DE102014115395A1 - Process and plant for the separation of ammonia from a gas mixture - Google Patents

Process and plant for the separation of ammonia from a gas mixture Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Abtrennen von Ammoniak aus einem ammoniakhaltigen Gasgemisch 1‘ durch Mischen des Gasgemischs mit einer wässrigen Flüssigkeit von der Ammoniak mindestens teilweise absorbiert wird, wobei das Gasgemisch und die wässrige Flüssigkeit getrennt voneinander in die Eintrittshaube 15 eines Rohrbündelwärmetauschers 16 eingeleitet und darin zu einem zweiphasigen Gas-Flüssiggemisch vermengt werden, wobei anschließend das Gas-Flüssiggemisch durch die Rohre des Rohrbündelwärmetauschers 16 geleitet wird, wobei das Gas-Flüssiggemisch durch ein mantelseitig geführtes Kühlmedium gekühlt wird, anschließend das Gas-Flüssiggemisch aus dem Wärmetauscher 16 in einen Abscheider 18 zur Trennung der Gas- und der Flüssigphase überführt wird, wobei eine an Ammoniak abgereicherte Gasphase 19 und eine an Ammoniak angereicherte Flüssigphase 12‘ erhalten und jeweils zur weiteren Verwendung aus dem Abscheider 18 ausgeleitet werden. A method for separating ammonia from an ammonia-containing gas mixture 1 'by at least partially mixing the gas mixture with an aqueous liquid from which ammonia is introduced, the gas mixture and the aqueous liquid being introduced separately into the inlet hood 15 of a shell-and-tube heat exchanger 16 and into a biphasic gas therein Liquid mixture are mixed, in which case the gas-liquid mixture is passed through the tubes of the tube bundle heat exchanger 16, wherein the gas-liquid mixture is cooled by a shell-side guided cooling medium, then the gas-liquid mixture from the heat exchanger 16 in a separator 18 for separating the gas - And the liquid phase is transferred, wherein an ammonia-depleted gas phase 19 and an ammonia-enriched liquid phase 12 'is obtained and discharged for further use from the separator 18.

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Figure DE102014115395A1_0001

Description

Gebiet der Erfindung Field of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Abtrennen von Ammoniak aus einem ammoniakhaltigen Gasgemisch durch Mischen des Gasgemischs mit einer wässrigen Flüssigkeit, von der Ammoniak mindestens teilweise absorbiert wird. The invention relates to a method and a plant for separating ammonia from an ammonia-containing gas mixture by mixing the gas mixture with an aqueous liquid from which ammonia is at least partially absorbed.

Stand der Technik State of the art

Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind an sich bekannt. Eine wichtige Anwendung dafür besteht im Rahmen der Aufarbeitung von bei der Festbettkohlevergasung nach dem Sasol-Lurgi-Verfahren entstandenem Gaskondensat. Bei dieser Aufarbeitung werden nacheinander Teer, Öl, Phenole und anschließend nacheinander Sauergas und Ammoniak aus dem Gaskondensat abgetrennt. Beschrieben sind diese Prozesse in GASIFICATION, 2. Ed., Christopher Higman/Maarten van der Burgt, Gulf Professional Publishing, Chapter 5.1.1 und in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Ed., Vol. 15, Chapter 6, Seite 430 ff . Such methods and devices are known per se. An important application for this is in the context of the workup of gas condensate produced in the fixed bed coal gasification by the Sasol-Lurgi process. In this workup successively tar, oil, phenols and then sequentially sour gas and ammonia are separated from the gas condensate. These processes are described in GASIFICATION, 2nd Ed., Christopher Higman / Maarten van der Burgt, Gulf Professional Publishing, Chapter 5.1.1, and Ullmann's Encyclopaedia of Industrial Chemistry, 6th Ed., Vol. 15, Chapter 6, page 430 ff ,

Die Abtrennung von Ammoniak wird dabei in der Praxis häufig durch Absorption des Ammoniaks in einer Absorptionskolonne durchgeführt. Dabei durchströmt das ammoniakhaltige Gasgemisch die Kolonne von unten nach oben und wird dabei durch eine oder auch mehrere, z.B. drei Füllkörperpackungen geführt. Im Gegenstrom dazu wird Wasser, als Absorptionsmittel, von oben nach unten durch die Packungen geführt. Bei der untersten Packung, bei der das ammoniakhaltige Gasgemisch zuerst mit der wässrigen Absorptionsflüssigkeit in Kontakt kommt, wird, wegen der großen, bei diesem Kontakt absorbierten Ammoniakmenge und zur Abfuhr des damit verbundenen großen Anfalls an Absorptionswärme, die wässrige Absorptionsflüssigkeit über jeweils einen externen Wärmetauscher im Kreis geführt. Diese Maßnahme wird häufig auch bei der zweiten Füllkörperpackung durchgeführt. The separation of ammonia is often carried out in practice by absorption of the ammonia in an absorption column. In this case, the ammonia-containing gas mixture flows through the column from bottom to top and is characterized by one or more, e.g. led three packings. In countercurrent to water, as an absorbent, passed from top to bottom through the packs. In the lowermost packing, in which the ammonia-containing gas mixture first comes into contact with the aqueous absorption liquid, the aqueous absorption liquid is in each case via an external heat exchanger, because of the large amount of ammonia absorbed in this contact and the associated large accumulation of heat of absorption Circle led. This measure is often carried out in the second packed pack.

Da grundsätzlich mit steigender Temperatur das Absorptionsvermögen der wässrigen Absorptionsflüssigkeit sinkt, ist es erforderlich, durch eine entsprechend große Flüssigkeitsmenge den durch die Absorption des Ammoniaks verursachten Temperaturanstieg niedrig zu halten. Dies führt aber dazu, dass die Kolonne im Bereich der untersten, mit dem Gasgemisch zuerst in Kontakt kommenden Füllkörperpackung mit einem sehr großen Durchmesser ausgelegt werden muss, um die große Flüssigkeitsmenge gleichmäßig über die Füllkörperpackung verteilen zu können. Diese große, umzuwälzende Flüssigkeitsmenge führt zu großen Apparateabmessungen und entsprechenden Kosten, die die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens senken. Since the absorption capacity of the aqueous absorption liquid generally decreases with increasing temperature, it is necessary to keep the temperature rise caused by the absorption of the ammonia low by means of a correspondingly large amount of liquid. However, this leads to the fact that the column must be designed in the region of the lowest, with the gas mixture first coming into contact Füllkörperpackung with a very large diameter in order to distribute the large amount of liquid evenly over the Füllkörperpackung. This large volume of liquid to be circulated leads to large apparatus dimensions and corresponding costs, which reduce the economic efficiency of the method.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und eine nach diesem Verfahren arbeitende Anlage zur Verfügung zu stellen, bei dem der Kontakt zwischen dem ammoniakhaltigen Gasgemisch und der Absorptionsflüssigkeit in einer weniger voluminösen, und damit kostengünstigeren Apparatur, durchgeführt wird. The object of the present invention is to provide an improved process and a plant operating according to this process, in which the contact between the ammonia-containing gas mixture and the absorption liquid is carried out in a less voluminous, and thus more cost-effective apparatus.

Beschreibung der Erfindung Description of the invention

Die Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst durch ein Verfahren zum Abtrennen von Ammoniak aus einem ammoniakhaltigen Gasgemisch durch Mischen des Gasgemischs mit einer wässrigen Flüssigkeit, von der Ammoniak mindestens teilweise absorbiert wird, wobei das Gasgemisch und die wässrige Flüssigkeit getrennt voneinander in die Eintrittshaube eines Rohrbündelwärmetauschers eingeleitet und darin zu einem zweiphasigen Gas-Flüssiggemisch vermengt werden, wobei anschließend das Gas-Flüssiggemisch durch die Rohre des Rohrbündelwärmetauschers geleitet wird, wobei das Gas-Flüssiggemisch durch ein mantelseitig geführtes Kühlmedium gekühlt wird, anschließend das Gas-Flüssiggemisch aus dem Wärmetauscher in einen Abscheider zur Trennung der Gas- und der Flüssigphase überführt wird, wobei eine an Ammoniak abgereicherte Gasphase und eine an Ammoniak angereicherte Flüssigphase erhalten und jeweils zur weiteren Verwendung aus dem Abscheider 18 ausgeleitet werden. The object is achieved by the invention according to claim 1 by a method for separating ammonia from an ammonia-containing gas mixture by mixing the gas mixture with an aqueous liquid from which ammonia is at least partially absorbed, wherein the gas mixture and the aqueous liquid separated from each other in the inlet hood a shell-and-tube heat exchanger are introduced therein and mixed into a two-phase gas-liquid mixture, wherein then the gas-liquid mixture is passed through the tubes of the tube bundle heat exchanger, wherein the gas-liquid mixture is cooled by a shell side run cooling medium, then the gas-liquid mixture from the heat exchanger in a separator for separating the gas and the liquid phase is transferred, wherein an ammonia-depleted gas phase and an ammonia-enriched liquid phase obtained and each for further use of the separator 18 be discharged.

Erfindungsgemäß wird das Mischen des aus der Totalabtreibekolonne kommenden, ammoniakhaltigen Gasgemischs mit der wässrigen Flüssigkeit, die Absorption des Ammoniaks und die Abführung der Absorptionswärme in einem Rohrbündelwärmetauscher durchgeführt. Dabei werden das Gasgemisch und die wässrige Flüssigkeit getrennt voneinander in die Eintrittshaube des Rohrbündelwärmetauschers eingeleitet und darin zu einem zweiphasigen Gas-Flüssigkeitsgemisch vermengt werden, wobei anschließend das Gas-Flüssigkeitsgemisch durch die Rohre des Rohrbündelwärmetauschers geleitet wird, wobei das Gas-Flüssiggemisch durch ein mantelseitig geführtes Kühlmedium gekühlt wird. Indem das ammoniakhaltige Gasgemisch und die absorbierende wässrige Flüssigkeit gemeinsam durch die Rohre des Wärmetauschers strömen, wird die Absorptionswärme zum Teil direkt bei ihrer Entstehung abgeführt, der Temperaturanstieg der Flüssigkeit gesenkt und damit die Absorptionsfähigkeit der Flüssigkeit erhöht. Anschließend wird das Gas-Flüssiggemisch aus dem Wärmetauscher in einen Apparat zur Trennung der Gas- und der Flüssigphase überführt. According to the invention, the mixing of the ammonia-containing gas mixture coming from the total stripping column with the aqueous liquid, the absorption of the ammonia and the removal of the heat of absorption in a shell-and-tube heat exchanger are carried out. In this case, the gas mixture and the aqueous liquid are introduced separately into the inlet hood of the tube bundle heat exchanger and mixed into a two-phase gas-liquid mixture, wherein the gas-liquid mixture is then passed through the tubes of the tube bundle heat exchanger, wherein the gas-liquid mixture guided by a shell side Cooling medium is cooled. By flowing together the ammonia-containing gas mixture and the absorbing aqueous liquid through the tubes of the heat exchanger, the heat of absorption is partly dissipated as they are formed, lowering the temperature rise of the liquid, thereby increasing the absorbency of the liquid. Subsequently, the gas-liquid mixture is transferred from the heat exchanger in an apparatus for separating the gas and the liquid phase.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung Preferred embodiments of the invention

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die wässrige Flüssigkeit mittels mindestens einer Düse in der Eintrittshaube des Rohrbündelwärmetauschers in das ammoniakhaltige Gasgemisch eingeführt wird. Dies ist eine einfache Methode, eine Flüssigkeit gleichmäßig in einem Gas zu verteilen. An expedient embodiment of the invention is that the aqueous liquid is introduced into the ammonia-containing gas mixture by means of at least one nozzle in the inlet hood of the shell-and-tube heat exchanger. This is a simple way to evenly distribute a liquid in a gas.

Eine Variante der Erfindung besteht darin, die Absorption des Ammoniaks in einem mehrstufigen Verfahren durchzuführen, wobei die erste Stufe gemäß Anspruch 1 oder 2 erfolgt und dann, in einer zweiten Stufe, die dabei erhaltene, an Ammoniak abgereicherte Gasphase in eine Absorptionskolonne geleitet wird und diese von unten nach oben durchströmt, und wobei in diese Kolonne Frischwasser eingeleitet wird, das die Kolonne im Gegenstrom zur Gasphase von oben nach unten durchströmt und wobei das dabei weiter an Ammoniak abgereicherte Gas zur weiteren Verwendung aus der Kolonne ausgeleitet wird und wobei das dabei mit Ammoniak beladene Wasser als wässrige Flüssigkeit aus der Kolonne ausgeleitet und im ersten Schritt verwendet wird, indem es in die Eintrittshaube des Rohrbündelwärmetauschers eingeleitet wird. A variant of the invention is to carry out the absorption of the ammonia in a multi-stage process, wherein the first stage according to claim 1 or 2 is carried out and then, in a second stage, the resulting ammonia-depleted gas phase is passed into an absorption column and this flows through from bottom to top, and wherein fresh water is introduced into this column, which flows through the column in countercurrent to the gas phase from top to bottom and wherein the further depleted in ammonia gas is discharged from the column for further use, and wherein the case with ammonia discharged water is discharged as an aqueous liquid from the column and used in the first step by being introduced into the inlet hood of the tube bundle heat exchanger.

Durch diese Maßnahme werden Restgehalte an Ammoniak auf konventionelle Weise, d. h. durch Kontakt der Gas- und der Flüssigphase in einer bzw. mehreren Füllkörperschichten, aus der Gasphase entfernt. Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vermischung der Gasphase und der wässrigen Flüssigkeit im Rohrbündelwärmetauscher können so besonders hohe Abscheidegrade für Ammoniak bei insgesamt kleiner Baugröße der verwendeten Apparate erzielt werden. By this measure, residual contents of ammonia in a conventional manner, d. H. removed by contact of the gas and the liquid phase in one or more Füllkörperschichten, from the gas phase. In connection with the inventive mixing of the gas phase and the aqueous liquid in the tube bundle heat exchanger so particularly high separation efficiency for ammonia can be achieved with a small overall size of the apparatus used.

Eine weitere besondere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die in der zweiten Stufe verwendete Absorptionskolonne mit zwei getrennten, übereinanderliegenden Stoffaustauschvorrichtungen, beispielsweise Füllkörperpackungen oder strukturierten Packungen, ausgestattet ist, wobei die wässrige Phase über die untere Packung im Kreis und zur Kühlung über einen außerhalb der Kolonne liegenden Wärmetauscher geführt wird. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, wenn, gemäß Stand der Technik, im ersten Schritt die Absorption in einer Füllkörperpackung durchgeführt wird. A further particular embodiment of the invention is characterized in that the absorption column used in the second stage is equipped with two separate, superimposed mass transfer devices, for example random packings or structured packings, wherein the aqueous phase in a circle over the lower packing and for cooling via an outside the column lying heat exchanger is performed. This embodiment is particularly advantageous if, according to the prior art, in the first step, the absorption is carried out in a packed body.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch eine Anlage zum Abtrennen von Ammoniak aus einem ammoniakhaltigen Gasgemisch, umfassend folgende Anlagenteile:

  • (a) einen Rohrbündelwärmetauscher 16 mit Zuleitungen für ein ammoniakhaltiges Gasgemisch 1‘ und eine wässrige Flüssigkeit 14 und einer Ableitung für ein zweiphasiges Gas-Flüssiggemisch 17‘, geeignet zur Vermischung des Gasgemischs 1‘ und der wässrigen Flüssigkeit 14 zu dem zweiphasiges Gas-Flüssiggemisch 17‘ und zur Kühlung desselben,
  • (b) einen dem Anlagenteil (a) strömungsmäßig nachgeschalteten Abscheider 18 zur Trennung in eine an Ammoniak angereicherte Flüssigphase 12‘ und eine an Ammoniak abgereicherte Gasphase 19,
  • (c) einen dem Anlagenteil (b) in Bezug auf die Gasphase strömungsmäßig nachgeschaltete Absorptionskolonne 2‘, enthaltend eine Zuleitung für Frischwasser 6‘, eine Ableitung für mit Ammoniak beladenes Wasser als wässrige Flüssigkeit 14, eine Ableitung für an Ammoniak abgereichertes Gas 13‘ sowie mindestens eine Stoffaustauschvorrichtung 4‘, wobei ein erster Teil der wässrigen Flüssigkeit 14 mittels einer Fördervorrichtung 8‘ über einen Wärmetauscher 10‘ gefördert, dort gekühlt und anschließend der Absorptionskolonne 2‘ oberhalb der Stoffaustauschvorrichtung 4‘ aufgegeben wird und wobei ein zweiter Teil der wässrigen Flüssigkeit 14 zum Anlagenteil (a) zurückgeführt wird.
In a further aspect, the invention also relates to a plant for separating ammonia from an ammonia-containing gas mixture, comprising the following plant parts:
  • (a) a shell and tube heat exchanger 16 with supply lines for an ammonia-containing gas mixture 1' and an aqueous liquid 14 and a derivative for a two-phase gas-liquid mixture 17 ' , suitable for mixing the gas mixture 1' and the aqueous liquid 14 to the two-phase gas-liquid mixture 17 ' and to cool it,
  • (B) a downstream of the plant part (a) separator 18 for separation into an ammonia-enriched liquid phase 12 ' and an ammonia-depleted gas phase 19 .
  • (c) an absorption section downstream of the plant section (b) with respect to the gas phase 2 ' containing a supply line for fresh water 6 ' , a discharge for ammonia-laden water as an aqueous liquid 14 , a discharge for ammonia-depleted gas 13 ' and at least one mass transfer device 4 ' , wherein a first part of the aqueous liquid 14 by means of a conveyor 8th' via a heat exchanger 10 ' promoted, cooled there and then the absorption column 2 ' above the mass transfer device 4 ' is abandoned and wherein a second part of the aqueous liquid 14 to the plant part (a) is returned.

Ausführungsbeispiel embodiment

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und den Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination die Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Further developments, advantages and applications of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments and the drawings. All described and / or illustrated features alone or in any combination form the invention, regardless of their combination in the claims or their dependency.

Es zeigen Show it

1 ein Verfahren zum Abtrennen von Ammoniak aus einem Ammoniak und inerte Gase enthaltendem Gasgemisch nach dem Stand der Technik, 1 a process for separating ammonia from a gas mixture containing ammonia and inert gases, according to the prior art,

2 eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zunächst soll an Hand von 1 der Stand der Technik erläutert werden. Das ammoniakhaltige Gasgemisch 1 wird am Boden der Absorptionskolonne 2 eingeleitet und durchströmt nacheinander die Stoffaustauschvorrichtungen 3, 4 und 5, die hier als Füllkörperpackungen ausgestaltet sind. In den Kopf der Kolonne 2 wird demineralisiertes Wasser 6 als Absorptionsmittel eingeleitet und durchströmt im Gegenstrom zu dem aufsteigenden Gasgemisch nacheinander die Füllkörperpackungen. Für die untere und die mittlere Füllkörperpackung 3 und 4 wird das Wasser mittels der Pumpen 7 und 8 umgepumpt. Über die Wärmetauscher 9 und 10 wird dem Wasser dabei die bei der Ammoniakaufnahme entstandene Absorptionswärme entzogen. Auf diese Weise wird eine höhere Aufnahme des Wassers an Ammoniak erreicht. Am Boden der Kolonne 2 wird über Pumpe 11 an Ammoniak angereicherte wässrige Flüssigkeit 12 zur weiteren Verwendung abgezogen. Am Kopf der Kolonne 2 wird an Ammoniak abgereichertes Gas 13, im Wesentlichen Stickstoff enthaltendes Inertgas, zur weiteren Verwendung abgezogen. 2 an exemplary embodiment of the method according to the invention. First, to hand on 1 The prior art will be explained. The ammonia-containing gas mixture 1 is at the bottom of the absorption column 2 introduced and flows through the mass transfer devices in succession 3 . 4 and 5 , which are designed here as packed packing. In the head of the column 2 becomes demineralized water 6 introduced as an absorbent and flows through in countercurrent to the rising gas mixture in succession, the packed packings. For the lower and middle packing 3 and 4 The water is pumped 7 and 8th circulated. About the heat exchangers 9 and 10 In this case, the heat of absorption of the absorption of ammonia is removed from the water. In this way, a higher uptake of water to ammonia is achieved. At the bottom of the column 2 is over pump 11 Ammonia-enriched aqueous fluid 12 deducted for further use. At the head of the column 2 becomes ammonia-depleted gas 13 , essentially nitrogen-containing inert gas, withdrawn for further use.

Aufgrund der großen Volumenströme des teilbeladenen Absorptionsmittels muss insbesondere die unterste Füllkörperpackung 3 besonders groß ausgestaltet werden. Daher resultieren große Baugrößen für die Absorptionskolonne 2, insbesondere im Hinblick auf den Kolonnenquerschnitt. Dies führt wiederum zu erhöhten Investitionskosten und Limitierungen hinsichtlich der Aufstellung der Absorptionskolonne 2 innerhalb des Anlagenverbunds. Ferner müssen die Pumpe 7 und der Wärmetauscher 9 entsprechend leistungsstark ausgelegt werden. Due to the large volume flows of the partially loaded absorbent must in particular the bottom packing packing 3 be made particularly large. Therefore, large sizes for the absorption column result 2 , in particular with regard to the column cross-section. This in turn leads to increased investment costs and limitations with regard to the installation of the absorption column 2 within the plant network. Furthermore, the pump must 7 and the heat exchanger 9 be designed accordingly powerful.

2 zeigt als Beispiel für eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie das ammoniakhaltige Gasgemisch 1‘ und ein Strom 14 wässriger Flüssigkeit in die Eintrittshaube 15 eines Rohrbündelwärmetauschers 16 eingeleitet werden. Das dabei entstandene zweiphasige Gas-Flüssig-Gemisch wird, nachdem es durch die Rohre des Wärmetauschers geflossen ist, wobei ein großer Teil des Ammoniaks aus der Gasphase von der Flüssigphase absorbiert und Absorptionswärme abgeführt wurde, als Strom 17‘ in einen Abscheider 18 zur Trennung der Gas- und der Flüssigphase eingeleitet. Daraus wird die Gasphase als Strom 19 in den Boden der Absorptionskolonne 2‘ eingeleitet und strömt durch die Füllkörperpackungen 4‘ und 5‘ zum Kopf der Kolonne 2‘. Am Kopf der Kolonne 2‘ wir demineralisiertes Wasser 6‘ eingeführt, das als Absorptionsmittel restliche Ammoniakgehalte aus der Gasphase aufnimmt. Die weitgehend von Ammoniak befreite Gasphase verlässt die Kolonne 2‘ am Kopf als Strom 13‘ zur weiteren Behandlung. Über die untere Füllkörperpackung 4‘ wird das Wasser mittels Pumpe 8‘ im Kreis geführt, wobei über den Wärmetauscher 10‘ Absorptionswärme abgeführt wird. Aus dem Kreislauf wird der Strom 14 zum Wärmetauscher 16 hin abgezweigt. Die erzeugte, an Ammoniak angereicherte wässrige Flüssigkeit 12‘ wird aus dem Abscheider 18 abgeführt und mittels Pumpe 11‘ weiterer Verwendung zugeführt. 2 shows as an example of an embodiment of the method according to the invention, such as the ammonia-containing gas mixture 1' and a stream 14 aqueous liquid in the entrance hood 15 a shell and tube heat exchanger 16 be initiated. The resulting two-phase gas-liquid mixture, after flowing through the tubes of the heat exchanger, with a large portion of the ammonia from the gas phase being absorbed by the liquid phase and heat of absorption being removed, is taken as a current 17 ' in a separator 18 initiated for the separation of the gas and the liquid phase. This turns the gas phase into electricity 19 in the bottom of the absorption column 2 ' introduced and flows through the packed packing 4 ' and 5 ' to the head of the column 2 ' , At the head of the column 2 ' we demineralized water 6 ' introduced, which absorbs as residual absorbent ammonia levels from the gas phase. The largely freed from ammonia gas phase leaves the column 2 ' on the head as electricity 13 ' for further treatment. About the lower packing 4 ' the water is pumped 8th' circulated, passing over the heat exchanger 10 ' Absorption heat is dissipated. The circulation becomes electricity 14 to the heat exchanger 16 branched off. The generated aqueous ammonia-enriched liquid 12 ' gets out of the separator 18 discharged and by pump 11 ' fed further use.

Gewerbliche Anwendbarkeit Industrial Applicability

Die Erfindung stellt eine kostengünstige Alternative zu einem praktisch angewandten Verfahren dar und ist daher gewerblich anwendbar. The invention is a cost effective alternative to a practical method and is therefore industrially applicable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1‘ 1, 1 '
Gasgemisch, ammoniakhaltig Gas mixture, containing ammonia
2, 2‘ 2, 2 '
Absorptionskolonne absorption column
3 3
Stoffaustauschvorrichtung Mass transfer device
4, 4‘ 4, 4 '
Stoffaustauschvorrichtung Mass transfer device
5, 5‘ 5, 5 '
Stoffaustauschvorrichtung Mass transfer device
6, 6‘ 6, 6 '
Frischwasser oder demineralisiertes Wasser Fresh water or demineralized water
7 7
Pumpe pump
8, 8‘ 8, 8 '
Pumpe pump
9 9
Wärmetauscher heat exchangers
10, 10‘ 10, 10 '
Wärmetauscher heat exchangers
11, 11‘ 11, 11 '
Pumpe pump
12, 12‘ 12, 12 '
wässrige Flüssigkeit, an Ammoniak angereichert aqueous liquid, enriched in ammonia
13, 13‘ 13, 13 '
Inertgas, an Ammoniak abgereichert Inert gas, depleted of ammonia
14 14
wässrige Flüssigkeit aqueous liquid
15 15
Eintrittshaube inlet hood
16 16
Rohrbündelwärmetauscher Tube heat exchanger
17‘ 17 '
Gas-Flüssiggemisch Gas-liquid mixture
18 18
Abscheider separators
19 19
Gasphase gas phase

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • GASIFICATION, 2. Ed., Christopher Higman/Maarten van der Burgt, Gulf Professional Publishing, Chapter 5.1.1 und in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Ed., Vol. 15, Chapter 6, Seite 430 ff [0002] GASIFICATION, 2nd ed., Christopher Higman / Maarten van der Burgt, Gulf Professional Publishing, Chapter 5.1.1 and in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th Ed., Vol. 15, Chapter 6, page 430 et seq. [0002]

Claims (5)

Verfahren zum Abtrennen von Ammoniak aus einem ammoniakhaltigen Gasgemisch 1‘ durch Mischen des Gasgemischs mit einer wässrigen Flüssigkeit, von der Ammoniak mindestens teilweise absorbiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasgemisch und die wässrige Flüssigkeit 14 getrennt voneinander in die Eintrittshaube 15 eines Rohrbündelwärmetauschers 16 eingeleitet und darin zu einem zweiphasigen Gas-Flüssiggemisch 17‘ vermengt werden, wobei anschließend das Gas-Flüssiggemisch durch die Rohre des Rohrbündelwärmetauschers 16 geleitet wird, wobei das Gas-Flüssiggemisch durch ein mantelseitig geführtes Kühlmedium gekühlt wird, anschließend das Gas-Flüssiggemisch aus dem Wärmetauscher 16 in einen Abscheider 18 zur Trennung der Gas- und der Flüssigphase überführt wird, wobei eine an Ammoniak abgereicherte Gasphase 19 und eine an Ammoniak angereicherte Flüssigphase 12‘ erhalten und jeweils zur weiteren Verwendung aus dem Abscheider 18 ausgeleitet werden. Process for separating ammonia from an ammonia-containing gas mixture 1' by mixing the gas mixture with an aqueous liquid from which ammonia is at least partially absorbed, characterized in that the gas mixture and the aqueous liquid 14 separated from each other in the entrance hood 15 a shell and tube heat exchanger 16 introduced therein and into a two-phase gas-liquid mixture 17 ' be mixed, and then the gas-liquid mixture through the tubes of the tube bundle heat exchanger 16 is passed, wherein the gas-liquid mixture is cooled by a jacket-side guided cooling medium, then the gas-liquid mixture from the heat exchanger 16 in a separator 18 is transferred to the separation of the gas and the liquid phase, wherein a gas phase depleted of ammonia 19 and an ammonia-enriched liquid phase 12 ' received and each for further use from the separator 18 be discharged. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Flüssigkeit mittels mindestens einer Düse in der Eintrittshaube des Rohrbündelwärmetauschers in das ammoniakhaltige Gasgemisch eingeführt wird. A method according to claim 1, characterized in that the aqueous liquid is introduced by means of at least one nozzle in the inlet hood of the tube bundle heat exchanger in the ammonia-containing gas mixture. Verfahren zum Abtrennen von Ammoniak aus einem ammoniakhaltigen Gasgemisch durch Mischen des Gasgemischs mit wässriger Flüssigkeit von der der Ammoniak mindestens teilweise absorbiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in zwei Schritten durchgeführt wird, wobei der erste Schritt gemäß Anspruch 1 oder 2 erfolgt, dann die im ersten Schritt erhaltene, an Ammoniak abgereicherte Gasphase 19 in eine Absorptionskolonne 2‘ geleitet wird und diese von unten nach oben durchströmt, wobei in die Kolonne Frischwasser 6‘ eingeleitet wird, das die Absorptionskolonne 2‘ im Gegenstrom zur Gasphase von oben nach unten durchströmt und wobei das dabei weiter an Ammoniak abgereicherte Gas 13‘ zur weiteren Verwendung aus der Kolonne 2‘ ausgeleitet wird und wobei das dabei mit Ammoniak beladene Wasser als wässrige Flüssigkeit 14 aus der Kolonne 2‘ ausgeleitet und im ersten Schritt verwendet wird, indem es in die Eintrittshaube 15 des Rohrbündelwärmetauschers 16 eingeleitet wird. A process for separating ammonia from an ammonia-containing gas mixture by mixing the gas mixture with aqueous liquid from which the ammonia is at least partially absorbed, characterized in that the process is carried out in two steps, the first step being according to claim 1 or 2, then obtained in the first step, ammonia-depleted gas phase 19 in an absorption column 2 ' is passed and flows through them from bottom to top, in the column fresh water 6 ' is introduced, which is the absorption column 2 ' flows through in countercurrent to the gas phase from top to bottom and the case while the further depleted of ammonia gas 13 ' for further use from the column 2 ' is discharged and wherein the case with ammonia-laden water as an aqueous liquid 14 from the column 2 ' discharged and used in the first step, placing it in the entrance hood 15 of the tube bundle heat exchanger 16 is initiated. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionskolonne 2‘ mit zwei getrennten, übereinanderliegenden Stoffaustauschvorrichtungen 4‘, 5‘ oder strukturierten Packungen ausgestattet ist, wobei die wässrige Phase über die untere Packung 4‘ im Kreis und zur Kühlung über einen außerhalb der Kolonne liegenden Wärmetauscher 10‘ geführt wird. A method according to claim 3, characterized in that the absorption column 2 ' with two separate, overlying mass transfer devices 4 ' . 5 ' or structured packing, wherein the aqueous phase is above the lower packing 4 ' in a circle and for cooling via a heat exchanger located outside the column 10 ' to be led. Anlage zum Abtrennen von Ammoniak aus einem ammoniakhaltigen Gasgemisch, umfassend folgende Anlagenteile: (a) einen Rohrbündelwärmetauscher 16 mit Zuleitungen für ein ammoniakhaltiges Gasgemisch 1‘ und eine wässrige Flüssigkeit 14 und einer Ableitung für ein zweiphasiges Gas-Flüssiggemisch 17‘, geeignet zur Vermischung des Gasgemischs 1‘ und der wässrigen Flüssigkeit 14 zu dem zweiphasiges Gas-Flüssiggemisch 17‘ und zur Kühlung desselben, (b) einen dem Anlagenteil (a) strömungsmäßig nachgeschalteten Abscheider 18 zur Trennung in eine an Ammoniak angereicherte Flüssigphase 12‘ und eine an Ammoniak abgereicherte Gasphase 19, (c) einen dem Anlagenteil (b) in Bezug auf die Gasphase strömungsmäßig nachgeschaltete Absorptionskolonne 2‘, enthaltend eine Zuleitung für Frischwasser 6‘, eine Ableitung für mit Ammoniak beladenes Wasser als wässrige Flüssigkeit 14, eine Ableitung für an Ammoniak abgereichertes Gas 13‘ sowie mindestens eine Stoffaustauschvorrichtung 4‘, wobei ein erster Teil der wässrigen Flüssigkeit 14 mittels einer Fördervorrichtung 8‘ über einen Wärmetauscher 10‘ gefördert, dort gekühlt und anschließend der Absorptionskolonne 2‘ oberhalb der Stoffaustauschvorrichtung 4‘ wieder aufgegeben wird und wobei ein zweiter Teil der wässrigen Flüssigkeit 14 zum Anlagenteil (a) zurückgeführt wird. Plant for separating ammonia from an ammonia-containing gas mixture, comprising the following parts of the installation: (a) a shell-and-tube heat exchanger 16 with supply lines for an ammonia-containing gas mixture 1' and an aqueous liquid 14 and a derivative for a two-phase gas-liquid mixture 17 ' , suitable for mixing the gas mixture 1' and the aqueous liquid 14 to the two-phase gas-liquid mixture 17 ' and for cooling the same, (b) a downstream of the plant part (a) separator 18 for separation into an ammonia-enriched liquid phase 12 ' and an ammonia-depleted gas phase 19 (c) an absorption column downstream of the plant section (b) with respect to the gas phase 2 ' containing a supply line for fresh water 6 ' , a discharge for ammonia-laden water as an aqueous liquid 14 , a discharge for ammonia-depleted gas 13 ' and at least one mass transfer device 4 ' , wherein a first part of the aqueous liquid 14 by means of a conveyor 8th' via a heat exchanger 10 ' promoted, cooled there and then the absorption column 2 ' above the mass transfer device 4 ' is again abandoned and wherein a second part of the aqueous liquid 14 to the plant part (a) is returned.
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