DE1025556B

DE1025556B - Verfahren zur Entfernung von Kohlenmonoxyd aus Stadtgas

Info

Publication number: DE1025556B
Application number: DES44800A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz Sabel; Dr Heinrich Hegge
Original assignee: FRANZ SABEL DIPL ING
Current assignee: FRANZ SABEL DIPL ING
Priority date: 1955-07-18
Filing date: 1955-07-18
Publication date: 1958-03-06

Description

Verfahren zur Entfernung von Kohlenmonoxyd aus Stadtgas Wegen der Giftwirkung des in normalem Stadtgas enthaltenem Kohlenmonoxyds hat man vorgeschlagen, das Kohlenmonoxyd nach Dampfzusatz zum Stadtgas über Kontakte zum Zwecke der Entgiftung in Wasserstoff umzuwandeln. Dieses Konvertierungsverfahren hat in der Praxis Eingang gefunden. Wegen des verhältnismäßig niedrigen Anteils an Kohlenmonoxyd im Stadtgas und der großen zu behandelnden Gasmengen ist dieses Verfahren, wenn ein praktisch zu vernachlässigender Rest an Kohlenmonoxyd im entgifteten Gas erreicht werden soll, mit hohem Dampfaufwand und einer umfangreichen Apparatur verknüpft.
Vielfach ist auch vorgeschlagen und vereinzelt in Versuchsanlagen probiert worden, das Kohlenmonoxyd neben Kohlendioxyd durch Kupferlösungen auszuwaschen ; man hat bei diesen Vorschlägen ausnahmslos darauf geachtet, kein Athylen bei dem Waschprozeß mit auszuwaschen, und hat deshalb stets Waschlaugen zur Anwendung gebracht, die durch entsprechende Zugaben, wie z. B. Magnesiumchlorid, nur eine Aufnahmefähigkeit für Kohlendioxyd und Kohlenmonoxyd hatten. Diese Verfahren konnten sich nicht durchsetzen, weil sie große Nachteile hatten : einmal ist es technisch schwierig, Laugen mit Bodenkörpern in geregeltem Umlauf zu halten, ohne daß sich Ablagerungen bilden ; dann haben alle vorgeschlagenen und versuchten Laugen infolge der Beigaben, die eine Beschränkung der Auswaschwirkung bewirken sollen, die Eigenschaft, das Baumaterial der Wasch-und Regenerationsapparate stark zu korrodieren, auf die Dauer selbst dann, wenn letzterewie vorgeschlagen und probiert wurde-aus Spezialmaterial errichtet waren.
Außerdem hat man bei diesen Vorschlägen lediglich daran gedacht, das ausgewaschene Kohlenmonoxyd zum Zwecke der Unterfeuerung der Gaserzeugungsöfen, also als minderwertige Wärme zu benutzen, wodurch es der eigentlichen Stadtgasproduktion entzogen wurde.
Den hohen Dampfbedarf bei der Direktkonvertierung von Stadtgas oder die Schwierigkeiten bei der bisher vorgeschlagenen Art der Kohlenmonoxydauswaschung sowie den Verlust des Kohlenoxyds für die Zwecke der Stadtgaserzeugung vermeidet das neue Verfahren : das Kohlenmonoxyd wird zusammen mit dem Athylen durch ammoniakalische Kuprosalzlosung aus dem ursprünglichen Stadtgas ausgewaschen, das Athylen wird aus dem Auswaschgas, in dem es sich in hoher Konzentration befindet, für sich gewonnen, das ausgewaschene Kohlenmonoxyd, ebenfalls in hoher Konzentration, wird in an sich bekannter Weise über Kontakt zu Wasserstoff konvertiert, der seinerseits dem gewaschenen ursprünglichen Stadtgas zu- gesetzt wird. Die Auswaschung des Kohlenmonoxyds aus dem ursprünglichen Stadtgas kann unter normalem Druck oder unter erhöhtem Gasdruck erfolgen, wobei die Waschlauge durch anschließende Erwärmung und Rückkühlung, durch Vakuumbehandlung oder, bei voraufgegangener Druckwäsche, durch einfache Entspannung regeneriert wird. Mit der Kupferlösung wird außer Kohlenmonoxyd das im Stadtgas enthaltene Kohlendioxyd und Athylen ausgewaschen und bei der Regeneration der Lauge mit dem Kohlenmonoxyd aus der Lauge wieder entfernt. Das hoch kohlenmonoxydhaltige Auswaschgas wird in an sich bekannter Weise bei geeigneten Temperaturen, beispielsweise bei 400° C, über Kontakte, wie Eisenoxyd, Bauxit, reaktionsfähiger Kohle od. dgl., bei Anwesenheit von Dampf bis auf geringe Reste von Kohlenmonoxyd in Wasserstoff umgewandelt. Die sehr viel kleineren Mengen an Gas benötigen nicht nur eine kleinere Konvertierungsapparatur als eine Direktkonvertierung des gesamten Stadtgases, sondern erfordern der letzteren gegenüber einen sehr viel geringeren Dampfaufwand wegen der höheren Konzentration des Kohlenoxyds im Auswaschgas ; die Verringerung des Dampfbedarfs kann dabei so weit gehen, daß praktisch aller benötigter Dampf durch die exotherme Konvertierungsreaktion aus Wassereinspritzung während des Konvertierungsprozesses gewonnen werden kann.
Die Trennung des Athylens aus dem Auswaschgas erfolgt vor oder nach der Konvertierung durch geeignete organische oder anorganische Lösungsmittel oder durch Tiefkühlung des Auswaschgases. Das Konvertierungsgas ohne Athylen wird dem ursprünglichen Stadtgas wieder zugesetzt, so daß nunmehr der Kohlenmonoxydgehalt so gering ist, daß die Vergiftungsgefahr beseitigt ist.
Beispiel Ein normales Stadtgas mit 2,3°/o COgJ 2,2°/o C2H4, 0, 5/o Oa, 5, 5"/o CO soll durch Umwandlung des Kohlenmonoxyds in Wasserstoff bis auf einen Rest von 0,7°/o CO entgiftet werden. Bei der bislang durchgeführten Konvertierung des gesamten Gases wurden dafür 0,170kg Dampf und eine zusätzliche Beheizung der umfangreichen Konvertierungsapparatur von 100kcal pro Nm3 Gas benötigt. Nach dem neuen Verfahren werden Kohlenmonoxyd, Athylen, Sauerstoff und Kohlendioxyd bis auf kleinste Reste mit Kupferlauge ausgewaschen und die kleine Auswaschgasmenge über Eisenkontakt bei 400° C konvertiert. Das Auswaschgas enthält 22,5 °/o C O., 21,60/o C2H4, 4, 9°/o °2J 51,0°/o CO.
Nach der Konvertierung ist die Gaszusammensetzung 52,60/o CO9, 16,6°/o C,, H 41 3,0"/. CO, 27,8°/o H2.
Letzteres Gas wird nach Herausnahme des Äthylens dem ursprünglichen, gewaschenen Stadtgas wieder zugeführt, wodurch man das gleiche Ergebnis, nämlich nur 0, 711/o Rest-Kohlenmonoxyd im entgifteten Gas, erhält wie bei der direkten Konvertierung des gesamten Stadtgases. Benötigt wird kein Dampf, da die Wärmekonzentration in der angereicherten Auswaschgasmenge so groR ist, dal3 aller erforderliche Dampf durch die Exothermie der Konvertierungsreaktion aus Wassereinspritzung über dem Kontakt gewonnen werden kann, wenn das Auswaschgas, wie iiblich, vorher durch einen Heißwasserkreislauf zwischen Eingangsgas und Konvertierungsgas bei einer Temperatur um 70° C gesättigt zur Konvertierung kommt. Außerdem ist bei dem neuen Verfahren eine Beheizung der Konvertierungsapparatur nicht mehr notwendig. Diese Vorteile werden in einfachen Waschtürmen erzielt, die sowohl für die Auswäsche als auch für die Laugeregeneration ganz aus Eisen bestehen.
Insbesondere ergibt das neue Verfahren eine Möglichkeit, das Athylen, das in dem ursprünglichen Stadtgas in so niedrigem Prozentsatz enthalten ist, daß sich eine direkte Herausnahme nicht lohnt, aus dem hochkonzentrierten Auswaschgas abzutrennen und anderweitig, beispielsweise zur Kunststoffherstellung, zu verwenden.
Da mit dem Kohlenmonoxyd und Äthylen auch das Kohlendioxyd aus dem ursprünglichen Stadtgas mit ausgewaschen wird, kann letzteres zusammen mit dem in der Konvertierung neu entstandenen Kohlendioxyd nach Gewinnung des Athylens dem entgifteten Stadtgas ganz oder teilweise insoweit wieder zugesetzt werden, als es zur Regulierung der Normenwerte des Gases wünschenswert ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Entfernung von Kohlenmonoxyd aus Stadtgas, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem ursprünglichen Stadtgas enthaltene Kohlenmonoxyd zusammen mit dem Athylen durch ammoniakalische Kuprosalzlösung ausgewaschen wird, das Athylen aus dem Auswaschgas für sich gewonnen wird und vor oder nach der iithylengewinnung das Kohlenmonoxyd im Auswaschgas mit Wasserdampf in bekannter Weise konvertiert wird und das Konvertierungsgas dem entgifteten Stadtgas wieder zugefügt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Auswaschgas enthaltene Athylen z. B. durch eine Wäsche mit organischen oder anorganischen Lösungsmitteln oder durch eine Tiefkühlung entfernt und für sich zwecks anderweitiger Verwendung gewonnen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem durch die Konvertierung gewonnenen Wasserstoff nur so viel Kohlendioxyd dem gewaschenen, ursprünglichen Stadtgas wieder zugemischt wird, als zur Erreichung der Normendichte und der Normenwärmewerte in etwa nötig ist.

In Betracht gezogene Druckschriften : Deutsche Patentschriften Nr. 466109, 332057 ; französische Patentschriften Nr. 972 906, 1030 319 ; Gas u. Wasserfach, 1953, S. 645 bis 647 ; U l l m a n n, » Enzyklopädie der technischen Chemie «, Bd. 6 (1930), S. 588 ; W. B e r t e I s m a n n, » Die Erzeugung von Leuchtgas «, 1911, Bd. 1, S. 114,115 ; O s t-R a s s o w, » Lehrbuch der Technologie «, 22. Aufl., 1941, S. 67.