DE661553C

DE661553C - Abscheidung von Kohlendioxyd aus Gasgemischen mit Alkalicarbonatloesungen

Info

Publication number: DE661553C
Application number: DEM133434D
Authority: DE
Original assignee: MACMAR CORP
Current assignee: MACMAR CORP
Priority date: 1934-12-20
Filing date: 1936-02-05
Publication date: 1938-06-21

Description

Abscheidung von Kohlendioxyd aus Gasgemischen mit Alkalicarbonatlösungen Zur Gewinnung von Kohlendioxyd aus Abgasen ist die Verwendung von Kaliumcarbonat- und Ammoniaklösungen schon vorgeschlagen worden. Die Verwendung von Kaliumcarbonatlösung ist mit dem Nachteil verknüpft, daß ungefähr die Hälfte der Kohlensäure mit den Abgasen verl@orengeht; bei Verwendung von Ammoniaklflsungen werden außerordentlich große Mengen von Annnoniak benötigt. Auch wird hierbei das Kohlendioxyd nicht als solches, sondern nur als Ammoniumcarbonat wiedergewonnen.
Durch die vorliegende Erfindung werden diese Nachteile vermieden. Erfindungsgemäß wird Ammoniak zusammen mit einer Lösung von Kaliumcarbonat als Absorptionsmittel verwendet, und zwar derart, daß die Abgase zunächst mit einer Lösung von Kaliumoarbonat in Berührung gebracht werden. Das hierbei nicht absorbierte Kohlendioxyd wird dann in an sich bekannter Weise mittels wäßrigen Ammoniaks den Abgasen entzogen. Hierbei bildet sich Ammoniumcarbonat und/oder Ammioniiunbirarbonat, das mit nicht carbonislerter ioder unvollständig carbonisierter Kaliumcarbionatlösung bei etwas erhöhter Temperatur umgesetzt wird zu Kaliumbicarbonat und Ammoniak, das verflüchtigt und wiedergewonnen wird.
Gemäß beiliegender Zeichnung wird von Staub befreites, auf ungefähr 2o bis 25° abgekühltes Rauchgas .durch. den Ventilator z i angesaugt Lind durch das Rohr 12 in den Turm 13 (eiangeführt. Die eingeführten Gase streichen d urch den Turm 13 nach Hoben, und zwar im Gegenstrom in Berührung mit einer Kaliumcarbionatlösung; ein Teil. des Kohlendioxyds wird von der Lösung absorbiert, wobei das Kaliuncarbonat im. Kaliumbicarbionat verwandelt wird. Die Abgase strömen am (oberen Ende des Turmes 13 heraus und werden durch die Leitung 14 in. den unteren Teil des Turmes 15 geführt. Sie durchstreichen diesen in der Richtung nach aufwärts, und zwar in an sich bekannter Weise im Gegenstrom mit einer auf etwa 4.o bis 6o°, vorzugsweise 5o°, erhitzten Lösung von Kaliumcarbonat. Hierbei wird ein Teil des Kaliumcarbonats in Kaliumbicarbonat verwandelt. Die erhaltene, teilweise carbonisierte Lösung wird aus dem Turm 15 durch die Leitung 16 mit Hilfe einer Pumpe 17 abgezogen, die die teilweise carbonisierte Lösung durch den Kühler 18 führt, wo die Temperatur der Lösung auf ungefähr 2o -oder 25° erniedrigt wird. Darauf wird die Lösung durch das Rohr 19 in den. oberen Teil des Turmes 13 befördert.
Die im Turm 13 gebildete carbonisierte Lösung enthält hauptsächlich Kaliumbicarbtonat; sie wird durch das Rohr 2o abgezogen und nach dem Laugenbehälter 21 geleitet, in dem die Lösung erhitzt wird, um die Kohlensäure auszutreiben :und durch Rohr 22 abzuführen, wobei das Kaliumbicarbonat_ in Kaliumcarb-onat zurückgebildet wird. Die sich ergebende Lösung von unverbrauchtem bzw. nicht carbonisiertem Kaliumcarbonat wird aus dem Laugenbehälter 2i mit Hilfe der Leitung 22a abgezogen und nach Erniedrigung ihrer T:emperatur, z. B. durch Kühlung, kontinukrlich

mit einer Temperatur von zwischen 40 uut

6o°, vorzugsweise 50°, einer Brause 23 zu"k

führt, die die heiße Kaliumcarb@onatlösk'--:

durch den Turm 15 nach unten versprüht. Ein wesentlicher Teil des Kohlendioxyds, das den Turm 15 in der Richtung nach oben durchstreicht, wird durch die Ka.liumcarbonatlösung, die in die Apparatur durchdie Brause 23 eingeführt wird, nicht absorbiert. Um auch diesen Teil :der Kohlensäure zu absorbieren, wird eine wäßrige Lösung von Ammoniak durch das Rohr 24 .der Brause 25 zugeführt, die am @oberen Teil des Turmes 15 angeordnet ist. Die nicht absorbierte Kohlensäure kommt in Berührung mit der nach unten durch den Turm aus der Brause) 25 versprühten Ammoniaklösung. Ammoniak reagiert schnell und im wesentlichen vollständig mit der Kohlensäure unter Bildung von Amm@oniumbica.rbonat und Ammoniumcarbonat. Das gebildete Ammoniumbicarbonat und/oder Ammonitnncarbonat wird durch das Wasser gelöst; die erhaltene Lösung streicht in der Richtung nach unten durch den Turm 15.
Während die Ammämumsalzlösung nach unten gelangt, kommt sie in Berührung mit Kaliumcarbonatlösung. Bei Berührung der Ammoniumsalzlösung mit der warmen Kaliumcarbonatlösung bildet sich Kaliumbiea.rbonat und Ammoniak. Das freigewordene Ämmloniak verflüchtigt sich wieder nach oben, und zwar im wesentlichen frei von Kohlensäure. Z. B. würden im Falle einer Lösung, wie sie in dem Turm an einer Stelle etwas unterhalb der Mitte vorhanden wäre, bei ungefähr 5o° ungefähr 18 Molekül Ammoniak auf j.e i Molekül verflüchtigte Kohlensäure treffen. Bei niedrigeren und höheren Temperaturen ist der Anteil nicht so groß. Z. B. wird bei 70° <las Verhältnis in der Größenordnung 8 : i statt 18: i betragen. Daher ist es empfehlenswert, die Temperatur der durch die Brause 23 versprühten Kaliumcarbonatlösung zwischen 4.o und 6o° zu halten, vorzugsweise ungefähr auf 5o°.

Das verflüchtigte Ammoniak streicht in der Richtung nach oben durch den Turm 15 in Berührung mit den Abgasen. Das Ammoniak verbindet sich wieder mit vorhandenen Resten Kohlensäure und wird wieder freigesetzt. Um einen Verlust an Ammoniak zu verhindern, wird eine geringe Menge kalten Wassers durch ein Rohr 27 einer Brause 28 zugeführt, die das Wasser nach unten vom oberen Ende des Turmes 15 versprüht. Die Menge des durch -die Brause 28 eingeführten Wassers wird auf ein Minimum gehalten, wodurch ein Verlust von Ammoniak mit den Abgasen. und dem der zugesetzten Wassermenge .etwa entsprechenden Wasserdampf vermieden wird. Wenn jedoch die Ka-

@J@umcarbionatlösung in einem unerwünschten

`tmaßs verdünnt wird, so kann ein Teil des

-.Wassers während der Behandlung .der car-

1bnisierten Lösung in dem Laugenbehälter 2 i

verdampft werden, wodurch die daraus abge-

zogene Lösung von Kaliumcarbonat konzentriert wird. Gewöhnlich isst es wünschenswert, daß die als Absorptionsmittel für Kohlensäure verwendete Kaliumcarhonatlösung ungefähr 15 bis 25 'Gewichtsprozent Salz im Wasser enthält. Erfindungsgemäß wird eine Lösung-bevorzugt, die 16 bis 2o Gewichtsprozent Salz in Wasser enthält. Z. B. wird eine 25%ige Lösung von Kaliumcarbonat Kohlendioxyd nicht so schnell absorbieren wie eine 16%ige Lösung.

Die Türme 13 und 15 sind zweckmäßig mit Füllungen versehen, die eine innige Berührung zwischen den. behandelten Gasen und der behandelnden angewandten Flüssigkeit bewirken.
Die Entfernung des Kohlendioxyds aus der carbonisierten Lösung in dem Laugenbehälter 21 kann in der üblichen Weise vorgenommen werden. Im Laugenbehälter wird die Kaliumbica.rbonatlösung auf eine Temperatur von ungefähr 1o5° erhitzt, wodurch das Kaliumbicarbonat in Kaliumcarbonat verwandelt wird, unter Abgabe des Kohlendioxyds, etwas Wasser und einer geringen Menge Ammoniak. Das so hergestellte und durch die Leitung 22 abgeführte Kohlendioxyd wird gekühlt und zum Kompressor geführt. Das geringe Mengen NH3 enthaltende Kondenswasser vom Kompressor wird zweckmäßig im Kreislauf durch das Rohr 24 zurückgeführt.
Wenn auch erfindungsgemäß vorzugsweise eine Lösung von Kaliumcarbonat als Absorptionsmittel für .das Kohlendioxyd verwendet wird, so kann man statt dessen auch andere Alkaliverbindungen verwenden, die mit Ammoniumcarbonat und/oder -bicarbonat unter BildÜng von Alkalimetallbicarbonat und freiem Ammoniak reagieren.
Anstatt die beiden Türme i 3 und 15 zu verwenden, kann der Turm 13 auch fortfallen. In diesem Falle werden die Rauchgase direkt in den unteren Teildes Turmes 15 eingeführt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Abscheidung von Kohlendioxyd aus dieses enthaltenden Gasmischungen durch Waschung letzterer mit Alkalimetallcarbonatlösungen, z. B. Kaliumca.rbionatlösungen,dadurch gekennzeichnet, daß das nach der Waschung abstreichende Gasgemisch anschließend, z. B. im gleichen Waschturm, einer weiteren Waschung in an sich bekannter Weise mit wäßrigem Ammoniak unterworfen wird unter anschließender Vereinigung der beiden Waschlaugen, z. B. im unteren Teil des Waschturms.
2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch_ gekennzeichnet, daß die Waschung mit der Alkalimetallcarb.onatlösung in an sich bekannter Weise bei Temperaturen von 40 bis 6o° bewirkt wird. "
3. Verfahren nach Anspruch r und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Vereinigung der beiden Waschlaugen verflüchtigte, von den anwesenden kohlensäurehaltigen Gasen nicht wieder gebundene, abstreichende Ammioniakgas zuletzt in an sich bekannter Weise durch Waschen mit Wasser wieder gebunden wird.