DE2531898A1 - Verfahren und vorrichtung zur regeneration einer waschfluessigkeit - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur regeneration einer waschfluessigkeitInfo
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Description
- Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration einer Waschflüssigkeit Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regeneration einer Waschflüssigkeit, die aus wäßrigen Lösungen der Alkalisalze nicht flüchtiger Säuren mit mindestens einer Dissoziationskonstanten von 1,7 ~ 10 2 bis 1 ~ 10 -5 besteht, die durch Auswaschen von Schwefeldioxid aus S02-haltigen Gasen beladen wurde durch Erhitzen, Aufkonzentrieren und Strippen.
- Es ist bekannt, zum Auswaschen von Gasbestandteilen Wasser enthaltende organische Flüssigkeiten zu verwenden und die beladenen Waschflüssigkeiten durch Entspannen und Strippen mit Gasen zu regenerieren.
- Die DT-AS 1 494 809 beschreibt ein Verfahren zum Auswasche jon Kohlendioxid aus schwefelarmen oder schwefe#eien Gasen auf einen Restgehalt von weniger als 40 ppm mit N-Nethylpyrrolidon als Absorptionsmittel, das im Kreislauf durch eine ADsorption und Regeneration geführt wird, wobei N-Methylpyrrolidon mit einem Wassergehalt von 0,5 bis 3 Gew.% verwendet und die beladene Waschflüssigkeit in bekannter Weise durch Entspannen und Strippen mit Luft oder einem andern C02-armen Gas bei Umgebungstemperatur regeneriert wird.
- Us der DT-AS 2 226 215 ist ferner ein Verfahren zur Regeneration des beladenen Absorptionsmittels bekannt, das beim auswaschen von sauren Komponenten aus Naturgas oder technischen Synthese- oder Brenngasen unter Druck mit einem physikalisch lösenden Absorptionsmittel bei Umgebungstemperatur anfällt, bekannt, wobei die Regeneration durch mehrstufiges Entspannen und Abstreifen des entspannten Absorptionsmittels mit einem Gas erfolgt. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß als Abstreifgas das bei einer Vorentspannung auf einen zwischen dem Absorptionsdruck und dem Umgebungsdruck liegenden mittleren Druck frei werdende Entspannungsgas verwendet wird und vor der Einführung in den Regenerationsturm mit einem Teilstrom des bezüglich der aus dem Rohgas auszuwaschenden Komponenten voll regenerierten Absorptionsmittels gewaschen wird.
- Bei den bekannten Verfahren ist jedoch nachteilig, daß das Strippen einer Waschflüssigkeit, in der SO, chemisch gebunden ist, auch bei Anwendung von höheren Temperaturen, nicht zu einem ausreichend niedrigen S02-Restgehalt führt. Ein geringer S02-Gehalt ist jedoch erforderlich, um eine hohe Reinheit des behandelten Gases zu erreichen. Dies ist insbesondere wichtig, wenn das verbleibende Abgas in die Atmosphäre abgelassen werden soll.
- Es ist aus der DT-AS 2 258 987 bekannt, aus der mit S02 beladenen Waschflüssigkeit Alkalimetallsulfit, -sulfat, -carbonat und -bicarbonat in Form eines trockenen Pulvergemisches abzutrennen, die Mischung in geschmolzenem Zustand zu reduzieren, aus dem geschmolzenen Reaktionsprodukt das Alkalimetallsulfit und -carbonat in Wasser zu lösen und die wäßrige Lösung mit einem Kohlendioxid enthaltenden Gas vom Schwefelwasserstoff zu befreien und die dabei gewonnene wäßrige Lösung von Alkalimetallcarbonat und -bicarbonat als Waschflüssigkeit für S02 in das Verfahren zurückzuführen.
- Das Verfahren arbeitet mit einer Vielzahl von Verfahrensschritten, wobei das ausgewaschene S02 eine ganze Reihe von Formen und Aggregatzuständen - Lösung, Suspension, Pulver, Salzschmelze, Lösung, H2S-Gas -einnimmt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diese und andere :nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden. Durch die Erfindung sollen Waschflüssigkeiten, die aus wäßrigen Lösungen der Alkalisalze nicht flüchtiger Säuren mit mindestens einer Dissoziationskonstanten von 1>7 . i##2 bis 1 ~ 10 # besteht, die durch Auswaschen von Schwefeldioxid aus S02-haltigen Gasen beladen wurden, so hoch gereinigt werden, daß sie zum Auswaschen von Gasen eingesetzt werden können und diese bis auf Spuren von S02 reinigen, so daß das verbleibende Restgas unmittelbar in die Atmosphäre abgegeben werden kann.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Waschflüssigkeit mit Wasserdampf strippt und den S02-haltigen Wasserdampf abzieht, anschließend einen Teil der so behandelten Waschflüssigkeit durch indirekte Wärmezufuhr teilweise vom Wasser und von weiterem S02 befreit, den dabei erhaltenen Wasserdampf zum Strippen der Waschflüssigkeit einsetzt, daß man den abgetriebenen 502-haltigen Wasserdampf aus der Strippvorrichtung kondensiert, dieses Kondensat durch Strippen mit Wasserdampf oder durch Erhitzen von S02 befreit und das von S02 befreite Kondensat in die teilweise vom wasser und von SO2 befreite Waschflüssigkeit zurückführt.
- Ine weitere Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, daß man die indirekte Wärmezufuhr zu der mit Wasserdampf gestrippten aschflüssigkeit so bemißt, daß die Salzkonzentration der aschflüssigkeit bis maximal zur Sättigung bei Umgebungstemperatur erhöht wird.
- ach einer Weiterbildung der Erfindung setzt man zum Strippen als 502-haltigen Kondensats den 502-haltigen Dampf aus der Strippvorrichtung für die Waschflüssigkeit ein.
- 3evorzugt wird der abgetriebene 502-haltige Wasserdampf aus oer StricDvorrichtung so kondensiert, daß das anfallende Kondensat heiß abgezogen wird.
- Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Vorrichtung, bestehend aus einem Grob- und Feinwäscher und einem Grob- und Feinregenerator geeignet, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Feinregenerator nur aus einem Auskocher besteht und keine Stoffaustauscheinrichtung enthält.
- Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die mit H20-Dampf gestrippte Waschflüssigkeit allein durch indirekte Wärmezufuhr teilweise von H20 sowie von S02 befreit wird, ohne daß ein weiterer Strippvorgang erforderlich ist. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Feinregenerators nämlich, daß er nur aus einem Auskocher besteht und keine Stoffaustauschvorrichtung enthält, fahrt zu einer wesentlichen Vereinfachung der Regenerationsanlage und damit zu einer verbesserten Wirtschaftlichkeit. Diese Arbeitsweise hat den Vorteil, daß die durch indirekte Wärmezuführ teilweise vom H20 sowie von SO, befreite und anschließend mib S02-armen Kondensat verdünnte Waschflüssigkeit nur noch einen geringen S02-Partialdruck besitzt.
- V1it der mittels der Erfindung regenerierten Waschflüssigkeit wird beim S02-Auswaschen aus Gasen ein geringer S02-Restgehalt des gewaschenen Gases erreicht.
- Der S02-Restgehalt liegt hierbei unter 200 ppm, so daß dieses Abgas an die Atmosphäre abgegeben werden kann.
- Die Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
- Es zeigen: Fig. 1 beispielsweise und schematisch ein Fließschema zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit der erfindungsgemäßen Regeneration.
- Ausführungsbeispiel Ein Abgas, das bei der Entschwefelung von Synthesegas mit tiefgekühltem Methanol anfällt, hat folgende Zusammensetzung: H2S 0,9 Vol.% CO, 97,3 Vol, CO 0,2 Vol.% H2 0,4 Vor.% CH4 0,5 Vol./0o C2H6 0,6 Vol.% Außerdem sind in diesem Abgas Spuren von Merkaptanen, Ammoniak, Blausäure und ungesättigten Kohlenwasserstoffen (Harzbildner) enthalten. Dieses Abgas wird gemäß Fig. 1 durch die Leitung 1 einem Direkterhitzungsbrenner 4 zugeführt.
- Durch die Leitung 2 wird ein Brennstoff, z.B. Heizgas, und durch die Leitung 3 ein sauerstoffhaltiges Gas, z.B. Luft, in den Brenner 4 eingespeist. Das Abgas wird hier auf 80000 erhitzt und einem Verbrennungsreaktor 5 zugeführt, um die Kohlernjasserstoffe, Ammoniak, Blausäure und die organischen Scfr#efelverbindungen zu verbrennen. Das verbrannte Abgas wird durch die Leitung 6 einem Abhitzekessel 7 zugeführt, in dem es auf 38000 abgekühlt wird. Durch die Leitung 8 wird das Abgas einem Reaktor 9 zugeführt, in dem der überschüssige 02 und das bei der Verbrennung gebildete SO, und die Stickoxide mit körnigem Petrolkoks reduziert werden.
- Durch die Leitung 10 strömt das Abgas zum indirekter Gaskühler 11 und weiter durch die Leitung 12 zum Naßkühler 13.
- Hier wird das Abgas mit einer überwiegend Wasser enthalenden Flüssigkeit direkt auf 5000 gekühlt und mit Wasserdampf gesättigt. Die Flüssigkeit wird durch die Leitung 14 mit der Pumpe 15 umgewälzt und das verdampfte Wasser durch die Leitung 16 ersetzt.
- Das gekühlte Abgas mit folgender Zusammensetzung H2S 0,001 Vol.% S02 0,6 Vol.% CO, 60,8 Vol.% N2 24,2 Vol.% 1120 15,3 Vol.5'a 02 0,05 Vor.* wird durch die Leitung 17 zum Sumpf des S02-Wäschers geführt. Der SO2-#äscher ist in einen Grobwäscher 18 und einen Feinwäscher 19 unterteilt. Beide Teile sind in üblicher Weise mit Böden oder Füllkörpern ausgestattet.
- Hier wird das S02 aus dem Gas mit einer regenerierten wäßrigen Waschflüssigkeit ausgewaschen. Das Abgas verläßt den SO2-#äscher durch die Leitung 20. Es enthält weniger als 200 ppm S02 und kann durch einen Kamin in die Atmosphäre abgeleitet werden. Die mit SO, beladene Waschlösung wird aus dem Sumpf des Grobwäschers 18 durch die Leitung 21 abgeführt. Sie enthält in Wasser gelöst Na + K + N114 = 3 Mol/l P04 = 2 Mol/l S02 = 0,85 Mol/l Mit der Pumpe 22 wird die beladene Waschflüssigkeit im Wärmetauscher 23 erhitzt und anschließend dem Stripper 24 als Grobregenerator zugeführt. Im Stripper 24 wird die Waschflüssigkeit in bekannter Weise mit Wasserdampf gestrippt.
- Die gestrippte Waschflüssigkeit, die noch 065 Mol S02/l enthält, wird zum größten Teil, nämlich etwa 75 5', durch die Leitung 25, Wärmetauscher 23, Pumpe 26 und Kühler 27 zurück zum Grobwäscher 18 geführt. Ein weiteres Strippen dieser Waschflüssigkeit ist auch mit viel Dampf wenig effektiv.
- Erfindungsgemäß wird nun ein kleiner Teil, nämlich etwa 25 5' der gestrippten Waschflüssigkeit im Auskocher 28 als Feinregenerator durch indirekte Beheizung 29 aufkonzentriert und über die Leitung 30 abgeführt. Die aufkonzentrierte Waschlösung enthält in Wasser gelöst Na + K + N114 = 6 Mol/l P04 = 4 Mol/l so; = 0,65 Mol/l Der im Auskocher 28 ausgetriebene S02-haltige Wasserdampf wird zum Strippen der beladenen Waschflüssigkeit im Stripper 24 eingesetzt und anschließend über die Leitung 31 zum Kondensatstripper 32 geleitet. Nach dem Kondensatstripper 32 wird der S02-haltige Wasserdampf auf übliche Weise im Kühler 33 gekühlt. Das abgekühlte S02 wird durch die Leitung 34 abgeleitet und das anfallende Kondensat im Kondensatstripper 32 in bekannter Weise vom S02 befreit.
- Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt. S02 + Wasserdampf aus dem Stripper 24 wird über die Leitung 31 zum Kondensator 33 geleitet, der so betrieben wird, daß das anfallende Kondensat heiß und dadurch weitgehend S02-frei abgezogen wird. Im Vergleich zu Fig. 1 ist der Kondensatstripper 32 fortgefallen, während die übrigen Teile gleich geblieben sind. Das von SO, befreite Kondensat wird über Leitung 35 abgezogen und mit der aufkonzentrierten Waschflüssigkeit aus Leitung 30 gemischt. Diese zusammenge mischte Waschflüssigkeit enthält in Wasser gelöst Na + K + NH4 = 3 Mol/l P04 = 2 Mol/l 502 = 0,35 Mol/l und weist einen niedrigen S02-Partialdruck auf. Sie wird mit der Pumpe 36 über die Leitung 37 und Kühler 38 zum Feinwäscher 19 zurückgeführt.
- Das gewonnene SO2, das durch die Leitung 34 die Anlage verläßt, ist sehr stark aufkonzentriert (über 95 Vol.5' SO2) und kann beispielsweise in einer Clausanlage mit H2S zu elementarem Schwefel oder mit 02 und 1120 zu Schwefelsäure umgesetzt werden.
- Patentansprüche
Claims (5)
- Pat entansprüche 1. Verfahren zur Regeneration einer Waschflüssigkeit, die aus lJäßrigen Lösungen der Alkalisalze nicht flüchtiger Säuren mit mindestens einer Dissoziationskonstanten von 1,7 ~ 10 2 bis 1 ~ 10 -5 besteht, die durch Auswaschen von Schwefeldioxid aus S02-haltigen Gasen beladen wurde, durch Erhitzen, Aufkonzentrieren und Strippen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Waschflüssigkeit mit Wasserdampf strippt und den S02-haltigen Wasserdampf abzieht, anschließend einen Teil der so behandelten Waschflüssigkeit durch indirekte Wämnezufuhr teilweise vom Wasser und von weiterem SO, befreit, den dabei erhaltenen Wasserdampf zum Strippen der Waschflüssigkeit einsetzt, daß man den abgetriebenen S02-haltigen Wasserdampf aus der Strippvorrichtung kondensiert, dieses Kondensat durch Strippen mit Wasserdampf oder durch Erhitzen von S02 befreit und das von S02 befreite Kondensat in die teilweise vom Wasser und von S02 befreite Waschflüssigkeit zurückführt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die indirekte Wärmezufuhr zu der mit Wasserdampf gestrippten Waschflüssigkeit so bemißt, daß die Salzkonzentra#i#n bis maximal zur Sättigung bei Umgebungstemperatur erhöht wird.
- 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Strippen des Kondensats den aus dem Waschflüssigkeitsstripper abgetriebenen S02-haltigen Wasserdampf einsetzt.
- 4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden AnsprÜche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den abgetriebenen S02-haltigen Wasserdampf au! der Strippvorrichtung so kondensiert, daß das anfallende Kondensat heiß abgezogen wird.
- 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, bestehend aus einem Grob- und Feinwascher, einem Grob-und Feinregenerator, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinregenerator nur aus einem Auskocher besteht und keine Stoffaustauscheinrichtung enthält.Leerseite
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| EP0121431A3 (de) * | 1983-03-31 | 1986-12-10 | Peter Spencer | Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von schädlichen sauren Gasen aus einem heissem Abgasstrom |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE2531898B2 (de) | 1977-09-01 |
| DE2531898C3 (de) | 1978-05-11 |
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