DE1014706B

DE1014706B - Process for the processing of gas water

Info

Publication number: DE1014706B
Application number: DEO3333A
Authority: DE
Inventors: Johannes Grande; Dr-Ing Fritz Leithe; Dr-Ing Habil Gerhard Ruehl; Dr Hubert Schmitt
Original assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Current assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Priority date: 1953-12-21
Filing date: 1953-12-21
Publication date: 1957-08-29

Description

Verfahren zur Aufarbeitung von Gaswasser Gaswässer, wie sie auf Kokereien, Gaswerken und anderen Gaserzeugungsanlagen bei der Kondensation des Gases und beim Auswaschen von Gasbestandteilen mittels wäßriger Lösungen anfallen, Wässer also, die neben Ammoniak insbesondere schwache Säuren, nämlich Schwefelwasserstoff und Kohlensäure, enthalten, hat man schon in der Weise aufgearbeitet, daß die Wässer in cincm Röhrenofen unter Druck erhitzt, alsdann in einer ebenfalls noch unter Druck arbeitenden Entgasungskolonne teilweise entspannt und aus dieser an verschiedenen Stellen als Dampf- oder Flüssigkeitsgemische abgezogen wurden, welche an einzelnen der voneinander zu trennenden Bestandteile angereichert waren. Dabei ist es bekannt, im Röhrenofen einen Druck von 20 bis 40 atü aufrechtzuerhalten, in der Entgasungskolonne einen solchen bis zu 5 atü und in dieser zudem ein erhebliches Tcrr.Feraturgefälle arzuwerden, welches sich daraus ergibt, daß im Ammoriakwasserzulauf eine Temperatur von 165° C, im Kolonrerkopf eine solche von 25° C herrscht. Das Tcmpcraturgefälle wird entweder durch irittelhare Kühlurg des oberen Kolonnenteiles und den dabei gebildeten Rückfiuß erzeugt oder durch Einspritzen von Reirwasser auf den Kolonnenkopf. Bei schwacher Iselaticn der Ertgasungskolonre kann auch eine wcitgchcrde Kühlung durch die Außenluft erfolgen.Process for the processing of gas water Gas water, as used in coking plants, Gas works and other gas generation plants in the condensation of the gas and in Gas components are washed out by means of aqueous solutions, i.e. water, which in addition to ammonia in particular weak acids, namely hydrogen sulfide and Carbonic acid, contained, has already been processed in such a way that the waters Heated under pressure in a cincm tube furnace, then in one also still under pressure working degassing column partially relaxed and from this at different Places as vapor or liquid mixtures were withdrawn, which at individual the components to be separated were enriched. It is known Maintain a pressure of 20 to 40 atmospheres in the tube furnace in the degassing column such a temperature up to 5 atmospheres and in this also a considerable temperature difference which results from the fact that there is a temperature in the Ammoriakwasser inlet of 165 ° C, in the Kolonrerkopf it is 25 ° C. The temperature gradient is either through irittelhare Kühlurg of the upper part of the column and the thereby formed backflow generated or by injecting clean water onto the top of the column. If the isolation of the gassing column is weak, additional cooling can also be used through the outside air.

Für manche Vciwcndurgszwecke gerügte die Stoffanreicherung in den abgczcgcnen Dämpfen bzw. Flüssigkeiten., um sie der weiteren Verarbeitung zuzufüLren. Es konnte z. B. bei der segcrarntcn selektiven SchWefelwasserstoffwäsche mittels ammoniakalischer, wäßriger Lösurgcn die angereicherte Waschflüssigkeit in der hekannten Entgasurgsl: clorne soweit regeneriert werden, daß sie für eine erneute W a schung geeignet war. Auch für die Hcrstellurg eines Clausefcngases reichte die Anreicherung des Schwefelwasserstoffes gegenüber der Kohlensäure aus. In vielen Fällen aber mußte das abgezogene Stoffgemisch ncch einer weiteren Aufarbeitung unterzogen werden.The enrichment of the substance in the Remove vapors or liquids in order to feed them for further processing. It could e.g. B. in segcrarncn selective hydrogen sulfide scrubbing by means of ammoniacal, aqueous solution the enriched washing liquid in the known Entgasurgsl: clorne are regenerated to the point that they can be washed again was suitable. The enrichment was also sufficient for the production of a Claus gas of hydrogen sulfide compared to carbonic acid. In many cases, however, had to the withdrawn mixture of substances are subjected to a further work-up.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung geht dahin, das bekannte Verfahren zur Aufarbeitung von Gaswässern mittels Druckentgasung so zu verfeinern und die Einrichtung selbst so weiterzubilden, daß die gewonnenen Produkte in höherem Maße für eine unmittelbare Weiterverwendung geeignet sind.The aim of the present invention is the known method to refine the processing of gas water by means of pressure degassing and the Facility to further educate itself in such a way that the obtained products to a higher degree are suitable for immediate further use.

Untersuchungen der Erfinder haben ergeben, daß der Druck von 5 Atmosphären während der Entgasung sich vorteilhafterweise ncch steigern läßt, nämlich auf einen Druck ven 7 bis 12 atü. In diesem höheren Druckbereich gehen, was nicht erwartet werden konnte, die Dampfdrücke der hauptsächlichen Bestandteile mit der Temperatur roch weiter auseinander, so daß die Zerlegung des Stoffes leichter wird. Bei höheren Drücken treten wieder ungünstigere Verhältnisse ein, die eine Zerlegung erschweren, abgesehen davon, daß eine Erhöhung des Druckes in der Kolonne an sich urerwünscht ist.Investigations by the inventors have revealed that the pressure of 5 atmospheres during the degassing can advantageously be increased, namely to one Pressure ven 7 to 12 atm. In this higher pressure range go what is not expected the vapor pressures of the main constituents with temperature smelled farther apart, making it easier to break down the fabric. At higher Pressures, unfavorable conditions occur again, which make decomposition more difficult, apart from the fact that an increase in the pressure in the column is inherently desirable is.

Es wird demgemäß nach der Erfindung vorgeschlagen, in der Entgasungskolonne einen Druck zwischen 7 und 12 atü aufrechtzuerhalten. Dabei soll zwischen dem Kühlwassereinspritzring am Kopf der Kolonne und dem Sumpf ein Temperaturgefälle von 25 und 185° C aufrechterhalten werden. Im Sinne der Gewinnung von Stoffen möglichst hohen Reinheitsgrades wird ein schwefelwasserstoffreiches Gemisch am Kolonnenkopf, ein kohlensäurereiches Gemisch von den oberen Kolonnenböden, ein ammoniakreiches Gemisch wenig oberhalb des Rohwasserzulaufes aus der Dampfphase abgezogen.It is accordingly proposed according to the invention, in the degassing column maintain a pressure between 7 and 12 atmospheres. It should be between the cooling water injection ring Maintain a temperature gradient of 25 and 185 ° C at the top of the column and the bottom will. In terms of the extraction of substances as high a degree of purity as possible a mixture rich in hydrogen sulphide at the top of the column, a mixture rich in carbon dioxide from the upper column trays, an ammonia-rich mixture a little above the raw water inlet withdrawn from the vapor phase.

Es war schon bekannt, daß das ablaufende entgaste Wasser - soweit es nicht als Einspritzwasser innerhalb der Kolonne oder als Kühlwasser im System Verwendung findet - als Kesselspeisewasser hervorragend geeignet ist.It was already known that the draining degassed water - so far it is not used as injection water within the column or as cooling water in the system Is used - is ideally suited as boiler feed water.

Soweit es sich um die Aufarbeitung von Wässern handelt, die schwerflüchtige Stoffe, z. B. Teerbegleitstoffe, enthalten, soll gemäß der weiteren Erfindung das ablaufende entgaste Wasser in einem Luftkühler behandelt werden; dadurch wird die Schichtentrennung zwischen Wasser und Begleitstoffen wesentlich erleichtert.As far as the processing of water is concerned, the non-volatile one Substances, e.g. B. tar accompanying substances, should according to the further invention draining degassed water is treated in an air cooler; thereby the Separation of the layers between water and accompanying substances is made much easier.

Das am Kopf abgezogene H,S-C02 Gemisch, das je nach Herkunft des Wassers dampf- bzw. gasförmige Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Benzol, Phenol, Benzin, Merkaptan und Thioäther, enthalten kann, wird in bekannter Weise unter Druck mit Öl gewaschen.The H, S-C02 mixture drawn off at the top, depending on the origin of the water vapor or gaseous hydrocarbons, such as. B. benzene, phenol, gasoline, mercaptan and thioether, is washed in a known manner under pressure with oil.

Es ist schon bekannt, die Entgasungskolonne so auszubilden, daß die Gruppe der obersten Böden mit Einrichtungen zur mittelbaren Kühlung versehen ist, während sich unterhalb dieser Böden ein größerer, direkter Kühler befindet. An diesen schließen sich nach unten die Teile der Kolonne an, aus denen entweder aus der Flüssigphase oder aus der Dampfphase ein an Ammoniak angereichertes Gemisch abgezogen wird. Auf ('wund der Erkenntnisse der vorliegenden Erfindung haben sich nun genauere Dimensionierungsvorschriften für den Aufbau der Kolonne ergeben, wenn man das Ziel verfolgt, Beinprodukte zu gewinnen. Die Höhe der Entgasungskolonne soll nämlich das 12- bis 20fache ihres Durchmessers betragen. Der oberste Teil der Entgasungskolonne mit den mittelbar gekühlten Böden soll eine Gesamthöhe vom 3- bis 7fachen des Kolonnendurchmessers haben; der sich darunter befindende mittelbare Kühler wird mit einer Kühlfläche versehen, die der sämtlicher Bodenkühler entspricht. Darunter ist eine Füllkörpersäule von etwa 8- bis 12facher Höhe des Kolonnendurchmessers angeordnet, und in dieser Säule sind Einbauten vorgesehen, die die herabrieselnde Flüssigkeit immer wieder zur Kolonnenmitte hinleiten.It is already known to design the degassing column so that the The group of the uppermost floors is provided with devices for indirect cooling, while below these floors there is a larger, direct cooler. On these join down the parts of the column from which either the Liquid phase or an ammonia-enriched mixture is withdrawn from the vapor phase. on ('Due to the findings of the present invention, more precise dimensioning rules have now emerged for the construction of the column, if one pursues the goal of leg products to win. The height of the degassing column should namely be 12 to 20 times theirs Be in diameter. The uppermost part of the degassing column with the indirect Cooled trays should have a total height of 3 to 7 times the column diameter to have; the indirect cooler located underneath is provided with a cooling surface provided, which corresponds to that of all floor coolers. Below is a packed column arranged from about 8 to 12 times the height of the column diameter, and in this Column internals are provided, which the trickling down liquid again and again lead to the middle of the column.

Eine erhebliche Energieersparnis ergibt sich dadurch, daß Pumpen zur Verdichtung des Gaswassers mit Pumpen zur Entspannung der aus der Entgasungskolonne abgezogenen Flüssigkeiten gekuppelt werden.A significant energy saving results from the fact that pumps for Compression of the gas water with pumps for the expansion of the gas from the degassing column withdrawn liquids are coupled.

Eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 schematisch die Verknüpfung des Gaserzeugungsbetriebes mit der Gaswasseraufbereitung, während Abb. 2 die Druckentgasungskolonne zeigt; die daneben stehende Abb.3 gibt den Gehalt an, den das der Entgasung unterworfene Produkt in den einzelnen Teilen der Kolonne an Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Kohlensäure hat.A plant for carrying out the method according to the invention is shown in the drawing, namely Fig. 1 shows the linkage schematically of the gas generation plant with the gas water treatment, while Fig. 2 shows the pressure degassing column shows; the adjacent figure 3 shows the content that is subjected to degassing Product in the individual parts of the column in ammonia, hydrogen sulfide and Has carbonic acid.

Die Beschreibung der Anlageteile sei gleichzeitig mit einer Stoffbilanz verknüpft: Der Kurzzeit- bzw. H,S-ZVascher 1 ist beispielsweise mit 45 000 nm3/h Kokereirohgas, das je nm 3 5 g NH3, 5 g C02 und 8 g H, S enthält, belastet. Beaufschlagt man die beiden unteren Stufen z. B. mit 0,71/nm3 eines 2-"/ö Ammoniakwassers mit einer Temperatur von 15° C, wie es über Leitung 17 zur Verfügung steht, so werden in diesen beiden Stoffen bereits 62"/, des Schwefehvasserstoffes ausgewaschen. Berieselt man die oberen Stufen mit gasfreiem Kreislaufwasser aus Leitung 18, z. B. 0,251/nm3, so enthält das in den Langzeit- bzw. N H3 und C 02 Wascher 2 übertretende Gas je nm3 5 g NH3, 4 g C02 und nur noch 1,2 g H,S. Der Wascher 2 wird in den unteren Stufen mit 0,41/nm3 211joigem Ammoniakwasser aus Leitung 17 berieselt bzw. bedüst, während die oberen Stufen Kreislaufwasser, gegebenenfalls auch zusätzlich über 16 kaltes Frischwasser, in Mengen bis zu 0,31/nm3 erhalten. Das austretende Gas ,enthält je nm3 0,02 g NH3, 1 g C02 und 1,2 g H2 S.The description of the system parts is at the same time as a material balance linked: The short-term or H, S-ZVascher 1 is, for example, at 45,000 nm3 / h Crude coke oven gas containing 5 g NH3, 5 g C02 and 8 g H, S per nm. Charged one the two lower stages z. B. with 0.71 / nm3 of a 2 - "/ ö ammonia water with a temperature of 15 ° C, as it is available via line 17, so be in these two substances already 62 "/, of the hydrogen sulphide washed out. Sprinkled the upper stages with gas-free circulating water from line 18, z. B. 0.251 / nm3, thus contains the gas overflowing into the long-term or N H3 and C 02 scrubbers 2 each nm3 5 g NH3, 4 g C02 and only 1.2 g H, S. The washer 2 is in the lower stages sprinkled or sprayed with 0.41 / nm3 211joigem ammonia water from line 17, while the upper levels of circulating water, optionally also over 16 cold water Fresh water, obtained in amounts up to 0.31 / nm3. The escaping gas contains each nm3 0.02 g NH3, 1 g C02 and 1.2 g H2 S.

Die von den Kokereigaswaschtürmen 1 und 2 sowie von ,dem Generatorgaswäscher 3 ablaufenden N H3-, H2 S- und C 02 haltigen Waschwässer 19, 20, 21 und 22 werden im Behälter 4 aufgefangen und gemischt. Die Mischung enthält je Liter 26,0 g NH3, 12,5 g C02 und 11,0 g H2 S. Das Mischwasser wird von der Entspannungsmaschine 5 aufgenommen, durch den Druckwärmeaustauscher 6 gefördert, von der Preßpunipe 7 aufgenommen und durch den Röhrenofen 8 gedrückt und über Entspannungsventil 9 in den Druckentgasungsturm 10 auf geringeren Druck entspannt.The ones from coke oven gas scrubbing towers 1 and 2 as well as from the generator gas scrubber 3 washing waters 19, 20, 21 and 22 containing N H3, H2 S and C 02 are drained collected in container 4 and mixed. The mixture contains 26.0 g NH3 per liter, 12.5 g C02 and 11.0 g H2 S. The mixed water is from the expansion machine 5 recorded, promoted by the pressure heat exchanger 6, recorded by the Preßpunipe 7 and pushed through the tube furnace 8 and via the expansion valve 9 into the pressure degassing tower 10 relaxed to less pressure.

Im Entgasungsturm 10 erfolgt eine weitgehende Trennung der gasförmigen Säuren C02 und H.S vom Ammoniak sowie eine Trennung des H,S vom C02, während das eingespritzte Gaswasser praktisch frei von gelösten Bestandteilen den Entgasungsturm 10 verläßt. Das entgaste, heiße Druckwasser, das übrigens auch keine Kesselsteinbildner mehr enthält, weil diese an einer früheren Stelle des Kreislaufes durch Ammoniak ausgefällt wurden, streicht durch den Wärmeaustauscher 6, gibt hier den größeren Teil seiner Wärme an das im Gegenstrom laufende zu entgasende Gaswasser ab, treibt die Entspannungsmaschine 5 an und läuft dem Kaminkühler 1i zu. Im Kaminkühler 11, der eine Zwangsbelüftung hat, wird nicht nur die Wassertemperatur heruntergedrückt, es werden auch unter Umständen noch vorhandene gelöste Bestandteile, wie z. B. Naphthalin und sonstige Teerbegleitstoffe, aus dem Wasser geblasen. Das belüftete, gekühlte, entgaste und weiche Wasser wird verschiedenen Zwecken zugeführt. Die Druckpumpe 12 nimmt über Verteiler 14 einen Teil als Kesselspeisewasser auf und drückt ihn durch die obere Röhrenlage des Röhrenofens B. Über Ventil 13 erfolgt die Entspannung des Heißdampfes in den Entgasungsturm 10, und zwar unterhalb der Gaswassereinspritzung und oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des sogenannten Sumpfes.In the degassing tower 10, the gaseous acids C02 and HS are largely separated from the ammonia and the H, S is separated from the C02, while the injected gas water leaves the degassing tower 10 practically free of dissolved constituents. The degassed, hot pressurized water, which, by the way, no longer contains any scale formers, because these were precipitated by ammonia at an earlier point in the circuit, passes through the heat exchanger 6, here gives off the greater part of its heat to the gas water to be degassed running in countercurrent, drives the expansion machine 5 and runs to the chimney cooler 1i. In the chimney cooler 11, which has a forced ventilation, not only the water temperature is suppressed, there are also dissolved components that may still be present, such as. B. naphthalene and other tar impurities, blown out of the water. The aerated, cooled, degassed and soft water is used for various purposes. The pressure pump 12 receives part of the boiler feed water via distributor 14 and pushes it through the upper tube layer of the tubular furnace B. Via valve 13 , the superheated steam is released into the degassing tower 10, namely below the gas water injection and above the liquid level of the so-called sump.

In bestimmten Fällen, wenn z. B. beabsichtigt wird, Harnstoff herzustellen, reicht meist der CO,-Gehalt der Steinkohlenentgasungsgase nicht aus, den CO,-Bedarf der Reaktion C 02 + 2 N H3 = C 0 (N H,), oder der Reaktion CO. -f- H, S = C O S + H,0 zu decken. In diesen Fällen wäscht man zweckmäßig, vorausgesetzt, dä.ß die Entgasungsöfen mit Schwachgas geheizt werden, das Kohlendioxyd des Generatorgases mit Ammoniakwasser teilweise aus. Man erzielt so als Zweiteffekt eine nicht unwesentliche Zunahme des Heizwertes. Der Stufenwäscher 3 hat diese Aufgabe zu erfüllen. Er liegt im Flüssigkeitsstrom genau so wie der Turm 2. Die ablaufende wäßrige Lösung N H" CO, und H, S läuft durch Leitung 19 dem Behälter 4 zu, dem auch, wie bereits geschildert, die Abläufe 20 und 21 des Kurzzeitwäschers 1 und der Ablauf 22 des Langzeitwäschers 2 zufließen. Dem Druckentgasungsturm kann über Kopf durch Leitung 23 entgastes Kreislaufwasser vermittels Pumpe 12 eingedüst werden, während die Kühlelemente im oberen Drittel des Turmes, wie nachstehend noch beschrieben wird, mit Frischwasser aus Leitung 16 beaufschlagt werden.In certain cases, e.g. B. If the intention is to produce urea, the CO, content of the coal degassing gases is usually not sufficient, the CO, requirement of the reaction C 02 + 2 N H3 = C 0 (NH,), or the reaction CO. -f- H, S = COS + H, 0 to cover. In these cases it is advisable to wash off some of the carbon dioxide in the generator gas with ammonia water, provided that the degassing ovens are heated with lean gas. As a second effect, a not insignificant increase in the calorific value is achieved. The stage washer 3 has to fulfill this task. It is in the liquid flow just like the tower 2. The running aqueous solution NH "CO, and H, S runs through line 19 to the container 4, which, as already described, the processes 20 and 21 of the short-term scrubber 1 and the drain 22 of the long-term scrubber 2. Degassed circulating water can be injected into the pressure degassing tower overhead through line 23 by means of pump 12, while fresh water from line 16 is applied to the cooling elements in the upper third of the tower, as will be described below.

Der Turm 10 (Abb. 2) hat einen oberen Teil, bestehend aus einem Kühlwassereinführungsring 24 mit Gasabzug, Einspritzdüse und Glockenboden, aus fünf Ringen g1 bis g5 mit Glockenböden sowie mit oberhalb der Glockenböden angebrachten indirekten Kühlern, z. B. Rohrkühlern. Das Schlußstück des oberen Teiles ist der Schlangenrohrkühler 26. Der Ring g3 hat einen Gasabzug.The tower 10 (Fig. 2) has an upper part consisting of a cooling water inlet ring 24 with gas vent, injection nozzle and bell bottom, made of five rings g1 to g5 with bell bottoms and with indirect coolers attached above the bubble cap trays, e.g. B. tube coolers. The final piece of the upper part is the coiled tube cooler 26. The ring g3 has a gas vent.

Das mittlere Stück des Entgasungsturmes bilden sechzehn Ringe s1 bis s16 mit Siebböden, die bis zu zwei, Drittel ihrer Höhe mit Raschigringen, z. B. aus Steingut, gefüllt sind. Die oberen Ringe s 1 bis s 4 und die Ringe s12 bis s14 sind mit seitlichen Abgängen versehen, derart, daß man durch die Ringe s 1 bis s 4 Flüssigphase abblasen lassen kann, während mittels der Ventile in den Ringen s12 bis s14 die Dampfphase angezapft wird.The middle piece of the degassing tower is formed by sixteen rings s1 bis s16 with sieve trays that are up to two, thirds of their height with Raschig rings, e.g. B. made of earthenware, are filled. The upper rings s 1 to s 4 and the rings s12 to s14 are provided with side outlets, so that one through the rings s 1 to s 4 can blow off the liquid phase while using the valves in the rings s12 until s14 the vapor phase is tapped.

Unterhalb des Ringes s14 liegt der Rohwassereinspritzring 28 mit dem Entspannungsventil 9. Hier wird das aus dem Röhrenofen 8 kommende heiße, z. B. unter einem Druck von 35 atü stehende Gaswasser in den Entgasungsturm hinein bis auf einen Druck zwischen 7 und 12 atü entspannt. An den Rohwassereinspritzring 28 schließen sich zum unteren Ende des Turmes die Ringe s15 und s16 an. Durch Ventile in den Ringen s15 und s16 kann man erforderlichenfalls Heißdampf oder aber auch durch den Ring s16 Kohlendioxyd einblasen, dieses, um mit Sicherheit das Abwasser bzw. Kreislaufwasser H,S-frei, und jenen, um das Kreislaufwasser NH3frei zu bekommen, wenn durch Unregelmäßigkeiten einer von beiden Stoffen in den Turmabgängen auftreten sollte.Below the ring s14 is the raw water injection ring 28 with the Relaxation valve 9. Here, the hot, z. More colorful a pressure of 35 atmospheres gas water into the degassing tower into except for one Pressure between 7 and 12 atmospheres relaxed. Close the raw water injection ring 28 The rings s15 and s16 are attached to the lower end of the tower. Through valves in the Rings s15 and s16 can be used if necessary with superheated steam or through the Ring s16 blow in carbon dioxide, this in order to safely remove the waste water or circulating water H, S-free, and those to get the circulating water NH3-free, if due to irregularities one of the two substances should occur in the tower outlets.

Ist der Durchmesser des Entgasungsturmes 1, so soll die Länge zwischen oberem Kühlwassereinführungsring und Sumpfspiegel mindestens 12, zweckmäßig aber' 16. sein, wobei der obere, aus indirekt gekühlten Glockenböden bestehende Teil eine Länge von 4 bis 5 hat. Die Einspritzung des zu entgasenden Wassers erfolgt 2 Einheiten über Sumpfspiegel, die Abführung des N H3 haltigen Wassers 1 bis höchstens 21/2 Einheiten über der Einspritzebene. Etwa 12 Einheiten über der Einspritzebene, z. B. durch 31, wird das Kohlendioxydkonzentrat abgezogen, während das an H2S angereicherte Entgasungsgas durch 32 abzieht. Hält man durch die Berieselung mittels der Düse im Ring 24 sowie durch die indirekte Kühlung mittels der Schlangenkühler in den Ringen g1 bis g5 die Kopftemperatur auf Temperaturen zwischen 15 bis 30° C, z. B. auf 20°C , so stellt sich fast unabhängig von der Anfangskonzentration des Wassers und nur beeinflußt durch den Entgasungsdruck, der gemäß der Erfindung zwischen 7 und 12 atü liegt, ein stationärer Zustand ein, der durch die Kurven wiedergegeben wird.If the diameter of the degassing tower is 1, the length should be between upper cooling water inlet ring and sump level at least 12, but practical ' 16. be, with the upper one consisting of indirectly cooled bubble trays Part has a length of 4 to 5. The water to be degassed is injected 2 units above the sump level, the discharge of the water containing N H3 1 to at most 21/2 units above the injection level. About 12 units above the injection level, z. B. by 31, the carbon dioxide concentrate is withdrawn, while that enriched in H2S Degassing gas is withdrawn through 32. You stop by sprinkling with the nozzle in the ring 24 as well as by the indirect cooling by means of the coil cooler in the Rings g1 to g5 the head temperature to temperatures between 15 to 30 ° C, z. B. to 20 ° C, it is almost independent of the initial concentration of the water and only influenced by the degassing pressure, which according to the invention is between 7 and 12 atm, a steady state, which is represented by the curves will.

Durch das Ventil33 entweicht, jeweils aus der Gasphase der Ringes 12, s 13 oder s 14 abgezogen, ein Gas-Dampf-Gemisch, das z. B. 92 Molprozent N H, neben Spuren von CO, enthält. Dieses Gemisch wird in die Trocknungsapparatur 15 geleitet, der die Aufgabe zukommt, das N H3 Gas vom Wasserdampf zu befreien. Das in der Trocknungsapparatur 15 anfallende Kondensat wird über die Leitung 17 abgezogen. Das aus dem Ventil 31 entweichende Gasgemisch besteht aus 92 Molprozent CO, und 8 Molprozent H,S, über Kopf entweicht aus dem Ventil 32 ein Gemisch aus 32 Molprozent H2 S und 68 Molprozent CO,. A gas-vapor mixture escapes through the valve 33, each withdrawn from the gas phase of the ring 12, 13 or 14. B. 92 mole percent NH, in addition to traces of CO . This mixture is passed into the drying apparatus 15, which has the task of freeing the N H3 gas from the water vapor. The condensate accumulating in the drying apparatus 15 is drawn off via the line 17. The gas mixture escaping from valve 31 consists of 92 mole percent CO, and 8 mole percent H, S, a mixture of 32 mole percent H2 S and 68 mole percent CO, escapes overhead from valve 32.

Die Seitenabgänge aus der Flüssigkeitsphase der Siebböden-Kolonnenringe s1, s2, s3 und s4 über Entspannungsventil34 können automatisch durch die Kopftemperatur gesteuert werden, derart, daß beim Ansteigen der Temperatur über das jeweilig eingestellte Optimum Flüssigkeit abgezapft und damit die Temperatur wieder heruntergeholt wird. Die abgezogene Flüssigkeit läuft dem Rohwasser zu.The side outflows from the liquid phase of the sieve tray column rings s1, s2, s3 and s4 via relief valve34 can be adjusted automatically by the head temperature be controlled in such a way that when the temperature rises above the respective set Optimum liquid is drawn off and the temperature is brought down again. The withdrawn liquid runs into the raw water.

Fährt man den beschriebenen Druckentgasungsturm entsprechend den vorstehend geschilderten Betriebsbedingungen, so erhält man einmal ein praktisch N H3 freies H,S-C02 Gemisch, das ohne weiteres z. B. im Clausofen auf Schwefel oder nach dem Kontaktverfahren auf Schwefelsäure verarbeitet werden kann. Zweitens fällt ein hochprozentiges Kohlendioxyd an, dem man die geringen Beimengungen, z. B. an Ammoniak, gegebenenfalls auch an Schwefelwasserstoff, ohne umständliche Maßnahme entziehen kann. Drittens zieht man ein hochprozentiges Ammoniakgas ab, das man ohne weiteres z. B. verflüssigen oder aber oxydieren kann.If you drive the pressure degassing tower described in accordance with the above The operating conditions described, one obtains a practically N H3-free one H, S-C02 mixture, which is readily available e.g. B. in the Claus furnace on sulfur or after Contact method based on sulfuric acid can be processed. Second, there is a high proof Carbon dioxide to which you can add the small amounts, z. B. ammonia, if appropriate can also withdraw hydrogen sulfide without laborious measures. Third you pull off a high percentage ammonia gas, which you can easily z. B. liquefy or can oxidize.

Von größter Bedeutung ist die Variationsmöglichkeit der kombinierten Verarbeitung der erfindungsgemäß getrennt voneinander herstellbaren hochprozentigen Gase H2 S, CO, und N H, sowie die Möglichkeit, das praktisch vollkommen, ohne Verwendung von z. B. Kalkmilch entgaste Gaswasser als Berieselungswasser und Dampfkesselspeisewasser in den Gaswasserkreislauf zurückzugeben.The possibility of varying the combined processing of the high-percentage gases H2 S, CO, and NH, which can be produced separately from one another according to the invention, as well as the possibility of practically completely without the use of z. B. Lime milk to return degassed gas water as sprinkling water and steam boiler feed water into the gas water cycle.

Nachstehend wird noch ein weiteres Ausführungsbeispiel gegeben: Es werden dem Röhrenofen 8 aus Mischbehälter 4 über Entspannungsmaschine 5, Druckwärmeaustauscher 6 und Preßpumpe 7 stündlich 6 m3 Mischwasser mit 18 g NH3 und 12 g H, S und 10 g C02 je Liter zugeführt, unter einem Druck von 40 atü auf 240" C erhitzt und mittels Entspannungsventil 9 in den Entgasungsturm 10 eingespritzt. In diesem Turm wird bei einem Druck von 10 atü folgendes Temperaturgefälle gehalten Die Temperatur des aus 32 austretenden C02 H,S-Gemisches liegt um 20 bis 23°C. Es blasen stündlich 70 kg H, S -f- 58 kg CO,, ab, die vor dem Austritt aus dem Turm mit 800 kg/Std. kaltem, entgastem Wasser, das man am Kopf des Turmes eindüst, gewaschen werden. Die Temperatur unterhalb der indirekt gekühlten Glokkenböden g 1 bis g5 liegt bei 85° C und die unterhalb des indirekten Kühlers 26 bei 95 bis 97°C. An der Ammoniakabzapfstelle 33 wird eine Temperatur von 185° C gehalten. Hier tritt ein Gemisch aus, das aus 105 kg N H, sowie aus 16 kg H20 besteht und nach Kühlung und Trocknung, z. B. mit Silikagel, ohne weiteres verflüssigt oder oxydiert werden kann.Another exemplary embodiment is given below: 6 m3 of mixed water with 18 g of NH3 and 12 g of H, S and 10 g of C02 per liter are fed into the tube furnace 8 from the mixing vessel 4 via an expansion machine 5, pressure heat exchanger 6 and press pump 7, under one pressure heated from 40 atmospheres to 240 degrees Celsius and injected into the degassing tower 10 by means of an expansion valve 9. In this tower, the following temperature gradient is maintained at a pressure of 10 atmospheres Every hour 70 kg of H, S-f- 58 kg of CO 2 are blown off, which are washed with 800 kg / hour of cold, degassed water that is injected at the top of the tower before exiting the tower below the indirectly cooled bell bottoms g 1 to g5 is at 85 ° C. and that below the indirect cooler 26 is at 95 to 97 ° C. A temperature of 185 ° C. is maintained at the ammonia tap 33. Here, a mixture emerges that consists of 105 kg NH, s owie consists of 16 kg H20 and after cooling and drying, e.g. B. with silica gel, can be easily liquefied or oxidized.

Um die Entgasung des Wassers zu sichern, kann man in dem Turmsumpf 250 kg/Std. Heißdampf mit einem Druck von 15 atü einblasen. Über das Ventil 30 laufen stündlich 7050 kg entgastes Wasser mit 0,4 g N H3 (gebunden als Sulfat) und 0,3 g C02 je Liter ab. Zieht man über 31 ein hochprozentiges Kohlendioxyd ab, das z. B. neben 92 Molprozent C02 nur noch 8 Molprozent H,S enthält, so muß die Temperatur an dieser Stelle, bei gleichbleibenden Temperaturen der anderen Zapfstellen, auf 27° C gehalten werden.In order to ensure the degassing of the water, one can in the tower sump 250 kg / hour Blow in superheated steam at a pressure of 15 atmospheres. Run through valve 30 hourly 7050 kg of degassed water with 0.4 g of N H3 (bound as sulfate) and 0.3 g C02 per liter. If you pull over 31 a high percentage carbon dioxide that z. B. contains only 8 mole percent H, S in addition to 92 mole percent CO 2, the temperature must at this point, with constant temperatures of the other draw-off points 27 ° C.

Claims

PATENTANSPÜCI1C 1. Process for the processing of gas water that contains weak acids (H, S, C02) in addition to ammonia, by heating in a tube furnace under pressure, relaxation in a degassing column operating under pressure and separate extraction of vapors and liquids enriched in individual substances, characterized in that in the degassing column a pressure between 5 and 35, preferably maintained between 7 and 12 atmospheres and between the cooling water injection ring the degassing column and the bottom a temperature gradient of 25 to 185 ° C prevails.

2. The method according to claim 1, characterized in that in terms of extraction a mixture rich in hydrogen sulphide of substances with the highest possible degree of purity at the top of the column (at 32), a CO, -rich mixture from the lower bubble cap trays (at 31), an ammonia-rich mixture a little above the raw water inlet (at 33) the vapor phase is withdrawn.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that that the H, S and CO 2 -containing gases going off overhead are reduced in a known manner Pressure washable with oil.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that that the draining degassed water treated in an air cooler and thereby of low volatility Substances, e.g. B. tar companions, freed and then returned to the gas washer or used to generate steam.

5. Device for carrying out the method according to claim 1 to 4, consisting of a degassing column, the height of which is the 12- is up to 20 times the diameter and in the case of the one that is indirectly cooled in the uppermost part Bell trays with a total height of 3 to 7 times the column diameter, including an indirect cooler with approximately the same cooling surface as all floor coolers, including a packed column with sieve trays of about 8 to 12 times the height of the column diameter arranged and internals are provided in this column, the trickling down Direct liquid to the middle of the column.