DE1669326C

DE1669326C - Verfahren zur Reinigung von Kokerei Rohgasen

Info

Publication number: DE1669326C
Application number: DE19671669326
Authority: DE
Inventors: Paul 4300 Essen Radusch
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1967-10-27
Filing date: 1967-10-27
Publication date: 1973-04-19

Description

erreicht, bei dem man das zu entfernende Ammoniak Gemisch aus Ammoniak-Roh-

zur gleichzeitigen Entfernung des Schwefelwasserstof- wasser (Kondensat) und am-

fes benutzt, das gekühlte und entteerU; Rohgas von moniakhaltigem Ablaufwasser

unten nach oben durch einen irdirstufigen Gaswa- auf die dritte Waschstufe etwa 0,85 I/Nm^:| Rohgas

scher leitet und dessen oberste Waschstufe mit dem 5 _Enlsäuertes Kreislaufwasser auf

bei der vorhergehenden Kühlung des Gases anfallen- _die j Waschstufe .. etwa 0,7 1/Nm=' Rohgas den Ammoniak-Rohwasser-Kondensat beschiikt. Das

erfindungsgemäße Verfahren ist dabei dadurch ge- Weiche der beiden Verfahrensvarianten zur AnkennzeichEät, daß man das Ablaufwasser dieser (drit- wendung gelangt, dürfte — wie bereits gesagt — in erten) Waschstufe auf den Kopf der untersten (ersten) io ster Linie von wirtschaftlichen Gesichtspunkten ab-Waschstufe aufgibt, während die mittlere (zweite) hängig sein, wobei die Preise für das erzeugte Am-Waschstufe mit entsäuertem Kreislaufwasser betrie- monsulfat, für die erzeugte und verbrauchte Schwefelben wird, wobei die in der ersten und zweiten Wasch- säure sowie der Dampfselbstkostenpreis die entscheistufe anfallenden Ablaufwässer getrennt einer mit Bö- dsnden Faktoren sein dürften.

den versehenen Abtreiberkolonne zugeführt werden, 15 Die erfindungsgemäße Arbeitsweise soll an Hand und zwar in der Weise, daß das in der ersten Wasch- des in der Abbildung dargestellten Fließschemas noch stufe anfallende, im Verhältnis zum Air<moniakgehalt näher erläutert werden. Dieses Fließschema enthält stärker mit sauren Bestandteilen angereicherte Ab- zur besseren Übersicht nur die für die Durchführung laufwasser in den oberen Teil der Abtreiberkolonne des erfindungsgemäßen Verfahrens wesentlichen Eineingeleitei wird, während man das relativ mit weniger 20 richtungen; Nebeneinrichtungen, wie Wärmeaustausauren Bestandteilen beladene Kreislaufwasser der scher, Pumpen usw., sind daher nicht aufgeführt, zweiten Waschstufe dem unteren Teil der Abtreiber- Ebenso sind.alle im Gasweg vor- und nachgeschaltekolonne zuführt und nach wenigstens teilweiser Ent- ten Einrichtungen weggelassen worden, säuerung wieder in die zweite Waschstufe zurück- Das gekühlte und entteerte Rohgas gelangt durch pumpt, und daß man das aus dem dreistufigen Gaswa- 25 die Leitung 1 von unten in den dreistufigen Gaswäscher austretende Gas in einem nachgeschalteten Wa- scher 2. dessen einzelne Stufen durch die Trennscher mit Wasser oder saurer Ammoniumsulfatlösung wände 3 und 4 gasdurchlässig, aber flüssigkeitsdicht behandelt. voneinander abgetrennt sind. Am Kopf des Gaswa-

Das aus dem dreistufigen Gaswäscher austretende schers wird durch die Leitung S das bei der vorherge-

Gas weist noch einen Restammoniakgehalt von etwa 30 henden Kühlung des Gases anfallende Kondensat

0,8 bis l,0gNH.,/Nm³ Gas auf. Dieser Wert muß (Ammoniak-Rohwasser) aufgegeben. Dieses fließt an

noch weiter bis auf etwa 0,01 gNH.,/Nm^;) Gas abge- den Einbauten der obersten (dritten) Waschstufc

senkt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren er- herab und wird am Boden dieser Waschstufe durch

laubt es hierbei, zwei Verfahrensvarianten zur An- die Leitung 6 abgezogen, durch die es auf den Kopf

wendung zu bringen, um dieses Ziel zu er- 35 der untersten (ersten) Waschstufe gelangt. Hier fließt

reichen. es ebenfalls wieder an den Einbauten herab und wird

Bei der ersten Variante wird dabei das aus dem schließlich durch die Leitung 7 der Abtreiberko-

dreistufigen Gaswäscher austretende Gas in einem lonne 8 zugeführt. Diese Kolonne, die direkt oder in-

nachgeschalteten Wascher mit saurer Ammonsulfat- direkt mit Dampf beheizt wird und die mit Böden 9

lösung bis zur gewünschten Absenkung des Ammo- 40 verschen ist. hat die Funktion eines kombinierten Ab-

niakwertes behandelt. Die dabei anfallende Waschlö- treiber-Entsäurers. Der obere Teil wirkt dabei als Ent-

sung wird sodann in einem Sättiger unter Zugabe von cäurer und der untere Teil als Abtreiber. Die Kolonne

weiterem Ammoniak zu Ammonsulfat weiterverarbei- wird dabei in an sich bekannter Weise mit Dampf di-

tet. fekt oder indirekt beheizt. Da das durch die Leitung 7

Bei Anwendung dieser Verfahrensvariante liegt die 45 fließende Ablaufwasser der ersten Waschstufe im

mittlere Aufgabemenge des Ammoniak-Rohwassers Verhältnis zu seinem Ammoniakgehalt stärker mit

auf die dritte Waschstufe bei etwa 0,51/Nm^;) Rohgas sauren Bestandteilen (CO.,, H.,S und HCN) angerei-

und die des entsäuerten Kreislaufwassers auf die chcrt ist, wird es auf den oberen Teil (Entsäurer) der

zweite Waschstufe bei etwa 0,91/Nm³ Rohgas. Abtreiberkolonne 8 geführt.

In neuerer Zeit hat sich jedoch gezeigt, daß die 5° Das sich am Boden der zweiten Waschstufe sam-

beim Verkauf des Ammonsulfates erzielten Erlöse oft melnde Kreislaufwasser weist dagegen einen relativ

nicht kostendeckend sind. Es kann daher aus wirt- niedrigen Gehalt an sauren Bestandteilen auf und

schaftlichen Gründen sinnvoll sein, auf die Erzeugung wird daher durch die Leitung 10 auf den unteren Teil

von Ammonsulfat als Nebenprodukt ganz zu verzieh- (Abtreiber) der Kolonne 8 gefördert, in dem eine Ent-

ten. 55 säurung des Kreislaufwassers erfolgt. Das wenigstens

Diesem Gesichtspunkt trägt die zweite Verfahrens- teilweise entsäuerte Kreislaufwasser wird etwa acht

Variante Rechnung. Dabei wird das aus dem dreistufi- Böden unterhalb des Zuflusses durch die Leitung 11

gen Gaswäscher austretende Gas in einem nachge- abgezogen und wieder auf die zweite Waschstufe aufschalteten Wascher mit Wasser bis zur Absenkung des gegeben. Durch die Leitung 12 wird Dampf in die

Ammoniakgehaltes auf den gewünschten Endwert be- 60 Kolonne 8 eingeführt, während gleichzeitig durch die

handelt. Das dabei anfallende Ablaufwasser, das we- Leitung 13 Wasser mit einem Ammoniakgehalt von

gen seines Ammoniakgehaltes nicht abgestoßen wer- etwa 40 mg/1 abfließt, das nach Wärmeaustausch und den kann, wird dem Ammoniak-Rohwasser (Konden- Kühlung als Abwasser abgestoßen oder auch ander-

sat) zugegeben und mit diesem zusammen der dritten weitig verwendet werden kann. Die in der Kolonne 8 Waschstufe des Gaswäschers zugeführt. Bei dieser Ar- 65 aufsteigenden Brüden, die insbesondere Ammoniak

beitsweise wird jedoch die Menge des entsäuerten und Schwefelwasserstoff enthalten, werden durch die Kreislaufwassers reduziert, so daß sich hierbei fol- Leitung 14 abgezogen und in an sich bekannter Weise

gende mittlere Aufgabenmengen ergeben: einer weiteren Verwertung zugeführt.

Das Gas tritt nach Passieren des dreistufigen Waschers 2 oben durch die Leitung 15 aus und gelangt in den nachgeschalteten Wascher 16, in dem der Ammoniakgehalt des Gases bis auf einen Restwert von etwa 0,01 g/Nm^:l Gas erniedrigt werden soll. Je nach Betriebsweise wird dabei durch die Leitung 17 saure Ammonsulfatlosung oder Wasser aufgegeben. Das gereinigte Gas verläßt den Wascher 16 durch die Leitung 18, durch die es zwecks weiterer Reinigung zum nicht mehr dargestellten Benzolwascher gelangt. Die mit Ammoniak angereicherte Waschlösung fließt durch Leitung 19 aus dem Wascher 16. Wurde dabei saure AmmonsuUatlösung als Waschlösung verwendet, so wird der Dreiwegehahn 20 so eingestellt, daß die abfließende Lösung durch die Leitung 21 zum Sättiger 22 gelangt, in dem unter Zugabe vor weiterem Ammoniak die Ausfällung des Ammonsul fates erfolgt, das bei 24 aus dem Prozeß gezogei wird.

Wird der Wascher 16 dagegen mit Wasser betrieben, so wird der Dreiwegehahn 20 so eingestellt, daC das durch die Leitung 19 abfließende Ablaufwasser ir die Leitung 25 gelangt, die ihrerseits in die Leitung 5 mündet. Das bedeutet, daß das Ablaufwasser mit dem

ίο Ammoniak-Rohwasser (Kondensat) vereinigt und dei dritten Waschstufe des Gaswäschers 2 zugeführt wird. Abschließend soll die erfindungsgemäße Arbeitsweise noch an zwei Beispielen demonstriert werden, die jeweils die Reinigung von 1000 Nm'¹ im Rohgas betreffen.

Beispiel 1

betrifft das Verfahren, bei dem der Wascher 16 mit saurer Ammonsulfatlosung betrieben wird und die ablaufende Waschlösung im Sättiger 22 zu Ammonsulfat weiterverarbeitet wird. Tabelle 1 gibt dabei die Gaszusammensetzung in den verschiedenen Stufen des Verfahrens an, während Tabelle 2 die Zusammensetzung der einzelnen Prozeßwässer betrifft.

Tabelle 1

	NH,	H₂S g/Nm»	HCN	CO₂ Volumprozent
Rohgas vor dem Wascher 2 Gas nach erster Waschstufe Gas nach zweiter Waschstufe Gas nach dritter Waschstufe Gas nach dem Wascher 16	8,0 3,5 3,5 1,0 0,01	10,0 7,0 2,0 1,0 1,0	1,5 1,1 0.4 0,3 0,3	2,5

Tabelle 2

NH₃ H₁S

HCN

CO,

NHj-Rohwasser in Leitung 5

NHJ-Rohwasser in Leitung 6

NH₃-Rohwasser in Leitung 7

Entsäuertes Kreislaufwasser in Leitung 11

Angereichertes Kreislaufwasser in Leitung 10..

3,5

8,5

17,5

20.0

20,0 0,6
2,6
8,6
2,5
8,1

0,1
0,3
1,1
0,6
1,4

2,5
3,5
6,2
2,6
6,0

0,5
0,5
0,5
0,9
0,9

Beispiel 2

behandelt das Verfahren, bei dem der Wascher 16 mit Wasser betrieben wird und das Ablaufwasser zusammen mit dem Ammoniak-Rohwasser der dritten Waschstufe des Gaswäschers 2 zugeführt wird. Tabelle 3 gibt dabei wieder die Gaszusammensetzung an den verschiedenen Punkten des Verfahrens an, während Tabelle 4 die Zusammensetzung der einzelnen Prozeßwässer betrifft.

Tabelle

	NH,	H₁S g/Nm»	HCN ;	CO, Volumprozent
Rohfias vor dem Wascher2	8.0 3,0 3,5 0,8 0,01	10,0 6,0 2.5 1,2 1,0	1,5 1,0 0,5 0,4 0,3	2,5
Gas nach erster Waschstufe
Gas nach zweiter Waschslufc
Gas nach dritter Waschstufc	—
Gas nach dem Wascher 16

3092

Tabelle 4

NH,

HCN

CO₁

Frischwasser vor dem Wascher 16

Ablauf durch Leitung 25

Zulauf durch Leitung 5

Ablauf durch Leitung 6

Ablauf durch Leitung 7

Entsäuertes Kreislaufwasser in Leitung 11

Angereichertes Kreislaufwasser in Leitung 20..

0,0

2,3

3,0

6,2

12,1

19,8

19,1

0,0 0,6 0,6 2,1 6,8 2,3 7,3

0,0
0,3
0,2
0,3
0,9
0,6
1,3

0,0 1,5 2,1 3,0 5,0 2,6 6,0

0,35 0,35 0,85 0,85 0,85 0,70 0,70

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

309616/263

3092

Claims

Patentansprüche: *^e vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Kokerei-Rohgasen nach dem Prin-

1. Verfahren zur Reinigung von Kokerei-Roh- zip der Ammoniakkreislaufwäsche, wobei das zu entgasen nach dem Prinzip der Ammoniakkreislauf- fernende Ammoniak zur gleichzeitigen Entfernung wäsche, bei dem man das zu entfernende Ammo- 5 des Schwefelwasserstoffes benutzt wird.

niak zur gleichzeitigen Entfernung des Schwefel- Die bisher gebräuchlichste Arbeitsweise ist dabei,

Wasserstoffes benutzt, das gekühlte und entteerte daß das Rohgas zunächst in einem sogenannten Rohgas von unten nach oben durch einen mehr- Schwefelwasserstoffwascher unter Verwendung eines stufigen Gaswäscher leitet und dessen oberste ammoniakhaltigen Waschwassers von der Haupt-Waschstufe mit dem bei der vorhergehenden Küh- io menge des Schwefelwasserstoffes befreit wird, wobei lung des Gases anfallenden Rohwasser-Kondensat das ammoniakhaltige Waschwasser nach der Abtreibeschickt, dadurch gekennzeichnet, bung des aufgenommenen Schwefelwasserstoffes daß man das Ablaufwasser dieser (dritten) Wasch- (Entsäuerung) jeweils wieder in den Schwefelwasserstufe auf den Kopf der untersten (ersten) Wasch- "stoffwascher zurückgeführt wird. Das im Rohgas entstufe aufgibt, während die mittlere (zweite) 15 haltene Ammoniak wird bei diesem Verfahren in Waschstufe mit entsäuertem Kreislaufwasser be- einem dem Schwefelwasserstoffwascher nachgeschaltrieben wird, wobei die in der ersten und zweiten teten Wascher mit Wasser ausgewaschen, wobei dieses Waschstufe anfallenden Ablaufwasser getrennt Waschwasser sodann in einem Abtreiber vom aufgeeiner mit Böden versehenen Abtreiberkolonne zu- nommenen Ammoniak und dem gleichzeitig noch mit geführt werden, und zwar in der Weise, daß das in ao ausgewaschenen Schwefelwasserstoff und CO₂ befreit der ersten Waschstufe anfallende, im Verhältnis wird, so daß es zum Vorfluter gegeben werden kann, zum Ammoniakgehalt stärker mit sauren Bestand- Die Brüden vom Entsäurer (Schwefelwasserstoffabteilen angereicherte Ablaufwasser in den oberen treiber) und vom Ammoniakabtreiber werden dabei Teil der Abtreiberkolonne eingeleitet wird, wäh- im allgemeinen in einen Sättiger gegeben, in dem mit rend man das relativ mit weniger sauren Bestand- as Hilfe von Schwefelsäure das Ammoniak zu Ammonteilen beladene Kreislaufwasser der zweiten sulfat umgesetzt wird. Die aus dem Sättiger austreten-Waschstufe dem unteren Teil der Abtreiberko- den Gase, die sehr viel Schwefelwasserstoff enthalten, lonne zuführt und nach wenigstens teilweiser Ent- können vorteilhaft zu Schwefelsäure aufgearbeitet säuerung wieder in die zweite Waschstufe zurück- werden.

pumpt, und daß man das aus dem dreistufigen 30 Aus der deutschen Patentschrift 351633 ist ferner Gaswäscher (2) austretende Gas in einem nachge- ein Verfahren bekannt, bei dem die beiden Schwefelschalteten Wascher (16) mit Wasser oder saurer wasserstoffwascher mit dem aus dem Ammoniakab-Ammoniumsulfatlösung behandelt. treiber gewonnenen Kondensat berieselt werden. Die

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- aus den Schwefelwasserstoff- und Ammoniakwäkennzeichnet, daß das aus dem dreistufigen Gas- 35 schern ablaufenden Waschwässer werden dabei gewascher (2) austretende Gas im nachgeschalteten meinsam abgezogen und zunächst einem Entsäurer Wascher (16) mit saurer Ammonsulfatlösung be- und daran anschließend dem Ammoniakabtreiber handelt wird, bis der Ammoniakgehalt des Gases zwecks Gewinnung der ammoniakbaltigen Kondenbis auf einen Wert von etwa 0,01 g/Nm³ Gas abge- sate zugeleitet.

sunken ist, wobei die dabei anfallende, mit Am- 4° Aus der Zeitschrift »Chemische Technik«, Bd. 2, moniak beladene Waschlösung in einem Sättiger Nr. 9, S. 300, ist es weiterhin bekannt, bei einem der-(22) unter Zugabe von weiterem Ammoniak zu artigen Verfahren, bei dem das zu entfernende Am-Ammonsulfat weiterverarbeitet wird. moniak zur gleichzeitigen Entfernung des Schwefel-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Wasserstoffes benutzt wird, einen mehrstufigen Wagekennzeichnet, daß die mittlere Aufgabemenge 45 scher zu verwenden. Dabei erfüllt die oberste Waschdes Ammoniak-Rohwassers auf die dritte Wasch- stufe des Waschers zwei Funktionen, nämlich die Bestufe bei etwa 0,51/Nm^s Rohgas und die des ent- handlung des Gases mit dem in der Vorkühlstufe gesäuerten Kreislaufwassers auf die zweite Wasch- wonnenen Ammoniak-Rohwasser von der Mitte der stufe bei etwa 0,91/Nm³ Rohgas liegt. Waschstufe aus und die Nachwaschung des Gases mit

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 5° Frischwasser im oberen Teil dieser Waschstufe,
kennzeichnet, daß das aus dem dreistufigen Gas- Der Nachteil der bekannten Arbeitsweisen liegt in wascher (2) austretende Gas im nachgeschalteten ihrem relativ hohen Dampfverbrauch zur Entsäue-Wascher (16) mit Wasser behandelt wird, bis der rung und zum Abtrieb des Ammoniaks. Dadurch wird Ammoniakgehalt des Gases bis auf einen Wert die Wirtschaftlichkeit dieser Verfahren stark belastet, von etwa 0,01g/Nm^s Gas abgesunken ist, wobei 55 insbesondere dann, wenn kein billiger Dampf zur Verdas anfallende, mit Ammoniak beladene Ablauf- fügung steht.

wasser (etwa 0,351/Nm^s Gas) dem Ammoniak- Die vorliegende Erfindung verfolgt daher das Ziel,

Rohwasser zugesetzt und zusammen mit diesem den Dampfverbrauch möglichst niedrig zu halten und der dritten Waschstufe des Gaswäschers (2) züge- damit die Wirtschaftlichkeit der Reinigung von Kokeführt wird. 60 rei-Rohgasen zu verbessern. Um dieses Ziel zu errei-

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge- chen, soll dabei mit möglichst kleinen Waschmittelkennzeichnet, daß die mittlere Aufgabemenge mengen gearbeitet werden, was bei der Schwefelwasdes Gemisches aus Ammoniak-Rohwasser und serstoffauswaschung eine hohe Selektivität und bei ammoniakhaitigem Ablaufwasser auf die dritte der Ammoniakauswaschung eine hohe Intensität cr-Waschstufe bei etwa 0,851/Nm^s Rohgas und die 65 fordert.

des entsäuerten Kreislaufwassers auf die zweite Das gesteckte Ziel wird durch das erfindungsge-

Waschstufe bei etwa 0,7 1/Nm³ Rohgas liegt. mäße Verfahren zur Reinigung von Kokerei-Rohga-

sen nach dem Prinzip der Ammoniakkreislaufwäsche