Способ выделения газов из растворов

ОПИИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. В 01 О 3/00 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ГАЗОВ ИЗ РАСТВОРОВ Изобретение относится к способамвыделения газов иэ растворов, в частности к выделению аммиака из водногораствора, а также к выделению кислыхгазов иэ аммиачного поглотительногораствора,Вццеление газов иэ растворов осуществляется в большинстве случаевпутем отпарной десорбции, однакопроцесс отпарной десорбции газов изразбавленных водных растворов выделяется по своим особенностям средидругих процессов разделения смесейхимических компонентов дистилляцией.Доля компонентов, образующих.гаэовую фазу (в отличие от дистилляции смесей, содержащих близкие количества компонентов, например, нефть,сырой бензол и др), при дистилляцииводных растворов газов составляет малую часть от жидкой фазы (воды)до 1%, что обусловливает низкую скорость газовой фазы в колонне. В тоже время лучшему разделению компонентов способствует увеличение скоростигазовой фазы.Известен способ выделения кислыхгазов НЯ, НСИ иэ аммиачно-водногопоглотительного раствора путем отпарной десорбции 1),Этот способ применяется для регенерации поглотительного аммиачного раствора в круговом способе очистки коксового газа от сероводорода. Известный способ заключается в том, что после промывки коксового газа водным раствором аммиака поглотительный раствор регенерируют на отпарной колонне (отгоняют кислые газы из раствора, сохраняя аммиак). Для этого раствор после контакта с газом подогревают регенерированным раствором в теплообменнике. Подогретый раствор подают в отпарную колонну примерно на половине высоты колонны, Колонна состоит из двух секций верхней, укрепляющей и нижней испарительной,и имеет куб-кипятильник, обогреваемый глухим паром. Аммиачный раствор, свободный от кислых газов, стекает иэ колонны в куб, выводится оттуда через теплообменник, холодильник и затем вновь используется в качестве абсорбента, Температуру наверху отпарной колонны и соответственно потери аммиака с уходящими газами регулируют добавлением на верхнюю тарелку укрепляющей секции колонны небольшой части холодного исходного насыщенного раствора. Газы,выходящие из верха отпарной колонны,содержат в концентрированном видесероводород, двуокись углерода, цианистый водород и некоторое количество аммиака. При этом способе стремятся макси 5мально перевести кислые компонентыв газовую фазу и сохранить основнуючасть аммиака в растворе. Для такогоразделения, однак о, приходится использовать высокоэффективные дорогостоящие аппараты и расходовать большое к оличес тв о в одян ого пара на десорбцию. Это вызывается тем, чтообъем газовой фазы ограничивается количеством растворенных в воде газов,а следовательно, мал и не позволяетобеспечить необходимую для хорошегоразделения компонентов скорость газовой фазы. Вывод газов в концентрированном виде из верха колонны приводит к контакту их с поступающимдля холодного орошения исходным раствором, вследствие чего соотношение .аммиака, кислых компонентов, а такжеводяных паров в выводимом концентрате приближается к соотношению их висходном растворе, а следовательноснижается достигаемый в колонне эффект их разделения,Известен также способ выделения, аммиака из водного раствора в отпарной колонне путем введения в нее, кроме пара, индифферентного газа-носителя 2, 35Способ заключается в том, что водный раствор, содержащий аммиак, подают в колонну раздельно двумя потоками меньшую часть - на верх колонны,большую часть раствора нагревают противотоком выходящим раствором и подают в середину колонны. В колоннувводят индифферентный газ-носитель,например воздух. Сверху выводят газ,содержащий аммиак, снизу из куба раствор, свободный от аммиака.Введение индифферентного газа-носителя позволяет регулировать объемгазовой фазы. Следовательно, устраняется недостаток, присущий способам 50отпарнбй десорбции, в которых десорбцию ведут только паром,Однако введение инертного газа впроцесс отпарной десорбции приводитк необходимости его очистки перед . 55выбрссам в атмосферу, что значительно удорожает процесс.Кроме того, вывод десорбируемыхгазов сверху колонны приводит к ихконтактированию с исходным раствором,что значительно снижает эффективность разделения.Целью предлагаемого изобретенияявляется устранение вышеуказанныхнедостатков и предотвращение загрязнения атмосферы. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что парогазовую смесь, отбираемую иэ укрепляющей секции ректификационной колонны,подают в испарительную секцию колонны, а целевой продукт отбирают сосредних тарелок укрепляющей секциив виде концентрированного раствора.Вывод концентрата со средины укрепляющей колонны вместо вывода десорбированных веществ иэ верха колонны позволяет предотвратить контакт выводимой фазы с исходным раствором, Такое разделение зон ввода ивывода фаз позволит также улучшитьдостигаемый в колонне эффект разделения,На средних тарелках создается наибольшее концентрирование газов,так как наверх поступает разбавленныйраствор, насыщающийся по мере стекания подымающимися газами, а снизу изиспарительной части идет парогазоваясмесь, укрепляющаяся по мере подьемав результате конденсации водяных паров .На чертеже дана схема установкиреализации способа для выделения газов из водных растворов.Установка содержит укрепляющуюсекцию колонны 1, испарительную секцию 2 колонны, куб-кипятильник 3,теплообменник 4 раствора, холодильник 5 концентрата, сборник 6 концентрата, циркуляционный насос 7, брыэгоотбойник 8.Установка работает следующим образом.Десорбцию поглотительного раствора ведут в колонне, состоящей издвух секций 1 и 2 - укрепляющей ииспарительной, снабженных насадкойиэ колец Рашига, тарелками с колпачками и другими устройствами дляулучшения контакта газа и жидкости,В секцию 2 подают насыщенный исходный раствор, нагретый предварительнов теплообменнике 4 отходящим дегазированным раствором, Температуру верха колонны, а также потери аммиакарегулируют добавлением в верхнююсекцию колонны небольшого количества холодного насыщенного раствора,Из куба-кипятильника 3 в колоннуподают пар для испарения стекающегос колонны раствора. Парогазовуюсмесь отсасывают циркуляционным насосом 7 из верха колонны через брызгоотбойник 8 и подают в испарительили куб-кипятильник. Из низа колонны или иэ куба выводят раствор, освобожденный от нежелательных газов.Выделенные из исходного растворагазы в виде жидкого концентрированного раствора непрерывно отводят через холодильник 5 в сборник 6 с одной или нескольких тарелок укрепляющей секции.701647 Со ко 100 Н 200 Н ить Фер пл но Источнипринятые во вни1, Коуль Ь,ЛОчистка газа,с. 77.2, Патент Скл. 423-356, 1 рмации, и экспе фельд ф ки инФо мание иРизе Недраизе формула изобретен815, 33. П р и м е р , Водный раствор, содержащий, г/л; БНэ 10 Н Б 3; НСИ 2 СО 2, подают в колонну двумя потоками, Основную часть раствора (около 80-90) подают в теплообменник 4, где его нагревают до 70-80 С и далее вводят на орошение испарительной секции 2, Остальной раствор (10-20 от общего количества) подают без нагрева на верх укреппяющей секции, где поддерживают температуру 45 С. Из середины укрепляющей секции выводят водный концентрированный раствор с температурой 55 С содержащий, г/л: ННз 75 НБ 68 НСЫ 44 СОу 25,Способ позволяет предотврат полностью вредные выбросы в атмос убез дополнительных мероприятий поочистке газа-носителя. Наряду с этимспособ позволяет сократить расход.,водяного пара и использовать менееэффективные, а следовательно, болеедешевые ректификационные колонны, поскольку в способе разделены эоны ввода исходного (холодного) раствора ивывода выделенных газов,Способ выделения газов из во-. в отпарной десорбцией в ре каонной колонне, состоящей и ари" Иэ низа колонны или иэ куба кипятильника выводят регенерированныйпоглотительный раствор, содержащий,г/л: МНЗ 7 - 8 НЯ О, 3; НСМ 0,25СО 1,Из верха колонны отсасывают циркулирующий гаэ, равновесно насыщенныйкомпонентами раствора при температуренаверху колонны, и подают в испарительную секцию колонны,Материальный баланс газовых компонентов при отпарной десорбции по предлагаемому способу (на 100 л исходногораствора) приведен в таблице,тельной и укрепляющей секции с пдувкой индифферентным газом, о тч а ю щ и й с я тем, что, с цельюпредотвращения загрязнения атмосферыпарогаэовую смесь, отбираемую иэ укрепляющей секции ректификационнойколонны, подают в испарительную секцию колонны, а целевой продукт отбирают со средних тарелок укре яющейсекции в виде концентрирован го расвора,7 О 1647 ГОЛ - Игсилглэ оставитель А, Сондорехред З.Фанта едактор Н. Цурик ректор М. Вигул каз 7481/ 4 5 ПП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная лиал Тираж 877 ЦНИИПИ Государ по делам изо 13035, Москва, Жтвенного ретений35, Рауш Подписи комитета С открытий кая наб