DE2505959C3

DE2505959C3 - Verfahren zur Reinigung von Koksofengas

Info

Publication number: DE2505959C3
Application number: DE19752505959
Authority: DE
Inventors: Heinz 4600 Dortmund Gresch; Heinz 4390 Gladbeck Hoelter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-02-13
Filing date: 1975-02-13
Publication date: 1978-03-16
Also published as: DE2505959B2; DE2505959A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Koksofengas, bei dem aus dem entteerten und gekühlten Rohgas der Ammoniak mit Wasser, gegebenenfalls unter Zusatz von Schwefelsäure, und der Schwefelwasserstoff durch einen Natrium- oder Kaliumkarbonat enthaltenden Waschkreislauf ausgewaschen werden, aus welchem der Schwefelwasserstoff mittels Kohlensäure ausgetrieben wird und welchem ständig gewisse Mengen Natron- oder Kalilauge zugeführt werden und entsprechende Mengen Waschflüssigkeit entnommen werden.

Bei dem nach dem Stande eier Technik bekannten Verfahren, das auf Kokereien vielfach angetroffen werden kann, besteht ein wesentliches Problem, daß die dem Waschkreislauf der Schwefelwasserstoffwäsche entnommene Waschflüssigkeit verhältnismäßig viel Natrium- oder Kaliumsulfit enthält, welches nicht in die Vorflut gegeben werden darf und auch sonst nur schwer zu beseitigen ist. Diese Sulfitablauge muß in Kokereien gesammelt und an SpezialUnternehmen zwecks Vernichtung oder Unschädlichmachung abgegeben werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, das Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die bei dem Verfahren anfallende Sulfitablauge ohne zusätzliche Kosten zu verursachen unschädlich gemacht werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend vom Verfahren der eingangs genannten Art vor, daß die aus dem Kreislauf der Schwefelwasserstoffwäsche entfernte Waschflüssigkeit dem Abwasser der Ammoniakwäsche zwecks Abtreibung des in diesem vorhandenen fixen Ammoniaks zugemischt wird.

Hierdurch werden die schädlichen, bei der Schwefelwasserstoffwäsche anfallenden Alkalisulfide nicht nur unschädlich gemacht, sondern übernehmen zusätzlich noch eine Aufgabe, für die sonst gelöschter Kalk oder andere Chemikalien benötigt werden. Bei der Abtreibung des fixen Ammoniaks aus den fixen Ammonverbindungen des Abwassers der Ammoniakwäsche fällt in der Gasphase lediglich Schwefelwasserstoff an, dessen Beseitigung keine Schwiergkeiten bereitet, und in der wäßrigen Phase neben dem als Düngemittel verwertbaren Ammonsulfat lediglich Natriumkarbonat und fi.s Natriumchlorid bzw. Kaliumkarbonat und Kaliumchlorid an, die ohne weiteres in die Vorflut gegeben werden dürfen.

Nach dem Stand der Technik (Die Chemische Fabrik, 12. Jahrgang 1939, Nr. 1/2, Seite 19) war es zwar bekannt, für die Abtreibung von fixen Ammonsalzen aus dem Abwasser der Ammoniakwäsche eine starke Base zu verwenden. Man hat für diesen Zweck gewöhnlich gelöschten Kalk oder dergleichen verwendet, d. h. also Chemikalien, die gesondert beschafft werden mußten. Beim Verfahren gemäß der Erfindung werden diese Chemikalien in besonders vorteilhafter Weise durch ein Abfallprodukt eines zugehörigen Verfahrensabschnittes ersetzt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der der Verfahrensablauf schematisch dargestellt ist.

In der Zeichnung ist der zu reinigende, entteerte und gekühlte Rohgasstrom mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Der Rohgasstrom wird durch einen Ammoniakwäscher 2 geleitet, dem ein Wasserstrom 3 zugeführt wird, dem gegebenenfalls Schwefelsäure beigemischt ist. Der Abwasserstrom 4 des Ammoniakwaschers 2 wird einer Ammonsulfat-Gewinnungsanlage 5 zugeführt, in der aus dem Abwasser Ammoniak abgeschieden wird und das fixe Ammoniak aus Ammoniakverbindungen ausgetrieben wird, wie weiter unten noch erläutert wird.

Der vom Ammoniak befreite Rohgasstrom 6 wird einem Schwefelwasserstoff-Wascher 7 zugeführt. Die Waschflüssigkeit des Schwefelwasserstoff-Waschers 7 ist in einem Kreislauf geführt, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnet ist. Dieser Kreislauf enthält in wäßriger Lösung Natriumkarbonat, Natronlauge, Natriumsulfid und Natriumbisulfid als zum Schwefelwasserstofftransport wirksame Bestandteile. Weiterhin enthält der Kreislauf noch verschiedene Bestandteile, die mit dem Schwefelwasserstoff nicht reagieren und die ebenfalls in dem Schwefelwasserstoff-Wascher 7 ausgewaschen werden.

Das Entfernen des ausgewaschenen Schwefelwasserstoffes aus dem Kreislauf 8 erfolgt in einer Regenerierungsanlage 9, die in den Kreislauf 8 eingeschaltet ist und in der die im Kreislauf 8 geführte Waschflüssigkeit mit einem stark kohlendioxydhaltigen Rauchgasstrom 10 durchmischt wird, wodurch Schwefelwasserstoff abgetrieben wird und Natriumkarbonat hergestellt wird bzw. zurückgewonnen wird. Der Rauchgasstrom 10 stammt aus der Heizanlage des Koksofens oder von anderen Verbrennungsanlagen mit geeigneten Abgasen. Gegebenenfalls kann auch Kohlendioxyd verwendet werden, das am Abgang von hintereinandergeschalteten Ammoniakabtreiberkolonnen anfällt.

Um eine Anreicherung von Natriumsulfid und inerten Bestandteilen im Kreislauf 8 zu vermeiden, wird ständig ein Teilstrom 11 aus diesem abgeführt und die abgeführte Waschflüssigkeitsmenge durch einen Ergänzungsstrom 12 frischer Natronlauge ersetzt. Die Abzweigung des Teilstroms 11 erfolgt hinter dem HjS-Wascher 7 und vor der Regenerierungsanlage 9, wodurch dem Kreislauf 8 nur wenig Wärmeenergie entzogen wird. Der Ergänzungsstrom 12 mit frischer Natronlauge wird vor dem H2S-Wascher 7 zugeführt, so daß die unverbrachte Natronlauge sofort zum Auswaschen von Schwefelwasserstoff verwendet wird, ohne zuvor durch andere Reaktionen an Reaktionsfähigkeit verloren zu haben. Die Überschußmenge des mit dem Rauchgasstrom 10 zugeführten Kohlenrlioxyds geht mit dem Schwefelwasserstoff-Strom 14 aus der Regenerierungsanlage 9 ab. Das aus dem Schwefelwasserstoff-Wascher 7 austretende Reingas ist mit 13 bezeichnet.

Die Schwefelwasserstoff-Wäsche erfolgt vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 20 und 30° C Die Regeneration erfolgt vorzugsweise bei ca. 60 bis 90° C. Falls in der Regenerationsanlage 9 die mit dem Rauchgasstrom 10 zugeführte Wärmemenge nicht ausreicht, muß zugeheizt werden. Die abgezweigte Teilmenge 11 kann — wenn entsprechende Umweltbedingungen es zulassen — in das Abwasser gegeben werden. Wenn dies wegen des darin enthaltenden Natriumsulfids nicht zulässig sein sollte, kann dieser Teilstrom zum Abtreiben von gebundenem Ammoniak aus dem Abwasser des Ammoniak-Waschers 2 verwendet werden. Hierzu wird der Teilstrom 11, der Natriumkarbonat, Natriumbisulfid, Natriumsulfid, geringe Mengen Natronlauge und inerte Bestandteile enthält, dem in der Ammonsulfat-Gewinnungsanlage 5 befindlichen Abwasser des Ammoniak-Waschers 2 zugemischt. Hierdurch reagiert das in dem Teilstrom 11 enthaltene Natriumsulfid mit den im Ammoniakwasser enthaltenen fixen Ammoniakverbindungen, wobei im wesentlichen Ammonsulfat und Schwefelwasserstoff entstehen.

Falls das bei der Schwefelsäurewäsche anfallende Natriumsulfid zur Abtreibung des gesamten fixen Ammoniaks nicht ausreichen sollte, kann gegebenenfalls von anderswo stammendes Natriumsulfid, dessen Beseitigung sonst hohe Kosten verursachen würde, zusätzlich eingese; ; werden. Die typischen Reaktionen bei dieser Abtreibung von fixen Ammoi ak mit Natriumsulfid sind folgende:

Na₂S + (NH₄I₂CO.,

Na₂S + (NH₄I₂SO₄ Na₂ + 2NH₄Cl

3(NH₄)₂S r 3H₂SO₄

— Na₂CO₃ + (NFl₄I₂S
- Na₂SO₄ + (NH₄I₂S
-* 2NaCl + (NH₄I₂S

> 3(NH₄I₂SO₄ + 3H₂S

Das entstehende Ammonsulfat, das als Düngemittel Verwendung findet, kann der Ammonsulfat-Anlage 5 bei 15 abgezogen werden. Der in der Ammonsulfat-Anlage 5 entstehende Schwefelwasserstoff-Strom 16 wird zusammen mit dem Schwefelwasserstoff-Strom 14 der Regenerationsanlage 9 einer Schwefelsäure-Gewir,-nungsanlage zur Herstellung von Scnwefeisäure oder einem Clausofen zur Herstellung von Schwefel zugeführt. Gegebenenfalls kann der Schwefelwasserstoff Strcm 16 auch dem Rohgasstrom 1 oder dem vom Ammoniak befreiten Rohgasstrom zugegeben werden, um anschließend in der Schwefelwasserstoff-Wäsche ausgetragen zu werden.

ίο In Abwandlung des oben erläuterten Verfahrensablaufes können der Ammoniakwascher und der Schwefelwasserstoff-Wascher zu einem einzigen Wascher vereinigt werden. Ebenso können die beiden Waschvorgänge ohne weiteres in der Reihenfolge

ι? ausgetauscht werden.

Das oben erläuterte Verfahren arbeitet mit Natronlauge und dementsprechend mit Natriumkarbonat. Natriumbisulfid und Natriumsulfid im Kreislauf 8. Selbstverständich kann an die Stelle von Natronlauge Kalilauge treten, wodurch in der Waschflüssigkeit des Kreislaufes 8 Kaliumkarbonat, Kaliumbisulfid und Kaliumsulfid entstehen.

Bezugszeichen Verzeichnis:

1 Rohgasstrom (entteert, gekühlt)

2 Ammoniakwascher

3 Wasse^rstrom (ggf. mit H₂SO₄)

4 Abwasserstrom

5 Ammonsulfat-Gewinnungsanlage

6 Rohgasstrom (von Ammoniak befreit)

7 Schwefelwasserstoff-Wascher

8 Kreislauf (enthält Waschflüssigkeit mit Na₂COi, NaOH, NaHS, NaS₂ und inerte Bestandteile)

9 Regenerationsanlage
10 Rauchgasstrom (CO₂)

11 Teilstrom (enthält Na₂COj, NaHS, in geringen Mengen NaOH und inerte Bestandteile)

12 Ergänzungsstrom (NaOH)

13 Reingas

14 Schwefelwasserstrom (H₂S)

15 Abzug von Ammonsulfat ((N H₄J₂SOs

16 H₂S)

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Reinigung von Koksofengas, bei dem aus dem entteerten und gekühlten Rohgas der Ammoniak mit Wasser, gegebenenfalls unter Zusatz von Schwefelsäure, und der Schwefelwasserstoff durch einen Natrium- oder Kaliumkarbonat enthaltenden Waschkreislauf ausgewaschen werden, aus welchem der Schwefelwasserstoff mittels Kohlen- ι ο säure ausgetrieben wird und welchem ständig gewisse Mengen Natron- oder Kalilauge zugeführt und entsprechende Mengen Waschflüssigkeit entnommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Kreislauf der Schwefel wasserstoffwäsche entfernte Waschflüssigkeit dem Abwasser der Ammoniakwäsche zwecks Abtreibung des in diesem vorhandenen fixen Ammoniaks zugemischt wird.