DE2127768A1

DE2127768A1 - Verfahren zur Entschwefelung heißer Gase

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Publication number: DE2127768A1
Application number: DE19712127768
Authority: DE
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1971-06-04
Filing date: 1971-06-04
Publication date: 1972-12-21
Also published as: US3963825A; DE2127768C3; CA974362A; JPS4813260A; GB1390212A; DE2127768B2; FR2139799B1; FR2139799A1; CS195667B2; GB1390211A; JPS5539596B2

Description

METALLGEESELLSCHAFT Fireaklttri/Äl»!», 2β. Mai im I Aktiengesellschaft DrWer/EV

Pr©v. Kr. 87CÖ LW

Verfahren »er Katachwefeluag heißer

Gas« -

, di· durch Vergasen feater od*r ÜtUeiger Breauittoff· mit

Satteretoff, Loft oder GezBiaehe» d*r##lb«a «ad/oder mit Wasserdampf «rse&gt werd·»» scäese« ISr eine nachfolgettde Gasreiiiigtiog* la«b««cie· d«r· far dl· Abecheictang roo Schwafaivwbiadung·» wad voe Kobl«n<j1o3cyd von der hoh*a_# öb«r S(K)⁰C V»rg»ewagsre»ktio«t «ui 41» aatwbalb 150⁰C tar und d*n»ter, «.B. bis -70°C, »bfeköfeit w»rd«. Bai di««*r AbkÖb. leng ka*Ä*a Gaalabaltaetoff· «ueg*achi*d«ai w«rd«ft, dl· a»chfolfaod*e Schritt· d«r Gaaverwartiutg »ia«tt Verluat b«da«t«a. Dft» aittd b«iapi«law«U· Wmmmutfmmptt d«r Hr «ta· Xioev«rti*ran( d#« KoIil«mnonoxjd· a* Klolil«ttdkugrd md Wmaa^ratoif ir«rw«ad«t werden kOmam oder bei faOb«rea Tei»per*tarea noch dmmpHurmif· KobleawauK»ers(to£te_f die λφμϊ Heiswert dee gereielgte» Gecea ntgttte ktoam. D*e gut iaebesoadere meb Ar die Verwerteog de« ereeugtee Gaae« «I» Bre««fft«swn Betrieb von G«atejrbi«eB. Für dteeeat Verwenduagsrnweck «oil dm« G«b bresmber «s4 eehwelel£r*i »ein und ecboa aa&glieb*t beifl eein. I« selner Bewertung «teilt jedoch dea G«*voittnien vor des» Heimwert, «Ad deshalb wird dl« Vergaaiwg de« verfQgbaren Brennstoff·· vorxugav·!·· mit !«ft «aageltSirt. Ba ei»eßi aolchea O«e kflneen aadt Weaaerdauipf «ad Ko&lendicncjd Btttxliehe. weil voliuaneavergruftemde Iah«itaatoff« »eia.

Se sind Verfahren rar Entscfawefeluag heizer G«ao bekannt. Sie verwenden Schwefelverbindungen absorbierende Maesen» die beiapieleweiae aus

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Eisenoxyd oder Ziakoxyd bestehen «ad de» Schwefel als Sulfid binden. Ihre Verwendung ist teuer «ad erfordert muh ein weitgehend vor gereinigtes, insbesondere ein von Wasserdampf freies Gas. Diese Verfahres werden deshalb überwiegend «ar Feinreinigtmg schon vorbehandelter Gase oder ale SicherheitsBiaÖeahEue verwendet. i

Zur Reinigung von Gasen sind die Gaswasehverfabre» azn gebräuchlichsten, in denen die aus dem <kka *u eetfemeodea Stoffe in physikalisch oder chemisch wirkenden Absorptiooslösungea atifgenoxaraen werden.

Ia den physikalisch wirkenden AbsorpÜoaslösuageix werden die Gaskonipoaent«» nach Mafigabe ihrer spezifischen Löslichkeit, (Buasea-Koeffi- «ient.a -Wert) find ihre« Partialdruckes gelöst. Dertigeniäß niicitit das AbsorpUoiisvernaögen der physikalisch wirkenden Waschlösung mit steigendem Druck und sinkender Temperatur *u. Gaswaechproaesseniit physikalisch wirkenden AbsorptionsHiitteln werden deshalb unter erhöhtem Brück oberhalb von etwa 10 Atmosphären und mit hochsiedendem organische» Lösungsmitteln wie Äthylen glykol, DiglykolUther, Propylenkarbooat. N-Methylpyrrolidon bei ümgebuagsteö;p*ratur oder rr.it niedrigsiedenden organische» Lustmgsx»ittela, insbesondere Methanol, bei Temperaturen water -10⁰C bis etwa -70^üC ausgeführt.

In ami <sh#ß4i!?sfe w&s&mum Absorptionslöstmgett werden einsein· Gaskoti > ponenten, insbesondere solche mit saurer Funktion, namentlich Schwefelverbindungen uad Kohleodioxyd ch«c4seh gebunden. Von den chemischen AbsorpÜottSl&eungen wird im allgenieinen eine leichte Regenerierbarkeit, d.h. eine Umkehrung der Absorptionsreaktion unter einfachen Bedingungen verlangt.

Gaswaschveriahren mit chemisch wirkenden Absorptioasouitteln sind weniger druckabhängig. Sie kennen unter Umgebungsdruck und Umgebungstemperatur ausgeführt werden* wobei die Regeneration der bela-

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denen Absorptionslösuag durch Aufkochen und Abstreifen mit Dampf oder «uch n.ittele Luft erfolgen kanu.

Geeignete Absorptionslösungen sind wässrige Lösungen von starken organischen Basen oder von Alkalisalzen schwacher anorganischer oder organischer Säuren. Die wässrigen Lösungen schwacher Säuren können auch bei höheren Absorptione temperatures angewendet werden, dann jedoch unter erhöhtem Druck. Die Regeneration erfolgt dann durch Entspannen auf einen niedrigeren Druck, vorzugsweise auf Umgebungsdruck unter Aufkochen und Abstreifen mit Dampf.

Aus der deutschen Patentschrift I 064 425 ist ein Verfahre« vom Auswaschen von sauren Komponenten, insbesondere von Kohlendioxyd aus Brenn- und Syntheeegasen bekannt, bei dem die Absorption in einer heißen konzentrierten Lösung von Kaliun.karbonat bei einer in der Nähe dea atmosphärischen Siedepunktes der Lösung liegenden Temperatur erfolgt, und die Regeneration der beladenen Lösung durch Entspannen und Aufkochen unter Abstreifen xr.it dem aus der siedenden Lösung erzeugten oder eußätxlich eingeleiteten Danpf vorgenommen wird.

Dieses bekannte Verfahren eignet sich vorzugsweise sur Auswaschung der großen Mengen Kohlendioxyd, die durch Konvertierung des Kohlenn.onoxyds nit Wasserdampf xu Kohlendioxyd und Wasserstoff bei der Herstellung von Synthesegasen oder Wasserstoff entstehen.

Mit diesen, als "lleiÖpottascböwSsche" bekannten Verfahren können scu-B&i) η en xi;it den, Kohlendioxyd auch Schwefelverbindungen, insbesondere aus dei; zu reinigenden Gas ausgewaschen werden. Bisher gilt es jedoch als nicht nöglich, unter den Bedingungen dieser Heißpottaechewäeche eine selektive Absorption der Schwefelverbindungen vor Kohleodioxyd zu erreichen.

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Es wurde gefunden, daß eine solche selektive Absorption von Schwefelverbindungen !Möglich iet, wenn in der Absorptionskolonne ein Austausch« volun en von 0,2 Ma 2,0 iti³ Absorptionsldaung je Nn^ der aus dec; Gae auszuwaschenden Schwefelverbindungen eingehalten wird. Diese Bedingung gilt nicht nur für Lösungen von Kaliun karbonat, sondern allgen; einer für wässrige Lösungen von Alkaliealzen schwacher anorganischer Säuren, insbesondere der Phosphorsäure, der Vanadins lure, der Bor« s Sure und dergl. und vor allem für Gemische suicher Salxe. Die Verwendung solcher Genasche von Absorptionslösungen ist zur Verbesserung der Auetauschgeschwindigkeit oder zur Korrosionsverhütung bell kannt. (Deutsche Patentschrift 1 074 201).

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren «ur selektiven Entschwefelung von Gasen, die durch Un.setzen von flüssigen oder festen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen η it sauerstuffhaltigen Gasen und Wasserdampf unter Druck hergestellt sind, durch Auswaschen der Schwefelverbindungen η it wässrigen Lösungen von Alkalisalzen schwacher anorganischer Säuren «ad Regenerierung der beladenen Lösung durch Entspannen, Erhitzen und Abstreifen mit Wasserdampf.

Das erfindungsgeir äße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet« daß das W Gas Hi it einer konzentrierten Ldeung eines oder mehrerer Alkaliaalze

schwacher anorganischer Säuren bei einer in der Nähe des atmosphärischen Siedepunktes der Lösung liegenden Temperatur in an sich bekannten Füllkörper- oder Bodenkolonnen unter Einhaltung eines Austausch* volun enverhältaisees von 0,20 bis 2,0 ir³ Lösung je Νπ³ Schwefelwasserstoff iß zu reinigenden Gae gewaschen wird.

Nuchden das aus den Gaserzeuger κ it einer Ten peratur über 550⁰C anfallende Rohgas in bekannter und üblicher Weise in Abhitzekesseln, Waachkühlern, HußwSschern und dergl. auf etwa 150 bis 200⁰C abge-

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kühlt ist» wird es durch weitere indirekte Kühlung auf eine Ten poratur gebracht, die einige Grade unter der Betriebstemperatur des Absorptions turn* es der Entschwefelung liegt. Nachderr aus dem derart vor ge* kühlten Gas das gebildete Kondensat abgetrennt ist, wird es in direktem Wärmeaustausch, z.B. io einer Gegenstrorrkolonne, n it einer kleinen Menge einex* heißen Salzlösung, die zusätzlich erhitzt wird« auf die Betriebstemperatur des AbeorptionstutKnes erhitzt und bei dieser Temperatur n.it V/asserdan pf gesättigt. In diesem Zustand kann das Gas des Abeorpücnsturzn durchströmen, ohne wesentliche Mengen Was* »er aus der Absorptionslöeung mitstuführen oder wesentliche Mangen Wasserdampf in die Absorptionsldsung hinein zu kondensieren.

An Kopf des Absorptionsturn es strömt dann das weitgehend entschwefeln Gas heiß und π it Wasserdampf gesättigt ab und Kann direkt in eüiö nachfolgende, an sich bekannte Heißpottaschewäsche aur Absorption von Kohlendioxyd und/odör in eine Kohlen» onoxydkonvürtierung geleitet werden.

Nach einer besonderen Ausiührungsforns der Erfindung kann dieses Gas unter Ausnutzung der vor der Entschwefelung entzogenen Warn e weiter erwürixit und mit Wasserdampf angereichert werden, so daß es einen hervorragenden Brennstoff für den Betrieb einer Gasturbine dar ε teilt.

Daa in einem Waachkühler odor in einem Ruflwäschvu· in üblicher V/oiae dirtikt auf eine Temperatur zwischen 200 und 150⁰C gekühlte Gas wird erfüiduug&gen flß auf die BetriebeteEiperatur der Entschwefelungsanlage in ti ohroren Stufen indireict gekühlt. Dabei iai die erste,heißeste Kühlstufe um η it Waeser betriebener indirekter Druckkühler. Das in diesem Kühler erhitxte Wasser ist heißer als das aus dem Absorptions turn > abetröii ende entechwefolte Gas. Es wird mit diesen, in einen: IUeHeI-turn in Berührung gebracht. Dabei wird das Gaa erwäxnut und zugleich n.it Wagaerdaix pf weiter angereichert« wahrend daa Wasser unter teil-

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weiser Vardan: pfung abgekühlt wird. Nachdeu. die verdampfte Waaserii ünge durch Frischwasser -ergänzt worden ist, lehrt das Y/aaser in den indirekten DruckküMer zurück. Die weitere indirekte Kühlung de=; UUigases kann in. Aufkochex* der Desorpticnaitclonne erfolgen. In einer;. Schlußkühler, der z.B. κ it Frischwasser betrieben wird, wird das Gas einige Grade unter die ßetriebstun peratur dea AhBovptioiwtavu .es abgekühlt. Das in all dienen mdirekt-an Kühlstuien anfallende Kondensat wird gesanü.elt abgeleitet. Hinter den Schiußi-ühler wird zweckn äßi^ noch ein KondeasatabHchöidor eingefügt, dan it das Gaa r* ögLicliat ken- ^ deiisati'rei in den, den Äbsorptionstüru-· um: itteibar vorgeschaitste» Direktwäriitiaus tauscher eintritt. Die durch diö^eii Wärxi-eauütauiichoi' und eiuen Erhitier in ICreisiÄuf urr gewalzte r_äalslösung, die das Gas auf die Temperatur der ÄbsorptionsKolonne bringt und π it Wasaerdsui.pf sättigt, ist 2weckn ilfiig eine konzentrierte Ijüaun.^ von Alkali, Alkalikarbonat odei* Alfcalihüiarboiiaü Sie kann daiiti aus den Gas etwa darin oiithalteae saure Beatandtöüti, s.B. Phenol®, i-'ettüäuren und dergl., die bei der iisgeiieraticü der beiatlenen Abdox'piioiislö^unij nicht auageti'ieben A'erden, aufuelu;eii und ^u der nachfolgenden IleiSpottaaehewäöciiü fernhalten. Bie in dieyeir V/äri» eauetauscher eintretenden V/asaerverluste können üattels fcinor Druckpun pe öi'gänst werden. Vu-. die iUireiclisruiig der aicht flttchti^eii S.iureu in der Salzlösung auf einen cbereu Grenzwert au beschränken, kann aus dert Wänceaustauscher zeitv/eilig oder kontinuierlich eine kleine Menge Salzlösung eninoi, κ.en und abgestoßen werden. Falls die Lösung-aus deix Rohgas l^etts^uren oder Phenole aufgenoiiiiiCii hat, wau bei der Vergasung feater Brennstoffe oit der Fall ist, dann kann diese vergleichsweise kleine Menge Salzlöüuwg ßit der Kohle in den Drackvcrgaser eingeführt und auf diese V/eise vernichtet werden.

Da,-; derart vorbuhandelto Güls tritt nunix ehr in den eiguntiiehen p

tionatunvt ein. Da ea mit Wasserdampf gesj'»ttigt ißt und die Tei: pu^atur dar Abuorptionslösung hat, werden hier unter den gegebenen

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bedingungen, insbesondere dos Verhiltnii^e.; dor Auütausclr/oluu üia, die Schwof el vorbindungen ausgewaschen*, ebne daß wesentliche i...engen aus der Lör-ung verdau pfeil oder in diese hineinkondeuf-iaren.

Das Verhältnis der Austausch voluiy.ina/n.3 Abfiorptionsliiaung und Kr·^ i-dnvö fei verbindungen stellt insoweit einen Lritiocheu Wert dar, als dadurch einerseits die weitgehende AiiüV/afsohun^, der »:&h\?efelvef ü Sen aus den Gas» fsichcrgestellt, andererseits die COg-Äue üchr'-<nJi.t werden ßi,ll. Die GC..-Aus\vaßchunf darf aber auch nicht zu gej'iny sein, dai.it die Ileiieneratio« der Lö«uii£ derart betrieben werden uann, daß cüi für nun noch zulässigen H<^*Gehalt iri· gewaschenen Gas ausreichend nieuri^ei' Heet-II^S-Gehalt der rogenei'ierten Ijösunu ez*- ruioitt wird. Diese.» Verhältnis soll alsu au idein wie n.ögiich, aber aus* reichend groß sein. Daraus ergibt sich der gefundene Arbeitsbereich von C, HO bis 2,ü ι; ^ύ Losung pro Ni³ Schwtjuilverbindungen. Der niedriuti -7ert von 0,2ü wird augewandt, wenn dor Gehalt an Schwefelverbindungen in Gau hoch ist und etwa 1,5 Vol. ^ H₂S beträgt. Bei einen niedrigen Ι^ί¹-Gehalt von z.B. etwa 0,12 Vol.·}.-.» dagegen eoll das Volunenv'erhältnis 2,0 betragen.

entschwefelte heiße CJa« kann danach durch Berieseln n it den. heißen Wasser aus den. indireliten Drückkühler weiter urwilriüt und i*atV/as- :;cr(lai. pf au{|ex*eichert weiden.

In eier Figur 1 ißt das riiößßeheii.a einer Anlage zur Ausi'ührung des erfinduugsger. äßen Vcrfalireus bei&pielö weise dar gestellt. Die Anlage bestellt in wesentlichen aujj den indirekten Druekkühler 1, den. Absorp« tionstuni 2, dexi. Reyeneratioueturr: S, deij_ä Sättiger 4 und den. Direkt-Würsi.eauutauscher 5.

Das heiße Itohgas tritt durch die Leitung IS in den indirekten Druckkühler 1 ein und gibt darin ein«n Teil seiner Wärtte «α Wasser »b. Bmi

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dieser iiidirekt«n Kühlung anfallendes Kondensat wird durch die Leitung 21 abgeleitet. Die nächste indirekte Kühletufe IQr das Rohgas ist der Aufkocher β ftni Kegeneivtioesturm 3. Hier wird ein weiterer Teil der im Gas enthaltenden Wärme «um Aufkoche» der beladenen Absorptions* lösung ir»! Begeneraiionstxtrxr« ausgenutzt.

Durch die Leitung 24 gelangt das Ge.« in «teem weiteren mit Frischwasß«r betrieben«! indirekten Kühler 7_# in dem ee auf einige Grade unter die Betriebstemperatur des AJbsoi^tioneturmee abgekühlt wird. J& ei* jx&m unmittelbar anschließendes Kcsadaasatabecheider 12 wird sodann das Kondensat aus dem Gas xodgUehst weitgehend abgetrennt. Aue dem Konde»satabscheider strömt dae euxuauehr kondensatfreie gesättigte Gas in 49V Leitung 26 tu dem Direktw5rBjeaustauecher 5, in dem nättels der Pump« H in der Leitung 27 eine heiße Salxlösung durch den Wärme* austauscher δ und einen Erhit*er 8 int Kreislauf geführt und auf einer Tesuperatur gehalten wird, bei der sich das Gas auf die Betriebstemperatur des Absoi ptioneturmee t erwärmt und xrtit WaaeerdJUPDpf &ät* tigt. Mit dieeeii! Zustand «trQmt dae Gas in der Leitung 30 «um Absorptiooeturni, in dem es mit der heißen Abeorptionelöeung gewaschen wird. Dae gewaschene Gas strömt ane dexu AbeorptioDeturir, 3 entschwefeln aber π it sonst unverindertecB. Zustand in der Leitung SI «u dem ale XUeeeltursii ausgebildeten Sättiger 4_# in dem es mit dena heißeren Was« ser aus den: indirekten Druckkühler 1, das in der Leitung ZZ mittels der Parcpe IS herangeführt wird, in Berührung gebracht wird, Dae dabei unter teilweiser Verdampfung abgekühlte Wasser kehrt in der Leitung 20 Bettels der Ptraipe 16 zu dem indirekten Druckkühler 1 zurück. Das gereinigte Gae wird aus dem Sättiger 4 durch die Leitung S3 bezüglich der Betriebstemperatur des Absorptionsturmes heißer und xnit entsprechender WasserdaEcpfsfttUgung zur weiteren Verwendung zum Boi-Hpiel in <lm^% Brennkammer einer Gasturbine oder zu einer Koiilenxr:onoxydkouvertierimg geleitet.

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Aue den* Sub pf des Abeorptionsturme» 2 wird die π j it Schwefelverbindungen beladen* Absorptionslösung durch die Leitung 33 n:it Entspannungsvenüi 34 au! de» Kopf des Regen erationaturii. es 2 geleitet. In der Leitung 33 kenn ein Erhitzer 10 angeordnet werden, urr* den bein Entspannen eintretenden Ten-peratur verlust auszugleichen. Die entspannte Lösung fließt ist. Regenerations turn: 3 über Böden oder Füllkörper abwärts zusu Kolonneneujnupf, in des. ndttels dee Aufkochers 6 die Begenerationstexnperatur aufrechterhalten wird.

Die regenerierte Lösung wird aus de&; Sumpf des Turnve» 3 niittelß der Pumpe 13 in der Leitung 33 auf den Kopf des Abeorptionsturmes 2 zurückgeführt.

Das Hege&erationeabgas wird an Kopf de« RegeaerationsturnAes 3 durch ein Drackregelventil 36 in der Leitung 37 abgeleitet und durch einen Kühler 9 und den nachfolgenden Kondeneatabacheider 11 geführt. Das gesam» Breite Kundenaat iet aus ά·ν Abeorptionslöeung rerdampfte« Waeeer, das eur Konstanthaltung der AbsorpUensnüttelkonscentration in der Leitung® cciittels der Puxnpe 1? auf dem Kopf des Hegenerationsturnes zurückgeführt wird. Aa dieser Stelle kflonön Wasserverluste aus der Absorptions» lösung durch Friechwasserxugabe ergänzt werden. Aus der Leitung 38 fallt ein an Schwefelverbindungen reiches, xur Verwertung irr, Claus-ProseA geeignetes Abgas an.

Zar eingehenderea Srlftuterung der Erfindung tragen die nachfolgenden Beispiele dieaea.

180.000 Nm³/h Kohle-Druckvergasungsgas fallen nach eiaeix Wasch· kühler bei 191° und 21 ata wasserda&ipfgesittigt an. Das trockene Gas enthalt 13,0 Vol.% CO₂, 1*0 % H₂S, 0,2 % C_nH_n (ungesättigt· Kohlenwasserstoffs), 15,8 % CC, 25,0 % H₂, 5 % CB₄ und 40.0 % N₂. Dieses

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iO

Gas soll ixt der Anlage nach Abb. 1 entschwefelt werden. Die Anlage besieht aus den Kühler 1, de»> Regenerator 2, den Absorber 3, den; Sättiger 4 und den; Vor wascher 5 sowie aus den Aufkochern, Erhitzern und Kühlern 6 bis 10, den Abscheidern 11 und 12 sowie den Pumpen bis 17.

Das durch die Leitung 19 ankon β ende Rohgas wird in. indirekten Kühler 1 nut 7G0 t/h Kreislaufwasser (Leitung 20} von 161°C auf 137^GC bei 20,6 ata gekühlt. Dabei erwärmt eich das Wasser von 115°C auf 151°C. Die restliche Wärmemenge wird n<it 38,7 t/h anfallendem Kondensat (Leitung 21) bei 140⁰C abgeführt.

Das erwtrmte Kreislauf wasser wird durch die Pun pe 13 über die Leitung 22 Ζακ* Sättiger 4 aufgegeben. Das Gas tritt durch die Leitung in den Aufkocher β am Regenerator 2 ein und gibt hier Wärme an die zu regenerierende Entschwefelungalösung ab.

Dae Gas tritt ε it 11O⁰C bei 20,2 ata wasserdampf gesättigt aus dtcu Auifcocher 6 aus, so daß 12,5 Mio kcal/h für die Regeneration verfüg* bar sind. Dabei fallen 12,5 t/h Kondensat an, das auch Teerbestandteile enthält. Deshalb wird das Gas zusammen mit d&m Kondensat durch die Leitung 24 «unSchst einem indirekten Gaskühler ? und dann einen; Abscheider 12 zugeführt, wobei das Gas auf 103⁰C gekühlt und von Kondensat und Teerbeetandteilen befreit wird. Kondensat und Teerbestandteile verlassen den Abscheider 12 dorch die Leitung 25. Das Gas gelangt min durch die Leitung 26 in die Gegenstronskoloiue 5, wo es durch mittels der Pumpe 14 und Leitung 27 im Kreislauf geführte »weckrnSflig alkalisch· Salzlösung, z. B. Sodalösuag von Chloriden, Fettsäuren, Rhodanwasserstoffsäure und anderen schläuchen V«run· reinigungen befreit wird. Di·«· Vorwäsche hat ein Püllkörpervoluiiten von ⁴⁰ ui und wird bei 105°C betrieben* d.h. bei einer geringfügig

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höheren Temperaturen als der Kondeneationstemperatur der noch int Gas enthaltenen Teerbestandteile. Diese Temperatur wird mit Hilfe dee dampfbeheizten Erhitzers 8 eingestellt. Die geringe hierbei verdampfende Wassermenge und das verbrauchte Alkali werden ca. 2 %ige Na₀CO--Lösung durch die Pumpe 18 und die Leitung 28 zugeführt. Bei Bedarf kann durch die Leitung 29 teilweise verbrauchte Vorwaschlösung abgezogen und einer weiteren Verwendung im Rahmen der Gaserzeugung zugeleitet werden.

Das derart vorbehandelte Gas tritt durch die Leitung 30 mit 105°C in den Absorber 3 ein. Dort wird bei etwa gleicher Temperatur durch heiße, regenerierte, alkalische Waschlösung das Gas entschwefelt, so daß es mit 300 ppm H₀S durch die Leitung 31 dem Sättiger 4 zuströmen kann. Hier wird das Gas im Gegenstrom durch das aus der Leitung 22 zulaufende heiße Kreielaufwasser von 151 wieder auf 149°C aufgewärmt, wobei das Gas entsprechend mit Wasserdampf gesättigt und das Kreislaufwasser wieder auf 115° abgekühlt wird. Mit dieser Temperatur geht das Kreislaufwasser durch die Leitung 20 wieder zum Kühler 1 zurück, während das entschwefelte, aber noch heiße wasserdampfhaltige Gas durch die Leitung 32 dem Gasturbinenprozeß zugeführt wird.

Die vom Absorber 3 ablaufende Waschlösung wird durch die Leitung 33 und das Ventil 34 in den bei 1,1 ata (am Kopf) und einer Sumpftemperatur von 106° betriebenen Regenerator 2 entspannt. Der Regenerator ist mit 190 m Füllkörpern gefüllt. Durch den im Aufkocher 6 aus der Lösung gebildeten und aufsteigenden Dampf wird die Lösung soweit regeneriert, daß sie das Gas im Absorber 3 bis auf einen H S-Restgehalt von 300 ppn entschwefeln kann. Dazu ist eine Restbeladung an H„S von

3 3 0,8 Nm /m Lösung zulässig, wenn der Bikarbonatgehalt noch

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1,25 kg-Mol/n beträgt. Diese regenerierte Lauge enthält ferner

1,02 kg-Mol K„CO_Q/m³ und 0,25 kg-Mol Borax Na-B₄O₇.10H_oO/nA

3 ο

Durch die Punjpe 13 und die Leitung 35 werden 500 m /h mit 107 C

auf den Absorber 3 (mit 110 m Füllkörpern) aufgegeben. Hier nimmt

3

die Lösung aus den. Gas im Gegenstrom 1750 Nm H„S/h und 9. 450 Nm

CC„/h auf, verläßt den Turm mit 115°C durch die Leitung 33 und kehrt wieder zum Regenerator 2 zurück. Vor der Entspannung enthält die Lösung jetzt 4,3 Nm³H_S/m³ als 0,19 kg-Mol KHS/m³,

3 3

2,95 kg-Mol KHCO_o/m , 0,08 kg-Mol K_oCO„/m und 0,25 kg-Mol Borax/m . Bei der Entspannung im Ventil 34 werden unter Abkühlung bereite ein Teil des gebundenen H„S sowie CO₀ freigesetzt. Zur Unter-Stützung des H-S-Abtriebs kann es zweckmäßig sein, den Erhitzer 10

dt

in der Leitung S3 zum Aufwärmen der entspannten Lösung zu benutzen. An-; Kopf des Regenerators 2 entweichen H_S, CO und Wasserdampf durch das Ventil 36 und die Leitung 37. In Kühler 9 wird das Abtreibegae gekühlt und im Abscheider 11 vom Kondensat getrennt. Das H„S-haltige Gas wird durch die Leitung 38 einer Verwendung zugeführt, z.B. einer Blaus-Anlage zur Schwefelgewinnung. Das Kondensat aus dem Abscheider 11 wird durch die Leitung 39 und die Pumpe 17 auf den Regenerator zurückgefordert.

Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, den Regenerator 2 unter leichtem Überdruck, z.B. 2 ata, %u betreiben, um die Temperatur der regenerierten Lauge und damit auch die Temperatur im Waschturm 3 zu erhöhen, z. B. auf 1 des Ventils 36 erfolgen.

3 zu erhöhen, z.B. auf 115 C. Dies kann durch geeignete Einstellung

Beispiel I

3 18.000 Nm /h eines durch Vergasung von Rückataodsöl mit Sauerstoff und Wasserdampf erhaltenen Gase« werden in einer Anlage gemäß Fig.

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in der im Beispiel 1 beschriebenen Weiee vorbehandelt und treten mit einer Temperatur von 105°C unter einem Druck von 20 ata wasserdampf -geaättigt durch die Leitung 30 in den Absorber 3 ein (Abb. 1). Das Gab hat im Norxnzustand, trocken folgende Zusammensetzung:

	CO	46,6 Vol%
	^H2	46,6 Vol%
	co₂	5,0 Vol%
	H₂S	0,15 Vol%
	COS	0, 001 Vol%
CH.+N- 4 A	IAr .	1,88 Vol%

Ee soll bis auf einen Schwefelgehalt von maximal 100 Vol-ppm ent·

schwefelt werden. Dttn wird es iir Absorber 3 mit 1,85 m Wasch-

3 3

lösung pro Nm H„S, also mit 50 m Löeung/h gewaschen. Die Lösung

tritt durch die Leitung 35 mit 10? C in den Absorber ein. Sie ist regeneriert und enthalt 1,00 kg-Mol K^CO₃/m³. 1,25 kg-Mol KHCO₃/m³, 0,25 kg-Mol Borax/ir.³ sowie 0,3 Nm H₃S/m³ als KHS. Unter diesen

Bedingungen wird ein gewaschenes Gas mit 80 ppm H₀S und 2 ppou COS

S 3

erhalten, wahrend die Lösung 25,6 Nm H_S/h und 700 NmCO aufnimmt, welche im Regenerator 2 wieder ausgetrieben werden.

- 14 -BatantaneprQca·

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Claims

PATENTANSPRUCH

1) Verfahren zur selektiven Entschwefelung von Gasen, die durch Umsetzen von flüssigen oder festen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen mit freien Sauerstoff enthaltenden Gasen und Wasserdampf unter erhöhtem Druck hergestellt sind, durch Auswaschen der Schwefelverbindungen mit wässeriger Lösung von Alkallsalzen schwacher anorganischer Säuren und Regenerieren der beladenen Lösung durch Entspannen, Erhitzen und Abstreifen mit Wasserdampf, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas alt einer konzentrierten wässrigen Absorptionslösung eines oder aehrerer Alkaliealze schwacher anorganischer Säuren bei einer in der Nähe des atmosphärischen Siedepunktes der Lösung liegenden Temperatur in an sich bekannten Boden- oder FUllkö?p«riD&I<ana«a unter Einhaltung eines Austauechvolum®nverhält£äise©3 von 0,25 bis 2,5 a Lösung je

Ha Sdkwei'al'tmaserstoff im gu reinigenden Gas gewaschen wird.

2) Verfahren aaeli Ansprach 1, -flaaurc^ gekennzeichnet, daß die wässerig« AbserpftioaelÖeiiBg K&iiyacarbcmat enthält.

3) Verfahren nach dem Aöspritshan 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, (JLftß die KaHuacarfooiaatlös«ßg Zusätze von Alkali salzen der Borsäure, Vwiwtd,1 OTtBäure_s Phosphorsäure enthält.

V«r£a£ur«a neicfe «Aan ^uMqprtteiMiä 1 bi* 3, dadurch gekennzeichnet. to* in WklSBtnr Weit« ie AUiltz«fc»ea«ln, WaschkUhlern,

Bttftwl schere line. d*rg3,. esa* 200 bi* 150⁰C vorgekUhlte

auf einig· Grade unter dl« Betrieb*-

und nach Abtrennung eftt in direkte» Wlra««uet*usch

uM TMlttltcto «ffiitsten S*lxlöeung auf

d#r Sotschwefelung erhitzt und alt und in dl«Ma Zustand in die Ent-9»fUhrt wird ο

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5) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die indirekte Kühlung mehrstufig erfolgt, wobei die erste Stufe mittels Wasser unter Druck erfolgt.

6) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß eine Stufe der indirekten Kühlung ein Wärmeaustausch zwischen dem Gas und der zu regenerierenden mit Schwefelverbindungen beladenen Absorptionslösung ist·

7) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn» zeichnet, daß das aus der ersten indirekten Kühlstufe ablaufende Wasser durch direkte Berührung mit dem entschwefelten Gas gekühlt und danach in die erste indirekte Kühlstufe zurückgeführt wird.

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