DE3738913A1 - Verfahren und vorrichtung zur auswaschung von sauergasen aus gasgemischen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur auswaschung von sauergasen aus gasgemischenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Auswaschung von Sauergasen, wie z.B. SO2, CO2 oder H2S,
aus diese Bestandteile als Verunreigungen enthaltenden
Gasgemischen mit einem regenerierbaren Waschmittel in einer
Waschsäule, wobei der Wäsche mit dem Waschmittel eine
Wasserwäsche mit einem im Prozeß anfallendem Kondensat
nachgeschaltet ist.
Es ist bekannt, zur Minimierung der Waschmittelverluste durch
Austrag mit dem Reingas, bei Sauergaswäschen oberhalb des
Sauergas-Waschabschnitts eine Wasserwäsche vorzusehen, welche
Waschmitteldämpfe und mitgerissene Tröpfchen aus dem Gas
aufnimmt und dem Waschmittelkreislauf wieder zuführt.
Normales Leitungswasser ist zur Rückwaschung des Waschmittels
nicht geeignet, da sich dabei ständig Salze im Waschmittel
anreichern würden. Andererseits ist entsalztes Wasser in den
meisten Fällen aus Kostengründen nicht einsetzbar. Überdies
ergibt sich bei Zugabe von Importwasser eine vergrößerte
Abwassermenge. Deswegen besteht das zur Rückwaschung verwendete
Wasser in den meisten Fällen aus Kondensat aus dem
Rückwaschteil einer Waschmittelregeneriersäule (Linde-Berichte
aus Technik und Wissenschaft, Nr. 56 (1984), Bild 1).
Dieses bekannte Verfahren, obwohl es große Mengen an
Sauergasen aus beispielsweise Rauchgasen zu entfernen
gestattet, hat jedoch den Nachteil, daß der Sauergasgehalt des
Reingases immer noch relativ hoch ist und somit bisweilen
nicht den gestellten Reinheitsforderungen genügt.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Auswaschung von Sauergasen, wie SO2, CO2
und/oder H2S aus Gasgemischen kostengünstig so
auszugestalten, daß das verwendete Rückwaschwasser mit
geringem Aufwand möglichst sauergasfrei zur Verfügung steht
und daß somit eine erhöhte Reinheit der Gasgemische bezüglich
Sauergasen erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Kondensat vor seiner Verwendung in der Wasserwäsche von
gelösten Sauergasbestandteilen befreit wird.
Wie nämlich erfindungsgemäß festgestellt wurde, ist das bei
dem bekannten Verfahren verwendete Kondensat mit Sauergas
gesättigt und da der Sauergaspartialdruck im Kopf der
Waschmittelregeneriersäule relativ hoch ist (z.B. p 0,3 bar
für SO2), enthält auch das Kondensat eine relativ hohe
absorbierte Sauergasmenge. Beim Eintritt dieses Kondensats in
den Rückwaschteil der Waschsäule wird nun der
Sauergaspartialdruck über dem Kondensat praktisch auf Null
verringert (bei 50 ppm SO2 in dem von Sauergas weitgehend
befreiten Gas beträgt der SO2-Partialdruck 0,00005 bar).
Dabei ergibt sich der Nachteil, daß somit alles SO2 aus dem
Kondensat ausgestrippt wird, was zur erneuten Verunreinigung
des in der Waschsäule weitgehend von Sauergas befreitem Gases
führt. Da das Sauergas jedoch physikalisch im Kondensat gelöst
ist, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren seine Ausgasung
durch Absenken des Partialdruckes.
In vorteilhafter Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
erfolgt das Absenken des Partialdruckes durch Strippen in
einer Strippsäule mit Gas. Da es sich um relativ kleine
Kondensatmengen handelt, genügen auch relativ kleine
Strippgasmengen für eine ausreichende Reinigung, was sich
kostengünstig auswirkt. Als Strippgas kann bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren z.B. Luft verwendet werden, wobei
die mit den abgestrippten Komponenten beladene Luft in den
unteren Teil der Waschsäule geführt wird. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform wird jedoch zum Strippen ein Teil
des in der Wäsche gereinigten Gases verwendet.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens stammt das zur
Rückwaschung von Waschmittel benötigte mit SO2 und/oder
H2S beladene Kondensat aus der Waschmittelregenerierung,
wobei das Kondensat dem oberen Abschnitt einer
Waschmittelwarmregeneriersäule entnommen und in den oberen
Abschnitt der Strippsäule geführt wird.
Im übrigen ist das erfindungsgemäße Verfahren bei der
Reinigung von Synthesegasen, Rauchgasen und sonstigen durch
Sauergase verunreinigten Gasen anwendbar. Für die Wäsche sind
dabei unter anderem folgende Waschmittel einsetzbar:
Alle Arten von Polyethylenglykolether, N-methylpyrrolidone,
diverse Amine (Monoethanolamin, Diethanolamin,
Methyldiethanolamin, Diisopropanolamin, Triethanolamin), sowie
deren Mischungen mit anderen organischen Verbindungen, wäßrige
Carbonatlösungen und Laugen (NaOH, KOH, Ca(OH)2, NH3).
Die Erfindung betrifft überdies eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens mit einer Waschsäule und einer
Waschmittelregeneriersäule, wobei eine Leitung für beladenes
Waschmittel von der Waschsäule zu dem mittleren Abschnitt der
Waschmittelregeneriersäule und eine Leitung für regeneriertes
Waschmittel vom unteren Abschnitt der
Waschmittelregeneriersäule zu dem oberen Abschnitt der
Waschsäule führt. Der obere Abschnitt der
Waschmittelregeneriersäule ist weiterhin über eine Leitung für
beladenes Kondensat mit einer Strippsäule verbunden, die
wiederum über eine Leitung für reines Kondensat mit dem oberen
Abschnitt der Waschsäule verbunden ist. Eine zusätzliche
Leitung für weitgehend sauergasfreies Gas führt von dem oberen
Abschnitt der Waschsäule in den unteren Abschnitt der
Strippsäule.
Im folgenden sei die Erfindung anhand eines schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Rohgas (10238 Nm3/h) tritt durch Leitung 1 in den unteren
Teil einer Waschsäule 2 ein. Das Rohgas hat folgende
Zusammensetzung:
| N₂ | |
| 67,4 mol.% | |
| O₂ | 8,9 mol.% |
| CO₂ | 7,2 mol.% |
| SO₂ | 7,9 mol.% |
| H₂O | 8,6 mol.% |
In dem unteren Teil der Waschsäule 2 erfolgt eine
Wasservorwäsche. Das Abwasser verläßt die Waschsäule 2 durch
Leitung 3, wobei ein Teil abgezweigt und nach Kühlung 4 über
Leitung 5 in die Waschsäule zurückgeführt wird. Die
SO 2-Auswaschung erfolgt im mittleren Teil der Waschsäule 2
mit regeneriertem Waschmittel aus Leitung 6, wobei das
beladene Waschmittel über Leitung 7 wieder aus der Waschsäule
abgezogen wird. Der SO 2-Wäsche ist im oberen Teil der
Waschsäule 2 eine Waschmittelrückwaschung mit Kondensat aus
Leitung 8 nachgeschaltet, wobei das gereinigte Gas (8808
Nm3/h) über Leitung 9 und Verdichter 10 die Waschsäule 2 mit
folgender Zusammensetzung verläßt:
| N₂ | |
| 78,3 mol.% | |
| O₂ | 10,4 mol.% |
| CO₂ | 8,3 mol.% |
| H₂O | 3,0 mol.% |
| SO₂ | 50 ppm |
Das die Waschsäule 2 über Leitung 7 verlassende Waschmittel
wird nun nach Anwärmung in Wärmetauscher 11 in den mittleren
Teil einer Waschmittelregeneriersäule 12 eingeführt, wo das in
dem Waschmittel enthaltenes Sauergas durch Wärme abgetrieben
und das regenerierte Waschmittel über Leitung 6 nach Abkühlung
in Wärmetauscher 11 wieder in die Waschsäule zurückgeführt
wird. Dabei wird das Waschmittel oberhalb des Kaminbodens 13
von der Waschmittelregeneriersäule 12 über Leitung 14
abgezogen, nach Anwärmung 15 unterhalb des Kaminbodens 13 in
die Waschmittelregeneriersäule 12 zurückgeführt. Das
abgetriebene Sauergas verläßt die Waschmittelregeneriersäule
12 über Leitung 16 und wird nach Verdichtung 17 und Kühlung 18
einem Abscheider 19 zugeführt. Kondensat aus dem Abscheider 19
wird über Leitung 20 wieder in die Waschmittelregeneriersäule
12 zurückgeführt, während das Sauergas (860 Nm3/h) den
Abscheider 19 über Leitung 21 mit folgender Zusammensetzung
verläßt:
| SO₂ | |
| 92,9 mol.% | |
| CO₂ | 1,3 mol.% |
| H₂O | 5,8 mol.% |
Von dem oberen Teil der Waschmittelregeneriersäule 12 wird
oberhalb des Kaminbodens 22 ein mit SO2 beladenes Kondensat
(161,4 Nm3/h H20, 0,50 Nm3/h SO2) über Leitung 23
abgezogen und in den oberen Teil einer Strippsäule 24 geführt,
wobei ein Teil zuvor abgezweigt und nach Abkühlung 25 wieder
in die Waschmittelregeneriersäule 12 über Leitung 26 gegeben
wird.
In der Strippsäule 24 wird das in dem Kondensat enthaltenen
Sauergas mit einem Teil des in der Wäsche gereinigten Gases
(175 Nm3/h) aus Leitung 27 abgestrippt, verläßt die
Strippsäule 24 über Leitung 28 (177,0 Nm3/h) und wird dem
Rohgas in Leitung 1 mit folgender Zusammensetzung beigemischt:
| N₂ | |
| 77,4 mol.% | |
| O₂ | 10,3 mol.% |
| SO₂ | 0,3 mol.% |
| H₂O | 3,8 mol.% |
| CO₂ | 8,1 mol.% |
Das gereinigte Kondensat (0,005 Nm3/h SO2, 159,9 Nm3/h
H2O) wird über Leitung 8 von der Strippsäule 24 abgezogen
und auf den Kopf der Waschsäule 2 zur Rückwaschung von im
Reingas enthaltenen Waschmittel aufgegeben.
Claims (10)
1. Verfahren zur Auswaschung von Sauergasen, wie z.B. SO2,
CO2 oder H2S, aus diese Bestandteile als
Verunreinigungen enthaltenden Gasgemischen mit einem
regenerierbaren Waschmittel in einer Waschsäule, wobei der
Wäsche mit dem Waschmittel eine Wasserwäsche mit einem im
Prozeß anfallendem Kondensat nachgeschaltet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kondensat vor seiner Verwendung in
der Wasserwäsche von gelösten Sauergasbestandteilen
befreit wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Kondensat durch Absenken des Partialdruckes von gelösten
Gasbestandteilen befreit wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Absenken des Partialdruckes durch Strippen mit Gas in
einer Strippsäule erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
zur Strippung verwendete Gas aus einem Teil des in der
Wäsche gereinigten Gases besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gas Luft ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Kondensat mit SO2 beladen ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Kondensat mit H2S beladen ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kondensat aus der
Waschmittelregenerierung stammt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Kondensat dem oberen Abschnitt einer
Waschmittelregeneriersäule entnommen wird und in den
oberen Abschnitt der Strippsäule geführt wird.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1, mit einer Waschsäule (2), und einer
Waschmittelregeneriersäule (12), dadurch gekennzeichnet,
daß die Waschsäule (2) mit der Waschmittelregeneriersäule
(12) so verbunden ist, daß eine Leitung (7) für beladenes
Waschmittel von der Waschsäule (2) zu dem mittleren
Abschnitt der Waschmittelregeneriersäule (12) und eine
Leitung (6) für regeneriertes Waschmittel vom unteren
Abschnitt der Waschmittelregeneriersäule (12) zu dem
oberen Abschnitt der Waschsäule (2) führt und daß ferner
der obere Abschnitt der Waschmittelregeneriersäule (12)
über eine Leitung (23) für beladenes Kondensat mit einer
Strippsäule (24) verbunden ist, die wiederum über eine
Leitung (8) für reines Kondensat mit dem oberen Abschnitt
der Waschsäule (2) verbunden ist, wobei eine zusätzliche
Leitung (27) für weitgehend sauergasfreies Gas von dem
oberen Abschnitt der Waschsäule (2) in den unteren
Abschnitt der Strippsäule (24) führt.
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|---|---|---|---|
| DE19873738913 DE3738913A1 (de) | 1987-11-17 | 1987-11-17 | Verfahren und vorrichtung zur auswaschung von sauergasen aus gasgemischen |
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Publications (1)
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| DE3738913A1 true DE3738913A1 (de) | 1989-05-24 |
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