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Dokumentenidentifikation DE69432376T2 23.10.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 1062998
Titel Verfahren zur Abscheidung von Kohlendioxid aus Verbrennungsabgasen
Anmelder The Kansai Electric Power Co., Inc., Osaka, JP;
Mitsubishi Jukogyo K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Fujii, Masumi, Osaka-shi, Osaka, JP;
Suda, Taiichiro, Osaka-shi, Osaka, JP;
Hotta, Yoshitsugu, Osaka-shi, Osaka, JP;
Kitamura, Koichi, Osaka-shi, Osaka, JP;
Jinno, Yukihiro, Osaka-shi, Osaka, JP;
Mimura, Tomio, Osaka-shi, Osaka, JP;
Shimojo, Shigeru, Kita-ku, Osaka, JP;
Iijima, Masaki, Tokyo, JP;
Mitsuoka, Shigeaki, Nishi-ku, Hiroshima-ken, JP
Vertreter WUESTHOFF & WUESTHOFF Patent- und Rechtsanwälte, 81541 München
DE-Aktenzeichen 69432376
Vertragsstaaten DE, GB, IT, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 28.09.1994
EP-Aktenzeichen 001193432
EP-Offenlegungsdatum 27.12.2000
EP date of grant 26.03.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.10.2003
IPC-Hauptklasse B01D 53/14

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von CO&sub2; (Kohlendioxid) aus einem Verbrennungsabgas und genauer betrifft sie ein Verfahren zur effizienten Entfernung von CO&sub2; aus einem Verbrennungsabgas unter Atmosphärendruck durch die Verwendung einer wässrigen Mischlösung von speziellen Aminen.

Seit einigen Jahren wird der Treibhauseffekt von CO&sub2; als eine Ursache für die globale Erwärmung angesehen und schnell dagegen ergriffene Maßnahmen haben internationale Aufmerksamkeit auf sich gezogen, um die Ökosphäre der Erde zu schützen. Quellen von CO&sub2;-Ausstoß kommen in allen menschlichen Aktivitäten vor, bei denen fossiler Brennstoff verbrannt wird, und die Erfordernisse und Bestimmungen bzw. Gesetze zur Einschränkung des CO&sub2;-Ausstoßes werden weiter verschärft. Daher wurden für Stromerzeugungsanlagen, wie thermoelektrische Kraftwerke, in denen eine große Menge an fossilem Brennstoff verwendet wird, Verfahren zur Entfernung und Sammlung von CO&sub2; aus Verbrennungsabgasen untersucht, indem das Verbrennungsabgas von einem Heizkessel mit einer wässrigen Alkanolaminlösung oder ähnlichem in Kontakt gebracht wurde, und es wurden auch Verfahren zur Lagerung des gesammelten CO&sub2;, ohne das es in die Atmosphäre abgegeben wird, intensiv untersucht.

Beispiele eines solchen Alkanolamins schließen Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Methyldiethanolamin, Diisopropanolamin und Diglykolamin, ein und im allgemeinen wird Monoethanolamin (MEA) bevorzugt verwendet. Jedoch selbst wenn die oben aufgeführte wässrige Alkanolaminlösung, beispielhaft belegt durch MEA, als eine absorbierende Lösung zur Absorption/Entfernung von CO&sub2; aus einem Verbrennungsabgas verwendet wird, ist die Verwendung eines solchen Alkanolamins im Hinblick auf solche Probleme, wie dass der Menge an absorbiertem CO&sub2; pro Mengeneinheit der wässrigen Aminlösung mit einer gegebenen Konzentration, das der Menge an absorbiertem CO&sub2; pro Moleinheit Amin in der wässrigen Aminlösung mit einer gegebenen Konzentration, das der Absorptionsrate von CO&sub2; bei einer gegebenen Konzentration, das der zur, Rückgewinnung der wässrigen Alkanolaminlösung nach der Absorption benötigten Wärmeenergie und ähnliche, nicht immer zufriedenstellend.

Zur Abtrennung eines sauren Gases von verschiedenen Mischgasen durch die Verwendung einer Aminverbindung sind bereits viele Techniken bekannt.

Die vorläufige japanische Patentveröffentlichung JP-A-53-100180/1978 offenbart ein Verfahren zur Entfernung eines sauren Gases, das das In-Kontakt-Bringen einer normalerweise gasförmigen Mischung mit einem Amin-Lösungsmittel-Flüssigabsorbens, umfassend: (1) eine Aminmischung, die mindestens 50 Mol-% eines sterisch gehinderten Amins mit mindestens einer sekundären Aminogruppe, die ein Teil eines Rings ist und die entweder an ein sekundäres Kohlenstoffatom oder ein tertiäres Kohlenstoffatom gebunden ist, oder mit einer primären Aminogruppe, die an ein tertiäres Kohlenstoffatom gebunden ist, und mindestens etwa 10 Mol-% eines tertiären Aminoalkohols umfasst; und (2) ein Lösungsmittel für die oben erwähnte Aminmischung, das ein physikalisches Absorbens für das saure Gas ist, umfasst. Beispiele des verwendbaren sterisch gehinderten Amins schließen 2-Piperidinethanol (oder 2-(2-Hydroxyethyl)piperidin) und 3-Amino-3-methyl-1-butanol ein und ein Beispiel des Lösungsmittels ist eine Sulfoxidverbindung, die Wasser in einer Menge von 25 Gew.-% oder weniger enthalten kann. Des weiteren wird als ein Beispiel eines zu behandelnden Gases auf Seite 11 linke obere Spalte dieser Veröffentlichung Bezug genommen auf "eine normalerweise gasförmige Mischung, die Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff in hohen Konzentrationen, zum Beispiel 35% CO&sub2; und 10-12% H&sub2;S, enthält". In den Beispielen wird CO&sub2; selbst verwendet.

In der vorläufigen japanischen Patentveröffentlichung JP-A-6171819/1986 wird eine Zusammensetzung zur Auslösung (scraping) eines sauren Gases, die ein nicht-wässriges Lösungsmittel, wie ein sterisch gehindertes Amin oder Sulfolan, enthält, beschrieben. Als ein Beispiel des primären Monoaminoalkohols mit sterischer Hinderung wird 2- Amino-2-methyl-1-propanol (AMP) erwähnt und verwendet. In den Beispielen wurden CO&sub2; und Stickstoff oder CO&sub2; und Helium verwendet.

Des weiteren wird als das Absorbens eine wässrige Lösung eines Amins und Kaliumcarbonat oder ähnliches verwendet. Wasser wird ebenfalls verwendet. Zusätzlich beschreibt diese Veröffentlichung den Vorteil des sterisch gehinderten Amins für die Absorption von CO&sub2; unter Aufzeigen von Reaktionsgleichungen.

In Chemical Engineering Science, Bd. 41, Nr. 4, Seiten 997-1003 wird das Absorptionsverhalten von Kohlendioxidgas einer wässrigen Lösung von 2-Amino-2-methyl-1- propanol (AMP), das ein gehindertes Amin ist, beschrieben. Als Gase, die dem Absorptionsvorgang unterworfen wurden, wurden CO&sub2; und auch eine Mischung von CO&sub2; und Stickstoff unter Atmosphärendruck verwendet.

In Chemical Engineering Science, Bd. 41, Nr. 4, Seiten 405-408 wird über die Absorptionsraten von CO&sub2; und H&sub2;S einer wässrigen Lösung eines gehinderten Amins, wie AMP, und einer wässrigen Lösung eines geradkettigen Amins, wie MEA, nahe bei Raumtemperatur berichtet. Diesem Bericht zufolge wird kein großer Unterschied zwischen den zwei Typen von wässrigen Lösungen gefunden, wenn der Partialdruck von CO&sub2; 1 atm und die Konzentrationen der wässrigen Lösungen 0,1-0,3 molar sind. Falls die Konzentrationen der wässrigen Lösungen 0,1-molar sind und der Partialdruck von CO&sub2; von 1 atm auf 0,5 atm und 0,05 atm erniedrigt wird, nimmt jedoch die Absorptionsrate von AMP mehr ab als die von MEA bei 0,05 atm.

Die US-A-3 622 267 offenbart eine Technik, bei der eine wässrige Mischung, die Methyldiethanol-amin und Monoethylmonoethanolamin enthält, zur Reinigung eines synthetischen Gases, wie eines partiell oxidierten Gases eines Rohöls, enthaltend CO&sub2; bei einem hohem Partialdruck, zum Beispiel 30% CO&sub2; unter 40 atm, verwendet wird.

Die DE-A-1 542 415 offenbart eine Technik, bei der ein Monoalkylalkanolamin oder ähnliches zu einem physikalischen oder chemischen Absorbens zugegeben wird, um die Absorptionsrate von CO&sub2;, H&sub2;S und COS zu verbessern. Die DE-A-1 904 428 offenbart in ähnlicher Weise die Zugabe von Monomethylethanolamin zum Zwecke der Verbesserung der Absorptionsrate von Methyldiethanolamin.

Die US-A-4,336,233 offenbart eine Technik zur Reinigung eines natürlichen Gases, eines synthetischen Gases oder eines vergasten Kohlengases, in der eine 0,81-1,3 mol/Liter enthaltende wässrige Piperazinlösung als Waschlösung verwendet wird, oder es wird Piperazin im Zustand einer wässrigen Lösung zusammen mit einem Lösungsmittel, wie Methyldiethanolamin, Triethanolamin, Diethanolamin oder Monomethylethanolamin, als Waschflüssigkeit verwendet.

Die vorläufige japanische Patentveröffentlichung JP-A-52-63171/1977 offenbart in ähnlicher Weise ein CO&sub2;-Absorbens, das durch Zugabe von Piperazin oder einem Piperazinderivat, wie Hydroxyethylpiperazin, als ein Beschleuniger zu einem tertiären Alkanolamin. wie Monoalkylalkanolamin oder ähnlichem, erhalten wird.

In EP-A-0558 019 A2 werden zur Entfernung von CO&sub2; aus einem Verbrennungsabgas ein erstes Verfahren, umfassend den Schritt des In-Kontakt-Bringens des Verbrennungsabgases unter Atmosphärendruck mit einer wässrigen Lösung eines gehinderten Amins (ausschließlich eines Amins mit zwei oder mehr Aminogruppen), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus 2-Amino-2-methyl-1-propanol, 2-Methylaminoethanol, 2- Ethylaminoethanol und 2-Piperidinethanol. Besonders geeignet ist 2-Amino-2-methyl-1- propanol (AMP). Ein zweites Verfahren umfasst den Schritt des In-Kontakt-Bringens des Verbrennungsabgases unter Atmosphärendruck mit einer wässrigen Mischlösung von 100 Gewichtsteilen einer Aminverbindung (X), ausgewähft aus der Gruppe, bestehend aus 2-Amino-2-methyl-1,3-propandiol, 2-Amino-2-methyl-1-propanol, 2-Amino-2-ethyl- 1,3-propandiol, t-Butyldiethanolamin und 2-Amino-2-hydroxymethyl-1,3-propandiol; und 1-25 Gewichtsteilen einer Aminverbindung (Y), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Piperazin, Piperidin, Morpholin, Glycin, 2-Methylaminoethanol, 2-Piperidinethanol und 2-Ethylaminoethanol, offenbart.

Ein ähnliches Verfahren, das tertiäre Alkanolamide verwendet, ist aus der EP-A-0 348 521 A1 bekannt wobei die Verbindung X, die durch die Formel R&sub1;-NH-(CPH&sub2;p)-OH dargestellt wird, in der R1 einen C&sub2;-C&sub6; einwertigen Kohlenwasserstoff und p eine Ganzzahl von 1-6 bedeutet, sekundäre Amine besitzt. Bei einer speziellen Verbindung R&sub3;-NH- (CH&sub2;)-OH kann R&sub3; eine C&sub2;-C&sub6; Alkylgruppe sein.

Wie oben beschrieben wird ein Verfahren zur effizienten Entfernung von CO&sub2; aus einem Verbrennungsabgas immer noch benötigt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, wenn ein Verbrennungsabgas mit einer wässrigen Lösung, die ein CO&sub2;-Absorbens (eine Aminverbindung) mit einer gewissen Konzentration enthält, behandelt wird, ein Verfahren zur Entfernung von CO&sub2; durch die Verwendung eines Absorbens, das in der Lage ist, eine große Menge an CO&sub2; pro Moleinheit der Absorbens zu absorbieren und eine große Menge an CO&sub2; pro Volumeneinheit der wässrigen Lösung zu absorbieren, und das eine hohe Absorptionsrate aufweist, zur Verfügung zu stellen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Entfernung von CO&sub2; durch Verwendung eines Absorbens, das kleinere Mengen an Wärmeenergie benötigt, um das CO&sub2; abzutrennen und um dadurch die absorbierende Lösung nach der Absorption von CO&sub2; zurückzugewinnen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist insbesondere die Absorptionsrate des Absorbens, das herkömmlicherweise eine hohe CO&sub2;-Absorptionskapazität aufweist, aber eine geringe Absorptionsrate zeigt, zu verbessern.

Die Erfinder haben ausgedehnte Untersuchungen mit Absorbentien für die Verwendung zur CO&sub2;-Entfernung aus einem Verbrennungsabgas durchgeführt. Als ein Ergebnis haben sie festgestellt, dass die Verwendung der Mischung, erhalten durch Zugabe einer relativ kleinen Menge einer speziellen Piperazinverbindung Y zu einer speziellen Aminverbindung X besonders wirksam zur Verbesserung der Absorptionsrate der Aminverbindung X ist. Die beanspruchte Erfindung wurde auf Grundlage dieser Feststellung gemacht.

Um diese Probleme zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Entfernung von CO&sub2; aus einem Verbrennungsabgas, umfassend den Schritt des In- Kontakt-Bringens des Verbrennungsgases unter Atmosphärendruck mit einer wässrigen Mischlösung von 100 Gewichtsteilen einer Aminverbindung X und 1 bis 25 Gewichtsteilen der Aminverbindung Y, bereitgestellt, wobei die Amingruppe X eine alkoholische Hydroxylgruppe und eine primäre Aminogruppe, die an ein tertiäres Kohlenstoffatom, welches zwei unsubstituierte Alkylgrouppen hat, gebunden ist, und die Aminverbindung Y Homopiperazin ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die CO&sub2; Absorptionsrate der Aminverbindung X durch den relativ kleinen Anteil an der Aminverbindung Y wirksam beschleunigt werden, wenn eine Aminverbindung X nach den Ansprächen 2 und 3 gewählt wird.

Bei der oben genannten Aminverbindung X, bei der eine alkoholische Hydroxylgruppe und eine primäre Aminogruppe an ein tertiäres Kohlenstoffatom mit zwei unsubstituierten Alkylgruppen gebunden ist, die in dieser Erfindung verwendet werden können, können diese unsubstituierten Alkylgruppen gleich oder verschieden sein und Beispiele für diese Alkylgruppen umfassen eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe und eine Propylgruppe, aber beide dieser unsubstituierten Alkylgruppen sind vorzugsweise die Methylgruppen. Beispiele der Aminverbindung X beinhalten 2-Amino-2-methyl-1-propanol (AMP), 3-Amino-3-methyl-2-pentanol, 2,3-Dimethyl-3-amino-1-butanol, 2-amino-2- ethyl-1-butanol, 2-Amino-2-methyl-3-pentanol, 2-Amino-2-methyl-1-butanol, 3-Amino- 3-methyl-1-butanol, 3-Amino-3-methyl-2-butanol, 2-amino-2,3-dimethyl-3-butanol, 2- Amino-2,3-dimethyl-1-butanol und 2-amino-2-methyl-1-pentanol (AMP), wobei AMP am meisten bevorzugt wird.

Bezüglich eines Mischverhältnisses der Aminverbindungen X und Y in der vorliegenden Erfindung liegt das Verhältnis der Aminverbindung Y in dem Bereich von 1 bis 25 Gewichtsteilen, vorzugsweise von 1 bis 10 Gewichtsteilen, bevorzugter von 1 bis 6 Gewichtsteilen, bei 100 Gewichtsteilen der Aminverbindung X.

Die Konzentration der Aminverbindung X in der wässrigen Mischlösung (nachstehend auch als "absorbierende Lösung" bezeichnet) liegt gewöhnlich in dem Bereich von 15 bis 65 Gew.-%. Zu dem Zeitpunkt des Kontakts mit einem Verbrennungsabgas liegt die Temperatur der wässrigen Mischlösung gewöhnlich in dem Bereich von 30 bis 70ºC. Des weiteren kann nötigenfalls zu der wässrigen in der vorliegenden Erfindung verwendbaren Mischlösung ein Korrosionshemmer, ein Hemmstoff gegen Verschlechterung und ähnliches zugegeben werden.

Weiter deckt der Ausdruck "unter Atmosphärendruck" in der vorliegenden Erfindung einen Druckbereich in der Nähe des Atmosphärendrucks ab, der durch ein Gebläse oder ähnliches für die Zufuhr des Verbrennungsabgases erzeugt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines CO&sub2;-Entfernungsprozesses aus einem Verbrennungsabgas, welcher bei der Ausführung eines Verfahrens der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann, zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Es liegen keine besonderen Beschränkungen bei einem Prozess vor, der gemäß einem Verfahren zur CO&sub2;-Entfernung aus einem Verbrennungsabgas der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann, aber eine Ausführungsform des Verfahrens wird mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben. In Fig. 1 sind nur Hauptteile gezeigt und kleinere Installationen sind weggelassen worden.

In Fig. 1 steht die Referenznummer 1 für einen Turm zur CO&sub2;-Entfernung, 2 für einen unteren Einfüllabschnitt, 3 für einen oberen Einfüllabschnitt oder einen Zwischenboden, 4 für einen Verbrennungsabgaseinlass des Turms zur CO&sub2;-Entfernung, 5 für einen Verbrennungsabgasauslass des Turms zur CO&sub2;-Entfernung, 6 für einen Einlaß für die absorbierende Lösung, 7 und 7' für Zerstäuber, 8 für einen nötigenfalls installierbaren Kühler für das Verbrennungsabgas, 9 für einen Zerstäuber, 10 für einen Einfüllabschnitt, 11. für eine Zirkulationspumpe für befeuchtendes und kühlendes Wasser, 12 für eine Wassereinspeisleitung zum Nachfüllen, 13 für ein Ablasspumpe für die absorbierende Lösung, durch die CO&sub2; absorbiert worden ist, 14 für einen Wärmeaustauscher, 15 für einen Turm zur Rückgewinnung der absorbierenden Lösung (nachstehend auch als "Regenerationsturm" bezeichnet), 16 und 16' für Zerstäuber, 17 für einen unteren Einfüllabschnitt, 18 für einen Rückgewinnungserhitzer (Wiederaufkocher), 19 für einen oberen Einfüllabschnitt, 20 für eine Pumpe für Rückflusswasser, 21 für einen CO&sub2;- Abscheider, 22 für eine Auslassleitung für das gesammelte CO&sub2;, 23 für einen Rückflusskühler des Regenerationsturms, 24 für eine Einspeiseleitung von Rückflusswasser aus dem Regenerationsturm, 25 für ein Zufuhrgebläse von Verbrennungsabgas, 26 für einen Kühler und 27 für ein Ventil zur Druckregulation.

In Fig. 1 wird das Verbrennungsabgas dem Verbrennungsabgaskühler durch das Zufuhrgebläse für Verbrennungsabgas 25 zugeführt und in dem Einfüllabschnitt 10 wird das Gas dann mit befeuchtendem und kühlendem Wasser aus dem Zerstäuber 9 in Kontakt gebracht, um das Gas zu befeuchten und zu kühlen. Anschließend wird das Verbrennungsabgas zu dem Turm zur CO&sub2;-Entfernung 1 durch den Abgaseinlaß des Turms zur CO&sub2;-Entfernung geleitet. Das befeuchtende und kühlende Wasser, welches in Kontakt mit dem Verbrennungsabgas gekommen ist, wird in dem unteren Teil des Verbrennungsabgaskühlers 8 gelagert und zu dem Zerstäuber 9 durch die Zirkulationspumpe für befeuchtendes und kühlendes Wasser 11 zurückgeführt und anschließend wiederverwendet. Das befeuchtende und kühlende Wasser geht, während es zum Befeuchten und Kühlen des Verbrennungsabgases verwendet wird, nach und nach verloren, und daher wird es durch die Wassereinspeisleitung zum Nachfüllen 12 nachgefüllt.

Das dem Turm zur CO&sub2;-Entfernung 1 zugeführte Verbrennungsabgas wird in Gegenflussrichtung in Kontakt gebracht mit der absorbierenden Lösung mit einer gewissen Konzentration, die durch den Zerstäuber 7 in den unteren Einfüllabschnitt 2 eingespeist wird, so dass CO&sub2; in dem Verbrennungsabgas durch die absorbierende Lösung absorbiert wird, und das CO&sub2;-freie Verbrennungsabgas wird dann zu dem oberen Einfüllabschnitt 3 verbracht. Die dem Turm zur CO&sub2;-Entfernung 1 zugeführte absorbierende Lösung absorbiert CO&sub2; und ihre Temperatur wird aufgrund der Reaktionswärme dieser Absorption höher als die Temperatur der absorbierenden Lösung an dem Einlass für die absorbierende Lösung 6. Anschließend wird die absorbierende Lösung zu dem Wärmeaustauscher 14 mit der Absaugpumpe 13 für die absorbierende Lösung, die CO&sub2; absorbiert hat, weitergeleitet, darin erhitzt und dann zu dem Regenerationsturm 15 geleitet. Die Temperaturanpassung der absorbierenden Lösung kann mit Hilfe des Wärmeaustauschers 14 oder nötigenfalls mit Hilfe des Kühlers 26, der zwischen den Wärmeaustauscher 14 und dem Einlass für die absorbierende Lösung 6 geschaltet ist, durchgeführt werden.

In dem Turm zur Rückgewinnung der absorbierenden Lösung 15 wird die absorbierende Lösung in dem unteren Einfüllabschnitt 17 rückgewonnen, durch den Rückgewinnungserhitzer 18 erhitzt, durch den Wärmeaustauscher 14 gekühlt und dann zu dem Turm zur CO&sub2;-Entfernung 1 zurückgeführt. In dem oberen Teil des Turms zur Rückgewinnung der absorbierenden Lösung 15 wird das von der absorbierenden Lösung 1 abgetrennte CO&sub2; mit dem durch den Zerstäuber 16' in den oberen Einfüllabschnitt 19 eingespeistem Rückflusswasser in Kontakt gebracht, durch den Rückflusskühler des Regenerationsturms 23 gekühlt, von dem Rückflusswasser, das durch die Kondensation von von CO&sub2; begleitetem Wasserdampf gebildet wird, durch den CO&sub2;-Abscheider 21 abgetrennt; und dann einem Schritt zur CO&sub2;-Rückgewinnung durch die Auslassleitung für das gesammelte CO&sub2; zugeführt. Der Hauptanteil des Rückflusswassers wird zu dem Regenerationsturm 15 durch die Pumpe für Rückflusswasser 20 zurückgeführt, und ein Teil des Rückflusswassers wird zu einem Regenerationsturm-Rückflusswassereinlass 28 des Turms zur CO&sub2;-Entfernung 1 durch die Einspeiseleitung von Rückflusswasser aus dem Regenerationsturm 24 verbracht. Dieses Rückflusswasser aus dem Regenerationsturm enthält Spurenmengen der absorbierenden Lösung. Daher wird das Rückflusswasser aus dem Regenerationsturm in den oberen Einfüllabschnitt 3 des Turms zur CO&sub2;-Entfernung 1 durch den Zerstäuber 7' eingebracht und dann mit dem Abgas in Kontakt gebracht, um zu der Entfernung von Spurenmengen von CO&sub2;, die in dem Abgas enthalten sind, beizutragen.

Experimentalbeispiel und Vergleichsbeispiel

In einem in einer thermostatischen Kammer angeordneten gläsernen Reaktionsgefäß wurde 50 ml einer 30%igen wässrigen Lösung von AMP eingebracht und Homopiperazin (Verbindung Y) in einer Menge von 1,5 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht der oben erwähnten wässrigen AMP-Lösung, zugegeben. Während die absorbierende Lösung bei einer Temperatur von 40ºC gerührt wurde, wurde anschließend ein Testgas in die so vorbereitete absorbierende Lösung mit einer Flussrate von 1 Liter/Minute unter atmosphärischem Druck eingebracht. Ein Modellverbrennungsabgas mit einer Zusammensetzung von 10 Mol-% CO&sub2;, 3 Mol-% O&sub2; und 87 Mol-% N&sub2; bei 40ºC wurde als Testgas verwendet.

Das Testgas wurde kontinuierlich eingebracht und als die CO&sub2;-Konzentrationen in den ein- und ausströmenden Gasen gleich waren, wurde das in der absorbierenden Lösung enthaltene CO&sub2; mit Hilfe eines CO&sub2;-Analysators (einer Messvorrichtung zur Ermittlung des Gesamtgehalts an organischem Kohlenstoff) gemessen, um die gesättigte CO&sub2;- Absorption zu bestimmen. Des weiteren wurde zu einem frühem Zeitpunkt während des Absorptionstests auch die CO&sub2;-Konzentration im Gas an dem Auslass des Reaktionsgefäßes (die anfängliche CO&sub2;-Konzentration am Auslass) gemessen.

Außerdem wurde in einem frühen Stadium des Absorptionstests die CO&sub2;- Konzentration im Gas am Auslass des Reaktionsgefäßes (die anfängliche CO&sub2;-Konzentration am Auslass) gemessen. Eine anfängliche CO&sub2; Konzentration von 4.5 Mol-% am Auslass wurde für eine gesättigte CO&sub2; Absorptionsmenge von 0.63 Mol von CO&sub2;/mol des AMP bei 47.5 Nm³ von CO&sub2;/m³ der Absorptionslösung gemessen. Je niedriger diese anfängliche CO&sub2;- Konzentration am Ausläss war, desto höher war die CO&sub2;-Absorptionsrate der absorbierenden Lösung.

In einem vergleichenden Absorptionstest wurde eine nur AMP umfassende absorbierende Lösung verwendet. Eine anfängliche CO&sub2; Konzentration von 6.9 Mol-% am Auslass wurde für eine gesättigte CO&sub2; Absorptionsmenge von 0.64 Mol von CO&sub2;/mol des AMP bei 48.4 Nm³ von CO&sub2;/m³ der Absorptionslösung gemessen.

Es ist aus den Ergebnissen der Experimente offensichtlich, dass die anfängliche CO&sub2;- Konzentration am Auslass durch die Verwendung der absorbierenden Lösungen der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu AMP allein verbessert ist. Die absorbierende Lösung kann durch Erhitzen der gemischten Lösung, die der Absorption unterworfen wurde, ohne Probleme wiedergewonnen werden.


Anspruch[de]

1. Verfahren zur Entfernung von CO&sub2; aus einem Verbrennungsabgas, umfassend den Schritt des In-Kontakt-Bringens des Verbrennungsabgases unter Atmosphärendruck mit einer wässrigen Mischlösung aus 100 Gewichtsteilen einer Aminverbindung X und 1 bis 25 Gewichtsteilen einer Aminverbindung Y; wobei die Aminverbindung X eine alkoholische Hydroxylgruppe und eine primäre Aminogruppe aufweist, welche an ein tertiäres Kohlenstoffatom mit zwei unsubstituierten Alkylgruppen gebunden ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Aminverbindung Y Homopiperazin ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Aminverbindung X eine Verbindung ist; gewählt aus der 2-Amino-2-methyl-1-propanol, 3-Amino-3-methyl-2-pentanol, 2,3-Dimethyl-3-amino-1-butanol, 2-Amino-2-ethyl-1-butanol, 2-Amino-2-methyl- 3-pentanol, 2-Amino-2-methyl-1-butanol, 3-Amino-3-methyl-1-butanol, 3- Amino-3-methyl-2-butanol, 2-Amino-2,3-dimethyl-3-butanol, 2-Amino-2,3- dimethyl-1-butanol und 2-Amino-2-methyl-1-pentanol umfassenden Gruppe.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Aminverbindung X 2-Amino-2-methyl-1- propanol ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Mischungsverhältnis der Aminverbindung X zur Aminverbindung Y. in Gewichtsteilen, 100 : (1-10), ist.







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