DE1669326A1

DE1669326A1 - Verfahren zur Reinigung von Kokerei-Rohgasen

Info

Publication number: DE1669326A1
Application number: DE19671669326
Authority: DE
Inventors: Paul Radusch
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1967-10-27
Filing date: 1967-10-27
Publication date: 1971-03-04
Also published as: NL6815305A; BE721147A

Description

Verfahren zur Reinigung von Kokerei-Rohgasen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Kokerei-Rohgasen nach dem Prinzip der Ammoniakkreislaufwäsche, wobei das zu entfernende Ammoniak zur gleichzeitigen Entfernung des Schwefelwasserstoffes benutzt wird.
Die bisher gebräuchlichste Arbeitsweise ist dabei, daB das Rohgas zun@chst in einem sogenannten Schwefelwasserstbffwascher unter Verwendung eines ammoniakhaltigen Waschwassers von der Hauptmenge des Schwefelwasserstoffes befreit wird, wobei das ammoniakhaltige Waschwasser nach der Abtreibung des aufgenommenen Schwefelwasserstoffes (Entsäuerung) jeweils wieder in den Schwefolwasseratoffwascher zurückgeführt wird. Das im Rohgas enthaltene Ammoniak wird bei diesem Verfahren in einem dem Schwefelwasserstoffwascher nachgeschalteten Wsecher mit Wasser aungewaschen, wobei dieses Was¢hwaeeer eodann in einem Abtreiber vom aufgenommenen Ammoniak und dem gleichzeitig noch mitausgewaechenen Schwefelwasserstoff und C02 befreit wird, so da es zum Vorfluter gegeben werden kann. Die BrUden vom Enturor (Schwefelwasserstoffabtrsiber) und vom Ammoniakabtreiber werden dabei im allgemeinen in einen Sättiger gegeben, in dem mit Hilfe von Schwefelsäurer dan Ammoniak uz Ammonsulfat umgesetzt wird.
Die aus dem Sättiger austretenden Gase, die sehr viel Schwefelwasserstoff enthalten, können vorteilhaft zu Schwefelsäure aufgearbeitet werden.
Aus der deutschen Patentschrift 351 633 ist ferner ein Verfahren bekannt, bei dem die beiden Schwefelwasserstoffwascher mit dem aus dem Ammoniakabtreiber gewonnenen Kondensat berieselt werden.
Die aus den Schwefelwasserstoff-und Ammoniakwdschern ablaufenden WaschwAsser worden dabei gemeinsam abgezogen und zunächst einem Entsäurer und daran anschließend dem Ammoniakabtreiber zwecks Gewinnung der ammoniakhaltigen Kondensate zugeleitet.
Der Nachteil dieser Arbeitsweisen liegt in ihrem relativ hohen Dampfverbrauch zur Entsäurung und zum Abtrieb des Ammoniaks.
Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit dieser Verfahren stark belastet, insbesondere dann, wenn kein billiger Dampf zur VerfUgung steht.
Die vorliegende Erfindung verfolgt daher das Ziel, den Dampfverbrauch möglichst niedrig zu halten und damit die Wirtschaftlichkeit der Reinigung von Kokerei-Rohgasen zu verbessern. Um disses Ziel zu erreichen, soll dabei mit möglichst kleinen Waaohmittelmengen gearbeitet werden, was bei der Schwefelwasaeratoffauawaaohung eine hohe Selektivität und bei der Ammoniakauawtaohung eine hohe IntenoltEt erfordert.
Das gesteckte Ziel wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Reinigung von Kokerei-Rohgasen nach dem Prinzip der Ammoniakkreislaufwasche erreicht, wobei das zu entfernende Ammoniak zur gleichzeitigen Entfernung des Schwefelwasserstoffes benutzt wird und wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß das gekühlte und entteerte Rohgas von unten nach oben durch einen dreistufigen Gaswascher geleitet wird, dessen oberste (3.) Waschstufe mit dem bei der vorhergehenden Kühlung des Gases anfallenden Kondensat (Ammoniak-Rohwasser) beschickt wird, worauf das Ablaufwasser dieser (3.) Waschstufe auf den Kopf der untersten (1.) Waschstufe gegeben wird, wthrend die mittlere (2.) Waschstufe mit entsduertem Kreislaufwasser betrieben wird, wobei die in der 1. und 2. Waschstufe anfallenden Ablaufwässer getrennt einer mit Böden versehenen Abtreiberkolonne zügeführt werden, und zwar in der Weise, daB das in der 1. Waschstufe anfallende, im Verhältnis zum Ammoniakgehalt stärker mit sauren Bestandteilen angereicherte Ablaufwasser in den oberen Teil der Abtreiberkolonne eingeleitet wird, während das relativ mit weniger sauren Bestandteilen beladene Kreislaufwasser der 2. Waschstufe dem unteren Teil der Abtreiberkolonne sugefUhrt und nach wenigstens teilweiser Entsäuerung wieder in die 2. Waschstufe zurUckgepumpt wird.
Das dabei aus dem dreistufigen Gaswascher austretende Gas weist noch einen Restammoniakgehalt von etwa 0, 8 - 1,0 g NH3/Nm3 Gas auf. Dieser Wert muß noch weiter bis auf etwa O, 01 g NH/Nnr Gas abgesenkt werden. Das erfindungsgemäße Verfahen erlaubt es hierbei, zwei Verfahrensvarianten zur Anwendung zu bringen, um dieses Ziel zu erreichen.
Bei der ersten Variante wird dabei das aus dem dreistufigen Gaswascher austrotende Gas in einem nachgeschalteten Wascher mit saurer Ammonsulfatlösung bis sur gewün@chten Abschlung des Ammoniakwertes behandelt. Die dabei aufallende Waschlösung wird sodann in einem Sättigr unter Zugabe von weiterem Ammoniak zu Ammonsulfat weiterverarbeitet.
Bei Anwendung dieser Verfahrensweriante liegt die mittlere Aufgabemenge des Ammoniak-Rohwassers auf die 3. Waschst@f@ bei etwa 0,5 l/Nm3 Rohgas und die des ontsäuerten Kreislaufwassern auf die 2. Waschstufe bei etwa 0,9 l/Nm3 Rohg@@.
In neuerer Zeit hat sich jedoch geseigt, da@ die beim Verkauf des Ammonsulfates erzielten Erlöso oft nicht kostendockend sind. Es kann daher aus wirtschaftlichen Gründen sinnvoll sein, auf die Erzeugung von Ammonsulfat als Nebonprodukt gans zu verzichten. diesem Gesichtspunkt trägt die zweite Vorfahrensvariante Rechnung. Dabei wird das aus dem dreistufigen Gaswascher austretende Gas in einem nachgeschalteten Waacher mit Wasser bis sur Absenkung des ammoniakgchaltes auf den gew@@schten Endwert behandelt. Das dabei anfallende AblaufwaseQr, das wegen seines Amnoniakgehaltes nicht abgestoßen werden kann, wird dem Ammoniak-Rohwasser (Kondensat) zugegeben und mit diesem zusammen der 3. Waschstufe des Ganwaschers zugeführt. Bei dieser Arbeitsweise wird jedoch die Menge des entsäuerten Kreislaufwassera reduziert, so daß eich hierbei folgende mittlere Aufgabenengen ergeben : Gemisch aus Ammonisk-Rohwasser (Kondensat) und ammoniakhaltigem Ablaufwasser auf die 3. Waschstufe etwa 0,85 l/Nm3 Rohgas entsäuertes Kreislaufwasser auf die 2. Waschstufe etwa 0, 7 1/llm Rohgas Welche der beiden Verfahrensverianten zur Anwandung gelangt, dürfte - wie bersite gesagt - in erster Linie von wirtschaftlichen Gesichtspunkt abhängig sein, wobei die Preise für das, erzeugte Ammonsulfat, für die erzeugte und verbrauchte Schwefelsäure sewie der Dampfselbstkostanpreis die entscheidenden Faktoren nain dürften.
Die erfindungsgemäße Arbeitsweise soll an Hand des in der Abbildung dargestellten Fließschemas noch näher erläutert werden.
Diesels Flleßcchema enthält zur besseren Übersicht nur die fUr die Durchführung das erfindungsgemäßen Verfahrens wesentlichen Einrichtungen. Nebeneinrichtungen wie Wärmeaustauscher, Pumpen usw. sind daher nicht aufgeführt. Ebenso sind alle im Gasweg vor-und nachgeschalteten Einrichtungen weggelassen worden.
Das gekühlte und antteerte Rohgas gelangt durch die Leitung 1 von unten in den dreistufigen Gaswäscher 2, dessen einzelne Stufen durch die TrcnnwEndo 3 und 4 gasdurchlässig aber flüssigkeitsdicht voneinander abgetrennt sind. Am Kopf des Gaswaschers wird durch die Leitung 5 das bei der vorhergehenden Kühlung des, Gases anfallende Kondensat (Ammoniak-Rohwanser) aufgegeben. Dieses fließt an den Finbauten der obersten (3.) Waschatufe herab und wird am Boden dieser Waachstufe durch die Leitung 6 abgezogen, durch die es au den Kopf der untersten (1.) ) Waschstufe gelangt. Hier fließt es ebenfalls wieder an den Einbauten herab und wird schließlich durch die Leitung 7 der Abtreiberkolonne 8 zugeführt. Diese Kolonne, die mit Böden 9 verschen ist, hat die Funktion eines kombinierten Abtreiber-Entsäurers. Der obere Teil wirkt dabei als Entaaurer und der untere Teil ale Abtreiber. Die Kolonne wird dabei in an sich bekannter Weise mit Dampf dirckt oder indirekt beheizt. Da das durch die Leitung 7 fließende Ablaufwasser der 1. Wagohstufe im Verhältnis zu seinem Ammoniakgehalt stSrker mit sauren Bestandteilen (CO2, H2S und HON) angereichert ist, wird oa auf den oberen Teil (Entsäurer) der Abtreiberkolonne 8 geführt.
Das sich am Boden der 2. Waschstufe sammelnde Kreislaufwasser weist dagegen einen relativ niedrigen Gehalt an sauren Bestandteilen auf und wird daher durch die Leitung 10 auf den unteren Teil (Abtreiber) der Kolonne 8 gefordert, in dem eine Entsäuerung des Kreislaufwassers erfolgt. Das wenigatens teilweise entsäuerte Kreislaufwasser wird etwa 8 Buden unterhalb des Zuflusses durch die Leitung 11 abgezogen und wieder auf die 2. Waschstufe aufgegeben. Durch die Leitung 12 wird Dampf in die Kolonne U eingeführt, wahrend gleichzeitig durch die Leitung 13 Wasser mit einem Ammoniakgehalt von etwa 40 mg/l abfließt, das nach Wärmeaustausch und Kühlung als Abwasser abgestoßen oder auch and erweitig vorwendet werden kann. Die in der Kolonne 8 aufsteigenden Brüden, die insbesondere Ammoniak und Schwefelwasserstoff enthalten, werden durch die Leitung 14 abgezogen und in an sich bekannter Weise einer weiteren Vorwertung zugeführt.
Das as Gas tritt nach Passieren des dreistufigen Waschers 2 oben urchdiLesung15ausundgelangtindennachgesohaltoten Wascher 16, @@ dem der Ammoniakgehalt des Gasse bis auf einen Restwert von etwa 0,01 g/Nm3 Gas erniedrigt werden soll. Je nach Betrie@@ weis@ wird dabei durch die Leitung 17 @@ure Ammonsulfatlösung oder Wasser aufgegeben. Dar gerein@@@@@ @@@ @erläßt den Wascher @@ durch d@@ beitung 1@, durch di@ @@@ @@@@eke weiterer Reinig@@ @@@@@@@@@@@ @@@@@@ @@@@esle@@@@@@ Be@@@@@@@ @@@@@@ gelangt.
Die mit Ammoniak angereicllerto Waschlösung fließt durch Leitung 19 aus dem Wascher 16. Wurde dabei saure Ammonsulfatlösung als Waschlösung verwendet, so wird der Dreiwegehalm 20 so eingestelltt da3 die abfließcnde Lösung durch die Leitung 21 zum Sattiger 22 golangt, in dem unter Zugabe von weiteren Ammoniak die AusfallungdaaAmmonsulfatcserfolgt,dasbei24 aus dem Prozeß abgezogen wird.
Wird der Wascher 16 dagegen mit Wasser betrieben, so wird der Dreiwegehahn 20 so eingestellt, daß das durch die Leitung 19 abfließende Ablaufwasser in die Leitung2gelangt,die ihrerseits in die Leitung5mündet.Das'bedeutet,d.i.','da Ablaufwasser mit dem Ammoniakrohwasser (Konedensat) vereinigt und der dritten Waschstufe des Gaswaschers @ zugeführt wird.
Abschließend soll die erfindungsgemäße Arbeitsweise noch an zwei Beispielen demonstriert werden, die jeweils die @einigung von 1000 Nm3 Rohgas betreffen.
Beispiel 1 betrifft das Verfahren, bei dem der Wascher 16 mit saurer . ntnu. alou tei. cv wird a. ° . c ~ ; ; : cund : t ; . . ~ : : uy im Sättiger 22 zu Ammonsulfat weiterverarbeitet wi@@. @abelle 1 gibt dabei die Gaszusammensetzung @@ den @@@ schiedenen Stufen des Verfahrens an, während Tabelle die @usammens@@@@@ de@ einzelnen @rozeßwässer betrfft.

Tabelle 1 :

7

.. ..

Rohbau vor den Wascher 28, 010, 01, 5 2, 5

Lrziri Iifi ! . ti i, ; . schwtufe i, 5 l, 0 1, 1-

elu > h'.. $ f) C} Uç O o

(rft : 3 Llilt : 1 . fl, : 7ClfJ Gtir. C ;' (l CJ d J-

Cac I : iLt : '1 C : E'I' : : c, t. ( ;, [lE'. 1' t) lJ J ' ) J-

.., . ., .. . .

Tabelle 2 :

{H2S IIClJv"°2 I/t. rm3

NH-Rohwasaer in Leitung 5 3, 5 0, 6 0, 1 2, 5 0, 5

NH-Rohwaaaer in Leitung 6 0, 5 2, 6. 0, 3 3, 5 0, 5

ini-I. ohwasHor in LeitungY 17, 5 S, 6 1, 1 6, 2 0, 5

cnbs. KraalaufwaBOor in

Le. Jf ?} it f'W {lt'ner t'

anr. Krlnwanor'n

Leibung 10 20, 0 0, 1 1, 4 s, o o,

JLifJLJI beh@@@@lt das Verfahren, bei dem der Wascher 16 mit Wasser betrie-@@n wird und das Ablaufwasser zusammen mit dem Ammoniak-Roh@@sser der".WanchotufedeoGanwasoheru2KuofHhrbwird.Tabull«3 g gibt dabei wieder die Gaszusammensetzung an den vorschiedenen Punktrc decz lr. tahcon r,, i. r° : ncT xti, t5c 't = ri rf : : itis. ; rru . ; u, d@@ @@@@@lnen frozeßwässer betrifft.

Tabelle 3:

S/1------->mHSHON 00 Vol.

Rohgas : JTirD H2S HGliT C02 Vol. ¢'

TI. ohg,, to vor dom Wancher 2 tito loto 1 t 5 215

Gas nach 1. w£l£] ethEj tu. £ : d, 0 G, 0 1w0-

Gns nach 2. Wnnc} tuSe 3, 5 2, 5 O

Uns nach . WaschatufH0, H1, 20, 4

Gas nach dorn Wancher 160, 011, 00, 3

Tabelle @:

c ; c., J..... ; { ! i T,, ;. i It ; uEZ i/ifm

L

Tin] t'ItTlir% I 1 3 6 0, 70

t'rS. ohw, aQ vax slm

t ! f 1 sLJ R I.'tI I L.-«, t ;

r, n) t. lzzlsr It 1\), t ; 6 0, r7f)

ttlJer. L. ssl. rt'lL'tt1

,, tti. n. UL hit-ch hüini. u u, .',) U,.'3, 0 J, J5

u. Lttui du.)'- ! ! :. (j : ; < ! [t,/t, i u, !. j !.' t

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Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Reinigung von Kokerei-Rohgasen Lach dem Prinzip der Ammoniakkreislaufwäsche, wobei das zu entfernende Ammonisk sur gleichzeitigen Entfernung des Schwefelwasserstoffes benutzt, wird, dadurch gekennzeichnet, daß das gekühlt@ und entteerte Rohgas von unten nach oben durch einen dreistufigen Gaswascher (2) @geleitet wird, dessen oberste (3.) Waschstufe mit dem bei der vorhorgehenden Kühlung des Gases anfallenden Kondensat (Ammoniak-Rohwasser) beecllickt wird, worauf das Ablaufwasaer dieser (3.) Waschstufo auf den Kopf der untersten (1.) Waschsutfe gegeben wird, während die mittlere (2.) Waschstufe mit entsäuertem Kreislaufwasser betrieben wird, wobei die in der 1. und 2. Waschstufe anfallenden Ablaufwässer getrennt einer mit Böden versehen Abtreibekolonne (8) zugeführt werden, und zwar in der Weise, daß da. a in der 1. Vaschatufe anfallende, im Verhältnis zum Ammoniakgehalt stärker mit sauren Bestandteilen angereicherte Ablaufwaaser in den oberen Teil der Abtreibekolenne (8) eingeleitet wird, während das relativ mit weniger sauren Bestandteilen beladene Kreislaufwasser der 2. Wasch@@ufe dem unteren Teil der Abtreiberkolonne (8) zugeführt und nach wenigstens teilweiser Entsüuerung wieder in dif-, die 2. @aschstufe zurückgepumpt @@ 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da4 das aus dem dreistufigen Gaswascher (2) austretende Gas in einem nachgeschalteten lascher (16) mit saurer Ammonsulfatlösung behandelt wird, bis der Ammoniakgehalt des Gases bis auf einen Wert von etwa 0, 01 g/Nm3 Gas abgesunken ist, wobei die dabei anfallende, mit Ammoniak beladene Waschlösung in einem Sättiger (22) unter Zugabe von weiterem Ammoniak zu Ammonsulfat weiterverarbeitet wird.

3. Verfahren nach den AnsprUchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Aufgabemenge des Ammoniak-Rohwassers auf die 3. Waschstufe bei etwa 0,5 l/Nm3 Rchgas und die des enteduerten Kreislaufwassers auf die 2. Waschstufe bei etwa 0, 9 l/Nm3 Rohgas liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da} das aus dem dreistufigen Gaswascher (2) austretende Gas in einem nachgeschalteten Wascher (16) mit Wasser behandelt wird, bis der Ammoniakgehalt des Gases bis auf einen ert von etwa 0,01 g/Nm3 Gas abgesunken ist, wobei das anfallende, mit Ammoniak beladene Ablaufwasser (ca. 0, 35 1/Nm Gas) dem Ammoniak-Rohwasser zugesetzt und zusammen mit dieeem der 3. Wacchstufe des Gaswaschers (2) zugefuhrt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekenngelchnet, daD die mittlere Aufgabemenge des Gemisches aus Ammoniak- Rohwasser und ammoniakhaltigem Ablaufwasser auf die 3. Waschstufe bei etwa O, 85 1/Nm3 Rohgas und die des entsäuerten Kreislaufwassers auf die 2. Waschstufe bei etwa 0,7 l/Nm3 Rohgas liegt.

6. Verfahren nach den AnsprUchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtreiberkolonne (8) direkt oder indirekt mit Dampf beheizt wird.

L e e r s e i t e