CS197877B1 - Process for preparing pure hydrogen from coke-oven gas - Google Patents
Process for preparing pure hydrogen from coke-oven gas Download PDFInfo
- Publication number
- CS197877B1 CS197877B1 CS325178A CS325178A CS197877B1 CS 197877 B1 CS197877 B1 CS 197877B1 CS 325178 A CS325178 A CS 325178A CS 325178 A CS325178 A CS 325178A CS 197877 B1 CS197877 B1 CS 197877B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- methane
- oven gas
- nitrogen
- pure hydrogen
- coke
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- JVFDADFMKQKAHW-UHFFFAOYSA-N C.[N] Chemical compound C.[N] JVFDADFMKQKAHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004172 nitrogen cycle Methods 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000013526 supercooled liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
(54) Způsob výroby čistého vodíku z koksárenského plynu( 54 ) Process for producing pure hydrogen from coke oven gas
Vynález se týká způsobu výroby velmi čistého vodíku praním koksárenského plynu kapalným metanem.The present invention relates to a process for producing very pure hydrogen by washing coke oven gas with liquid methane.
K přečerpáváni chladu z vařáku děsorpčni /dešti lačni/ kolony na potřebnou teplotní úroveň je použit uzavřený .dušiko-metanový cyklus s kompresorem.A closed nitrogen-methane cycle with a compressor is used to pump the cold from the desorption / rain / column to the required temperature level.
Výchozí surovinou pro výrobu velmi čistého vodíku /min. 95 7. mól. H·,/ je koksárenský plyn, který před vstupem do zařízeni je předčišlován způsobem běžně používaným. Ve známých a běžně provozovaných zařízeních předčištěný koksárenský plyn /Informativní složeni v % mol.: 52/2 H2# 7,0 N2; 8,6 CO, 0,9 02> 28,7 CH^; 2,6 C2H^/ prochází soustavou nizkoteplotnich výměníků, ve kterých dochází k postupné kondenzaci příměsi. Plyn, částečně zbavený příměsi, vstupuje do absorpční kolony, kde je promýván kapalným metanem, který zbaví vodík všech nežádoucích složek, zejména 02, CO, N2> Znečištěný kapalný metan se ze spodku absorpční kolony škrti do děsorpčni kolony, kde je pomoci uzavřeného dusíkového cyklu s kompresorem zajišťováno odpařeni složek 02, CO, N2 z metanu. Čistý metan je pak ochlazován kapalným dusíkem, který vzniká po škrcení v uzavřeném okruhu.Starting material for production of very pure hydrogen / min. 95 7. mol. H is a coke oven gas which is precalculated before it enters the apparatus in a manner commonly used. Pre-purified coke oven gas / Known composition in% mol .: 52/2 H 2 # 7,0 N 2 ; 8.6 CO, 0.9 O 2 > 28.7 CH 2; 2.6 C 2 H 2 / passes through a system of low-temperature exchangers in which the admixture is gradually condensed. The gas, partially de-admixed, enters the absorption column, where it is purged with liquid methane, which removes hydrogen from any undesirable constituents, especially 0 2 , CO, N 2 > Nitrogen cycle with a compressor ensured evaporation of the components O 2 , CO, N 2 from methane. Pure methane is then cooled with liquid nitrogen, which is produced after throttling in a closed circuit.
Nevýhodou používaného dusíkového okruhu /případně okruhu s jinou čistou látkou/ je skutečnost, že dusik musi být stlačován v relativně velkém množství a na relativně vysoký tlak. Tlak v uzavřeném okruhu je dán kondenzačním tlakem dusíku při teplotě ve vařáku desorpčni kolony, zvýšené o potřebnou minimální teplotní diferencí nutnou k výměně tepla.A disadvantage of the nitrogen circuit (or circuit with another pure substance) used is that the nitrogen must be compressed in a relatively large amount and at a relatively high pressure. The closed circuit pressure is given by the condensation pressure of nitrogen at the desorption column boiling temperature, increased by the necessary minimum temperature difference necessary for heat exchange.
197 877197 877
197 877197 877
Výše uvedené nedostatky nené způsob výroby čistého vodíku z koksárenského plynu praním kapalným metanem, přičemž se prací kapalný metan regeneruje desorpcí absorbovaných nečistot a ochlazením v uzavřeném okruhu, jehož podstata spočívá v tom, že se při chlazeni deeorbovaného kapalného metanu použije smést dusíku a metanu v poměru 80 : 20 až 20 : 80.The aforementioned drawbacks are not a process for producing pure hydrogen from coke oven gas by liquid methane scrubbing, wherein the scrubbing liquid methane is regenerated by desorption of the absorbed impurities and cooling in a closed circuit by using nitrogen and methane sweep to cool the de-absorbed liquid methane. 80: 20 to 20: 80.
Výhodou způsobu podle vynálezu je sníženi potřebného kondenzačního tlaku. Snížením kondenzačního tlaku dojde k podstatné úspoře kompresní práce a z toho plynoucí úspoře elektrické energie. Prací metan se tímto způsobem podchladl na stejnou teplotu jako kapal' ným dusíkem. K odpařeni parokapaUnné dusíko-metanové směsi dochází ve výměníku, který je konstruován tak, aby došlo k efektivnímu využiti chladu protlproudně proudícím metanem. Přitom je využíváno té vlastnosti směsi, že vře v určitém Intervalu teplot. Použitím směsi v okruhu se zvýši chladicí výkon oproti čistému dusíku.An advantage of the process according to the invention is the reduction of the necessary condensation pressure. By reducing the condensation pressure, there is a substantial saving in compression work and the resulting energy savings. The scrubbing methane was then cooled to the same temperature as liquid nitrogen. Evaporation of the steam-capped nitrogen-methane mixture occurs in an exchanger that is designed to efficiently utilize the cold by flowing methane. The property of the mixture is used to boil within a certain temperature interval. By using the mixture in the circuit, the cooling capacity is increased over pure nitrogen.
Přiklad provedeni vynálezu je schematicky znázorněn na připojených výkresech. Na obr. 1 je znázorněno zapojeni hlavního uzlu zařízeni absorpční a desorpční kolony s uzavřeným cyklem k přečerpáváni chladu za použiti pístového kompresoru a na obr. 2 je zobrazeno schematické znázorněni průběhů ochlazovad čáry koksárenského plynu a ohřívacích čar obou cyklů na studeném konci Q - t diagramu.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the accompanying drawings. Fig. 1 shows the closed cycle of the cold cycle absorption and desorption column apparatus for transferring the cold using a reciprocating compressor; and Fig. 2 shows a schematic representation of the coke gas line cooling rates and heating lines of both cycles at the cold end of the Q-t diagram. .
Jak patrno z obr. 1, prochází koksárenaký plyn KP výměníkem č> tepla, kde je ochlazován na teplotu asi 103 K jednotlivými chladnými médii, která proudí potrubím J, £, ,5. Po odloučeni těžkých složek v odlučovači T_ vstupuje do absorpční kolony 2* kde je promýván podchlazeným kapalným metanem. Kapalný metan vypírá ze surového vodíku nežádoucí složky 0g, CO, Ng a je škrcen ze spodku kolony 2 desorpční kolony 2. Před vstupem do deaorpčn1 kolony 2. je znečištěný metan zbaven vyvařovánlm lehčích složek. Slstý metan je pak Čerpadlem 2 stlačován na tlak kolony 2 /například 2 NPa/ a je podchlazován ve výměnicích 11 a 12 tepla. Podchlazováni metanu je z podstatné části zabezpečováno uzavřeným cyklem, který přečerpává chlad ze spodku kolony £ do výměníků 12 tepla. Pracovním médiem v cyklu je podle vynálezu směs dusíku a metanu ve vhodném poměru /v uvedeném konkrétním případě v mol. X 60 Ng a 40 CH^/, které s výhodou nahrazuje dusíkový okruh. Kompresor 13 stlačuje směs Ng - CH^ ne tlak pg /2,1 HPa/. Po projiti vodním chladičem 14 a absorbérem oleje 15 vstupuje pracovní médium do výměníku £ tepla a dáté-do vařáku kolony 2, kde přejímá podstatnou část chladu. Po ochlazeni ve výměníku 10 tepla je směs Ng - CH^ škrcena,na tlak p1 /0,15 NPa/ a vzniká parokapaUnné směs protlproudně ochlazuje ve výměníku 12 tepla čistý metan. Výměník 12 tepla je konstrukčně upraven tak, aby bylo zajištěno dvoufázové odpařováni v celám svazku výměníku.As can be seen from FIG. 1, the coke oven gas KP passes through a heat exchanger where it is cooled to a temperature of about 103 K through the individual cold fluids flowing through the conduits 16, 18. After separation of the heavy components in the separator T, it enters the absorption column 2 where it is washed with supercooled liquid methane. Liquid methane scrubs unwanted 0g, CO, Ng components from the raw hydrogen and is throttled from the bottom of column 2 of the desorption column 2. Before entering the de-sorption column 2, the contaminated methane is stripped of the lighter components by boiling. The methane is then compressed by pump 2 to column 2 pressure (e.g. 2 NPa) and is subcooled in heat exchangers 11 and 12. The methane subcooling is largely ensured by a closed cycle which pumps the cold from the bottom of the column 6 to the heat exchangers 12. According to the invention, the working medium in the cycle is a mixture of nitrogen and methane in a suitable ratio (in the particular case in moles). X 60 Ng and 40 CH 2, which preferably replaces the nitrogen circuit. The compressor 13 compresses the Ng-CH3 mixture to a pg / 2.1 HPa pressure. After passing through the water cooler 14 and the oil absorber 15, the working medium enters the heat exchanger 6 and fed to the column of the column 2, where it takes over a substantial part of the cold. After cooling in heat exchanger 10 is a mixture of Ng - CH ^ throttled to the pressure p 1 / 0.15 NPA / and formed parokapaUnné protlproudně mixture is cooled in heat exchanger 12 pure methane. The heat exchanger 12 is designed to provide a two-phase evaporation throughout the heat exchanger bundle.
PouŽ1je-l1 se v uzavřeném cyklu k přečerpáváni chladu jako pracovního média místo dusíku směsi dusík - metan ve vhodném poměru, který se mění podle konkrétního zadáni, dojde ke změně potřebného množství a potřebného tlaku Pg v uzavřeném okruhu. Na obr. 2 jsou schematicky znázorněny průběhy ohřívacích čar obou cyklů na studeném konci β -*t diagramu. Zmenšením ΔΤ z hodnoty AT1 na áTg a tomu odpovídající zmehšenl ztráty axargie nevratnou výměnou tepla vede ke sníženi kompresní práce při použiti směsi Ng - CH*When a closed cycle is used to pump cold as a working medium instead of nitrogen in a nitrogen-methane mixture in a suitable ratio, which varies according to the specific task, the required amount and the required pressure Pg in the closed circuit are changed. Figure 2 schematically shows the heating lines of both cycles at the cold end of the β - * t diagram. Reducing ΔΤ from AT 1 to TTg and correspondingly reduced axargia loss by irreversible heat exchange leads to reduced compression work using Ng - CH *
197 87 podle vynálezu oproti dusíku zhruba o 45 Z. Křivka 17 odpovídá ohřívací čáře s dusíkovým cyklem, křivka 18 odpovídá ohřívací čáře se směsi N2 + CH^ a křivka 19 odpovídá ochlazova cl čáře koksárenského plynu. Z toho vyplývá úspora elektrické energie. Další přednosti vy nálezu je ta skutečnost, že při navrhováni jednotek o větším výkonu by bylo možno použit pro uzavřený cyklus turbokompresoru místo pístového kompresoru, což zařízeni dále zjednoduší.The curve 17 corresponds to the heating line with the nitrogen cycle, the curve 18 corresponds to the heating line with the N 2 + CH 2 mixture and the curve 19 corresponds to the cooling c of the coke oven gas line. This results in energy savings. A further advantage of the invention is that when designing higher power units, a closed-cycle turbo-compressor could be used instead of a piston compressor, which further simplifies the device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS325178A CS197877B1 (en) | 1978-05-19 | 1978-05-19 | Process for preparing pure hydrogen from coke-oven gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS325178A CS197877B1 (en) | 1978-05-19 | 1978-05-19 | Process for preparing pure hydrogen from coke-oven gas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS197877B1 true CS197877B1 (en) | 1980-05-30 |
Family
ID=5372022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS325178A CS197877B1 (en) | 1978-05-19 | 1978-05-19 | Process for preparing pure hydrogen from coke-oven gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS197877B1 (en) |
-
1978
- 1978-05-19 CS CS325178A patent/CS197877B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Velázquez et al. | Methodology for the energy analysis of an air cooled GAX absorption heat pump operated by natural gas and solar energy | |
| US2712738A (en) | Method for fractionating air by liquefaction and rectification | |
| US3083544A (en) | Rectification of gases | |
| US5768904A (en) | Processes for integrating a continuous sorption cooling process with an external process | |
| CN103162512B (en) | Air separation plant used for preparing oxygen and nitrogen in identical-pressure separation mode | |
| JPH01500215A (en) | High Performance Vapor Compression Heat Pump Cycle Utilizing Nonazeotropic Working Fluid Mixtures | |
| WO1982000958A1 (en) | Reverse absorption heat pump augmented distillation process | |
| US4418545A (en) | Reabsorption method for temperature transformation of heat and apparatus therefore | |
| CN104406365B (en) | Press liquid equipment in a kind of pair of decompressor | |
| CN106524666A (en) | Integral mobile natural gas liquefaction device | |
| US3107992A (en) | Low temperature gas decomposition plant | |
| SU1486614A1 (en) | Method of utilizing the heat of absorption-type power plant for generating electric or mechanical power | |
| CN203224100U (en) | Air separation apparatus for oxygen and nitrogen isobaric-separation and preparation | |
| CS197877B1 (en) | Process for preparing pure hydrogen from coke-oven gas | |
| CN116592681A (en) | Carbon dioxide complement and energy storage system of carbon dioxide flooding oil field | |
| US3166914A (en) | Process of refrigeration | |
| CN206146101U (en) | Portable natural gas liquefaction device of integration | |
| US3121002A (en) | Process of and apparatus for recovering condensables from a gas stream | |
| EP2394109A2 (en) | Thermal power plant, in particular solar thermal power plant | |
| US3654769A (en) | Process and apparatus for the separation of a hydrogen-containing gaseous mixture | |
| US2760352A (en) | Fractionation of gases | |
| CN203307306U (en) | Process device for removing heavy hydrocarbon out of natural gas by LPG (Liquefied Petroleum Gas) | |
| EP3290828A1 (en) | Ammonia/water absorption cooling machine | |
| CN101392970B (en) | Low-temperature heat supply terminal increased double-generator absorption heat pump | |
| US2996890A (en) | Method for separation of gas mixtures |