CS195668B2 - Process for the purification of hot gases - Google Patents

Process for the purification of hot gases Download PDF

Info

Publication number
CS195668B2
CS195668B2 CS77882A CS88277A CS195668B2 CS 195668 B2 CS195668 B2 CS 195668B2 CS 77882 A CS77882 A CS 77882A CS 88277 A CS88277 A CS 88277A CS 195668 B2 CS195668 B2 CS 195668B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
gas
solution
hot
scrubbing
temperature
Prior art date
Application number
CS77882A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Karl Bratzler
Alexander Doerges
Georg Kempf
Paul Rudolph
Johann Schlauer
Original Assignee
Karl Bratzler
Alexander Doerges
Georg Kempf
Paul Rudolph
Johann Schlauer
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE2127768A external-priority patent/DE2127768C3/en
Application filed by Karl Bratzler, Alexander Doerges, Georg Kempf, Paul Rudolph, Johann Schlauer filed Critical Karl Bratzler
Priority to CS77882A priority Critical patent/CS195668B2/en
Publication of CS195668B2 publication Critical patent/CS195668B2/en

Links

Landscapes

  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Description

(54) Způsob čištění horkých plynů(54) Hot gas cleaning method

Vynález se týká čištění horkých .plynů, vyrobených při zvýšeném tlaku reakcí kapalných nebo pevných paliv s obsahem uhlovodíků s plyny obsahujícími volný kyslík a s vodní párou, propíráním horkým promývacím roztokem v plynové pračce k odstranění sloučenin síry a/nebo· kysličníku uhličitého.The present invention relates to the purification of hot gases produced at elevated pressure by reacting hydrocarbon-containing liquid or solid fuels with free oxygen-containing gases and water vapor by scrubbing with a hot scrubbing solution in a gas scrubber to remove sulfur and / or carbon dioxide compounds.

Topné plyny vyráběné zplyňováním pevných' něho kapalných paliv s kyslíkem, vzduchem· nebo jejich směsí a/nebo vodní párou .se musejí pro· .následující čištění plynu, zejména pro oddělení sloučenin síry a popřípadě i kysličníků uhličitého, ochladit z vysokých teplot zplyňovací reakce ležících nad 500 tc na teplotu vhodnou pro .čištění plynů, která leží pod 150 °C, š výhodou na teplotu okolí nebo i níže, například až do —70 °C. Při tomto ochlazování, se mohou z plynů odstranit látky, které vzhledem k následujícímu zužitkování plynu znamenají ztráty. Je to například vodní pára, které by mohlo, být použito pro přeměnu kysličníku uhelnatého na kysličník uhličitý a vodík, nebo uhlovodíky, které jsou při vyšších teplotách v plynném skupenství a zvyšovaly 'by výhřevnost vyčištěného plynu. To platí zejména pro zužitkování vyrobeného, plynu jako topného plynu pro pohon plynových turbin. Pro· tento účel použití musí být plyn 195668 hořlavý, prostý síry a pokud možno horký. Při. jeho· ohodnocování je· však objem přednější než výhřevná hodnota a z tohoto důvodu se zplyňování paliva provádí Vzduchem'. V plynu pro· tento .účel mohou i vodní pára a kysličník uhličitý představovat užitečné složky, protože zvětšují jeho ob( jem.The fuel gases produced by gasification of solid liquid fuels with oxygen, air or mixtures thereof and / or water vapor must be cooled from the high temperatures of the gasification reaction in order to purify the gas, in particular for the separation of sulfur compounds and possibly carbon dioxide. above 500 ° C to a temperature suitable for purifying gases below 150 ° C, preferably to or below ambient temperature, for example up to -70 ° C. With this cooling, substances can be removed from the gases which, due to the subsequent utilization of the gas, result in losses. For example, it is water vapor that could be used to convert carbon monoxide to carbon dioxide and hydrogen, or hydrocarbons that are in a gaseous state at higher temperatures and increase the calorific value of the purified gas. This applies in particular to the utilization of the produced gas as fuel gas for driving gas turbines. For this purpose the 195668 gas must be flammable, free of sulfur and preferably hot. At. however, its rating is a volume above the calorific value and for this reason the gasification of the fuel is carried out by air. · The gas for this .účel can also water vapor and carbon dioxide, a useful component because they increase the ob (JEM.

Jsou známé způsoby odsířování horkých plynů pomocí hmot absorbujících sloučeniny síry, které sestávají například z kysličníku železitého .azlnečnatého a vážou síru ve formě sirníku. Použití těchto sloučenin je však drahé a vyžaduje předběžné vyčištění plynu, zejména plyn prostý vodní páry. Z tohoto důvodu se uvedených postupů používá převážně k dočištování předběžně zpracovaných plynů jako bezpečnostního opatření.Methods for desulfurizing hot gases by means of sulfur-absorbing masses are known which consist, for example, of ferric oxide and bind sulfur in the form of sulfide. However, the use of these compounds is expensive and requires a preliminary gas purification, in particular a water-free gas. For this reason, these processes are mainly used to purify pre-treated gases as a safety measure.

Κ čištění plynů jsou nejpoužitelnější propírací1 postupy, ve kterých se láitky, jež še mají z plynů odstranit, zjachycuíjí ve fyzikálně nebo chemicky působících absorpčních roztocích.Κ gas cleaning are the most useful one washing processes in which the precipitate which results that are to be removed from gases, in zjachycuíjí physically or chemically acting absorbent solutions.

V absorpčních roztocích s fyzikálním ú~ činikem se složky plynů rozpouštějí podle své specifické rozpustnosti (Bunsenův koe.fiCient, hodnota ,«) a podle parciálního tlaku. Následkem toho· vzrůstá absorpční schopnost fyzikálně působícího propírací195688 ho roztoku se vzrůstajícími tlakem a klesající teplotou. Propíránl plynů pomocí absorpčních prostředků s fyzikálním účinkem se proto provádí při zvýšeném tlaku asi nad 10 at a pomocí vysokovroucích organických rozpouštědel, jako je etylénglykol, dlglykoléter, propylenkarbanát, N-metylpyrroíidon při teplotě okolí, nebo pomocí nízkovroucích organických rozpouštědel, zejména metanolu, při teplotách pod — 10i°>G až asi —70 °C.In absorption solutions with a physical effect, the gas components dissolve according to their specific solubility (Bunsen coefficient, value,) and partial pressure. As a result, the absorbency of the physically acting wash solution increases with increasing pressure and decreasing temperature. The gas scrubbing by means of absorbents having a physical effect is therefore carried out at elevated pressure above about 10 at and using high-boiling organic solvents such as ethylene glycol, dlglycol ether, propylene carbanate, N-methylpyrrolidone at ambient temperature or low boiling organic solvents, particularly methanol, at temperatures. below -10 ° C to about -70 ° C.

V chemicky účinkujících absorpčních roztocích jsou jednotlivé složky plynu, zejména kyselé, jmenovitě pak sloučeniny síry a kysličník uhličitý, vázány chemicky. Od chemických absorpčních roztoků se obecně vyžaduje snadná regenerovatelnost, to· znamená obrácení absorpční reakce za· jednoduchých podmínek.In chemically active absorption solutions, the individual gas components, in particular the acidic components, namely the sulfur compounds and carbon dioxide, are chemically bonded. Chemical absorbent solutions are generally required to be easy to recover, i.e., reverse the absorption reaction under simple conditions.

Postupy promývání plynů pomocí chemicky působících absorpčních prostředků nejsou příliš závislé na tlaku. Mohou se provádět při okolním· tlaku a okolní teplotě, přičemž regénerace .absorpčního· roztoku se dá provádět povářením a stripováním vodní párou nebo vzduchem.Gas scrubbing processes using chemically acting absorbent means are not very pressure dependent. They can be carried out at ambient pressure and ambient temperature, whereby the regeneration of the absorbent solution can be carried out by steaming or stripping with water or air.

/Vhodnými absorpčními roztoky jsou vodné roztoky silných organických bází nebo solí alkalických kovů se slabými. organickými ne,bo anorganickými kyselinami. Vodné roztoky slabých kyselin lze používat i při vyšších teplotách absorpce, avšak vtom případě při zvýšeném tlaku. Regenerace se pák provádí snížením tlaku na nižší hodnotu, s výhodou na okolní tlak při současném ipovaření a stopování vodní párou,Suitable absorbent solutions are aqueous solutions of weak organic strong bases or alkali metal salts. organic or inorganic acids. Aqueous solutions of weak acids can also be used at higher absorption temperatures, but in this case at elevated pressure. Regeneration is carried out by lowering the pressure to a lower value, preferably to ambient pressure while simultaneously boiling and tracking with steam

Z německého patentu č. 1 084 425 je znám způsob vymývání kyselých složek, zejména kysličníku uhličitého, z topných a syntézních plynů, při kterém se absorpce provádí v horkém koncentrovaném, roztoku uhličitanu draselného při teplotě - ležící v blízkosti bodu varu roztoku za atmosférického tlaku, .a regenerace roztoku se provádí snížením tlaku a povářením při stopování vodní párou; která vzniká z vroucího roztoku nebo se přivádí přídavně. 'German Patent No. 1,084,425 discloses a process for the elution of acidic components, in particular carbon dioxide, from fuel and synthesis gases, in which the absorption is carried out in a hot, concentrated potassium carbonate solution at a temperature close to the boiling point of the solution at atmospheric pressure. .and regeneration of the solution is accomplished by depressurizing and steaming while tracking; which arises from the boiling solution or is supplied additionally. '

Tento známý způsob se hodí zejména k vymývání velkého množství kysličníku uhličitého, - které vzniká přeměnou kysličníku uhelnatého pomocí vodní páry na kysličník uhličitý a vodík při výrobě syntézních plynů nebo vodíku.This known method is particularly suitable for the elution of large amounts of carbon dioxide, which arises from the conversion of carbon monoxide by water vapor to carbon dioxide and hydrogen in the production of synthesis gases or hydrogen.

' Tímto'známým postupem, který je znám jako „propírání horkým potašem“, lze spolu s kysličníkem , uhličitým odstraňovat z čištěného plynu také sloučeniny síry.With this known process, known as "hot pot scrubbing", sulfur compounds can also be removed from the gas to be cleaned, along with carbon dioxide.

' Předmětem vynálezu je způsob čištění horkých plynů, vyrobených při zvýšeném tlaku reakcí kapalných nebo pevných paliv •s' obsahem uhlovodíků s plyny obsahujícími volný kyslík a s vodní párou, propíráním horkým promývacím roztokem v plynové pračce k odstranění sloučenin síry a/nebo kysličníku uhličitého. Při takovém čištění je třeba; vyřešit problém, jak prodloužit dobu použitelnosti pr omývá čího roz-:The present invention provides a process for the purification of hot gases produced at elevated pressure by reacting hydrocarbon-containing liquid or solid fuels with free oxygen-containing gases and water vapor by scrubbing with a hot scrubber in a gas scrubber to remove sulfur and / or carbon dioxide compounds. Such cleaning is necessary; solve the problem of how to extend the shelf life of the washing machine:

toku a tím, snížit náklady ma regeneraci použitého roztoků a na čerstvý promýýací roztok.flow and thereby reduce the cost and regeneration of the solutions used and the fresh wash solution.

i Způsob podle vynálezu spočívá v tom, ž.e' surový plyn se chladí alespoň ve dvou stupních, přičemž v posledním chladícím stupni před promýváním horkým promývacím; roztokem se teplota surového plynu sníží nepřímým chlazením pod teplotu horkého promývacího roztoku a kondenzát se odvede, načež se .surový plyn znova zahřeje ina promývací teplotu a promývá v plynově pračce horkým promývacím roztokem, který je tvořen vodným absorpčním roztokem jedné nebo několika solí alkalických kovů se slabými anorganickými kyselinami a má teplotu ležící v blízkosti bodu varu roztoku při atmosférickém tlaku. S .kondenzátem se z plynu odstraní velké množství nečistot; následujícím promýváním plynu 'pří zvýšené teplotě se znemožní srážení dalšího kondenzátu, který by se odváděl spolu s promývacím roztokem.The process according to the invention consists in cooling the raw gas in at least two stages, in the last cooling stage before the hot scrubbing; solution, the temperature of the raw gas is reduced by indirect cooling below the temperature of the hot scrubbing solution, and the condensate is drained, after which the raw gas is reheated to another scrubbing temperature and washed in a gas scrubber with a hot scrubbing solution consisting of an aqueous absorption solution of one or more alkali metal salts. weak inorganic acids and has a temperature near the boiling point of the solution at atmospheric pressure. With the condensate, a large amount of impurities is removed from the gas; subsequent gas scrubbing at an elevated temperature prevents the condensation of further condensate being drained together with the scrubbing solution.

i Odstranění, sloučenin síry ,z plynu vyrobeného zplyňováním paliva pod tlakem probíhá podle vynálezu· tímto způsobem·: i Když se surový plyn s teplotou n.ad 530° Celsia běžným způsobem ochladí v chladicích kotlích, .propíracích chladičích, pro7 mývačích. a podobných zařízeních asi na teplotu 150 až 200 °C, zchladí se dalším, nepřímým· chlazením, na teplotu, která leží několik stupňů pod provozní teplotou absorpční věže pro odsířování. Když se z předběžně ochlazeného plynu oddělí vzniklý kondenzát, zahřeje se plyn přímou· výměnou tepla, například v protiproudové koloně, malým množstvím hořkého přídavně ohřívaného roztoku soli na provozní teplotu absorpční' věže a při této teplotě se nasytí vodní párou/ V tomto stavu může plyn. proudit absorpční věží,'· aniž by odváděl podstatná' množství vody. z' absorpčního roztoku, a aniž by v absorpčním roztoku kondenzovalo větší, množství vodní páry. i Z hlavy absorpční věže odtéká do· značné míry odsířený plyn, horký a nasycený vodní párou, a, dá se přímo· vést do, násle-tdujícího promývacího zařízení s horkým potašem za účelem absorpce kysličníku uhličitého, a/nebo do zařízení pro,přeměnu kysličníku uhelnatého. Odsířený plyn lze také s využitím, tepla, které mu bylo odebráno před odsířením, ohřívat a obohatit vodní párou, takže pak představuje vynikající palivo pro provoz plynové .turbíny.The removal of sulfur compounds from the gas produced by the gasification of pressurized fuel proceeds according to the invention in the following manner: When the raw gas at a temperature above 530 ° C is conventionally cooled in cooling boilers, washing chillers for 7 dishwashers. and similar devices to about 150 ° C to 200 ° C, cooled by further indirect cooling to a temperature that is several degrees below the operating temperature of the desulfurization absorber tower. When the condensate formed is separated from the precooled gas, the gas is heated by direct heat exchange, for example in a countercurrent column, with a small amount of bitter additionally heated salt solution to the operating temperature of the absorption tower and saturated with water vapor at this temperature. . flow through the absorption tower without draining substantial amounts of water. from the absorbent solution, and without condensing a larger amount of water vapor in the absorbing solution. Desulfurized gas, hot and saturated with water vapor, flows out of the absorber tower to a large extent and can be directly passed to the following hot pot scrubber for carbon dioxide absorption and / or conversion apparatus. carbon monoxide. The desulphurized gas can also be heated and enriched with water vapor using the heat it has taken before the desulphurization, so that it is an excellent fuel for gas turbine operation.

i Plyn, ochlazený v promývacím· chladiči nebo jiném zařízení obvyklým· způsobem přímo na teplotu mezi 200 a ,150 se podle vynálezu ochlazuje na provozní teplotu odsiřovacího zařízení nepřímo v několika •stupních. Prvním, nejteplejším chladicím stupněm je nepřímý tlakový .chladič chlazený vodou. Voda ohřátá v tomto·, chladiči má vyšší teplotu než odsířený ,plyn vystupující z absorpční věže, a uvádí se s ním do styku ve sprchové věži. Přitom se plyn ohřívá a dále obohacuje vodní párou, zatímco voda. se za současného' odpařování ochlazuje. Po doplnění odpařené vody čerstvou vodou se voda vrací zpátky do nepřímého tlakového, chladiče. Další nepřímé ' chlazení surového plynu se může provádět ve vařáku desorpční kolony.The gas, cooled in a scrubber cooler or other apparatus in a conventional manner directly to a temperature between 200 and 150, according to the invention, is cooled to the operating temperature of the desulfurization plant indirectly in several stages. The first, hottest cooling stage is a water cooled indirect pressure cooler. The water heated in this cooler has a higher temperature than the desulfurized gas exiting the absorption tower, and is contacted with it in the shower tower. The gas is heated and further enriched with water vapor, while water. cools under simultaneous evaporation. After refilling the evaporated water with fresh water, the water is returned to the indirect pressure cooler. Further indirect cooling of the raw gas can be carried out in the desorption column digester.

1 V koncovém chladiči, chlazeném- například čerstvou vodou, se plyn' ochladí - na teplotu ležící několik sťupřiů pod provozní teplotou absorpční věže. Kondenzát vznikající ve všech nepřímých chladících stupních 1 se odvádí společně. Za koncovým chladičem je úičelně zapojen odlučovač kondenzátu, aby plyn proudící do přímého výměníku tepla, předřazeného bezprostředně absorpční věži, byl pokud možno prostý kondenzátu. Roztok soli, který obíhá ’ v přímém tepelném’ výměníku a ohřívači, zahřívá plyn na teplotu absorpční kolony' a sytí jej vodní párou, je tvořen s výhodou koncentrovaným roztokem alkalických kovů, uhličitanů alkalických kovů nebo- kyselých uhličitanů alkalických kovů. Tento roztok může absorbovat případné kyselé složky obsažené v 'plynu, například fenoly, mastné kyseliny a podobné sloučeniny, které se neodstraní1 při . regeneraci absorpčního' roztoku, takže tyto ísložky nepřijdou do následující ' plynové (pračky s horkým potašem. Vodní ztráty (Vznikající v tomto· přímém výměníku tepla lze nahradit pomocí tlakového čerpadla. (Aby se zamezilo·' obohacování solňého roztoku netěkavými kyselinami, lze z výměníku tepla v časových intervalech nebo spojitě Odebírat· menší množství solného roztoku. Pokud roztok absorboval mastné kyšelliny .nebo· fenoly ze surového plynu, což (bývá při zplyňování pevných paliv častý (případ, lze toto poměrně malé množství íro'ztcku zavádět spolu s uhlím do tlakového zplynovače a tím zničit.. 1 In the cooling end, chlazeném- e.g., fresh water, gas' cooling - to a temperature several sťupřiů below the operating temperature of the absorption tower. The condensate produced in all indirect cooling stages 1 is drained together. A condensate trap is expediently connected downstream of the end cooler so that the gas flowing into the direct heat exchanger upstream of the absorption tower is preferably free of condensate. The salt solution, which circulates in a direct heat exchanger and heater, heats the gas to the absorption column temperature and saturates it with water vapor, is preferably a concentrated solution of alkali metals, alkali metal carbonates or acidic alkali metal carbonates. This solution may absorb any acidic constituents contained in the gas, for example phenols, fatty acids and the like, which are not removed at 1 . regeneration of the absorption solution so that these components do not come to the next gas (hot pot scrubbers. Water losses (This direct heat exchanger can be compensated by a pressure pump. To prevent enrichment of the brine with non-volatile acids, If the solution has absorbed fatty acid or phenols from the raw gas, which (which is often the case when solid fuel gasification is used), this relatively small amount can be fed with coal into the coal. pressure gasifier and thus destroy ..

I Tímto způsobem předběžně zpracovaný Iplynse potom vede do vlastní absorpční věže. Protože je nasycen vodní párou á má teplotu absorpčního roztoku, dochází k vyprání sloučenin síry, aniž býše z roztoku odpařilo podstatné množství vody nebo .se naopak do tohoto roztoku kondenzovalo.The pretreated gas is then fed to the absorption tower itself. Because it is saturated with water vapor and has an absorption solution temperature, the sulfur compounds are washed without any significant amount of water evaporating or condensing into the solution.

I Horký odsířený plyn se potom může: zkřálpěním horkou vodou z nepřímého - tlakového· chladiče dále ohřívat á obohatit vodní párou.. , i Na výkresu je znázorněno schéma zařízení vhodňého pro provádění způsobu podle vyinálezm Toto· zařízení se-stává v podstatě z nepřímého tlakového chladiče '1, (absorpční věže 3, regenerační věže 2, sytiČe 4 a přímého výměníku tepla. S. l Horký surový plyn se vede potrubím 19 do tné,přímého tlakového· chladiče 1 a odevzdává v něm určitou část svého tepla vodě. Kondenzát vznikající při tomto nepřímém chlazení sé'odvádí potrubím 21. Dalším nepřímým chladicím stupněm surového plynu je boiler 6 v regenerační věži 2, kde Se využívá další část tepla z plynu1 k zahřá19 5 66 8 ití absorpčního roztoku v regenerační vězi 2.And hot desulfurized gas is then either: zkřálpěním hot water from indirect - · pressurized heated and cooler further enrich the steam .., and the drawing shows a diagram of apparatus suitable for performing the method according to this vyinálezm ·-device becomes essentially of indirect pressure radiator -1 (absorption tower 3, a regeneration tower 2, the choke 4, and a direct heat exchanger. S. L hot crude gas is passed through line 19 to E No, direct pressure · radiator 1 and gives it a certain part of its heat to the water. the condensate The next indirect cooling stage of the raw gas is the boiler 6 in the regeneration tower 2, where another part of the heat from the gas 1 is used to heat the absorption solution in the regeneration tower 2.

1 Potrubím 24 přichází plyn do dalšího nepřímého chladiče 7, chlazeného čerstvou vodou, ve kterém se ochladí .na několik Stupňů pod provozní teplotu .absorpční věže 3. V bezprostředně následujícího., odlučovači kondenzátu 12 se pak kondenzát odstraní z plynu. Z odlučovače kondenzátu 12 proudí nasycený plyn prostý kondenzátu potrubím 26 do přímého výměníku· tepla 5, kde se pomocí čerpadla 14 v potrubí 27 udržuje cirkulace horkého roztoků solí mezi výměníkem 5 a ohřívákem. 8; roztok se přitom udržuje na takové teplotě, .alby se plyn ohřál na provozní teplotu absorpční věže 3 'a nasytil vodní párou. V tomto stavu proudí plyn potrubím. 30 do absorpční věže 3, ve které se promývá horkým absorpčním roztokem. Promytý plyn proudí z absorpční věže 3 sice odsířen, avšak jinak s nezměněným složením potrubím 31 do sytiiče 4, vytvořeného· jako sprchová věž, kde se uvádí 'do styku· s horkou vodou z nepřímého tlakového chladiče 1 přiváděnou potrubím 22. 'Voda, která se přitom ochlazuje a'částečně 'odpařuje, se .pak přečerpává potrubím x20 Ipo,mocí čerpadla 16 zpátky do nepřímého 'tlakového chladiče 1. Ztráty vzniklé odpařením v sytiči 4 se nahrazují čerstvou vodou, přitékající potrubím 15 k čerpadlu 16. .'Vyčištěný plyn-ze sytíce 4 probdí potrubím '32, přičemž má vyšší teplotu než je provozní teplota absorpční věže 3 a je nasycen •vodní párou; může se vést. k' dalšímu použití, například do spalovací komory .plyino!vé turbiny nebo do zařízení k přeměně kysličníku uhelnatého. 1 line 24 arrives to another indirect gas cooler 7, cooled by fresh water which is cooled .For a few degrees below the operating temperature of the tower 3. In .absorpční immediately following., The condensate separator 12 condensate is then removed from the gas. From the condensate separator 12, the condensate-free saturated gas flows through line 26 to a direct heat exchanger 5, where the circulation of hot salt solutions between the exchanger 5 and the heater is maintained by means of a pump 14 in line 27. 8; the solution is maintained at such a temperature that the gas is heated to the operating temperature of the absorption tower 3 'and saturated with water vapor. In this state, the gas flows through the conduit. 30 into an absorption tower 3, in which it is washed with a hot absorption solution. The scrubbed gas flows from the absorption tower 3, although desulfurized but otherwise unchanged through line 31 into the choke 4, formed as a shower tower, where it contacts with the hot water from the indirect pressure cooler 1 supplied through line 22. is thereby cooled a'částečně 'evaporates .pak is pumped through line 20 x IPO, the power of the pump 16 back into indirect' first cooler pressure loss caused by evaporation in saturator 4 is replaced with fresh water flowing in pipe 15 to pump the 16th .'Vyčištěný the gas from the saturator 4 passes through line 32 having a temperature higher than the operating temperature of the absorption tower 3 and saturated with water vapor; can lead. for further use, for example in a combustion chamber . turbines or carbon monoxide conversion equipment.

1 Ze dna absorpční věže 3 se absorpční roztok obsahující sloučeniny Síry vede potrubím 33 s expanzním ventilem 34 dó hlavy regenerační věže 2. V potrubí 33 může být Zapojen ohřívač 10 k vyrovnání tepelných •ztrát vznikajících snížením tlaku. Roztok se •sníženým tlakem proudí regenerační věží 2 dolů přes jednotlivá patra nebo náplň k patě kolony, ve které se pomocí boileru uďržuje regenerační teplota. 1 From the bottom of the absorption tower 3, an absorption solution containing sulfur compounds is passed through line 33 with expansion valve 34 to the head of regeneration tower 2. A heater 10 may be connected in line 33 to compensate for the heat losses due to depressurization. The solution • flows through the regeneration tower 2 under reduced pressure through individual trays or packing to the bottom of the column in which the regeneration temperature is maintained by means of a boiler.

1 Regenerovaný roztok se ze dna regenerační věže 2 přečerpává pomocí čerpadla 1 The regenerated solution is pumped from the bottom of the regeneration tower 2 by means of a pump

13. do potrubí' 35 a .do hlavy absorpční věže 3.13. into the conduit 35 and into the head of the absorption tower 3.

' Odpadní plyny vznikající při regeneraci se odvádějí z hlavy regenerační věže 2 přes tlakový regulační ventil 36 potrubím 37 a •vedou chladičem 9 a následujícím kondenzátorem 11. Odstraněný kondenzát je tvořen vodou· odpařenou z absorpčního roztoku, která se k udržení koncentraci absorpčního· prostředku vede potrubím 39 pompcí Čerpadla 17 do hlavy regenerační věže 2. V tomto místě lze doplňovat ztráty 'vody z absorpčníhb roztoku přidáváním čerstvé vody. Z potrubí 38 vychází plyn, který je bohatý na sloučeniny síry a vhodný k použití v Clausově procesu.The waste gases generated during regeneration are discharged from the head of the regeneration tower 2 via the pressure control valve 36 through line 37 and passed through a condenser 9 and a subsequent condenser 11. The removed condensate is formed by water vaporized from the absorption solution leading to At this point it is possible to replenish the water losses from the absorption solution by adding fresh water. Gas 38, which is rich in sulfur compounds and suitable for use in the Claus process, emerges from line 38.

5 88 8 i K podrobnému vysvětlení způsobu podle ''vynálezu slouží .následující příklady. Příklad 1The following examples serve to explain the method of the invention in detail. Example 1

I 1·80 000 NmP/hod. plynu Vznikajícího tlakovým 'zplyňováním, uhlí vychází z pracího -chladiče s teplotou 161 C a tlakem 21 at, 'přičemž je násycen vodní párou. Suchý plyn obsahuje. 13,0 obj. % CÓz, 1,0 obj. .% HzS, 0,2 obj. % CnH'm (.nenasycené uhlovodíky], 15,'8 obj. %' OO, 25,0 obj. % H2, 5,0 obj. ,% ΌΗ4 a 40„0 otij. % ,Nz. Tento plyn· se má vyčistit v zařízení podle ob.r. 1. Zařízení seštává z chladiče 1 regenerátoru 2, absórbéru 3, sytíče 4, ,prač'ky 5 na předběžné vypírání, z boileru 6, ohřívačů 8, 10, chladičů 7, 9, odlučovačů 11, 12 kondenzátu a čerpadel113,14, 16, 17.I 1 · 80,000 NmP / hr. the pressure of the gas produced 'by gasification of coal based on the temperature of the wash -chladiče with three 161 C and the pressure at 21,' which is saturated with water vapor. The dry gas contains. 13.0 vol% CO 2, 1.0 vol% HzS, 0.2 vol% C n H ' m (unsaturated hydrocarbons), 15.8 vol% OO, 25.0 vol% H2, 5.0 vol.,% ΌΗ4 and 40.0% ot.%, Nz. This gas is to be cleaned in the plant according to FIG. 1. The plant consists of cooler 1 of the regenerator 2, the absorber 3, the choke 4, pre-wash washers 5, boilers 6, heaters 8, 10, coolers 7, 9, condensate separators 11, 12, and pumps 1, 13, 14, 16, 17.

1 Surový plyn přicházející potrubím 19 se Shladí v nepřímém chladiči 1 s cirkulující vodou z potrubí 20, která má teplotu ,1&1°C !a přivádí se v množství 760 t/hod.; plyn se chladí na teplotu 137 dC při tlaku 20,6 at. Voda' se přitom' ohřívá ze Í15°C na l5i°tL· Zbývající .množství tepla se odvádí kondenzátem, který vzniká v množství 3i8,,7 t/hod., má teplotu 140 dC a odvádí se potrubím 21, ' Ohřátá cirkulující voda se potrubím. 22 'vede do sytičé 7. Plyn proudí potrubím 23 do boilehu B v regenerátoru 2 a odevzdává své teplo Odsiřovacímu roztoku, který se má ‘regenerovat. 1 The raw gas coming through line 19 Shladí indirect cooler 1 with circulating water from the conduit 20 which has a temperature of 1 & 1 ° C! and fed at 760 t / h; the gas is cooled to 137 d at 20.6 at. Water ' is 'heated from I15 ° C l5i ° tL .množství · The remaining heat is discharged by the condensate which is formed in an amount 3i8, 7 t / hr., Having a temperature of 140 C d and through conduit 21' heated circulating water with pipeline. 22 'leads to the choke 7. The gas flows through line 23 into boil B in the regenerator 2 and transfers its heat to the desulfurization solution to be regenerated.

1 Z boileru 8 vystupuje plyn při teplotě 110°C pod tlakem1 20,'2 at, přičemž je nasycen párou'.; pro. regeneraci je tedy k dispozici 112.5 MiO kcai/hód. Přitom Vzniká 12,5 t/hod. kondenzátu, který obsahuje i dehty. Z tohoto, důvodu se plyn vede nejprve spolu 's kondenzátem potrubím 24 do nepřímého chladiče 7 a potom do odlučovače 12. kde se. chladí nateplotu 103 °C a oddělí od kondenzátu a dehtů. Kondenzát a dehty sé vypouštějí z odlučovače 12 potrubím 25. Plyn prochází potrubím ,28 dp protiproudové kolony 5, kde se působením .alkalického roztoku, například roztoku sody přiváděného pomocí čerpadla 14 potrubím 27, zbavuje chloridů, mastných kyselin, kyseliny rho•danovodíkové a jiných škodlivých nečistot. Tato1 pračka 5 má náplň s objemem, 40 m3 a pracuje při tépiotě 109 °C, to znamená, při nepatrně vyšších· · teplotách' než je teplota kondenzace dehtových složek obsažených ještě v plynu. Tato teplota Sé nastavuje pomocí ohřívače 8 vytápěného párou. Nepatrné odpaření množství vody a spotřebované zásady ,se přivádějí ve formě asi 2%nlho . roztoku NažCOs .pomocí čerpadla 18 potru. bím .28, Podle potřeby lze potrubím 29 odvádět částečně spotřebévaný předpírací roztok a zavádět jej ,na jiné· .místo v zatřízení pro výrobu plynu. 1 from the boiler 8 gas rises at 110 ° C under a pressure of 1 20 'at 2, wherein the saturated steam .; for. regeneration is therefore available 112.5 MiO kcai / hour. 12.5 t / h are produced. condensate, which also contains tar. For this reason, the gas is first fed together with the condensate through line 24 to the indirect cooler 7 and then to the separator 12 where it is. cool at 103 ° C and separate from condensate and tar. The condensate and tars are discharged from the separator 12 via line 25. The gas passes through line 28dc of the countercurrent column 5 where it is freed from chlorides, fatty acids, hydrocyanic acid and other by treatment with an alkaline solution, e.g. harmful impurities. The washer 1 has a cartridge 5 with a volume of 40 m 3 and tépiotě operates at 109 ° C, i.e., at slightly higher temperatures · 'than the temperature of condensation of the tar components contained in the gas yet. This temperature is set by the steam heater 8. Slight evaporation of the amount of water and the base consumed are supplied in the form of about 2%. solution of Na 2 CO 3 using a screed pump 18. If necessary, a partially consumed prewash solution can be removed via line 29 and fed to another location in the gas generating device.

Plyn Zpracovaný předběžně uvedeným způsobem vchází při teplotě 105 °C potrubím 30 do, absorbéru 3. Zde se při přibližně stejné teplotě odsířuje horkým regenerovaným alkalickým vypíráním roztokem, takže do sytiče 4 vstupuje potrubím 31 s obsahem pouZe '300 ppm HzS. V sytiči. 4 ,se plyn v protiproudu s horkou cirkulující vodou o teplotě 1511 °C, která přitéká potrubím 22, znova zahřívá na teplotu 149°; přičemž plyn se současně sytí vodní párou a cirkulující voda ochlazuje znovu na 115 °C. S touto teplotou .proudí cirkulující voda potrubím 20 zpátky do , chladiče 1, zatímco odsířený, avšak dosud 'horký plyn s obsahem Vodní páry se vede· potrubím 32-do plynové turbíny. Ztráty vzniklé odpařením v sytiči 4 se Vyrovnávají přidáváním čerstvé vody, přiváděné .potrubím 15 do čerpadla 18.The gas pretreated in the above manner enters the absorber 3 at a temperature of 105 ° C through line 30. Here, at approximately the same temperature, it is desulphurized by hot regenerated alkaline scrubbing with a solution so that it enters the choke 4 via line 31 containing 300 ppm H 2. In the choke. 4, the gas in countercurrent with hot circulating water at 1511 ° C, which flows through line 22, is reheated to 149 °; wherein the gas is simultaneously saturated with water vapor and the circulating water is cooled again to 115 ° C. At this temperature, the circulating water flows through line 20 back to the cooler 1, while the desulphurized but still hot water containing steam is passed through line 32 to the gas turbine. The evaporation losses in the choke 4 are compensated for by the addition of fresh water supplied via line 15 to the pump 18.

Vypírací roztok z absorbéru 3 se vede potrubím 33 přes. ventil 34 do. regenerátoru 2, v jehož horní částí je tlak 1,1 at a v dolní částí teplota 106¾. Tento regenerátor 2 Jé vyplněn plnicími tělísky ,s objemem Í90 m3. Párou Vznikající z roztoku v boileru 6 se Tdztok do té míry regeneruje, že mlůže odsířit plyn v absorbéru 3 na zbytkový obsah 300 .pípm HzS. K tomuto· účelu· je přípustný obsah HzS rovný 0,8 NmVm3 roztoku, .když 'je obsah kyselého uhličitanu 1,25 kg-moil/m3. Tento regenerovaný roztok obsahuje dále 1,02 kg-moI/KaCOs/m3 a 0,25 k'g-mPl boralxu' NazEUCh. 10 HzO/m3. Čerpadlem 13 a1 potrubím 35 se přivádí množství regenerovaného roztoku· 500 m3/hod s teplotou 107 eC do, absórbéru 3 s obsahem lilO1 m3 náplně. V .absorbéru 3 absorbuje roztok z plynu' v protiproudu 175Ó Nto3 HzS/hod a 9450 Nmř5 COz/hod, opouští věž potrubím 33 S teplotou 115 °C a vrací se zpátky do .regenerátoru 2. Před snížením tlaku obsahuje nyní roztok 4,3 Nm3 BzS/m3 jako· 0,19 kg-toOl KliS/m3, 2,95 kg-mol KZCOs/m3 · a 0,25 kg-mol boraxu/m3. Při snížení tlaku ve ventilu 34 se uvolní za současného· ochlazení část vázaného sirovodíku a kysličníku uhličitého.. Aby se podpořilo odstranění sirovodíku1, může být účelné použít ohřívače 10 v potrubí 33 k přídavnému ohřátí roztoku. Z hlavy regenerátoru 2 odchází ventilem 38 a potrubím, 37 sirovodík, kysličník uhličitý á, vodní pára. V chladiči 9 se plyn ochlazuje a v odlučovači. 11 odděluje od kondenzátoru. Plyn obsahující sirovodík se odvádí potrubím 38 k dalšímu použití, například do zařízení pro výrobu síry. Konderizát z odlučovače 11 se potrubími 39 a čerpadlem 17 vrací do regenerátoru 2.The scrubbing solution from the absorber 3 is passed through line 33 through. valve 34 to. Regenerator 2, whose upper part is 1.1 at the pressure and the lower part is 106 teplota. This regenerator 2 is filled with filling bodies with a volume of 90 m 3 . The steam generated from the solution in boiler 6 is regenerated to such an extent that it can desulfurize the gas in the absorber 3 to a residual content of 300ppm HzS. For this purpose, an H 2 S content of 0.8 NmVm 3 of the solution is permissible when the acidic carbonate content is 1.25 kg-moil / m 3 . This regenerated solution further contains 1.02 kg-moI / KaCO 3 / m 3 and 0.25 k'g-mP1 of boralx Na 2 CO 2. 10 HzO / m 3 . Pump 13 and conduit 35 1 is supplied amount of the regenerated solution · 500 m 3 / h with a temperature of 107 C to E, the absorber containing 3 Lilo 1 m 3 of charge. In the absorber 3, the solution absorbs gas from the countercurrent at 175 ° Nto 3 HzS / hour and 9450Nm 5 CO 2 / hour, leaves the tower via line 33 at 115 ° C and returns to the regenerator 2. Prior to depressurization, solution 4 now contains , 3 Nm 3 BzS / m 3 such as 0.19 kg-toOl KIs / m 3 , 2.95 kg-mol KZCO 3 / m 3 and 0.25 kg-mol borax / m 3 . When the pressure in the valve 34 is reduced, some of the bound hydrogen sulfide and carbon dioxide are released while cooling. In order to promote removal of hydrogen sulfide 1 , it may be useful to use heaters 10 in line 33 to additionally heat the solution. From the regenerator head 2, it is discharged through a valve 38 and a line 37, hydrogen sulfide, carbon dioxide, and water vapor. In the cooler 9 the gas is cooled and in a separator. 11 separates from the capacitor. The hydrogen sulphide-containing gas is discharged via line 38 for further use, for example to a sulfur production plant. The conderisate from the separator 11 with the pipes 39 and the pump 17 returns to the regenerator 2.

Za určitých okolností 'může účelně regenerátor 2 pracovat s mírným přetlakem, například 2 at, aby se zvýšila teplota regenerovaného roztoku a tedy i teplota v prací věží 3, například na 115¾. Lze to. provést ivhodným nastavením ventilu 36.Under certain circumstances, the regenerator 2 may conveniently operate at a slight overpressure, e.g. It can be. by properly adjusting the valve 36.

Příklad 2 '18 000 Nm3/hod plynu, vzniklého zplynováním mazutu s kyslíkem .a vodní párou, se 'předběžně zpracuje v .zařízení podle Obr. 1 Způsobem popsaným v příkladě 1. Předa ίοExample 2 18,000 Nm 3 / h of gas produced by gasification of a black oil with oxygen and water vapor is pretreated in the plant of FIG. 1 In the manner described in Example 1. Preda ίο

195688 běžně. zpracovaný plyn nasycený/ párou se vede při teplotě 105 °C a pod tlakem, 20 át potrubím 30 do absorbéru 3. Plyn má v nor. málním stavu za sucha toto· složení:195688 commonly. The saturated / steam treated gas is passed at 105 ° C and pressurized, via line 30, to absorber 3. The gas has a m.p. In normal dry state the following composition:

CO WHAT 46,6 46.6 obj. % % vol Hz ; Hz; 46,6 46.6 obj. % % vol GOz GOz 5,0 5.0 obj. % % vol HZS HZS 0,15- 0,15- obj. % % vol ICOS ICOS 0,001 0.001 obj. %. % vol. CH4 + Nz + Ar CH4 + NH2 + Ar 1,88 1.88 obj: '% obj: '%

Tento plyn se. má odsířit na maximální přípustný obsah síry 100 ppm obj. K'tomuto účelu ,se promývá v absprbéru 3 množstvím .1,,85 m3 vypíraeího roztoku na Nm3 HzS, tedy 'množstvím 50 m? roztoku/hod. Roztok'se přivádí do, absorbéru 3 potrubím 35 s teplotou 107 °Ό. Tento roztok je regenerovaný ,a obsahuje 1,00 kg-mol KzCOs/m5, 125' kg-mol KHCOs/m3, 0,25 kg-mol boraxu/ /m3 a 0,3 Nm3 HzS/m3 jako KHS. Plyn promytý tímto, roztokem obsahuje 80 ppm HžS a 2 ppm COS, přičemž roztok absorbuje 25,'6 N'm3 HaS/bod a 700 Nm3 COz/hod; tyto složky sé v regenerátoru 2 opět odstraní.This gas does. To this end, it is washed in the absorber 3 with an amount of 1.85 m 3 of the scrubbing solution per Nm 3 HzS, i.e. a quantity of 50 m 2. solution / hour The solution is fed to absorber 3 via line 35 at a temperature of 107 ° C. This solution is regenerated and contains 1.00 kg-mol of K 2 CO 3 / m 5 , 125 kg-mol of KHCO 3 / m 3 , 0.25 kg-mol of borax / / m 3 and 0.3 Nm 3 HzS / m 3 as KHS. The gas purged with this solution contains 80 ppm H2 S and 2 ppm COS, the solution absorbs 25.6 Nm 3 HaS / point and 700 Nm 3 CO 2 / h; these components are again removed in the regenerator 2.

PŘEDMĚTSUBJECT

Claims (3)

1. Způsob čištění horkých plynů, vyrobených při ,zvýšeném tlaku reakcí kapalných nebo pevných paliv s obsahem uhlovodíků s plyny obsahujícími volný kyslík a s vodní párou, propíráním horkým promývacím roztokem v plynové pračce k odstranění sloučenin síry a/nebo kysličníku uhličitého, vyznačený tím, že surový plyn se ochladí alespoň ve dvou stupních, přičemž v pck sledním chladícím stupni před promýváním horkým promývacím roztokem se teplota surového plyinu sníží nepřímým chlazením pod teplotu horkého promývacího roztoku a kondenzát se odvede, načež se surový plyn 'znova zahřeje na promývací teplotu a promývá v plynové pračce horkým promýVYNÁLEZU vacím roztokem,, který je tvořen vodným absorpčním roztokem jedné nebo několika solí alkalických kovů se slabými anorganickými kyselinami a má teplotu ležící v blízkoisti· teploty varu roztoku, při atmosférickém tlaku.A process for the purification of hot gases produced at elevated pressure by reacting hydrocarbon-containing liquid or solid fuels with free oxygen and water vapor gases by scrubbing with a hot scrubber in a gas scrubber to remove sulfur and / or carbon dioxide compounds, characterized in that the raw gas is cooled in at least two stages, whereby in the final cooling stage before the hot scrubbing step, the raw gas temperature is lowered by indirect cooling to below the hot scrubbing solution and the condensate is drained, after which the raw gas is reheated to the scrubbing temperature and gas scrubber with a hot scrubbing solution consisting of an aqueous absorption solution of one or more alkali metal salts of weak inorganic acids and having a temperature close to the boiling point of the solution at atmospheric pressure. 2. ' Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že ochlazelný surový plyn se před promýváním zahřívá přímým stykem s horkým vodným roztokem soli alkalického kovu, vedeným v okruhu, kterým s,e surový plyn současně nasytí Vodní párou.2. The process of claim 1, wherein the quenching raw gas is heated prior to being scrubbed by direct contact with a hot aqueous alkali metal salt solution conducted in a circuit through which the raw gas is simultaneously saturated with water vapor. 3. Způsob podle bodu 2, vyznačený tím, že zahřívání se .provádí horkým vodným roztokem obsahujícím jako hlavní složku uhličitan sodný.3. A process according to claim 2 wherein the heating is carried out with a hot aqueous solution containing sodium carbonate as the main component.
CS77882A 1971-06-04 1977-02-10 Process for the purification of hot gases CS195668B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS77882A CS195668B2 (en) 1971-06-04 1977-02-10 Process for the purification of hot gases

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2127768A DE2127768C3 (en) 1971-06-04 1971-06-04 Process for the desulphurization of gases
CS723839A CS195667B2 (en) 1971-06-04 1972-06-02 Process for the selective desulphurization of gases
CS77882A CS195668B2 (en) 1971-06-04 1977-02-10 Process for the purification of hot gases

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS195668B2 true CS195668B2 (en) 1980-02-29

Family

ID=25745897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS77882A CS195668B2 (en) 1971-06-04 1977-02-10 Process for the purification of hot gases

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS195668B2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4552572A (en) Process for desulfurization of fuel gas
RU2495707C2 (en) Method and device for separation of carbon dioxide from offgas at electric power station running on fossil fuel
US3505784A (en) Scrubbing process for removing carbon dioxide from low-sulfur fuel gases or synthesis gases
EA016314B1 (en) Configurations and methods for carbon dioxide and hydrogen production from syngas
US8641802B2 (en) Method for treating a process gas flow containing CO2
US20090081094A1 (en) Method and installation for the purification of gas
KR20120044869A (en) Heat integration in a co2 capture plant
US8945292B2 (en) System for recovering acid gases from a gas stream
US3653810A (en) Process for a fine purification of hydrogen-containing gases
JPS6219209B2 (en)
CN102784544A (en) A pre-combustion CO2 capture system based on IGCC
US3963825A (en) Process of desulfurizing hot gases
JP5217292B2 (en) Coal gasification gas purification method and apparatus
JP5217295B2 (en) Coal gasification gas purification method and apparatus
JP6242789B2 (en) Method and apparatus for obtaining a gas product
US3787559A (en) Desulfurization of water-containing hot compressed gases
CS195668B2 (en) Process for the purification of hot gases
CS737783A2 (en) Method of undesirable gaseous components removal from hot combustion products
JP6000148B2 (en) Gasification combined power generation system and operation method of gasification combined power generation system
US3931389A (en) Process of desulfurizing hot gases
US3233388A (en) Method for refining dry hydrogen sulphide-containing gaseous hydrocarbon mixtures
US2134482A (en) Process of recovering so from waste gases
US2842423A (en) Separation of acid gases from coal carbonization gases
JP5332367B2 (en) Tar removal device
DE2166280A1 (en) Purification of hot gases - to remove sulphur cpds by hot alkaline wash after precooling to remove condensate