DE1444972A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Vermeidung des Anfallens von freies Ammoniak und Phenole enthaltenden Abwaessern bei der Gewinnung von Gasen fuer Heizzwecke durch Trockendestillation oder Entgasung von Kohlen - Google Patents

Description

Dr«?/Dr.S/Bu/fcr· fiecklinghausen, dec 24.9.1362

Dr. Expl.

Verfahren mad Vorrichtung zur Vermeidung dea Anfalles von freies Ammoniak und Phenole enthaltenden Abwässern bei der Gewinnung top Oasen ftlr Heizzwecke durch Trockendestillation oder Entgasung von Kohlen,

Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, nach denen Kohlendestillationsgase möglichst weitgebend von Teeren, naphthalin, Phenolen, Benzol, Ammoniak, Schwefel-, Cyan- und Rhodanverbindungen befreit werden, damit die Gase die Reinheitsanforderungen an Ferngas erfüllen und als solches verwendet werden können·

Weiterhin sind Verfahren bekannt, bei denen die Abscheidung von Teeren, Phenolen und Ammoniak aus den Gasen so durchgeführt wird, dass die aus den Anlagen auszuschleusenden Abwaseermengen aiöglichst klein geh Iten werden, wobei freies Ammoniak und Phenole aus den Wässern entfernt und ir. bekannter Waise gewonnen werden, womit gleichzeitig verhindert wird, daß diese giftigen Bestandteile des Abwassers in die Pluseläufe geraten.

Die Verminderung der auszuschleusenden Wassermengen wird dabei to erreicht, daes, wie 2« B. nach DBP 936 109» von dem entsprechend gestalteten Gasttihl system die wiasrig-teerigen Kondensate ait möglichst hoher Temperatur, s. B· 8O⁰C,einem unmittelbaren Kühler entnommen werden, die Teere in einem wirksamen Scheider, z. 3. nach DBP 935 020, abgetrennt werden und danach das immernoch etwa 80⁰C «arme Wasser benutzt wird, um in einem Yerdunster das in einem de» unmittelbaren Kühler nachgeschalteten mittelbaren Kühler nuf etwa 25⁰C abgekehlte Gas wieder auf etwa 75⁰C

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zu erwärmen und mit Wasserdampf zu sättigen. Es gelingt auf dieee Weise, die (fase von Teerölen zu befreien und dabei praktisch das gesamte bei der Kohlendestillation anfallende Kohlewasser mit dem Sas abzuführen und oo die abzuschleusenden Wassermengen zu vermindern. Um Ferngasreinheit zu erreichen, wird nun das Gas in bekannter Weise von Ammoniak, Benzol, Naphthalin, sowie Schwefel-» Gyan- und Hhodanverbindungen befreit.

Bei diesem Verfahren wurden sich aber nichtflüchtige Ammonsp.lze, hauptsächlich Ammonchlorid, in dem im Kreislauf geführten Berieselungswasser anreichern, weshalb eine kleine Men&e davon ausgeschleust werden muss, andernfalls wurden schliesslich die Ammonsalze auskristallisieren und zu Verstopfungen führen. Bin Teil des ausgeschleusten, salzreichen Wassers kann gegebenenfalls durch Zugabe von salzfreiem Wasser ersetzt werddn.

In dem auszuschleusenden Wasser anwe3endea freies Ammoniak wird abgetrieben und in bekannter Weise mit der im Gas vorhandenen Hauptmenge des Ammoniaks zusammen z. B..als Ammonsulfat £ebunden und gewonnen.

Die Phenole werden in bekannter Weise extrahiert und in irgendeiner Form gewonnen.

Der notwendige technische Aufwand für die Herstellung von hochwertigem Ferngas ist demnach sehr umfangreich.

Soll aber das bei der Kohledeötillation oder der z. B. auf einem Wanderrost oder in Kammerofen gewonnene Gas direkt und ausschließlich als industrielles Heizgas in der Nähe des Erzeugungsortes Verwendung finden,so ist eine so weitgehende Reinigung des Gases weder erforderlich noch lohnend. In diesem Fall ist es völlig ausreichend, die Gase so weit von Teeren zu befreien, dass in den Gasleitungen bis zum Verbrauchort keine Verstopfungen und sonstige Störungen durch sich bildende Kondensate auftreten. Jedoch lässt sich dabei nach den bisher gebräuchlichen Verfahren der Anfnll von freies Ammoniak und Phenole enthaltenden

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Abwäaaern nicht Vermeiden. Es besteht das Problem, freies Ammoniak und Phenole daraus zu entfernen, ohne für deren Abtrennung und zwangsläufige Gewinnung aufwendige AnIpgen errichten au müssen.

In der Erdöl-Industrie ist bekannt, Betriebswässer aus der Hinernlöl-Raffinerie durch Abstreifen und Waschen zu regenerieren.

Betriebswässer, die Phenole und flüchtige S- und K-Verbindungen, wie HoS und iül,_t enthalten, werden zundcuut mit elnea sauerstoffreien neutralen GaB von den flüchtigen Verunreinigungen be-'freit und das abgestreifte phenolhaltige Wnsser mit einem von flüchtigen Verunreinigungen freien Kohlenwasserstoffstrom gewaechen, worauf ein flüchtige Verunreinigungen enthaltender Kohlenwasserstoifstrom mit dem gereinigten Betriebswasser gewaschen und das mit diesen flüohtigea Verunreinigungen beladene nasser zur Abstreiferzone zurückgeführt wird,. Auezuschleusende Anteile dieses Aaasers enthalten v.eder Ammoniak noch Phenole. 'ftährend die flüchtigen Verunreinigungen wie HpS und NH- durch einei neutralen Gasstrom abgestreift werfen, ist es erforderlich, die Phenole durch einen vorher von flüchtigen Verunreinigungen befreiten Kohlenwasserstoffstrom in' einem beeonderen frozeas zu extrahieren (DAS 1 131 831).

Vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Vermeidung des Anfalles von freiea Ammoniak und Phenole enthaltenden Abwässern bei der Gewinnung von industriellen Heiz^aben durch Kohlendeetillation, z. B. in Vertikalkammern, Horizontalkfimmem odfer auf einem Wanderrost.

Bas Wesen der Erfindung besteht darin, dr.C iie zu ^eizzwecken beetiiüuten Gase mit im krtislauf geführten wässrigen i'lüaai^-

keiten behandelt, dabei, anitatt, wie bei bekannten Verfahren, durch unmittelbare und mittelbare Kühlung auf 25⁰G, lediglich

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durch unmittelbare Kühlung nur auf etwa 60-8O⁰C, vorzugsweise 7O⁰C abgekühlt werden und am Ende der Behandlung fast die Gesamtmenge ihres ursprünglichen Wassergehaltes dampfförmig tragen» so dass der Anfall wesentlicher Wassermengen unterbleibt und weiterhin darin, dass aus der wegen der Anreicherung von nichtflüchtigen Ammonsalzen, hauptsächlich Ammonchlorid, abzuführenden Teilmenge des Wassers freies Ammoniak und Phenole praktisch vollständig—mit einem inerten Trßgerges abgetrieben werden und das mit freiem Ammoniak und Phenolen angereicherte inerte Trägergas den aus der Hohle erhaltenen, von Teerölen befreiten Gasen augegeben wird«

Ea zeigte sich, was bisher nicht bekannt war, nämlich, daß die Abkühlung der Gase auf nur 60-80⁰C₁ vorzugsweise 7O⁰C genügt* um Teere und Teeröle soweit daraus abzuscheiden, daß bei ihrer Verwendung ale Heizgas keinerlei Störungen durch Kondensation oder Verstopfung in den Leitungen auftreten. ·

Sech dem neuen Verfahren fällt neben Koks nur Teer, für industrielle Heizzwecke genügend reines Gas und eine geringe Menge Abwasser an, die entweder direkt in den Vorfluter gegeben oder, falls eine restlose Entphenolung gewünecht wird, vorher einer biologischen Phenoloxydation unterzogen werden kann.

Die nach der Abscheidung der Teere und Teeröle dem Gas wieder zugedachten Anteile von freiem Ammoniak und Phenolen werden bei der nutzung des Gases mit verbrannt.

Der Anfall von Ammoniak und Phenolen wird nach dem neuen Verfahren vermieden.

Erfindungegema.es können zum Abtreiben des Ammoniaks und der Phenole aus den auszuschleusenden Abwässern Luft, Rauchgas, D_nrapf oder Mischungen dieser Medien verwendet werden·

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Vigor t stallt aina Sohemaskizte dar, an der das neue Verfahren näher erläutert wird.

Daa too dar Teer-Vorlage 1 einer Kokaofenbatterie kommende Rohgas wird duroh Leitung 8 das Unterteil eines direkt wirkenden Kühlers 2 zugeführt, auf dessen Kopf durch Leitung 9 im Kreislauf geführtta Wasser aufgegeben wird. In dem Direktkühler 2 werdan aus dem Oa β kondensierbare Bestandteile, vor allem Teer, kondensiert. Gleichseitig wird dampfförmiges Ammonchloxid in die wässrige Phaae übergeführt und damit verhindert, dass es an kälteren Stellen in Leitungen und Apparaturen auskristallisiert. Das Gaa verlässt den Direktkühler oben durch Leitung 11, durchströmt den Wärmeaustauscher 5» in dem es, zur Vermeidung von Kondensationen bei dar fortleitung und Verwendung dieses Gases, mit dem helasen im Verfahren anfallenden Beriaselungswaaser wieder um einige oradβ überhitzt wird, und verlässt ihn duroh Leitung 25. Dia Kondensate werden zusammen mit dem Berieselungswasser des Direktkühlera duroh Leitung 12 dem Teerscheider 3 zugeführt. Duroh Leitung 26 flieasan das leerecheider ebenfalle die in der Teervorlage 1 abgeschiedenen wässrigen und teerigen Kondensate zu* Dar abgeschiedene Teer wird duroh Leitung 13 abgezogen. Die wässrigen Kondensate, das ist das Kohlewasser und das Berieaelungswasaer der Vorlage und des Direktkühlere sammeln sich im Oberteil des Scheider*, sie enthalten freies Ammoniak und Phenole. Sin Teil davon wird zur Gaakühlung durch Leitung Ϊ-) auf die Teervorlage 1 zurückgegeben.

Dar für dia Berieselung da? Direktkühlers 2 und zur Ausachleusung bestimmte Wasseranteil wird aus dem Teeraoheider abgezweigt und duroh Leitung 18 und 19 das Wärmeaustauscher 4» von hier duroh Leitung 20 dam Wärmeaustauscher 5» duroh Leitung 21 dam Wasser* kühler 6 «it dan Waaaeriu- und ebleitungen 17 und 22 zugeführt, und Bohlieaslioh durch Leitung 9 wieder auf dan Kopf des Direkt» kühlere 2 gegeben, woduroh der Kreialeuf des Barleselungawaasers geschlossen wird·

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Der auszuschleusende Wasseranteil* der nur einem Bruchteil des JLohlewessers entspricht, wird bei 23 abgezweigt und durch Leitung to auf den Kopf des unter normalem oder erhöhtem Druck zu betreibenden Abstreiferβ 7 aufgegeben. Dem Abstreifer 7 wird durch Leitung 14 und 24 im Wärmeaustauscher 4 aufgewärmtes Inertgas oder Rauchgas zugeleitet, das darüber hinaus in dieseni Wärmeaustauscher durch Einleitung von Dampf über Leitung .50 mit Wasserdampf gesättigt wird, um eine zu starke Abkühlung des auf den Abstreifer 7 aufgegebenen heissen Wassers und damit eine Abschwächung des Abstreifprozesses zu vermeiden. Im Abstreifer 7 werden freies Ammoniak und Phenole aus dem V/asser durch dna heisse Inert- oder Rauchgas ausgetrieben. Die das Ammoniak und die Phenole enthaltenden Schwaden verlassen den Abstreifer am Kopf durch Leitung 15 und werden bei 26 dem vom Teer grösstenteils befreiten Kokereigas in Leitung 2'j zugegeben, Eine weitere Reinigung'des Gases z. B. von Teernebeln kann durch Einschaltung eines Elektrofilter erfolgen.

Am Sumpf des Abstreifers 7 fliesst durch Leitung 16 ein Abwasser ab, das praktisch kein freies Ammoniak und keine Phenole enthält.

Das Abstreifen des freien Ammoniaks und der Phenole aus den Abwässern im Abstreifer 7 kann auch .mit Dampf geschehen. In diesem Falle wird der Dampf dem Abstreifer 7 durch die Leitungen 14» und 24 zugeführt.

Beispielt

Bine Koksofenbatterie setzt täglich 3 300 t Kohle mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 9»1 % also 3 000 t trockene Kohle durch

und erzeugt etündlioh 42 500 Am /r%as die Teervorlage mit 81⁰G wasserdampfgesättig* verläßt und mit dieser Temperatur in den direkten Kühler (2) eintritt (Fi£. 1).

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Dae Gae enthält hier, umgerechnet auf Waeeerfreiheit, 34-42 g Teeröle pro Hm .Davon sind 0,7-0,9 g Phenole.

Der direkte Kühler wird stündlich mit 265 w? üreislnufberieaelungswasaer von 40⁰C beschickt. Des Gae verläßt den Direktkühler wasserdampfgeeättigt mit einer !Temperatur von 7O⁰O und enthält, umgerechnet auf Wasserfreiheit, noch 10-20 g Teeröle pro Na , wovon 0,55-0,75 g Phenole Bind.

wird in dem Wärmeaustauscher (5) auf 75⁰C überhitzt. Das Geeamtkondeneat verlässt zusammen mit dem Berieselungswasser den Direktkühler (2) mit einer Temperatur von 80⁰C und tritt in den -Teerecheider (3) ein.

Von dem abgeschiedenen Wasser «erden stündlich 400 m^J aus dem Unterteil des Teerecheiders auf die Vorlage zurückgeleitet. D_as übrige Wacser wird durch Leitung (18) aus dem Unterteil des Teerscheiders mit 80⁰C abgezogen und 285 m stündlich dem Wärmeaustauscher (4) augeführt, den es mit 78⁰C verlässt. Im Wärmeaustauscher (5) wird es weiter abgekühlt auf 77⁰C. Schlieaslich wixd es im Waeserkühler (6) mit 530 mVh Wasser von 77⁰C auf 40⁰C gekühlt und mit dieser Temperatur auf den Direktkühler (2) wieder aufgegeben.

Von dem durch Leitung (18) aus dem Teerscheider abgezogenen Wasser werden ca. 2,9 m stündlich ab&ezwei^t und oben auf den Abstreifer (7) aufgegeben· Diese, das gesamte aus der Xoblendeetillation herrührende fixe Ammoniak enthaltende Wassermenge entspricht der Differenz der Wassergelilte des Gases beim Austritt aus dem Direktkühler (2) einerseits und dem Wärmeaustauscher (5) andererseits (72^73⁰C). Sie betrügt im vorliegendem Beispiel nur rd. 15 £ der dblichtrweiae bei der Kohlendestillation als Kondenaatwaeser anfallender! üenge. Durch Leitung (H)

werden etündlioh 1 200 Um Rauchgas angesaugt, im Wärmeaustauscher (4) durch Zugabe von 800 kg Wasserdampf gesättigt und auf 78 * erwärmt. Die freies Ammoniak und Phenole anhaltenden Schwa-

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des werden mit einer Temperatur von 78⁰C bei (26) dem Koksgas zugemischt. Dieses enthält nunmehr ausser oa. 30 g Benzol und ca. 10-15 £ leiohten Kohlenwasserstoffen pro Nm praktisch alles freie Ammoniak und alle Phenole, die bei der Kohlendestillation entstehen und sich bei den bisher üblichen Verfahren im Kondensatwasser befinden« Dieaes so beschaffene Gas

inaüilriiMtn ' .

wird daraufhin seiner (Verwendung, z. B. der ünterfeuerung eines D_RmpfkeBsels, zugeführt.

Am Boden des Abstreifers (7) werden stündlich 2,9 m^ Wasser abgezogen, das praktisch frei von freiem Ammoniak und Phenolen ist.

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Claims (2)

mm Q ·. -144 4 W 2

1. Verfahren zur Vermeidung des Anfallee von freies Ammoniak und Phenole enthaltenden Abwässern bei der Gewinnung von Gasen für Heizzwecke duroh !Trockendestillation oder Entgasung von Kohlen, durch Behandlung derselben mit wässrigen Flüssigkeiten unter solchen Anwendungsreifen, daß die üaae am Ende nahezu die Gesamtmenge ihres ursprünglichen Wassergehaltes als Dampf tragen und im Verfahren dns Abführen wesentlicher Wassermengen »ach auasen unterbleibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase durch unmittelbare Kühlung mit wäßrigen Flüssigkeiten auf 60-80⁰O, vorzu£sweise auf 7O⁰G, abgekühlt werden und daß eine Teilmenge des Behnndlungawas-jers zur Vermeidung störender Anreicherung mit fixen Ammonsalzen regelmäßig aus dea Betrieb entfeint wird, daraus mti einem inerten Trägergas freies Ammoniak und Phenole praktisch vollständig abgetrieben werden und das mit Ammoniak und Phenolen angereicherte Trägerg&s den Kohlengasen zu^e^ebeu wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß tils Trägergaa beim Abtreiben von Ammoniak und Phenolen, Luft, Rauchgas, Wasserdampf oder Gemische dieser Medien verwendet werden.

3· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch und 2, gekennzeichnet durch einen Kühler (2) zur direkten Kühlung der Gase, einen Teerecheider (3) zum Trennen der Teere von Wasser, zwei Wärmeaustauschern (4) und (5) und einen Wasserkühler (6) eua indirekten Kühlen des Kreislauf-Berieselungswaesers, sowie durch einen Abstreifer (7) zum Austrei-' ben von Ammoniak und Phenolen aue dem zum Ausschleusen bestimmten Abwasser.

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