DE2618027C2 - Use of a burner for the decomposition of ammonia vapor containing hydrogen sulphide - Google Patents

Use of a burner for the decomposition of ammonia vapor containing hydrogen sulphide

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Description

4545

Bei bekannten zweistufigen Verfahren (siehe z. B. FR-PS 14 03 844), namentlich wenn sie nicht nur thermisch sondern auch katalytisch durchgeführt werden, treten trotz der reduzierenden Atmosphäre Schwierigkeiten dann auf, wenn die zu zersetzenden Ammoniakschwaden einen hohen H2S-GeIIaIt aufweisen. Bei der in dieser Weise durchgeführten Zersetzung des NH3 von Entsäurerschwaden von NH3-H2S-Kreislaufwäschen, die neben dem gesamten H2S auch das gesamte NH3 sowie das HCN der rohen Kokereigase enthalten, reagiert nämlich in der ersten Stufe, der Aufheizungsstufe, schon H2S mit Luftsauerstoff unter Bildung von elementarem Schwefel. Dieser amorphe Schwefel setzt sich nicht nur in dem Direktkühler ab, der dem Abhitzekessel der Zersetzungsstufe nachgeschaltet ist, sondern er wird von den Zersetzungs- oder Spaltgasen auch in die nachfolgenden Gasleitungen und Apparaturen getragen, setzt !.ich dort als breiige Masse ab und führt zu Verstopfungen. Eine geringe Menge des H2S wird auch weiter zu SO2 oxidiert, das sich in den Kondensaten und auch in im Kreislauf angewendeten Kühlwässern löst. Diese nehmen dann sauren Charakter an und verursachen Korrosionen der Apparaturen. Für Verfahren dieser Art könnte eine bekannte Brennervorrichtung in Betracht gezogen werden, die so ausgebildet sein soll, daß die NH2-Schwaden in das Innere einer hohtkegelig ausgebildeten Kokereigas-Flamme eingeführt werden (DE-AS 22 41 891). Diese Brennereinrichtung arbeitet jedoch nicht vollbefriedigend, da sie für ein relativ spezielles Verbrennungsverfahren vorgesehen istIn known two-stage processes (see e.g. FR-PS 14 03 844), namely when they are carried out not only thermally but also catalytically, difficulties arise despite the reducing atmosphere when the ammonia vapor to be decomposed has a high H 2 S- Show geIIaIty. During the decomposition of the NH3 of deacid fumes of NH 3 -H 2 S circuit washes carried out in this way, which in addition to all of the H2S also contains all of the NH 3 and the HCN of the crude coke oven gases, already reacts in the first stage, the heating stage H 2 S with atmospheric oxygen with formation of elemental sulfur. This amorphous sulfur is not only deposited in the direct cooler, which is located downstream of the waste heat boiler of the decomposition stage, but it is also carried by the decomposition or fission gases into the downstream gas pipes and equipment, where it is deposited as a pulpy mass and leads to it Constipation. A small amount of the H 2 S is also further oxidized to SO 2 , which dissolves in the condensates and also in the cooling water used in the circuit. These then take on an acidic character and cause corrosion of the equipment. For processes of this type, a known burner device could be considered, which should be designed so that the NH 2 vapors are introduced into the interior of a high-conical coke oven gas flame (DE-AS 22 41 891). However, this burner device does not work completely satisfactorily, since it is intended for a relatively special combustion process

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, für das Verfahren der eingangs definierten Art die Verwendung eines Brenners vorzuschlagen, bei dem die Bildung von elementarem Schwefel sowie die teilweise Weiteroxidation zu SO2 nicht stattfindet und daher Verstopfungen und Korrosionen nicht mehr eintreten.The invention is therefore based on the object of proposing the use of a burner for the method of the type defined at the outset, in which the formation of elemental sulfur and the partial further oxidation to SO 2 do not take place and therefore blockages and corrosion no longer occur.

Diese Aufgabe wird gemäß den Patentansprüchen 1 und 2 gelöstThis object is achieved according to claims 1 and 2

Bevorzugt wird die Ausführungsform bei der die Anlage mit einem Katalysator, insbesondere einem Nickelkatalysator, ausgefüllt wird.The embodiment in which the plant is equipped with a catalyst, in particular a catalyst, is preferred Nickel catalyst, is filled.

Auf Körpern, z. B. Ringen oder Kugeln aus Magnesit oder Aluminiumoxid als Träger niedergeschlagenes metallisches Nickel hat sich als Katalysator besonders bewährtOn bodies, e.g. B. rings or balls made of magnesite or aluminum oxide deposited as a carrier metallic nickel has proven to be particularly useful as a catalyst

Wenn für die Verbrennung des Heizmediums z. B. eines Heizgases, Luft verwendet wird, so wirkt sich hohe Ausströmungsgeschwindigkeit aus der Mündung des Brenners günstig aus. Vorteilhaft sind dabei Luftgeschwindigkeiten von 6—12 m pro Sekunde, insbesondere 8 m pro Sekunde.If for the combustion of the heating medium z. B. a heating gas, air is used, so has a high outflow velocity from the mouth of the Brenners cheap. Air speeds of 6-12 m per second are particularly advantageous 8 m per second.

Es hat sich auch für die Durchwirbelung der Verbrennungsgase mit den Entsäurerschwaden als vorteilhaft erwiesen, den Brenner für das Heizmedium und die Einführung der Entsäurerschwaden am Kopf der Zersetzungszone bzw. eines Zersetzungsreaktors anzuordnen. Der Gasstrom wird dann entgegen seinen Auftrieb in die Richtung von oben nach unten gedrängt, was einer besonders intensiven Durchmischung entgegenkommt. It has also been used for the swirling of the combustion gases with the deacidification fumes The burner for the heating medium and the introduction of the deacid vapor at the top have proven advantageous to be arranged in the decomposition zone or a decomposition reactor. The gas flow is then against his Buoyancy is pushed in the direction from top to bottom, which is beneficial to a particularly intensive mixing.

Bei der Durchführung eines Verfahrens zur Zersetzung von Schwefelwasserstoffhaliigen Ammoniak-Schwaden unter Verwendung des anspruchsgemäß bezeichneten Brenners hat sich als vorteilhaft erwiesen, zusätzlich Wasserdampf zu dem als Heizmedium verwandten Heizgas oder zur Verbrennungsluft oder zu beiden zuzusetzen, weil dadurch COS- und CS2-Bildung vermindert wird. Außerdem wird durch den Zusatz von Dampf die Neigung zu Rußbildung herabgesetzt.When carrying out a process for the decomposition of hydrogen sulfide-containing ammonia vapor using the burner described in the claim, it has proven advantageous to add water vapor to the heating gas used as the heating medium or to the combustion air or both, because this reduces the formation of COS and CS 2 will. In addition, the addition of steam reduces the tendency to form soot.

Die zur Verwendung vorgesehene Brennereinrichtung wird durch die Schemaskizzen F i g. 1 bis 4 erläutert.The burner device intended for use is illustrated by the schematic diagram F i g. 1 to 4 explained.

F i g. 1 stellt einen Längs-Schnitt durch den Brenner dar.F i g. 1 shows a longitudinal section through the burner.

F i g. 2 ist ein Schnitt durch F i g. 1 in Höhe der Linie H-II.F i g. 2 is a section through FIG. 1 at the level of line H-II.

Fig.3 stellt die Abschrägung der Mündungen der Luft-Verteilungsrohre dar.Fig.3 shows the bevel of the mouths of the Air distribution pipes.

F i g. 4 deutet die Richtung der Abschrägungen der Luft-Verteilungsrohre von F i g. 3 an.F i g. 4 indicates the direction of the slopes of the air distribution pipes of FIG. 3 on.

Durch den Stutzen 1 strömt die Verbrennungsluft in die Luftkammer 2 von kreisrundem Querschnitt ein und verteilt sich auf die Luftverteilungsrohre 3, die in den Trennboden 2a der Luftkammer 2 fest und dicht eingesetzt sind. Die Luft durchströmt die Rohre 3, die in der Brenngaskammer 4 von ebenfalls kreisrundem Querschnitt angeordnet sind, bis zu ihrer abgeschrägten Mündung 8. Die Pfeile 9 deuten die Abschrägungsrichtung an und zeigen, daß in dem äußeren Ringradius die Abschrägungen der Rohre nach innen gerichtet sind.The combustion air flows through the nozzle 1 into the air chamber 2 of circular cross-section and is distributed over the air distribution pipes 3, which are firmly and tightly inserted in the partition base 2a of the air chamber 2 are used. The air flows through the tubes 3, which are also circular in the fuel gas chamber 4 Cross-section are arranged up to its beveled mouth 8. The arrows 9 indicate the direction of bevel and indicate that the bevels of the tubes are directed inwards in the outer ring radius.

Die auf den weiter nach innen gelegenen Ringradien angeordnete Luftverteilungsrohre 3 haben Abschrägungen abwechselnd im Sinne des Uhrzeigersinnes und ihm entgegen. Durch den Stutzen 5 wird Kokereigas in den zwischen den Luftverteilerrohren 3 verbleibenden Raum der Brenngaskammer 4 eingeführt und tritt durch kreisrunde Bohrungen 10, die auch noch besonders ausgestattet sein können, in dem Boden 10a der Brenngasküiuner 4 aus. Es vermischt sich mit der Luft die den Mündungen 8 entströmt und wird verbrannt Der Mantel 3a der Brenngaskammer 4 überragt den Boden 10a um etwa 0,2 m und ist teilweise von dem Mantel Tb umgeben, der mit der Außenwand 3a der Brennkammer 4 den Mantelraum 7 bildet Durch ihn und Stutzen 6 werden die Entsäurerschwaden eingeführt Sie treten an der Mündung 7a aus und befinden sich zunächst auf der Peripherie der Flamme des Koksgases. Vor Eintritt in den nachgeschalteten Zersetzungsreaktor findet nunmehr die intensive Durchmischung des bereits verbrannten Heizgases, das nur noch wenig O2 enthält, mit den Entsäurerschwaden statt und die Aufheizung der Entsäurerschwaden bzw. des Gemisches auf 11000C In diesem Zustand werden die gemischten Gase über den Nickelkatalysator in der Zersetzungszone geführt 36 ist ein Befestigungs-Flanschring. The air distribution pipes 3 arranged on the ring radii located further inward have bevels alternating clockwise and counterclockwise. Coke oven gas is introduced through the nozzle 5 into the space of the fuel gas chamber 4 remaining between the air distribution pipes 3 and exits through circular bores 10, which can also be specially equipped, in the bottom 10a of the fuel gas tank 4. It mixes with the air flowing out of the mouths 8 and is burned. The jacket 3a of the combustion gas chamber 4 protrudes over the floor 10a by about 0.2 m and is partially surrounded by the jacket Tb which, with the outer wall 3a of the combustion chamber 4, the jacket space 7 The deacidification fumes are introduced through it and the nozzle 6. They emerge at the mouth 7a and are initially on the periphery of the flame of the coke gas. Before entering the downstream decomposition reactor, the already burned heating gas, which contains only a little O 2 , is now intensively mixed with the deacidification fumes and the deacidification fumes or the mixture are heated to 1100 ° C. In this state, the mixed gases are via the Nickel catalyst guided in the decomposition zone 36 is a fastening flange ring.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verwendung eines Brenners, der auf eine Kokerei-Ammoniak-Zersetzungsanlage aufsetzbar ist, mit Zuführungsstutzen für ein gasförmiges Medium, Verbrennungsluft und Entsäurerschwaden und mit Kammern für Verbrennungsluft, ein gasförmiges Heizmedium und Entsäurerschwaden, die mit Röhren für ein anderes Medium durchzogen sein können, wobei der Brenner eine Luftkammer (2) ι ο aufweist, an die sich eine Brenngaskammer (4) anschließt, die von einer Vielzahl von Luftverteilungsrohren (3) durchzogen ist, die mit der Luftkammer (2) in Verbindung stehen und wobei die Brenngaskammer (4) einen von den Luftverteilungs- ·5 rohren (3) durchsetzten Boden (10a,) mit Bohrungen (10) für den Durchtritt des Brenngases besitzt wobei die Wand (3a) der Brenngaskammer (4) den Boden (10a/ überragt, so daß die Mündungen (8) der Luftverteilungsrohre (3) innerhalb der Wand (3a) liegen und die Wand (3a) einen Mantel (7b) besitzt, mit dem sie einen Ringraum (7) für die Zufuhr der Entsäurerschwaden bildet und die Wand (3a) mit dem Mantel (7 b) die Mündung (7a) des Ringraumes (7) bildet, für die Zersetzung von schwefelwasserstoffhaltigen Ammoniakschwaden, insbesondere Entsäurerschwaden der Ammoniak-Schwefelwasserstoff-Kreislaufwäsche von rohrem Kokereigas, in denen das ausgewaschene Ammoniak angereichert ist.1.Use of a burner that can be placed on a coking ammonia decomposition system, with a supply nozzle for a gaseous medium, combustion air and deacidification fumes and with chambers for combustion air, a gaseous heating medium and deacidification fumes, which can be traversed by tubes for another medium, wherein the burner has an air chamber (2) ι ο, which is followed by a combustion gas chamber (4) which is traversed by a plurality of air distribution pipes (3) which are in communication with the air chamber (2) and wherein the combustion gas chamber (4 ) one of the air distribution x 5 tubes (3) penetrated by the bottom (10a) with bores (10) for the passage of the fuel gas having said wall (3a) (10a / projects beyond the fuel gas chamber (4) forming the bottom, so that the Mouths (8) of the air distribution pipes (3) lie within the wall (3a) and the wall (3a) has a jacket (7b) with which it forms an annular space (7) for the supply of the deacidification vapor and the Wa nd (3a) with the jacket (7b) forms the mouth (7a) of the annular space (7), for the decomposition of hydrogen sulfide-containing ammonia fumes, in particular deacid fumes of the ammonia-hydrogen sulfide cycle scrubbing of tubular coke oven gas, in which the scrubbed ammonia is enriched. 2. Verwendung eines Brenners nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Luftkammer (2) und Brenngaskammer (4) mit kreisrundem Querschnitt mit auf Ringradien angeordneten Luftverteilungsrohren (3), wobei deren Mündungen (8) Abschrägungen (9) besitzen und die auf dem äußeren Ringradius angeordneten Luftverteilungsrohre (3) nach innen und die auf den weiter nach innen liegenden Ringradien angeordneten Luftverteilungsrohre (3) abwechselnd im Uhrzeigersinn und ihm entgegen abgeschrägt sind.2. Use of a burner according to claim 1, characterized by an air chamber (2) and Combustion gas chamber (4) with a circular cross-section with air distribution pipes arranged on ring radii (3), the mouths (8) of which have bevels (9) and those on the outer ring radius arranged air distribution pipes (3) inwards and those on the further inwards Ring radii arranged air distribution pipes (3) alternately clockwise and counter to it are beveled.
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