DE938907C

DE938907C - Process for the removal of carbonic acid from clarification gas by means of pressurized water washing

Info

Publication number: DE938907C
Application number: DER5680A
Authority: DE
Inventors: Hugo Fischer; Hans Dipl-Ing Rustige
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-04-03
Filing date: 1951-04-03
Publication date: 1956-02-09

Description

Verfahren zur Entfernung der Kohlensäure aus Klärgas mittels Druckwasserwäsche Zur Entfernung von Kohlensäure aus Klärgas sind Wasserwäschen bei niederem und mittlerem Druck geeignet und üblich. Hierbei wird das Klärgas im allgemeinen im Gegenstrom mit dem Waschwasser in Druckgefäßen, die mit Füllkörpern versehen sind, von der Kohlensäure bis auf einen Kohlensäure Restgehalt gereinigt.Process for removing carbon dioxide from sewage gas by means of pressurized water scrubbing To the Removal of carbonic acid from sewage gas are water washes at low and medium Print suitable and common. Here, the sewage gas is generally countercurrent with the washing water in pressure vessels, which are provided with packing, from the Carbonic acid cleaned up to a residual carbonic acid content.

Es ist auch Literatur bekannt (Compt. rend. 94, 212 (I882) V. Wroblewsky und E L. Quinn und C. L. Jones »Carbon Dioxide«), in welcher physikalische Daten über das Verhalten von reiner Kohlensäure bei Behandlung mit Wasser unter Druckerhöhung ausgegeben werden. Hieraus kann aber selbst von einem Fachmann nicht entnommen werden, daß für ein Gemisch wie Klärgas, das außer CO, auch noch andere in Wasser lösliche Bestandteile enthält, dieselben physikalischen Daten gültig sind. Literature is also known (Compt. Rend. 94, 212 (1882) V. Wroblewsky and E L. Quinn and C. L. Jones "Carbon Dioxide"), in which physical data on the behavior of pure carbonic acid when treated with water under increased pressure are issued. However, even a specialist cannot infer from this that that for a mixture such as sewage gas, which besides CO, also others soluble in water Contains components, the same physical data are valid.

Auf Grund experimenteller Untersuchungen wurde ein chemisch-physikalischer Effekt festgestellt, derart, daß der Restkohlensäuregehalt sowie die für die Auswaschung benötigte spezifische. Wassermenge und die unerwünschte Menge an mitausgewaschenen brennbaren Gasen mit zunehmendem Druck einem Minimum zustreben. Wenn dieser optimale Druck überstiegen wird, so nimmt sowohl. der Kohlensäurerestgehalt als auch die spezifische Wassermenge wiederum sehr erheblich zu. Die Versuchsergebnisse waren folgeende : Liter Wasser pro 100 Nm3 Gas atü 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 50 12% 9,95 8,4 7,15 6,00 5,05 4,15 3,35 2,7 2,2 1,85 100 12% 9,0 6,85 5,2 3,85 2,75 1,95 1,3 0,9 0,65 0,5 150 12% 7,8 5,3 3,75 2,65 2,0 1,5 1,15 0,85 0,60 0,45 200 12% 7,0 4,85 3,45 2,50 1,85 1,4 1 0,7 0,5 0,35 250 12% 8,8 6,15 4,95 4,30 3,9- 3,65 3,45 3,35 3,25 3,20 300 120/0 9,7 8,4 7,5 6,8 - 6,3- 6, o5 5,9 5,8 5,75 5,7 Die Messungen wurden mit Klärgas, welches bekanntlich ein Gemisch von CH4 und CO2 rifit kleinen Beimengen H2, 02 und N2 ist, vorgenommen. Die Reduzierung des Gases auf 12% ist für die praktische und erfindungsgemäße Wäsche nicht notwendig; sie wurde beim Versuch lediglich deshalb vorgenommen, um bei dem zur Verfügung stehenden Gas,-welches anfänglich einen CO2-Gehalt von 14 bis 2001o hatte, vergleichbare Anfangsverhältnisse zu erhalten. Die Reduzierung des Gases wurde in der Versuchsanlage selbst unter denselben Bedingungen wie beim Versuch vorgenommen.On the basis of experimental investigations, a chemical-physical effect was established, such that the residual carbonic acid content and the specific one required for leaching. The amount of water and the undesirable amount of flammable gases washed out with it should strive towards a minimum with increasing pressure. If this optimum pressure is exceeded, so will both. the carbonic acid residue content and the specific amount of water in turn increase very significantly. The test results were as follows: Liters of water per 100 Nm3 of gas atü 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 50 12% 9.95 8.4 7.15 6.00 5.05 4.15 3.35 2.7 2.2 1.85 100 12% 9.0 6.85 5.2 3.85 2.75 1.95 1.3 0.9 0.65 0.5 150 12% 7.8 5.3 3.75 2.65 2.0 1.5 1.15 0.85 0.60 0.45 200 12% 7.0 4.85 3.45 2.50 1.85 1.4 1 0.7 0.5 0.35 250 12% 8.8 6.15 4.95 4.30 3.9-3.65 3.45 3.35 3.25 3.20 300 120/0 9.7 8.4 7.5 6.8 - 6.3- 6, o5 5.9 5.8 5.75 5.7 The measurements were made with sewage gas, which is known to be a mixture of CH4 and CO2 with small amounts of H2, 02 and N2. The reduction of the gas to 12% is not necessary for the practical washing according to the invention; it was only carried out during the experiment in order to obtain comparable initial conditions with the available gas, which initially had a CO2 content of 14 to 20000. The reduction of the gas was carried out in the test facility itself under the same conditions as in the test.

Die Waschtemperatur, welche auf das Auswaschergebnis zwar Einfluß hat, jedoch für die Erfindung selbst keine Bedeutung hat, betrug beim Versuch 120 C. The washing temperature, which influences the washing result has, but is of no importance for the invention itself, was 120 in the experiment C.

Nach diesem Ergebnis ist es daher nicht gleichgültig, bei welchem Druck gewaschen wird, vielmehr muß ein bestimmter Optimaldruck gewählt werden. According to this result, it is therefore not a matter of indifference which one Pressure is washed, rather a certain optimal pressure must be selected.

Im Sinne der neueren Erkenntnis ist daher die heute bekannte Waschung des Klärgases bei 4 atü (I. Kompressionsstufe) oder bei 20 atü (2. Kompressionsstufe) ungünstig, da sie weit unterhalb des optimalen Drucks arbeitet. Die nachteiligen Folgen dieser Waschait sind hoher Restgehalt an Kohlensäure, große spezifische Wassermenge und hohe Verluste. an brennbaren Gasen. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Optimaldruck liegen hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit in einem gegenüber den üblichen Verfahren erheblich geringeren Wasserverbrauch (I bis 2 cbm Wasser pro 100 m3 Gas beim erfindungsgemäßen Verfahren gegenüber 5 bis 10 cbm Wasser pro 100 m3 Gas bei den heute bekannten Verfahren) sowie in einem erheblich geringeren Verlust an brennbaren Gasen, welche mit dem Waschwasser abgeschwemmt werden (weniger als 1% gegenüber 4 bis 200/0 bei den bisher bekannten Verfahren).The washing known today is therefore in the sense of more recent knowledge of the sewage gas at 4 atm (1st compression stage) or at 20 atm (2nd compression stage) unfavorable because it works far below the optimal pressure. The disadvantageous The consequences of this washing process are a high residual carbon dioxide content and a large specific amount of water and high losses. of flammable gases. The advantages of the method according to the invention in terms of their economic efficiency, they are opposed to one another in terms of optimal pressure the usual methods considerably lower water consumption (1 to 2 cbm water per 100 m3 of gas in the process according to the invention compared to 5 to 10 cbm of water per 100 m3 of gas with the processes known today) as well as in a considerably smaller one Loss of flammable gases, which are washed away with the washing water (less than 1% compared to 4 to 200/0 in the previously known processes).

Dazu kommt, daß das erfindungsgemäß gewaschene Gas gegenüber dem in üblichen Waschanlagen gewaschenen Gas einen sehr viel höheren Reinheitsgrad aufweist (weniger als 10/0 Restkohlensäure gegenüber 3 bis 2% Restkohlensäure bei den bisher bekannten Verfahren).In addition, the gas scrubbed according to the invention compared to the in conventional scrubbing systems has a much higher degree of purity (less than 10/0 residual carbonic acid compared to 3 to 2% residual carbonic acid with the previous ones known procedures).

Erfindungsgemäß benutzt das Verfahren den vorgenannten Effekt zur besten und wirtschaftlichsten Kohlensäureentfernung. Der optimale Waschdruck für Klärgas liegt bei Anwendung normaldimensionierter, in ihrer Größenordnung ziemlich einheitlicher Waschgefäße bei 80 bis 200 atü. Das erfindungsgemäße Verfahren benutzt also diesen optimalen Druck, um in sonst gleichartiger Weise'im kontinuierlichen Gegenstromverfahren die Kohlensäureauswaschung durchzuführen. According to the invention, the method uses the aforementioned effect best and most economical carbonic acid removal. The optimal washing pressure for Sewage gas is pretty much on the order of magnitude when used with normal dimensions uniform washing vessels at 80 to 200 atm. The method according to the invention is used So this optimal pressure to be used in an otherwise similar way in continuous Countercurrent process to carry out the carbonic acid washout.

Weiterhin wurde aber festgestellt, daß eine zusätzliche Steigerung der Auswaschung des Klärgases dadurch erzielt werden kann, daß das Klärgas nicht strömend, sondern ruhend in der Waschflasche ausgewaschen wird. An Stelle des Gegenstromverfahrens wird ein stationäres Wechselverfahren vorgeschlagen, das insofern stationir ist, als nur immer die bestimmte Gasmenge, die dem Waschflaschenvolumen entspricht, behandelt wird. Zwei Waschflaschen stehen von unten ständig unter demjenigen Gasdruck, der nach obiger Beschreibung als optimaler Gasdruck gefunden wurde und sind in ständiger Verbindung mit einem von dem Gaskompressor 7 unter Druck gehaltenen -Sammelgeflß 6, d. h., - der durch die Auswaschung der Kohlensäure nachlassende Druck in der Waschflasche wird dadurch ständig ergänzt und somit auf dem erforderlichen optimalen Druck gehalten. But it was also found that an additional increase the leaching of the sewage gas can be achieved in that the sewage gas is not flowing, but resting in the wash bottle is washed out. Instead of the countercurrent process a stationary change process is proposed, which is stationary in so far as treated as always the specific amount of gas that corresponds to the volume of the washing bottle will. Two washing bottles are constantly under the gas pressure from below according to the above description as the optimal gas pressure was found and are in constant Connection to a collecting vessel kept under pressure by the gas compressor 7 6, d. h., - the pressure in the which decreases due to the leaching of the carbonic acid The wash bottle is thus constantly being replenished and thus at the required optimum Pressure held.

Der Zufluß des Waschwassers von der Wasserpumpe 8 und der Abgang des gereinigten Gases wird durch Ventile 3 und 4 gesteuert. The inflow of the washing water from the water pump 8 and the outlet of the purified gas is controlled by valves 3 and 4.

Das Rohgas verläßt bei a den Kompressor nach der Stufe x und strömt als Reingas bei b in die Stufe x + I. The raw gas leaves the compressor after stage x at a and flows as clean gas at b in stage x + I.

Der Vorgang ist folgender: In der Flasche I findet Waschung statt. Bei geschlossenem Gasaustrittsventil 3 ist das Wassereintrittsventil 4 geöffnet, das Wasser rieselt über Füllkörper nach unten, absorbiert dabei die Kohlensäure aus dem ruhenden Rohgasvolumen und wird durch den Abflußregler 5 automatisch abgelassen. The process is as follows: In bottle I, washing takes place. When the gas outlet valve 3 is closed, the water inlet valve 4 is open, the water trickles down over the filler, absorbing the carbon dioxide from the dormant raw gas volume and is automatically drained by the discharge regulator 5.

In der Flasche 2 findet gleichzeitig Gaswechsel statt, d. h., das durch das Einlaßventil eintretende Rohgas schiebt das gereinigte Gas durch das offene Auslaßventil 3 aus der Flasche. Das Wassereinlaßventil 4 ist während dieses Vorgangs geschlossen. Gas change takes place in the bottle 2 at the same time, i. h., that Raw gas entering through the inlet valve pushes the cleaned gas through the open one Outlet valve 3 from the bottle. The water inlet valve 4 is during this process closed.

Die Vorgänge in Flasche I und 2 müssen so aufeinander abgestimmt sein, daß dann, wenn in Flasche I der Waschprozeß beendet ist, d. h. der vorgesehene Restgehalt an Kohlensäure erreicht ist, in Flasche 2 das Rohgas am oberen Flaschenende angekommen ist. In diesem Moment wechseln die Ventile. Flasche2 wird Waschflasche und Flasche 1 wird Gaswechsel- flasche. Die richtige Abstimmung kann durch Wahl des geeigneten Drucks im Bereich der optimalen Druckgrenze, durch Wahl der Behältermasse in den Waschflaschen, die z. B. aus Füllkörpern oder ähnlichem besteht, und durch Wahl der spezifischen Wassermenge erfolgen. The processes in bottle I and 2 must be coordinated with one another be that when the washing process is finished in bottle I, i. H. the intended Residual carbon dioxide content is reached, the raw gas in bottle 2 at the top of the bottle has arrived. At this moment the valves change. Bottle2 becomes wash bottle and bottle 1 is gas exchange bottle. The right coordination can by choosing the appropriate pressure in the area of the optimal pressure limit Choice of the container mass in the washing bottles, which z. B. from packing or the like exists, and can be done by choosing the specific amount of water.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Process for removing carbon dioxide from Sewage gas by means of pressurized water scrubbing, characterized in that the known per se continuous pressurized water washing using the usual washing equipment for sewage gas is carried out at the optimal pressure of 80 to 200 atü.

2. The method according to claim I, characterized in that the pressurized water washing not in the continuous countercurrent process, but stationary in alternating operation is carried out, whereby one of two existing bottles is first used as a washing bottle, the other works as a gas exchange cylinder and the cylinders at certain time intervals change their functions, the time intervals must be chosen so that both Operations are finished at the same time.

Printed publications: Wied. Ann. I7, 103 (1892); Compt. rend. 94, 2I2 (is2).