Carbon dioxide absorption and desorption in a packed tower using water and solutions of sodium carbonate and of triethanolamine

Authors


Abstract

The relative efficiencies of water, sodium carbonate solutions (0.025 to 0.4 M), and triethanolamine solutions (0.05 to 1.0 M) for the removal of carbon dioxide from air containing up to 12% of the gas, at 40–50°F., was determined using 12 in. diameter towers packed to a depth of 40 in. with 1-in. Raschig rings. Coefficients of absorption for sodium carbonate and triethanolamine solutions were 30–60% less than comparable coefficients for water. Desorption coefficients for sodium carbonate and triethanolamine solutions were larger than absorption coefficients under comparable conditions but somewhat less than desorption coefficients for water, except for dilute conditions. Desorption coefficients for dilute solutions (less than 0.15 M) were up to three times as large as those for water. These results indicate that the use of sodium carbonate or triethanolamine solutions instead of water (as frequently used at present) would permit the use of smaller desorption equipment in applications such as scrubber systems for the removal of carbon dioxide from controlled atmosphere storage rooms for fruits and vegetables.

Solubility data for carbon dioxide in sodium carbonate and triethanolamine solutions at temperatures and carbon dioxide partial pressures of interest in this study were also determined.

Abstract

L'efficacité relative de l'absorption du gaz carbonique jusqu'à des concentrations de 12% dans l'air, à l'aide d'eau, de solutions aqueuses de carbonate de sodium (0.025 à 0.4 M) et de triethanolamine (0.05 à 1.0 M) a été déterminée pour des températures de 40–50°F. dans une tour d'absorption d'un diamètre de 12” contenant des anneaux de Raschig (1”) sur une profondeur de 40′. Les coefficients d'absorption dans les solutions de carbonate de sodium et de triethanolamine sont de 30 à 60% moindres que dans le cas de l'eau. Les coefficients de désorption pour ces deux premières solutions sont supérieurs aux coefficients d'absorption sous des conditions comparables mais inférieurs cependant au coefficient de désorption pour l'eau, sauf pour les solutions diluées (inférieures à 0.15 M) lesquels sont jusqu'à trois fois ceux de l'eau. Ces résultats indiquent que l'utilisation du carbonate de sodium ou de triethanolamine plutǒt que l'eau (tel qu'utilisé fréquemment) permet l'utilisation d'équipement de désorption de plus faibles dimensions dans des applications telles que les systèmes d'épuration pour l'enlèvement du CO2 de l'air provenant des chambres d'entreposage des fruits et légumes.

La solubilité du CO2 dans des solutions de carbonate de sodium et de triethanolamine aux températures et pression et de vapeur du CO2 concernées dans cette élude, est déterminée.

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