180102. lajstromszámú szabadalom • Eljárás savas gázok eltávolítására gázelegyekből
mertetett eljárás nagymértékben csökkentette ezt az energiaszükségletet. A jelen találmány szerinti eljárás tovább csökkenti a külső hűtés, illetve melegítés szükségességét. Ismeretes, hogy minél kisebb a sztrippelő oszlop széndioxid-terhelése, annál kisebb hő betáplálására van szükség, és annál kisebb átmérőjű sztrippelő oszlopra van szükség. Ez az oka annak, hogy a találmány szerinti eljárásban a tényleges sztrippelés előtt egy megfelelő tartályban a széndioxid egy részét egyensúlyi lepárlással eltávolítjuk. Minél több széndioxidot távolítunk el a sztrippelő oszlopon kívül, felhasználva a közel egyensúlyi kö'rülményekre tervezett kontraktort elhagyó, széndoxidban feldúsult amin nagy széndioxid-koncentrációját (a MEA oldat hűtése következtében), annál kisebb hőmennyiségre van szükség a regeneráláshoz. Az egyensúlyi lepárlást közel atmoszférikus nyomáson végezzük. Elvben a lefúvató tartály a feldúsult oldatot vezető csővezeték bármely részébe beiktatható a kontaktor és a sztrippelő torony közötti szakaszon, további megfontolások azonban arra az eredményre vezetnek, hogy egy nem megfelelően elhelyezett és tervezett lefúvató tartálytól nem sok eredményt lehet várni. Ez szoros kapcsolatban áll a rendszer termodinamikájával. Miután a széndioxidot és a vizet nagynyomású áramból fúvatjuk le, az elpárolgáshoz szükséges energia a folyadék fázis termikus energiájából származik. így, ha a lefúvató tartályt közvetlenül a sztrippelő oszlop bemenetéhez csatlakoztatjuk, a belépő folyadék lecsökkent hőmérséklete következtében megnő az oszlop érzékelhető teljesítménye, azaz a lecsökkent széndioxid terhelésből származó esetleges előnyöket lerontja az alacsonyabb belépési hőmérséklet által kiváltott negatív hatás. Ezért sztrippelés előtt a folyadékáramot hőkicse'réléssel elő kell melegíteni. Megpróbálhatjuk elhelyezni a lefúvató tartályt közvetlenül a kontaktor feldúsult oldatot tartalmazó ágába, a friss és kimerült oldat cseréje előtt, mert itt lefúvatás után megfelelő melegítést tudnánk biztosítani. Ez a megoldás ismét nem vezet kielégítő eredményhez, de az előzőtől eltérő okból. Alapvetően igaz, hogy minél nagyobb a lefúvató tartályba belépő folyadékáram hőmérséklete, annál jobb hatásfokkal hajtható végre a lefúvatás, ha a hatásfokot a széndioxid eltávolításának mértékével mérjük (lásd 2. ábra). A lefúvatás hatásfoka az összes eltávolított széndioxid-mennyiség a feldúsúlt oldat széndioxid-tartalmának %-ában kifejezve. A lefúvatás hatásfokát erősen befolyásolja a feldúsult oldat szándioxid-koncentrációja, széndioxid-telítettsége. Így például 82,22 °C hőmérsékleten egy 0,50 m m telítettségű oldatból kevesebb, mint 4% széndioxid távolítható el, míg egy 0,58 m/m telítettségű oldatból a széndioxidnak már majdnem 13n/o-a eltávolítható lefúvatással. A találmány egyik célkitűzése az abszorbert elhagyó feldúsult oldat széndioxid-telítettségének növelése a jelenleg általánosnak tekinthető 0,50 m/m körüli értékhez viszonyítva. Ezt úgy érjük el, hogy az abszorpciós oszlopot úgy tervezzük, hogy az alsó tálcák az egyensúlyihoz igen közeli telítettséggel működjenek, míg az alsó tálcák egyikéhez egy hűtőegységet kapcsolunk, amellyel lehűtjük a részben telített amint. A hűtés lecsökkenti a széndioxid párciális nyomását az aminban, megnövelve a széndioxid tömegáram hajtóe’rejét, és ezáltal lehetővé téve, hogy a telítettség még tovább nőjön a még fennmaradó alsó tálcákon. Az abszorbprt elhagyó feldúsult oldat alacsonyabb hőmérséklete miatt azonban a lefúvató egységet az 1. ábra 10. és 14. hőcserélője közé kell elhelyezni, mert ily módon kielégítő lefúvás előtti hőmérsékletet tudunk biztosítani, és ugyanakkor megőrizzük az oldat visszamelegítésének lehetőségét a lefúvatás után, a sztrippelés előtt. A találmány szerinti eljárás megvalósítása során az abszo'rberbe betáplált gáz egy savas gázt tartamazó gázelegy. A savas gázt kísérő gáz lehet egy szénhidrogén, szénhidrogének elegye, szintézisgáz vagy nitrogén és hidrogén elegye. Az eljárással feldolgozható szénhidrogének közé tartoznak például az ©tán és a metán, amelyek természetes vagy szintetikus gáz formájában egyaránt előfordulhatnak, az etilén, etán, propilén, propán, e szénhid'rogének elegyei, és a kőolaj vagy nyersolaj krakkolásából vagy a szén gázosításából származó előtisztított gázok. A szintézisgáz hidrogén és szénmonoxid elegye, amelyben a szénmonoxid 0,1—20 térfogat%, a hidrogén 60—80 térfogat% mennyiségben van jelen, az esetleg fennmaradó részt pedig széndioxid teszi ki. A megadott %-os értékek a szintézisgáz teljes térfogatára vonatkoznak. Egy tipikus szintézisgáz elegy 77,7% hidrogént, 0,3% szénmonoxidot és 22,0% széndioxidot, egy másik pedig 70% hidrogént, 15% szénmonoxidot és 15% széndioxidot tártalmaz. A nitrogén és hidrogén elegyét az ammóniagyártásban használják. Ez a gázelegy általában körülbelül 20 térfogat% nitrogént és körülbelül 60 térfogat% hidrogént tartalmaz, a teljes nitrogén/hidrogén gázelegy térfogatára vonatkoztatva. A betáplált gáz savas gáz komponense lehet széndioxid, hidrogénszulfid és ezek elegyei a betáplált gáz teljes térfogatára számítva 5—60 té'rfogat% mennyiségben. A „betáplált gáz teljes térfogata” magába foglalja a fentiekben definiált kísérőgázt és a savas gázt is, de nem terjed ki a vízgőzre és a következőkben tárgyalandó szennyeződésekre. A betáplált gázban a savas gáz mennyisége általában 15—30 térfogat%. \z elegy tartalmazhat, és rendszerint tartalmaz is vizet vízgőz vagy vízcseppek formájában. A víz koncentrációja 0 es a telítettségi érték között mozoghat. Előnyösen vízzel telített gázeleggyel dolgozunk, mert a telítettség minimalizálja a víz elpárolgását az abszorpciós zóna alsó részén. Vízmentes gázt is betáplálhatunk a rendszerbe, ez azonban a gyakorlatban igen ritkán fordul elő. A gázelegy szennyezései a következőképpen csoportosíthatók: (a) minden olyan gáz, amelyet 5 l'J 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
