DE1810601B1

DE1810601B1 - Process for cooling and washing coke oven gases

Info

Publication number: DE1810601B1
Application number: DE19681810601
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Burkert
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1968-11-23
Filing date: 1968-11-23
Publication date: 1970-11-12

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung von gesättigtem etwa 80-850 C heißem Koksofengas, unter gleichzeitiger Entfernung von Ammoniak, Schwefelwasserstoff und anderen sauren Komponenten. The invention relates to a method for cooling saturated about 80-850 C hot coke oven gas, with simultaneous removal of ammonia, Hydrogen sulfide and other acidic components.

Bei verhältnismäßig hoher Temperatur erzeugtes Koksofengas wird bekanntlich wegen seines hohen Verschmutzungsgrades und Temperaturniveaus direkt mit Wasser gekühlt bis zum Erreichen der Sättigungstemperatur, die bei aus der Hochtemperaturverkokung stammendem Gas bei etwa 80 bis 850 C liegt. Coke oven gas generated at a relatively high temperature is known directly with water because of its high degree of pollution and temperature cooled until the saturation temperature is reached, resulting from the high-temperature coking originating gas is at about 80 to 850 C.

Die weitere Abkühlung solchen Gases auf etwa 20-300 C erfolgt bisher entweder indirekt in einem Rohrbündelaustauscher oder aber in einer mit Einbauten versehenen Kolonne direkt mittels Wasser, das über einen indirekten Kühler im Kreislauf auf die Kolonne zurückgeführt wird. Nach dieser sogenannten Vorkühlung wird das Gas Wäschen unterzogen und dabei Ammoniak und Schwefelwasserstoff entfernt. Die dazu heute üblicherweise zur Anwendung kommenden Verfahren und Apparaturen sind verhältnismäßig aufwendig und erfordern relativ hohe Kosten für den laufenden Betrieb. The further cooling of such gas to around 20-300 C has been carried out so far either indirectly in a tube bundle exchanger or in one with internals provided column directly by means of water, which is circulated via an indirect cooler is returned to the column. After this so-called pre-cooling, the Subjected to gas scrubbing, removing ammonia and hydrogen sulfide. the processes and apparatuses that are commonly used today for this purpose relatively complex and require relatively high costs for ongoing operations.

Aus der deutschen Patentschrift 970065 ist ein Verfahren bekannt, nach dem das Gas in einer ersten Stufe auf 600 C und in einer zweiten Stufe auf 200 C indirekt gekühlt wird mit dem Ziel, in der ersten Stufe ein Kondensat mit möglichst geringem NH3-Gehalt und in der zweiten Stufe ein Kondensat mit möglichst hohem NH3-Gehalt zu erhalten. Diese Kondensate werden an anderer Stelle als Absorptionsmedien zum Entfernen von NH3 und H2S aus einem komprimierten Gas benutzt. Eine optimale Kühlung des Gases wird mit diesem Verfahren nicht erreicht. A method is known from German patent specification 970065 after which the gas in a first stage to 600 C and in a second stage 200 C is indirectly cooled with the aim of using a condensate in the first stage The lowest possible NH3 content and, in the second stage, a condensate with as little as possible high NH3 content. These condensates are used elsewhere as absorption media used to remove NH3 and H2S from a compressed gas. An optimal one Cooling of the gas is not achieved with this method.

Als vorbekannter Stand der Technik werden ferner die deutschen Auslegeschriften 1 062 384 und 1 511 angeführt. Dort wird Koksofengas in einem einzigen Kühler von etwa 850 C auf etwa 200 C indirekt gekühlt. Aus der zuletzt genannten Auslegeschrift ist zu entnehmen, daß in der unteren Sektion des Kühlers vorzugsweise ungekühltes Kondensat im Gleichstrom zum Gas umgewälzt wird, d. h. das Kondensat dient vornehmlich zu Spülzwecken. Zur Kühlung wird das anfallende Kondensat nicht ausgenutzt. The German Auslegeschriften are also known as prior art 1 062 384 and 1 511. There is coke oven gas in a single cooler from about 850 C to about 200 C indirectly cooled. From the last mentioned publication it can be seen that in the lower section of the cooler preferably uncooled Condensate is circulated in cocurrent to the gas, d. H. the condensate is primarily used for rinsing purposes. The resulting condensate is not used for cooling.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, die Kühlung und Waschung von Koksofengas zu vereinfachen und damit die relativ hohen Investitionskosten und Betriebskosten der Anlage zu drücken. The object of the present invention is the cooling and washing of To simplify coke oven gas and thus the relatively high investment costs and operating costs to press the system.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das gesättigte, etwa 80-850 C heiße Gas in einer ersten indirekten Stufe eine Kühlung auf etwa 450 C erfährt und danach in einer zweiten direkten Kühlstufe unter Verwendung von in der ersten Kühlstufe anfallender Gaskondensatflüssigkeit als Kühlmedium bei gleichzeitiger Ausscheidung des Ammoniaks und der sauren Komponenten auf etwa 200 C gekühlt wird. Auf diese Weise lassen sich in der ersten indirekten Kühl stufe zunächst einmal die durch die Temperatur und den hohen Wassergehalt des Gases gegebenen günstigen Bedingungen wirtschaftlich ausnutzen. In der zweiten direkten Kühlstufe ist es dann durch Verwendung der wäßrigen Phase des Gaskondensates und zusätzlichem ammoniakhaltigem Wasser möglich, die Gase bis auf einen Schwefelwasserstoffgehalt auf weniger als 2 gr/Nm3 zu waschen und gleichzeitig den Ammoniakgehalt auf einen Wert zu erniedrigen, der nach seiner Auswaschung mit verdünnter Schwefelsäure eine Ammonsulfaterzeugung zusammen mit dem aus der Waschflüssigkeit desorbierten Ammoniak ohne Zuführung von zusätzlicher Wärme gewährleistet. This is achieved according to the invention in that the saturated, about 80-850 C hot gas in a first indirect stage cooling to about 450 C and then in a second direct cooling stage using in the first cooling stage accumulating gas condensate liquid as a cooling medium with simultaneous The excretion of ammonia and acidic components is cooled to around 200 C. In this way, the first indirect cooling stage can be used the favorable ones given by the temperature and the high water content of the gas Exploiting conditions economically. It is then in the second direct cooling stage by using the aqueous phase of the gas condensate and additional ammonia-containing Water possible, the gases down to a hydrogen sulfide content of less than To wash and 2 gr / Nm3 at the same time to lower the ammonia content to a value, which, after being washed out with dilute sulfuric acid, produces ammonium sulphate together with the ammonia desorbed from the washing liquid without the addition of additional warmth guaranteed.

Um eine Verschmutzung der Apparatur durch im Gas vorhandene Begleitstoffe, wie Teer und Naphthalin weitgehend zu vermeiden, wird vorteilhaft zwischen die indirekte und direkte Kühlstufe ein elektrostatischer Gasreiniger geschaltet, in dem eine bessere Entfernung der schweren Kohlenwasserstoffe dadurch erreicht werden kann, daß man in das Gas vor dem Eintritt in den Reiniger Teer einspritzt mit dem Ziel, zusätzliche Kondensatkeime für die dampfförmigen Kohlenwasserstoffe zu schaffen. To avoid contamination of the apparatus by accompanying substances present in the gas, How to largely avoid tar and naphthalene is advantageous between the indirect ones and direct cooling stage an electrostatic gas cleaner connected in which a better removal of heavy hydrocarbons can thereby be achieved, that tar is injected into the gas before it enters the cleaner with the aim of to create additional condensate nuclei for the vaporous hydrocarbons.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, das Kühlmedium der direkten Kühlstufe an Zwischenböden abzuziehen und rückgekühltes Medium wieder zuzuführen. Dabei kann der in den einzelnen Abschnitten der Kühlstufe benutzten Kühl- und Absorptionsflüssigkeit ebenfalls Teer zugesetzt werden, um Naphthalinablagerungen zu vermeiden. Durch statische Trennung in in den Rückkühlkreislauf eingebauten Behältern wird der Teer dem Kühlmedium entzogen und von da aus in einen der Gesamtanlage zugeordneten Teerscheider abgegeben. Another feature of the invention is the cooling medium of the direct cooling stage on intermediate floors to be withdrawn and the recooled medium again to feed. The can be used in the individual sections of the cooling stage Cooling and absorption fluids are also added to tar to prevent naphthalene deposits to avoid. Through static separation in tanks built into the recooling circuit the tar is removed from the cooling medium and from there assigned to one of the overall system Tarerscheider delivered.

Ein Ausführungsbeispiel des neuen Verfahrens ist in der Abbildung schematisch dargestellt und nachstehend erläutert. An embodiment of the new method is shown in the figure shown schematically and explained below.

Durch eine Leitung 1 wird wasserdampfgesättigtes Koksofengas mit einer Temperatur von etwa 850 C dem Kühler 2 zugeführt und indirekt auf etwa 450 C abgekühlt. Während dabei das Gas auf der Mantelseite von oben nach unten strömt, gibt es Wärme an rohrseitig fließendes Wasser ab. Im Sumpf des Kühzers 2 wird das Gaskondensat gesammelt und von der wasserführenden Phase der Teer statisch abgetrennt, der durch die Leitung 3 zu einem nicht dargestellten Teerabscheider gelangt. Coke oven gas saturated with steam is conveyed through a line 1 a temperature of about 850 C is fed to the cooler 2 and indirectly to about 450 C cooled. While the gas flows from top to bottom on the shell side, it gives off heat to the water flowing on the pipe side. In the swamp of Kühzers 2 that becomes Gas condensate collected and statically separated from the water-bearing phase of the tar, which passes through line 3 to a tar separator, not shown.

Das wasserhaltige Kondensat hingegen wird durch eine Leitung 4 in einen Zwischenbehälter 5 geleitet, um als direktes Kühlmedium für das Koksofengas in der zweiten Kühlstufe 6 zu dienen. Zunächst aber wird das Gas nach Verlassen der Kühlstufe 2 zur Abscheidung der in Nebelform vorliegenden höheren Kohlenwasserstoffe durch einen elektrostatischen Gasreiniger 7 geführt, an dessen Gaseintrittsstutzen bei 8 eine Düse zum Einspritzen von flüssigem Teer in den Gasstrom vorgesehen ist. The water-containing condensate, on the other hand, is fed through a line 4 in an intermediate container 5 passed to as a direct cooling medium for the coke oven gas to serve in the second cooling stage 6. First, however, the gas is after leaving the cooling stage 2 for the separation of the higher hydrocarbons present in mist form passed through an electrostatic gas cleaner 7, at its gas inlet nozzle at 8 a nozzle is provided for injecting liquid tar into the gas stream.

In der zweiten Kühlstufe 6 wird das am Sumpf der Kolonne eintretende Gas im Gegenstrom zum Kühlmedium direkt auf etwa 200 C gekühlt, wobei das im Gas enthaltene Ammoniak sowie saure Komponenten, wie Schwefelwasserstoff und Cyanwasserstoff, absorbiert werden. Als Kühl- und Absorptionsmedium kommt durch die Leitung 9 zufließendes, schwach ammoniakhaltiges Wasser sowie das in der indirekten Kühlstufe 2 anfallende Kondensat, das durch die Leitung 4 in den Behälter 5 gelangt, zur Anwendung. Die Kühlstufe 6 ist in Abschnitte unterteilt, aus denen die Kühlflüssigkeit abgezogen und über Zwischenbehälter5, 10 und 11 geleitet wird, um Verunreinigungen statisch abzutrennen. Danach erfolgt die Rückführung der Flüssigkeit in die Kühlstufe 6 über indirekt wirkende Wärmeaustauscher 12 und 13. Dem Behälter 10 wird ein Teilstrom der Kühlflüssigkeit durch die Leitung 14 entnommen, regeneriert und wieder der Kühlstufe 6 aufgegeben. In the second cooling stage 6, that which enters at the bottom of the column is Gas is cooled directly to about 200 C in countercurrent to the cooling medium, with that in the gas ammonia contained and acidic components such as hydrogen sulfide and hydrogen cyanide, be absorbed. As a cooling and absorption medium comes through the line 9, weakly ammonia-containing water as well as that obtained in the indirect cooling stage 2 Condensate that passes through the line 4 into the container 5 is used. the Cooling stage 6 is divided into sections from which the cooling liquid is drawn off and is passed through intermediate containers 5, 10 and 11 in order to statically remove impurities to separate. The liquid is then returned to the cooling stage 6 via indirectly acting heat exchangers 12 and 13. The container 10 is a partial flow taken from the cooling liquid through line 14, regenerated and again given up to cooling level 6.

Ferner kann ein Teilstrom der Kühlflüssigkeit durch eine Leitung 15 abgezogen und gänzlich von den flüchtigen Bestandteilen befreit ins Abwasser geleitet werden.Furthermore, a partial flow of the cooling liquid can flow through a line 15 withdrawn and completely freed of the volatile constituents and discharged into the wastewater will.

Zwecks Vorbeugung gegen Naphthalinablagerungen läßt sich durch die Leitung 17 auch Teer der in den Sektionen der direkten Kühlstufe 6 verwendeten Kühl- und Absorptionsflüssigkeit zusetzen. To prevent naphthalene deposits, the Line 17 also tar of the cooling used in the sections of the direct cooling stage 6 and add absorption liquid.

Der in den Zwischenbehältern 5 und 10 anfallende Teer wird über die Leitung 16 in den Teerabscheider überführt. The tar accumulating in the intermediate containers 5 and 10 is over the Line 16 transferred to the tar separator.

Claims

Patent claims:

1. Process for cooling saturated, about 80 to 850 C hot Coke oven gas, with simultaneous removal of ammonia and hydrogen sulfide and other acidic components, characterized in that the gas in a first indirect cooling stage (2) experiences cooling to about 450 C and then in one second direct cooling stage (6) using of the incurred in the first cooling stage Gas condensate liquid as a cooling medium with simultaneous washing out of the ammonia and the acidic components are cooled to about 200 ° C.

2. The method according to claim 1, characterized in that the gas before entering the second cooling stage (6) a heavy hydrocarbon and Electrostatic gas cleaner (7) separating solid particles flows through it.

3. The method according to claim 2, characterized in that in the Gas flow before entering the electrostatic gas cleaner (7) liquid tar is injected.

4. The method according to claim 1, characterized in that the cooling medium the direct cooling stage (6) withdrawn on intermediate floors and recooled medium again is fed.

5. The method according to claim 4, characterized in that the in the sections of the direct cooling stage (6) used cooling and absorption liquid Tar is added.