Способ выделения монооксида углерода из газовой смеси, содержащей диоксид углерода и пары воды

 

Изобретение относится к технологии выделения СО, CO₂ и паров H₂O из газовых смесей, образующихся при высокотемпературном электролизе паров воды и CO₂ , применяемых при создании замкнутых систем регенерации кислорода, позволяющей повысить степень извлечения CO₂ при обеспечении высокой степени извлечения СО и паров H₂O . Газовую смесь, содержащую СО, CO₂ , пары H₂O, H₂ и N₂ , обрабатывают водным раствором солей CuCl и MgCl₂ при температуре 258 - 268 К. Концентрация MgCl₂ и CuCl равна соответственно 1,5 - 2,0 моль/л и 0,3 - 0,6 моль/л. Десорбцию поглощенных компонентов ведут понижением давления. Степень извлечения CO₂ , СО и паров H₂O составляет 90 - 96,2; 99,0 - 99,6 и 97,9 - 98,4% соответственно. 1 табл.

Изобретение относится к технологии выделения кислородсодержащих компонентов из газовых смесей, образующихся при высокотемпературном электролизе паров воды и диоксида углерода, и может найти применение при создании замкнутых систем регенерации кислорода. Цель изобретения - повышение степени извлечения диоксида углерода при обеспечении высокой степени извлечения монооксида углерода и паров воды. П р и м е р. 10 л газовой смеси, имитирующей состав газов электролиза и содержащей 15 об. % Н₂, 70 об. % СО, 8 об. % СО₂, 2 об.% Н₂О и 5 об.% N₂, барботируют через ряд последовательно соединенных ловушек с двумя отводами, в которые залит купрохлоридный раствор общим объемом 2 л (удельный расход сорбента 0,2 л/л). Состав сорбента: 0,5 моль/л CuCl и 2,0 моль/л MgCl₂. Скорость пропускания газовой смеси составляет 20-25 л/ч. Ловушки помещают в термостат, в котором поддерживают температуру 28 К с точностью до ±0,5 К. Концентрацию компонентов газовой смеси до и после абсорбции определяют хроматографически. Десорбцию газов проводят снижением давления газовой смеси, при этом десорбируемый газ также анализируют на хроматографе. В таблице приведены результаты опытов 1-10, полученных для газовой смеси, содержащей, об. %: Н₂ - 15, СО - 70, СО₂ - 8, Н₂О - 2, N₂ - 5, при общем объеме смеси газов 10 л. При содержании CuCl в растворе выше 0,6 моль/л и содержании MgCl₂ 1,5-2,0 моль/л охлаждение раствора до заявленных температур приводит к кристаллизации двойных солей. При этом концентрации CuCl и MgCl₂ в растворе падают ниже 0,3 моль/л и 1,05 моль/л соответственно. Такой раствор обеспечивает нужную степень извлечения монооксида углерода, равную 68% и ниже. Также снижается объем жидкой фазы до 70% или ниже от первоначальной. При концентрации CuCl в растворе ниже 0,3 моль/л не обеспечивается высокая степень извлечения СО из газов. Например, при 0,2 моль/л CuCl, 1,7 моль/л MgCl₂ и 263 К степень извлечения СО составляет лишь 83,6%. Повышение температуры выше 268 К приводит к снижению степени извлечения СО₂ и паров Н₂О, снижение температуры раствора ниже 258 К приводит к его кристаллизации и неработоспособности способа. Предлагаемый способ позволяет повысить степень извлечения СО₂ до 90-96,2% против 5% в известном способе, при обеспечении высокой степени извлечения СО, равной 99,0-99,6%, и паров воды, равной 97,9-98,4%.

Формула изобретения

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ МОНООКСИДА УГЛЕРОДА ИЗ ГАЗОВОЙ СМЕСИ, СОДЕРЖАЩЕЙ ДИОКСИД УГЛЕРОДА И ПАРЫ ВОДЫ,включающий обработку газов раствором, содержащим хлорид меди и хлорид магния в количестве 1,5 - 2,0 моль/л, и десорбцию поглощенных компонентов понижением давления, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения диоксида углерода при обеспечении высокой степени извлечения монооксида углерода и паров воды, обработку газов ведут при 258 - 268 К и содержании хлорида меди в растворе, равном 0,3 - 0,6 моль/л.

РИСУНКИ

Рисунок 1