Desorptionsprozess

Das reichhaltige Lösungsmittel aus dem Absorber gelangt nahe dem oberen Ende in die Kolonne. Durch die Wärme des Reboilers werden die absorbierten Komponenten und das Lösungsmittel verdampft. Der aufsteigende Dampf entzieht der absteigenden Flüssigkeit die gelösten Gase. Das regenerierte, arm an Komponenten enthaltende Lösungsmittel tritt am Boden aus und kehrt zum Absorber zurück. Der Kopfdampf enthält die abgetrennten Komponenten und wird zur Entsorgung oder Rückgewinnung weitergeleitet.

Spaltengestaltung

Vertikaler Behälter mit Zulauf für konzentriertes Lösungsmittel, Strippabschnitt mit Böden oder Füllkörpern, Reboiler am Boden zur Bereitstellung von Wärme und Dampf, bei Bedarf ein Kondensator am Kopf, Ablauf für verdünntes Lösungsmittel, Gasabgang für das gestrippte Gas sowie Temperaturregelungen. Die Höhe ermöglicht Strippstufen für den angestrebten Regenerationsgrad.

Funktionsprinzip

Durch Erhitzen wird die Löslichkeit verringert, wodurch die absorbierten Bestandteile aus der Flüssigkeit freigesetzt werden. Der Dampfstrom entzieht dem Lösungsmittel die gelösten Gase. Temperatur und Druck werden so gewählt, dass ein Gleichgewicht zwischen Regenerationseffizienz, Energieverbrauch und Lösungsmittelstabilität hergestellt wird. Ein niedrigerer Druck verbessert den Stripping-Prozess, erhöht jedoch die Kosten für das Vakuumsystem.

Arten von Nacherhitzern

Kessel-Reboiler für eine einfache Bedienung. Die Thermosiphon-Zirkulation verringert die Verschmutzung. Die Zwangszirkulation bewältigt schwierige Betriebsbedingungen. Am häufigsten wird Dampfheizung eingesetzt, bei hohen Temperaturen jedoch auch Heißöl. Der Betrieb der Reboiler verursacht erhebliche Betriebskosten und muss daher optimiert werden.

Materialauswahl

Edelstahl ist beständig gegen Korrosion durch heiße, regenerierte Lösungsmittel und saure Gase. Kohlenstoffstahl mit Korrosionszugabe für leichte Beanspruchung. Speziallegierungen für extreme Bedingungen. Die Werkstoffe halten den Temperaturen im Reboiler stand, die bei Aminsystemen typischerweise zwischen 110 und 150 °C liegen.

Uygulamalar

Amin-Regeneratoren, die H₂S und CO₂ aus dem Süßungslösungsmittel freisetzen, Glykol-Regeneratoren, die Wasser aus dem Entwässerungslösungsmittel entfernen, Stripping-Anlagen zur Rückgewinnung von Lösungsmitteln, bei denen absorbierte organische Stoffe abgeschieden werden, Aktivkohle-Regeneratoren sowie alle Anlagen, die eine Lösungsmittelregeneration durch thermisches Stripping erfordern.

Energieoptimierung

Der Einsatz des Reboilers wirkt sich direkt auf die Betriebskosten aus. Durch die Wärmeintegration mit dem Absorber lässt sich der Energieverbrauch senken. Ein „Lean-Rich“-Wärmetauscher erwärmt das reichhaltige Lösungsmittel mithilfe der Wärme des mageren Lösungsmittels vor. Konfigurationen mit geteiltem Durchfluss sparen Energie. Durch die Optimierung wird ein Gleichgewicht zwischen Investitions- und Betriebskosten hergestellt.

Hängesystem

Beim Vollkondensator werden die abgetrennten Komponenten als Flüssigkeit zur weiteren Verarbeitung zurückgeführt. Der Teilkondensator ermöglicht die Gastrennung. Der Rückflussabschnitt oberhalb der Zuführung verbessert die Abtrennung flüchtiger Bestandteile aus dem Lösungsmittel. Die Auslegung des Systems hängt von den Anforderungen an die Handhabung der abgetrennten Komponenten ab.

Qualität des Lösungsmittels

Der Regenerationsgrad beeinflusst die Leistung des Absorbers. Eine unzureichende Strippung verringert die Absorptionskapazität. Übermäßige Hitze führt zu einer Zersetzung des Lösungsmittels. Die Temperaturregelung ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Lösungsmittelqualität. Durch Überwachung wird eine ordnungsgemäße Regeneration ohne Qualitätsverlust gewährleistet.

Druckregelung

Der Säulendruck beeinflusst die Stripp-Effizienz und die Lösungsmittelstabilität. Ein niedrigerer Druck verbessert die Desorption, erfordert jedoch möglicherweise Vakuum. Der Betrieb bei Atmosphärendruck ist am einfachsten. Bei der Druckwahl gilt es, ein Gleichgewicht zwischen Leistung, Komplexität und Kosten zu finden.

Baunormen

Auslegung gemäß ASME Abschnitt VIII für Betriebsdruck und -temperatur. Werkstoffe für korrosive, entgaste Gase und heiße Lösungsmittel. Dimensionierung von Reboiler und Kondensator gemäß den Prozessanforderungen. Vollständige Dokumentation mit Wärme- und Materialbilanz.

ERGIL-Desorptionskolonnen ermöglichen durch thermisches Stripping eine effiziente Lösungsmittelregeneration und damit einen kontinuierlichen Betrieb in Gasaufbereitungs- und Rückgewinnungsanlagen.