DD240561A1 - METHOD FOR PROCESSING GAS WAISTES FROM THE CARBON GASIFICATION - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kohleveredlung, insbesondere auf die in diesem Prozess anfallenden Gaswaesser. Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu finden, durch welches der groesste Teil der bei hoeherer Temperatur kondensierenden Teere und Oele aus den Kondensaten gewinnbar sind. Aufgabe ist es, staubarme als auch staubreiche Kondensate verwerten zu koennen, und dazu eine relativ komplexe Loesung vorzulegen. Das wird dadurch erreicht, dass die Kondensate in zwei Temperaturstufen getrennt werden, vorzugsweise in die Temperaturstufen 200C und 130C, und dass diese Kondensate in separaten Anlagen aufbereitet werden. Ein Teil des Wassers aus beiden Temperaturstufen wird ohne vorherige Entspannung unter den Partialdruck des Wasserdampfes bei der entsprechenden Temperaturstufe nach Druckerhoehung den Waschkuehlern als Waschwasser zugefuehrt und die verbleibenden Wassermengen werden nach Entspannung einer Wasseraufbereitung zugefuehrt.The invention relates to the field of coal upgrading, in particular to the resulting in this process Gaswaesser. The aim of the invention is to find a method by which the largest part of the condensing at higher temperature tars and oils from the condensates can be obtained. The task is to be able to utilize low-dust as well as dust-rich condensates and to present a relatively complex solution. This is achieved by separating the condensates in two temperature stages, preferably in the temperature stages 200C and 130C, and that these condensates are treated in separate plants. A portion of the water from both temperature levels is supplied to the Waschkuehlern as washing water without prior relaxation under the partial pressure of the water vapor at the corresponding temperature level after pressure increase and the remaining amounts of water are fed to relaxation of a water treatment.
Description
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Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kohledruckvergasung im Festbett, insbesondere auf die beim Prozeß anfallenden Kondensate.The invention relates to the field of coal pressure gasification in a fixed bed, in particular to the costs incurred in the process condensates.
Bei der Kühlung des im Prozeß der Kohledruckvergasung erzeugten Rohgases fallen in den einzelnen Temperaturstufen Kondensate an. Diese enthalten unterschiedliche Mengen flüssiger Kohlenwasserstoffe, wie Teer, Teeröl, Mittelöl und unterschiedliche Mengen fester Bestandteile, bestehend aus Kohlenstaub und Asche. Beim derzeitig großtechnisch angewendeten Verfahren werden die Kondensate der einzelnen Temperaturstufen von 200°C bis 13O0C entspannt und anschließend einem Absetzbecken zugeführt. Im Absetzbecken erfolgt durch Sedimentation unter atmosphärischem Druck die Abtrennung der festen Phase. Die angefallenen Teere und Öle sind weitestgehend an den Feststoff gebunden. Das so entstandene Teerschlamm-Produkt wird der energetischen Nutzung zugeführt. Das geklärte Phenolwasser aus dem Überlauf des Teerabsetzbeckens wird zu ca. zwei Dritteln wieder auf Druck gebracht und den Waschkühlern als Waschwasser zugeführt. Das restliche Drittel wird nach einer Entphenolung und Abwasserreinigung aus dem Prozeß abgeführt. Die Kondensate der Mittelölstufe bis 1300C werden getrennt in einer Mittelöldruckscheidung verarbeitet, welche nicht Gegenstand der weiter unten folgenden Erfindung ist. Das Verfahren ist mit zahlreichen Nachteilen behaftet.In the cooling of the raw gas generated in the process of coal pressure gasification fall in the individual temperature stages condensates. These contain different amounts of liquid hydrocarbons, such as tar, tar oil, middle oil and different amounts of solid components, consisting of coal dust and ash. In the currently applied industrially applied process, the condensates of the individual temperature stages of 200 ° C to 13O 0 C are relaxed and then fed to a settling tank. In the settling tank, the separation of the solid phase takes place by sedimentation under atmospheric pressure. The incurred tars and oils are largely bound to the solid. The resulting tar slurry product is used for energy purposes. The clarified phenol water from the overflow of the tar settling tank is brought to about two thirds back to pressure and fed to the washing coolers as washing water. The remaining third is removed from the process after dephenolysis and wastewater treatment. The condensates of the middle oil stage to 130 0 C are processed separately in a Mittelöldruckscheid, which is not the subject of the invention below. The process has numerous disadvantages.
So können die anfallenden Teere und Öle nicht gewonnen und einer weiteren Nutzung zugeführt werden. Durch die Entspannung wird die Emulsionsbildung gefördert. Damit ist die Funktion der Absetzbecken eingeschränkt. Da alle Kondensate bis auf Atmosphärendruck entspannt werden, fällt eine große Menge Dämpfesgas an, welche einen großen Aufwand zur Dämpfegaskühlung bedingt. Des weiteren entsteht ein beträchtlicher Energiebedarf für die Druckerhöhung des Waschwassers. Durch die Entspannung der großen, zum Teil feststoffbeladenen Wassermengen tritt hoher Verschleiß an den Entspannern auf.Thus, the resulting tars and oils can not be recovered and used for further use. By relaxing the emulsion formation is promoted. This limits the function of the settling tanks. Since all condensates are expanded to atmospheric pressure, a large amount of damping gas accumulates, which requires a great deal of steam gas cooling. Furthermore, there is a considerable energy requirement for the pressure increase of the wash water. Due to the relaxation of the large amounts of water, some of which are laden with solids, high levels of wear on the relaxers occur.
Aus der Literatur sind einige Lösungen bekannt, welche Teile der genannten Nachteile beseitigen sollen. Nach DD-WP 53370 ist ein Verfahren bekannt, in dem eine Abscheidung des Teeres bei einem Systemdruck von 0,8MPa in einem nach dem Scheideflaschenprinzip arbeitenden Druckscheider erfolgt. Dieses Verfahren ermöglicht zwar eine teilweise Gewinnung des Teeres, beseitigt aber nicht die anderen aufgeführten Nachteile* da die Kondensate bis unter den f From the literature some solutions are known which are intended to eliminate parts of the mentioned disadvantages. According to DD-WP 53370 a method is known in which a deposition of the tar takes place at a system pressure of 0.8 MPa in a working principle according to the Scheideflaschenscheider. Although this method allows a partial recovery of the tar, but does not eliminate the other disadvantages listed * since the condensates below the f
Wasserdampfpartialdruck entspannt werden. Im DD-WP 48834 ist eine Vorrichtung genannt, die eine Abtrennung von Tee'ren und Ölen sowie einen Abzug des Feststoffes nach dem Rundeindickerprinzip ermöglicht. Diese Vorrichtung arbeitet ebenfalls bei atmosphärischem Druckund könnte deshalb bestenfalls als Zusatz für die Absetzbecken verwendet werden. Die aufgeführten Nachteile sind damit nicht beseitigt. Ähnliches gilt für die im DD-WP 121877 beschriebene Vorrichtung zur Trennung durch Dekantation von heterogenen Gemischen. Diese Vorrichtung wird ebenfalls unter atmosphärischem Druck betrieben. Im DD-WP 150758 wird ein Waschwasserkreislauf beschrieben. Nach dieser Erfindung verbleibt der als Waschwasser für die Waschkühler vorgesehene Teil der Kondensate unter Druck, wodurch Dämpfegasanfall und Energiebedarf gesenkt werden. Eine Abtrennung von Teer, Öl oder Feststoff aus dem Kreislaufwasser ist jedoch nicht vorgesehen. Ein ähnliches Verfahren wird im DD-WP C10 K/229986.6 erklärt. Hier ist eine Erwärmung der als Waschwasser vorgesehenen kälteren Kondensate durch die wärmeren Kondensate vorgesehen. Die Abscheidung von Öl ist ebenfalls nicht vorgesehen.Steam partial pressure to be relaxed. In DD-WP 48834 a device is called, which allows a separation of Tee'ren and oils and a deduction of the solid according to the Rundeindickerprinzip. This device also operates at atmospheric pressure and therefore could best be used as an additive to settling tanks. The listed disadvantages are not eliminated. The same applies to the apparatus described in DD-WP 121877 for separation by decantation of heterogeneous mixtures. This device is also operated under atmospheric pressure. DD-WP 150758 describes a washing water circuit. According to this invention, the intended as washing water for the wash cooler part of the condensates remains under pressure, whereby Dämpfegasanfall and energy consumption can be reduced. However, a separation of tar, oil or solid from the circulating water is not provided. A similar procedure is explained in DD-WP C10 K / 229986.6. Here is a heating of the intended as washing water colder condensates provided by the warmer condensates. The separation of oil is also not provided.
Nach DD-WP C10J/260 774.5 ist ein Verfahren bekanntgeworden, nach welchem die bei der Druckvergasung anfallenden Kondensate auf Atmosphärendruck entspannt und in eine Trenneinrichtung geleitet werden, aus welcher eine hoch feststoff haltige Fraktion abgezogen wird, die der Druckvergasung wieder zugeführt wird. Dieses Verfahren sieht ebenfalls keine Gewinnung der Öle und Teere vor und weist die Nachteile der unter Atmosphärendruck arbeitenden Anlagen auf. Das DD-WP 156711 nennt ein Verfahren zur Kühlung und Entstaubung von Druckvergasungsrohgas, welches eine Ölwäsche des RohgasesAccording to DD-WP C10J / 260 774.5 a method has become known, according to which the resulting in the pressure gasification condensates are vented to atmospheric pressure and fed into a separator, from which a high solids-containing fraction is withdrawn, which is fed back to the pressure gasification. This process also does not provide for the recovery of oils and tars and has the disadvantages of atmospheric pressure equipment. The DD-WP 156711 mentions a method for cooling and dedusting of Druckvergasungsrohgas, which is an oil scrubbing of the raw gas
mit Rückführung in den Generator vorsieht. Die Abscheidung von Öl und Teer erfolgt ebenfalls drucklos. Eine gleichfalls bei Atmosphärendruck arbeitende Abscheidung von Teer und Öl wird im DD-WP 147682 beschrieben. Hier wird ein Teil des Sumpfproduktes aus dem Abhitzekessel dem Waschkühler direkt als Waschwasser zugeführt. Die restlichen Kondensate werden vorder Abscheidung gemischt und gekühltwith return to the generator. The separation of oil and tar is also depressurized. A likewise working at atmospheric pressure deposition of tar and oil is described in DD-WP 147682. Here a part of the bottom product from the waste heat boiler is fed directly to the wash cooler as washing water. The remaining condensates are mixed before separation and cooled
Mit allen genannten Verfahren können die aufgeführten Mangel nicht beseitigt werden. With all these procedures, the listed deficiencies can not be eliminated.
Ziel der Erfindung ist es,ein Verfahren zu schaffen, durch welches der größte Teil der bei höherer Temperatur kondensierenden Teere und Öle aus den Kondensaten der Kohledruckvergasung gewinnbar sind. Die Bildung von Emulsionen muß dabei eingeschränkt sein. Die anfallenden Dämpfegasmenge und der Energiebedarf des Verfahrens müssen so gering wie möglich sein. Weiter ist der Butylacetatverbrauch der nachgeschalteten Entphenolungsanlage zu senken, und Verseifungen des Sulfosolvanextraktes sind zu verhindern.The aim of the invention is to provide a method by which the greater part of the condensing at higher temperature tars and oils from the condensates of the coal-pressure gasification can be obtained. The formation of emulsions must be restricted. The accumulating amount of vapor gas and the energy requirement of the process must be as low as possible. Furthermore, the butyl acetate consumption of the downstream dephenolization plant must be reduced, and saponifications of the sulfosolvane extract should be prevented.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit der Teerscheidung für staubarme als auch staubreiche Kondensate der Druckvergasung von Weichbraunkohle zu schaffen, die im wesentlichen frei von den Mangeln der bekannten technischen Lösungen ist.The object of the invention is to provide a way of tar separation for low-dust as well as dusty condensates of the pressure gasification of lignite, which is substantially free of the shortcomings of the known technical solutions.
Dietechnischen Ursachen der Mangel der bereits bekannten Lösungen sind in derTatsache begründet, daß bei diesem Verfahren alle anfallenden Kondensate auf einem Druck unterhalb des Wasserdampfpartialdruckes bei der entsprechenden Medientemperatur entspannt werden. Die dabei freiwerdenden Energien begünstigen in erheblichem Maße die Emulsionsbildung. Durch die hohe Temperatur der Kondensate treten bedeutende Dämpfegasmengen auf. Da ein Teil der Kondensate anschließend dem Prozeß als Waschwasser wieder zugeführt wird, ist ein relativ großer Energieaufwand für die Druckerhöhung erforderlich.The technical reasons for the lack of the already known solutions are based on the fact that in this process all condensates formed are depressurized to a pressure below the water vapor partial pressure at the corresponding medium temperature. The released energies favor the emulsion formation to a considerable extent. Due to the high temperature of the condensates significant amounts of vapor gas occur. Since a portion of the condensates is then returned to the process as washing water, a relatively large amount of energy for the pressure increase is required.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem die Verarbeitung der Kondensate der Kohledruckvergasung, daß heißt die Gewinnung von Teer und Öl und die Auftrennung in feststoffreiches und feststoffarmes Wasser unter einem Druck erfolgt, der über dem Wasserdampfpartialdruck bei der entsprechenden Medientemperatur liegt. Dabei werden die Kondensate der Temperaturstufe 2000C und der Temperaturstufe 185-13O0C getrennt, aber nach dem gleichen Wirkprinzip behandelt, um die Bildung von Emulsionen einzuschränken. Im ersten Verfahrensschritt erfolgt eine Gasabscheidung und die gleichzeitige Einstellung des Systemdruckes. Der Systemdruck wird so eingestellt, daß er oberhalb des Wasserdampfpartialdruckes bei der entsprechenden Temperatur des Kondensates, aber so tief liegt, daß eine problemlose Ausschleusung aus den einzelnen Waschkühlern, Kesseln und Kühlern möglich ist. Im Gasabscheider werden mitgerissene und gelöste Gase aus derflüssigen Phase abgeschieden. Gleichzeitig erfolgt eine Vorabscheidung von feststoffbeladenem Kondensat. Im nachfolgenden Druckscheider erfolgt die Abscheidung von Teer und Öl und die Auftrennung in feststoffarmes und feststoffreiches Kondensat unter Ausnutzung des Dichteunterschiedes der einzelnen Phasen. Das feststoffarme Kondensat wird den Waschkühlern als Waschwasser zugeführt, während das feststoffreiche Kondensat entspannt und einer Wasserabscheidung zugeführt wird. Erfindungsgemäß entspricht die zu entspannende Menge feststoffreichen Kondensates der aus dem Prozeß abzuführenden Überschußwassermenge, so daß eine Druckerhöhung von Atmossphärendruck auf Systemdruck für im Kreislauf gefahrene Wässer nicht erforderlich ist.According to the invention the object is achieved by the processing of the condensates of coal pressure gasification, that is, the recovery of tar and oil and the separation into high-solids and low-solids water is carried out under a pressure which is above the partial pressure of water vapor at the corresponding temperature of the medium. The condensates of the temperature stage 200 0 C and the temperature level 185-13O 0 C are separated, but treated according to the same principle of action to limit the formation of emulsions. In the first process step, a gas separation and the simultaneous adjustment of the system pressure takes place. The system pressure is adjusted so that it is above the water vapor partial pressure at the corresponding temperature of the condensate, but so low that a trouble-free discharge from the individual washing coolers, boilers and coolers is possible. In the gas separator, entrained and dissolved gases are separated from the liquid phase. At the same time there is a pre-separation of solids laden condensate. In the following pressure separator, the deposition of tar and oil and the separation into low-solids and high-solids condensate taking advantage of the density difference of the individual phases. The low-solids condensate is fed to the wash coolers as wash water, while the solids-rich condensate is expanded and fed to a water separation. According to the invention to be relaxed amount of solids condensate corresponds to be discharged from the process excess water amount, so that an increase in pressure of atmospheric pressure to system pressure for circulating water is not required.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
In einer Kohledruckvergasungsanlage wird das im Generator erzeugte Rohgas 1 in einem nachgeschalteten Waschkühle.r 7 von mitgerissenem Feststoff befreit und mit Wasserdampf gesättigt. Der Waschkühler arbeitet nach dem Prinzip des Venturi- " Wäschers und wird mit prozeßeigenem Waschwasser 18 beaufschlagt.In a coal-pressure gasification plant, the raw gas 1 produced in the generator is freed from entrained solids in a downstream scrubber 7 and is saturated with water vapor. The scrubber operates on the principle of Venturi "scrubber and is supplied with process-own wash water 18.
Das Rohgas verläßt den Waschkühler 7 mit einer Temperatur von ca. 2000C und tritt in den Abhitzekessel 8 ein.The raw gas leaves the washing cooler 7 at a temperature of about 200 0 C and enters the waste heat boiler 8 a.
In diesem erfolgt bei gleichzeitiger Dampferzeugung eine Abkühlung auf ca. 185°C. In der nachgeschalteten Kondensationsanlage wird in einem Abhitzeerzeuger 10 das Rohgas auf 165°C und in den nachfolgenden vier Kondensationskühlern 12 und 14 bis auf 300C gekühlt. Das Kondensat der Waschkühler 2 gelangt über Standregelventile und Rohrleitungssammelsystem in die beiden parallel geschalteten Gasabscheider 3, hier werden mitgerissene und gelöste Gase abgeschieden. Gleichzeitig wird durch Druckregelung der abströmenden Gase oder durch geregelte Beaufschlagung mit einem Fremdgas, wie zum Beispiel Stickstoff, ein Systemdruck von 1,8MPa eingestellt. Im Sumpf des Gasabscheiders 3 erfolgt eine Vorabscheidung von Feststoff. Das den Gasabscheider 3 verlassende Kondensat gelangt in den Druckscheider 4. In diesem herrscht ebenfalls ein Druck von ca. 1,8 MPa.In this takes place with simultaneous steam generation, a cooling to about 185 ° C. In the subsequent condensation plant, the raw gas is cooled to 165 ° C and in the subsequent condensation four coolers 12 and 14 to 30 0 C in a Abhitzeerzeuger 10th The condensate of the scrubber 2 passes through standard control valves and piping collection system in the two parallel connected gas separator 3, here entrained and dissolved gases are separated. At the same time, a system pressure of 1.8 MPa is set by pressure control of the effluent gases or by controlled application of a foreign gas, such as nitrogen. In the bottom of the gas separator 3 is a pre-separation of solids. The condensate leaving the gas separator 3 passes into the pressure separator 4. In this also there is a pressure of about 1.8 MPa.
Die Druckscheider sind so bemessen, daß eine Verweilzeit von mindestens 10 Minuten gewährleistet ist. Auf der Basis des Dichteunterschiedes erfolgt hier eine Abtrennung desTeeröles und eines feststoff beladenen Teer-Öl-Phenolwasser-Gemisches.The pressure separators are designed so that a residence time of at least 10 minutes is guaranteed. On the basis of the difference in density, separation of the tar oil and a solids laden tar oil-phenol-water mixture takes place here.
Das geklärte Kondensat wird über Waschwasserpumpen 17 den Waschkühlern 7 wieder als Waschwasser 18 zugeführt.The clarified condensate is recycled to the wash coolers 7 via wash water pumps 17 as washing water 18.
DasTeeröl 19 wird geregelt am Kopf des Druckscheiders 4 abgezogen und der weiteren Nutzung zugeführt. Im Sumpf des Druckscheiders4fällt ein feststoffgeladenes Teer-Öl-Phenolwasser-Gemisch an, welches in die Entspanner 5 geleitet wird. Hier wird das Produkt bis auf einen Druck von 2000 mm WS entspannt. Die dabei entstehenden Entspannungsdämpfe werden in Querrohrkühlern kondensiert, welche hier nicht näher beschrieben werden sollen.The tar oil 19 is withdrawn controlled at the head of the pressure separator 4 and supplied for further use. In the bottom of Druckscheiders4 falls on a solids-laden tar-oil-phenol-water mixture, which is passed into the expander 5. Here, the product is expanded to a pressure of 2000 mm WS. The resulting flash vapors are condensed in cross-tube coolers, which will not be described in detail here.
Das entspannte feststoffhaltige Teer-Öl-Phenolwasser-Gemisch gelangt nunmehr in die Wasserabscheider 6. Diese arbeiten nach dem Prinzip des Rundeindickers. Aus den Wasserabscheidern 6 wird ein wäßriges Feststoff-Teer-Öl-Gemisch 21The relaxed solids-containing tar-oil-phenol-water mixture now enters the water separator 6. These work on the principle of round thickener. From the water separators 6 is an aqueous solid-tar-oil mixture 21st
abgezogen, ' . deducted, '.
welches energetisch, das heißt,durch Verbrennung in Kesselanlagen genutzt wird. Das geklärte Phenolwasser 20 wird der Entphenolungsanlage zur Aufbereitung zugeführt.which is energetically, that is, used by combustion in boiler plants. The clarified phenol water 20 is fed to the dephenolization plant for processing.
Die Kondensate aus den Abhitzekesseln 8, den Abhitzeerzeugern 10 und den Kondensationskühlern 12, das heißt die Kondensate, welche im Temperaturbereich von 1850C bis 130°C kondensieren, werden zusammengeführt und in einer gleichartigen Anlage bestehend aus Gasabscheidern 3, Druckscheidern 4 und Entspannern 5 verarbeitet. In den Gasabscheidern wird gleichfalls ein Systemdruck von 1,8MPa eingestellt. Das geklärte Kondensat aus den Druckscheidern 4 wird über die Umwälzpumpen 17 ebenfalls den Waschkühlern 7 als Waschwasser 18 zugeführt. Der Abzug von Teeröl 19 und die weitere Verarbeitung des feststoffhaltigen Teer-Öl-Wasser-Gemisches über Entspanner 5 und Wasserabscheider 6 erfolgt wie bereits beschrieben. Bedingt durch den unterschiedlichen Kondensatanfall in den einzelnen Temperaturstufen sind hier drei parallel geschaltete Anlagen erforderlich. Die Kondensate 15 aus den Kühlern 14, welche bei Temperaturen unter 130°C kondensieren, werden nach dem bekannten Verfahren der Mittelöldruckscheidung aufgearbeitet.The condensates from the waste heat boilers 8, the waste heat generators 10 and the condensation coolers 12, that is, the condensates which condense in the temperature range of 185 0 C to 130 ° C, are brought together and in a similar system consisting of gas separators 3, pressure separators 4 and 5 relaxers processed. The gas separators also set a system pressure of 1.8MPa. The clarified condensate from the pressure separators 4 is also supplied to the washing coolers 7 as washing water 18 via the circulation pumps 17. The withdrawal of tar oil 19 and the further processing of the solids-containing tar-oil-water mixture via expander 5 and 6 water separator is carried out as already described. Due to the different amounts of condensate in the individual temperature stages, three systems connected in parallel are required here. The condensates 15 from the coolers 14, which condense at temperatures below 130 ° C, are worked up by the known method of medium oil pressure separation.
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DD28005985A DD240561A1 (en) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | METHOD FOR PROCESSING GAS WAISTES FROM THE CARBON GASIFICATION |
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DD240561A1 true DD240561A1 (en) | 1986-11-05 |
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