DE399953C

DE399953C - Verfahren zur Gewinnung von Bestandteilen aus Gas- oder Dampfgemischen mittels Adsorption

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Publication number: DE399953C
Application number: DEL56943D
Authority: DE
Original assignee: ERICH WIEDBRAUCK DR; RICHARD LORENZ DR
Current assignee: ERICH WIEDBRAUCK DR; RICHARD LORENZ DR
Priority date: 1922-12-01
Filing date: 1922-12-01
Publication date: 1924-08-01

Description

Verfahren zur Gewinnung von Bestandteilen aus Gas- oder Dampfgemischen mittels Adsorption.
Es ist bekannt, daß man durch Überleiten von Gas- und Dampfgemischen über adsorbierende Stoffe bestimmte Bestandteile dieser Gemische auf Grund ihrer höheren Adsorptionsfähigkeit in den adsorbierenden Stoffen anreichern kann Eine Abscheidung dieser Mischungsbestandteile in vollständig reiner Form gelingt auf diesem Wege nicht bzw. nur in äußerst seltenen Fällen, da sich bei der Adsorption neben der Adsorptionsfähigkeit der leichter adsorbierenden Bestandteile auch diejenigen der schwerer adsorbierenden bis zu einem gewissen Grade geltend macht, mit dem Ergebnis, daß die adsorbierten Teile zwar eine mehr oder weniger erhebliche An-Anreicherung der leichter adsorbierbaren Bestandteile zeigen, daß aber ein gewisser Gleichgewichtszustand, der von der Art und Zusammensetzung des übergeleiteten Gasgemisches abhängt, nicht überschritten wird.
Auf Grund der Erkenntnis pon der Abhängigkeit dieses Gleichgewichtes von dem relativen Verhältnis der Komponenten in dem übergeleiteten Gas wurde nun gefunden3 daß der zu gewinnende, leichter adsorbierbare Bestandteil von Gasgemischen auf einen höheren Gehalt an solchen gebracht werden kann, wenn man nach erfolgter Beladung eines Adsorbens durch Überleiten des ursprünglichen Gasgemisches ein anderes Gasgemisch überleitet, welches einen höheren Gehalt an dem zu gewinnenden, leichter adsorbierbaren Stoffe besitzt. Zweckentsprechend kann man beispielsweise so verfahren, daß man von zwei durch Überleiten mit den gleichen Gasgemischen vorteilhaft bis zum Gleichgewicht beladenen Adsorbern aus dem einen die adsorbierten Gase und Dämpfe beispielsweise durch Erwärmen austreibt und durch den anderen beladenen Adsorber hindurchleitet. Man erhält so in den in diesem Adsorber adsorbierten Substanzen eine Steigerung des Prozentgehaltes an leichter adsor bierbarer Substanz.
Man kann das Verfahren weiterhin in der Weise abändern, daß man die erneutes Behandlung gemäß dem neuen Verfahren wiederholt vornimmt, und man kann ferner adsorbierte Teile vor ihrer Weiterbehandlung oder Benutzung zur Weiterbehandlung anderer adsorbierten Teile in ihrer Zusammensetzung bereits verbessern, indem man beispielsweise durch vorsichtiges Erwärmen und dadurch hervorgerufenes Austreiben leichter adsorbierbarer Teile die Zusammensetzung der dem Verfahren dienenden höher konzentrierten Gasgemische eine Verbesserung im Sinne der Anreicherung der in hochkonzentrierter Form zu gewinnenden Teile herbeiführt.
Als Beispiel sei die verstärkte Anreicherung von CO aus einem H2+CO2-Gemisch angeführt. Werden zwei annähernd gleiche Mengen adsorptionsbereiter Kohlen bei günstigen äußeren Bedingungen, wie Strömungsgeschwindigkeit und Temperatur von z. B. o" mit einem Gemisch von 5 Prozent CO und 95 Prozent 112 behandelt, so wird in beiden Adsorbern nach erfolgter Sättigung mit dem ursprünglichen Gemisch die Kohlensäure dem erreichten Gleichgewichtszustand entsprechend von 5 Prozent auf 75 Prozent angereichert. Treibt man nun durch allmähliches Erhitzen die adsorbierten Gase des einen Adsorbers in den gesättigt ruhenden anderen, der auf der Adsorptionstemperatur von + o° verbleibt, über, so kann man aus dem letzteren Adsorber bei der Wiedervergasung der adsorbierten Bestandteile ein goprozentiges CO2 - Gas gewinnen, wobei nur etwa I Prozent der gesamtadsorbierten Kohlensäure verloren geht; die durch diese Operation erreichte verstärkte Anreicherung des CO2 beträgt somit etwa 22 Prozent. Anstatt die adsorbierten Gase des einen Adsorbers unmittelbar in den gesättigt ruhenden anderen überzu-'treiben, können diese Bestandteile naturgemiü je nach Wahl der Arbeitsbedingungen auch vor ihrer Verwendung zur weiteren Adsorption in Gasbehältern gesammelt und von dort aus in analoger Weise wie oben weiterverwandt werden.
Gilt es einen sehr ähnlichen Bestand. teil aus verschiedenen Komponenten anzureichern, z. R. C2 H4 aus einem CO2 + C H4 + N2-Gemisch, so ist das mit dem Sättigungszustand beider Adsorber erreichte Gleichgewicht für die verstärkte Anreicherung nicht mehr das optimale. Da nämlich in solchen Fällen die Kapazität des Adsorbens fast völlig ausgenutzt ist, würde ein großer Teil der aus der ersten Kohle ausgetriebenen Gase beim Überleiten über die gesättigte zweite nicht mehr von letzterer aufgenommen werden können. Um dies zu umgehen und auch hier einen optimalen Gleichgewichtszustand zu erfassen, werden die adsorbierten Gasbestandteile beider Kohlen z. B. durch leichtes Erwärmen oder Evakuieren teilweise entfernt.
Nach Wiederabkühlung des einen Adsorbers auf die Adsorptionstemperatur kann nunmehr seine schrittweise Behandlung mit den übrigen adsorbierten Bestandteilen der anderen Kohle mit gleicher Wirkung wie sonst erfolgen. So wird in einem Gemisch von 36 Prozent CO2, 57 Prozent C2 H4 und 7 Prozent N2 das Äthylen durch einfache Adsorption bei o° auf etwa 69 Prozent angereichert. Werden zwei gesättigte Kohlen durch Erhitzen auf etwa 6o teilweise von adsorbierten Gasen befreit und die eine Kohle nach Abkühlung auf oo mit den übrigen Bestandteilen der anderen Kohle weiterbehandelt, so verbleibt aus dem letzten Adsorber ein Gas folgender Zusammensetzung: 19 Prozent CO2, 80 Prozent C 114 I Prozent N2. Somit beträgt die hier erreichte Konzentrntionserhöhung etwa 16 Prozent.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Gewinnung von Bestandteilen aus Gas- oder Dampfgemischen mittels Adsorption durch Überleiten dieser Gasgemische über adsorbierende Mittel, dadurch gekennzeichnet, daß über die vorteilhaft bis zum Sättigungsgleichgewicht adsorbierten Bestandteile des ursprünglichen Gasgemisches ein solches Gasgemisch geleitet wird, welches infolge vorangegangener Adsorption bereits eine Anreicherung an leichter adsorbierbaren Bestandteilen erfahren hat.

Claims

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbehandlung gemäß Anspruch 1 wiederholt vorgenommen wird.

3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zunächst adsorbierten Bestandteile vor ihrer Weiterbenutzung im Sinne des Verfahrens des Anspruches I eine Steigerung des Gehaltes an leichter adsorbierbaren Teilen durch beliebige bekannte Mittel erfahren,