DE2908263A1

DE2908263A1 - Verfahren und vorrichtung zur absorption von gasen

Info

Publication number: DE2908263A1
Application number: DE19792908263
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Heck; Egon Malow; Manfred Trautmann; Michael Dipl Ing Dr Ulrich
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1979-03-02
Filing date: 1979-03-02
Publication date: 1980-09-11
Also published as: US4411846A

Description

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT HOE 79/F Qhh D.Ph.HS/sch Verfahren und Vorrichtung zur Absorption von Gasen

Die Erfindung betrifft die Absorption von Gasen mit Flüssigkeit unter Verwendung von Strahlwäschern, insbesondere solcher Stoffsysteme, bei denen sich die absorbierten Komponenten in der Flüssigkeit chemisch umsetzen. Dabei hängt die Absorptionsleistung des Apparates, d.h.

die von der Flüssigkeit aus dem Gas aufgenommene Stoffmenge, von der in dem Apparat vorhandenen Gas/Flüssigkeits-Stoffaustauschflache ab.

Reagiert eine gasförmige Komponente A mit einem flüssigen Reaktanten B ^ zu einem flüssigen oder einem in der Flüssigkeit gelösten Stoff C, so ist es äußerst wichtig, daß die in dem Wäscher versprühte Flüssigkeit eine möglichst große Oberfläche hat. In der Technik werden sowohl Strahlwäscher als auch Venturiwäscher für die chemische Absorption von Gasen eingesetzt, z.B. für SO₂, SO₃, Cl-/ HCl, H₃S, HF, HBr. Häufig sind diese Gase Bestandteil von Abluft aus Produktionsanlagen,in der sie in geringer Konzentration vorliegen und auf einen bestimmten Mindestwert entfernt werden müssen.

Nach üllmann, 4. Auflage, 1973, Band 3, Seiten 382 bis sind Verfahren zum Absorbieren von Gasen unter Verwendung von Strahlwäschern bzw. Venturiwäschern bekannt. Allen dort beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen ist gemeinsam,

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daß unbefriedigende Werte für die Äbsorptionsgrade bzw. die spezifische Stoffaustauschtlache erreicht werden.

Es bestand demnach die Aufgabe, die spezifische Stoffaustauschflache zwischen Waschflüssigkeit und Gas zu verbessern.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Waschflüssigkeit in Mengen von 100 bis 1500 m³ pro Stunde und pro m² freiem Strahlrohrquerschnitt mit Drücken von 3 bis 25 bar verdüst und das Gas mit einer Geschwindigkeit von 0,5 bis 35 m/s, vorzugsweise von 0,5 bis 10 m/s durch den Strahlwäscher geführt wird.

Es kann vorteilhaft sein, Waschflüssigkeit und Gas über im Strahlrohr angeordnete Einbauten zu leiten.

Zum Durchführen des Verfahrens ist es zweckmäßig, einen Strahlwäscher zu verwenden, bei dem das Verhältnis Länge zu Durchmesser des Strahlrohres 5 bis 50 :1 beträgt. Werden Düsenöffnungen von mehr als 50 mm Durchmesser erforderlich, ist es zweckmäßig, mehrere Düsen im Strahlwäscher anzuordnen. Im Strahlrohr können Einbauten angeordnet sein, die den ganzen Querschnitt ausfüllen, wie z.B. statische Mischer, Drahtgestrickpackungen oder Füllkörperschüttungen von nur einer bis zu mehreren Füllkörperlagen, höchstens jedoch bis zu einer Packungs- oder Schichtdicke,die den Durchmesser des Strahlrohres nicht übersteigen soll. Aufgabe dieser Einbauten ist es, die in den Gasraum versprühten Flüssigkeitströpfchen nochmals durch die turbulente Wechselwirkung mit der Gasströmung zu zerteilen und eine größere spezifische Oberfläche zu erzeugen.

Einbauten, die lediglich an der Wand des Strahlrohres angeordnet sisd_F wie z.B. Ringe in unterschiedlichster Quer— scSniIi-csforis, wie Quadrat, Rechteck, Dreieck oder kreisförmig --/erden im Rohr oder Diffusor dort angebracht, wo

normalerweise ein Flüssigkeitsfilm an der Wand herabfließt. Sie dienen dazu, diesen Film wieder aufzureißen und die Flüssigkeit in Tropfenform in die Gasströmung hineinzudispergieren. Es wurde gefunden, daß ein oder auch mehrere Ringe an der Wand befestigt werden können. Ebenso ist es

möglich, die Rohrwand nicht als glattes Rohr, sondern als ' geriffeltes Rohr so auszuführen, daß der Flüssigkeitsfilm stark turbulent wird bzw. auch Tropfen in die Gasströmung dispergiert werden.
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Anhand der Figuren sollen Möglichkeiten für die Einbauten näher erläutert werden.

Figur 1 zeigt einen Strahlwäscher mit Diffusor. Figur 2 zeigt einen Strahlwäscher mit Strahlrohr.

Über Leitung 1 wird dem Strahlwäscher Gas und über Leitung 2 Waschflüssigkeit zugeführt. Die Waschflüssigkeit wird mit Drücken von 3 bis 25 bar über Düsen 3 verdüst. Gas und Flüssigkeit werden über Einbauten 4 geleitet, die im Strahlrohr 5 angeordnet sind. Die Einbauten erstrecken sich entweder über den gesamten Querschnitt des Strahlrohres wie in Figur 1 dargestellt oder sind in Form von Ringen an den Rohrwänden angeordnet wie Figur 2 zeigt. Bei Verwendung von Ringen können mehrere Ringe im Strahlrohr angeordnet sein.

Beispiel 1

In einem Strahlwäscher mit einer Gesamtlänge von 1180 mm und einem Durchmesser von 100 mm an der engsten Stelle und einem Diffusor wurden 5 m³ pro Stunde Natriumsulfitlösung mit einem Druck von 5 bar verdüst. Die Luftgeschwindigkeit betrug 1 bis 20 m/s. Nach der Methode von Reith, Dissertation, DeIft, 1968 wurde eine Stoffaustauschfläche von rund 70 m² gemessen.

Bei Luftgeschwindigkeiten von 1 bis 6 m/s wurde unter Verwendung unterschiedlicher Einbauten die Stoffaustausch-

fläche gemessen und mit der Stoffaustauschfläche ohne Einbauten im Strahlrohr verglichen. Es ergab sich

a) bei Verwendung von Pall-Ringen (15x15 mm) mit einer Schichthöhe von 15 mm eine um den Faktor 1,15 bis 1,6 größere Stoffaustauschfläche

b) bei Verwendung eines Sulzer-Mischers SME 16.Y mit 80 mm Höhe eine um den Faktor 1,15 bis 1,3 größere Austauschflache und

c) bei Verwendung eines sogenannnten Demisters {Drahtgestrickpaket) mit 85 mm Höhe eine um den Faktor 1,9 größere Austauschfläche.

Beispiel 2

In einem Strahlwäscher mit zylindrischem Rohr von 100 mm Durchmesser und einer Gesamtlänge von 1180 mm wurden 5m³/h Natriumsulfitlösung mit einem Druck von 5 bar verdüst. Die Luftgeschwindigkeit betrug 1 bis 20 m/s. Nach der Methode Reith, wurde eine Stoffaustauschfläche von rund 70 m² gemessen. Danach wurden im Strahlrohr 2 Ringe mit dreieckigem Querschnitt und einer Höhe von 3 mm im Abstand untereinander von 270 mm angeordnet. Die in der geänderten Apparatur gemessene Stoffaustauschfläche war um etwa den Faktor 1,3 größer.

Beispiel 3

In einem Strahlwäscher mit zylindrischem Rohr von 100 mm Durchmesser und einer Gesamtlänge von 1180 mm wurde die Stoffaustauschfläche des Stoffsystems Natriumsulfitlösung/ Luft bei einer Luftgeschwindigkeit von rund 20 m/s bei unterschiedlichem Düsendruck gemessen und untereinander verglichen. Es ergab sich bei einem Düsendruck von 11 bar gegenüber einem Düsendruck von 3 bar eine 3,2-fach größere Stoffaustauschtlache, bei 14 bar eine 3,7-fache und bei 18 bar eine 4,8-fache Stoffaustauschtlache-bei einem Düsendruck von 14 bar wurde die 1,5-fache und bei 18 bar die 2-fache Stoffaustauschfläche gegenüber einem Düsendruck von 8 bar gemessen.

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Leerseite

Claims

HOE 7 9/F Okk PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Absorbieren von Gasen in Waschflüssigkeiten unter Verwendung eines Strahlwäschers, dadurch gekennzeichnet , daß die Waschflüssigkeit in Mengen von 100 bis 1500 m³ pro Stunde und pro in² freiem Strahlrohrquerschnitt mit Drücken von 3 bis 25 bar verdüst und das Gas mit einer Geschwindigkeit von 0,5 bis 35 m/s, vorzugsweise von 0,5 bis 10 m/s durch den Strahlwäscher geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Waschflüssigkeit und Gas über Einbauten, die sich im Strahlrohr befinden, geleitet werden.

3. Strahlwäscher zum Durchführen des Verfahrens nach

Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Länge zu Durchmesser des Strahlrohres 5 bis 50 :1 beträgt.

4. Strahlwäscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlrohr Einbauten angeordnet sind, deren Schichtdicke den Durchmesser des Strahlrohres nicht übersteigen soll.

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