DE2345188A1 - Hot gas cooling and purification - by pressurised water contact in column and gas extraction from expanded water outflow - Google Patents
Hot gas cooling and purification - by pressurised water contact in column and gas extraction from expanded water outflowInfo
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Abstract
Description
Essen, den 5. 9. 1973 N 4580/7 a Dr. Ha/Wi.Essen, September 5, 1973 N 4580/7 a Dr. Ha / Wi.
Heinrich Koppers Gesellschaft mit beschränkter Haftung, 43 Essen, Moltkestrasse 29Heinrich Koppers limited liability company, 43 Essen, Moltkestrasse 29
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen und Reinigen heisser Gase, die durch Vergasung (Partialoxydation) fester und/oder flüssiger Brennstoffe gewonnen werden.The present invention relates to a method for cooling and cleaning hot gases produced by gasification (partial oxidation) solid and / or liquid fuels are obtained.
Gleichstrom-Es ist bekannt, dass man bei der/Vergasung fester und/oder flüssiger Brennstoffe, wie z. B. Kohle, Kohlenstaub oder schwerer Heizöle mit Luft oder Sauerstoff Gase erhalten kann, die keine höhersiedenden Kohlenwasserstoffe wie Öle, Teer, Benzol, Phenole und Ähnliche Verbindungen mehr enthalten. Die Hauptverunreinigungen dieser Gase sind vielmehr Rues bzw. Kohlenstaub und Flugasche, die als Vergasungsrückstand anfallen und zum Teil von den Gasen mitgeführt werden. Ferner enthalten die Gase selbstverständlich HS, COS und CO , die ebenfalls entfernt werden müssen. Wegen des Fehlens der genannten höhersiedenden Kohlenwasserstoffe in derartigen Gasen ist man in der Praxis bereite dazu übergegangen, diese heissen Gase durch direkten Kontakt mit Wasser su kühlen und gleichseitig vom mitgeführten Vergasungsrückstand su befreien. Die su behandelnden Gase stehen dabei normaler-DC-It is known that in the / gasification solid and / or liquid Fuels such as B. coal, coal dust or heavy fuel oils with air or oxygen can get gases that do not have higher boiling points Hydrocarbons such as oils, tar, benzene, phenols and similar compounds contain more. The main contaminants of these gases are rues or coal dust and fly ash, which are used as gasification residues occur and are partly carried along by the gases. Furthermore, the gases naturally contain HS, COS and CO, which also must be removed. Because of the lack of the heavier boiling mentioned In practice, hydrocarbons in gases of this type have already been switched over to these hot gases through direct contact cool with water and at the same time from the entrained gasification residue su free. The gases to be treated are normally available
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weise unter erhöhtem Druck, vorzugsweise einem Druck zwischen 3 und 80 ata, weil entweder die Vergasung unter erhöhtem Druck durchgeführt wird oder weil die Gase ohnehin im Hinblick auf ihre spätere Weiterverarbeitung verdichtet werden müssen. Die Behandlung der Gase erfolgt normalerweise dadurch, dass man das Wasser in die strömenden Gase eindüst und diese dadurch unter erhöhtem Druck mit dem Wasser in Kontakt bringt. Für die Weiterbehandlung des aus der Kontakteinrichtung nach der Behandlung der Gase ablaufenden Wassers hat man bisher keine besonderen Mae «nahmen vorgesehen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass dieses Wasser infolge des angewandten Druckes neben den als Suspension mitgeführten festen Bestandteilen auch gasförmige Bestandteile enthält, die vom Wasser absorbiert werden. Leitet man dieses Wasser sofort unter Entspannung sur Abscheidung der festen Bestandteile in ein Klärbecken, so werden die im Wasser absorbierten Gasbestandteile wieder in Freiheit gesetzt und können ungehindert in die Atmosphäre gelangen. Da es sich hierbei um übelriechende und giftige Bestandteile wie HS, COS und CO handelt, führt dies su einer Belästigung der Umwelt. Diese kann bei den heute immer schärfer werdenden behördlichen Bestimmungen und Auflagen nicht länger hingenommen werden.wise under increased pressure, preferably a pressure between 3 and 80 ata, because either the gasification under increased pressure is carried out or because the gases have to be compressed anyway with a view to their subsequent further processing. The treatment of the gases is normally done by injecting the water into the flowing gases and thereby increasing them Bringing pressure into contact with the water. For the further treatment of that which flows out of the contact device after the treatment of the gases So far no special measures have been taken for water. It has been shown, however, that this water, as a result of the pressure applied, in addition to the solid particles carried along as a suspension Components also contains gaseous components that are absorbed by the water. If you pass this water immediately with relaxation When the solid constituents are separated in a clarifier, the gas constituents absorbed in the water are released again and can enter the atmosphere unhindered. Since these are foul-smelling and poisonous components such as HS, COS and CO acts, this leads to pollution of the environment. These can no longer be accepted with the increasingly strict official regulations and requirements.
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Der Erfindung lmg deshalb die Aufgabe zugrunde, diesem vorstehend geschilderten übelstand abzuhelfen. Weiterhin wird generell eine weitere Verbesserung des eingangs beschriebenen Verfahrens zum Kühlen und Reinigen heisser Gase angestrebt.The invention is therefore based on the object of this above to remedy the evil described. Furthermore, a further improvement of the method described at the beginning is generally used for Aimed at cooling and cleaning hot gases.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Kühlen und Reinigen heiseer, durch Vergasung fester und/oder flüssiger Brennstoffe gewonnener Gase, bei dem die Gase unter erhöhtem Druck in direkten Kontakt mit Wasser gebracht werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass das aus der Kontakteinrichtung ablaufende Wasser in einen geschlossenen Entspannungsbehalter eingeleitet und in diesem nach Entspannung auf Normaldruck von den gelüsten Gasbestandteilen befreit wird, worauf die Gasbestandteile und das Wasser in getrennten Leitungen aus dem Entspannungsbehalter abgezogen werden und das Wasser anschliessend nach Abscheidung der mitgeführten Feststoffe sowie entsprechender Kühlung wieder in die Kontakteinrichtung zurückgepumpt wird.The inventive method for cooling and cleaning hot, gases obtained by gasifying solid and / or liquid fuels, in which the gases come into direct contact under increased pressure are brought with water, is characterized in that the water draining from the contact device in a closed Entspannungsbehalter initiated and freed in this after relaxation to normal pressure of the lustful gas components, whereupon the gas components and the water are drawn off in separate lines from the relaxation tank and then the water is pumped back into the contact device after separation of the entrained solids and appropriate cooling.
Durch die erfindungsgemftsse Verfahrensweise wird erreicht, dass die im Wasser gelösten Gas« nach der Entspannung nicht mehr ungehindert in die Atmosphäre gelangen können. Diese werden vielmehr aus dem Entspannungsbehalter abgezogen bzw. abgesaugt und Einrichtungen zugeführt, in denen sie unschädlich gemacht werden können.The procedure according to the invention ensures that the gas dissolved in the water is no longer unhindered after the expansion can get into the atmosphere. Rather, these are withdrawn or sucked out of the relaxation container and facilities supplied in which they can be rendered harmless.
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So können sum Beispiel dieae Gaae, wenn aie HS und COS enthalten, fat einer Clau·-Ofenanlage eu elementarem Schwefel oder in einer Schwefelstureanlage zu Schwefelsäure verarbeitet werden.For example, the Gaae, if they contain HS and COS, fat in a Clau furnace system eu elemental sulfur or in a Sulfuric acid plant can be processed into sulfuric acid.
Ferner aieht daa erfindungagemlaae Verfahren im Gegenaats su bekanntem Verfahren dieser Art die Kreislaufführung des verwendeten Waaaera ver. Dadurch wird natürlich die Wirtschaftlichkeit dea Verfahrene verbeaaert. Furthermore, there is a method according to the invention which is known in the counterpart Process of this type the circulation of the used Waaaera ver. This of course the economy of the process is verbeaaert.
Gemlaa einer bevorzugten Ausführungsform dea erfindungagexnlaaen Verfahrens ist ausaerdem vorgesehen, dass die Entspannung dea aua der Kontakteinrichtung ablaufendem Waaaera nicht in dem Entapannungabehalter, sondern in einer Entapsjnnnngsturbine erfolgt, die zwischen der Kontakteinrichtung und dem Entapannungabehllter angeordnet iat. Die Entspannungsturbine wird dabei sweckmlssigerweiae mit einem Stromerseugungeaggregat gekoppelt, so daaa auf dieae Weiee ein Teil der Pumpenenergie wiedergewonnen werden kann, die für daa nachfolgende Zarückpumpen de· Waaaera in die Kontakteinrichtung erforderlich iet.According to a preferred embodiment of the invention Process is also provided that the relaxation of the waaaera running on the contact device not in the de-tensioning holder, but in a Entapsjnnnngsturbine takes place between the contact device and the de-tensioning device arranged iat. The expansion turbine is sweckmlssigerweiae coupled with a Stromerseugungeaggregat, so daaa a part in theae way the pumping energy can be recovered for daa subsequent Pumping back into the contact device is required.
Weiterhin kann daa erfindungagemlaae Verfahren vorsugaweiae ao durchgeführt werden, da·· die Waaaeraemge, die sam Kühlen and ReinigenFurthermore, the method according to the invention can be carried out as a precautionary measure that ·· the Waaaeraemge, the sam cooling and cleaning
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der Gase auf die Kontakteinrichtung aufgegeben wird, ta dem Matte erhöht wird, da«8 die Schwefelbestandteile der Gate in der Kontakteinrichtung weitestgehend ausgewaschen werden, so dass die Gase ohne nachgeschaltete Entachwefelungsanlage weiterverarbeitet oder verbraucht werden können. Dies wird erreicht, wenn in Abhängigkeit vom angewandten Druck in der Kontakteinrichtung, dem Gehalt des Gases an Schwefelverbindungen sowie der Wassertemperatur pro durchgesetzten Nm Gas 10 bis 40 Liter Wasser verwendet werden*the gases is applied to the contact device, ta the mat is increased because «8 the sulfur components of the gate in the contact device as far as possible, so that the gases are further processed or without a downstream dewatering system can be consumed. This is achieved when dependent on the pressure applied in the contact device, the content of sulfur compounds in the gas and the water temperature per penetrated Nm gas 10 to 40 liters of water can be used *
Nachfolgend soll das erfindungsgemässe Verfahren an Hand des in der Abbildung wiedergegebenen Fliessschemas weiter erläutert werden. Dieses Flies β schema gibt dabei nur die zur Erläuterung des Verfahrene unbedingt notwendigen Anlagenteile wieder.In the following, the method according to the invention will be based on the in the Figure reproduced flow diagrams are explained further. This flow diagram only reproduces the parts of the plant that are absolutely necessary to explain the process.
Das von dem in der Abbildung nicht dargestellten Vergaser kommende heisse Gas, das gegebenenfalls in einem unmittelbar hinter dem Vergaser angeordneten und ebenfalls nicht dargestellten Abhitzekessel bereits eine gewisse Abkühlung erfahren hat, gelangt durch die Leitung 1 in die Kontakteinrichtung 2, in die es von unten eintritt. Das erforderliche Wasser wird über di« Leitung 3 herangeführt und über die Abzweig« leitungen 3a, 3b, 3c, 3d und 3« auf verschiedenen Ebenen in die Kontakteinrichtung 2 eingedüst. Das Gas kommt deshalb in der Kontakt-The one coming from the carburetor not shown in the figure hot gas, possibly in a directly behind the carburetor The waste heat boiler arranged and also not shown has already undergone a certain cooling down, passes through the line 1 into the contact device 2, into which it enters from below. The required water is brought in via line 3 and via the branch lines 3a, 3b, 3c, 3d and 3 "on different levels in the contact device 2 injected. The gas is therefore in the contact
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einrichtung im Ge gene tr om mit dem kalten Wasser in Berührung, wobei es abgekühlt und gleichzeitig gewaschen wird. Das oben aus der Kontakteinrichtung austretende Gas gelangt sodann über die Leitung 6 in den Desintegrator 7, in dem es einer nachgeschalteten Feinwische unterworfen wird. Das hierfür erforderliche Wasser wird Über die Leitung 23, die von der Leitung 3 abzweigt, dem Des* integrator 7 zugeführt. Anschliessend gelangt das Gas über die Leitung 9 in den Tropfenabscheider 8, wo es von mitgerissenem Wasser befreit wird. Danach kann das Gas durch die Leitung 10 seiner weiteren Verarbeitung bsw. Verwendung zugeführt werden. Das aus dem Tropfenabscheider 8 ablaufende Wasser kann über Leitung 26 in die Leitung 4 eingespeist werden.installation in the opposite direction to the cold water, cooling it and washing it at the same time. The gas emerging from the contact device at the top then passes through the line 6 in the disintegrator 7, in which there is a downstream Fine wiping is subjected. The water required for this is via line 23, which branches off from line 3, the Des * integrator 7 supplied. The gas then passes through the pipe 9 in the mist eliminator 8, where it is freed from entrained water. Thereafter, the gas can through the line 10 of its further Processing Use can be supplied. The water running off from the droplet separator 8 can be fed via line 26 are fed into line 4.
Währenddessen gelangt das mit den festen und gasförmigen Bestandteilen beladene Wasser, das unten aus der Kontakteinrichtung 2 abflieset, über die Leitung 4 zum Entspannungsbehftlter 5. In der Leitung 4 kann dabei die Entspannungsturbine 24 angeordnet sein, in der das Wasser, welches bisher noch den in der Kontakteinrichtung 2 herrschenden Druck aufweist, auf Normaldruck entspannt wird. Die dabei freiwerdende Entspannungsenergie kann zur Stromerzeugung genutzt werden, da die Entspannungsturbine 24 mit dem Stromerzeugungsaggregat 25 gekoppelt ist. Ist eine Entspannungsturbine 24 nicht vorgesehen, so erfolgt die Entspannung erst im EntspannungsbehSlterIn the meantime, this arrives with the solid and gaseous components loaded water that flows out of the contact device 2 at the bottom via the line 4 to the relaxation vessel 5. In the line 4, the expansion turbine 24 can be arranged, in which the water, which was previously in the contact device 2 has prevailing pressure, is relaxed to normal pressure. The relaxation energy released can be used to generate electricity can be used, since the expansion turbine 24 is coupled to the power generation unit 25. An expansion turbine 24 is not provided, the relaxation only takes place in the relaxation container
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In die «em wird anachlieaaend daa Wasser, von dem durch die Entspannung in Freiheit gesetzten Gaa abgetrennt. Letztere· wird zur weiteren Behandlung, wie weiter oben beschrieben, durch die Leitung 11 abgezogen. Währenddessen strömt das entspannte Wasser, das noch mit den Feststoffen beladen ist, durch die Leitung 12 zum Klärbecken 13. Beim Durchströmen desselben setzen sich die Feststoffe, bei denen es sich im wesentlichen um Russ, Flugasche und Kohlenstaub handelt, ab. Diese Feststoffe werden mit dem Räumer wagen 14 in den Trichter 15 geschoben und von hier über die Leitung 16 abgezogen.In the «em is anachlieaaend daa water, from which by the relaxation detached Gaa set in freedom. The latter becomes the further Treatment as described above is withdrawn through line 11. Meanwhile, the relaxed water, which is still loaded with the solids, flows through the line 12 to the clarifier 13. When flowing through the same settle the solids, which are essentially deals with soot, fly ash and coal dust. These solids are dare with the scraper 14 pushed into the funnel 15 and from withdrawn here via line 16.
Das geklärte Wasser tritt über die Leitung 18 aus dem Klärbecken 13 aus und gelangt über die Pumpe 17 und die Leitung 19 auf den Kühlturm 20. Hier erfolgt die weitere Rückkühlung dea Wassers, daa nach Ablauf aua dem Kühlturm 20 über die Leitung 22 abgezogen wird. Vermittele der Pumpe 21 wird das Wasser sodann wieder in die Leitung 3 gedrückt und von da wieder auf die Kontakteinrichtung 2 aufgegeben. Ein Teil der von den Pumpen 17 und 21 benötigten elektrischen Energie kann dabei durch den im Stromer zeuguagsaggregat 25 gewonnenen Strom gedeckt werden.The clarified water emerges from the clarifier 13 via the line 18 and reaches the cooling tower via the pump 17 and the line 19 20. Here, the water is further recooled, there after the end aua is withdrawn from the cooling tower 20 via the line 22. By means of the pump 21, the water is then pressed back into the line 3 and from there again given up on the contact device 2. Some of the electrical energy required by the pumps 17 and 21 can thereby are covered by the electricity generated in the Stromer generating unit 25.
■Selbstverständlich kann als Kontakteinrichtung 2 anstelle dea in der Abbildung dargestellten Einspritswaschers auch eine andere Wascherkonstruktion, s. B. mit Einbauten, sur Anwendung gelangen. Ea kann■ Of course, as a contact device 2 instead of dea in the The injection washer shown in the figure also has a different washer design, e.g. with internals, sur application. Ea can
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aber auch ein sogenanntes Venturi-Waschsystem eingesetzt werden.but a so-called Venturi washing system can also be used.
Ar j N 2 {
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der Kontakteinrichtung 2 zugeführt. Dieses Gas, das durch Gleich.-stronwergasung von Kohlenstaub bei einem Druck von 30 ata gewonnen wurde, führt etwa 500kg Feststoffe (Vergasungsrückstand) mit sich. Es wird mit einer Temperatur von 200 * C und einem Druck von 30 ata in die Kontakteinrichtung 2 eingeleitet. Die durch die Abzweigleitungen 3 a - 3 β in die Kontakteinrichtung 2 eingedüste Wassermenge liegt beithe contact device 2 supplied. This gas, produced by Gleich.-Stromonwergasung was obtained from coal dust at a pressure of 30 ata, carries about 500kg of solids (gasification residue) with it. It is used with a temperature of 200 * C and a pressure of 30 ata initiated into the contact device 2. The amount of water injected into the contact device 2 through the branch lines 3 a - 3 β is included
19 Liter/Nm Gas. Dadurch wird erreicht, dass die Schwefelbestandteile des Gases bereits in der Kontakteinrichtung 2 weitgehend ausgewaschen werden, so dass das durch die Leitung 6 abgezogene, gekühlte und gewaschene Gas folgende Zusammensetzung aufweist :19 liters / Nm gas. This ensures that the sulfur components of the gas are already largely washed out in the contact device 2, so that the withdrawn through the line 6, cooled and scrubbed gas has the following composition:
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Dae mit einer Temperatur von etwa 40 β C durch die Leitung 4 aus der Kontakteinrichtung 2 abfliessende Wasser muss anechliessend von 30 ata auf Normaldruck entspannt werden. Das kann entweder im Entspannungsbehälter 5 erfolgen, oder -wenn es die vom Wasser mitgeführte Feststoffmenge zulässt- in der Entspannungeturbine 24, die dann zwischen der Kontakteinrichtung 2 und dem Entspannungsbehälter 5 installiert ist. Die Entspannungeturbine ist dabei mit dem Stromerzeugungeaggregat 25 gekoppelt. Die durch die Entspannung in Freiheit gesetzten Gasmengen werden im Entspannungsbehälter 5 vom Wasser abgetrennt. Dieses Gas, das vor allem CO , HS und COS enthält, wird durch die Leitung 11 zur weiteren Behandlung, wie weiter oben beschrieben, abgezogen. Dadurch wird vermieden, dass dieses infolge seines hohen HS- und COS-Gehaltes sehr giftige Gas ungehindert in die Atmosphäre gelangt.Dae are relaxed at a temperature of about 40 C β through line 4 effluent from the contact device 2 water must anechliessend of 30 ata to normal pressure. This can either take place in the expansion tank 5, or - if the amount of solids carried along by the water allows it - in the expansion turbine 24, which is then installed between the contact device 2 and the expansion tank 5. The expansion turbine is coupled to the power generation unit 25. The gas quantities set free by the expansion are separated from the water in the expansion tank 5. This gas, which mainly contains CO, HS and COS, is withdrawn through line 11 for further treatment, as described above. This prevents this gas, which is very toxic due to its high HS and COS content, from entering the atmosphere unhindered.
Das durch die Leitung 12 abgezogene Wasser wird nach Abscheidung der Feststoffe im Klärbecken 13 im Kühlturm 20 wieder auf eine TemperaturThe water withdrawn through line 12 is after separation of the Solids in the clarifier 13 in the cooling tower 20 back to a temperature
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von 25 * C gekühlt und daran anechlieeeend wieder auf die Kontakteinrichtung 2 aufgegeben.cooled by 25 ° C and then back on the contact device 2 abandoned.
Wenn die Entspannung de· Waiieri anstelle in der Entspannung« turbine 24 im Entspannung«behälter 5 erfolgen soll, so erfährt das in der Abbildung wiedergegebene Flieseschema dadurch keine grundsätzliche Veränderung. Ee kommen im Flieseschema lediglich die Entspannungsturbine 24 und das Stromerzeugungeaggregat 25 in Fortfall. If the relaxation de · Waiieri instead of the relaxation «turbine 24 is to take place in the expansion tank 5, this is the result There is no fundamental change in the tile scheme shown in the illustration. Ee only come in the tile scheme Expansion turbine 24 and the power generation unit 25 in discontinuation.
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Claims (1)
dto. 1 117 091German Auslegeschrift 1 076 092
dto. 1 117 091
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2646865A1 (en) * | 1976-10-16 | 1978-04-20 | Krupp Koppers Gmbh | METHOD FOR CLEANING AND COOLING PARTIAL OXYDATION GASES CONTAINING DUST-BASED IMPURITIES |
| DE2739562A1 (en) * | 1977-09-02 | 1979-03-08 | Krupp Koppers Gmbh | METHOD FOR CLEANING AND COOLING PARTIAL OXYDATION GASES CONTAINING DUST-BASED IMPURITIES |
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1973
- 1973-09-07 DE DE2345188A patent/DE2345188C2/en not_active Expired
-
1974
- 1974-08-05 ZA ZA00744969A patent/ZA744969B/en unknown
- 1974-08-06 IN IN1767/CAL/1974A patent/IN140744B/en unknown
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2345188C2 (en) | 1984-04-05 |
| IN140744B (en) | 1976-12-18 |
| ZA744969B (en) | 1975-08-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| 8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: STAEGE, HERMANN, 4300 ESSEN, DE |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |