PL19722B1 - Sposób wydzielania dwutlenku wegla z gazów, nie zawierajacych praktycznie siarki. - Google Patents

Description

Znane jest wydzielanie dwutlenku we¬ gla z gazów w ten sposób, ze gazy plócze sie organicznemi zasadami jak np. etanola- minami i nastepnie zwiazane slabe kwasy wypedza sie przez ogrzewanie. Powyzszy sposób posiada te wade, ze ogrzewanie ply¬ nu plóczacego polaczone jest ze stratami organicznych zasad; ponadto do czyszcze¬ nia pewnej okreslonej ilosci gazu potrzebne sa stosunkowo duze ilosci plynu plóczace¬ go, wskutek czego sposób jest nieekono¬ miczny, Obecnie stwierdzono, ze dwutlenek we¬ gla mozna latwo wyplókiwac z gazów, nie zawierajacych praktycznie siarki, przy po¬ mocy plynów zawierajacych kwasne orga¬ niczne zwiazki zmieszane albo zwiazane z zasadowo dzialajacemi zwiazkami potasow- ców lub wapniowców, przepuszczajac po¬ wyzsze plyny w procesie kolowym przez zbiorniki absorbcyjne i regeneracyjne. Z po¬ wyzszych roztworów C02 mozna wypedzic przez ogrzanie, przyczem otrzymuje sie go w postaci stezonej i mozna go z latwoscia przerabiac w dalszym ciagu, podczas gdy plyn absorbcyjny stosuje sie ponownie. Sto-pien elektrolitycznej dysocjacji stosowa¬ nych zwiazkóW organicznych lub pew¬ nej kwasnej grupy' tychze' winien byc w zwyklej temperaturze mniej wiecej równy albo mniejszy niz stopien dy¬ socjacji kwasu weglowego, przyczem or¬ ganiczne kwasy przy ogrzewaniu roztwo¬ ru do wrzenia nie powinny byc lotne albo przynajmniej znacznie trudniej lotne niz kwas weglowy. Jako kwasne organiczne zwiazki wchodza w rachube aminokwasy i ich pochodne, aminosulfokwasy, fenol i jego homologi, aromatyczne lub alifatyczne kwa¬ sy karbonowe, np. kwas ftalowy i jego po¬ chodne, i tak dalej. Jako zasady wchodza przedewszystkiem wi rachube wodorotlenki, tlenki, weglany i tak dalej potasowców. Ja¬ ko plyny plóczace zaleca sie zwlaszcza wodne roztwory soli potasowcowych gliko- kolu, alaniny, tauryny oraz zwiazki o po¬ dobnym skladzie. Powyzsze roztwory po¬ chlaniaja w zwyklej temperaturze i pod zwyklem cisnieniem, w zaleznosci od ste¬ zenia rozpuszczonych substancyj, az ponad 60-krotna ilosc dwutlenku wegla w stosun¬ ku do objetosci, a przy ogrzewaniu oddaja go praktycznie calkowicie.Celem unikniecia w roztworach plócza¬ cych, nasyconych dwutlenkiem wegla osa¬ dów, np. weglanu sodu, zaleca sie stosowac kwasne organiczne zwiazki i zasady w ilo¬ sciach mniej wiecej równowaznych.Korzystnie jest stosowac mieszaniny so¬ li potasowcowych lub wapniowcowych róz¬ nych slabych organicznych kwasów, zwla¬ szcza o róznym stopniu kwasowosci, ponie¬ waz w ten sposób unika sie tworzenia osa¬ dów w roztworze plóczacym, jak to, np., moze nastapic przy uzyciu wyzej procento¬ wego roztworu soli sodowej alaniny. W ten sposób mozna równiez zwiekszyc szybkosc absorbcji. Zwlaszcza korzystne jest stoso¬ wanie takich mieszanin, które zawieraja rózne athinokwasy lub aminokwasy z imino- kwasami, np. mieszaniny kwasów amino¬ wych otrzymanych przez rozklad bialka na drodze fermentacyjnej, kwasami lub alka- ljami. Skutek plókania mozna jeszcze znacznie zwiekszyc, jesli plókanie przepro¬ wadza sie przy podwyzszonej temperatu¬ rze, najlepiej nie przekraczajacej 90°C.Podwyzszenie temperatury powoduje znacz¬ ne zwiekszenie szybkosci hydratacji kwasu weglowego, od czego zalezy szybkosc ab¬ sorbcji. Preznosc kwasu weglowego w ply¬ nie plóczacym nasyconym dwutlenkiem we¬ gla przy podwyzszaniu temperatury podno¬ si sie tylko nieznacznie i wzrasta znacznie dopiero wpoblizu punktu wrzenia plynu plóczacego. Absorbcje kwasu weglowego mozna przeprowadzic równiez przy pod- * wyzszonem cisnieniu.Przy stosowaniu wspomnianych wysoko stezonych plynów plóczacych, nasycanych dwutlenkiem wegla, moga wydzielic sie przy dluzszem staniu sole stale, które powoduja przeszkody w ruchu, np. zatykanie apara¬ tury, oraz wskutek wydzielania potasow¬ ców lub wapniowców zmieniaja sklad ply¬ nów plóczacych. Wskutek braku potasow¬ ców lub wapniowców w roztworze nastepu¬ je zmniejszenie zdolnosci absorbcyjnej ply¬ nu. Powyzszych przeszkód unika sie z cala pewnoscia, jesli w mysl wynalazku plyn ab- sorbcyjny stale krazy miedzy jedna lub kil¬ ku plóczkami oraz jednem lub kilku pa¬ rownikami oraz odpowiednio wlaczonemi chlodnicami lub wymieniaczami ciepla. W takich warunkach czas, jaki pozostaje do dyspozycji, nie wystarcza, aby mogly utwo¬ rzyc sie osady, lub jesli osady utworza sie nie moga one opasc, lecz zostaja przenie¬ sione z roztworem natychmiast do parow¬ nika, w którym sie je ponownie rozklada.Celem osiagniecia powyzszego celu, dobrze jest, jesli konieczne dla przeprowadzenia procesu zbiorniki wyrównawcze i przelotnie umieszczone miedzy poszczególnemi apara¬ turami, posiadaja takie rozmiary oraz tak sa umieszczone, aby plyn w miare mozliwo¬ sci stale byl W ruchu. W tym celu wykonu¬ je sie wyparniki w postaci aparatów kohim-nowych, podgrzany plyn splywa zgóry, a pare wprowadza w przeciwpradzie, przy- czem roztwór stale jest w ruchu. Tego ro¬ dzaju urzadzenie do plókania uwidoczniono na zalaczonym rysunku (fig. 1).Urzadzenie do plókania sklada sie za¬ sadniczo z plóczki 1, urzadzenia do regene¬ rowania dla plynu plóczacego 2, wymienia¬ cza ciepla 3 oraz potrzebnych przewodów dla gazu, plynu plóczacego, wody, pary, pomp, chlodnic i odpowiednich przyrzadów pomiarowych.Gaz oczyszczony wchodzi przy 4 do plóczki 1 i opuszcza ja po oczyszczeniu przy 5. Plóczke wyklada sie najlepiej materja- lem ceramicznym i napelnia srodkiem wy¬ pelniajacym, np. pierscieniami Raschiga.Plyn plóczacy wprowadza sie przewodem 6 przy pomocy rozdzielacza do plóczki i po nasyceniu C02 gromadzi w dolnej cze¬ sci wiezy 7, skad przepompowuje sie go pompa 8 przez wymieniacz ciepla 3 do wy- parnika 9. W wymieniaczu ciepla ogrzewa sie roztwór do okolo 80°C i ogrzewa W wy - parniku do wrzenia, przyczem przewazna ilosc pobranego C02 uchodzi przewodem 10. Goracy roztwór dostaje sie przelewem 11 do wiezy 2 wylozonej materjalem cera¬ micznym i wypelnionej srodkiem wypelnia¬ jacym; do wiezy wprowadza sie w przeciw¬ pradzie bezposrednio pare 13, wskutek cze¬ go plyn plóczacy zostaje praktycznie uwol¬ niony calkowicie od pochlonietego C02.Dwutlenek wegla uchodzacy z para laczy sie przy 14 z kwasem weglowym, uchodza¬ cym z wyparnika, i w chlodnicy 15 uwalnia przez bezposrednie chlodzenie woda 16 od pary wodnej, a wkoncu przerabia sie go za¬ leznie od potrzeby. Goracy roztwór plócza¬ cy pompuje sie z dolnej czesci plóczki 17 przy pomocy pompy 18 przez wymieniacz ciepla 3 i chlodnice 19, w której roztworowi plóczacemu nadaje sie zadana temperatu¬ re, ponownie na plóczke 1. Powyzsze urza¬ dzenie daje te korzysc, ze roztwór utrzy¬ mywany jest stale w ruchu tak, iz nie na¬ stepuje wydzielanie sie stalych soli, a w przypadku, gdy sole sie utworza nie moga one wytworzyc osadu w aparaturze. Ponad¬ to dzieki powyzszemu sposobowi mozna o- czyscic duze ilosci gazu przy pomocy sto¬ sunkowo niewielkich ilosci roztworu, dzie¬ ki czemu oszczedza sie na parze. Równiez koszta urzadzenia powyzszej aparatury re¬ generacyjnej sa stosunkowo niewielkie.Wyplókiwanie mozna przeprowadzic równiez w dwóch plóczkach wlaczonych szeregowo, jak uwidoczniono na fig. 2. Re¬ generowany roztwór plóczacy prowadzi sie przewodem 1 przy pomocy rozdzielacza do plóczki 2, a po przejsciu plóczki przelewem 3 do zbiornika 4. Z zbiornika tego przepom¬ powuje sie roztwór przy pomocy pompy 5 do plóczki 6. Po przejsciu przez plóczke czesc roztworu plóczacego przeplywa po¬ nownie do zbiornika 4 i w ten sposób dosta¬ je sie ponownie do plóczki, podczas gdy in¬ na czesc, zaleznie od warunków plókania, przepompowuje sie przewodem 7 przy po¬ mocy pompy 8 do urzadzenia regeneracyj¬ nego poprzednio opisanego. Powyzsze urza¬ dzenie posiada te zalete, ze plyn plóczacy, zaleznie od przepompowanej ilosci, w pierwszej plóczce nasyca sie w duzym stop¬ niu dwutlenkiem wegla, dzieki czemu wy¬ zyskuje sie zdolnosc absorbcyjna roz¬ tworu plóczacego niemal w zupelnosci.Dzieki temu zuzywa sie do wyplókania da¬ nej ilosci gazu znacznie mniej pary, przez co proces jest tanszy.Wiadomo, ze alkaliczne plyny nadzera- ja zelazo tylko nieznacznie, podczas gdy olów i glin silnie. Okazalo sie obecnie, ze przy stosowaniu wymienionych alkalicz¬ nych plynów plóczacych do wyplókiwania C02 zelazo zostaje silnie nadzerane, pod¬ czas gdy olów, zwlaszcza olów twardy, stal chromo-niklowa i glin nie ulegaja temu dzialaniu albo tylko nieznacznie. Trwalosc materjalu mozna jeszcze zwiekszyc, jesli do roztworu plóczacego albo do gazu przed wyplókaniem dodac male ilosci polaczen — 3 —siarki jak siarkowodór, siarczek amonu, po¬ lisiarczek amonu i tak dalej, Okazalo sie przytern, ze w obecnosci wymienionych zwiazków siarki mozna usunac w zupelno¬ sci nadzerania wymienionych materjalów, tak iz w tym przypadku mozna równiez sto¬ sowac zelazo jako materjal budowlany.Ponadto okazalo sie, ze obecnosc chlor¬ ków w roztworach plóczacyeh, nawet w naj¬ mniejszych ilosciach, wywoluje na scianach aparatury silne nagryzanie; korzystnie jest przeto stosowac roztwory mozliwie pozba¬ wione chloru. Osiaga sie to w ten sposób, ze juz do wyrobu srodków absorbcyjnych stosuje sie wolne od chloru materjaly wyj¬ sciowe albo usuwa mozliwie obecny chlor ze srodków absorbcyjnych.Przyklad L Mieszanine azotu i wodoru otrzymana z gazu wodnego, zawierajaca jeszcze 20% objetosci C02, zrasza sie w przeciwpradzie w zwyklej temperaturze i pod zwyklem cisnieniem wodnym roztwo¬ rem, zawierajacym w litrze 250 g soli so¬ dowej glikokolu, przyczem na 1 m3 gazu stosuje sie okolo 15 litrów roztworu. Ucho¬ dzacy z plóczki gaz zawiera mniej niz 0,2% C02. Odplywajacy z plóczki roztwór prowadzi sie do specjalnego zbiornika re¬ generacyjnego i, wyzyskujac zawartosc cicplna odparowanego roztworu plóczace- go, ogrzewa sie do wrzenia, przyczem C02 uchodzi praktycznie calkowicie. Poniewaz roztwór plóczacy pochlania czesc wody stale obecnej w gazie, wode parujaca przy ogrzewaniu roztworu plóczacego po skro¬ pleniu i oziebieniu nalezy zuzytkowac tyl¬ ko w pewnej czesci, celem utrzymania rów¬ nej koncentracji roztworu plóczacego.Zregenerowany i ochlodzony roztwór plóczacy uzywa sie ponownie do czyszcze¬ nia gazów. Dwutlenek wegla, uchodzacy z wyparnika spreza sie po wydzieleniu pary wodnej przez oziebienie i napelnia nim bu¬ tle stalowe.Przyklad II. Mieszanine azotu i wodoru z gazu wodnego, zawierajaca jeszcze 20% objetosciowych C021 zrasza sie pod zwy¬ klem cisnieniem i przy zwyklej temperatu¬ rze wodnym roztworem lub zawiesina, za¬ wierajaca 300 g 4-nitrorezorcyny oraz 155 g wodorotlenku sodowego w 1 litrze. Gaz u- chodzacy z plóczki zawiera mniej niz 1% kwasu weglowego. Odplywajacy z plóczki roztwór regeneruje sie w mysl przykladu I i stosuje ponownie. Wydzielony C02 uzywa sie do wyrobu lodu.Przyklad III. Mieszanine gazowa w mysl przykladu 1 zrasza sie wodnym roz¬ tworem, zawierajacym 300 g soli sodowej lub potasowej kwasu acetantranilowego, przyczem na 1 m3 gazu stosuje sie okolo 15 litrów roztworu. Uchodzacy z plóczki gaz zawiera mniej niz 1 %i C02. Odplywaja¬ cy z plóczki roztwór regeneruje sie w mysl przykladu I i ponownie uzywa.Przyklad IV. Gaz z wegla brunatnego z zawartoscia 21% C02 zrasza sie w prze¬ ciwpradzie roztworem, zawierajacym 30% soli sodowej alaniny i 8% soli potasowej glikokolu, przyczem na 1 m3 gazu stosuje sie 3 litry roztworu. Uchodzacy z plóczki gaz zawiera jeszcze 6,8% C02. Odplywaja¬ cy roztwór plóczacy nie zawierajacy zad¬ nych wydzielin, wprowadza sie do zbiornika regeneracyjnego i, wyzyskujac cieplo juz pozbawionego C02 roztworu, ogrzewa do wrzenia, przyczem wieksza czesc C02 u- chodzi. Nastepnie wypedza sie pozostaly C02 przez wprowadzenie bezposrednio pary. Regenerowany i ponownie ochlodzo¬ ny roztwór stosuje sie ponownie do wy¬ dzielania C02.Przyklad V. Otrzymany przez krakowa¬ nie gaz, zawierajacy weglowodory, który katalitycznie przemieniono para wodna na mieszanine gazowa, zawierajaca okolo 20% C021 zrasza sie w temperaturze okolo 65 % w dwóch szeregowo wlaczonych plóczkach wodnym roztworem, zawierajacym 20% so¬ li sodowej alaniny, 5% amino dwupropio- nianu sodowego, 5% soli sodowej glikokolu i 5% iminodwuoctanu sodu. W drugiej — 4 —plóczce daje sie na 1 m3 gazu 5 litrów roz¬ tworu, podczas* gdy roztwór z drugiej plóczki przeplywa do plóczki pierwszej i tu przepompowuje sie kilkakrotnie tak, iz na 1 m3 gazu stosuje sie okolo 28 litrów roztworu. Z tej plóczki odbiera sie tyle roz¬ tworu plóczacego, ile go sie wprowadza do plóczki drugiej, i ogrzewa w naczyniu rege- neracyjnem do wrzenia, przyczem pochlo¬ niety C02 ulatnia sie praktycznie calkowi¬ cie.Regenerowany roztwór stosuje sie po¬ nownie. Gaz uchodzacy z plóczki zawiera mniej niz 0,5% C02.Przyklad VI. Gazy uchodzace z wyso¬ kiego pieca o zawartosci 12% objetoscio¬ wych C02, peraturze 60°C wodnym roztworem, zawie¬ rajacym 10% soli sodowej glikokolu i 20% soli sodowej alaniny, przyczem na 1 m3 ga¬ zu stosuje sie okolo 10 litrów roztworu. Gaz uchodzacy z plóczki zawiera mniej niz 0,1 % C02. Roztwór plóczacy nasycony C02 splywa z wiezy wypelnionej pierscienia¬ mi Raschiga, a w przeciwpradzie wprowa¬ dza inna czesc odpylonego goracego gazu, przez co wypedza sie z roztworu C02. O- chlodzony do 60° roztwór stosuje sie po¬ nownie. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wydzielania dwutlenku we¬ gla z gazów praktycznie wolnych od siarki przez wyplókiwanie roztworami i wypedza¬ nie go z tych ostatnich przez ogrzewanie, znamienny tern, ze stosuje sie roztwory za¬ wierajace kwasne organiczne zwiazki zmie¬ szane albo zwiazane z zasadowo dzialaja- cemi polaczeniami potasowców lub wap- niowców, przyczem roztwory te przepu¬ szcza sie przez aparaty absorbcyjne lub re¬ generacyjne w obiegu kolowym. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze roztwory zawieraja kwasne or¬ ganiczne zwiazki, zmieszane albo zwiazane z zasadowo dzialajacemi polaczeniami po¬ tasowców lub wapniowców* prawie w sto¬ sunkach równowaznikowych. 3. Sposób wedlug zastrz. 1—2, zna¬ mienny tern, ze roztwory zawieraja mie¬ szaniny slabych organicznych kwasów, zwlaszcza o róznym stopniu kwasowosci, zmieszane albo zwiazane z zasadowo dzia¬ lajacemi zwiazkami potasowców lub wap¬ niowców albo mieszaninami tychze. 4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, zna¬ mienny tern, ze roztwory zawieraja amino¬ kwasy zmieszane albo zwiazane z zasado¬ wo dzialajacemi polaczeniami potasowców lub wapniowców. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienny tern, ze roztwory zawieraja miesza¬ niny róznych aminokwasów albo amino¬ kwasów z iminokwasami, fenolami, amino- sulfokwasami lub ich pochodnemi zwiazane albo zmieszane z zasadowo dzialajacemi polaczeniami potasowców lub wapniowców. 6. Sposób wedlug zastrz. 1 — 5, zna¬ mienny tern, ze roztwory zawieraja slabe organiczne kwasy zwiazane albo zmieszane z wodorotlenkami, tlenkami lub weglanami potasowców. 7. Sposób wedlug zastrz. 1 — 6, zna¬ mienny tern, ze wyplókiwanie przeprowa¬ dza sie przy podwyzszonej temperaturze, najlepiej nie przekraczajacej 90°C. 8. Sposób wedlug zastrz. 1 — 7, zna¬ mienny tern, ze gazy zawierajace dwutle¬ nek wegla traktuje sie w jednej lub kilku szeregowo wlaczonych plóczkach roztwora¬ mi plóczacemi, przyczem w jednej plóczce lub we wszystkich plóczkach przepompo¬ wuje sie roztwór plóczacy kilkakrotnie. 9. Sposób wedlug zastrz. 1 — 8, zna¬ mienny tern, ze roztwory ogrzewa sie do wrzenia w wymieniaczu ciepla albo po¬ srednio para lub przy pomocy obu tych spo¬ sobów i nastepnie traktuje bezposrednio para. 10. Sposób wedlug zastrz. 1 — 9, zna¬ mienny tern, ze jako materjal do aparatury — 5 —stosuje sie olów, olów twardy, stal chromo- niklowa lub glin, 11. Sposób wedlug zastrz. 1 — 10, zna¬ mienny tern, ze stosuje sie roztwory pló- czace, zawierajace drobne ilosci polaczen siarki, jak siarkowodór lub zwiazki zawie¬ rajace albo wydzielajace siarkowodór. 12. Sposób wedlug zastrz. 1 — 11, zna¬ mienny tern, ze stosuje sie roztwory plócza- ce praktycznie wolne od chloru. I. G. Farbenindustric Aktiengesellschaft. Zastepca: Dr. inz. M. Kryzan, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego NTr 19?22. Ark 1." \ l V ^ k <$&8&&3tt A H I"" bsDo opisu patentowego Nr 19*722. Ark.
2. 2. RgL Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawo. PL