DE2744437A1 - Verfahren zur aufbereitung von bei der entgasung oder vergasung von kohlen anfallenden abwaessern - Google Patents

Verfahren zur aufbereitung von bei der entgasung oder vergasung von kohlen anfallenden abwaessern

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Description

METALLGESELLSCHAFT Frankfurt/M.,28.9.1977
Aktiengesellschaft DrLa/LWü/CPA
6000 Frankfurt/Main 1
Prov. Nr. 8065 LÖ
Verfahren zur Aufbereitung von bei der Entgasung oder Vergasung von Kohlen anfallenden Abwässern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von bei der Entgasung oder Vergasung von Kohlen anfallenden Abwässern durch Extraktion der darin enthaltenen organischen Verunreinigungen mit einem organischen, in Wasser nicht oder nur in geringen Mengen löslichen Lösungsmittel und Aufarbeitung des Extraktes zu Rohphenol und frischem Lösungsmittel, Entfernung der in dem extrahierten Abwasser enthaltenen Lösungsmittelreste durch Strippen mit Gasen, Waschung der Gase zwecks Wiedergewinnung der. organischen Lösungsmittel, Entfernung von NH, aus dem extrahierten Abwasser durch Strippen mit Wasserdampf in einer Abtreibekolonne, Kondensation des Kopfproduktes der Abtreibekolonne und Rückführung eines Teils des Kondensats auf den Kopf der Kolonne.
Es ist ein Verfahren zur Aufarbeitung der bei der Entgasung oder Vergasung von Kohlen anfallenden Abwasser durch Extraktion gelöster organischer Stoffe mittels eines in Wasser nicht oder nur wenig löslichen Lösungsmittels und Abtreiben der im extrahierten Wasser verbliebenen Lösungsmittelreste und der darin enthaltenen Mengen von CO2, H2S und NH-Z mittels Dampf bekannt, wobei Ammoniak aus dem
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extrahierten Wasser in einer Kolonne mit einem Verstärkertoil abgetrieben wird und der Rückfluß von einem Entnahmeboden als Seitenabzug aus der Kolonne abgeleitet wird.
Der Ammoniak-Abtreibekolonne kann dabei das durch Abtreiben unter Druck entsäuerte, extrahierte Abwasser unterhalb des Seitenabzuges für den Rückfluß zugeführt werden und der als Seitenabzug abgeleitete Rückfluß kann dem der Druckentsäuerung zugeführten extrahierten Abwasser beigegeben werden (DT-OS 22 29 213; US-PS 3 972 693).
Die bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß sie einen großen Aufwand erfordern, ohne indes die einzelnen Bestandteile der Abwasser sauber voneinander zu trennen und damit das Aufbereitungsverfahren durch Gewinnung reiner Produkte, wie reines NH,, rentabel zu machen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese und andere Nachteile zu vermeiden und ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur Aufbereitung von bei der Ent- oder Vergasung von Kohlen entstehenden Abwässern vorzuschlagen. Das zur Extraktion verwendete organische Lösungsmittel soll möglichst völlig zurückgewonnen und wieder neu eingesetzt werden können. Der Ammoniak soll in hoher Konzentration erhalten werden. Alle im Gaswasser enthaltenen giftigen Stoffe, insbesondere die Phenole, sollen so weit entfernt werden, daß das gereinigte Abwasser einer normalen biologischen Reinigung unterworfen werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man
(a) einen Teil des Kopfproduktes der Abtreibekolonne nicht kondensiert und die Dämpfe
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(b) in eine Waschkolonne überführt und hier Wasser, geringe Mengen Ammoniak und die gesamten sauren Gase im oberen Teil dieser Waschkolonne stufenweise kondensiert und reines Ammoniak über Kopf abzieht;
(c) das die gesamten sauren Gase enthaltende Kondensat vom oberen Teil der Waschkolonne abzieht, in einen separaten Aufkocher überführt und erhitzt;
(d) auf den Kopf der Waschkolonne eine kleine Menge kaltes Wasser aufgibt;
(e) das Sumpfprodukt der Waschkolonne abzieht und in eine Druckentsäuerungskolonne überführt und hier unter Druck die sauren Gase HpS und CO2 über Kopf abzieht und -
(f) das aus einer ammoniakreichen Lösung bestehende Sumpfprodukt der Druckentsäuerungskolonne in die Abtreibekolonne zurückführt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verfährt man so, daß man das mit dem organischen Lösungsmittel extrahierte Abwasser direkt in die Druckentsäuerungskolonne überführt und hier gemäß (e) unter Druck die sauren Gase HpS und CO« über Kopf abzieht, daß man das Kopfprodukt mit Rohphenol wäscht, daß man organisches Lösungsmittel im oberen Teil der Druckentsäuerungskolonne abzieht, daß man anschließend das von den sauren Gasen befreite Wasser in die Abtreibekolonne (a) überführt und dort mit Wasserdampf strippt, daß man die NH, enthaltenden Dämpfe in die Waschkolonne überfuhrt und hier gemäß (b) reines NH, über Kopf abzieht und daß man das aus einer COp-reichen Lösung bestehende Sumpfprodukt der Waschkolonne gemäß (e) in die unter Druck stehende Entsäuerungskolonne überführt.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es auf einfache und wirtschaftliche V/eise gelingt, die bei Entgasung oder Vergasung von Kohle anfallenden Wasser zu reinigen und zu entgiften. Insbesondere gelingt nach dem neu vorgeschlagenen Verfahren eine saubere Trennung der sauren und der alkalischen Gasbestandteile. Der Aufwand an Apparaturen ist gering. Es werden einfache Kolonnen eingesetzt, die wenig Wartung und Überwachung erfordern. Da nur physikalische Methoden in Anwendung kommen, ist der Einsatz von Fremdchemikalien entbehrlich.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch und beispielsweise dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 2;
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1.
In Fig. 1 bedeuten:
Λ_ Druckentsäuerungskolonne, 2 Abtreibekolonne, 3 EntspannungskUhler, 4 Zuführung entphenoltes (extrahiertes) Abwasser, j? Wärmeaustauscher, 6 Pumpe, χ Zuführung entphenoltes (extrahiertes) Abwasser in die Druckentsäuerungskolonne, ,8 Aufkocher (Reboiler), 9 Rückwaschzone (Nachwaschzone), JlO Zuführung für kaltes Wasser, JM Leitung für Kopfprodukt der Druckentsäuerungskolonne, Λ2 Leitung für ent-
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säuertes, heißes Abwasser, _13 Dampfzufuhr, 1_4 Dampfstrahlapparat, 1_5 Leitung für Treibdampf, _1_6 Abzugsleitung für gereinigtes und abgekühltes Wasser, Yf. Pumpe, 18 Verstärkerteil der Abtreibekolonne, J_9 Leitung für Kopf produkt der Abtreibekolonne, 20 Kondensator, 2A_ Rückflußleitung für Kondensat auf Kopf der Abtreibekolonne, 22 Leitung für nichtkondensiertes Kopfprodukt, 23 Waschkolonne, 24 Leitung für NH, gasförmig, 25 Lösungsmittelabscheider, 26 Phenolwaschkolonne, 27 Leitung für Rohphenol, 2B Leitung für mit Lösungsmittel beladenes Rohphenol, 2!9 Leitung für C02/H2S, 30 Leitung für Lösungsmittel ,und 68 Ableitung aus Sumpf der Waschkolonne 23.
In Fig. 2 bedeuten:
251. Abstreifkolonne zur Entfernung des organischen Lösungsmittels vom Abwasser, 32 Abtreibekolonne, ^53 Druckent saue—
rungskolonne, :54 Entspannungskühler, 355 Dampf strahlapparat, ,36 Zuführung entphenoltes (extrahiertes) Abwasser in die Abstreifkolonne, 37 Leitung für Inertgas, 3& Gasgebläse, 39 Abzug Kopfprodukt aus Lösungsmittel-beladenem Inertgas, 40 Leitung für lösungsmittelfreies Wasser aus Sumpf der Abstreifkolonne 31, 42 Wärmeaustauscher, 42 Waschkolonne, 43 Verstärkerteil der Abtreibekolonne, 44 Leitung für Kopf produkt der Abtreibekolonne, 4J? Kondensator, 46 Rückflußleitung für Kondensat auf Kopf der Abtreibekolonne 32, 47 Leitung für nichtkondensierte Dämpfe, 48 Pumpe, 49 Pumpe, j?0 Wärmeaustauscher, ^l Aufkocher (Reboiler), 52 Rückwaschzone, j?3 Leitung für Kopf produkt (CO2, H2S) der Rückwaschzone, j?4 Leitung für Abzug heißes Sumpfprodukt aus Druckentsäuerungskolonne 33, j?5 Dampfleitung zum Sumpf der Abtreibekolonne 32, 56 Leitung für
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Treibdampf, $2. Abzugsieitung für entsäuertes und NH-,-freies Wasser, 60 Pumpe, 6>2 Leitung für entsäuertes und Ϊ1Ά-Χ- freies Wasser, (32 Kühler, 63 Leitung für Häuptwasserstrom, 64 Leitung für NE* - gasförmig, 6>5 Pumpe für Sumpfprodukt Waschkolonne, 66 Aufkocher (Reboiler) für Waschkolonne 42, 6£ Leitung für Sumpfprodukt Waschkolonne.
In den folgenden Beispielen werden unter "Strom" oder "Ströme" die durch die in den Figuren angegebenen Leitungen durchfließenden oder durchströmenden Gase, Dämpfe oder Flüssigkeiten verstanden. Bezugszeichen für Leitungen und Ströme sind identisch.
Die in den Tabellen 1 und 2 angegebene Abkürzung "Sp" bedeutet "Spuren"; "Satt." bedeutet "Sättigung" (in Bilanz nicht berücksichtigt).
Beispiel 1
Für ein COp-reiches Einsatzwasser der Zusammensetzung des Stromes 4 (Leitung 4) gemäß Tabelle 1 wird zweckmäßigerweise ein Verfahren gemäß Fig. 1 gewählt. Die Hauptkomponenten sowie Temperaturen und Drücke der Ströme (in den Leitungen) 10a, 10b, 11, 12, 15, 16, 22, 24, 27, 28, 29, 30 und 68 sind ebenfalls In Tabelle 1 angeführt. Die Mengenangaben sind in t/h angegeben.
Beispiel 2
Für ein COp-armes Wasser der Zusammensetzung des Stromes 36 (Leitung 36) ist das Verfahren gemäß Flg. 2 wirtschaftlich interessant. Das Lösungsmittel wird vor der Trennung von NH,, COp, H«S und HgO mittels Gasstrippen entfernt und In einer (nicht gezeigten) Wäsche mit Rohphenol zurückgewonnen. Danach erfolgt die weitere Behandlung ensprechend dem Verfahren nach Fig. 2. Die Hauptkomponenten sowie Druck- und Temperaturangaben für die Ströme (in den Leitungen) 37,
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39, 40, 47, 53, 54, 56, 61, 61a, 61b, 63, 64, 67 sind in Tabelle 2 angeführt. Die Mengen sind in kg/min angegeben.
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Claims (2)

2744A37 METALLGESELLSCHAFT Frankfurt/M.,2 8.9.1977 Aktiengesellschaft DrLa/LWü /CPA Frankfurt/Main Prov. Nr. 8065 LÖ Patentansprüche
1. Verfahren zur Aufbereitung von bei der Entgasung oder Vergasung von Kohlen anfallenden Abwässern durch Extraktion der darin enthaltenen organischen Verunreinigungen mit einem organischen, in Wasser nicht oder nur in geringen Mengen löslichen . Lösungsmittel und Aufarbeitung des Extrakts zu Rohphenol und frischem Lösungsmittel, Entfernung der in dem extrahierten Abwasser enthaltenen Lösungsmittelreste durch Strippen mit Gasen, Waschung der Gase zwecks Wiedergewinnung der organischen Lösungsmittel, Entfernung von NH, aus dem extrahierten Abwasser durch Strippen mit Wasserdampf in einer Abtreibekolonne, Kondensation des Kopfprodukts der Abtreibekolonne und Rückführung eines Teils des Kondensats auf den Kopf der Kolonne, dadurch gekennzeichnet, daß man
(a) einen Teil des Kopfproduktes der Abtreibekolonne nicht kondensiert und die Dämpfe
(b) in eine Waschkolonne überführt und hier Wasser, geringe Mengen Ammoniak und die gesamten sauren Gase im oberen Teil dieser Waschkolonne stufenweise kondensiert und reines Ammoniak über Kopf abzieht;
(c) das die gesamten sauren Gase enthaltende Kondensat vom oberen Teil der Waschkolonne abzieht, in einen separaten Aufkocher überführt und erhitzt;
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(d) auf den Kopf der Waschkolonne eine kleine Menge kaltes Wasser aufgibt;
(e) das Sumpf produkt der Waschkolonne abzieht und in eine Druckentsäuerungskolonne überführt und hier unter Druck die sauren Gase HpS und COp über Kopf abzieht und
(f) das aus einer ammoniakreichen Lösung bestehende Sumpfprodukt der Druckentsäuerungskolonne in die Abtreibekolonne zurückführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das mit dem organischen Lösungsmittel extrahierte Abwasser direkt in die Druckentsäuerungskolonne überführt und hier gemäß (e) unter Druck die sauren Gase HpS und CO« über Kopf abzieht, daß man das Kopf produkt mit Rohphenol wäscht, daß man organisches Lösungsmittel im oberen Teil der Druckentsäuerungskolonne abzieht, daß man anschließend das von den sauren Gasen befreite Wasser in die Abtreibekolonne (a) überführt und dort mit Wasserdampf strippt, daß man die NH, enthaltenden Dämpfe in die Waschkolonne überführt und hier gemäß (b) reines NH, über Kopf abzieht und daß man das aus einer COg-reichen Lösung bestehende Sumpfprodukt der Waschkolonne gemäß (e) in die unter Druck stehende Entsäuerungskolonne überführt.
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