NL7915016A - Verwijdering van zure gassen uit hete gasmengsels. - Google Patents

Verwijdering van zure gassen uit hete gasmengsels. Download PDF

Info

Publication number
NL7915016A
NL7915016A NL7915016A NL7915016A NL7915016A NL 7915016 A NL7915016 A NL 7915016A NL 7915016 A NL7915016 A NL 7915016A NL 7915016 A NL7915016 A NL 7915016A NL 7915016 A NL7915016 A NL 7915016A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
steam
pressure
solution
water
feed gas
Prior art date
Application number
NL7915016A
Other languages
English (en)
Other versions
NL190981C (nl
NL190981B (nl
Original Assignee
Benfield Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Benfield Corp filed Critical Benfield Corp
Publication of NL7915016A publication Critical patent/NL7915016A/nl
Publication of NL190981B publication Critical patent/NL190981B/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL190981C publication Critical patent/NL190981C/nl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456Removing acid components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1425Regeneration of liquid absorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/52Hydrogen sulfide
    • B01D53/526Mixtures of hydrogen sulfide and carbon dioxide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

» N.O. 28.355
Verwijdering van zure sassen uit hete gasmengsels Uittreksel
Een werkwijze ter verwijdering van zure gassen, zoals CC>2 en H^S uit gasstromen onder toepassing van een water bevattende alkalische wasoplossing, die gecirculeerd wordt tussen een absorptie- en regeneratietrap, waarin de strip-5 pende stoom voor regeneratie ten minste ten dele verkregen is uit hét te zuiveren hete toevoergas. Het thermische rendement van de werkwijze wordt aanzienlijk verbeterd door eerst het hete toevoergas in warmteuitwisseling te brengen met de wasoplossing om strippende stoom op te wek-10 ken en vervolgens het hete toevoergas in warmteuitwisseling te brengen met water (dat bij voorkeur condensaat-water is voortgebracht bij het wasproces) in een tweede warmteuitwisselingsbehandeling onder verminderde druk, waardoor additionele warmte van laag niveau gewonnen wordt 15 uit het toevoergas en lage-druk-stroom wordt voortgebracht, die wordt gecomprimeerd en vervolgens nuttig gebruikt als additionele strippende stoom. Bij een voorkeursuitvoeringsvorm wordt additionele lage-druk-stoom ontwikkeld door eveneens lage-druk-stoom af te dampen uit de geregenereerde 20 wasoplossing en deze stoom tezamen te comprimeren met de stoom, die wordt voortgebracht in de tweede warmteuitwis-selaar voor gebruik als strippende stoom.
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een verbeterde werkwijze voor de verwijdering van zure gassen, 25 zoals CO^ en H2S uit hete, stoom bevattende gasmengsels.
Het industriële belang van gaswasprocessen, die de massa-verwijdering van zure gassen, in het bijzonder CO2 en ^S, uit verschillende ruwe gasmengsels inhouden, neemt gestadig toe. Terwijl de vraag naar synthetische brandstof- 30. fen en synthetische gassen verkregen uit brandstofbronnen zoals aardgas, olie en kool toeneemt, bestaat er een steeds toenemende noodzaak voor doelmatige werkwijzen voor de verwijdering van CC^ en HgS uit de ruwe gasmengsels, die ontwikkeld worden. Bijvoorbeeld wordt bij de bereiding van 7915016 v 2 synthetische methaan uit nafta, brandstofolie of kool, het uitgangsmateriaal onderworpen aan reformering of partiële oxydatie, waarbij een ruw gas wordt voortgebracht, dat bijvoorbeeld vanaf 20 % tot 50 % CO^ tezamen met klei-5 nere hoeveelheden HgS bevat, wanneer een zwavel bevattend uitgangsmateriaal wordt toegepast. Eveneens wordt bij het reformeren van aardgas ter bereiding van waterstof voor ammoniak-synthese of hydrogeneringsreacties, een ruw gas voortgebracht, dat gewoonlijk van 16 % tot 20 °/o CO2 bevat, 10 dat geheel verwijderd dient te worden voorafgaande aan de ammoniak-synthese-trap.
De ruwe gasmengsels, die zuur gas bevatten, voortgebracht door de werkwijzen zoals stoom-reformeren en partiële oxydatie zijn bij verhoogde temperaturen (en gewoon-1*5 lijk bij verhoogde drukken) en bevatten grote hoeveelheden stoom. Een goede thermische doelmatigheid vraagt de doelmatige winning en het doelmatige gebruik van de warm-te-inhoud van dergelijke ruwe gassen. In dit verband is de mate, waarin een dergelijke warmte-inhoud doelmatig kan 20 worden gebruikt voor het verschaffen van de energie, die vereist is om de grote hoeveelheden zure gassen, die zij bevatten, te verwijderen, een zeer wezenlijke factor in het bepalen van het totale energie-rendement.
In de moderne praktijk houdt de meeste wijd en zijd 25 gebruikte werkwijze voor de massa-verwijdering van CO2 en HgS uit dergelijke gasmengsels het wassen van het gas in met een water bevattende alkalische wasoplossing, die continue gerecirculeerd wordt tussen een absorptietrap, waar de zure gassen geabsorbeerd worden, en een regeneratie-30 trap, waarin de zure gassen gedesorbeerd worden uit de oplossing door middel van strippen met stoom. Voor de meeste toepassingen maakt het meest doelmatige type van een dergelijk kringloopproces gebruik van een in hoofdzaak iso-thermische absorptie en regeneratiecyclus, dat wil zeggen 35 de absorptie- en regeneratietrappen worden bij of nabij dezelfde temperatuur uitgevoerd, dat wil zeggen een temperatuur in de buurt van de atmosferische kooktemperatuur van de wasoplossing. Door eliminatie van de verwarming en . de koeling, die vereist zijn bij non-isothermische proces-40 sen, worden warmteverliezen aanzienlijk teruggebracht.
7 Ö t'5 0 1 v 3
Bij elk van . dergelijke werkwijz^1, hetzij iso-thermisch hetzij non-isothermisch, is de voornaamste energie-behoefte bij de werkwijze de strippende stoom voor regeneratie van de oplossing en het is dientengevol-5 ge in hoge mate gewenst de regeneratie-warmte-behoeften te verminderen en/of een dergelijke regeneratie-warmte te verkrijgen uit warmtebronnen, die weinig of geen nuttig gebruik voor andere doeleinden kunnen hebben.
Het is in het bijzonder gewenst, dat een maximaal 10 nuttig gebruik wordt gemaakt van de warmte-inhoud van het ruwe toevoergas voor het verschaffen van de warmte-energie vereist voor het produceren van de noodzakelijke strippende stoom en dat een dergelijke warmte, onttrokken aan het ruwe procesgas op het laagst mogelijke energie-niveau is, 15 zodat de warmte met het hogere energie-niveau in het pro-' cesgas nuttig gebruikt kan worden voor andere doeleinden. Een doelmatige winning van de warmte van laag niveau, aanwezig in het ruwe procesgas, zal resulteren in een toevoergas met lage temperatuur na de absorptietrap, wat op 20 zijn beurt de doelmatigheid van de absorptietrap zal verbeteren.
Er zijn eerdere voorstellen gedaan voor het vergroten van de doelmatigheid van de warmtewinning uit hete, stoom bevattende gasmengsels, die behandeld moeten worden voor 25 de verwijdering van zure gassen. Zie bijvoorbeeld het
Amerikaanse octrooischrift 5·825.222 van Homer E. Benson, uitgegeven op 9 juli 1974-· Bij de werkwijze, die in dat octrooischrift wordt getoond, wordt het hete, stoom bevattende toevoergas in serie geleid door twee warmteuitwisse-50 laars, waarvan de eerste water kookt ter bereiding van stoom met middelmatige druk om een stoom-ejecteur in werking te brengen en waarvan de tweede relatief lage-druk-stoom opwekt in een warmteuitwisselaar, waarin de wasoplossing wordt verwarmd. De stoom-ejecteur wordt toegepast ; i 55 o® additionele lage-druk-stoom op te wekken door geregenereerde wasoplossing te onderwerpen aan een verminderde druk en vervolgens dergelijke lage-druk-stoom te comprimeren en dit te injecteren in de regenerator als additionele strippende stoom. Het totale resultaat is een vergroting 4-0 in het netto thermische rendement van de werkwijze en een 7915016 4- vermindering, in de hoeveelheid warmte onttrokken aan het hete, stoom bevattende toevoergas voor het voortbrengen van de noodzakelijke strippende stoom.
Volgens de onderhavige uitvinding is een werkwijze 5 gevonden, die in staat is nog verder de hoeveelheid warmte van laag niveau te vergroten, die kan worden onttrokken aan het hete, stoom bevattende toevoergas en het op geschikte wijze omzetten van een dergelijke warmte tot strippende stoom voor regeneratie.
10 Beschreven in de ruimere aspecten ervan past de uit vinding een cyclisch wasproces toe onder het nuttig gebruik maken van een water bevattende alkalische wasoplossing, die continu gerecirculeerd wordt tussen een absorp-tietrap, waar de zure gassen aanwezig in het hete, stoom '15 bevattende toevoergas geabsorbeerd worden, en een regene-ratietrap, waarin de geabsorbeerde zure gassen door strippen met stoom gedesorbeerd worden. De vereiste strippende stoom is ten minste ten dele afkomstig van het toevoergas door een reeks warmte-winningstrappen,die de hoeveelheid 20 warmte van laag niveau in het toevoergas (dat wil zeggen warmte beschikbaar bij een relatief lage temperatuur), die gewonnen kan worden en omgezet kan worden tot bruikbare strippende stoom, zo groot mogelijk maakt. De eerste warm-te-winningstrap houdt een indirekte warmte-uitwisseling in 25 tussen het hete toevoergas en de wasoplossing, waarbij de wasoplossing verhit wordt tot het kookpunt ervan en stoom wordt geproduceerd, die nuttig gebruikt wordt in de rege-neratietrap als strippende stoom. Het ten dele gekoelde hete gas wordt vervolgens naar een tweede warmte-uitwisse-50 laar geleid, waar het gas geleid wordt in warmte-uitwisse-lingsverband met water (dat bij voorkeur condensaatwater is verkregen bij het wasproces). Deze tweede warmte-uit-wisselingstrap kan worden uitgevoerd door direkt of indi-rekt contact van het gas met het water. Tijdens deze twee-55 de warmte-uitwisselingstrap, wordt het water onderworpen aan een verminderde druk, waardoor de kooktemperatuur ervan verlaagd wordt; en het water van verminderde kooktemperatuur wordt in warmte-uitwisselingsverband gebracht met het hete toevoergas. Het toegenomen temperatuurverschil 4-0 tussen het water en het gas, resulterend uit deze drukver- 7915016 5 mindering en de consequente verlaging van het kookpunt veroorzaakt een verdere koeling van het toevoergas en de overdracht van grote hoeveelheden warmte vanuit het toevoergas aan het water. De stoom geproduceerd door verhit-5 ting van het water onder verminderde druk wordt ontwikkeld bij een lagere druk dan de druk in de regeneratietrap, en deze lage-druk-stoom wordt gecomprimeerd tot een niveau, dat ten minste gelijk is aan dat in de regeneratietrap en wordt geïnjecteerd in de regenerator als strippende stoom. 10 Geschikte middelen voor het produceren van de verminderde druk boven het water in de tweede warmte-uitwisselingstrap en voor het comprimeren van geproduceerde lage-druk-stoom omvatten mechanische compressoren en thermische compressoren, zoals stoom-ejecteurs. Het toevoergas, dat de tweede 15 warmte-uitwisselaar verlaat na warmte-uitwisseling met het water van verminderde kooktemperatuur treedt uit bij een aanzienlijk lagere temperatuur dan in de vroegere praktijk en wordt naar de absorptietrap geleid voor verwijdering van het zure gasgehalte. Het netto effect van deze warmte-20 uitwisselingsvolgorde is de winning van aanzienlijke additionele hoeveelheden warmte van laag niveau in het toevoergas en effectieve omzetting van deze warmte van laag niveau tot geschikte strippende stoom. Bij gebruikelijke technische toepassingen kunnen besparingen in warmte van 25 hoger niveau uit het hete gas, dat anders vereist is voor het produceren van de noodzakelijke strippende stoom variëren van 15 tot 20 %. Het effectieve gebruik van de warmte van laag niveau in het toevoergas voor de produktie van strippende stoom verbetert het totale rendement van warmte-30 winning uit het toevoergas en reserveert warmte van hoger niveau (dat wil zeggen warmte beschikbaar bij hogere temperaturen) voor andere gebruiken, zoals de verhoging van stoom van middelmatige druk.
De uitvinding heeft in het. bijzonder waardevolle toe-35 passing bij het type wasproces, waarin de absorptie- en regeneratietrappen worden uitgevoerd bij of nabij dezelfde ' temperaturen en waarbij de absorptie plaats heeft onder in hoofdzaak superatmosferische drukken van ten minste 690 kPa en gewoonlijk 1390 tot 6900 kPa en waarbij de rege- 4-0 neratie plaats heeft dicht nabij atmosferische druk. Was- 79159 |f 6 ' oplossingen die de voorkeur verdienen zijn water bevatten de oplossingen van alkalimetaalcarbonaten, in het bijzonder relatieve geconcentreerde oplossingen van kaliumcarbo-naat. Wasprocessen van deze voorkeurstypen zijn bijvoor-5 beeld beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 2.886.4Ο5 van H.E. Benson c.s. uitgegeven 12 mei 1959.
Bij een uitvoeringsvorm, die in het bijzonder de voorkeur verdient, wordt het systeem van de uitvinding gebruikt in combinatie met middelen voor het onttrekken van 10 additionele lage-druk-stoom uit een hete geregenereerde oplossing door vermindering van de druk op de hete oplossing, wat de produktie veroorzaakt van verdere hoeveelheden lage-druk-stoom, die gecomprimeerd en geïnjecteerd wordt in de regenerator als strippende stoom. Bij een der-15 gelijke voorkeursuitvoeringsvorm kan dezelfde apparatuur toegepast voor het verlagen van de druk op het water toegepast bij de tweede warmte-uitwisselingstrap en voor het comprimeren van de verkregen lage-druk-stoom eveneens gebruikt worden bij het voortbrengen van de verminderde druk 20 boven de hete geregenereerde oplossing en het comprimeren van de aldus ontwikkelde lage-druk-stoom.
Er wordt nu verwezen naar de bijgevoegde tekeningen, waarin
Fig. 1 een schematisch bedrijfsschema is, dat een uit-'25 voeringsvorm van de uitvinding, die in het bijzonder de voorkeur verdient, toelicht, waarbij lage-druk-stoom ontwikkeld wordt zowel uit het water, dat in warmte-uitwisse-ling is gebracht met het hete toevoergas als uit de hete geregenereerde oplossing, waarbij beide stoombronnen ge-50 comprimeerd worden en naar de regenerator worden toegevoerd als strippende stoom.
Fig. 2 is een schematisch bedrijfsschema, dat een uitvoeringsvorm van de uitvinding toelicht, waarbij devnrmte-uitwisseling tussen het hete, stoom bevattende toevoergas 35 en het water plaats heeft door direkt contact tussen de beide.
Onder verwijzing naar fig. 1 omvat het toegelichte wassysteem een abs rptiekolom 1 en een regeneratie-kolom 2, waartussen de wasoplossing continu in kringloop wordt ge-40 bracht. Heet, stoom bevattend toevoergas treedt het systeem 7915016 7 binnen door leiding 3» passeert door een eerste warmte-uitwisselingstrap, die in algemene zin wordt aangeduid door het referentienummer 4·, vervolgens door een tweede warmte-uitwisselingstrap, in algemene zin aangeduid door 3 het referentienummer 5 en wordt vervolgens door leiding 6 naar de onderkant van de absorptiekolom 1 geleid.
De absorptiekolom 1 is op geschikte wijze voorzien in de gearceerde gedeelten, aangeduid door de letters A en A', van middelen voor het tot stand brengen van een innig gas-10 vloeistofcontact. Voor dergelijke doeleinden worden vulma terialen gebruikt zoals Baschig-ringen, Berl-ringen, Intalox-zadels, Pall-ringen en andere typen vullingsli-chamen, die een groot oppervlak vloeistof blootstellen aan het gas, dat door de vulling stroomt. In plaats van vulling 15 kunnen andere middelen, zoals platen, bijvoorbeeld zeef-schotels, worden toegepast voor het waarborgen van een innig gas-vloeistofcontact, In de regenerator 2 bevat het gearceerde gedeelte gemerkt B op soortgelijke wijze vulmaterialen of platen om een innig contact te waarborgen tus-20 sen de wasoplossing en de strippende stoom, die door deze kolom gaat.
Bij de voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding wordt de absorptiekolom op in hoofdzaak superatmosferische drukken gehouden van ten minste 690 kPa en bij voorkeur 25 ten minste 1380 kPa. Absorptiedrukken bij gebruikelijke toepassingen van de uitvinding zullen in het algemeen variëren van 1725 tot 10.350 kPa.
In de absorptiekolom wordt een gedeelte van de geregenereerde oplossing, na passage door leiding 7 A en koeler :30 i 4-9ï toegevoerd aan de bovenzijde van de kolom door leiding: 70 en stroomt neerwaarts door de gas-vloeistof-contact-sectie A' in tegenstroom met het toevoergas, dat de onderzijde van de kolom door leiding 6 binnentreedt. Een ander gedeelte van de geregenereerde wasoplossing, die in lei-35 ding 7A stroomt, wordt door leiding 7B toegevoerd naar een tussen-niveau van de absorptiekolom en mengt met oplossing, die de bovenzijde van de kolom binnentreedt en stroomt vervolgens neerwaarts door de gas-vloeistof-contactsectie A in tegenstroom met het toevoergas. Zure gassen, zoals GO2 4-0 en/of aanwezig in het toevoergas, worden door de oplos- 79 15016 *.
8 sing geabsorbeerd en het gezuiverde toevoergas verlaat de bovenzijde van de toren door leiding 8.
De wasoplossing, die geabsorbeerd zuur gas bevat, verzamelt bij de bodem van de absorptie-inrichting in de ver-5 zamelbak 9 en wordt door leiding 10 geleid naar een druk-verminderingsklep 11, waar de druk in de oplossing verminderd wordt tot de druk die boven in de regenerator-toren 2 heerst en de in druk verlaagde oplossing stroomt vervolgens naar de bovenkant van de regenerator-toren 2 door lei-10 ding 12.
Zoals hiervoor aangegeven, is de uitvinding in het algemeen toepasbaar op systemen onder toepassing van elke regenereerbare, water bevattende, alkalische wasoplossing, met inbegrip van bijvoorbeeld water bevattende oplossingen 15 van alkalimetaalcarbonaten, in het bijzonder kaliumcarbo-naat, water bevattende oplossingen van ethanolaminen of alkalimetaalfosfaten. In het bijzonder de voorkeur verdienen relatief geconcentreerde kaliumcarbonaatoplossingen met kaliumcarbonaatconcentraties van 15 tot 45 gew.% en bij 20 voorkeur van 20 tot 35 gew.% (waarbij deze concentraties berekend zijn op de aanname, dat al het aanwezige kalium · aanwezig is als kaliumcarbonaat). Kaliumcarbonaatoplossingen worden bij voorkeur geactiveerd door de toevoeging van toevoegsels zoals aminen, in het bijzonder ethanolaminen, i25 alkalimetaalboraten zoals kaliumboraat of natriumboraat, aminozuren zoals glycine of andere toevoegsels, die de neiging hebben de snelheden van absorptie en desorptie van zuur gas in de kaliumcarbonaatoplossing te vergroten.
Toevoegsels voor kaliumcarbonaatoplossingen die in 30 het bijzonder de voorkeur verdienen zijn de alkanolaminen toegevoegd in hoeveelheden die variëren van 1 tot 10 gew.% en bij voorkeur 1 tot 6 gew.%. Diethanolamine verdient in ; het bijzonder de voorkeur uit het gezichtspunt van kosten,; : relatief lage vluchtigheid en doelmatigheid.
35 In he regeneratiekolom 2 wordt de onder druk gebrach te oplossing, die geabsorbeerde zure gassen bevat, die door leiding 12 binnen treedt, onmiddellijk bevrijd van een gedeelte van het gehalte ervan aan zure gassen door de vermindering in druk, die plaats heeft boven in de regenera-40 tiekolom. Een verdere desorptie van de zure gassen wordt 7915 0 1 g 9 uitgevoerd in sectie B van de regeneratiekolom 2 door te-genstroom-contact van de wasoplossing met strippende stoom, die onder in de kolom wordt ingevoerd en opstijgt door de gas-vloeistof-contact-sectie B in tegenstroom met de dalen-5 de oplossing.
De absorptie en desorptie reacties, die respectievelijk in de kolommen 1 en 2 plaats hebben, zijn in de techniek bekend en worden bijvoorbeeld beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 2.886.405.
10 De geregenereerde oplossing, gestript van het groot ste deel van de geabsorbeerde zure gassen, wordt onder in kolom 2 verzameld op een wegvangschotel 13 en wordt toegevoerd naar het warmteuitwisselaarsysteem, in het algemeen aangeduid door referentienummer 4 door leiding 14. De was-15 oplossing verlaat de warmteuitwisselaar 4 door leiding 15 en wordt toegevoerd onder in de regenerator, waar het verzameld wordt in de vergaarbak 16. De geregenereerde oplossing verlaat de bodem van de regeneratorkolom 2 door leiding 17 en wordt, na passage door een drukverminderings-20 klep 17A, geleid door leiding 17B naar een afdampreservoir 18, dat onder een verminderde druk werkt, zoals gedetailleerd hierna zal worden beschreven. De wasoplossing verzamelt onder in reservoir 18 in de vergaarbak 19 en wordt door leiding 20, kringlooppomp 21 en leiding 7A naar de 25 absorptiekolom 1 geleid. Het grootste deel van de oplossing wordt ingevoerd zonder koeling door leiding 7® in een tussen-niveau in de absorptie-inrichting, terwijl een ondergeschikt gedeelte eerst gekoeld wordt in koeler 49 en vervolgens wordt toegevoerd door leiding 7C boven in de 30 absorbeerinrichting.
Strippende stoom voor regeneratie van de oplossing wordt toegevoerd in de regeneratiekolom door de leidingen 22 en 23, waarbij een dergelijke stoom ontwikkeld wordt op een wijze, zoals gedetailleerd hierna zal worden beschre-35 ven. De strippende stoom uit deze bronnen stijgt in kolom 2 in tegenstroom met de dalende wasoplossing en het mengsel van stoom en gedesorbeerde gassen boven in kolom 2 gaat door een contactschotel 24, die voorzien is van bor-relklokken 25, zoals aangegeven door pijlen 26. Het meng-40 sel van stoom en gedesorbeerd gas verlaat de bovenkant van 7915016 10 kolom 2 door leiding 27 en wordt naar een koeler 28 geleid, gekoeld door een koelmilieu, dat door leiding 29 wordt toegevoerd en door leiding 30 uittreedt. In de koeler 28 wordt het grootste deel van het stoomgehalte van het mengsel ge-5 condenseerd en het condensaatwater wordt onttrokken aan de koeler door leiding 31· Een deel of al het condensaat wordt teruggeleid naar de bovenkant van kolom 2 door leiding 32. Afhankelijk van de waterbalans in het systeem kan een ge-, deelte van het condensaat door leiding 33 verwijderd wor-10 den. Het condensaat, dat in kolom 2 wordt ingevoerd, verzamelt op de contactschotel 24, zoals aangegeven door referent ienummer 34. Het mengsel van stoom en gedesorbeerd gas, dat opborrelt door het condensaat 34 op schotel 24 verhit dit tot een temperatuur van bijvoorbeeld 88 tot 15 99°C. Het voorverwarmde water bevattende condensaat wordt door leiding 35 toegevoerd aan het warmteuitwisselingssy-steem 5·
In het bijzonder onder verwijzing nu naar het warmte-; uitwisselingssysteem 4, dat zorgt voor een indirekte warm-20 teuitwisseling tussen de hete toevoergasstroom en de wasoplossing, omvat dit de mantel 36· Geregenereerde wasoplossing, die op plaats 13 verzamelt, wordt onttrokken door leiding 14 en toegevoerd aan de bodem van mantel 36. De wasoplossing stroomt over een bundel buizen, aangegeven 25 door referentienummer 37, waardoor heet toevoergas door leiding 3 wordt toegevoerd. Warmte van het toevoergas wordt overgebracht door de buizenbundel naar de wasoplossing, waarbij deze tot het kookpunt ervan wordt verhit. De ontwikkelde stoom gaat door leiding 23 en wordt toegevoerd 30 aan de bodem van de stripkolom als strippende stoom. De wasoplossing stroomt over de overloop 38, wordt vervolgens aan de mantel 36 onttrokken door leiding 15 en toegevoerd aan de bodem van de regeneratorkolom 2, waar het verzamelt in de vergaarbak 16. In het warmteuitwisselingssysteem 4 :35 wordt het hete toevoergas ten dele gekoeld, onder het afstaan van een deel van zijn warmte door indirekte warmte-uitwisseling met de wasoplossing in warmteuitwisselaar 4, verlaat de warmteuitwisselaar 4 door leiding 39 en wordt toegevoerd naar het warmteuitwisselaarssysteem 5· In de 40 aangegeven uitvoeringsvorm bestaat deze uit een mantel 40 7915011 11 die wordt voorzien van water bevattend condensaat door leiding 35· Het toevoergas uit leiding 39 passeert door een buizenbundel, schematisch aangegeven en aangeduid door referentienummer 4-1, die ondergedompeld is in het water 5 bevattende condensaat. In het warmteuitwisselaarsysteem 5» wordt de warmte overgebracht naar het water in de mantel 40 door de buizenbundel 41, die het koken doet plaatsvinden en de aldus ontwikkelde stoom verlaat mantel40 door leiding 42. Het hete toevoergas wordt, bij het passeren 10 door de buizenbundel 41, verder gekoeld en verlaat het warmteuitwisselaarsysteem 5 door leiding 43· Ha het passeren door een uitdrijfpot 43-A- of een soortgelijke inrichting voor het verwijderen van gecondenseerd water, wordt het gekoelde toevoergas aan de bodem van de absorptie-.15 inrichting door leiding 6 toegevoerd.
Om de warmtewinning uit het hete, stoom bevattende toevoergas te vergroten en additioneel geschikte strippende stoom te produceren, wordt de kooktemperatuur van het water in mantel 40 verminderd door mantel 40 door leiding 20 42 en leiding 44 te verbinden met de zuigzijde van een mechanische compressor 45? die de druk boven het water in mantel 40 vermindert tot een druk, die lager is dan de druk die heerst in het onderste gedeelte van de regenera-tiekolom 2, waardoor dienovereenkomstig de kooktempera-25 tuur van het water in mantel 40 verlaagd wordt. Het effect van deze drukverlaging en dientengevolge verlaging van het kookpunt vergroot het temperatuurverschil tussen het hete toevoergas, dat in de buizenbundel 41 stroomt en het water, waardoor het mogelijk wordt gemaakt meer warmte over te 30 brengen van het hete gas (dat in het algemeen op dit punt met stoom is verzadigd). De vergrote warmtewinning uit het hete toevoergas ontwikkelt additionele hoeveelheden lage-druk-stoom. Deze lage-druk-stoom wordt omgezet tot geschikte strippende stoom door de stoom te comprimeren in com-35 pressor 45 tot een druk, die ten minste gelijk is aan de druk, die onder in de regenerator heerst. De gecomprimeerde stoom verlaat de compressor 45 door leiding 46 en wordt door leiding 22 toegevoerd onderin de regeneratorkolom 2. Compressor 45 in de aangegeven uitvoeringsvorm wordt aan-40 gedreven door een elektromotor 47, die met de compressor 79 1 50 1 6 12 verbonden is door de as 48. Andere aandrijvingen voor de compressor 45 kunnen vanzelfsprekend worden gebruikt, zoals aandrijving door een stoomturbine.
In de in fig. 1 getoonde uitvoeringsvorm wordt de 5 compressor 45 niet alleen gebruikt om lage-druk-stoom te ontwikkelen door vermindering van de druk boven het kokende water in het warmteuitwisselingssysteem 5» maar wordt ook toegepast voor het produceren van additionele lage-druk-stoom door verlaging van de druk boven de warme ge-10 regenereerde oplossing, die wordt toegevoerd door leiding 17 aan het verdampingsreservoir 18. De oplossing, die de onderkant van de regeneratorkolom 2 verlaat, kan kenmerkend een temperatuur hebben van 120°G of hoger en na verlaging van de druk boven de oplossing kunnen aanzienlijke 15 hoeveelheden lage-druk-stoom verkregen worden. Het verdampingsreservoir 18 is verbonden met het zuiggedeelte van compressor 45 door leiding 44 en het mengsel van verdampte stoom uit warmteuitwisselaar 5 en de stoom verdampt uit het verdampingsreservoir 18 stroomt door leiding 44 in de 20 compressor 45 en stroomt na comprimeren door de leidingen 46 en 22 onder in de regenerator 2 om strippende stoom te verschaffen. De verdamping van stoom in reservoir 18 re-r sultëert; in koeling van de oplossing en de oplossing, die reservoir 18 verlaat door leiding 20 voor kringloop naar 25 de absorptie-inrichting heeft gewoonlijk een temperatuur, die 5,5 tot 16,7°C lager is dan de temperatuur van de oplossing, die de onderkant van de regeneratiekolom verlaat.
Het behoud van warmte door te werk te gaan volgens de uitvinding is bijzonder doelmatig, doordat niet alleen ;30 een aanzienlijke hoeveelheid warmte gewonnen wordt uit de hete toevoergasstroom, maar de gewonnen warmte bij een laag energieniveau is (dat wil zeggen bij een lage temperatuur) die een warmte van hoger energieniveau in de gas-stroom beschikbaar maakt voor andere doeleinden. In vele 35 gevallen is de warmte van laag niveau gewonnen uit de toevoergasstroom als geschikte strippende stoom volgens de onderhavige uitvinding bij een te laag energieniveau om economisch gewonnen te worden en gaat verloren. Het behoud van de warmte van het hogere niveau in de toevoergasstroom 40 wordt weerspiegeld door de aanzienlijke vermindering in de 7915016 13 temperatuur van het procesgas, dat vereist is voor het verschaffen van een netto regeneratie van warmtebehoeften voor het wasproces.
Tot andere belangrijke voordelen van de uitvinding be-5 horen een wezenlijke vermindering in de grootte en dus de kosten van bepaalde apparatuur, die normaliter wordt toegepast, zoals een vermindering in de grootte van de hoge koeler 28 en de oplossing-koeler 49 in de uitvoeringsvorm getoond in fig. 1. Deze voordelen resulteren uit de addi-10 tionele koeling van de proces-gasstroom door het warmte-uitwisselingssysteem 5 ©n de koeling van de geregenereerde oplossing door verdamping in het verdampingsreservoir 18.
Een verder voordeel van koeling van de procesgasstroom en de geregenereerde oplossing is een enigszins verlaagde op-15 lossingstemperatuur onder in de absorptie-inrichting, die het op zijn beurt mogelijk maakt de oplossing grotere hoeveelheden dure gassen (CO2 en/of HgS) te doen absorberen per volume-eenheid circulerende oplossing. Dit vermindert op zijn beurt de circulatiesnelheden van de oplossing en 20 verlaagt aldus de pompkosten en verhoogt tevens het totale thermische rendement van de werkwijze.
De hiervoor vermelde voordelen van de uitvinding zijn in de volgende gedetailleerde voorbeelden toegelicht. Voorbeeld 1 licht de uitvinding toe onder toepassing van het 25 in fig. 1 getoond systeem. Voorbeeld 2, licht de uitvinding toe onder toepassing van het in fig. 1 getoonde systeem, behalve dat de geregenereerde oplossing, die de onderkant van de regenerator door leiding 17 verlaat, direkt wordt toegevoerd aan de recirculatiepomp 21 in plaats van door 30 het verdampingsreservoir 18 te gaan. In voorbeeld 2 . wordt dientengevolge slechts de verdampte stoom ontwikkeld in het warmteuitwisselingssysteem 5 toegevoerd aan de compressor 45 voor compressie en toevoer aan de regenerator 2 als strippende stoom. Teneinde de voordelen van de uitvinding 35 toe te lichten in vergelijking met de conventionele werkwijze is voorbeeld A opgenomen, waarin alle regeneratie-stoom verschaft wordt door warmteuitwisseling van het hete : toevoergas tegen de wasoplossing in het warmteuitwisselingssysteem 4 van fig. 1 waarbij geen strippende stoom verschaft 40 wordt door het warmteuitwisselingssysteem 5 of het verdam-'pingsreservoir 18.
.....7.· 91 5 0 1 o 14
Opdat voorbeeld A en voorbeelden 1 en 2 direkt vergelijkbaar zullen zijn werden dezelfde inlaat- en uitlaat-toevoergassamenstelling toegepast en werd dezelfde oplos-singsamenstelling gebruikt. Het toevoergas was in alle ge-5 vallen ammoniak-synthesegas met de volgende samenstelling (droge basis):
Component Stroomsnelheid in Volume % _ kg mol per uur _ C02 1224,7 18,0 H2 4082,4 60,0 N2 , 1440,3 21,17 CO 23,8 0,35 17,0 0,25 argon 15»6 0,23 in totaal 6803,8 100,00
In elk geval werd het toevoergas met stoom verzadigd bij de temperatuur van binnentreden van het warmteuitwisse-lingssysteem 4 en treedt het systeem binnen bij een druk 10 van 2826 kPa.
In elk geval werd het C02~gehalte van het toevoergas verminderd tot 0,1 vol.% bij het verlaten van de absorptie-inrichting. De oplossingssamenstelling in elk geval was een water bevattende oplossing van kaliumcarbonaat, die 15 30 gew.% KoCO,. bevatte (aannemende dat al het aanwezige carbonaat aanwezig als K2C0^) en 3 gew.% diethanolamine. De absorptie- en regeneratie-kolommen waren van dezelfde afmeting en bevatten hetzelfde volume en type van torenvulling. In elk geval bedroeg de absorptie-inrichtingdruk 2757 kPa 20 en de druk onder in de. regenerator bedroeg 160 kPa. Het gedeelte van de wasoplossing, dat in elk geval de bovenkant van de absorptie-inrichting binnentreedt bedroeg 25 % van de totale circulatie-oplossing en werd in elk geval in koeler 49 gekoeld tot 70°C voor het toevoeren boven in de 25 absorptie-inrichting. Het voornaamste gedeelte van de circulatie-oplossing (75 °/°) trad door leiding 7B binnen bij een tussen-niveap van de absorptie-inrichting. De oplos-singstemperatuur bij het verlaten van de onderzijde van de regenerator was in elk geval 120°C.
30 In voorbeeld 1, waarin zowel een warmte-uitwisselings- systeem 5 als een verdampingsreservoir 18 werden toegepast, 791 50 16 15 werd de druk boven het kokende water in mantel 40 en de druk boven de geregenereerde oplossing in het verdampings-reservoir 18 verminderd tot 105 kPa in tegenstelling tot de druk van 160 kPa, die heerste onder in de regenerator-5 kolom 2. Bij de druk van 105 kPa, die in de mantel 40 heerste, werd de kooktemperatuur van het water verminderd tot 100,4°C en de temperatuur van het procesgas, dat het warmteuitwisselingssysteem 5 door leiding 45 verliet bedroeg 110,6°C. Bij de druk van 105 kPa, die in het verdam-10 pingsreservoir 18 heerste, werd de temperatuur van de oplossing verminderd van 120°C bij het binnentreden van het reservoir tot 104°C bij het verlaten van het reservoir tengevolge van de endotherme stoomverdamping* Onder deze omstandigheden werd stoom ontwikkeld met een snelheid van 15 10.551 kg/uur vöör het warmteuitwisselingssysteem 5» ter wijl 25.542 kg/uur stoom ontwikkeld werden uit de oplossing in verdampingsreservoir 18. De gecombineerde lage-druk-stoom uit deze twee bronnen trad de zuigzijde van compressor 45 binnen en werd, na compressie tot de druk, die f : -20 heerst onder in de regeneratorkolom 2, toegevoerd naar de kol.om door leiding 22. Bij voorbeeld 1 werd een additionele : hoeveelheid van 50.988 kg/uur stoom ontwikkeld in het warmteuitwisselingssysteem 4 en onder in de regenerator toegevoerd als strippende stoom. Bij voorbeeld 2 , waarbij de 25 warmteuitwisselingssystemen 4 en 5 werden toegepast, evenwel niet het verdampingsreservoir 18, werd de druk in mantel 40 verminderd tot 103 kPa en werden 10.551 kg/uur stoom ontwikkeld, die in compressor 45 werden gecomprimeerd en onder in de regenerator werden toegevoerd, terwijl een 30 additionele hoeveelheid van 56.581 kg/uur strippende stoom vereist was uit het warmteuitwisselingssysteem 4. In voorbeeld A, waarin alle strippende stoom ontwikkeld werd in het warmteuitwisselingssysteem 4, waren 67.498 kg/uur strippende stoom vereist van die bron.
35 Tabel I hierna bevat de resultaten van de voorbeelden 1 en 2.' vergelijkingsvoorbeeld A samen. In alle gevallen wordt de vereiste regeneratiewarmte uitgedrukt in miljoenen kg Joule per uur (mm kJ/h) onder aanname dat een kilogram stoom equivalent is aan 2210 kJ.
40 71,1 5 0 16 16
Tabel Γ-
Voor- Voor- Voor-beeld A beeld 1 beeld 2 .
Regeneratiewarmte ontwikkeld door warmteuitwisselingssysteem 4·, mm kJ/h 151»4 68,5 125,0
Regeneratiewarmte ontwikkeld door warmteuitwisselings- systeem 5, mm kJ/h — 25,5 25,5
Regeneratiewarmte ontwikkeld in verdampingsreservoir 18, mm k<J/h — 54,2
Totaal vereiste regeneratiewarmte, mm kJ/h , 151»4- 146,0 148,5
Temperatuur van toevoergas bij de inlaat naar het warmte- uitwisselingssysteem 4, °C 185,4 165,2 178,1
Bespaarde warmte in het toevoergas voor andere doeleinden, mm kJ/h — 82,9 26,5
Bespaarde warmte als een per- centage van de totale regene- ratiewarmte-behoeften — 54,8 17»5
Koelend vermogen van de koeler 49» mm kJ/h 47»7 30,6 45»3
Koelend vermogen van de hoge condensor 28, mm kJ/h 137»3 75»2 116,1
Circulatiesnelheid van de oplossing in liters per minuut 16513 14889 15840
De voordelen van de uitvinding zijn uit tabel I duidelijk. Het voornaamste voordeel is de hoeveelheid bespaarde warmte in het hete toevoergas en dat beschikbaar is gemaakt voor andere doeleinden. Bij voorbeeld 1 , waar-5 bij het warmteuitwisselingssysteem 5 en het verdampingsreservoir 18 in combinatie zijn gebruikt, is de bespaarde warmte in het hete toevoergas in vergelijking tot voorbeeld A 82,9 mm kJ/h, equivalent aan 57·530 kg stoom/uur.
De bespaarde warmte in het hete toevoergas wordt weerspie-10: geld door de lagere temperatuur, waarmee het hete toevoer gas het warmteuitwisselingssysteem binnentreedt voor het verschaffen van de noodzakelijke regeneratiewarmte-»- behoeften. In voorbeeld A, onder toepassing van het gebruikelijke warmteuitwisselingssysteem 4, is de temperatuur van het 15 hete, met stoom verzadigde toevoergas, dat het systeem binnentreedt, 185,4°C, terwijl in voorbeeld 1 de inlaattempe-ratuur van het met stoom verzadigde toevoergas naar het 7915016 17 warmte-terugwinningssysteem verminderd is tot 163,2°C.
Dit betekent dat in voorbeeld 1, de voelbare en latente warmte-inhoud van de toevoergasstroom tussen de temperaturen van 163,2°C en 183,4°C (equivalent aan 82,9 mm kJ/h) 5 beschikbaar is voor andere doeleinden. De aldus bespaarde 82,9 mm kJ/h warmte van hoger niveau is equivalent aan 54,8 % van de totale regeneratiewarmte-behoeften van het gebruikelijke systeem van voorbeeld A. Bij voorbeeld 2, onder toepassing van warmteuitwisselingssystemen 4 en 5 10 evenwel zonder verdamping van de geregenereerde oplossing, is de hoeveelheid bespaarde warmte in het hete toevoergas kleiner, maar nog zeer aanzienlijk, en bedraagt 26,5 mm kJ/h, een warmtebesparingsequivalent aan 17,5 % van de totale regeneratiewarmtebehoeften van het gebruikelijke sy-15 steem van voorbeeld A.
Een verder voordeel van de uitvinding.is, dat de totale vereiste regeneratiewarmte (en de overeenkomstige hoeveelheid noodzakelijke strippende stoom) aanzienlijk verminderd is. Terwijl de totale regeneratie warmte-behoeften 20 in voorbeeld A 151,4 mm kJ/h bedraagt, is de totale behoefte in de voorbeelden 1 en 2 respectievelijk verminderd tot 146,0 en 148,3 mm kJ/h. Nog verdere voordelen zijn de aanzienlijke verminderingen in de afmeting van de oplos-singkoeler (koeler 49 in fig. 1) en in de afmeting van hoge 25 condensor (condensor 28 in fig. 1) alsmede de circulatie-snelheid van de oplossing (dus een verminderde pompafme-ting en pompenergie), alles zoals is aangegeven in tabel I. Derhalve vergroot niet alleen de uitvinding aanzienlijk het thermische rendement van de werkwijze door het vergro-30 ten van de winning van warmte uit de hete toevoergasstroom, maar verschaft tegelijkertijd aanzienlijke besparingen in kapitaalkosten voor de gas-was-installatie als geheel.
Er wordt nu verwezen naar fig. 2, die een uitvoeringsvorm van de uitvinding toelicht, die soortgelijk is aan de 35 in fig. 1 getoonde uitvoeringsvorm, behalve dat het warmte-uitwisselingssysteem 5 (waarbij de warmte uit het procesgas indirekt wordt overgebracht naar het water) vervangen is door een warmteuitwisselingssysteem, waarbij de warmte-uitwisseling tussen het hete stoom bevattende toevoergas en 40 het water plaats heeft door direkt contact tussen de twee.
7915016 v 18
In fig. 2 wordt de wasoplossing continu gecirculeerd tussen een absorptiekolom 50 en een regeneratiekolom 51· Heet, stoom bevattend toevoergas treedt het wassysteem binnen door leiding 52 en gaat eerst door een warmteuitwisselings-5 systeem, dat in algemene zin wordt aangeduid door het getal 55· Vervolgens gaat het door een direkt contactkolom 54, waar het in direkt contact gebracht wordt met water, dat door de kolom 54 circuleert, waarna het naar de onderkant van de absorptiekolom door leiding 55 wordt geleid.
10 De absorptiekolom 50 is op geschikte wijze,in de ge arceerde gedeelten aangeduid door de letters C en C', voorzien van middelen voor het tot stand brengen van een innig gas-vloeistofcontact zoals in kolom 1 beschreven in fig. 1. In de regeneratorkolom y\ bevat de gearceerde sectie D op 15 soortgelijke wijze middelen voor het tot stand brengen van een innig contact tussen de wasoplossing en de strippende ; stoom, die door deze kolom gaat.
De geregenereerde oplossing uit regenerator 51 wordt j in twee stromen aan de absorptie-inrichting 50 toegevoerd.: 20 Een ondergeschikt gedeelte (gewoonlijk 15 tot 55 % van de totaal circulerende oplossing) wordt boven in de kolom door leiding 56 ingevoerd na passage door koeler 57· Het voornaamste gedeelte van de geregenereerde oplossing wordt in : de absorptie-inrichting gebracht op een tussen-niveau door 25 leiding 58. Het toevoergas, dat de te verwijderen zure gassen, zoals CC>2 en/of bevat, wordt door leiding 55 onder in de absorptiekolom gebracht en stijgt in tegenstroom tot: de dalende wasoplossing op en het gezuiverde gas verlaat de bovenkant van de absorptiekolom 50 door leiding 59.
50 De wasoplossing, die de geabsorbeerde zure gassen be-! vat, verzamelt in een vergaarbak 60 onderin de absorptie- ; kolom en wordt door leiding 61 naar een drukverminderings-: klep 62 geleid, waar de druk op de oplossing verminderd wordt tot de druk, die boven in de regeneratorkolom 5^ i55 heerst, waarna de in druk verminderde oplossing boven in de regeneratorkolom door leiding 65 wordt toegevoerd.
Boven in de regeneratorkolom 5^ verdampt een gedeelte van de geabsorbeerde zure gassen tezamen met stoom en de ten dele geregenereerde oplossing daalt vervolgens door 40 sectie D in tegenstroom tot opstijgende strippende stoom, 7915016 Ί· 19 die is ingevoerd onder in de kolom, zoals hierna zal worden "beschreven.
De geregenereerde oplossing, die nu een relatief kleine hoeveelheid geabsorbeerde zure gassen bevat, verza-5 meld onder in de kolom 5^ op een wegvangschotel 64· en wordt vervolgens naar het warmteuitwisselingssysteem toegevoerd, dat in het algemeen is aangeduid door het getal 531 door leiding 65. Wasoplossing verlaat de warmteuit-wisselaar 53 door leiding 66 en wordt onder in de regene-10 rator gevoerd, waar het in een vergaarbak 67 verzamelt.
De geregenereerde oplossing verlaat de onderkant v;an de regeneratorkolom door leiding 68 en wordt, na passage door de drukverminderingsklep 69, door leiding 70 geleid naar een verdampingsreservoir 7^ » dat onder een verminderde 15 druk werkt. De verdampte oplossing 72 in reservoir 71 wordt vervolgens door leiding 73 > recirculatiepomp 74· en leiding 75 naar de absorptiekolom 50 geleid. Zoals hiervoor beschreven wordt de geregenereerde oplossing gesplitst in twee stromen, een ondergeschikte stroom, die eerst in koe-20 Ier 57 wordt gekoeld en boven in de absorptieinrichting door leiding 56 wordt ingevoerd en een hoofdstroom, die in een absorptie-inrichting wordt ingevoerd op een tussen-niveau door leiding 58.
Strippende stoom voor de desorptie van zure gassen uit 25 de oplossing wordt onder in de stripkolom 5"1 door de leidingen 76, 77 en 78 ingevoerd. De wijze, waarop deze drie bronnen van strippende stoom worden ontwikkeld, zal gedetailleerd hierna beschreven worden. De strippende stoom, die uit deze drie bronnen wordt toegevoerd, stijgt in ko-30 lom 51 in tegenstroom met de dalende wasoplossing. Het mengsel van stoom en gedesorbeerde zure gassen boven in kolom 51 gaat door een èontactschotel 79 ï die van borrel-klokken 80 is voorzien. De contactschotel 79 wordt voorzien van een water bevattend condensaat 81, zoals hierna 35 zal worden beschreven. Het mengsel van stoom en gedesorbeerde gassen gaat opwaarts door de laag water bevattend condensaat 81, zoals aangegeven door de pijlen 82, en wordt vervolgens boven uit de regeneratiekolom door leiding 85 verwijderd en wordt naar een condensor 84· geleid, 4-0 gekoeld door een koelmedium, toegevoerd door leiding 85 en 7915610 \s 20 treedt door leiding 86 uit. In de condensor 84 wordt het grootste deel van het stoomgehalte van het mengsel gecondenseerd en het condensaatwater wordt door leiding 87-onttrokken, Een gedeelte of al het condensaat wordt terügge-5 leid naar de schotel 79 hoven in de regeneratiekolom door leiding 88. Afhankelijk van de waterbalans in het systeem kan een gedeelte van het condensaat door leiding 89 verwijderd worden. Het condensaat, dat de condensor 84 bij temperaturen van bijvoorbeeld 54- bot 66°C verlaat, wordt 10 op schotel 79 verwarmd door contact met het mengsel van stoom en gedesorbeerd gas, dat door het condensaat borrelt, tot temperaturen van bijvoorbeeld 88 tot 99°C. Het voorverwarmde water bevattende condensaat wordt aan schotel 79 onttrokken door leiding 90 en wordt vervolgens in kring-15 loop gebracht door middel van een pomp 91 en leiding 92 naar de bovenkant van de direkte contactkolom 54·, waar het voorverwarmde condensaat in direkt contact gebracht wordt met heet, stoom bevattend toevoergas, zoals meer gederailleerd hierna zal worden beschreven.
20 Verwezen wordt nu naar het warmteuitwisselingssysteem 53? dat een indirekte warmteuitwisseling verschaft tussen de hete toevoergasstroom en de wasoplossing om strippende stoom op te wekken. Dit omvat mantel 93. Mantel 93 wordt voorzien van wasoplossing, verzameld op schotel 64 door 25 leiding 65. De oplossing stroomt over een bundel buizen, aangegeven door het referentiegetal 94-» waardoor heet toevoergas door leiding 52 wordt toegevoerd. Warmte uit het toevoergas wordt overgebracht door de buizenbundel naar de wasoplossing, waarbij deze tot het kookpunt ervan verhit 50 wordt. De ontwikkelde stoom gaat door leiding 78 en wordt onder in kolom 51 als strippende stoom toegevoerd. De wasoplossing stroomt over overloop 95 en wordt vervolgens aan de mantel onttrokken door leiding 66 en toegevoerd onder in de regeneratorkolom 51» waar het verzamelt in de vergaar- : 55 bak 67. In het warmteuitwisselingssysteem 53 wordt het hete toevoergas ten dele gekoeld, waarbij een gedeelte van de warmte ervan wordt afgestaan door indirekte warmteuitwisseling met de wasoplossing en verlaat het warmteuitwisselingssysteem 53 bij een verlaagde temperatuur door lei-40 ding 96. Na passage door een uitdrijfpot 97 voor verwijde- 1915 δ 1 § v 21 ring van gecondenseerde waterdamp, wordt het door leiding 98 naar de onderkant van de direkte contactinrichting 54-geleid. De toevoergasstroom passeert opwaarts door de direkte contactinrichting 54-, die voorzien is van vulling, 5 schotels of andere middelen voor het voortbrengen van een innig gas-vloeistof-contact in het gearceerde gedeelte van de kolom aangegeven door de referentieletter E. Het opwaarts stijgende procesgas stroomt in tegenstroom met een dalende stroom water, die door leiding 92 boven in de di-10 rekte contactinrichting 54- wordt toegevoerd. Als gevolg van het direkte contact tussen het hete, stoom bevattende toe-voergas en het water toegevoerd door leiding 92, wordt het water verhit, bijvoorbeeld tot temperaturen van 118,5 tot 127°C, met overeenkomstige koeling van het procesgas en 15 condensatie van een gedeelte van het stoomgehalte. Het aldus gekoelde procesgas, dat aan de bovenzijde de direkte contactinrichting 54· verlaat, wordt door leiding 55 tóege-voerd onder in de absorptie-inrichting 50.
Het door direkt contact met het hete procesgas in 20 de direkte contactinrichting 54- tot temperaturen van bijvoorbeeld 118,5 tot 127°C verhitte water verzamelt onder in de contactinrichting kolom in de vergaarbak 99· Dit verhitte water wordt vervolgens onderworpen aan verdamping in twee trappen bij twee verschillende drukniveaus. De 25 eerste verdampingstrap heeft plaats in het verdampingsre- : servoir 100, die werkt bij een druk, die enigszins hoger is dan de druk die onder in de regeneratorkolom 54 heerst. Het hete water uit de vergaarbak 99 wordt aan het verdam-pingsreservoir 100 door leiding 101 toegevoerd na passage 30 door een drukverminderingsklep 102, die de druk vermindert tot de druk die in reservoir 100 heerst. De stoom, die ontwikkeld wordt door de verdamping van de oplossing in reservoir 100, wordt uit het reservoir verwijderd door leiding 103 en door leiding 76 onder in de regeneratiekolom 35 51 toegevoerd.
De tweede verdamping van het water, verhit in de direkte contactinrichting 54-, heeft plaats in een tweede verdampingsre servoir 104·. Het enigszins gekoelde water uit verdampingsreservoir 100 wordt door leiding 105 en druk-40 verminderingsklep 106 naar verdampingsreservoir 104 geleid.
7915016 22
Verdampingsreservoir 104 is door leiding 107 en leiding 108 verbonden met de zuigzijde van een compressor 109» die de druk boven het water iji het verdampingsreservoir 104 verlaagt tot een druk, die lager is dan de druk die onder 5 in de regeneratiekolom 51 heerst. Als gevolg van de verlaging van de druk boven het water in reservoir 104 heeft een verdere verdamping van stoom plaats en de ontwikkelde stoom wordt door de leidingen 107 en 108 naar de compressor 109 geleid, waar de stoom gecomprimeerd wordt tot een 10 druk, die ten minste enigszins boven de druk is, die heerst onder in de regeneratorkolom 51 en vervolgens onder in de kolom door leiding 77 als strippende stoom wordt toegevoerd. Compressor 109 wordt aangedreven door een stoomturbine (of andere geschikte aandrijfmiddelen) 110, die met de com-15 pressor 109 door as 111 verbonden is.
Het water, dat verzamelt in reservoir 104, verder gekoeld door de endotherme stoomverdamping, die in reservoir 104 plaats heeft, wordt door leiding 112 verwijderd en aan leiding 90 toegevoerd en vervolgens in kringloop gebracht : 20 door circulatiepomp 91 en leiding ^2 naar de bovenkant van de direkte contactinrichting kolom 54.
Het direkte contactinrichingssysteem, zoals hiervoor beschreven, omvat dus de direkte contactinrichting kolom 54, het verdampingsreservoir 100, het verdampingsreservoir 25 104 en de recirculatiepomp 91. Water wordt continu in kringloop gebracht door recirculatiepomp 91 door de direkte contactinrichting kolom 54, waar het gekoelde water in aanraking wordt gebracht met heet procesgas, dat door leiding 98 onder in de contactinrichting kolom binnentreedt, waar-50 bij het procesgas een gedeelte van de warmte ervan afstaat aan het circulerende water. Het aldus voortgebrachte hete water wordt vervolgens in twee trappen verdampt in de ver-dampingsreservoirs 101 en 104,ehetgeen resulteert in ontwikkeling van stoom, die wordt toegepast als strippende 55 stoom in kolom 51, en het gekoelde water, dat vervolgens in kringloop wordt gebracht door circulatiepomp 91 voor hernieuwd contact met de hete procesgasstroom,
In de in fig, 2 getoonde uitvoeringsvorm wordt het water, dat in het hiervoor beschreven direkte contactin-40 richtingssysteem circuleert, door twee bronnen ontwikkeld.
791501ο 2$
Een gedeelte van het water wordt ontwikkeld door condensatie van waterdamp in de hete toevoergasstroom, wanneer dit in contact treedt met het circulerende water in de direkte contactinrichting 54. Een ander gedeelte van het water 5 wordt geleverd door het condensaat, dat boven in de regene-ratiekolom 51 verzamelt, dat, na voorverhitting op schotel 79 zoals hiervoor beschreven, door leiding 90 naar de re-circulatiepomp 91 wordt geleid. De relatieve hoeveelheden van het water, toegevoerd aan het direkte contactinrich-10 tingssysteem zoals hiervoor beschreven door condensaat uit het hete toevoergas en condensaat boven uit de regeneratie-zullen kolom 51j afhangen van het stoomgehalte in het hete toevoergas en andere factoren, die de totale waterbalans in het systeem beïnvloeden. De waterbalans kan op geschikte 15 wijze geregeld worden door de hoeveelheid condensaat onttrokken aan het systeem door leiding 89.
De zuigzijde van de compressor 109 is eveneens door leiding 108 verbonden met verdampingsreservoir 71, gevoed door de hete geregenereerde oplossing onder uit de regene-20 rator kolom 1. De druk boven de geregenereerde oplossing in reservoir 71 wordt verminderd tot een druk, die lager is dan de druk die heerst onder in de regenerator, waardoor verdamping van lage druk stoom uit de oplossing veroorzaakt wordt. De verdampt©, lage druk stoom stroomt door lei-i25 ding 108 naar de zuigzijde van compressor 109, waar deze gecomprimeerd wordt tot een druk, die ten minste enigszins boven de druk is, die onder in de regenerator heerst en wordt door leiding 77 toegevoerd naar de onderkant van de regenerator als strippende stoom.
: 30 Het systeem, dat in fig. 2 is getoond, waarbij het indirekte warmteuitwisselingssysteem 5 van fig. 1 vervan- ! gen is door het direkte contactinrichtingssysteem, zoals hiervoor beschreven, maakt het mogelijk nog verdere hoeveelheden warmte te winnen uit de hete toevoergasstroom, 35 aangezien het een meer nauwgezette temperatuur benadering mogelijk maakt tussen de toevoergasstroom en het water, dat in strippende stoom moet worden omgezet. Als gevolg wordt meer warmte overgebracht naar het water, dat kan worden omgezet tot geschikte strippende stoom en verdere i 4-0 koeling van het procestoevoergas heeft plaats, waardoor 7 © 15 0 1 6 24 het totale rendement van het wasproces nog verder verbeterd wordt.
De voordelen van het in fig. 2 getoonde systeem worden toegelicht door het volgende voorbeeld 3 . Dezelfde 5 wasoplossing wordt toegepast als in de voorafgaande voorbeelden, alsmede dezelfde toevoergassamenstelling. Zoals in de voorafgaande voorbeelden wordt het CC^-gehalte van het toevoergas verminderd tot 0,1 vol.% bij het verlaten van de absorptie_inrichting. De absorptie- en regenera-10 tie-kolommen hadden dezelfde afmeting en bevatten dezelfde grootte,en het type van torenvulling. Andere omstandigheden, zoals de drukken in de absorptie-inrichting en de regenerator, de temperatuur van de oplossing, die de bovenkant van de absorptie-inrichting binnentreedt, werden ge-15 lijk gehouden, zodat de resultaten van voorbeeld . 3 di-rekt vergeleken kunnen worden met die van de voorafgaande voorbeelden.
In voorbeeld 3 treedt het toevoergas het systeem van fig. 2 binnen door leiding 52 bij een temperatuur van 20 162,6°C en een druk van 2827 kPa verzadigd met stoom. In ; het warmteuitwisselingssysteem 53 geeft indirekte warmte-uitwisseling tussen het toevoergas en de wasoplossing 28.695 kg/uur stoom, die aan de regeneratiekolom wordt toegevoerd als strippende stoom met als resultaat een koe-25 ling van het procesgas tot een temperatuur van 129,8°C.
Het ten dele gekoelde procesgas treedt vervolgens de di-rekte contactinrichting kolom 54 binnen en wordt injdirekt contact gebracht met water, dat door leiding 92 de bovenzijde van de kolom binnentreedt bij een temperatuur van 30 101,1°C. Als gevolg van het direkte contact tussen het toevoergas en het water, wordt het toevoergas tot een temperatuur van 106,1°C gekoeld bij het verlaten van de bovenkant van kolom 54 en wordt het water verhit tot 124,8°C bij het verlaten van de onderkant van de kolom 54. Het toe-35 voergas treedt de absorptiekolom 50 binnen bij een temperatuur van 106,1°C en een druk van 2786 kPa.
Het verhitte water uit de direkte contactinrichting 54 wordt aan het verdampingsreservoir 100 toegevoerd, gehandhaafd bij een druk van 172,4 kPa, enigszins boven de 40 druk van 170,3 KPa, die onder in de regenerator kolom 51 7915011 f 25 heerst. Onder deze omstandigheden worden 4901 kg/uur stoom ontwikkeld in verdampingsreservoir 100, die door de leidingen 103 en 76 naar de onderkant van de regeneratie-kolom stroomt. Als gevolg van de endotherme stoomverdam-5 ping in reservoir 100, wordt het water, dat de onderkant van reservoir 100 door leiding 105 verlaat, tot 115,6°C gekoeld en wordt naar het verdampingsreservoir 104 geleid, gehandhaafd op een druk van 105,5 kPa. Als gevolg van de verlaging in druk heeft een verdere stoomverdamping plaats 10 met een snelheid van 7752 kg/uur stoom, die door leidingen 107 en 108 naar de zuigzijde van de compressor 109 wordt geleid, waar de stoom gecomprimeerd wordt tot de druk, die heerst bij de onderkant van regeneratorkolom 51, en wordt naar de onderkant van de kolom door leiding 77 toegevoerd. 15 Derhalve bedraagt de totale hoeveelheid stoom ontwikkeld in de twee verdampingsreservoirs 101 en 104 12.653 kg/uur.
Het water bevattende condensatieprodukt van de bovenkant van kolom 51, voorverwarmd tot een temperatuur van 98,9°C, wordt door leiding 90 aan het direkte contactin-20 richtingssysteem toegeleverd met een snelheid van 5409 kg/uur, terwijl condensaat voortgebracht door de condensatie van water in het hete toevoergas 7244 kg/uur van : de totale waterbehoeften van 12.653 kg/uur voortbrengt.
De resterende strippende stoombehoeften worden gele-25 verd door de stoom ontwikkeld in verdampingsreservoir 71« : De hete, geregenereerde oplossing, die onder in de regene-ratiekolom 51 verzamelt bij een temperatuur van 120°C, wordt naar verdampingsreservoir 71 geleid, gehandhaafd op een druk van 103,4 kPa. Onder deze omstandigheden ver-30 dampt stoom uit de oplossing met een snelheid van 24.399 kg/uur en de oplossing koelt tot een temperatuur van 104,6°C. De verdampte stoom wordt door leiding 108 geleid naar de zuigzijde van compressor 109, waar gecompri- j meerd wordt tot een druk juist boven de druk, die onder in 35 de regeneratiekolom 51 heerst, en wordt door leiding 77 toegevoerd als strippende stoom.
De oplossing, die reservoir 71 verlaat, wordt door de recirculatiepomp 74· geleid naar de absorptie-inrichting, waar de oplossing gesplitst wordt in twee stromen, waarvan 40 één (75 % van het totaal) het tussengedeelte van de absorp- 7JM5016 l 26 tie-inrichting door leiding 58 binnentreedt bij een temperatuur van 104,6°C en bet tweede deel (25 % van bet totaal) in koeler 57 wordt gekoeld tot een temperatuur van 68,9°C en de bovenkant van de absorptie-inrichting door leiding 5 56 binnentreedt.
Tabel II hierna, bevat de resultaten van voorbeeld 5 samen en laat tevens de resultaten zien van vergelijkings-voorbeeld A, dat, zoals bij gebruikelijke processen, de totale hoeveelheid van de strippende stoombehoeften produ-10 ceert door indirekte warmteuitwisseling tussen het hete toevoergas en de wasoplossing in het warmteuitwisselings-systeem, zoals van systeem 4 in fig. 1 of systeem 53 in fig. 2. In alle gevallen wordt de vereiste regeneratiewarmte uitgedrukt in miljoenen kJ/uur, onder aanname, dat 15 1 kg stoom equivalent is aan 2210 kJ.
Tabel II
Voor- Voor- beeld A beeld 5
Regeneratiewarmte ontwikkeld door warmteuitwisselingssysteem 53, mm kJ/h 151,4 63,4
Regeneratiewarmte ontwikkeld door dlrektè contactinrichting warmteuitwisselingssysteem mm kJ/h — 28,0
Regeneratiewarmte ontwikkeld in verdampingsreservoir 71, mm kJ/h — 53,9
Totaal vereiste regeneratiewarmte, mm kJ/h 151,4 145,3
Temperatuur van toevoergas bij de i inlaat naar het warmteuitwisselingssysteem 53, °c 183,4 162,6
Bespaarde warmte in het toevoergas voor andere doeleinden, mm kJ/h — 88,0
Bespaarde warmte als een percentage van de totale regeneratie-warmte- behoeften — 58,1
Koelend vermogen van de koeler 57, mm kJ/h 47,7 30,3
Koelend vermogen van de hoge condensor 84, mm kJ/h 137,3 71,4
Circulatiesnelheid van de oplossing in liters per minuut 16313 14813
Zoals blijkt uit tabel II is de uit het hete toevoergas bespaarde warmte 88,0 mm kJ/h equivalent aan een winning van 39.821 kg/uur stoom. Dit bedraagt 58,1 % van de 7915016 t 27 totale regeneratiewarmte-behoeften van het conventionele systeem van voorbeeld A. Merk op dat de temperatuur van het hete toevoergas, dat het wassysteem binnentreedt, in voorbeeld 3 162,6°C bedraagt, terwijl een temperatuur van 5 183,4°C vereist is in voorbeeld A. De warmte-inhoud van de met stoom verzadigde toevoergasstroom tussen de toevoer-niveaus van 183,4°C en 162,6°C is equivalent aan de warmte-besparingen van 88,0 kJ/h, die bewaard wordt voor andere toepassingen bij werking volgens de uitvinding. Zoals in 10 de voorbeelden 1 en 2 gaan deze waardevolle warmtebespa-ringen eveneens vergezeld van belangrijke besparingen in het vermogen van de oplossing koeler (koeler 57 in fig. 2), de hoge condensor (condensor 84 in fig. 2) en vermindering in de circulatiesnelheden van de oplossing.
15 De hoeveelheid stoom, die teruggewonnen kan worden door verdamping van het water in het indirekte warmte-uit-wisselingssysteem 5 in fig, 1 of het direkte contact in-richtingssysteem van fig. 2 hangt af van de mate, waartoe de druk boven het water verminderd wordt. De praktische 20 grens van warmtewinning op deze wijze is gerelateerd aan de kosten van het voortbrengen van de drukvermindering boven het water en de daaropvolgende comprimering van de aldus ontwikkelde stoom tot de druk, die onder in de rege-neratorkolom heerst. Hoe groter de vermindering in druk, 25 hoe groter de hoeveelheid stoom is, die ontwikkeld zal worden door verdamping; echter worden de vermogensbehoeften voor het voortbrengen van de verminderde druk en het opnieuw comprimeren van de stoom onevenredig hoog, wanneer de druk verlaagd wordt tot niveaus, die overeenkomen met 30 een kookpunt van water van 82,2°C. In het algemeen zullen de praktische grenzen voor het voortbrengen van verdam-pingsstoom uit het water overeenkomen met verlaagde kook-temperaturen van 90°C tot 121,1°C en meet gebruikelijk van 93?3°C tot 104,4°C. Derhalve zal de indirekte warmteuit-35 wisselaar 5 in fig· Ί in Het algemeen toegepast worden bij drukken van niet meer dan 68,9 kPa (overeenkomend met een water-kooktemperatuur van 90°C) en bij voorkeur niet min- ; der dan 79»3 kPa (overeenkomend met een water-kooktempera-tuur van 93ï3°C). Op soortgelijke wijze zal het verdam-40 pingsreservoir 104 van het direkte contactinrichtingssy- 7915016 28 steem van fig. 2 onderhevig zijn aan dezelfde praktische begrenzingen van drukvermindering.
Bij de uitvoering van de verdampingsbewerking op de geregenereerde oplossing in verdampingsreservoir 18 van 5 fig. 1 en verdampingsreservoir 71 van fig. 2, zal de hoeveelheid ontwikkelde verdampingsstoom eveneens afhankelijk zijn van de einddruk boven de geregenereerde oplossing in het verdampingsreservoir. In het algemeen zullen dezelfde praktische grenzen voor de onderste grens van de 10 drukvermindering gelden in het geval van verdamping van de geregenereerde oplossing als in het geval van verdamping van het water zoals hiervoor besproken.
De hoeveelheid warmte ontwikkeld door verdamping van de geregenereerde oplossing zal vanzelfsprekend eveneens 15 afhangen van de temperatuur van de geregenereerde oplossing, als deze de regeneratiekolom verlaat. Hoe hoger deze temperatuur in het algemeen hoe meer warmte, die teruggewonnen kan worden door verdamping van de geregenereerde oplossing. Bij de meeste toepassingen zal de regeneratie-20 kolom werken bij drukken enigszins boven atmosferische druk, zodanig dat de temperatuur van de geregenereerde oplossing gewoonlijk in de orde-grootte van 110 tot 132°C zal zijn. Onder deze omstandigheden en onderhevig aan de beperkingen in de mate, waartoe de druk boven de oplos-25; sing kan worden verlaagd, zal de hoeveelheid verdampte stoom, die zal worden voortgebracht, in het algemeen overeenkomen met een daling in de wastemperatuur van de oplossing (als gevolg van de endotherme stoomverdamping) van ongeveer 4°C tot 19,5°^ en in de meeste gevallen van 30 5,5°C tot 16,7°C.
In de uitvoeringsvorm, getoond in de fig. 1 en 2, wordt de vermindering van de druk boven het water en boven de geregenereerde oplossing voorifebracht door een mechanische compressor, die de drukvermindering voortbrengt en 35 vervolgens de voortgebrachte lage-drukrstoom comprimeert tot de druk, die onder in de regeneratie-kolom heerst.
Andere middelen voor het voortbrengen van de drukvermindering en comprimering van de ontwikkelde stoom kunnen eveneens worden toegepast, zoals een stoom-ejecteursysteem, 40 zoals het systeem, dat is getoond in het Amerikaanse oc- '7915016 Λ 29 trooischrift 3.823.222 van Homer E. Benson. Bij toepassing van een stoom-ejecteursysteem, wordt een toevoer van hoge en middelmatige druk stoom aan de ejecteur toegevoerd als krachtstoom, die de verminderde druk voort-5 brengt en het mengsel van kracht- en verdampingsstoom comprimeert tot de druk, die in de regeneratorkolom heerst. Bij toepassing van het stoom-ejecteursysteem zal een deel van de stoom-strippende behoeften geleverd worden door de krachtstoom. De keuze tussen een mechanisch com-10 pressorsysteem, zoals aangegeven in de fig. 1 en 2 en andere middelen, zoals een stoomejecteur zal afhangen van verschillende overwegingen, zoals de relatieve kapitaalkosten, de beschikbaarheid van geschikte krachtstoom, wa-terbalans-overwegingen en dergelijke.
15 Zoals hiervoor uiteengezet, is het doelmatig het voor de direkte of indirekte warmteuitwisseling tegen het hete toevoergas toe te passen water aan te vullen uit water, dat voortgebracht wordt tijdens het wasproces. Bij toepassing van een indirekte warmteuitwisseling tussen het 20 water en het hete toevoergas, zoals warmteuitwisselings-systeem 5 in fig. 1> verdient het zeer de voorkeur, voorverwarmd water bevattend condensaat toe te passen, dat voortgebracht wordt door condensatie van dampen boven uit de regenerator. De voorverwarming van het condensaat bij 25 de bovenkant van de regenerator vergroot het warmterende- . ment. Een ander voordeel is, dat de noodzaak voor het ver-; schaffen van een uitwendige bron van behandeld keteltoe-voerwater geëlimineerd wordt. Het water bevattende condensaat uit het topprodukt van de condensor kan verontrei-30 nigd zijn met bestanddelen van de wasoplossing, maar is desalniettemin geschikt voor opnieuw gebruik in het wassysteem zelf, aangezien de verontreinigingen dus binnen het wassysteem worden gehouden.
Bij toepassing van een direkt contactinrichtingssy-35 steem, zoals gehoond in fig. 2 voor uitwisseling van warmte tussen het hete procesgas en het water, wordt een gedeelte van het water bevattende condensaat automatisch voortgebracht door de stoom, die uit het hete toevoergas in de direkte contactinrichting 54 condenseert. Deze bron 40 van condensaat kan worden aangevuld door condensaat uit het 7915016 -4 30 topprodukt van de condensor van de regenerator, zoals toegelicht in fig. 2. Hier opnieuw elimineert de ontwikkeling van het vereiste water uit water bevattend condensaat, voortgebracht binnen het wassysteem zelf, de noodzaak voor 5 het verschaffen van voorbehandeld ketelvoedingswater.
In het systeem van fig. 1 kunnen nog verdere hoeveelheden warmte van laag niveau gewonnen worden uit het hete condensaat, dat condenseert uit het procesgas, dat in de uitdrijfpot 43A verzamelt. Het condensaat, dat de uit-10 drijfpot 43A verlaat, kan aan een afzonderlijk verdam- pingsreservoir (niet getekend) worden toegevoerd met een geschikte drukverlagingsklep tussen de uitdrijfpot en het verdampingsreservoir. Het verdampingsreservoir, dat het hete condensaat ontvangt, is verbonden met de zuigzijde 15 van de compressor 45» hetgeen resulteert in verlaging van de druk boven het condensaat tot een druk, die lager is dan de druk onder in de regenerator 5^ , waarbij lage-druk-stoom verdampt uit het hete condensaat en, na compressie in de compressor 54, wordt toegevoerd naar de onderkant 20 van de regenerator door leiding 22 tezamen met gecomprimeerde stoom, opgewekt in het warmteuitwisselingssysteem 5 en verdampingsreservoir 18.
In het systeem van fig. 2 kunnen additionele hoeveelheden condensaat uit het hete procesgas toegevoerd worden 25 aan de direkte contacttoren 54 door eliminatie van de uit-drijfpot 97, waardoor het condensaat, dat anders verwijderd wordt in de uitdrijfpot 97, wordt overgebracht naar de direkte contacttoren 54 en additionele warmte uit dit condensaat wordt gewonnen. In dat geval zal het condensaat 30 uit het hete proces een grotere hoeveelheid van de totale hoeveelheid water produceren, die nodig is voor de levering van de behoeften van de verdampingsreservoirs 100 en 104, en dienovereenkomstig de hoeveelheid condensaat toegevoerd door leiding 90 boven uit de regenerator 5^, ver-55 lagen.
De uitvinding is vanzelfsprekend niet beperkt tot de getoonde specifieke uitvoeringsvormen. De uitvinding kan worden toegepast op andere typen wassystemen, dan de systemen die specifiek zijn toegelicht. Bijvoorbeeld kan de :40 gehele wasoplossing de absorptie-inrichting binnentreden 7915016 51 * boven in de kolom met of zonder koeling in plaats van in twee gescheiden stromen zoals getoond in de fig. 1 en 2. Eveneens kan een zogenaamde twee-trapsregenerator toegepast worden, waarbij een gedeelte van de oplossing 5 onderworpen wordt aan een tussen-regeneratietrap (dat wil zeggen een groter gedeelte geabsorbeerde gassen in de oplossing achterlaat), terwijl een kleinere fractie van de oplossing onderworpen wordt aan een additionele stoomstripping voor het voortbrengen van een meer gron-10 dig geregenereerde wasoplossing, zoals het systeem aangegeven in fig. 7 van het Amerikaanse octrooischrift 2.886.405· 7915016

Claims (7)

1. Kringloop-werkwijze voor de verwijdering van zure gassen uit een hete, stoom bevattende toevoergasstroom door middel van een waterhoudende alkalische wasoplossing, 5 die continu in kringloop wordt gebracht tussen een absorp-tietrap, waarin de zure gassen geabsorbeerde worden door de wasoplossing en een regeneratietrap, waarin de zure gassen gedesorbeerd worden door strippen met stoom van dit hete, stoom bevattende toevoergas, welke werkwijze gekenmerkt 10 wordt door de vergrote terugwinning van de strippende stoom, door de volgende reeks trappen: (a) het in indirekte warmteuitwisseling brengen van het toevoergas met de wasoplossing, waarbij de wasoplossing wordt verhit en stoom wordt voortgebracht; 15 (b) het gebruiken van de stoom voortgebracht bij trap (a) als strippende stoom voor het regenereren van de oplossing; (c) het gebruiken van het ten dele gekoelde toevoergas van trap (a) voor het verhitten van water in een warmte- 20 uitwisselingssysteem, dat gescheiden is van het sy steem toegepast bij trap (a); (d) het verlagen van de druk boven het water, verhit bij trap (c), waardoor de kooktemperatuur van het water verlaagd wordt en stoom wordt voortgebracht bij een 25 druk lager dan de druk in de regeneratietrap en het in warmteuitwisselingsverband brengen van het gekoelde water afkomstig van deze drukverlaging met het toevoergas, waardoor het toevoergas verder gekoeld wordt; (e) het comprimeren van de lage drukstoom voortgebracht 50 bij trap (d) tot ten minste de druk in de regeneratie trap en het gebruiken van dergelijke gecomprimeerde stoom als strippende stoom voor het regenereren van de oplossing; (f) het brengen van het gekoelde toevoergas van trap (d) 55 naar de absorptietrap voor het verwijderen van zure gassen daaruit.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat additionele strippende stoom verschaft wordt door het verlagen van de druk boven de hete gerege- 40 nereerde oplossing in een verdampingszone, waarbij stoom 7915016 * c wordt voortgebracht big een druk lager dan de druk in de regeneratietrap met begeleidende koeling van de oplossing, het comprimeren van de aldus voortgebrachte lage drukstoom tot ten minste de druk in de regeneratietrap, 5 het gebruik van de gecomprimeerde stoom als strippende stoom voor het regenereren van de oplossing en het terugleiden van de gekoelde wasoplossing naar de absorptie-zone.
3. Werkwijze volgens conclusies 1 en 2, met het 10 kenmerk, dat het water toegepast bij de trappen (c) en (d) ten minste ten dele verschaft wordt door water bevattend condensaat, voortgebracht tijdens het wasproces.
4-. Werkwijze volgens conclusies 1 tot 3» met het kenmerk, dat het warmteuitwisselingssysteem 15 bij trap (c) een indirekt warmteuitwisselingssysteem is, waarbij het hete toevoergas in indirekte warmteuitwisse-ling is gebracht met het water.
5. Werkwijze volgens conclusies 1 tot 3» met het kenmerk, dat het warmteuitwisselingssysteem 20 bij trap (c) een direkt contact warmteuitwisselingssysteem is, waarbij het hete toevoergas in direkt contact gebracht wordt met gekoeld water verkregen bij de drukverlaging boven het water.
6. Werkwijze volgens elk van de voorafgaande conclu- 25 sies, met het kenmerk, dat de wasoplossing een water bevattende oplossing van kaliumcarbonaat bevat.
7. Werkwijze volgens èlk van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de absorptie?- trap wordt uitgevoerd bij praktisch super-atmosferische 30 druk en waarbij de temperaturen bij de absorptietrap nabij de temperaturen zijn in de regeneratietrap. 7915016
NL7915016A 1978-03-07 1979-03-02 Werkwijze voor de verwijdering van zure gassen uit hete gasmengsels. NL190981C (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/884,200 US4160810A (en) 1978-03-07 1978-03-07 Removal of acid gases from hot gas mixtures
US88420078 1978-03-07

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NL7915016A true NL7915016A (nl) 1980-04-29
NL190981B NL190981B (nl) 1994-07-01
NL190981C NL190981C (nl) 1994-12-01

Family

ID=25384159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL7915016A NL190981C (nl) 1978-03-07 1979-03-02 Werkwijze voor de verwijdering van zure gassen uit hete gasmengsels.

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4160810A (nl)
EP (1) EP0004043A1 (nl)
JP (1) JPS54155172A (nl)
BE (1) BE49T1 (nl)
CA (1) CA1106153A (nl)
DE (1) DE2952855A1 (nl)
FR (1) FR2446125A1 (nl)
GB (1) GB2041348B (nl)
IN (1) IN150688B (nl)
IT (1) IT1148284B (nl)
MX (1) MX150006A (nl)
NL (1) NL190981C (nl)

Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2856078A1 (de) * 1978-12-23 1980-07-10 Linde Ag Verfahren zum abtrennen und gewinnen gasfoermiger komponenten aus einem gasgemisch durch physikalische waesche
CA1149583A (en) * 1978-12-28 1983-07-12 Eduard J. Van De Kraats Process and plant for acid gas removal
FR2449470A1 (fr) * 1979-02-23 1980-09-19 Technip Cie Procede de traitement des gaz residuaires provenant d'unites d'extraction de soufre et installation comportant application de ce procede
FR2479021A1 (fr) * 1980-03-31 1981-10-02 Elf Aquitaine Procede pour regenerer une solution absorbante chargee d'un ou plusieurs composes gazeux susceptibles d'etre liberes par chauffage et/ou entraines par stripage, et installation pour sa mise en oeuvre
US4293531A (en) * 1980-08-07 1981-10-06 Benfield Corporation Selective removal of H2 S from gas mixtures containing CO2 and H2 S
US4409191A (en) * 1982-01-04 1983-10-11 Exxon Research & Engineering Co. Integrated cyclic scrubbing and condensate stripping process for the removal of gaseous impurities from gaseous mixtures
SE448740B (sv) * 1982-03-02 1987-03-16 Skf Steel Eng Ab Sett och anordning for regenerering av tvettvetska fran co?712-tvett vid reduktion av jernoxid med reducerande gaser
US4496371A (en) * 1983-09-21 1985-01-29 Uop Inc. Process for removal of hydrogen sulfide and carbon dioxide from gas streams
FR2600554B1 (fr) * 1986-06-30 1988-09-02 Elf Aquitaine Procede et dispositif pour la desacidification d'un gaz renfermant h2s ou/et co2 ainsi que des mercaptans
US4702898A (en) * 1986-10-17 1987-10-27 Union Carbide Corporation Process for the removal of acid gases from gas mixtures
US5122352A (en) * 1988-03-08 1992-06-16 Johnson Arthur F Heat exchanger and pollutant removal system
US4957715A (en) * 1988-04-15 1990-09-18 Uop Gas treatment process
CH676675A5 (nl) * 1988-10-12 1991-02-28 Escher Wyss Gmbh
US5273727A (en) * 1991-07-16 1993-12-28 Energy Conservation Partnership, Ltd. Flue gas purification and production of dry ammonium bisulfites and bisulfates
US5401480A (en) * 1990-08-14 1995-03-28 Energy Conservation Partnership Ltd. Removal of sulfur and nitrogen oxides from flue gases
US5230870A (en) * 1992-05-26 1993-07-27 Johnson Arthur F Method for converting noxious pollutants from flue gas into merchantable by-products
US5145658A (en) * 1990-11-28 1992-09-08 Eickmeyer & Associates, Inc. Reclaiming of heat of reaction energy from an alkaline scrubbing solution used in acid gas removal processes and apparatus therefor
US5384106A (en) * 1991-07-16 1995-01-24 Energy Conservation Partnership Ltd. Method for removing pollutants from a gas stream using a fractional condensing heat exchanger
AU5568099A (en) * 1998-08-18 2000-03-14 United States Department Of Energy Method and apparatus for extracting and sequestering carbon dioxide
CN1276787C (zh) * 1999-07-19 2006-09-27 株式会社荏原制作所 酸性气体洗涤装置及其方法
US6533843B2 (en) * 2001-06-05 2003-03-18 Scientific Design Company, Inc. Two stage flash for hydrocarbon removal
ES2345933T3 (es) * 2003-03-10 2010-10-06 Board Of Regents, The University Of Texas System Regeneracion de una disolucion acuosa a partir de un proceso de absorcion de gases acidos mediante evaporacion ultrarrapida y separacion de multiples fases.
EA008970B1 (ru) * 2003-07-22 2007-10-26 Дау Глобал Текнолоджиз Инк. Регенерация текучих сред для обработки, содержащих кислый газ
JP4690659B2 (ja) * 2004-03-15 2011-06-01 三菱重工業株式会社 Co2回収装置
DE112006002198T9 (de) * 2005-08-16 2009-02-26 CO2CRC Technologies Pty. Ltd., Parkville Anlage und Verfahren zum Entfernen von Kohlendioxid aus Gasströmen
CA2632425A1 (en) * 2005-12-19 2007-07-05 Fluor Technologies Corporation Integrated compressor/stripper configurations and methods
WO2007106883A2 (en) * 2006-03-15 2007-09-20 Carbon Trap Technologies, L.P. Processes and systems for the sequestration of carbon dioxide utilizing effluent streams
NO333144B1 (no) 2006-11-24 2013-03-18 Aker Clean Carbon As Fremgangsmåte og regenerator for regenerering av absorbent som har absorbert CO2
NO333560B1 (no) * 2006-11-24 2013-07-08 Aker Clean Carbon As Fremgangsmåte og regenerator for regenerering av flytende CO2 absorbent.
NO336193B1 (no) * 2007-09-14 2015-06-08 Aker Engineering & Technology Forbedret fremgangsmåte ved regenerering av absorbent
US8192530B2 (en) * 2007-12-13 2012-06-05 Alstom Technology Ltd System and method for regeneration of an absorbent solution
JP5405486B2 (ja) 2007-12-28 2014-02-05 サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス,インコーポレイティド 燃料電池システム
DE102008057937A1 (de) * 2008-11-19 2010-05-20 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Waschmittelregenerierung in physikalischen Gaswäschen
WO2010086039A1 (de) * 2009-01-28 2010-08-05 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum abtrennen von kohlendioxid aus einem abgas einer fossilbefeuerten kraftwerksanlage
US8801836B2 (en) * 2009-02-02 2014-08-12 Union Engineering A/S Method for recovery of carbon dioxide from a gas using a process gas heated reboiler for carbon dioxide removal in a stripper
US20100135881A1 (en) * 2009-07-28 2010-06-03 Lubo Zhou Process for simultaneous removal of carbon dioxide and sulfur oxides from flue gas
KR101172422B1 (ko) * 2009-12-11 2012-08-08 에스케이씨 주식회사 폐열 회수 시스템
DE102010019511A1 (de) * 2010-01-27 2011-07-28 Hitachi Power Europe GmbH, 47059 Desorber einer CO2-Rauchgaswäsche und Verfahren zur Abkühlung des darin erzeugten CO2-Fluidstroms
WO2012032410A2 (en) * 2010-08-24 2012-03-15 Ccr Technologies, Ltd. Process for recovery of processing liquids
CN102059037A (zh) * 2010-11-22 2011-05-18 重庆欣雨压力容器制造有限责任公司 从天然气尾气中提纯二氧化碳的工艺
JP5707894B2 (ja) * 2010-11-22 2015-04-30 株式会社Ihi 二酸化炭素の回収方法及び回収装置
JP5737916B2 (ja) * 2010-12-01 2015-06-17 三菱重工業株式会社 Co2回収システム
JP5655593B2 (ja) * 2011-01-27 2015-01-21 株式会社Ihi 二酸化炭素の回収方法及び回収装置
JP5812847B2 (ja) * 2011-12-21 2015-11-17 三菱日立パワーシステムズ株式会社 二酸化炭素の回収装置及び方法
JP5901296B2 (ja) 2012-01-06 2016-04-06 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Co2化学吸収システム
US8741247B2 (en) 2012-03-27 2014-06-03 Alstom Technology Ltd Method and system for low energy carbon dioxide removal
JP6066605B2 (ja) * 2012-07-20 2017-01-25 三菱重工業株式会社 Co2回収システム
EP2877258B1 (en) * 2012-07-26 2018-10-24 Fluor Technologies Corporation Steam efficiency with non depletive condensing and adiabatic solvent heating
CN103566712B (zh) * 2012-08-07 2016-03-30 中国石油化工股份有限公司 一种烟气二氧化碳捕集工艺
US10195561B2 (en) * 2012-09-20 2019-02-05 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. Steam supply system and CO2 recovery unit including the same
CN103768895A (zh) * 2012-10-23 2014-05-07 中国石油化工股份有限公司 一种低能耗热钾碱脱除二氧化碳的方法
AT514460B1 (de) 2013-06-20 2015-03-15 Tech Universität Wien Verfahren und Vorrichtung zur Entschwefelung von Gasgemischen
CN103351271A (zh) * 2013-06-28 2013-10-16 中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院 溶剂吸收法回收乙烯的装置
FR3027819B1 (fr) * 2014-11-04 2018-07-27 IFP Energies Nouvelles Procede de desacidification d'un effluent gazeux par une solution absorbante avec injection de vapeur dans la solution absorbante regeneree et dispositif pour sa mise en oeuvre
US10005027B2 (en) 2015-01-28 2018-06-26 Fluor Technologies Corporaticn Methods and systems for improving the energy efficiency of carbon dioxide capture
JP2016215105A (ja) * 2015-05-18 2016-12-22 株式会社東芝 二酸化炭素回収装置および二酸化炭素回収方法
CN105582787B (zh) * 2016-01-19 2018-05-15 湖南大学 一种工业化二氧化碳捕获剂的快速筛选方法
CN107777743A (zh) * 2016-08-30 2018-03-09 广东益诺欧环保股份有限公司 一种废酸专用蒸发器装置
US10376829B2 (en) 2017-06-13 2019-08-13 Fluor Technologies Corporation Methods and systems for improving the energy efficiency of carbon dioxide capture
JP6925936B2 (ja) * 2017-10-31 2021-08-25 三菱重工エンジニアリング株式会社 酸性ガス除去装置及び酸性ガス除去方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3101996A (en) * 1961-03-29 1963-08-27 Chemical Construction Corp Process for removal of acid gas from gas streams
US3288557A (en) * 1962-07-26 1966-11-29 Chemical Construction Corp Removal of acid gases for gas streams
US3563695A (en) * 1968-03-22 1971-02-16 Field And Epes Separation of co2 and h2s from gas mixtures
US3563696A (en) * 1969-06-17 1971-02-16 Field And Epes Separation of co2 and h2s from gas mixtures
DE2043190C3 (de) * 1969-09-09 1979-02-15 Benson, Field & Epes, Berwyn, Pa. (V.St.A.) Verfahren zur Abtrennung von sauren Gasen aus heißen wasserdampfhaltigen Gasgemischen
US3685960A (en) * 1969-09-19 1972-08-22 Benson Field & Epes Separation of co2 and h2s from gas mixtures
IT1046519B (it) * 1974-11-08 1980-07-31 Vetrocoke Cokapuania Spa Procedimento migliorato per la eliminazione e il ricupero di gas acidi co 2 e o h2s da miscele gassose che li contengono

Also Published As

Publication number Publication date
IT8086206A0 (it) 1980-02-27
GB2041348A (en) 1980-09-10
GB2041348B (en) 1982-06-16
FR2446125B1 (nl) 1983-11-25
BE49T1 (fr) 1980-03-28
NL190981C (nl) 1994-12-01
JPS6135890B2 (nl) 1986-08-15
DE2952855A1 (de) 1980-07-31
DE2952855C2 (nl) 1987-06-04
US4160810A (en) 1979-07-10
EP0004043A1 (en) 1979-09-19
FR2446125A1 (fr) 1980-08-08
IN150688B (nl) 1982-11-20
JPS54155172A (en) 1979-12-06
NL190981B (nl) 1994-07-01
IT1148284B (it) 1986-11-26
MX150006A (es) 1984-02-28
CA1106153A (en) 1981-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL7915016A (nl) Verwijdering van zure gassen uit hete gasmengsels.
US3823222A (en) Separation of co2 and h2s from gas mixtures
EP0768365B1 (en) Process for the removal of highly concentrated carbon dioxide from high-pressure natural gas
US4035166A (en) Regeneration of regenerable aqueous scrubbing solutions used for removing acidic gases from gas mixtures
US3215189A (en) Evaporative process using submerged combustion
US3659401A (en) Gas purification process
US4702898A (en) Process for the removal of acid gases from gas mixtures
US5145658A (en) Reclaiming of heat of reaction energy from an alkaline scrubbing solution used in acid gas removal processes and apparatus therefor
US4409191A (en) Integrated cyclic scrubbing and condensate stripping process for the removal of gaseous impurities from gaseous mixtures
US4384875A (en) Process and installation for regenerating an absorbent solution containing gaseous compounds
JPS6247405B2 (nl)
AU746629B2 (en) Device and process for dehydration of water absorbent
CA1148332A (en) Process for the decarbonation of gases
US3170766A (en) Sulfur recovery apparatus
CN112521252A (zh) 一种丙炔醇、丁炔二醇水溶液体系的浓缩热泵精馏工艺和设备
US4427495A (en) Apparatus and method for upgrading low pressure steam brines and the like
US2908554A (en) Process for recovering heavy hydrogen and heavy water
EP0049584B1 (en) Distillation system
US3258486A (en) Process for urea synthesis
NL8200822A (nl) Werkwijze voor isotherme absorptie van ethyleenoxyde met een filmabsorptietoestel.
US2318522A (en) Gas purification process
NL8100003A (nl) Werkwijze voor het bereiden van ammoniak.
KR830001387B1 (ko) 가스의 탈탄소화 방법
JPS585190B2 (ja) 尿素合成における未反応物の分離回収方法
RU2775682C9 (ru) Способ низкотемпературной подготовки природного газа и извлечения углеводородного конденсата

Legal Events

Date Code Title Description
A1A A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
CNR Transfer of rights (patent application after its laying open for public inspection)

Free format text: UNION CARBIDE CORPORATION

A85 Still pending on 85-01-01
CNR Transfer of rights (patent application after its laying open for public inspection)

Free format text: UNION CARBIDE CORPORATION TE DANBURY.

BC A request for examination has been filed
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 19961001