DE1092495B

DE1092495B - Verfahren und Einrichtung zur selektiven Ausscheidung hoehersiedender Bestandteile aus Gasgemischen durch Kuehlung mittels umschaltbarer Regeneratoren

Info

Publication number: DE1092495B
Application number: DEG22980A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Becker
Original assignee: Gesellschaft fuer Lindes Eismaschinen AG
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1957-09-21
Filing date: 1957-09-21
Publication date: 1960-11-10
Also published as: FR1201884A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur selektiven Ausscheidung höhersiedender Bestandteile aus Gasgemischen, ζ. Β. Röstgasen, durch Kühlung mittels mindestens zweier umschaltbarer Regeneratoranordnungen, die je aus mindestens zwei 5 hintereinandergeschalteten Regeneratoren bestehen, welche sich jeweils auf unterschiedlichen, den auszuscheidenden Bestandteilen entsprechenden Temperaturen befinden und die in der Beladepraxis nacheinander in Richtung vom wärmeren zum kälteren Regenerator vom Gasgemisch durchströmt werden, während die Entladung der Regeneratoren in mindestens zwei Arbeitsgängen mittels Unterdrucks und/oder eines Spülgases in getrennten Strömen erfolgt.

Umschaltbare Regeneratoren sind bereits zur selektiven Ausscheidung einzelner Bestandteile aus Gasgemischen in der Weise verwendet worden, daß der Regenerator in der Beladeperiode mit einer solchen Temperatur betrieben wurde, daß nur der am höchsten siedende Bestandteil aus dem Gasgemisch in flüssiger oder fester Form abgeschieden wurde. Waren noch andere Bestandteile im Gasgemisch enthalten, deren Anwesenheit bei der Ausscheidung unerwünscht war, so wurden diese nach einem anderen Verfahren vor oder hinter der Regeneratoranlage beseitigt.

Als Beispiel hierfür sei die bekannte Ausscheidung von Wasser und SO₂ aus Röstgasen erwähnt. Bisher war es üblich, das Röstgas vor Einleitung in den Regenerator zu trocknen und alsdann das S O₂ in der Regeneratoranlage auszuscheiden.

In vielen Industriewerken steht jedoch keine zur Trocknung der Röstgase erforderliche Schwefelsäure zur Verfügung. Bei anderen Gemischen verhält es sich ebenso, daß unerwünschte Bestandteile nicht ohne weiteres mit verfügbaren Mitteln beseitigt werden können.

Es ist ferner bekannt, mehrere Bestandteile unterschiedlichen Siedepunktes mittels Regeneratoren selektiv auszuscheiden. Dies geschieht in der Weise, daß zunächst sämtliche auszuscheidenden Bestandteile in einem Regenerator festgehalten und in der Entladeperiode mittels eines Spülgases gemeinsam aus ihm wieder entfernt werden. Das so entstandene Gasgemisch wurde dann einer Gaszerlegung nach üblichen Methoden, insbesondere einem Rektifizierverfahren, unterworfen. Dieses Verfahren ist jedoch aufwendig.

Ein weiteres bekanntes Verfahren benutzt zur Ausscheidung mehrerer verschieden siedender Komponenten eines Gasgemisches hintereinandergeschaltete Regeneratoren, die auf verschiedener Temperatur gehalten werden. In einem ersten Arbeitsgang werden sie mit Fremdgas kaltgeblasen, dann wird im Gegenstrom das zu zerlegende Gasgemisch hindurchgeschickt, und anschließend werden die abgeschiedenen Verfahren und Einrichtung

zur selektiven Ausscheidung

höhersiedender Bestandteile

aus Gasgemischen durch Kühlung

mittels umschaltbarer Regeneratoren

Anmelder:
Gesellschaft für Linde's Eismaschinen

Aktiengesellschaft,

Zweigniederlassung Höllriegelskreuth,
Höllriegelskreuth bei München

Dipl.-Ing. Rudolf Becker, München-Solln,
ist als Erfinder genannt worden

Bestandteile durch warmes Gas von Raumtemperatur, das die einzelnen Regeneratoren durchströmt, getrennt wieder aufgenommen. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß auch die auf der tiefsten Temperatur befindlichen Regeneratoren in jedem Zyklus mit Gas von Raumtemperatur warmgeblasen werden, was Kälteverluste mit sich bringt, die das Verfahren unwirtschaftlich machen.

Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Kälteverluste beim Erwärmen der Regeneratoren zu vermeiden.

Das wird dadurch erreicht, daß das Spül- und/oder Kühlgas jeweils einen beladenen und mindestens einen bereits entladenen Regenerator in Richtung vom kälteren zum wärmeren Regenerator durchströmt.

Die beiden Arbeitsgänge können gleichzeitig oder nacheinander durchgeführt werden. Besonders einfache Verhältnisse ergeben sich bei Durchführung der Arbeitsgänge nacheinander in verschiedenen Entladeperioden insofern, als zunächst jeweils der wärmere Regenerator und darauffolgend der jeweils kältere Regenerator mittels Unterdrucks und/oder eines Spülgases wieder entladen wird. Hierzu ist ein Ventilsystem vorgesehen, mittels dessen in der Entladeperiode jeweils ein beladener Regenerator der einen Temperatur einem bereits entladenen Regenerator der anderen Temperaturstufe vor- oder nachgeschaltet werden kann.

Zweckmäßigerweise wird das von seinen auszuscheidenden Bestandteilen befreite Gasgemisch als

009 647/111

Spül- und/oder Kühlgas verwendet. Zur Kälteerzeugung ist eine vom von den auszuscheidenden Bestandteilen befreiten Restgas gespeiste Entspannungsmaschine vorgesehen.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dar.

1 bezeichnet ein Gebläse, durch welches feuchtes, etwa 12°/o SO₂ enthaltendes Röstgas verdichtet und während der Beladeperioden abwechselnd durch die hintereinandergeschalteten Regeneratoren 2, 2' bzw. 3, 3' bzw. 4, 4' geblasen wird. Die Ventilstellung sei so, daß das Gasgemisch durch die gleichschraffierten Regeneratoren 2 und 2' strömt. 2, 3 und 4 sind die wärmeren, 2', 3' und 4' die kälteren Regeneratoren. Im Regenerator 2 wird Wasser und im Regenerator 2' S O₂ abgeschieden. Das vom Wasser und S O₂ befreite Restgas wird bei 5 geteilt und strömt von dort durch die Leitungen 6 und 7 weiter.

Der durch die Leitung 7 strömende Teil wird durch eine Turbine 8 entspannt und gelangt unter der Wirkung der Vakuumpumpe 9 durch die gleichschraffierten Regeneratoren 3' und 4. Der Regenerator 4 war bereits in der vorhergehenden Periode entladen. Der Vakuumpumpe 9 entströmt trockenes, auf rund 50% S O₂ angereichertes Restgas.

Das durch die Leitung 6 strömende Restgas geht durch die gleichschraffierten Regeneratoren 4' und 3. Der Regenerator 4' wurde in der vorangehenden Schaltperiode von SO₂ befreit. Bei 10 entströmt feuchtes Abgas mit weniger als 0,2% S O₂.

Um die Temperatur des zur Turbine 8 strömenden Restgases regeln zu können, ist eine Leitung 11 vorgesehen, durch die dem über die Leitung 7 zuströmenden kalten Restgas über ein Ventil 12 wärmeres Restgas zugesetzt werden kann. Dieses Zusatzgas wird an der Stelle 13 zwischen den Regeneratoren entnommen.

Steht ein anderes Spülgas zur Verfügung, so kann die Turbine 8 in den Spülgasstrom eingeschaltet werden.

Will man das Gasgemisch, welches beispielsweise C S₂ enthält, nicht verdichten, so kann am Austritt 10 des Abgases eine Pumpe vorgesehen werden, während das Gebläse 1 entfällt.

Es können auch mehr als drei Paare von warmen und kalten Regeneratoren vorgesehen werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur selektiven Ausscheidung höhersiedender Bestandteile aus Gasgemischen, z. B. Röstgasen, durch Kühlung mittels mindestens zweier umschaltbarer Regeneratoranordnungen, die je aus mindestens zwei hintereinandergeschalteten Regeneratoren bestehen, welche sich jeweils auf unterschiedlichen, den auszuscheidenden Bestandteilen entsprechenden Temperaturen befinden und die in der Beladeperiode nacheinander in Richtung vom wärmeren zum kälteren Regenerator vom Gasgemisch durchströmt werden, während die Entladung der Regeneratoren in mindestens zwei Arbeitsgängen mittels Unterdrucks und/oder eines Spülgases in getrennten Strömen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Spül- und/ oder Kühlgas jeweils einen beladenen und mindestens einen bereits entladenen Regenerator in Richtung vom kälteren zum wärmeren Regenerator durchströmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung des von den auszuscheidenden Bestandteilen befreiten Gasgemisches als Spül- und/oder Kühlgas.

3. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ein Ventilsystem, mittels dessen in der Entladeperiode jeweils ein beladener Regenerator der einen Temperaturstufe einem bereits entladenen Regenerator der anderen Temperaturstufe vor- oder nachgeschaltet werden kann.

4. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kälteerzeugung eine vom von den auszuscheidenden Bestandteilen befreiten Rest- bzw. Spülgas gespeiste Entspannungsmaschine vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine zwischen den warmen und kalten Regeneratoren abgezweigte Leitung zur Zuführung von warmem Rest- bzw. Spülgas zur Entspannungsmaschine.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 644 139.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 009 647/111 11.60