Jesli ciecz z ezektora wyplywa do cisnienia atmosferycz¬ nego, to wówczas podcisnienie wynosi 1/1,94=0,51 ata.Z drugiej strony, jesli — jak ma to miejsce w omawianym obecnie wariancie — ciecz zostala juz zregenerowana i ezektor odciaga z cieczy tylko 1 objetosc gazu na 1 objetosc cieczy (punkt c na wykresie), to wówczas stosunek cisnien wyniesie 5,5 (punkt d na wykresie) i podcisnienie wyniesie 0,183 ata.Bez tiudu mozna uzyskac jeszcze nizsze cisnie¬ nie, jesli jest to konieczne, co umozliwia uzyskanie kompletnego praktycznie usuniecia zanieczyszczen gazowych zawartych w afbsorfbtfjaicej cieczy, i co za tym idzie znacznego stopnia oczyszczenia mie¬ szaniny gazowej.Odmiane sposobu oparta na opisanych wyzej faktach, stosuje sie w praktyce przemyslowej zgod¬ nie z fig. 5 i 6, które ponizej zostana omówione.Stosuje sie gó takze w innych podobnych insta¬ lacjach.Ciecz po absorpcji opuszczajaca absorber A 5 (fig. 5) pod cisnieniem wprowadzana jest do ezek¬ tora I, w którym powstaje podcisnienie oddzialu¬ jace nastepnie na komore D, odciagajac zanie¬ czyszczenia gazowe zawarte w cieczy poprzez przewód n. Ciecz opuszczajaca ezektor kieruje sie na szczyt komory regeneracyjnej B, gdzie zanie¬ czyszczenia zostaja oddzielone i odprowadzone na zewnatrz. W tej komorze regeneracyjnej ciecz zo¬ staje zregenerowana jednym ze znanych sposo¬ bów.Na koniec regenerowana ciecz odprowadzana z komory B kieruje sie do drugiej komory rozpre¬ zania D, gdzie podcisnienie wytworzone przez ezek¬ tor usuwa dalsze ilosci gazowych zanieczyszczen, usuwajac je przez przewód n. Ciecz po takim do¬ datkowym zregenerowaniu podaje sie do absorbera pompa; I tak na przyklad, gdy jako absorbent stosuje sie wode, wówczas komora B stanowi zasadniczo wieze z wypelnieniem, w której wode poddaje sie rozprezaniu w przeciwpradzie do plynacego ku gó¬ rze strumienia powietrza, usuwajacego zaabsor¬ bowane uprzednio w wodzie zanieczyszczenia ga¬ zowe* W wiekszosci przypadków jednak, komora B sta¬ nowi kolumne regeneracyjna, w której ciecz rege¬ neruje sie poprzez wrzenie za pomoca dostarczane¬ go z zewnatrz ciepla. Na fig. 6 przedstawiono bar¬ dziej szczególowy schemat instalacji dzialajacej w ten sposób.Ciecz odplywajaca pod cisnieniem z absorbera kieruje sie do ezektora I, a nastepnie przechodzi ona do komory E, której celem jest zapewnienie bezposredniego i dokladnego kontaktowania sie cieczy z gazowymi zanieczyszczeniami odciag¬ nietymi z komory D wraz z duza iloscia pary. Ce¬ lem tej operacji jest ogrzanie cieczy.Nastepnie ciecz kieruje sie do kolumny regenera¬ cyjnej R, w której gazowe zanieczyszczenia zostaja oddzielone i usuniete na zewnatrz, natomiast ciecz przeplywajac w dól kolumny regeneruje sie na dro¬ dze wrzenia pod wplywem ciepla dostarczonego z zewnatrz.Na koniec, ciecz odprowadza sie z kolumny re¬ generacyjnej i kieruje do kolumny pre-eks- pansyjnej C, która jest bezposrednio polaczona po¬ przez przewód m ze szczytem kolumny regenera¬ cyjnej, gdzie oczywiscie panuje cisnienie nizsze niz na dole kolumny. Celem tego jest umozliwienie wykorzystania pary wytwarzanej z roztworu do dogodnego ogrzewania roztworu po absorpcji na szczycie regeneratora.Nastepnie ciecz podaje sie do drugiej komory rozprezania D, w której podcisnienie wytworzone przez ezektor I odciaga z cieczy dalsze ilosci ga¬ zowych zanieczyszczen oraz pary. Ciecz w pelni zregenerowana w ten sposób i ochlodzona poda¬ wana jest pompa P do absorbera A.Taki uklad mozna zastosowac dla dowolnego ty¬ pu absorbenta cieklego oraz — jak juz to uprzed- 13 20 25 30 35 40 45 50 55 609 nio stwierdzono — dla dowolnej znanej w techno¬ logii metody regeneracji.Opisana odmiana zilustrowana na fig. 6, nadaje sie jednak szczególnie dla cieczy i roztworów rege¬ nerowanych na drodze wrzenia, które nastepnie w stanie wrzenia lub gorace odprowadza sie ze strefy regeneracji, zas zawarte w nich cieplo mozna wykorzystac z powodzeniem w komorze D w celu ulatwienia usuwania gazowych zanie¬ czyszczen na drodze zmniejszenia cisnienia za po¬ moca ezektora.Wykorzystanie ciepla zawartego w goracych i wrzacych roztworach jest przedmiotem wynalaz¬ ków opisanych we wloskich opisach patento¬ wych nr 53496 i dodatkowym nr 51505. Zastrzeze¬ nia w tych opisach patentowych dotycza odpro¬ wadzania strumienia oparów róznymi metodami z goracych lub wrzacych roztworów w celu usuniecia z roztworów czesci zawartych w nich dwutlenku wegla i/lub innych kwasowych gazów. Zastrzeze¬ nia te obejmuja równiez zastosowanie strumienia oparów do ogrzewania zimniejszego roztworu po absorpcji odplywajacego z absorbera z wyelimino¬ waniem wymiennika ciepla miedzy roztworem po absorpcji i goracym roztworem, jak to dotychczas bylo stosowane.Wedlug wynalazku, wykorzystanie ezektora jest rózne w zaleznosci od tego czy uzywane sa roztwo¬ ry, z których odprowadza sie z oparami znaczne ilosci zanieczyszczen gazowych (jak w przypadku dobrze aktywowanych roztworów weglanów me¬ tali alkalicznych lub roztworów nieznacznie tylko regenerowanych), czy tez stosuje sie roztwory, z których odprowadza sie glównie pare wodna (jak w przypadku roztworów nieaktywowanych, zrege¬ nerowanych w znacznym stopniu).W pierwszym przypadku pozadane jest uzyskanie mozliwie najwiekszego zregenerowania roztworu, usuwajac jak najwiecej zanieczyszczen gazowych, dlatego tez zaleca sie aby strumien oparów i ga¬ zowych zanieczyszczen wyciagany przez ezektor chlodzic za pomoca chlodnicy, tak zeby para zo¬ stala skondensowana i w ten sposób zwiekszyc podcisnienie wytwarzane przez ezektor.W drugim przypadku, natomiast, najwazniejszym celem jest ogrzanie roztworu po absorpcji za po¬ moca odprowadzanych oparów, z czesciowym lub calkowitym pominieciem wymiennika ciepla. Oczy¬ wiscie w takich warunkach chlodnica zalecana w pierwszym przypadku nie powinna byc stoso¬ wana.Uzycie ezektora zaleca sie wiec równiez w tych przypadkach, gdy pozadane jest, aby goracy roz¬ twór regenerowany dawal strumien oparów w kil¬ ku kolejnych stadiach i aby roztwór po absorpcji mieszal sie z tymi oparami w odpowiednich kolej¬ nych stadiach, jak przedstawiono to na fig. 7.Oczywiscie celem jest tu mozliwie najintensyw¬ niejsze ogrzanie roztworu po absorpcji, powiedzmy do temperatury bliskiej temperaturze goracego roztworu jo regeneracji. Taki efekt jest jednak mozliwy do uzyskania innymi znanymi metodami, jak np. przy uzyciu szeregu ezektorów uzytych w poszczególnych stadiach.Odmiana ta odnosi sie do przypadku, w którym 68 981 10 ezektor zasysa powietrze lub inne gazy i miesza je z ciecza odplywajaca z ezektora, w celu ulepsze¬ nia dzialania obiegu oczyszczania.Ze wszystkich przypadków, w jakich wariant 5 ten moze znalezc zastosowanie, szczególne znacze¬ nie przywiazuje sie do procesów utleniania sto^ sowanych do odsiarczania mieszanin gazowych.Procesy takie, jak wiadomo odnosza sie do schema¬ tu przedstawionego na fig. 4. 10 Ciecz po absorpcji usuwana jest z dolnej czesci absorbera A, który pracuje pod cisnieniem i na¬ stepnie kierowana do komory regeneracyjnej i utle¬ niajacej B, wypelnionej przerabiana -ciecza, do której od dolu wprowadza sie powietrze. Tlen z 15 powietrza oddzialuje na roztwór, utleniajac go i przeprowadzajac zaabsorbowany uprzednio siar¬ kowodór w siarke pierwiastkowa. Siarka ta, jak ogólnie wiadomo, unoszona jest przez strumien powietrza i oddzielana jest w postaci piany zbie- 20 rajacej sie w górnej zwezonej czesci komory utle^ niajacej.Zastosowanie sposobu wedlug wynalazku w od¬ mianie obecnie omawianej wprowadza modyfi¬ kacje takiej instalacji polegajaca na tym, ze ciecz 25 opuszczajaca kolumne absorpcyjna A kierowana jest do ezektora I, który poprzez przewód d za¬ sysa powietrze i wraz z ciecza wprowadza je do dolnej czesci kolumny utleniajacej B.Przyklad 4 stanowi opis omówionej odmiany. 30 Przyklad 1. W konwencjonalnych instalacjach do usuwania dwutlenku wegla z gazu ziemnego przez wymywanie woda, dzialajacych pod cisnie¬ niem 45 ata. Wode opuszczajaca kolumne absorp- 35 cyjna kierowano do komory rozprezania, gdzie rozpreza sie do cisnienia atmosferycznego, co po¬ woduje wydzielenie dwutlenku wegla. Woda kie¬ rowana jest nastepnie na szczyt wiezy wypelnio¬ nej drewnianymi sitami, gdzie przeplywajac w 40 przeciwpradzie do strumienia powietrza ostatecz¬ nie sie regeneruje.Taki konwencjonalny uklad zmodyfikowano przez zastosowanie instalacji przedstawionej na fig. 1. Zgodnie z wykresem (fig. 8) ezektor pra- 4S cujacy pod cisnieniem 45 ata i usuwajacy nie wie¬ cej niz 2 objetosci dwutlenku wegla na 1 objetosc wody wytwarza spadek cisnienia okolo 9,6 co ozna¬ cza, ze w drugiej komorze rozprezania bedzie pa¬ nowalo podcisnienie wynoszace 1/9,6=0,104 ata. 50 W tych warunkach zawartosc dwutlenku wegla pozostajacego w wodzie spada znacznie, tak ze woda moze byc wykorzystana nastepnie do oczysz¬ czania gazowej mieszaniny do zawartosci dwutlen¬ ku wegla rzedu 0,2—0,3%. 55 Istnieje dalsza zaleta tak zmodyfikowanego spo¬ sobu, polegajaca na tym, ze woda cyrkulujaca w instalacji nie zawiera rozpuszczonego tlenku pochodzacego z obróbki absorbenta za pomoca po¬ wietrza. 60 Przyklad 2. Przyklad ten dotyczy zastosowa¬ nia instalacji przedstawionej na fig. Iw odniesie¬ niu do usuwania dwutlenku wegla z gazu odpro¬ wadzanego z instalacji do czesciowego spalania. tó Gaz taki zawiera 31% dwutlenku wegla i znajduje68 981 li 12 sie pod cisnieniem 100 ata. Przyklad dotyczy zwlasz¬ cza przypadku, w którym cieplo potrzebne do oczyszczania dostarcza sie w etapie absorpcji z oczyszczanym gazem. Gaz ten dostarcza sie w do¬ statecznie wysokiej temperaturze i roztwór ogrza¬ ny podczas absorpcji do temperatury 150°C, roz¬ preza sie nastepnie do cisnienia atmosferycznego, usuwajac zawarty dwutlenek wegla i wykorzy¬ stujac zawarte w roztworze cieplo.Roztwór po absorpcji odprowadza sie z dolu ko¬ lumny absorpcyjnej w temperaturze 150°C, jak we wspomnianym wczesniej przykladzie. Nastep¬ nie roztwór kieruje sie do ezektora I, gdzie roz¬ preza sie on do cisnienia 1 ata, wytwarzajac pod¬ cisnienie oddzialujace na druga komore roz¬ prezania D. Schemat instalacji i szczególy omówio¬ no wczesniej przy opisywaniu fig. 1.Podcisnienie wytworzone przez ezektor w komo¬ rze D jest wystarczajace, aby roztwór zostal schlo¬ dzony do temperatury 95°C, co stanowi te zalete, iz roztwór jest zawracany na szczyt kolumny ab¬ sorpcyjnej bez koniecznosci stosowania chlodnicy posredniej.Jednoczesnie roztwór wydziela odpowiednie ilosci dwutlenku wegla, tak ze jego stopien karbonacji spada do 2%. Poprawia to znacznie oczyszczanie gazu. Jezeli chce sie zachowac dotychczas uzyski¬ wane uzyskiwanie gazu, wówczas mozna osiagnac znaczne zmniejszenie ilosci ciepla dostarczanego do podgrzewacza.Przyklad 3. Ten przyklad dotyczy usuwania dwutlenku wegla z mieszaniny gazowej o cisnieniu 18,5 ata i poczatkowej zawartosci dwutlenku wegla 20,5%, stosujac roztwór arseninu potasowego (200 g/l K20 i 140 g/l Asga,).Zgodnie z fig. 6 roztwór odprowadza sie z dolu kolumny obsorpcyjnej w temperaturze 98°C i przy stopniu karbonacji wynoszacym 62%. Roztwór kie¬ rowany jest bezposrednio do ezektora I, gdzie wy¬ twarza on podcisnienie oddzialujace na komore D, której dzialanie omówione zostanie ponizej.Nastepnie roztwór podaje sie do kolumny rege¬ neracyjnej R. Zauwazyc nalezy, ze w tym szczegól¬ nym przypadku nie ma koniecznosci stosowania komory mieszania E, gdyz nie ma potrzeby ogrze¬ wania roztworu po absorpcji cieplem odprowadzo¬ nym z regenerowanego roztworu.W kolumnie roztwór zostaje zregenerowany do stopnia karbonacji 29%, przez dostarczenie 23 kg pary na 1 m8 roztworu. Na dole kolumny roztwór ma temperature 102°C, co odpowiada panujacemu tam cisnieniu 1,2 ata. Nastepnie roztwór kieruje sie do komory D (nalezy tu zaznaczyc, ze pierwsza komora rozprezania nie jest konieczna).Roztwór w komorze D podlega dzialaniu podcis¬ nienia wytworzonego przez ezektor i wydziela stru¬ mien pary i dwutlenku wegla, przy czym jego stopien karbonacji spada do wartosci 19% i jedno¬ czesnie nastepuje ochlodzenie roztworu do tempe¬ ratury 88°C.Strumien pary i dwutlenku wegla jest nastepnie — przed wejsciem do ezektora — chlodzony w chlodnicy zaznaczonej linia przerywana na rysun¬ ku, co powoduje kondensacje pary i zwiekszenie podcisnienia wytwarzanego przez ezektor. Stwier¬ dzono doswiadczalnie, ze w omawianych warun¬ kach ezektor daje podcisnienie 0,63 ata.Ciecz odbierana z komory D w temperaturze 5 88°C jest w tej temperaturze kierowana na szczyt kolumny absorpcyjnej A gdzie oczyszcza gaz do zawartosci dwutlenku wegla 0,90%. Splywajac w dól kolumny absorpcyjnej roztwór ogrzewa sie do temperatury 98°C i absorbuje 20,5 objetosci dwu- 10 tlenku wegla na 1 objetosc roztworu. Nalezy tu dodac, ze ilosc ciepla dostarczana do ogrzewacza kolumny regeneracyjnej R wynosi 640 kcal/l Nml usunietego dwutlenku wegla. 1? Przyklad 4. Przyklad ten dotyczy usuwania siarkowodoru z gazu zawierajacego 10 g siarkowo¬ doru na 1 m* oraz 3% dwutlenku wegla i znajduja¬ cego sie pod cisnieniem 25 ata.Jako absorbent stosuje sie roztwór zawierajacy 20 okolo 2% weglanu sodowego. Absorpcja zachodzi w pólkowej kolumnie absorpcyjnej pracujacej w temperaturze 35—40°C.Obieg oczyszczania przedstawiono schematycznie na fig. 2, gdzie przyjmuje sie, ze absorbent zostaje 25 calkowicie zregenerowany na drodze wrzenia w ko¬ lumnie regeneracyjnej D.Roztwór absorbujacy opuszczajacy kolumne prze¬ chodzi przez ezektor I, wytwarzajac podcisnienie przenoszone do komory regeneracyjnej D, a na- 30 stepnie kierowany jest do komory oddzielania B, w której zanieczyszczenia gazowe oddziela sie od cieczy i odprowadza na zewnatrz. Ciecz odprowa¬ dza sie z komory B poprzez przewód v i poddaje ogrzewaniu w wymienniku ciepla H cieplem roz- 35 tworu opuszczajacego kolumne regeneracyjna D poprzez przewód z. Ciecz kieruje sie nastepnie do glowicy kolumny regeneracyjnej D, na dnie której doprowadza sie ja do wrzenia przez dostarczenie ciepla z zewnatrz za posrednictwem podgrzewacza 40 F. Ilosc dostarczonego ciepla wynosi okolo 60 kg pary na 1 m8 roztworu. Gazowe zanieczyszczenia usuwane w kolumnie wyciagane sa przez ezektor I, tak ze cisnienie w kolumnie wynosi 625 mm Hg.Zregenerowany roztwór zawraca sie do kolumny 45 absorpcyjnej za pomoca pompy.Przyklad 5. Instalacja do odsiarczania gazu ziemnego, dzialajaca pod cisnieniem 45 ata jest zbudowana w sposób podobny do przedstawionej 50 na fig. 4. W instalacji tej stosuje sie roztwór arseninowo-arsenianowy. Roztwór ten odprowadza sie z dolu kolumny absorpcyjnej, gdzie panuja wa¬ runki umozliwiajace absorpcje 1 kg siarkowodoru na 1 m8 roztworu. 55 Zuzycie powietrza sluzacego do utleniania, takie¬ go jak opisany roztwór arseninowo-arsenianowy, wynosi jak wiadomo okolo 5,0 m8 na 1 kg siar¬ kowodoru, co w tym przypadku wynosi 5,0 m8 po¬ wietrza na 1 m8 roztworu. 60 Zgodnie z wykresem (fig. 8) te ilosc powietrza mozna zassac za pomoca ezektora przy uzyciu 1 m8 roztworu wprowadzanego do ezektora pod cisnie¬ niem 45 ata, co daje stosunek cisnien, przed i za ezektorem okolo 3:1. 65 Tak wiec, komora utleniania wypelniona jest cie-13 68 981 14 cza do wysokosci 20 m, jak sie to zwykle stosuje w praktyce przemyslowej, wówczas cala niezbedna do utleniania siarkowodoru do siarki pierwiastko¬ wej ilosc powietrza dostarczana jest bez zadnych kosztów za pomoca ezektora. PL