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Verfahren zur Entfernung von Russ aus Gasen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entfernung von Russ aus Gasen, insbesondere aus Gasen, die nur einen geringen Prozentsatz an Russ enthalten.
Das Verfahren kann z. B. zur Entfernung von Russ aus Synthese-Gas angewendet werden, das man durch teilweise Verbrennung von Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft, gegebenenfalls in Gegenwart von Dampf, erhält. Ein derartiges Synthese-Gas enthält zur Hauptsache Wasserstoff und Kohlenmonoxyd und einen geringeren Anteil an Russ.
Bekanntlich entfernt man Russ aus Gasmischungen durch Injektion von feinverteiltem Wasser in das Gas. Ein Zweistufen-Waschverfahren dieser Art ist z. B. in der österr. Patentschrift Nr. 205010 beschrieben.
Wenn die zu reinigenden Gasmischungen eine hohe Temperatur aufweisen, wird durch die Zugabe von Wasser vor allen Dingen das Gas abgekühlt, wobei das Wasser vollständig verdampft. Erst wenn der Taupunkt erreicht ist, entsteht durch weitere Zugabe von Wasser eine Suspension von Russ in Wasser. Es wurde jedoch festgestellt, dass die Zugabe von Wasser nach dem Erreichen des Taupunktes ein recht wirkungsloses Verfahren zur Entfernung von Russ aus Gasen darstellt, da man grosse Mengen von Wasser zur praktisch vollständigen Entfernung von Russ aus den Gasmischungen benötigt, wodurch ziemlich verdünnte Russsuspensionen anfallen.
Unter dem Taupunkt versteht man diejenige Temperatur, bei der sich der Wasserdampf in der Gasmischung zu kondensieren beginnt. Da die Menge an Wasserdampf in der Gasmischung infolge der Injektion von Kühlwasser ansteigt, während gleichzeitig das Abfallen der Temperatur der Gasmischung von der Temperatur des Kühlwassers abhängt, hängt die Temperatur, bei der die erste Kondensation des Wasserdampfes erfolgt, sowohl von der Temperatur als auch vom Wasserdampfgehalt der ursprünglichen Gasmischung wie auch von der Temperatur des Kühlwassers ab.
Überraschenderweise wurde nun festgestellt, dass man den Russ wirksamer und mit weniger Wasser entfernen kann, wenn man die Dampfinjektion nach der Waschbehandlung mit dem feinzerteilten Wasser anwendet. Die vorliegende Erfindung bezieht sich daher auf ein Verfahren zur Entfernung von Russ aus Gasen, wobei man Wasser in russhaltiges Gas bis zur Sättigung zusetzt, gleichzeitig das Gas auf eine Temperatur von weniger als 40 C unter dem Taupunkt abkühlt, hierauf eine praktisch vollständige Abtrennung der entstehenden wässerigen Russsuspension und mitgerissener Wassertröpfchen aus dem Gas bewirkt, worauf man dem Gas gesättigten Dampf zusetzt, im Anschluss daran das Gas durch direkten oder indirekten Wärmeaustausch weiter abkühlt. Durch Anwendung dieser Massnahmen wird das Gas praktisch vollständig vom Russ befreit.
Die günstigen Ergebnisse des erfindunggemässen Verfahrens lassen sich durch die Annahme erklären, dass die Entfernung von Russ vor allem darauf beruht, dass die Russteilchen als Kondensationskeime für den Wasserdampf wirken, so dass mit der Zeit jedes Russteilchen von einem Wasserfilm überzogen wird. Bei fortschreitendem Abkühlen und Kondensieren des Wasserdampfes wächst der Wasserüberzug auf den Russteilchen derartig, dass das Wasser leicht aus dem Gas entfernt werden kann. Es wurde jedoch festgestellt, dass nach dem Sättigen des Gases mit Wasserdampf eine weitere Injektion von feinzerteiltem Wasser nur von geringem Nutzen ist, da zur vollständigen Entfernung von Russ grosse Mengen an Wasser notwendig sind.
Es bestehen Gründe zu der Annahme, dass bei der weiteren Injektion von Wasser über den Taupunkt hinaus der Wasserdampf sich vorwiegend an den Wassertröpfchen kondensiert, die im Vergleich zu den Russteilchen kühl sind, mit dem Ergebnis, dass diejenigen Teilchen, an denen sich anfänglich kein Wasser kondensiert hat, wenn der Taupunkt erreicht ist, im allgemeinen nur mit Hilfe sehr grosser Wassermengen entfernt werden können. Aus diesem Grunde ist es beim erfindungsgemässen Verfahren wesentlich, dass alle Flüssigkeitströpfchen, die im Gas vorliegen, nach Beendigung der anfänglichen
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Wasserwäsche praktisch vollständig entfernt wer- den. Durch die Entfernung der Wassertröpfchen vor der Injektion des gesättigten Dampfes wird sich dieser Dampf anfänglich gleichmässig auf allen Russteilchen kondensieren.
Infolge dieser anfänglich gleichmässigen Kondensation auf den Russteilchen ist es möglich, das Gas einer zweiten Wasserwäsche zu unterwerfen, ohne Gefahr zu laufen, dass der Wasserdampf, anstatt auf den Russteilchen, vorwiegend auf den Wassertröpfchen des Sprays kondensiert, wodurch wieder sehr grosse Wassermengen zur vollständigen Entfernung des Russes notwendig wären. Diese zu Beginn recht gleichmässige Kondensation des Wasserdampfes auf allen Russteilchen ermöglicht die Entfernung von Russ mit viel weniger Wasser, als es bisher der Fall war.
Gemäss einer andern Ausführungsform der Erfindung wird das Gas nach der Dampfinjektion indirekt mit Hilfe eines zweiten Wassersprays abgekühlt. Da in diesem Falle zu Beginn eine gleichmässige Kondensation auf den Russteilchen erfolgt, bewirkt die weitere Abkühlung des Gases einen allmählichen Aufbau von Wasserfilmen um die einzelnen Russteilchen, so lange, bis benachbarte Russteilchen "zusammenfliessen" und sich aus dem Gas abscheiden.
Um eine innige Berührung des Wassers mit dem russhaltigen Gas zu erzielen, wird das Wasser vorzugsweise in das Gas versprüht.
Das Zusammenbringen des frischen Gases mit Wasser in der ersten Stufe kann im Gegenstrom in einer senkrecht stehenden Waschzone vorgenommen werden, in die von oben Wasser feinzerteilt versprüht wird und die gebildete wässerige Russsuspension vom Boden abgezogen wird. Die Gase, die die Waschzone im oberen Teil oder in der Nähe des oberen Teiles verlassen, reissen im allgemeinen Wassertröpfchen mit sich, die gegebenenfalls Russ suspendiert enthalten. Wie bereits oben erwähnt, sollten diese Tröpfchen in einer geeigneten Abtrennzone praktisch vollständig entfernt werden. Zweckmässigerweise kann die Abtrennzone, die der Dampfinjektion vorhergeht, aus einer Reihe von Prallplatten bestehen, die im Strömungswege des mit Wasser gewaschenen Gases angeordnet sind, z. B. im oberen Teil des Turmes der Waschzone.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, das gewaschene Gas durch einen Zyklon zu leiten.
Das Zusammenbringen des Wassers mit dem Gas kann auch im Gleichstrom vorgenommen werden, z. B. indem man Wasser in das Gas durch eine oder mehrere Sprühdüsen einspritzt und die entstehende Mischung von Gas, Flüssigkeit und Russ durch einen Abscheider, z. B. einen Zyklon oder eine Kombination von Zyklonen leitet, um sowohl die wässerige tröpfchenförmige Russsuspension als auch russfreie Wassertröpfchen aus dem Gas abzutrennen.
Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens ist es möglich, den Russgehalt von russhaltigem Gas auf einen Wert zu erniedrigen, der sonst nur mit ausserordentlich grossen Mengen von Waschwasser zu erreichen wäre. Auf diese Weise erhält man Russ in Form von viel höher kondensierten Russsuspensionen, als es bisher der Fall war.
Dies ist besonders wichtig im Fall der Entfernung von Russ aus Synthese-Gas, das durch teilweise Verbrennung von normalerweise gasförmigen Kohlenwasserstoffen erhalten wird, z. B. Erdgas, bei dem nur ein sehr geringer Anteil an Russ erzeugt wird. Gegen alle Erwartung wurde festgestellt, dass es sehr schwierig ist, den geringen Anteil an Russ durch Anwendung der üblichen Wasserwäschemassnahmen praktisch vollständig zu entfernen, dass jedoch das vorliegende Verfahren bei der Verarbeitung dieser Gase wesentlich überlegene Ergebnisse liefert.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist zwar vor allen Dingen von Bedeutung bei seiner Anwendung auf russhaltige Gasmischungen, die durch teilweise Verbrennung von normalerweise gasförmigen, flüssigen oder festen Kohlenwasserstoffen erhalten werden, jedoch ist es selbstverständlich, dass dieses Verfahren auch auf Gasmischungen angewendet werden kann, die nach andern Methoden erhalten wurden. Beispielsweise erhält man derartige Gasmischungen bei der katalytischen oder nicht-katalytischen Umwandlung von Erdgas oder Raffineriegas mit Dampf, beim Cracken höherer Kohlenwasserstoffe, insbesondere bei der Herstellung von Äthylen.
Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich sowohl bei Atmosphärendruck als auch bei erhöhtem Druck durchführen. Der bevorzugt angewendete Druck liegt bei mindestens 5 atm, insbesondere bei 10-30 atm. Die Anwendung von erhöhtem Druck ist besonders vorteilhaft, wenn die zu behandelnde Gasmischung durch teilweise Verbrennung von Kohlenwasserstoffen erhalten wurde. Derartige Verfahren der partiellen Verbrennung werden vorzugsweise bei erhöhtem Druck vorgenommen, so dass es günstig ist, den gleichen Druck anzuwenden, wenn man die entstehenden Gase zur Entfernung des gebildeten Russes nach dem erfindungsgemässen Verfahren weiterbehandelt.
Wenn die zu verarbeitenden Gase eine sehr hohe Temperatur aufweisen, kann man sie zunächst vor der ersten Wasserwäsche durch indirekten Wärmeaustausch auf etwa 150-500 C, vorzugsweise auf etwa 200-3500 C abkühlen, Dieses Abkühlen wird am besten dadurch erreicht, dass man die Verbrennungsgase durch einen Dampfkessel leitet. Durch Erniedrigung der Temperatur der heissen Gase vor der Wäsche ist zur Entfernung der Gase vom Russ in der Wäsche noch weniger Wasser notwendig. Die bei der anfänglichen Wasserzugabe einzuhaltende Temperatur sollte weniger als 400 C unter dem Taupunkt, vorzugsweise weniger als 10 C unter diesem Punkt liegen.
Die Menge an Sattdampf zur Erzielung einer gleichmässigen Kondensation von Dampf auf den Russteilchen variiert beträchtlich. Dies hängt
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von verschiedenen Faktoren ab, z. B. dem Russgehalt und dem Betriebsdruck. Im allgemeinen genügt etwa 10-200 kg Dampf je 100 kg trockenes Gas mit normalem Russgehalt.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Ein geeigneter Kohlenwasserstoff wird durch das Rohr 10 in die Verbrennungskammer eines Synthesegas-Generators 12 eingeführt. Der Kohlenwasserstoff wird im Generator mit einem gasförmigen Oxydationsmittel, wie Luft oder Sauerstoff, die durch das Rohr 14 zugeführt werden, innig vermischt und verbrannt. Es kann auch erwünscht sein, Dampf zuzuführen, und in diesem Falle kann man den Dampf durch das Sauerstoffzufuhrrohr zugeben.
Die Verbrennungsgase, die eine Temperatur von etwa 1300 C aufweisen, gelangen durch die Leitung 16 in den Wärmeaustauscher 17, der ein Dampfkessel sein kann. Hier werden die heissen Gase auf eine Temperatur von z. B. 250 C abgekühlt. Die abgekühlten Gase verlassen den Dampfkessel und treten durch eine Leitung 19 in den unteren Teil eines Waschturmes 20 ein.
Die Gase kommen bei ihrem Weg aufwärts mit dem abwärts gerichteten Wasserspray in Berührung, der durch eine Reihe von Düsen 22 erzeugt wird. Das Wasser wird den Düsen durch eine Leitung 24 zugeführt. Ein grösserer Anteil des Russes wird aus dem aufsteigenden Synthesegas ausgewaschen und in Form einer wässerigen Russsuspension vom Boden des Waschturmes durch ein Rohr 26 abgeführt. Der Gasstrom trifft oberhalb der Sprühdüsen im Waschturm auf verschiedene Prallplatten 28, durch die praktisch der letzte Rest der Wassertröpfchen entfernt wird. Man erhält einen mit Wasserdampf gesättigten Gasstrom, der den oberen Teil des Turmes durch das Rohr 30 verlässt, das in einen zweiten Wäscher 33 führt. Entlang dem Rohr 30 sind Einrichtungen zur Einführung von Sattdampf durch das Rohr 34 in den Gasstrom vorgesehen.
Der mit Dampf beladene Gasstrom tritt in die zweite Waschanlage von unten ein und strömt aufwärts dem herabsprühenden Wasser entgegen, das aus einer Reihe von Düsen 36 austritt. Dieser zweite Wasserspray kühlt die Gasmischung weiter ab und fördert dadurch die Kondensation des Wasserdampfes auf den Russteilchen derart, dass die Russteilchen nun durch das Waschwasser leicht entfernt werden können. Gegebenenfalls kann ein Teil der erhaltenen wässerigen Russsuspension im Kreislauf dem ersten oder dem zweiten Waschturm wieder zugeführt werden.
In einer andern Ausführungsform wird der zweite Wäscher durch einen indirekten Wärmeaustauscher ersetzt, in dem das mit Dampf beladene Synthesegas ohne direkte Zugabe von Wasser abgekühlt wird, wobei beim Abkühlen der Wasserdampf sich auf den Russteilchen niederschlägt, so dass sie schliesslich zusammen- fliessen" und sich aus dem Gas abscheiden.
Beispiel : In diesem Beispiel wird die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Entfernung von Russ aus einer Gasmischung von Wasserstoff und Kohlenmonoxyd beschrieben, die durch teilweise Verbrennung eines Kohlenwasserstofföls mit reinem Sauerstoff erhalten wurde.
Das aus dem Gasgenerator unter einem Druck
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abgekühlt. Der Gasstrom enthält 130 kg Wasserdampf je 1000 kg trockenes Gas zusammen mit etwa 6 kg Russ.
Das aus dem Wärmeaustauscher austretende Gas wird in einem senkrecht stehenden Waschturm mit 320 kg Wasser von 30 C je 1000 kg trockenes Gas gewaschen. 32 kg des Wassers verdampfen in das Gas, während 288 kg Wasser in Form einer wässerigen Russsuspension vom Boden des Waschturmes abgezogen werden. In der Russsuspension sind 5, 970 g Russ enthalten. Das aus dem Waschturm austretende Gas weist eine Temperatur von etwa 1400 C auf, die etwa 8 C unterhalb des Taupunktes liegt (1480 C).
Gesättigter Dampf bei einer Temperatur von 235 C, entsprechend einem Druck von 31 I kgf cm 2, wird dem mit Wasser gewaschenen Gas in einer Menge von 80 kg Dampf je 1000 kg trockenes Gas zugesetzt. Das Gas wird nach der Wasserwäsche und vor der Dampfinjektion durch eine Abtrennzone geleitet, um praktisch alle mitgerissenen Wassertröpfchen aus dem Gas zu entfernen.
Nach der Injektion des Dampfes wird das Gas durch indirekten Wärmeaustausch auf 200 C abgekühlt. Bei der Abkühlung kondensieren 241 kg Wasser zusammen mit 29 g Russ, bezogen auf 1000 kg trockenes Gas. Das hiebei erhaltene Gas enthielt noch etwa l g Russ je 1000 kg trockenes Gas.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Entfernung von Russ aus Gasen, dadurch gekennzeichnet, dass man russhaltiges Gas bis zur Sättigung mit Wasser versetzt und gleichzeitig das Gas auf eine Temperatur von weniger als 400 C unter dem Taupunkt abkühlt, die entstehende wässerige Russsuspension und mitgerissene Wassertröpfchen praktisch vollständig vom Gas abtrennt, hierauf dem Gas gesättigten Dampf zusetzt und dann das Gas durch direkten oder indirekten Wärmeaustausch weiter abkühlt.
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Process for removing soot from gases
The invention relates to a method for removing soot from gases, in particular from gases which contain only a small percentage of soot.
The method can e.g. B. can be used to remove soot from synthesis gas, which is obtained by partial combustion of hydrocarbons with oxygen or oxygen-enriched air, optionally in the presence of steam. Such a synthesis gas mainly contains hydrogen and carbon monoxide and a smaller proportion of soot.
It is known that soot is removed from gas mixtures by injecting finely divided water into the gas. A two-stage washing process of this type is e.g. B. in the Austrian. Patent No. 205010 described.
If the gas mixtures to be cleaned are at a high temperature, the addition of water primarily cools the gas, with the water completely evaporating. Only when the dew point has been reached does a further addition of water result in a suspension of soot in water. However, it has been found that adding water after reaching the dew point is a rather ineffective method of removing soot from gases, since large amounts of water are required to virtually completely remove soot from the gas mixtures, which results in fairly dilute soot suspensions.
The dew point is the temperature at which the water vapor begins to condense in the gas mixture. Since the amount of water vapor in the gas mixture increases as a result of the injection of cooling water, while at the same time the decrease in the temperature of the gas mixture depends on the temperature of the cooling water, the temperature at which the first condensation of the water vapor occurs depends on both the temperature and the Water vapor content of the original gas mixture as well as the temperature of the cooling water.
Surprisingly, it has now been found that the soot can be removed more effectively and with less water if the steam injection is used after the washing treatment with the finely divided water. The present invention therefore relates to a process for removing soot from gases, in which water is added to gas containing soot until it is saturated, while the gas is simultaneously cooled to a temperature of less than 40 ° C. below the dew point, followed by practically complete separation of the resulting gas aqueous soot suspension and entrained water droplets from the gas, whereupon saturated steam is added to the gas, after which the gas is further cooled by direct or indirect heat exchange. By applying these measures, the gas is practically completely freed from soot.
The favorable results of the method according to the invention can be explained by the assumption that the removal of soot is primarily based on the fact that the soot particles act as condensation nuclei for the water vapor, so that over time each soot particle is covered by a film of water. With progressive cooling and condensation of the water vapor, the water coating on the soot particles grows in such a way that the water can easily be removed from the gas. However, it has been found that after the gas has been saturated with water vapor, a further injection of finely divided water is of little use, since large amounts of water are necessary to completely remove soot.
There are reasons to believe that as water continues to be injected past the dew point, the water vapor will predominantly condense on the water droplets, which are cool compared to the soot particles, with the result that those particles on which there is initially no water has condensed when the dew point is reached, can generally only be removed with the help of very large amounts of water. For this reason, it is essential in the method according to the invention that all liquid droplets that are present in the gas, after the initial
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Water wash can be practically completely removed. By removing the water droplets before the saturated steam is injected, this steam will initially condense evenly on all soot particles.
As a result of this initially uniform condensation on the soot particles, it is possible to subject the gas to a second water wash without running the risk that the water vapor, instead of condensing on the soot particles, predominantly on the water droplets of the spray, which again results in very large amounts of water for complete removal of the Russians would be necessary. This very even condensation of the water vapor on all soot particles at the beginning enables the removal of soot with much less water than was previously the case.
According to another embodiment of the invention, after the steam injection, the gas is cooled indirectly with the aid of a second water spray. Since in this case there is uniform condensation on the soot particles at the beginning, the further cooling of the gas causes a gradual build-up of water films around the individual soot particles until neighboring soot particles "flow together" and separate from the gas.
In order to achieve intimate contact of the water with the soot-containing gas, the water is preferably sprayed into the gas.
The bringing together of the fresh gas with water in the first stage can be carried out in countercurrent in a vertical washing zone, into which water is finely sprayed from above and the aqueous soot suspension formed is drawn off from the bottom. The gases which leave the washing zone in the upper part or in the vicinity of the upper part generally entrain water droplets with them, which may contain soot in suspension. As already mentioned above, these droplets should be practically completely removed in a suitable separation zone. Conveniently, the separation zone, which precedes the steam injection, consist of a series of baffle plates which are arranged in the flow path of the gas washed with water, e.g. B. in the upper part of the tower of the washing zone.
Another possibility is to pass the scrubbed gas through a cyclone.
The bringing together of the water with the gas can also be carried out in cocurrent, e.g. B. by injecting water into the gas through one or more spray nozzles and the resulting mixture of gas, liquid and soot through a separator, e.g. B. conducts a cyclone or a combination of cyclones in order to separate both the aqueous droplet-shaped soot suspension and soot-free water droplets from the gas.
With the aid of the method according to the invention it is possible to reduce the soot content of soot-containing gas to a value which could otherwise only be achieved with extremely large amounts of washing water. In this way, soot is obtained in the form of much more highly condensed soot suspensions than was previously the case.
This is particularly important in the case of the removal of soot from synthesis gas obtained by partial combustion of normally gaseous hydrocarbons, e.g. B. Natural gas, in which only a very small amount of soot is generated. Against all expectations, it was found that it is very difficult to practically completely remove the small amount of soot by using the usual water-washing measures, but that the present method gives significantly superior results when processing these gases.
The process according to the invention is of particular importance when it is applied to gas mixtures containing soot, which are obtained by partial combustion of normally gaseous, liquid or solid hydrocarbons, but it goes without saying that this process can also be applied to gas mixtures that follow different Methods were obtained. For example, such gas mixtures are obtained in the catalytic or non-catalytic conversion of natural gas or refinery gas with steam, in the cracking of higher hydrocarbons, in particular in the production of ethylene.
The method according to the invention can be carried out both at atmospheric pressure and at elevated pressure. The pressure preferably used is at least 5 atm, in particular 10-30 atm. The use of increased pressure is particularly advantageous when the gas mixture to be treated has been obtained by partial combustion of hydrocarbons. Such processes of partial combustion are preferably carried out at increased pressure, so that it is advantageous to use the same pressure if the gases formed are further treated by the process according to the invention to remove the soot formed.
If the gases to be processed are at a very high temperature, they can first be cooled to about 150-500 ° C., preferably to about 200-3500 ° C., by indirect heat exchange before the first water wash. This cooling is best achieved by removing the combustion gases passes through a steam boiler. By lowering the temperature of the hot gases before washing, even less water is required to remove the gases from the soot in the washing. The temperature to be maintained during the initial addition of water should be less than 400 ° C. below the dew point, preferably less than 10 ° C. below this point.
The amount of saturated steam required to achieve uniform condensation of steam on the soot particles varies considerably. This depends
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on various factors, e.g. B. the soot content and the operating pressure. In general, about 10-200 kg of steam per 100 kg of dry gas with normal soot content is sufficient.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing. A suitable hydrocarbon is introduced into the combustion chamber of a synthesis gas generator 12 through pipe 10. The hydrocarbon is intimately mixed in the generator with a gaseous oxidizing agent such as air or oxygen, which are supplied through the pipe 14, and burned. It may also be desirable to add steam, in which case the steam can be added through the oxygen supply pipe.
The combustion gases, which have a temperature of around 1300 C, pass through line 16 into heat exchanger 17, which can be a steam boiler. Here the hot gases are heated to a temperature of e.g. B. 250 C cooled. The cooled gases leave the steam boiler and enter the lower part of a washing tower 20 through a line 19.
As the gases travel upward, they come into contact with the downwardly directed water spray generated by a series of nozzles 22. The water is fed to the nozzles through a line 24. A larger proportion of the soot is washed out of the rising synthesis gas and discharged from the bottom of the washing tower through a pipe 26 in the form of an aqueous soot suspension. The gas stream hits various baffle plates 28 above the spray nozzles in the washing tower, through which practically the last remainder of the water droplets is removed. A gas stream saturated with water vapor is obtained which leaves the upper part of the tower through the pipe 30 which leads into a second washer 33. Means for introducing saturated steam through the pipe 34 into the gas flow are provided along the pipe 30.
The gas stream laden with steam enters the second washing installation from below and flows upwards towards the water spraying down, which emerges from a row of nozzles 36. This second water spray cools the gas mixture further and thereby promotes the condensation of the water vapor on the soot particles in such a way that the soot particles can now be easily removed by the washing water. If necessary, part of the aqueous carbon black suspension obtained can be recycled to the first or the second washing tower.
In another embodiment, the second scrubber is replaced by an indirect heat exchanger in which the steam-laden synthesis gas is cooled without the direct addition of water, with the water vapor being deposited on the soot particles during cooling, so that they finally flow together separate from the gas.
Example: This example describes the use of the method according to the invention for removing soot from a gas mixture of hydrogen and carbon monoxide which was obtained by partial combustion of a hydrocarbon oil with pure oxygen.
That from the gas generator under a pressure
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cooled down. The gas stream contains 130 kg of water vapor per 1000 kg of dry gas together with about 6 kg of soot.
The gas emerging from the heat exchanger is washed in a vertical washing tower with 320 kg of water at 30 ° C. per 1000 kg of dry gas. 32 kg of the water evaporate into the gas, while 288 kg of water are drawn off from the bottom of the washing tower in the form of an aqueous soot suspension. The carbon black suspension contains 5.970 g carbon black. The gas emerging from the scrubbing tower has a temperature of around 1400 C, which is around 8 C below the dew point (1480 C).
Saturated steam at a temperature of 235 ° C. corresponding to a pressure of 31 l kgf cm 2 is added to the gas washed with water in an amount of 80 kg of steam per 1000 kg of dry gas. After the water wash and before the steam injection, the gas is passed through a separation zone in order to remove practically all entrained water droplets from the gas.
After the steam has been injected, the gas is cooled to 200 C by indirect heat exchange. During the cooling process, 241 kg of water condense together with 29 g of carbon black, based on 1000 kg of dry gas. The gas obtained here still contained about 1 g of soot per 1000 kg of dry gas.
PATENT CLAIMS:
1. A method for removing soot from gases, characterized in that soot-containing gas is mixed with water until saturation and at the same time the gas is cooled to a temperature of less than 400 C below the dew point, the resulting aqueous soot suspension and entrained water droplets are practically completely removed The gas is separated off, saturated steam is then added to the gas and the gas is then further cooled by direct or indirect heat exchange.