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Verfahren zum Abtrennen von festen oder sich verfestigenden Bestandteilen
aus Gasgemischen durch Waschen Bei der Zerlegung von Gasgemischen, wie Koksofengas,
Wassergas, Luft usw., in ihre einzelnen Bestandteile durch Abkühlung und Verflüssigung
setzen sich diese bei fortschreitender Abkühlung in fester Form in den Wärmeaustauschern
an. So enthalten die Gasgemische z. B. Wasserdampf, aus dem sich bei Abkühlung in
den Wärmeaustauschern Eis- oder Schneeansatz bildet. Hierdurch wird die Strömung
der Gase, der Wärmeaustausch und die gesamte Arbeitsweise der Kühl- und Zerlegungsvorrichtung
gestört. Diese Störungen treten selbst dann bei den üblichen Wärmeaustauschern auf,
wenn die sie durchströmenden Gasgemische zuvor mittels wasseraufnehmender Stoffe
oder Abkühlens und Ausfrierens von unerwünschten Bestandteilen, z. B. Wasserdämpfen,
größtenteils befreit werden, denn diese Verfahren gestatten nicht die restlose Beseitigung
dieser Bestandteile. In jedem Falle verfestigen sich bei der Abkühlung von Gasgemischen
gewisse Bestandteile in den Wärmeaustauschern in größeren oder kleineren Mengen.
Die dadurch entstehenden Störungen können nur durch öfteres Auftauen beseitigt werden,
was zeitraubende Betriebsunterbrechungen verursacht.
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Zur Vermeidung dieses Nachteiles werden gemäß vorliegendem Verfahren
aus den in Bearbeitung genommenen Gasgemischen durch entsprechende Abkühlung Wasserdampf
oder sonstige Bestandteile des Gasgenetisches in den Wärmeaustauschern mittels Lösungsflüssigkeiten
fortlaufend entfernt, wodurch die bisher in den Wärmeaustauschern entstandenen Betriebsunterbrechungen
fast vollkommen vermieden werden.
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Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, die Wäsche von Gasen mit
kalter Sole im Gegenstrom vorzunehmen und diese dadurch von festen Bestandteilen
zu befreien.
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Demgegenüber besteht das Wesen der Erfindung darin, daß das in dem
Wascher befindliche Lösungsmittel zwecks indirekten Wärmeaustausches zunächst in
gleicher Richtung mit den zu zerlegenden - also noch warmen - Gasgemischen und hierauf
unter direkter Berieselung dem zu zerlegenden Gasgemisch entgegengeführt wird, und
daß die - an anderer Stelle - gewonnenen kalten, zerlegten Gasgemischhestandteile
in gleicher Richtung mit der Berieselungsflüssigkeit in indirektem Wärmeaustausch
geführt werden.
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An sich würde die große, in der Tat benötigte Solemenge, weil sie
warm ist, den Zerlegungsprozeß stören. Dieser Mangel verschwindet dadurch, daß man
einmal im Gegenstrom zu den zurückströmenden Gasen die warme Sole in den Apparat
führt und dadurch eine Abkühlung derselben erreicht und zum anderen Male die Sole
an dieser Stelle austreten läßt sowie eine Wiedererwärmung im Gegenstrom zu dem
einströmenden Gas herbeiführt. Die Sole macht also einen doppelten Gegenstrom in
dem
Apparat durch, wodurch Kälteverluste in der Sole und Temperaturstörungen
in dem Abkühlungsprozeß vermieden werden.
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An Hand einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten, in der Zeichnung
schematisch veranschaulichten Vorrichtung soll das Wesen desselben näher ,erläutert
werden.
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Ein Gasgemisch, z. B. Koksofengas, tritt bei a in eine Leitung ein
und durchströmt in der Richtung von unten nach oben einen; Behälter m in
den zwischen den Rohren b, c,
d, e und f entstehenden Leerräumen. Im
unteren Teil der Vorrichtung befindet sich eine Lösungsflüssigkeit g. Bei der Gefahr
einer Eisbildung kann als eislösende Flüssigkeit z. B. Salzwasser oder Chlorcalciumlösung
benutzt werden. Die Lösungsflüssigkeit g wird durch eine Pumpe lt angesaugt
und durch ein Rohr h in den oberen Teil der Vorrichtung auf einen Verteiler! gedrückt.
Vorteilhaft strömt hierbei die Lösungsflüssigkeit im Rohr h zwecks Wärmeaustausches
mit den gewonnenen kalten Gasgemischbestandteilen gleichlaufend mit dem abzukühlenden
und zu zerlegenden Gasgemisch. Die von der Zerlegungsvorrichtung zurückströmenden
kalten Gasgemischbestandteile durchströmen -meistens einzeln - den Behälter m in
den Röhren b, c, d, e, f in entgegengesetzter Richtung zu derjenigen,
mit der die noch nicht zerlegten Gasgemische den Behälter durchziehen. Hierbei findet
ein Wärmeaustausch statt. Bei der Zerlegung von Koksofengasen z. B. ist die Temperatur
des einströmenden, erst noch zu zerlegenden Gasgemisches etwa 2o' C, und es verläßt
die Vorrichtung mit etwa -35° C. Die zurückströmenden, aus der Zerlegung entstandenen
Gasgemischbestandteile treten in die Vorrichtung mit etwa -q.0° C ein und verlassen
diese mit ungefähr -(-15° C. Die eislösende Sole g hat in diesem Falle im wärmsten,
unteren Teil der Vorrichtung eine Temperatur von etwa -f--15° C. Auf ihrem im Gegenstrom
zurückzulegenden Weg erlangt die Sole auf dem Verteiler! eine Temperatur von ungefähr
-35° C. Sie verhindert beim Herabfließen vom Verteiler!, das wiederum im Gegenstrom
geschieht und wobei sie sich erwärmt, z. B. die Eis- und Schneebildung aus Wasserdampf,
der sich in dem in Bearbeitung genommenen Koksofengas vorfindet, indem sich hierbei
der Wassergehalt des in Bearbeitung genommenen Gases in der Sole löst. Die Sole
wird durch die Wasseraufnahme naturgemäß allmählich schwächer. Um sie in der notwendigen
Stärke mit genügend niedrigem Gefrierpunkt zu erhalten, wird sie aus einem Vorratsbehälter
l ergänzt. Hierzu läßt man nach Bedarf mittels des Ventils s die verdünnte Sole
ausfließen. Die so entnommenen Solemengen werden durch frische Solemengen in genügender
Stärke ersetzt. Hierzu wird der Behälter l nach Schließen des Ventils. o und darauffolgendem
öffnen des Ventils n mittels des Trichters p mit frischer Sole gefüllt. Diese so
eingefüllte Sole wird nach Schließen des Ventils rt und öffnen des Ventils o in
den Hauptbehälterm eingelassen, also der darin befindlichen Sole g zugeführt.
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Zweckmäßig befindet sich über dem Verteiler! eine Vorrichtung g, die
das Mitreißen von Sole aus dem Hauptbehälter verhindert.
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Sollte es sich als notwendig erweisen, der Vorrichtung eigens noch
Kälte von außen zuzuführen, z. B. durch Verdampfung von Ammoniak, Kohlensäure o.
dgl., dann können die hierzu geeigneten Mittel für diese Kältezufuhr z. B. im oberen
Teil des Behälters m eingebaut werden. Bei der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung
ist .eine Schlanger zum Betrieb mit Ammoniak angenommen.
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Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung dient beispielsweise
zur Zerlegung von Koksofengasen, welche meistens aus Kohlenoxyd, Äthylen, Wasserstoff,
Stickstoff, Methan und sonstigen Gasen in kleineren Mengen bestehen. Ähnliche Vorrichtungen
kann man bei der Zerlegung von Wassergas, Luft und allen sonstigen Gasgemischen
benutzen. Es gibt auch Gasgemische, bei deren Zerlegung statt des Wasserdampfes
andere Beimengungen durch Abkühlen und Lösung nach dem beschriebenen Verfahren beseitigt
werden können, und insbesondere auch solche, bei denen Temperaturen in Frage kommen,
die oberhalb des Gefrierpunktes des Wassers liegen.