DE695315C - Auswaschung von Kohlensaeure aus Gasgemischen - Google Patents

Description

• Auswaschung von Kohlensäure aus Gasgemischen Zur Entfernung von Kohlensäure aus Gasgemischen hat man vorgeschlagen, organische Aminoverbindungen in Gegenwart von Basen zu verwenden, und auch. bereits erkannt, daß hierbei Aminosäuren blesonders günstige Wirkung zeigen. Man hat insbesondere empfohlen, die Aminosäuren im Gemisch oder in Bindung mit den Mkalien in nahezu äquivalentemVierhältnis anzuwenden.
• Die Lösungen, in welchen Aminosäure an eine anorganische Base gebunden gelöst ist, zeichnen sich gegenüber den sonst gebräuchlichen, anorganische Basen enthaltenden Lösungen zur Auswaschung von Kohlensäure, wie Soda oder Pottaschelösung, durch eine überlegene Absorptionsgeschwindigkeit aus und haben weiterhin den Vorteil, daß sich die absorbierte Kohlensäure bei der Regeneration der Lösung durch Erhitzen verhältnismäßig leicht wieder abtreiben läßt. Für die technische Anwendbarkeit solcher Lösungen ist eine möglichst schnelle Regeneration von besonderer Bedeutung, da beim Waschprozeß die Lösung im Kreislauf geführt wurden muß, wobei die Regeneration in den Kreislauf eingeschaltet wird und daher mit der Geschwindigkeit der Absorption Schritt halten muß.
• Weiterhin bedeutet ieine längere Zeit beanspruchende Regenerationsz,eit leinen Aufvnand an Apparatur und Energie. Man ist daher bestrebt gewesen, für die Absorption der Kohlensäure Lösungen ausfindig zu machen, die nicht nur hinsichtlich einer guten Kohlensäureauswaschung befriedigen, sondern die auch in möglichst kurzer Zeit regenerierbar sind, wobei das Abtreiben der Kohlensäure durch bloßes Erhitzen am Rückfluß, gegebenenfalls unter Vakuum, leine Belüftung vorzuziehen ist, wenn man' die Kohlensäure in reiner Form benötigt.
• Hinsichtlich der Regenerierbarkeit ist bei den bekannten Lösungen, die Aminosäuren im Gemisch oder in Bindung mit basischen ALkalien oder Erdalkalien in nahezu äquivalentem Verhältnis lenthalten, das Maximum der Regeneriergieschwindgkeit nicht lerneicht-Es wurde gefunden, daß' sich solche Lösungen, die einen Überschuß an Aminosäure über die Äquivalenz hinaus lenthalben, wesentlich leichter von Kohlensäure befreien lassen, ohne daß die Aufnahmegeschwindigkeit einen Abfall zeigt.
• Der Überschuß an Aminosäure über das Äquivalenzverhältnis von Alkali und Aminosäure beträgt zweckmäßig zwischen 10 und 20% der gebundenen Aminosäure und wird um so größer gewählt, je geringer die Konzentration der Lösung an aminsaurem Alkali ist. Auch richtet sich der Überschuß nach der Art der angewandten Aminosäure.
• Während sich z. B. Lösungen, die in 100 Volumteilen 32,3 Gewichtsteile Glykokollnatrium, = 31/3 Mol im Liter, enthalten, noch mit einem Zusatz von 6 Gewichtsteilen Glykokoll versetzen lassen, ohne daß bei der Kohlensäureabsorption Ausscheidungen erfolgen, wird man bei Verwendung von Alanin wegen seiner geringeren Löslichkeit und der Neigung, voluminöse Niederschläge zu bilden, entweder eine geringere Molkonzentration, etwa 21/2 Mol im Liter, wählen oder bzw. und den überschüssigen Zusatz an Alanin etwas geringer wählen.
• Man kann durch Versuche für jede Aminosäure leicht das Optimum der Löslichkeit herausfinden. Selbstverständlich empfiehlt es sich, die Lösungen so konzentriert wie mö,glich anzusetzen, um mit einem gegebenen Volumen Lösung eine tunlichst hohe Auswaschleistung zu erzielen. Natürlich lassen sich auch Gemische von Aminosäure sowie Gemische von Alkalien verwenden.
• Auch ist bei Gasen, die nur einen geringen Kohlensäurepartialdruck aufweisen, das Waschen unter Druck zu empfehlen.
• Durch Zusatz eines über das Äquivalenzverhältnis von Aminosäure und Alkali hinausgehenden Überschusses an freier Aminosäure wird das Abtreiben der Kohlensäure erleichtert; insbesondere wird in den ersten Minuten des Verkochens der kohlensäurehaltigen Lösung durch die Anwesenheit eines größeren Anteils an freier Aminosäure eine wesentlich größere Menge an Kohlensäure erhalten, die um rund 25 bis 70% höher liegt als bei Lösungen, die unter Einhaltung äquivalenter Mengen von Alkali und Aminosäure bereitet sind.
• Es ist überraschend, daß die Aufnahme an Kohlensäure durch den Zusatz überschüssiger Aminosäure nicht erschwert wird, obwohl die Lösungen nach dem Abtreiblen~der Kohlensäure einen etwas geringeren p-W'ert aufweisen als solche, bei denen Aminosäure und Alkali im äquivalenten Verhältnis vorliegen.
• Diese Beobachtung findet darin ihre Bestätigung, daß der pH-Wert sich bis zum Auftreten einer gleichen Menge Kohlensäure im Abgas (0,4% der insgesamt absorbierten Menge Kohlensäure) nahezu auf der gleichen Höhe einstellt.
• Für die Bedürfnisse der Praxis ergibt sich sogar noch eine höhere Kohlensäureaufnahme, da man in einer den technischen Bedürfnissen angepaßten Abtreibezeit bei mit Aminosäure überschuß angesetzten Lösungen eine größere Menge Kohlensäure abtreibt und dementsprechend auch eine größere Kohlensäureabsorption zu verzeichnen hat bis zum Auftreten der gleichen Gesamtmenge Kohlensäure im Abgas.
• Das' Verfahren wird durch die folgenden Beispiele erlautert: Ia) Glykokoll-Kalium-Lösung mit Giykokollüberschuß I40 Volumteile einer Lösung, welche 52 Gewichtsteile Glykokollkalium und 6 Gewichtsteile ungebundenes Glykokoll enthält, werden auf zwei hintereinandergeschaltete Waschbehälter verteilt und mit einem 8,2 Volumprozent Kohlensäure enthaltenden Gasgemisch unter guter Durchmischung bei Zimmertemperatur oder mäßig erhöhter Temperatur behandelt.
• Es können bei einer stündlichen Gasmenge, welche das 220- bis 2sofache des Lösungsvolumens beträgt, 73 ooo Volumteile des Gases durch die Waschflüssigkeit geleitet werden, bis im Abgas etwa 0,40/0 der insgesamt aufgenommenen Kohlensäure festzustellen sind.
• Insgesamt sind bis zu diesem Zeitpunkt 5960 Volumteile Kohlensäure aufgenommen, von denen am Rückflußkühler unter Beibehalten des Ausgangsvolumens in einer Verkochungszeit von 1 Minute 1150 Volumteile Kohlensäure 2 Minuten I660 -3 - 2020 - -5 - 2520 - -10 - 3230 - -20 - 3870 - -30 - 4260 - -45 - 4590 - -abgetrieben und als reine Kohlensäure aufgefangen werden konnten.
• Durch erneute Behandlung der abgekühlten Lösung konnten wiederum bis zum Auftreten von 0,4% der insgesamt absorbierten Kohlensäure im Abgas 4600 Volumteile Kohlensäure aus dem gleichen, 8,2 Vohunprozent Kohlensäure enthaltenden Gas aufgenommen werden, die beim Abtreiben wiederum in den gleichen Verkochungszeiten zurückerhalten wurden.
• Ib) Glyk,okoll-Kalium-Llöisung (äquivalentes Verhältnis) Die Lösung enthielt in I40 Volumteilen 52 Gewichtsteile Glykokollkalium ohne Zusatz von ungebundenem Glykokoll. In gleicher Versuchsanordnung, wie unter 1 a beschrieben, konnten bis zum Auftreten von 0,4% der insgesamt aufgenommenen Kohlensäure im Abgas 73 100 Volumteile Gas von Kohlensäure befreit werden, so daß insgesamt 5970 Volumteile Kohlensäure absorbiert wurden. Beim Abtreiben der Kohlensäure wurden in einer Verkochungszeit von I Minute 700 Volumteile Kohlensäure 2 Minuten I220 3 - I700 5 - 2200- -10 - 2960 -20 - 3580 -30 - 3930 -45 - 4230 -Kohlensäure abgetrieben. Durch Vergleich der Abtreibeergebnisse der Versuche 1 a und 1 b erkennt man deutlich die Überlegenheit der mit Glykokollüberschuß arbeitenden Lösungen.
• Entsprechend der geringeren Kohlensäureabgabe beim Abtreiben fand auch bei der Wiederaufsättigung eine geringere Aufnahme an Kohlensäure statt; - insgesamt wurden 4250 Volumteile Kohlensäure absorbiert.
• 2a) Glykokoll-Natrium-Lo..-sung mit Glykokollüberschuß 140 Volumteile der Lösung enthalten 45 Gewichtsteile Glykokollnatrium und 6 Gewichtsteile ungebundenes Glykokoll und nehmen unter den gleichen Bedingungen des Versuchs 1 a 5650 Volumteile Kohlensäure auf.
• Man erhält beim Abtreiben nach einer Verkochungszeit von 1 Minute Io30 Volumteile Kohlensäure 2 Minuten I450 3 - I760 -5 - 2220 -10 - 2910 -20 - 3580 -30 - 4000 -45 - 4330 -Bei der Wiederaufsättigung betrug die Kohlensäureaufnahme 4380 Volumteile. Bei der Wiederholung der Abtreibung lergaben sich praktisch wieder die gleichen Kohlensäurewerte in den oben angegeben Zeiten.
• 2b) Glykokoll-Natrium-Ljösung (äquivalentes Verhältnis) I40 Volumteile Lösung, enthaltend 45 Gewichtsteile Glylcokollnatrium, werden wie bei Versuch in mit kohlensäurehaltigem Gas behandelt und nehmen dabei 5600 Volumteile Kohlensäure auf. Beim Abtreiben lerhält man nach einer Verkochungszeit von I Minute 600 Volumteile Kohlensäure 2 Minuten II60 3 - I500 - -5 - I990 10 2700 20 - 3300 - -30 - 3660 - -45 - 3960 - -also wiederum in den angegebenen Zleiten bedeutend weniger als bei der Vergleichslösung 2a, welche mit überschüssigem Glykokoll angesetzt war.
• Bei erneuter Sättigung werden 3989 Volumteile Kohlensäure aufgenommen; die Abtreibung verläuft wieder gemäß vorstehender Aufstellung.
• Das Verfahren eignet sich besonders zum Abscheiden pon Kohlensäure aus DSestillationsgasen bituminöser Brennstoffe.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Auswaschen von Kohlensäure aus solche enthaltenden Gasen mittels Lösungen von aminosauren Alkalien, gekennzeichnet durch die Verwendung solcher Lösungen, die über das zur Bildung von aminosaurem Alkali, z. B. Glykokollnatrium, erforderliche Molverhältnis hinaus einen Überschuß an freier Aminosäure enthalten.