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Verfahren zur Regenerierung beladener Wasdiflüssigkeiten
Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Waschung von Gasen und insbesondere zur Regenerierung
und Rückkühlung der Waschflüssigkeiten.
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Bekanntlich werden die aus der Waschsäule ablaufenden Waschflüssigkeiten
zwecks Regenerierung erwärmt und entgast, anschließend durch Gegenstromwärmeanstausch
mit Gas oder kälterer Flüssigkeit wieder abgekühlt und wieder auf den Kopf des Waschturmes
im Kreislauf zurückgefördert.
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Gemäß der Erfindung soll diese Regenerierung in besonders einfacher
und zweckmäßiger Weise unter Verwendung von Speichermassen erfolgen, die abwechselnd
von zu erwärmender Waschflüssigkeit und den dabei frei werdenden Gasen bzw. im anderen
Fall in entgegengesetzter Richtung von abzukühlender Waschflüssigkeit durchströmt
werden.
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Nach einem weiteren Erfindungsgedanken werden die durch die Speicher
bzw. Waschtürme hindurchgeführten bzw. h indurchzuführenden Flüssigkeiten an beiden
Enden der Behälter zunächst gespeichert, bevor sie in einer späteren Phase des Verfahrens
durch die Behälter geführt werden.
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Die Führung der Waschflüssigkeit zum bzw. vom ATaschturm erfolgt
kontinuierlich, die Führung derselben abwechselnd vom bzw. zum Speicher diskontinuierlich.
und zwar zweckmäßigerweise geregelt durch Schwimmerventile, die betätigt werden,
sobald ein bestimmter minimaler oder maximaler
Flüssigkeitsstand
erreicht wird. Statt eines Speichers können auch mehrere Speicher vorgesehen werden,
die gleichzeitig oder mit Phasenverschiebung arbeiten.
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I)ie Erfindung sei an Hand eines Ausführungsbeispieles beschrieben.
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Das zu waschende Rohgas, z. B. ein Gemisch aus Wasserstoff, Kohlenoxyd
und Kohlensäure, tritt bei 21 mit einer Temperatur von 400 in den durch eine Ammoniakkühlspirale
30 gekühlten Waschturm IO ein und verläßt ihn mit etwa gleicher Temperatur bei 22
als ein Gemisch von Wasserstoff und Kohlenoxyd. Die Waschung erfolgt mit regenerierter
und gekühlter Waschflüssigkeit, z. B. Methanol, das aus Behälter 5 über Ventil I4
geregelt zugeführt wird. Die verbrauchte Waschflüssigkeit wird über Ventil 15 in
dem Behälter 20 auf Zwischendruck entspannt. Die frei werdenden Gase, Wasserstoff
und Kohlenoxyd, werden bei 23 abgeführt, und die Flüssigkeit wird über Ventile I7
bzw. I8 in den Behälter I geführt.
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Sobald der Behälter I nahezu voll ist, wird sein Inhalt auf den Regenerator
2 über Ventil 12 und Klappe 29 aufgegeben. Ventile II und 12 werden bei einem bestimmten
maximalen Stand im Schwimmer 8 automatisch geöffnet. Beim Herablaufen erwärmt sich
die Flüssigkeit und wird dabei weiter vornehmlich von Kohlendioxyd entgast. Das
Entgasergas zieht kalt über das Schaltventil II ab. Ist der Behälter I nahezu leer,
so wird Schaltventil 12 geschlossen, der Regenerator 2 entleert seirien Inhalt in
den Behälter 3. Sobald der Regenerator 2 entleert ist, wird Ventil I3 geschlossen,
und die Pumpe 4 drückt dasentgasteWaschmittel (Methanol) in den Regenerator 2 zurück
und über diesen in den unter 20 atü stehenden Behälter 5. Die Speichermasse gibt
ihren Kälteinhalt dabei an das regenerierte Waschmittel ab. Sobald die Flüssigkeit
die Höhe des Schwimmers 7 bzw. 8 erreicht hat, schließt sich das vom Schwimmer betätigte
Ventil II. Klappe 29 schließt sich selbsttätig. Die Förderung in den Behälter 5
geht noch so lange vor sich, bis der Behälter 3 nahezu entleert ist. Die Behälter
sind in ihrer Größe den aufzunehmenden Flüssigkeitsmengen angepaßt. Unter Vermittlung
des Schwimmerventilsg wird dann die Pumpe 4 stillgesetzt, die Ventile II bis I3
werden geöffnet, und das Spiel beginnt von neuem. Zwischen Behälter I und 3 ist
über einen Regenerator 6 Druckausgleich geschaffen, wobei gleichzeitig ein Temperaturausgleich
zwischen den Behältern I und 3 erfolgt.
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Regenerator 6 wird also abwechselnd von oben mit kaltem Gas aus Regenerator
2 bzw. von unten mit warmem Gas aus Behälter 3 beschickt. Um Differenzen auszugleichen,
kann man den Behälter 3 beheizen oder über Leitung 25 zugeführte warme Kohlensäure
in diesen oder über Ventil 19 kalte Flüssigkeit einführen. Aus dem Behälter I zieht
bei 24 eine gewisse Menge Kohlensäure ab, die von mitgeführten Waschmittelbestandtei
len durch Unterkühlung mittels eines Kälteaustauschers 33 befreit wurde. Das diesen
kühlende kalte Waschmittel wurde seinerseits im Kühler 3I im Austausch mit völlig
entspanntem Waschmittel unterkühlt. Dieses wird nach Anwärmung im Austausch mit
Ammoniak im Kühler 32 in den Behälter 3 geleitet. In dem Behälter 3 ist aus Gründen
der besseren Regulierung eine Heizspirale 34 vorgesehen. Außer den durch die Schwimmer
7, 8, 9 automatisch regulierten Ventilen ii bis I3 sind noch die handregulierten
Ventile 14 bis 19 für die Einstellung des Durchflusses sowie die Rückschlagklappen
27 bis 29 vorgesehen, die bei Rückdruck gegen die normale Durchflußrichtung selbsttätig
schließen.
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Die beschriebene Einrichtung ist für jede Art von Waschverfahren
geeignet, bei denen Waschflüssigkeiten abwechselnd bei Normal- oder erniedrigster
Temperatur beladen und bei erhöhter Temperatur entladen bzw. regeneriert werden.
Es können sowohl physikalische als auch chemische Waschverfahren in dieser Weise
durchgefühfrt werden. Für die letzten sei ein weiteres Beispiel angeführt.
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Soll Kohlensäure z. B. aus Abgasen gewonnen und auf reine Kohlensäure
verarbeitet werden, so wird das in -bekannter Weise vorgereinigte Abgas bei 21 in
den Waschturm IO eingeführt und hier z. B. durch Waschung mit Sodalösung von seinem
Kohlensäuregehalt befreit. Die beladene Waschflüssigkeit, d. h. das Gemisch aus
Carbonat- und Bicarbonatlösung, wird über Ventil 15 und Behälter20 in den Behälter
1 übergeführt, um von hier aus, durch den Speicher 2 vorerhitzt, in den Behälter
3 über Ventil I3 entspannt zu werden. Im Behälter 3 erfolgt die Zerlegung der beladenen
Waschflüssigkeit bzw. Bicarbonatlösung in Kohlensäure und Carbonat. Die Erhitzung
erfolgt hier durch die Heizspirale34 oder in irgendeiner anderen bekannten Weise.
Die frei gemachte heiße Kohlensäure zieht über Regenerator 6, der auch als Druckausgleicher
dient, im Austausch mit ihr entgegenrieselnder, über I9 geführter Flüssigkeit und
schließlich durch den Behälter I über Leitung 24 rückgekühlt ab.
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Die erzielte Kohlensäure wird in der ueblichen Weise weiterbehandelt.
Die regenerierte Waschflüssigkeit wird aus Behälter 3 über Pumpe 4, Ventil 27 und
Speicher 2 wieder in den Behälter 5 gefördert, um von hier aus erneut zur Waschung
Verwendung zu finden. In dem Speicher 2 erfolgt dabei die Rückkühlung der erhitzten
regenerierten Waschflüssigkeit auf etwa Waschtemperatur. In dem geschilderten Fall
können die Austauscher 31 bis 33 sowie die Ventile I6 und I7 mit den dazugehörigen
Leitungen sowie die Anstichleitung 25 wegfallen.