DE1193015B - Vorrichtung zum Absorbieren von sauer oder alkalisch reagierenden Bestandteilen aus Gasgemischen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

BOId

Deutsche Kl.: 12 e - 3/01

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1193 015
I16220IVc/12e
31. März 1959
20. Mai 1965

Es ist bekannt, sauer oder alkalisch reagierende Bestandteile aus Gasgemischen mittels alkalisch oder sauer reagierenden Absorptionslösungen auszuwaschen und diese in einer elektrolytischen, ein Diaphragma enthaltenen Zelle zu regenerieren.

Die auszuscheidenden Bestandteile werden in einem mit Raschig-Ringen gefüllten und mit Kaliumcarbonatlösung im Gegenstrom berieselten Turm absorbiert. Vom Fuß des Turmes wird ein Teil der Absorptionslösung abgezweigt und zur Regenerierung einem Elektrolysegefäß zugeführt, von wo eine Rückführung zum Kopf des Turmes erfolgt. Diese Einrichtung benötigt zwei getrennte Gefäße und neben Rohrleitungen mindestens zwei Flüssigkeitspumpen und zwei Regulierventile, die genau einzustellen und zu überwachen sind.

Dieser Aufwand kann bei einer Vorrichtung zum Absorbieren von sauer oder alkalisch reagierenden Bestandteilen aus Gasgemischen mittels alkalisch oder sauer reagierenden Absorptionslösungen und zum gleichzeitigen elektrolytischen Regenerieren der Absorptionslösung vermieden werden, wenn erfindungsgemäß eine bekannte elektrolytische Zelle, deren Anolyt und'Katholyt durch ein Diaphragma aus porösem inertem Material getrennt sind, mit einer zur Abtrennung saurer Bestandteile in den Katholyten bzw. zur Abtrennung alkalischer Bestandteile in den Anolyten reichenden Gaszuleitung und mit oberhalb des Elektrolyten mündenden Gasableitungen versehen ist.

Bekanntlich hat bei der Elektrolyse der Elektrolyt in verschiedenen Gefäßbereichen, insbesondere in Nähe der Elektroden, eine sehr verschiedene Zusammensetzung. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der verschiedenen Gaszufuhr- und -abfuhrleitungen wird nun erreicht, daß dort, wo das zu reinigende Gasgemisch eintritt, stets eine Lösung vorhanden ist, welche die für die Absorption wirksamste Zusammensetzung aufweist, wobei auch kontinuierlich die auszuscheidenden bzw. ausgeschiedenen Bestandteile in einen für die zu reinigenden Gase nicht erreichbaren Gefäßbereich abwandern, wo durch Elektrolyse die Absorptionsflüssigkeit regeneriert wird.

Die Absorption findet nicht in einer Lösung statt, in welcher der Elektrolyt gleichmäßig verteilt ist. Es werden vielmehr die während der Elektrolyse entstehenden Unterschiede bezüglich der Zusammensetzung der Elektrolytlösung nutzbar gemacht.

Durch die Anordnung einer Wand zwischen den Elektroden, die unter dem Flüssigkeitsspiegel Öffnungen aufweist, können andere sich gegebenenfalls Vorrichtung zum Absorbieren von sauer oder
alkalisch reagierenden Bestandteilen aus
Gasgemischen

Anmelder:

Hermanus Johannes Jansen, Schiedam

(Niederlande)

Vertreter:

Dr. G. W. Lotterhos

und Dr.-Ing. H. W. Lotterhos, Patentanwälte,

Frankfurt/M., Annastr. 19

Als Erfinder benannt:

Henri Bernard Beer, Den Haag

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom I.April 1958 (226450)

an den Elektroden entwickelnden Gase nicht mit dem zu reinigenden Gas in Berührung kommen.

Zur Füllung der Vorrichtung kann beispielsweise eine Lösung eines neutralen Salzes, wie Kaliumsulfat, verwendet werden, dessen Zersetzungsprodukte durch Elektrolyse mittels eines Diaphragmas in einen sauren Anolyten, Schwefelsäure und Wasser und einen alkalischen Katholyten, Kaliumhydroxyd und Wasser getrennt werden. Durch Einblasen von Kohlendioxyd enthaltender Luft in den alkalischen Katholyten kann das Kohlendioxyd unter Bildung eines Carbonates gebunden werden. Durch die Elektrolyse wird dieses Carbonat wieder in Kohlendioxyd an der Anolytseite des Diaphragmas und in den alkalischen Katholyten auf der anderen Seite des Diaphragmas umgesetzt. Vorzugsweise wird eine Lösung eines Salzes gewählt, das von einer Säure bzw. einem Alkali abgeleitet ist, die bzw. das stärker als die Säure bzw. das Alkali sind, die durch die sauer bzw. alkalisch reagierenden auszuscheidenden Bestandteile gebildet werden.

Anstatt eines Salzes mit einem Rest einer starken Säure könnte man zum Ausscheiden von Kohlendioxyd aus der Luft auch von einer wäßrigen, nur aus Kaliumhydroxyd bestehenden Lösung ausgehen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß ein solcher Elektrolyt, der nur aus Kaliumhydroxyd besteht, weniger wirt-

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schaftlich arbeitet als ein Elektrolyt, bei dem das Alkalimetallion an einem Restion einer starken Säure, wie z. B. Kaliumsulfat, gebunden ist, was wahrscheinlich dem Umstand zuzuschreiben ist, daß das Kohlendioxyd in dem Anolytraum zu der Bildung von nur wenig Carbonationen führt, so daß die Leitfähigkeit des Elektrolyten in dem Anolytraum äußerst gering wird. Bei Anwendung von z. B. K₂SO₄ wird außerdem die Kohlensäure durch die entstandene Schwefelsäure leichter und vollständiger aus dem Anolytraum ausgetrieben werden, bevor diese die Anode selbst erreicht hat.

Es hat sich am besten erwiesen, den Elektrolyten zum Ausscheiden von sauer reagierenden Gasen, wie Kohlendioxyd oder Chlor, aus einer verdünnten wäßrigen Salzlösung zusammenzusetzen, der eine große Menge Alkali zugegeben ist. Mit dieser zusätzlichen Menge freien Alkalis neben dem neutralen Salz kann die Lösung vom Anfang an arbeiten.

Um Kohlendioxyd aus der Luft zu entfernen, wird eine wäßrige Lösung von 2 Gewichtsprozent Kaliumsulfat benutzt, der 25 Gewichtsprozent Kaliumhydroxyd zugegeben sind, beide Prozentsätze auf die Gesamtmenge der Flüssigkeit berechnet. Um Ammoniak aus der Luft auszuscheiden, wird eine as wäßrige Lösung von 2 Gewichtsprozent Kaliumsulfat benutzt, der 10 Gewichtsprozent 99%ig^e Schwefelsäure zugegeben sind.

Die Erfindung wird unter Hinweis auf die Zeichnung erläutert.

Das durch den Deckel 1 hermetisch geschlossene Gefäß 2 ist mit einer Gaszufuhrleitung 3 und den Gasabfuhrleitungen 4, 5, 6 und 7 versehen. Es ist bis zum Flüssigkeitsniveau 8 mit einer Lösung 9 eines Elektrolyten, z. B. Kaliumsulfat, gefüllt. In dem Gefäß sind drei Elektroden angeordnet, die sich innerhalb des Gefäßes bis unter den Flüssigkeitsspiegel erstrecken und außerhalb des Gefäßes mit Stromanschlußkontakten verbunden sind. Der Kontakt 10 der Elektrode 11 kann mit dem positiven und die Kontakte 12 bzw. 13 der Elektroden 14 bzw. 15 können mit dem negativen Pol einer Spannungsquelle verbunden sein. Die Elektrode 11 ist von einem Diaphragma 16 umgeben, welches die Form eines Gefäßes hat und aus porösem inertem Material besteht.

Die poröse Scheidewand ragt nicht ganz bis auf den Boden des Gefäßes hinab und hält einen Raum 45 frei. In dem Boden der Scheidewand 16 ist eine Öffnung 46 angeordnet, durch die ein Niveauunterschied in den Elektrodenräumen vermieden wird.

Die Gaszufuhrleitung 3 reicht unter den Flüssigkeitsspiegel in dem Gefäß und mündet bei 17. Das Diaphragma ist, insoweit es sich über den Flüssigkeitsspiegel erstreckt, gasundurchlässig, und insoweit es sich unter den Flüssigkeitsspiegel erstreckt, ionendurchlässig.

Die Gasauslässe 4, 5, 6 und 7 befinden sich über dem Flüssigkeitsniveau in dem Gefäß.

In dem Gefäß sind Wände 20 bzw. 21 angeordnet, die unter dem Flüssigkeitsspiegel mit einer mit Drahtgewebe 22 bzw. 23 bedeckten Öffnung versehen sind.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Absorbieren von sauer oder alkalisch reagierenden Bestandteilen aus Gasgemischen mittels alkalisch oder sauer reagierenden Absorptionslösungenundzumgleichzeitigenelektrolytischen Regenerieren der Absorptionslösung, dadurch gekennzeichnet, daß eine bekannte elektrolytische Zelle, deren Anolyt und Katholyt durch ein Diaphrama (16) aus porösem inertem Material getrennt sind, mit einer zur Abtrennung von sauren Bestandteilen in den Katholyten bzw. zur Abtrennung von alkalischen Bestandteilen in den Anolyten reichenden Gaszuleitung (3) und mit oberhalb des Elektrolyten mündenden Gasableitungen (4, 5, 6, 7) versehen ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 858 993.-

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   509 570/336 5. 65 © Bundesdruckerei Berlin