Opublikowano: 20.XI.1973 68826 KI. 12i,31/20 MKP COlb 31/20 Wspóltwórcy wynalazku: Andrzej Golebiowski, Tadeusz Wasala, Stanislaw Jezyk, Ryszard Scierzynski Wlasciciel patentu: Instytut Nawozów Sztucznych, Pulawy (Polska) Sposób regeneracji roztworów po absorpcji kwasnych gazów z mieszanin gazowych Przedmiotem wynalazku jest sposób regeneracji roztworów po absorpcji kwasnych gazów, szcze¬ gólnie dwutlenku wegla z mieszanin gazowych.Znane sposoby usuwania kwasnych gazów z mie¬ szanin gazowych, wedlug patentów polskich Nr 46590, Nr 587711, Nr 58685 polegaja na wymywaniu kwasnych gazów z mieszaniny gazów w absorbe¬ rze roztworami, które posiadaja zdolnosc rozpusz¬ czania tych gazów. Sa to najczesciej gorace roztwo¬ ry weglanów metali alkalicznych, na przyklad weg¬ lan .potasu, z dodatkiem lub bez dodatku substancji przyspieszajacych proces absorpcji jak: tlenek ar¬ senowy, etanoloaminy, lub borany, fosforany i inne charakteryzujace sie podobnym dzialaniem.Roztwory te po nasyceniu sie kwasnymi gazami poddaje sie regeneracji w czasie, której nastepuje wydzielenie z roztworu zaabsorbowanych kwasnych gazów. Regeneracja polega na obnizeniu nad tymi roztworami cisnienia czastkowe kwasnych gazów oraz na dostarczeniu odpowiedniej ilosci ciepla desorpcji. Uzyskuje sie to najczesciej przez obnize¬ nie cisnienia w regeneratorze w stosunku do cisnie¬ nia w absorberze i przepuszczenie przez poddawa¬ ne regeneracji roztwory duzych ilosci czynnika ga¬ zowego nie zawierajacego kwasnych gazów, zwykle pary wodnej lub pary wodnej i powietrza przy jednoczesnym podgrzaniu roztworu w sposób prze¬ ponowy lub przeponowy i bezprzeponowy.Dobra regeneracja roztworów uzywanych nastep^ nie w procesie absorpcji, ma zasadnicze znaczenie 2 dla dokladnosci odmycia kwasnych gazów z mie¬ szanki gazowej. Stezenie kwasnego gazu w oczysz¬ czonej mieszaninie gazowej opuszczajacej absorber jest ograniczone preznoscia par kwasnego gazu 5 w stanie równowagi nad zregenerowanym roztwo¬ rem idacym do absorbera. Preznosc ta zalezy od skladu roztworu absorpcyjnego i od temperatury.Dla kazdego roztworu maleje ona ze spadkiem stezenia kwasnego skladnika znajdujacego sie w io roztworze oraz ze spadkiem temperatury roztworu.Stopien regeneracji zapewniajacy odmywanie gazu kwasnego, na przyklad dwutlenku wegla do ste¬ zenia okolo 0,1% objetosciowych w mieszaindinie ga¬ zów opuszczajacej absorber wymaga w znanych 15 sposobach zuzycia duzej ilosci czynnika przepusz¬ czanego przez roztwór regenerowany, maksymalne¬ go obnizenia cisnienia w regeneratorze oraz mak¬ symalnego podwyzszenia temperatury az do tempe¬ ratury wrzenia roztworu. Dodatkowo roztwór zre* 20 generowany przed ponownym doprowadzeniem go. do absorbera nalezy schlodzic. Zwiazane jest z tym duze zuzycie ciepla oraz pary wodnej.Wada znanych sposobów regeneracji roztworów po absorpcji kwasnych gazów jest postepujacy 25 wzrost cisnienia w regeneratorze przy zwiekszaniu ilosci czynnika regenerujacego, co z kolei obniza sprawnosc procesu regeneracji.Celem wynalazku jest unikniecie w znacznym stopniu wad metod znanych. 30 Cel ten zostal osiagniety przez zastosowanie ob- 68 82648 826 nizonego cisnienia w koncowym etapie regeneracji (roztworów po absorpcji kwasnych gazów z miesza¬ nin gazowych.Istota wynalazku polega na skierowaniu zregene¬ rowanego znanymi sposobami roztworu po absorp¬ cji kwasnych gazów z mieszanin gazowych, na drodze podgrzania go i przepuszczania przez niego pary wodnej lub pary wodnej z czynnikiem gazo¬ wym niezawierajacym kwasnych gazów, do konco¬ wego regeneratora w którym panuje obnizone cis¬ nienie, w stosunku do wstepnego regenetora, wy¬ tworzone przez inzektoir z para wodna, stosowana do regeneracji roztworu po absorpcji kwasnych ga¬ zów z mieszanin gazowych, jako czynnikiem robo¬ czym.Obnizenie cisnienia powoduje adiabatyczne od¬ parowanie polaczone z równoczesnym dalszym wy¬ dzielaniem kwasnych gazów.ZPnz^ez^nia sie to do dalszej poprawy regeneracji roztworu. Uzyskana w wyzej opisany sposób pare wymieszana w inzektorze z para robocza kieruje sie do normalnej regeneracji wedlug sposobów znanych.Przy zalozeniu stopnia zregenerowania roztworu po absorpcji kwasnych gazów z mieszanin gazo¬ wych wedlug znanych sposobów na poziomie nie¬ zmiennym, efektem sposobu wedlug wynalazku jest poprawa stopnia regeneracji oraz zmniejszenie zu¬ zycia pary wodnej, jako czynnika regeneracyjnego.Przy zalozeniu tego samego zuzycia pary wodnej uzyska sie znacznie lepszy stopien regeneracji i mozliwosc lepszego odmycia kwasnych gazów z mieszanin gazowych.Sposób wedlug wynalazku blizej objasnia sie w oparciu o przykladowy schemat.Roztwór z absorbera doplywa do wstepnego re¬ generatora 1 rurociagiem 2 i splywa po wypelnie¬ niu w przeciwpradzie do pary wodnej i desorbuja- cego gazu. W dolnej czesci wstepnego regenatora znajduje sie grzejnik 3, w którym dostarcza sie przaponowo cieplo do roztworu regenerowanego. Do dolnej czesci wstepnego regeneratora 1 doprowadza sie bezprzeponowo rurociagiem 4 pare wodna z pewna iloscia gazu z koncowej regeneracji.Wstepnie zregenerowany roztwór odplywa rurocia¬ giem 5, przez zawór regulacyjny 6 poziomu we wstepnym regeneratorze, do koncowego regenera¬ tora 7, który jest takze kolumna z wypelnieniem.W koncowym regeneratorze 7 inzektor 8 utrzymuje cisnienie nizsze od cisnienia we wstepnym regene¬ ratorze 1. Przez obnizenie cisnienia nad roztworem wstepnie zregenerowanym otrzymujemy, w wyniku adiabatycznego samoodparowania pewne ilosci pary wodnej, która unosi czesc gazu z roztworu i pogle¬ bia jego stopien regeneracji. Dokladnie zregenero¬ wany roztwór opuszcza koncowy regenerator 7 ru¬ rociagiem 9. 15 25 Mieszanina pary wodnej i pewnych ilosci gazów z koncowej regeneracji dochodzi rurociagiem 10 do inzektora 8, w którym podnosi sie jej cisnienia do cisnienia panujacego w dolnej czesci wstepnego re- 5 generatora 1. Jako czynnika sprezajacego uzywa sie pary wodnej, o cisnieniu wyzszym od cisnienia w dolnej czesci wstepnego regeneratora 1, która doprowadza sie do inzektora 8 rurociagiem 11. 10 Wychodzaca z dinzektora 8 mieszanina par i gazu dochodzi do wstepnego regeneratora 1 rurociagiem 4.Rozwiazania aparaturowe do zrealizowania spo¬ sobu wedlug wynalazku moga byc równiez inne, niz pokazane na schemacie.Przyklad: Do koncowego regeneratora 7 do¬ plywa 1251 30% wodnego roztworu weglanu potasu, w którym 25% weglanu potasu jest w formie kwas¬ nej. Cisnienie w dole wstepnego regeneratora 1 wy- nosi 1,35 ata. Cisnienie w koncowym regeneratonC^ 7 wynosi 0,7 ata. W wyniku samoodparowania tem¬ peratura roztworu spada ze 112° do 95° i otrzymu¬ jemy 3,151 pary, której cisnienie w inzektorze 8 przy uzyciu 7,1 t pary o cisnieniu 3,5 ata, podnosi sie do cisnienia panujacego w dole wstepnego re¬ generatora 1.Stopien przemiany weglanu potasu w kwasny weglan potasu obniza sie z 25% do 22,8%. Ilosc pary doprowadzanej do wstepnego regeneratora 1 30 wynosi 10,251 i jest tak dobrana, by roztwór do¬ plywajacy do koncowego regeneratora 7 posiadal zalozony stopien regeneracji. PL PL