DD240562A1

DD240562A1 - METHOD FOR GAS WATER TREATMENT IN COOLING GASIFICATION

Info

Publication number: DD240562A1
Application number: DD85280060A
Authority: DD
Inventors: Horst Burkhardt; Lutz Groeschel; Joachim Heynisch; Peter Krieg; Gerhard Richter; Andrea Schmidt; Johannes Slabik; Roland Weber
Original assignee: Schwarze Pumpe Gas Veb
Priority date: 1985-08-28
Filing date: 1985-08-28
Publication date: 1986-11-05

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kohleveredlung, insbesondere auf die bei diesem Verfahren anfallenden Prozesswaesser. 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 eine relativ komplexe Loesung vorzulegen. Das wird dadurch erreicht, dass die Gaswaesser aus Waschkuehler und Abhitzekessel nach Druckerhoehung, jedoch ohne vorherige Entspannung, gemeinsam wieder in den Waschkuehler zurueckgefuehrt werden. Im Sumpf des Waschkuehlers nach entsprechender Verweilzeit anfallendes Feststoff-Teer-Wasser-Gemisch wird dem Generator als Einsatzstoff zugefuehrt. Die Kondensate der Temperaturstufe 165C bis 130C werden unter Verfahrensdruck getrennt. Erst danach erfolgen Entspannung und weitere Aufbereitung.The invention relates to the field of coal refinement, in particular to the process water produced in this process. 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 present a relatively complex solution. This is achieved by the fact that the gas water from the scrubber and waste heat boiler after pressure increase, but without relaxation before, together returned to the scrubber. In the bottom of the Waschkuehlers after appropriate residence accumulating solid-tar-water mixture is fed to the generator as a feedstock. The condensates of temperature stage 165C to 130C are separated under process pressure. Only then will relaxation and further treatment take place.

Description

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Field of application of the invention

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.

Characteristic of the known technical solutions

Beider 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 200⁰C 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.Both 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 industrially applied method, the condensates of the individual temperature stages of 200 ⁰ 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 Dämpfegas an, welche einen großen Aufwand zur Dämpfegaskühlung bedingt. Desweiteren 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. 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 0,8 MPa 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 Wasserdampfpartialdruck entspannt werden. Im DD-WP 48834 ist eine Vorrichtung genannt, die eine Abtrennung von Teeren und Ölen sowie einen Abzug des Feststoffes nach dem Rundeindickerprinzip ermöglicht. Diese Vorrichtung arbeitet ebenfalls bei atmosphärischem Druck und 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/229 986.6 erkärt. Hier ist eine Erwärmung der als Waschwasser vorgesehenen kälteren Kondensate durch die wärmeren Kondensate vorgesehen. Die Abscheidung von Öl ist ebenfalls nicht vorgesehen.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. 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 Scheideflaschensche pressure separator. Although this method allows a partial recovery of the tar, but does not eliminate the other disadvantages listed, since the condensates are relaxed to below the partial pressure of water vapor. In DD-WP 48834 a device is called, which allows a separation of tars and oils and a deduction of the solid according to the Rundindickerprinzip. This device also operates at atmospheric pressure and therefore could best be used as an additive to the 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 / 229 986.6. 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/260774.5 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 feststoffhaltige 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 Rohgases 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 vor der Abscheidung gemischt und gekühltAccording to DD-WP C10J / 260774.5 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 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 calls a method for cooling and dedusting of Druckvergasungsrohgas, which provides an oil scrubbing of the raw gas with recirculation into 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 and cooled before deposition

Mit allen genannten Verfahren können die aufgeführten Mängel nicht beseitigt werden. With all these procedures, the listed defects 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 anfallende Dämpfegasmenge und der Energiebedarf des Verfahrens müssen so gering wie möglich sein. Weiter ist der Butylacetatverbrauch der nachgeschalteten Entphenolungsanlagezu 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 accumulated 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 lowered, and saponifications of the sulfosolvane extract should be prevented.

Explanation of the essence of the invention

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 Mängeln 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 deficiencies of the known technical solutions.

Bei den bekannten technischen Lösungen werden die anfallenden Kondensate auf einen Druck unterhalb des Wasserdampfpartialdruckes bei der entsprechenden Medientemperatur entspannt. Durch die hohe Temperatur der Kondensate treten dabei erhebliche Mengen an Dämpfegas auf, für deren Kühlung große Kühlwassermengen notwendig sind.In the known technical solutions, the resulting condensates are relaxed to a pressure below the water vapor partial pressure at the corresponding temperature of the medium. Due to the high temperature of the condensates occur in this case considerable amounts of steam gas, for their cooling large amounts of cooling water are necessary.

Durch die Mischung der Kondensate aus Waschkühler und Abhitzekessel und anschließende Entspannung auf Normaldruck, fällt eine stabile Teeröl-Staub-Wasser-Emulsion an, die entweder durch erhöhte Aufwendungen energetisch nutzbar ist oder durch stoffliche Trennung einer weiteren Verwendung zugeführt werden kann. Da ein Teil der Kondensate anschließend als Waschwasser dem Prozeß wieder zugeführt wird, ist ein relativ großer Energieaufwand für die erneute Druckerhöhung notwendig.By mixing the condensate from the scrubber and waste heat boiler and subsequent expansion to atmospheric pressure, a stable tar oil-dust-water emulsion is generated, which can either be energetically used by increased expenses or can be supplied to a further use by material separation. Since a portion of the condensates is then returned to the process as washing water, a relatively large amount of energy is required for the renewed pressure increase.

Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß das im Waschkühler anfallende Staub-Dickteer-Wasser-Gemisch bei entsprechend eingeräumter Verweilzeit im Sumpf des Waschkühlers und entsprechend der Dichteunterschiede der Bestandteile des Gemisches in ein Staub-Dickteer-Produkt und Phenolwasser getrennt wird. Das anfallende Staub-Dickteer-Produkt wird einer energetischen Nutzung, beispielsweise als Einsatzprodukt für den Druckgasgenerator, zugeführt. Das ebenfalls abgetrennte Phenolwasser wird als Waschwasser zusammen mit dem Kondensat des Abhitzekessels dem Waschkühler wieder zugeführt.The essence of the invention is that the resulting in the washing cooler dust-Dickteer-water mixture is separated with a corresponding residence time in the bottom of the scrubber and according to the density differences of the components of the mixture in a Staub-Dickteer product and phenol water. The resulting dust-Dickteer product is an energetic use, for example as an input product for the compressed gas generator supplied. The also separated phenol water is recycled as washing water together with the condensate of the waste heat boiler the scrubber.

Dazu ist eine Druckerhöhung notwendig. Der überschüssige Teil des Staub-Dickteer-Produktes wird druckentspannt bis auf ca.This requires an increase in pressure. The excess part of the Staub-Dickteer product is depressurized to approx.

2000mm WS. Dieses entspannte Produkt wird in entsprechenden Einrichtungen weiter in ein Staub-Teer-Gemisch und Phenolwasser getrennt, wobei das Staub-Teer-Gemisch einer energetischen Nutzung zugeführt und das geklärte Phenolwasser in die Entphenolung gegeben wird.2000mm WS. This relaxed product is further separated in appropriate facilities in a dust-tar mixture and phenol, wherein the dust-tar mixture energetic use and the clarified phenol is added to the Entphenolung.

Diese Lösung gewährleistet eine autarke Waschwasserversorgung je Generator, und die sogenannte Staub-Dickteerwirtschaft, die im praktischen Betrieb immer wieder Grund für Unregelmäßigkeiten war, entfällt.This solution ensures a self-sufficient washing water supply per generator, and the so-called dust-Dickteerwirtschaft, which was always reason for irregularities in practical operation, is eliminated.

Die Kondensate derTemperaturstufe165°C bis 130⁰C, die hauptsächlich in der sogenannten Abhitzestation anfallen, werden, um die Bildung von Emulsionen einzuschränken, in einem Druckscheider, dessen Druck oberhalb des Wasserdampfpartieldruckes liegt, durch den Dichteunterschied in Öl und Wasser getrennt. Dem Druckscheider ist eine Gasabscheidung vorgeordnet, worin mitgerissene und gelöste Gase ausgeschieden werden.The condensates of the temperature stage 165 ° C to 130 ⁰ C, which occur mainly in the so-called Abhitzestation, are separated, in order to limit the formation of emulsions, in a pressure separator whose pressure is above the water vapor particle pressure, separated by the density difference in oil and water. The pressure separator is preceded by a gas separation, wherein entrained and dissolved gases are eliminated.

embodiment

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel mittels eines Fließschemas näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment by means of a flow chart.

Das aus dem Generator der Kohledruckvergasungsanlage erzeugte Rohgas 1 wird in einem nachgeschalteten Waschkühler 7 mit Waschwasser 18 gereinigt und gekühlt. Das den Waschkühler verlassende gereinigte und gesättigte Rohgas wird nachfolgend in einem Abhitzekessel 8 von ca. 200⁰C auf 185⁰C weiter gekühlt. Der dabei anfallende Niederdruckdampf wird im Verbundsystem genutzt. Das im Abhitzekessel 8 anfallende ammoniakarme Gaskondensat 9 wird nach einer bekannten Lösung als Waschwasser 18 über die Waschwasserpumpe 17 bereitgestellt. In der nachgeschalteten Kondensationsanlage wird das Rohgas in einer Abhitzestation 10 auf 165°Cund in den nachfolgenden Kondensationskühlern 12 und 14 bis auf 30⁰C gekühlt. Das an den 2. bis 4. Kondensationskühlern 14 anfallende ammoniakreiche Kondensat wird über eine Mittelöldruckscheidung separat der Entphenolungsanlage zugeführt.The raw gas 1 produced from the generator of the coal-pressure gasification plant is cleaned and cooled in a downstream washing cooler 7 with washing water 18. The scrubber leaving the purified and saturated crude gas is subsequently in a waste heat boiler 8 of about 200 ⁰ C to 185 ⁰ C further cooled. The resulting low-pressure steam is used in the composite system. The resulting low-ammonia gas condensate 9 in the waste heat boiler 8 is provided by a known solution as wash water 18 through the wash water pump 17. In the downstream condensation plant, the raw gas is cooled in a Abhitzestation 10 to 165 ° C and in the following condensation coolers 12 and 14 to 30 ⁰ C. The ammonia-rich condensate accumulating at the 2nd to 4th condensation coolers 14 is fed separately to the dephenolization plant via a medium oil pressure separation.

Das im Waschkühler anfallende Staub-Teer beladene Kondensat wird im Sumpf des Waschkühlers bei Gewährleistung einer entsprechenden Verweilzeit durch den Dichteunterschied getrennt in ein Staub-Dickteer-Produkt und in Phenolwasser. Das Phenolwasser wird über eine Pumpe 17 ebenfalls dem Waschkühler 7 als Waschwasser zugeführt. Die eingedickte Feststoff-Wasser-Suspension 2a wird über eine Pumpe dem Druckgasgenerator zur Vergasung zugeführt. Das überschüssige Feststoff-Wasser-Gemisch 2b wird in die Entspanner 5 ausgeschleust. Hier wird das Produkt entspannt bis auf einen Druck von 2000 mm WS. Das entspannte Gemisch wird anschließend zum Wasserabscheider 6 gefahren. Hier wird ein wäßriges Staub-Teer-Gemisch 21 abgezogen und einer energetischen Nutzung zugeführt. Das geklärte Phenolwasser 20 wird der Entphenolungsanlage zur Aufbereitung zugeführt. Die Kondensate aus der Abhitzestation 10 und den Kondensationskühlern 12, das heißt die Kondensate, die im Temperaturbereich von 165⁰C bis 13O⁰C kondensieren, werden zusammengeführt und in die Gasabscheider 3 ausgeschleust. Hier werden die anfallenden Kondensate von mitgerissenen Gasen getrennt und den Druckscheidern zugeführt. Der Druckscheider ist auf ein Systemdruck von 1,8MPa eingestellt. Im Druckscheider 4 erfolgt eine Trennung von Teeröl und Phenolwasser auf der Basis des Dichteunterschiedes. Das Teeröl wird geregelt abgezogen und einer Nutzung zugeführt. Das restliche Gaswasser wird über einen Entspanner 5 auf ca. 2000 mm WS entspannt und dem Wasserabscheider 6 zugeführt. Die Entspannungsdämpfe werden im vorhandenen Dämpfegassystem gekühlt und abgeführt.The accumulated in the washer cooler dust-tar laden condensate is separated in the bottom of the wash cooler while ensuring a sufficient residence time by the density difference in a Dickte-Dickteer product and in phenol water. The phenol water is also fed via a pump 17 to the scrubber 7 as washing water. The thickened solid-water suspension 2a is fed via a pump to the compressed gas generator for gasification. The excess solid-water mixture 2b is discharged into the expander 5. Here the product is relieved to a pressure of 2000 mm WS. The relaxed mixture is then moved to the water separator 6. Here, an aqueous dust-tar mixture 21 is withdrawn and fed to an energetic use. The clarified phenol water 20 is fed to the dephenolization plant for processing. The condensates from the Abhitzestation 10 and the condensation coolers 12, that is, the condensates which condense in the temperature range of 165 ⁰ C to 13O ⁰ C, are brought together and discharged into the gas separator 3. Here the resulting condensates are separated from entrained gases and fed to the pressure separators. The pressure separator is set to a system pressure of 1.8MPa. In the pressure separator 4, a separation of tar oil and phenol water takes place on the basis of the density difference. The tar oil is withdrawn regulated and fed to a use. The remaining gas water is depressurized 5 to about 2000 mm WS and fed to the water separator 6. The relaxation vapors are cooled and discharged in the existing damping gas system.

Claims

claims:

1. A process for gas water treatment in the coal pressure gasification, characterized in that the deposition of the hydrocarbons before relaxing, that is, at a system pressure above the partial pressure of the steam at the corresponding temperature level is carried out, that in addition to accumulating in the individual temperature stages condensates according to their temperature be combined into two groups and treated separately, including on the one hand the condensate from the scrubber and waste heat boiler without relaxation the scrubbers are recycled as scrubbing water, with a surplus water quantity relaxed, clarified and fed to a material and / or energy recovery or entphenolt, and that only the condensates of a second temperature level of 165 ° C to 13O ⁰ C for deposition, to prevent the formation of emulsions can be used.

2. The method according Anspruchs, characterized in that already in the bottom of the wash cooler when establishing a corresponding residence time, a solids-containing tar-water mixture is deposited, which is preferably fed back directly into the generator and the part but also after relaxation of a further treatment can be supplied.