DE1619889C

DE1619889C - Verfahren zur Abtrennung von Gasen aus flüssigen Phasen

Info

Publication number: DE1619889C
Authority: DE
Inventors: Petre; Brandus Liviu; Bukarest Potop
Original assignee: Ministerul Industriei Chimice, Bukarest
Publication date: 1972-02-24

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Abtrennung von Gasen aus flüssigen Phasen, in welchen sie gelöst sind, insbesondere aus während der Desorption Schaum entwickelnden Lösungen.

Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Abtrennung von Gasen von flüssigen Phasen, in denen sie gelöst sind, bekannt, bei denen die Lösung erhitzt wird, gegebenenfalls im Vakuum, und das gelöste Gas von einem Strom eines in der Flüssigkeit unlöslichen Gases mitgerissen wird. Dieser Vorgang geht in Kolonnen mit gekerbten oder bespülten Füllkörpern oder in Destillierkolonnen mit einer Waschvorrichtung mit Ablaufscheiben vor sich, in denen die kalte oder wiedererwärmte Lösung, aus der das Gas befreit werden soll, mit dem unlöslichen Gas im Gegenstrom strömt, damit im löslichen Gas an der Kontaktfläche mit der Flüssigkeitshaut, aus der das Gas abgetrennt wird, ein möglichst geringer Partialdruck erreicht wird.

Diese Verfahren bieten jedoch den Nachteil, daß pro Zeiteinheit und Volumeneinheit des Gerätes nur eine geringe Produktivität erreicht wird, die in den Fällen, in denen die Desorption unter Schaumbildung vor sich geht, noch niedriger ist. Beispielsweise wird die Desorption von SO₂ aus einer mit Phosphorsäure behandelten Ammoniumbisulfitlösung bei bekannten Verfahren in Reaktoren mit Rühr- und Heizvorrichtungen durchgeführt; anschließend wird die Lösung in Scheibendestillierkolonnen geleitet, wobei in der Lösung Luft im Gegenstrom strömt und die lösliche Gasphase (SO₂) mitnimmt, die durch die chemische Reaktion unter starker Schaumentwicklung befreit wurde.

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die Flüssigkeit mittels eines an sich bekannten Zcrstäuberkegels durch ein Inertgas versprüht wird, welches mit einer Geschwindigkeit von 25 bis KH) m see durch den Zerstäuber und anschließend /ur Phasentrennung durch eine füllkörperfreie Kolonne geleitet wird, wobei die Trennung der Gasph.ise von der flüssigen Phase am Ende der Kolonne in an sich bekannter Weise durch Richtungsänderung in einem Trennbehälter erfolgt.

Um eine starke Desorption zu erreichen, beträgt das Volumenverhältnis von Flüssigkeit zu Gas, bei dem der tar.t augenblickliche Übergang von gelöstem Gas in die Gasphase stattfindet, damit eine sHir ausgedehnte Kontaktfläche zwischen den Flüssigkeitstropfen und dem mitnehmenden Gas erreicht wird, je nach der Natur des in der flüssigen Phase gelösten Gases und der jeweiligen Flüssigkeit vorzugsweise 1 : 2.5- KV bis I :9,5· W.

Hei dem erfindungsgemüßen Verfahren kann außerdem das mitreißende Gas mit dem aus der Flüssigkeitsphiisc befreiten gasförmigen Bestandteil dadurch angereichert werden, daß ein Teil des Gasgemisches nach Abtrennung von der Fliissigkcitsphase zur Zerstäubung zurückgeführt wird.

Im Folgenden werden zwei Durchführungsbcispicle des erfindungsgemäßen Verfahrens an Hand der Abtrennung von S()„ von einer mit Phosphorsäure behandelten Ammoniumbisulfitlösung beschrieben.

B c t s ρ i el 1

liine auf ^l)5 C erhitzte Ammoniumbisulfitlösung, die 40(1 g/l SO, und 150 g/l NH, enthält, wird mit einer 50¹Vo P_aO, enthaltenden Phosphorsäure gemischt und anschließend durch einen Zerstäuberkegel, ähnlich wie er in den Geräten zur Absorption des SO₂ der verdünnten Gase verwendet wird, zerstäubt.

Die über die Innenseite des nach unten sich verjüngenden Zerstäuberkegels strömende Flüssigkeitshaut wird am Austritt des Kegels mittels eines Luftstromes, der eine Geschwindigkeit von 75 bis lOOm/sec besitzt, zerstäubt; das Volumenverhältnis von Flüssigkeitsdurchsatz zu Gasdurchsatz beträgt 1 : 4,5 - 10*.

Die Luft und der zerstäubte Flüssigkeit strömen mit einer Geschwindigkeit von 15 m/sec durch eine füllkörperfreie Desorptionskolonne, die Kontaktzeit beträgt ungefähr 0,005 see. Die Trennung der Lösung von der Gasphase vollzieht sich im unteren Teil der Kolonne, gewöhnlich in einer Kammer, in der gleichzeitig mit der Richtungsänderung auch die Geschwindigkeit des Gasstroms auf 0,5 m/sec verringert wird. Die nach der Desorption abgetrennte Lösung enthält noch 0,5 g/l SO₂, so daß sich für die Desorption ein Durchsatz von ungefähr 500 000 kgnvVStd. SO₂ ergibt, ohne daß im Verlauf des Verfahrens Schaum entsteht. Das aus der Vorrichtung austretende Mitnehmergas enthält 18 Volumprozent SO₂.

Beispiel 2

Man geht unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 vor, mit dem Unterschied, daß die Hälfte des durch Desorption abgetrennten Gasvolumens zu der Zerstäubung der mit Phosphorsäure gemischten Ammoniumbisulfitlösung zurückgeführt wird. Nach Ausgleich erhält man Gase mit ungefähr 25 Volumprozent SO₂.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet folgende Vorteile:

Es ermöglicht eine fast vollständige Desorption des in der Lösung gelösten Gases mit sehr hohen Durchsätzen, ohne daß im Verlaufe des Verfahrens Schaum entsteht.

Die Desorption kann sich in Anlagen von kleinem Rauminhalt vollziehen, da die Kontak<fläche des mitnehmenden Gases und der Flüssigkeit, die das gelöste Gas enthält, sehr groß und die Kontaktdauer sehr gering ist.

Durch Verwendung von Kolonnen ohne Füllkörper kann die Desorption eines Gases, selbst wenn es in einer Suspension gelöst ist, ohne Gefahr von Verstopfungen durchgeführt werden.

Durch die Rückführung der Gase zur Zerstäubung erhält man Gase, die einen größeren Gehalt an dem von der Flüssigkeitsphase befreiten gasförmigen Bestandteil besitzen.

Claims

Patentansprüche:

I. Verfahren zur Abtrennung von Gasen aus flüssigen Phasen, in welchen sie gelöst sind, insbesondere aus während der Desorption Schaum entwickelnden Lösungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit mittels eines an sich bekannten Zcrstäuberkegels durch ein Inertgas versprüht wird, welches mit einer Geschwindigkeit von 25 bis 100 m/sec durch den Zerstäuber und anschließend zur Phasentrennung durch

eine füllkörperfreie Kolonne geleitet wird, wobei die Trennung der Gasphase von der flüssigen Phase am Ende der Kolonne in an sich bekannter Weise durch Richtungsänderung in einem Trennbehälter erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dabei das Volumenverhältnis von Flüssigkeit zu mitnehmendem Gas 1 : 2,5 · 10' bis 1 :'J,5 · 1Π^;ι beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des aus der Desorptionsvorrichtung abgeführten Gasgemisches zur Zerstäubung der die gelöste Gasphase enthallenden Flüssigkeit zurückgeführt werden kann.