DE747194C

DE747194C - Method and device for drying and cleaning gases

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Publication number: DE747194C
Application number: DEG101857D
Authority: DE
Priority date: 1940-06-15
Filing date: 1940-06-15
Publication date: 1945-01-11

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen und Reinigen von Gasen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trocknen und Reinigen von Gasen durch alkalische oder saure, feste Troekenmittel, die unter Wasseraufnahme zerfließen, wobei die aufgelösten Trockenmittel im Gegenstrom mit den in behandelnden Gasen in Berührung gebracht werden.Method and device for drying and purifying gases Die Invention relates to a method for drying and cleaning gases through alkaline or acidic, solid drying agents that dissolve when absorbing water, the dissolved desiccants in countercurrent with the gases in treatment be brought into contact.

Es ist bekannt, zum Trocknen von Gasen hygroskopische Trockenmittel zu verwenden, rvelelle unter Wasseraufnahme zerfließen, und die so entstehende I,ösung des Trockenmittels mit zum Trocknen des Gases heranzuziehen. It is known to use hygroscopic desiccants for drying gases to use, rvelelle dissolve under water absorption, and the resulting solution of the desiccant to be used to dry the gas.

Bei gleichzeitiger Gegenwart von Feuchtigkeit und alkalischen oder sauren Verunreinigungen im Gas, wie z.-B. CO2, hat man die Verunreinigungen bisher in einer besonderen Einrichtung ausgewaschen und erst anschließend in der Trockeneinrichtung die Feuchtigkeit entfernt. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung vereinigt beide Vorgänge, bezweckt also neben dem Trocknen des Gases eine gleichzeitige Entfernung saurer oder alkalischer Verunreinigungen.With the simultaneous presence of moisture and alkaline or acidic impurities in the gas, such as CO2, one has the impurities so far Washed out in a special facility and only then in the drying facility removes moisture. The method of the present invention combines both Processes, that is, in addition to drying the gas, aims at simultaneous removal acidic or alkaline impurities.

Die Erfindung besteht darin, daß bei dem eingangs angegehenen Verfahren für das Ausscheiden von sauren Verunreinigungen aus dem Gas alkalische und für das Ausscheiden von alkalischen Verunreinigungen saure Trockenmittel verwendet werden, aus denen mit dem Wassergehalt des Gases so viel Lösungsflüssigkeit erzeugt wird, daß die Verunreinigungen vor der Berührung des Gases mit den festen Trockenmitteln vollständig oder größtenteils absorbiert werden. The invention consists in the fact that in the above-mentioned method for the elimination of acidic impurities from the gas alkaline and for the To remove alkaline impurities, acidic desiccants are used, from which so much solvent liquid is generated with the water content of the gas, that the impurities before the contact of the gas with the solid desiccants be completely or largely absorbed.

Brauchbar sind unter Feuchtigkeitsaufnahme zerfließliche alkalische oder saure Trockenmittel, deren wäßrige Lösungen saure bzw. alkalische Gasbestandteile chemisch zu binden vermögen z. B. alkalische Trockenmittel, wie Ätznatron und Ätzkali. bzw. saure Trockenmittel, wie z. B. Phosphorpentoxyd. Alkaline ones that dissolve under moisture absorption can be used or acidic desiccants, the aqueous solutions of which are acidic or alkaline gas constituents able to bind chemically z. B. alkaline desiccants such as caustic soda and caustic potash. or acidic desiccants, such as. B. phosphorus pentoxide.

Als saure Verunreinigungen im Gas kotnmsn Kohlensäure, Schwefelwasserstoff, Blausäure und ähnliche in Frage, als alkalische Verunreinigung vornehmlich Ammoniak.Acidic impurities appear in the gas Carbonic acid, Hydrogen sulphide, hydrocyanic acid and the like in question as alkaline impurities primarily ammonia.

Die Vorabscheidung der sauren bzw. allsalischen Verunreinigungen im Gegenstrom mit der herabrieselnden Lösung verhindert die Bildung fester, die Trocknung störender Salze auf der Oberfläche der Trockenmittel. The pre-separation of the acidic or all-salic impurities in countercurrent with the trickling down solution prevents the formation of solid, which Drying of interfering salts on the surface of the desiccant.

Die für die Entfernung der Verunreinigungen im Gase benötigte Lösung wird aus d@m festen Trockenmittel unter der Einwirkung der Feuchtigkeit des über das Trockenmittel strömenden Gases erzeugt. Durch Änderung des Gasdruckes kann der Wasserdampfgehalt des Gases so hoch gehalten werden, daß eine zur vollständigen Bindung der Verunreinigungen ausreichende Lösungsmenge aus dem Trockenmittel abfließt. Das Gas führt, gleiche Temperatur und Sättigung bereits beim geringsten Druck vorausgesetzt, bei tieferen Drucken bekanntlich mehr dampfförmiges Wasser mit sich als bei höheren. Daher wählt man den Druck nach Möglichkeit um so niedriger, je eichr saure oder alkalische Gasbestandteile absorbiert werden müssen.The solution needed to remove the impurities in the gas is made from d @ m solid desiccant under the action of the moisture of the over the desiccant generated flowing gas. By changing the gas pressure, the Water vapor content of the gas can be kept so high that a complete Binding of the impurities, sufficient amount of solution flows out of the desiccant. Provided that the temperature and saturation are the same, even at the lowest pressure, the gas leads at lower pressures it is known that more vaporous water is carried with it than at higher pressures. Therefore, if possible, the lower the pressure, the more acidic or acidic the pressure is alkaline gas components must be absorbed.

I)er höhere Wasserdampfgehalt des unter niedrigerem Druck stehenden Gases bewirkt, daß eine größere Menge des Trockenmittels gelöst wird. und die größere Lösungsinenge kann ihrerseits größere Mengen von Verunreinigungen absorbieren. Das feste Trockenlnittel hat also nur noch den Wasserdampfgehalt des Gases aufzunehmen. Kleine Mengen gelegentlich in das Trockenmittel durch brechender Verunreinigungen sind unschädich, da die mit dem Trockenmittel gebildeten Salze durch die abtließende Lösung fortgeschwemmt werden und somit keine festen, die Trocknung störenden Krusten auf dem Trokkenmittel zurücklassen. Ist die Menge der Verunreinigungen geringer. so kann ihre Nhsorption bei entsprechend höherem Druck erfolgen. Der Arbeitsdruck muß stets etwas unter dem \Nert liegen. bei dem, unter der Voraussetzung der Sättigung des Gases mit Wasserdampf, gerade die erforderliche Wassermenge dampfförmig im Gas vorhanden ist. Bei Verwendung von mehrstufigen Kompressoren für die Verdichtung feuchter Gase wird das erfindungsgemäße Verfahren z. B. hinter einer geeigneten Nerdichtungsstufe des Kompressors durchgeführt.I) he higher water vapor content of the lower pressure Gas causes a larger amount of the desiccant to be dissolved. and the bigger one Insufficient solution can in turn absorb larger amounts of impurities. That So solid desiccants only have to absorb the water vapor content of the gas. Small amounts occasionally get into the desiccant due to breaking contaminants are harmless, as the salts formed with the desiccant are released by the draining agent Solution are washed away and thus no solid crusts that interfere with drying Leave on the desiccant. The amount of impurities is less. so their absorption can take place at a correspondingly higher pressure. The work pressure must always be slightly below the \ Nert. at which, assuming saturation of the gas with water vapor, just the required amount of water in vapor form in the gas is available. When using multi-stage compressors for compression moist gases, the inventive method z. B. behind a suitable Compressor compression stage carried out.

Für den Fall, daß die Auswaschung aus zwingenden Gründen bei höherem Druck vorgenommen werden muß, bei dem zur Bildung genügender Lösungsmengen ausreichende Wassermengen im Gas nicht vorhanden sind, wird erfindungsgemäß in die untere Schicht des Trockenmittels oder oberhalb der Ausscheidungszone von im Wasser schwer löslichen Salzen zusätzlich soviel flüssiges -oder dampfförmiges Wasser eingeführt, als zur Bildung der benötigten Lösungsmengen erforderlich ist. I)urch die Einführung von Wasser oberhalb der Ausscheidungszone schwer löslicher Salze werden diese in Lösung gebalten und fortgeschwemmt. In the event that the washout for compelling reasons at higher Pressure must be made at which sufficient quantities of solution to form sufficient Amounts of water are not present in the gas, according to the invention in the lower layer of the desiccant or above the elimination zone of those that are sparingly soluble in water Salts also introduced as much liquid or vaporous water as for Formation of the required amounts of solution is required. I) by introducing Water above the elimination zone of sparingly soluble salts will dissolve them formed and swept away.

Eine andere Möglichkeit zum Verhindern des Ausscheidens von in Wasser schwer löslichen Salzen ist die Einführung des Gases @n warmen Zustand in den Wäscher. Hierfür genügt es z. B., das verdichtete Gas ungekühlt in den Wäscher zu schicken. Da die Löslichkeit bei höheren Temperaturen steigt, wird die Ausscheidung fester Salze vermieden. Another way to prevent excretion in water sparingly soluble salts is the introduction of the gas @n warm state in the scrubber. For this it is sufficient z. B. to send the compressed gas uncooled to the scrubber. As the solubility increases at higher temperatures, the precipitate becomes more solid Avoided salts.

Durch die Anordnung der Trockenmittelschicht direkt über der @üllkörperschicht werden besondere Verbindungsleitungen und Pumpen erspart. Normalerweise werden bei den Trocknungsanlagen üblicher Bauart zwei parallel geschaltete Trockner abwechselnd betrieben. Bei der Erfin lung genügt es jedoch, zwei abwechselnd vom Gas durchströmte und mit Trockenmitteln jeweils neu zu füllende Behälter oberhalb je eines Wäschers anzuordnen. Dabei ist Sorge zu tragen. daß die aus dem gasdurchströmten Behälter ahfließende Lösung mit natürlichem Gefälle ohne mechanische Hilfsmittel in den Waschturm gelangen kann. Ist der Inhalt eines Trockenmittelbehälters verbraucht, so wird dieser ahgeschaltet und der andere in Betrieb genommein, während der erste inzwischen wieder aufgefüllt wird. Man spart mit dieser Anordnung an Material. Platz und Bauböhe. By arranging the desiccant layer directly above the oil body layer special connecting lines and pumps are saved. Usually at the drying systems of the usual design two dryers connected in parallel alternately operated. In the case of the invention, however, it is sufficient for the gas to flow through two alternately and containers to be refilled with desiccants above each washer to arrange. Care must be taken here. that the gas flow through the container A flowing solution with a natural gradient without mechanical aids in the washing tower can get. If the content of a desiccant container is used up, it will be switched off and the other one started up, while the first one is now back in operation is filled. This arrangement saves material. Space and height.

Jiiie andere Ausführungsform für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Anordnung einer nicht im Gasstrom liegenden schleusenartigen Kammer am Oberteil des Wäschers zur Aufnahme des frischen Trockenmittels und zur Einschleusung desselben in den Wäscher. Diese Kammer kann zum Einschleusen des Trockenmittels unter Druck gesetzt werden tind ermöglicht es, die verbrauchte Menge des Trokkenmittels auch während des Betriebes zu ergänzen. Jiiie other embodiment for the implementation of the invention The method is the arrangement of a lock-type not lying in the gas flow Chamber at the top of the washer for receiving the fresh desiccant and for Smuggling of the same into the washer. This chamber can be used to introduce the desiccant being pressurized tind allows the amount of desiccant consumed to be added during operation.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei an Hand einer Abbildung für die Kohlensäure- und Wasserentfernung aus verdichteter Luft durch festes Ätznatron beschrieben. An embodiment of the invention is based on a figure for the removal of carbon dioxide and water from compressed air by means of solid caustic soda described.

1000 m3 Luft (mit 0.3 m3 CO2) werden stündlich durch einen Verdichter angesaugt, zweistufig auf etwa 5 ata verdichtet und mit einer Temperatur von 25° und einem Wassergehalt von 25 g/m3 bei etwa 5 ata = 5 g/m3 entspannten Gases bei 1 in einen Waschturm 3 eingeführt, dessen unterer Teil mit einer Füllkörperschicht 4 beschickt ist, während der Oberteil festes Ätznatron 5 enthält. Das Gas gibt spinell Gehalt an Feuchtigkeit von 5 kg/h an das feste Ätznatron ab und verläßt den Waschturm bei 2. Die gebildete Ätznatronlösung rieselt über die Füllkörperschicht 4 herab und übernimmt nach Benetzung der ganzen Schicht die Absorption der Kohlensäure, so daß die Schicht des festen Ätznatrons 5 im wesentlichen nur noch den restlichetl. Wassergehalt des Gases aufzunehmen hat. 1000 m3 of air (with 0.3 m3 of CO2) are passed through a compressor every hour sucked in, compressed in two stages to about 5 ata and at a temperature of 25 ° and a water content of 25 g / m3 at about 5 ata = 5 g / m3 of relaxed gas 1 introduced into a washing tower 3, the lower part of which with a packing layer 4 is charged, while the upper part contains solid caustic soda 5. The gas gives spinel Moisture content of 5 kg / h on the solid caustic soda and leaves the washing tower at 2. The caustic soda solution formed trickles over the packing layer 4 and takes over the absorption of the carbonic acid after wetting the whole layer, so that the layer of the solid caustic soda 5 essentially only the restlichetl. Has to absorb the water content of the gas.

Die schleusenartige Kammer 6 dient zur Nachfüllung von festem Ätzkali durch das Absperrorgan 7, sobald das im Waschturm befindliche Trockenmittel 5 entsprechend weit verbraucht ist. Zu diesem Zweck ist die Füllöffnung 8 zu verschließen, darauf über Ventil 9 Druckausgleich zwischen den Behältern 3 und 6 einzustellen und schließlich die Absperrung 7 zu öffnen. Nach erfolgter Auffüllung des Behälters mit Trockenmittel wird die Absperung 7 sowie das Ventil 9 wieder geschlossen. Nach Ablassen des Druckes über Ventil In kann die Füllöffnung zwecks Nachfüllung von neuem Trockenmittel geöffnet werden. The lock-like chamber 6 is used to refill solid caustic potash through the shut-off device 7 as soon as the desiccant 5 located in the washing tower is widely used. For this purpose, the filling opening 8 is to be closed, on it Adjust pressure equalization between containers 3 and 6 via valve 9 and finally to open the barrier 7. After filling the container with desiccant the shut-off 7 and the valve 9 are closed again. After releasing the pressure The filling opening can be opened via valve In for the purpose of refilling with new desiccant will.

Für den Fall. daß das Gas nicht genügend Wasser mitführt, um eine ausreichende Menge Lösung zu bilden, wird über Leitung 11 und Ventil I3 Wasser zugesetzt, welches zusätzlicht Troclienmittelmengen in Lösung bringt. In the case. that the gas does not carry enough water to produce a To form a sufficient amount of solution, water is added via line 11 and valve I3, which brings additional amounts of drying agent into solution.

Ist mit der Ausscheidung schwer löslicher Umsetzungsprodukte, z. B. Natriumbicarbonat im vorliegenden Fall zu rechnen, so erfolgt die Wasserzugabe über Ventil 12. Zur Zurückhaltung von Staub dient ein Filter 14, zum Ablassen der Lauge das Ventil 15. Is with the excretion of poorly soluble reaction products such. B. Sodium bicarbonate to be expected in the present case, the water is added Via valve 12. To hold back dust, a filter 14 is used to drain the Lye the valve 15.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehen in der Ersparnis besonderer Trocknungseinrichtungen sowie der dafür benötigten Chemikalien. Außerdem werden auch die laufenden Betriebskosten der Kohlensäurereinigung durch den Fortfall bewegter und kraftzehrender Teile, wie z. B. Förder-und Umlaufpumpen, wesentlich gesenkt. The advantages achieved by the invention are the savings special drying facilities and the chemicals required for them. aside from that The ongoing operating costs of the carbonic acid cleaning are also due to the elimination moving and power-consuming parts, such as B. Feed and circulation pumps, essential lowered.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1.Drying and cleaning methods, of gases through alkaline or acidic, solid desiccants that absorb water dissolve, with the dissolved desiccant in countercurrent with the to be treated Gases are cracked in contact, characterized in that for excretion of acidic impurities from the gas alkaline and for the elimination of alkaline Impurities acidic desiccants are used.

2. The method according to claim r, characterized in that by change of the gas pressure, the water vapor content of the gas is kept so high that a to complete binding of the impurities, sufficient amount of solution from the desiccant is formed.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in the lower layer of the desiccant or above the precipitation zone of Salts that are sparingly soluble in water also contain liquid or vaporous water is introduced.

4. The method according to claim I to 3, characterized in that for Prevents the excretion of salts that are sparingly soluble in the water, the gases in the warm State to be introduced.

5. Apparatus for performing the method according to claim 1 to 3, characterized in that two alternately flowed through by the gas and with desiccants new containers to be filled are each assigned to a washer.

6. Apparatus for performing the method according to claim 1 to 3, characterized by a washing column (3) charged with packing elements (4), whose Upper part is filled with deliquescent desiccants (5), as well as one for filling of the used desiccant required sluice-like, with a shut-off device (7) and an outwardly closable opening (8) equipped chamber (6).

To distinguish the subject of the application from the state of the art are The following publications were considered in the granting procedure: German Patents. . . . No. 464 37, 659 130; U.S. Patent ....... No. 2,027 094.