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Verfahren zum Regenerieren der beim Auswaschen von Schwefelwasserstoff
und Ammoniak aus Brenngasen, insbesondere Kohlendestillationsgasen, anfallenden
Waschlaugen Zum Auswaschen von Schwefelwasserstoff und Ammoniak aus Brenngasen,
insbesondere Kohlendestillationsgasen, werden im allgemeinen die zu behandelnden
Gase zunächst durch Waschen mit Waschlauge vom Schwefelwasserstoff und danach vom
Ammoniak befreit. Die Waschlauge wird regeneriert und im Kreislauf geführt. Dazu
werden im allgemeinen die beladenen Waschlaugen einem System von hintereinander
angeordneten Abtreibe- bzw. Regenerierkolonnen zugeführt. Bei der Regeneration der
Waschlaugen in einem System von hintereinander angeordneten Abtreibe- und Regenerierkolonnen
ist es aus wärmewirtschaftlichen Gründen bekannt, die Dämpfe aus der Abtreibekolonne
zur Deckung des Wärmebedarfs in die nachgeordnete Regenerierkolonne einzuführen,
und zwar wird die in der Ammoniakwäsche anfallende Waschlauge auf dem Abtreiber
abgetrieben, und es werden die Abtreiberdämpfe in der beschriebenen Weise in die
Regenerierkolonne eingeführt, die als Entsäurer ausgebildet ist, wobei die Waschlauge
der Schwefelwasserstoffwäsche über den zugeordneten Wäscher dieser Regenerierkolonne
oder Entsäurer im Kreislauf geführt wird. Bei diesem Verfahren entweichen am Kopf
des Abtreibers Ammoniak und Wasserdampf, wobei letzterer stets im Überschuß, bezogen
auf Ammoniak, vorhanden ist. Diese Wasserdampfmenge deckt in etwa den Wärmebedarf
für die Regenerierkolonne. Da Ammoniak bzw. Schwefelwasserstoff als verkaufsfähige
Produkte heute kaum noch einen nennenswerten Gewinn abwerfen und der Dampf einen
Hauptunkostenpunkt in den Betriebskosten einer Anlage zum Auswaschen von Schwefelwasserstoff
und Ammoniak aus Brenngasen darstellt, werden bei dieser Art von Anlagen alle Möglichkeiten
von Wärmegewinnung durch sinngemäßes Einordnen von Wärmeaustauschern u. dgl. ausgeschöpft,
wobei der Wirkungsgrad dieser Apparate und damit die Wärmewirtschaft der Anlage
im ganzen von der Sauberkeit der Austauschflächen im laufenden Betrieb wesentlich
bestimmt ist.
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Andererseits zwingt der aggresive Charakter der aufzubereitenden Laugen
insbesondere in den Bereichen höherer Temperaturen zur Verwendung hochwertiger Stähle
bzw. Werkstoffe für die Apparate bzw. deren Austauschflächen, wobei selbst bei Verwendung
hochwertiger und kostspieliger Spezialmaterialien die Betriebskosten durch einen
relativ stark überhöhten Verschleiß belastet sind. Im übrigen wurde beim Betrieb
solcher Anlagen festgestellt, daß die im Gasstrom stets an erster Stelle liegende
Schwefelwasserstoffwäsche, insbesondere bei Kohlendestillationsgasen, unter anderem
auch weitgehend die darin enthaltenen Verunreinigungen, wie Teer, Nebel u. dgl.,
aufnimmt, wobei es unter den in dieser Wäsche herrschenden thermodynamischen Bedingungen
in der Waschlauge offenbar zu einer Vorbildung von polymerisationsfähigen Verbindungen
kommt, die sich z. B. in den Wärmeaustauschern abscheiden. Auch reichert sich bei
einer Kreislaufführung der Waschlauge über die Schwefelwasserstoffwäsche die Waschlauge
mit Chlorionen und anderen Ionen von halogenem Charakter an, die geeignet sind,
die Ausbildung der für die Widerstandsfähigkeit der eingesetzten Werkstoffe maßgebenden
Passivschichten zu stören und so zu einem dauernden Materialangriff führen.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei einem Verfahren zum
Regenerieren der beim Auswaschen von Schwefelwasserstoff und Ammoniak aus Brenngasen
anfallenden Waschlauge die beschriebenen Nachteile zu vermeiden.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regenerieren der beim Auswaschen
von Schwefelwasserstoff und Ammoniak aus Brenngasen, insbesondere aus Kohlendestillationsgasen,
anfallenden Waschlaugen, wobei die in den beiden Wäschern anfallenden, beladenen
Waschlaugen einem System von hintereinander angeordneten Abtreibe- bzw. Regenerierkolonnen
zugeführt werden und die Abtreibedämpfe zur Deckung des Wärmebedarfs in die nachgeordnete
Regenerierkolonne eingeführt werden. Die Erfindung besteht darin, die aus der Ammoniakwäsche
stammende Waschlauge ganz oder teilweise der Regenerierkolonne zuzuführen und die
aus der Schwefelwasserstoffwäsche kommende Waschlauge in den Abtreiber einzuführen.
Erfindungsgemäß
wird von der bisher üblichen Verfahrensweise, und zwar Kreislaufführung der Waschlauge
der Schwefelwasserstoffwäsche über Wäscher und Regenerierkolonne, Abtrieb der in
der Ammoniakwäsche anfallenden Lauge auf dem Abtreiber, abgewichen. Statt dessen
kommt nunmehr die in der Schwefelwasserstoffwäsche anfallende Lauge auf den Abtreiber,
mit dem Ziel, die aus dem Gas in der Schwefelwasserstoffwäsche aufgenommenen störenden
Verunreinigungen auf kürzestem Wege wieder aus dem Verfahren zu entfernen.
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Die dem Abtreiber nachgeschaltete Regenerierkolonne wird dafür nunmehr
mit der ammoniakalisehen Lauge beaufschlagt, welche aus der Ammoniakwäsche stammt,
die im Gasstrom der Schwefelwasserstoffwäsche nachgeordnet ist und demzufolge wesentlich
weniger verunreinigte Lauge führt. Auf diese Weise kann man ohne Schwierigkeit eine
Waschflüssigkeit erzeugen, die sowohl hinsichtlich Menge als auch Gehalt an freiem
Ammoniak allen Anforderungen der Schwefelwasserstoffwäsche genügt. Die bisher übliche
Kreislaufführung mit all ihren Nachteilen wird so vermieden.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Schemas ausführlicher
erläutert: Durch die Leitung 1 tritt das zu behandelnde Rohgas mit dem üblichen
Ammoniak- und Schwefelwasserstoffgehalt in die Waschstufe 2 ein, welche der Entfernung
des Schwefelwasserstoffs dient. Zur Durchführung dieser Auswaschung werden dem Wascher
2 in verschiedener Höhe, und zwar über die Leitungen 8 und 9 Laugen zugeführt, deren
Ammoniakgehalte mehr als 6 g pro Liter betragen und sich bezüglich dieser Konzentration
voneinander unterscheiden. Diese Laugen werden der Regenerierkolonne 15 entnommen.
Dabei wird die Lösung mit der höchsten Ammoniakkonzentration dem Gas zuerst angeboten,
so daß das Gas im Wascher 2 eine Ammoniakzunahme erfährt. Die mit Schwefelwasserstoff
beladenen Laugen verlassen vereinigt die Waschstufe am Sumpf über die Leitung 7.
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Nach der Schwefelwasserstoffwäsche tritt das Gas durch die Leitung
3 in die Ammoniakwaschstufe 4 ein, deren Aufgabe es ist, das Gas von Ammoniak zu
befreien. Als Waschlauge wird dieser Stufe im unteren Teil über die Leitung 5 Wasser
mit einem Ammoniakgehalt von weniger als 4 g flüchtiges Ammoniak pro Liter zugeführt,
wie es beispielsweise im Kokereibetrieb als Kondensatwasser anfällt. Außerdem wird
auf den Kopf dieser Waschstufe noch für die Erzielung eines nahezu vollständigen
Wascheffektes Frischwasser aufgegeben, welches nötigenfalls zuvor enthärtet worden
ist. Die beiden Waschflüssigkeiten werden im Sumpf gesammelt und gemeinsam über
die Leitung 10 abgeführt. Nach einer Vorwärmung durch Wärmeaustausch gelangen sie
zur weiteren Behandlung in die Regenerierkolonne 15, wo sie im Gegenstrom zu einem
heißen Gemisch aus Ammoniak und Wasserdampf geführt werden, das aus der Abtreiberkolonne
11 durch die Leitung 14 in die Regenerierkolonne mit einer Temperatur von über 90°
C eingeführt wird. Über den Dampfanschluß 12
kann außerdem noch Hilfsdampf
zugesetzt werden, falls der aus dem Abtreiber 11 kommende Wasserdampf nicht allein
zur Deckung des Wärmebedarfs ausreichen sollte.
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Seitlich bzw. am Sumpf werden aus der Regenerierkolonne 15 die regenerierten
Waschlaugen, d. h. ammoniakalische Lösungen, mit einem möglichst hohen Gehalt an
ungebundenem Ammoniak abgezogen. Dieselben werden nach Kühlung, wie bereits erwähnt,
über die Leitungen 8 bzw. 9 der Waschstufe für die Schwefelwasserstoffwäsche zugeführt.
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Die im Wascher 2 anfallende angereicherte Waschlauge wird über die
Leitung 7, zweckmäßig nach Erwärmung durch Wärmeaustausch, der Abtreiberkolonne
11 zugeführt, in der das Ammoniak aus der Waschlauge ausgetrieben wird, so daß dem
Sumpf über die Leitung 13 ein Abwasser entnommen wird, welches Ammoniak nur noch
in Mengen von etwa 0,04 g pro Liter enthält. Der zur Erzielung dieses Effektes notwendige
Dampf wird über die Leitung 12 dem Abtreiber zugeführt.
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Zur Vereinfachung des Schemas ist auf die Darstellung der für die
einzelnen Flüssigkeitskreisläufe notwendigen Pumpen sowie der Wärmeaustauscher und
Kühler in diesen Kreisläufen verzichtet worden. All diese technischen Möglichkeiten
finden nach dem heutigen Stand der Technik ihre Anwendung.