CS197877B1 - Process for preparing pure hydrogen from coke-oven gas - Google Patents

Process for preparing pure hydrogen from coke-oven gas Download PDF

Info

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
Application number
CS325178A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Vladimir Pipal
Vladimir Chrz
Milan Duerrer
Vlasta Miskova
Original Assignee
Vladimir Pipal
Vladimir Chrz
Milan Duerrer
Vlasta Miskova
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
Application filed by Vladimir Pipal, Vladimir Chrz, Milan Duerrer, Vlasta Miskova filed Critical Vladimir Pipal
Priority to CS325178A priority Critical patent/CS197877B1/en
Publication of CS197877B1 publication Critical patent/CS197877B1/en

Links

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)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION Způsob výroby čistého vodíku z koksárenského plynu praním kapalným metanem, přičemž Se prací kapalný metan regeneruje desorpci absorbovaných nečistot a ochlazením v uzavřeném okruhu, vyznačený tím, že se při chlazeni desorbovaného kapalného metanu použije směsu dusíku a metanu v poměru 80 : 20 až 20 : 80.Process for producing pure hydrogen from coke oven gas by liquid methane scrubbing, wherein the scrubbing liquid methane regenerates the desorption of absorbed impurities and cooling in a closed circuit, characterized in that a nitrogen / methane mixture of 80:20 to 20:80 is used to cool the desorbed liquid methane. .
CS325178A 1978-05-19 1978-05-19 Process for preparing pure hydrogen from coke-oven gas CS197877B1 (en)

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)

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