DD204904A1 - METHOD FOR THE OBTAINING OF MOLECULAR PRODUCTION IN THE ABSORPTION PROCESS OF THE AMMONIA SODA PROCESS - Google Patents

METHOD FOR THE OBTAINING OF MOLECULAR PRODUCTION IN THE ABSORPTION PROCESS OF THE AMMONIA SODA PROCESS Download PDF

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DD204904A1 DD82239937A DD23993782A DD204904A1 DD 204904 A1 DD204904 A1 DD 204904A1 DD 82239937 A DD82239937 A DD 82239937A DD 23993782 A DD23993782 A DD 23993782A DD 204904 A1 DD204904 A1 DD 204904A1
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Klaus Schoenwaelder
Thomas Dietrich
Kurt Schmedemann
Walter Fruehauf
Ulrich Wagner
Heinz Zoellner
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Klaus Schoenwaelder
Thomas Dietrich
Kurt Schmedemann
Walter Fruehauf
Ulrich Wagner
Heinz Zoellner
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Abstract

Die Erfindung betrifft die Umgestaltung des Absorptionsprozesses im Ammoniak-Soka-Verfahren mit dem Ziel,die bisher durch Kuehlwasser abgefuehrte Prozesswaerme in in anderen Produktionsabschnitten einsetzbaren Dampf zu ueberfuehren und damit den spezifischen Energieverbrauch des Gesamtproduktionsprozesses deutlich herabzusetzen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Nutzung des vorhandenen Stoffsystems Ammoniak, Kohlendioxid und Wasser und unter Umgehung des sehr hohen apparativen Aufwandes fuer die Realisierung einer gegenlaeufigen Sorptionswaermepumpe eine homogene Einordnung des Verfahrens zur Waermerueckgewinnung in den Produktionsprozess zu erreichen. Erfindungsgemaess wird dieses dadurch erreicht, dass der Absorptionsprozess des Ammoniak-Soda-Verfahrens im Sinne eines offenen Waermepumpenprozesses so umgestaltet wird, dass die vom Destillationsgaskuehlers kommenden Gase komprimiert werden u. der Absorptionsprozess unter Druck realisiert wird. Ein hoher Wirkungsgrad wird zusaetzlich durch die Vorwaermung der Sole im Destillationsgaskuehler sowie in einem dem Absorber nachgeschalteten Waermetauscher erreicht.Die Erfindung ist anwendbar bei allen Prozessen, in denen Ammoniak oder Ammoniak-Kohlendioxid-Wasserdampf-Gemische in Wasser oder waessrigen Loesungen absorbiert werden, insbesondere im Absorptionsprozess des Ammoniak-Soda-Verfahrens.The invention relates to the redesign of the absorption process in the ammonia-Soka process with the aim of converting the process heat previously removed by cooling water into usable steam in other production stages and thus significantly reducing the specific energy consumption of the overall production process. The invention has for its object to achieve using the existing material system ammonia, carbon dioxide and water and bypassing the very high equipment costs for the realization of a counter-sorption heat pump, a homogeneous classification of the process for heat recovery in the production process. According to the invention this is achieved in that the absorption process of the ammonia-soda process in the sense of an open heat pumping process is redesigned so that the gases coming from the distillation gas error are compressed u. the absorption process is realized under pressure. A high efficiency is additionally achieved by the preheating of the brine in the distillation gas cooler and in a heat exchanger downstream of the absorber. The invention is applicable to all processes in which ammonia or ammonia-carbon dioxide-water vapor mixtures are absorbed in water or aqueous solutions, especially in the Absorption process of the ammonia-soda process.

Description

Verfahren zur "Järmerückgewinnung im Absorptionsprozeß desProcess for the "recuperation of heat in the absorption process of the

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung "betrifft Prozesse, in denen Ammoniak oder Ammoniak—Kohlendioxid—Y/asserdampf-G-emische in '.Vassei- oder wäßrigen Lösungen absorbiert werden-, insbesondere den Absorptionsproseß des Ammoniak-Soda-Verfahrens. The invention "relates to processes in which ammonia or ammonia-carbon dioxide-hydrogen peroxide gases are absorbed in '.Vassei or aqueous solutions, in particular the absorption process of the ammonia-soda process .

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Im Absorptionsprozeß des Ammoniak—Soda-Verfahrens wird ein großer Betrag an Prozeßwärme freigesetzt, der zur Gewährleistung einer stabilen Arbeitsweise der nachfolgenden Prozeßstufen durch Kühlwasser abgeführt werden muß. Selbst bei Schaffung günstiger Y/ärmeübergangsverhältnisse wird jedoch nur ein niedriges Tenperaturniveau (30 - 60 0C) erreicht, das eine 'leiterverwendung der Abwärme des Absorptionsprosesses außerordentlich erschwert. Ss ist bekannt j daß Kühlwasser im genannten Temperaturbereich für Heisswecke eingesetzt werden kann. DieseIn the absorption process of the ammonia-soda process, a large amount of process heat is released, which must be dissipated to ensure stable operation of the subsequent process stages by cooling water. However, even with the creation of favorable Y / poor transition ratios, only a low Tenperaturniveau (30 - 60 0 C) is reached, which makes a 'ladderwendung the waste heat of Absorptionsprosesses extremely difficult. It is known that cooling water in the temperature range mentioned can be used for hot purposes. These

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theoretisch ist auch bekannt? gegenläufige Sorptions™ wärmepunipen (w"ärmetransforrnatoren) in solchen Fällen einzusetzen, um Froaeßdampf zu gewinnen,,.. -5ine -ümsetsung dieser theoretischen Erkenntnisse im Ammoniak-Soda-Verfahren, insbesondere in der' Absorptionsstufe, setzt jetoch το1!kommeη neue Apparatekonstruktionen und damit enorme Investitionsaufwendungen., die durch den ökonomischen-· Bffekt nicht gerechtfertigt werden können^ voraus.theoretically is also known ? The use of counter-rotating sorption heatpunipes (heat transfor- mers) in such cases in order to obtain freeze-steam... -5- Explanation of this theoretical knowledge in the ammonia-soda process, especially in the absorption stage, now requires new apparatus constructions and apparatus so that enormous investment expenditures. which can not be justified by the economic effect.

Siel der ErfindungSiel the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in der "Tär'nerv.ckgewiiiniing bei dor Absorption von Amöniak oder- ATnmoniak-I'üchlsndio_'~ir! — -/33.'^9"1T"ρΓ:Όΐ —"GeT.iiscl"1 sin in ^sss^ odsr wäßrigenThe object of the invention consists in the "Tär'nervieiniing in the absorption of ammonia or ammonia-1'l'l'l'dio ~ '~ ir! - - / 33.' ^ 9" 1 T "ρΓ: Όΐ -" GeT.iiscl " 1 sin in ^ sss ^ orsr aqueous

Lösungen, insbesondere im Absorptionsprozeß des Ammoniak-Soda-Ye rf ahrens, durch Überführung der bisher mit Kühlwasser abgeführten Prozeßwärme in Prozeßdampf.Solutions, in particular in the absorption process of the ammonia-soda-Ye rf Ahrens, by transfer of the previously discharged with cooling water process heat in process steam.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Durch die Erfindung.wird es möglich, die im Absorptionsprozeß Ton Ammoniak oder Ammoniak-Kohlendioxid-Wasserdatnpf-Gemischen in Wasser oder wäßrigen Lösungen frei— werdende Prozeßwärme in Ifatzdampf au überführen und damit eine deutliche Senkung des spezifischen Energieverbrauchs zu erreichen. Mit der Einführung des Verfahrens wird es möglich, mit einem vertretbaren Investitionsaufwand Abwärme in I'iutzwärme zu überführen, wobei im Gegensatz zum Wärmetransformator das stoffliche System des Absorptionsprozesses unmittelbar als Arbeitsmedium einer Wärmepumpe dient.By means of the invention, it is possible to convert the process heat released into water or aqueous solutions in the absorption process into ammonia or ammonia-carbon dioxide-water vapor mixtures, and thus to achieve a significant reduction in specific energy consumption. With the introduction of the method, it becomes possible to convert waste heat into heat of investment with a justifiable capital expenditure, with the material system of the absorption process serving directly as the working medium of a heat pump, in contrast to the heat transformer.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß gegenüber den herkömmlichen Verfahren der Wärmerückgewinnung in anderen Prozeßstufen einsetzbarer.. Hutzdarapf erzeugt wird und gegenüber dem Wärmetransformator die Prozeßstufen Verdampfer, Austreiber und-Kondensator nicht erforderlich sind, indem das der Absorptionsstufe zuzuführende Gas komprimiert wird. Dabei wird der Absorptionsprozeß unter einem Druck τοη 0,6 MPa und 130 0C durchgeführt. Ein hoher Wirkungsgrad wird durch die Vorwärmung der Sole im Destillationsgaskühler sowie in einem dem Absorber nachgeschalteten Wärmetauscher . erreicht.The essence of the invention is that over the conventional methods of heat recovery in other process stages usable .. Hutzdarapf is generated and compared to the heat transformer, the process stages evaporator, expeller and condenser are not required by the absorption stage to be supplied gas is compressed. The absorption process is carried out under a pressure τοη 0.6 MPa and 130 0 C. A high degree of efficiency is achieved by preheating the brine in the distillation gas cooler and in a heat exchanger connected downstream of the absorber. reached.

Ausführungsbeispielembodiment

Erfindungsgemäß wird- das Gas-Wasserdampf-Gemisch vom BestiHationsgaskühler 1 in einen Wärmetauscher 2 geleitet, in welchem dasselbe unter Nutzung eines Teils der Kompressionswärme des Verdichters 3 überhitzt und dem Verdichter 3 zugeführt wird. Nach Kompression des Gas-Wasserdampf-Gemisches auf 0*6 LIPa gelangt es mitAccording to the invention the gas-steam mixture is passed from the BestiHationsgaskühler 1 in a heat exchanger 2, in which it overheats using a portion of the heat of compression of the compressor 3 and the compressor 3 is supplied. After compression of the gas-water vapor mixture to 0 * 6 LIPa it gets along

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einer Temperatur von 80 0C in den Absorber 4. In Absor-' Tber 4 wird die vom Eolonnengasv/äsoher 6 kommende natriumchloridhaltige Sole mit Ammoniak gesättigt; das Absorberrestgas wird über das Entspannungsventil 5 in den Sättigergaswäscher 7 entspannt und hier das restliche Ammoniak mit Reinsole ausgewaschen»a temperature of 80 0 C in the absorber 4. In Absor- 'Tber 4 coming from the Eolonnengasv / as6 coming sodium chloride-containing brine saturated with ammonia; the residual absorber gas is expanded via the expansion valve 5 into the saturator gas scrubber 7 and here the remaining ammonia is washed out with pure brine »

Heben der im Absorber 4 freiwerdenden Absorptionswärme und der mit dein Gas in den Absorber 4 eingeführten Eonpressionswarme wird zur effektiveren Wärmenutzung des Systems ein Teil der Kondensationswärme aus dem Destillationsgaskühler 1 sowie ein Teil der fühlbaren Wärme der aus dem Absorber 4 austretenden Flüssigkeit in Wärmetauscher 8 an die Sole übertragen und diese dem Absorber 4 über eine Druckerhöhungspumpe 9 zugeführt. Die den Absorber 4 verlassende und mit Ammoniak gesättigte Flüssigkeit wird nach Passieren des Wärmetauschers 8 über das Entspannungsventil 10 in den Doseur entspannt.Lifting the released in the absorber 4 heat of absorption and introduced with your gas in the absorber 4 Eonruckionswarme for effective heat utilization of the system, a portion of the heat of condensation from the distillation gas cooler 1 and a portion of the sensible heat from the absorber 4 exiting liquid in the heat exchanger 8 to the Transfer brine and these fed to the absorber 4 via a booster pump 9. The liquid leaving the absorber 4 and saturated with ammonia is released into the can via the expansion valve 10 after passing through the heat exchanger 8.

Die im Absorber 4 freigesetzte Prozeßwärme wird über eine ausreichend große Wärmeübertragungsflache an Kesselspeisewasser abgeführt, welches unter dem vorhandenen Temperaturniveau in Prozeßdampf von 12 0 C umgewandelt wird.The process heat released in the absorber 4 is removed via a sufficiently large heat transfer surface to boiler feed water, which is converted under the existing temperature level in process steam of 12 0 C.

Claims (6)

y 7 1 Q O O 7 Γy 7 1 Q O O 7 Γ SrfindungsansprucliSrfindungsansprucli 1. Verfahren zur Wärmerückgewinnung in Absorptionsprozes-1. Method for heat recovery in absorption process sen von Ammoniak oder Ammoniak-Kohlendioxid-Wasserdampf-Geniischen in Wasser oder wäßrigen Lösungen geleennzeicli— net dadurch^ daß der Absorptionsprozeß unter solchen Druckbedingungen erfolgt, daß die freiwerdende Prozeßwärme in Mutzwärme überführt wird.in ammonia or ammonia-carbon dioxide-water vapor mixtures in water or aqueous solutions, characterized in that the absorption process takes place under such pressure conditions that the process heat released is converted into heat of mills. 2. Verfahren nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß die Tom Destillationsgaslrühler des Sodaproduktionsprozesses kommenden Gase komprimiert werden und der Absorptions-Prozeß unter einem Druck τοη 0,2 bis 2 MPa durchgeführt wird.2. The method according to item 1, characterized in that the Tom distillation gas from the Sodaproduktionsprozesses coming gases are compressed and the absorption process under a pressure τοη 0.2 to 2 MPa is performed. 3. Verfahren nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß die im Absorptionsprozeß des Ammoniak-Soda-Verfahrens eingesetzte Sole im Destillationsgaskühler sowie in einem dem Absorber nachgeschalteten Wärmetauscher vorgewärmt wird,3. The method according to item 1, characterized in that the brine used in the absorption process of the ammonia-soda process is preheated in the distillation gas cooler and in a heat exchanger connected downstream of the absorber, 4. Verfahren nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß das zu komprimierende Gas-Dampf-Gemisch unter Nutzung eines Teils der Kompressionswärme in den überhitzten Zustand überführt wird.4. The method according to item 1, characterized in that the gas-vapor mixture to be compressed is converted using a portion of the heat of compression in the overheated state. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 gekennzeichnet dadurch, daß anstelle des Entspannungs"ventils 5 'eine Entspannungsturbine zur Wiedergewinnung der im Absorberrestgas enthaltenen Verdichtungsarbeit eingesetzt wird.5. Process according to claims 1 to 3, characterized in that instead of the relaxation "valve 5 'an expansion turbine for the recovery of the compression work contained in the absorber residual gas is used. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 gekennzeichnet dadurch, daß anstelle des Entspannungsventils 10 eine Sntspannungsturbine eingesetzt wird.6. Process according to claims 1 to 3, characterized in that instead of the expansion valve 10, a Sntspannungsturbine is used.
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CN102616814A (en) * 2012-03-09 2012-08-01 山东海天生物化工有限公司 Equipment for recovering water vapor in heavy ash furnace gas and method for recovering water vapor in heavy ash furnace gas by using equipment

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