because every excess, however it may be, is neutralized by the carbonic acid in the lower part of the tower and can no longer be made usable in the following cycle if, as usual, water is circulated in an uninterrupted cycle, in one part of which there is e.g. . B. loaded with dissolved lime, which is precipitated in the tower, the suspended carbonate can be separated by filtration before the liquid is returned via the lime. In this case, in order to carry out the present method, the arrangement shown schematically in the drawing can be selected. A is the absorption tower into which the pressurized lime water enters at B above; the compressed air to be cleaned enters A at the bottom at C and exits again at D, freed of carbonic acid. A container E with a filter 1i holds back the carbonate which is carried along by the water emerging from the bottom of the tower. The water purified in this way then flows into the container T, where it is again loaded with lime. A pump G, driven by a motor 31, sucks in the water loaded in F and pushes it through 13 into the tower A.

Der andere Teil H der Pumpe dient als Wassermotor und macht die Arbeit wieder nutzbar, die frei wird, wenn das mit Kohlensäure beladene Wasser aus dem im Turme herrschenden Druck unter den atmosphärischen Druck tritt, der in dem Behälter D herrscht.The other part H of the pump acts as the water motor and does the work reusable, which is released when the carbonated water leaves the The pressure prevailing in the tower is below the atmospheric pressure in the container D prevails.

M'ie man bemerken wird, werden die Verunreinigungen des Gasgemisches, wie Schwefelwasserstoff, gleichzeitig entfernt, wenn das Reagens passend gewählt ist.As you will notice, the impurities in the gas mixture such as hydrogen sulphide, removed at the same time if the reagent is appropriately chosen is.

Es versteht sich übrigens, daß dasselbe Verfahren auch angewendet werden kann, wenn es sich darum handelt, aus einem Gasgemisch Gase gründlich zu entfernen, die der Kohlensäure in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften ähnlich sind, wie z. B. schweflige Säure, Schwefelwasserstoff usw.Incidentally, it goes without saying that the same procedure is also used can be used if it is a question of thoroughly converting gases from a gas mixture remove those of carbonic acid in their physical and chemical properties are similar, such as B. sulphurous acid, hydrogen sulphide etc.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for separating carbon dioxide and the like Gases from gas mixtures, characterized in that the gas mixture and a Liquid that dissolves most of the carbonic acid and a chemical absorbent contains a small amount sufficient to absorb the remaining carbon dioxide, in countercurrent under pressure in one operation and in a single device interact invites.

2. Embodiment of the method according to claim i, characterized marked,. that one of the liquid containing the gas from the dissolved therein Freed gases, reloaded them with the required amount of the chemical substance and they circulate again in countercurrent with the compressed gas mixture under pressure loads.