DE832599C - Verfahren und Vorrichtung zur Auswaschung von Gasen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Auswaschung von Gasen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auswaschung von Gasen mit Flüssigkeiten. Die Auswaschung von Gasbestandteilen eines Gasgemisches mit lösenden Flüssigkeiten ist bekannt. Man verwendet dazu besondere Waschtürme als Waschvorrichtung. Ist die Konzentration der auszuwaschenden Waschbestandteile erheblich und die I,ösungswärme bzw. die daraus folgende Temperaturerhöhung dementsprechend groß, so verwendet man gemäß der bisher bekannten Technik gekühlte Waschtürme oder man kühlt die aufzugebenden Waschf-lüssigkeiten bzw. Gase seweit vor. daß die auftretende Erhöhung der Temperatur, hei der die Waschung erfolgt, sich in erträglichen Grenzen hält. Ein weiteres Mittel zur Vermeidung erhehlicher 'I'emperaturanstiege ist die 6rhöhung der Waschmittelmenge, was die Konzentration des auszuwaschenden Gasbestandteils im Waschmittel erniedrigt und daher nicht erwünscht ist.
• Demgegenüber bringt das neue Waschverfahren sowie die neue Vorrichtung zur Ausführung des selben einen völlig neuen Gesichtspunkt in die Praxis der Gaswaschung.
• Erfindungsgemäß verwendet man Regeneratoren, die periodisch umgeschaltet werden, wobei in einer Periode der Regenerator als Waschturm dient, in einer zweiten Periode derselbe Regenerator durch ein Kühlmittel auf dessen Temperatur rückgekühlt wird.
• Es arbeitet also beispielsweise von einem Regeneratorpaar jeweils der eine Regenerator als Waschturm bei steigender mittlerer Temperatur, während der andere gleichzeitig rückgekühlt wird. las zu waschende Gas strömt also im Wechsel jeweils durch einen der beiden Regeneratoren von unten nach oben einer von oben aufgegeheiien Waschflüssigkeit entgegen. Wenn unbegrenzte Kühlmittel zur Verfügung stehen, wie z. B. Wasser, kann dieses in einmaligem Durchlauf durch den rückzukühlenden Regenerator verwendet werden.
• Das gilt besonders dann, wenn der Waschvorgang bei oder oberhalb der normalen Kühlwassertemperatur verläuft. Wenn dagegen nur hegrenzte Kühlmittelmengen zur Verfügung stehen, ist es zweckmäßig, dieselben im Kreislauf zu führen und das im rückzukühlenden Regenerator angewärmte Kühlmittel außerhalb desselben wieder auf die gewünschte Temperatur zu kühlen.
• Als Kühlmittel können kalte oder rückgekühlte oder verdampfende Flüssigkeiten oder gekühlte Gase Verwendung finden.
• Die kalte oder rückgekühlte Flüssigkeit ist zweckmäßig von derselben Art wie das Waschmittel. dadurch wird eine gegenseitige Verunreinigung beider Flüssigkeiten vermieden und das Verfahren vereinfacht. l)ie Regeneratoren wärmen sich im Verlaufe des Waschvorganges auf eine bestimmte mittlere Teml)eratur an. Wie bei Regeneratoren üblich, wird mau zweckmäßig die Regeneratoren umschalten, bevor die Temperatur am Gasaustrittsende merklich ansteigt.
• Die Kühlmittelmenge bzw. -geschwindigkeit ist so bemessen, daß gleichzeitig mit der Anwärmung der Speichermasse beim Waschvorgang die Speichermasse in dem anderen rückzu-kühlenden Regenerator wieder auf die Ausgangstemperatur heruntergekühlt werden kann.
• Die Ausführung des Verfahrens sei durch ein Beispiel zunächst für eine Waschung bei Normaltemperatur beschrieben: Ein Gas mit einem höheren Ammoniakgehalt, z. B. umgesetztes Ammoniaksynthesegas, wird durch Wasser als Waschmittel von seinem ammoniakgehalt befreit. 1 m Kreislauf geführtes Kühlwasser kühlt jeweils den nicht als Waschturm arbeitenden Regenerator wieder auf seine Ausgangstemperatur zurück. Als Speichermassen dienen Schüttmassen oder Horden.
• Als Horden sind z. B. Speichereinsätze aus enggewickelten, z. 13. geriffelten Metallbändern zu verstehen. Es ist aber auch möglich. die Regeneratoren mti Böden auszustatten. die eine große Masse und auf diese Weise eine erhebliche Wärmespeicherfähigkeit aufweisen. Zweckmäßig verwendet man in solchen Fällen schwere gegossene Böden. die billig hergestellt werden können.
• Die Einrichtung für die Ausführung dieses Verfahrens ist durch die Figur beschrieben, in der 2 und 3 die beiden periodisch umschaltbaren Regeneratoren bezeichnen. 14 ist der Rückkühler für das im Kreislauf geführte Kühlmittel und 15 die Umlaufpumpe für dieses. Das auszuwaschende Rohgas wird hei i zugeführt und geht zunächst während einer f>eriode über das Umschaltventil 12, anschließend durch den Regenerator 2 über die mit Waschmittel im Gegenstrom herieselten Horden oder Schiittkörper und verläßt die Einrichtung, gegebenenfalls über Umschaltung 13. bei 19. unter Umständen kann diese Umschaltung 13 wegfallen.
• Das Waschmittel wird l)ei 16 zugeführt und tritt in der dargestellten Schaltperiode über Umschaltventil 4 in den oberen Teil des Regenerators 2 ein, nimmt in demselben die auszuwaschenden Bestandteile auf und verläßt den Regenerator über Umschaltventil 8 und Leitung 17 als beladenes Waschmittel. Die Rückkühlung der l)ei der Waschung angewärmten Speichermasse vollzieht sich gleichzeitig in dem anderen Regenerator 3, in den z.
• Kühlwasser geführt und durch leitung 18, die Pumpe 15, Kühler 14, sowie UTmschaltventile 7 und 11 im Kreislauf gefördert wird, nachdem es von der Speichermasse Wärme aufgenommen hat. Diese Wärme wird in dem Kühler 14 wieder an Kühlwasser abgegeben, das l)ei 20 zu- und bei 21 abgeführt wird. Soblad die mittlere Temperatur des Regenerators 2 während der Auswaschung des Gases einen hestimmten anstieg aufweist. werden die Ventile 4 bis 13 umgeschaltet. Das Rohgas geht darauf über das umgestellte Ventil 12, Regenerator 3, Ventil 13 und Leitung 19. das Waschmittel über Leitung 16 und Ventil 5 dem (ias entgegen durch den gleichen Regenerator 3 und tritt über Ventil 9 und Leitung 17 aus. Das Kühlwasser wird in den anderen Regenerator 2 über das Ventil 6 ein-und ül>er Ventil 10 und Leitullg 1 (9 wieder heraus-und im Kreislauf geführt. Nach erneuter Umschaltung wird wieder verfahren wie oben hereits beschrieben.
• Die Einrichtung gestattet es, trotz der hohen auftretenden Lösungswärme infolge der hohen Löslichkeit des Ammoniaks im Wasser mit annähernd der theoretischen Mindestmenge an Wasser zu waschen, da die auftretende Lösungswärme von der vorher gekühlten Speichermasse aufgenommen wird.
• In gleicher Weise vorteihaft Ist das beschriebene Verfahren für die Waschung von Gasen mit Bestandteilen, die sich mit dem Waschmittel chemisch umsetzen. An Stelle der Lösungswärme mul3 also in diesem Fall die chemische Reaktionswärme al)-geführt werden. Ein Beispiel einer derartigen Waschung ist die Umsetzung des Kohlensäuregehaltes eines Gasgemisches mit ammoniakwasser. Die Ausführung ist im Prinzip clem vorbeschriebenen Beispiel gleich.
• Handelt es sich um schwieriger auszuwaschende Gasbestrandteile. wie z. B. Schwefelwasserstoff im Erdgas oder Kohlensäure im synthesegas (bis zu 300/0 Kohlensäure oder mehr). so verwendet man vorteilhaft ein tiefgekühltes uiid tiefgefrierendes Waschmittel, wie z. B Methanol. l)er Kühler 14 wird in diesem Fall mit einem gasförmigen oder flüssigen oder verdampfenden Kältemittel beschickt, welches das im Kreislauf geführte Kühlmittel, das z.B. auch aus Methanol bestehen kann. auf die gewünschte tiefe Temperatur herunterkühlt.
• Es kann zweckmäßig sein. diese die Hauptgasbestandteile auswaschende Vorrichtung so zu betreiben. daß noch cill kleiner nnausgewaschener Rest im Gas verbleibt. I)ieser kann z. B. in einer nachgeschalteten Waschsäule v >llends entfernt werden. Da eine merkliche Lösungswärme in diesem Fall nicht auftritt wegen den auszuwaschenden kleinen Mengen, kann auf eine regeneratorähnliche Einrichtung verzichtet werden und die Auswaschung in einer normalen unter Umständen in bekannter Weise gekühlten Waschsäule erfolgen.
• Die geschilderte Gesamteinrichtung bietet durch die Möglichkeit der Verwendung kleiner Waschmittelmengetl den Vorteil eines geringen Energie-I) edarfs und kleiner Abmessungen für die Apparaturen.
• Oh die Auswaschung mit oder ohne Druck erfolgt. hängt von den Erfordernissen des Betriebes bzw. dem Druck des zu behandelnden Rohgases ab. Das geschilderte Verfahren ist jedoch bei erhöhtem Druck besonders zweckmäßig, da bekanntlich die Löslichkeit des auszuwaschenden Bestandteiles proportional mit dem Druck steigt, was bei den bisherigen Verfahren eine im Verhältnis zur Waschmittelmenge größere Wärmeentwicklung und Temperaturerhöhung bedingen würde, die unter der Wirkung der Speichermasse beim Verfahren der Erfindung nicht eintritt.
• PATENTANSPSRÜCHE: Verfahren zur Auswaschung von Gasen mit Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß man periodisch umschaltbare Regeneratoren verwendet. die in einer Periode als Waschturm dienen. 11 der anderen Periode durch ein Kühlmittel gekühlt werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel Frischwasser verwendet wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß die Kühlmittel im Kreislauf geführt, im Wechsel außerhalb des Regenerators gekühlt und im Regenerator wieder angewärmt werden 4. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel verdampfende, flüssige Kältemittel verwendet werden.

   5. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel kalte Gase verwendet werden.

   6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswaschung mit Flüssigkeiten erfolgt, die mit den auszuwaschenden Bestandteilen des Gases chemisch reagieren.

   7. Verfahren nach Anspruch I, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschung in einem Regenerator mit tiefgekühlten Waschmitteln und die Rückkühlung des anderen Regenerators mit im Kreislauf geführten tiefgekühlten oder tiefsiedenden Flüssigkeiten oder tiefgekühlten Gasen erfolgt.

   8. Verfahren nach Anspruch I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich die Hauptmenge der auszuwaschenden Bestandteile durch das Verfahren nach Anspruch I bis 7, die restlichen kleinen Mengen durch bekannte Waschverfahren entfernt werden.

   9. Verfahren nach Anspruch I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschung bei erhöhtem Druck vorgenommen wird. io. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet durch periodisch umschaltbare Regeneratoren (2und3) mitUmschaltorganen (I2 bzw. I3) für die Gaszu- bzw. -abführung, den Umschaltorganen (4 und 5 bzw. 8 und 9) für das zu-bzw. abzuführende Waschmittel sowie den Umschaltorganen für das im Kühler (I 4) rückgekühlte bzw. verdampfende und durch Pumpe (15) geförderte Kühlmittel, das in die Regeneratoren über die Umschaltorgane (6 bzw. 7) geführt und über die Umschaltorgane (10 bzw. II) aus den Regeneratoren entnommen und wieder in den Kreislauf geschickt wird.