DE2804932A1

DE2804932A1 - Verfahren zur weiterverarbeitung von gichtgas

Info

Publication number: DE2804932A1
Application number: DE19782804932
Authority: DE
Inventors: Claus Dr Flockenhaus; Joachim F Meckel; Dietrich Prof Dr Ing Wagener
Original assignee: Didier Engineering GmbH
Current assignee: Didier Engineering GmbH
Priority date: 1978-02-06
Filing date: 1978-02-06
Publication date: 1979-08-16

Description

Verfahren zur Weiterverarbeitung von Gichtgas
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In den beiden Patentanmeldungen P 26 59 782.0 und P 26 38 348.2 sind Verfahren vorgeschlagen worden, bei welchen aus heißem, ungereinigtem Koksofengas z.B. Synthesegas, Heizgas oder insbesondere Reduktionsgas hergestellt werden. Dort ist auch vorgeschlagen worden, das so erzeugte Reduktionsgas für die Direktreduktion in einem Schachtofen zu verwenden, sowie das entstehende Direktreduktionsgichtgas als Heizgas für Unterfeuerungszwecke, z.B. B der Batterien des Koksofens oder der Vorerhitzungsanlage des Koksofens, zu verwenden. Es entsteht aber dabei ein beträchtlicher Überschuß an Direktreduktionsgichtgas.
Die vorliegende Erfindung schlägt nun eine Weiterverarbeitung eines Hochofengichtgases oder eines solchen Direktreduktionsgichtgases vor, bei welchem auf wirtschaftliche und energienutzende Weise ein vielfältig verwendbares Reformierungsgas entsteht, indem die Maßnahme des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 getroffen wird, d.h. das Gichtgas zu synthetischem Erdgas methanisiert wird. Dieses Erdgas kann problemlos den vorhandenen Erdgas-Verteilungsnetzen eingespeist werden.
Das bei diesem Verfahren weiterverarbeitete Hochofengichtgas hat etwa folgende typische Zusammensetzung: 10 Vol.% O°2 25 Vol.% 00,5 Vol.% H2 und 60 Vor.% N2; das Direktreduktionsgichtgas der zuvor erwähnten Art hat nach dem Schachtofen ungefährfolgende Zusammensetzung (feucht): 13 V C02, 14 Vol. C0, 37 Vol.% H2, 2,5 Vol.% CH4, 1,5 Vol.% N2 und 32 Vol.% H20; es liegt also jeweils ein Überschuß an C-Verbindungen bezüglich der Methanisierung vor.
Das ungünstige C/H-Verhältnis beim Koksofengas (ca. 25 % CH4 und ca. 65 % H2) hat bisher verhindert, aus überschüssigem Koksofengas mithilfe der Methanisierung synthetisches Erdgas zu erzeugen. Nach der Maßnahme des Anspruchs 2 wird dieser Mangel beseitigt; zusätzlich wird der Vorteil erzielt, daß auf eine C02-Auswaschung des Einsatzgases bzw. des Produktgases ganz oder teilweise verzichtet werden kann. Die Notwendigkeit einer 002-Wäsche ist von dem Verhältnis der zur Verfügung stehenden Mengen an Gichtgas und Koksofengas und auch von dem gewünschten Heizwert des zu erzeugenden synthetischen Erdgases abhängig. Steht ausreichend Koksofengas zur Verfügung, so kann die zugemischte Menge an Koksofengas nach der wirtschaftlich optimalen Methanausbeute eingestellt werden.
Nach der Durchführungsweise des Patentanspruchs 3 ist, unter Nutzung des Wärmeinhaltes des Gichtgases, eine sehr einfache Anlage für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausreichend.
Patentanspruch 4 betrifft die beiden Alternativen der Entfernung der etwa überschüssigen Anteile an G02 und der Auskondensierung von störendem Wasserdampf.
Mit Hilfe der Maßnahme des Patentanspruchs 5 wird das erzeugte synthetische Erdgas an den vorhandenen Netzdruck angepaßt.
Unter den Bedingungen des Patentanspruchs 6 ist der Einfluß des Druckes auf die Methanausbeute bei niedrigen Reaktionstemperaturen gering. Um so größer ist der Einfluß des Reaktionsdruckes bei höheren Reaktionstemperaturen.
Patentanspruch 7 gibt eine zweckmäßige Nutzung der bei der Methanisierung entstehenden NWårmemenge an.
Ein Teil des dabei entstehenden Dampfes kann dabei gemäß Patentanspruch 8 oder gemäß Patentanspruch 9 in sinnvoller Weise genutzt werden.
Eine besonders energiesparende Verfahrensführung gibt auch Patentanspruch 10 an.
Bei der Maßnahme des Patentanspruchs 11 erübrigt sich eine Feinentstaubung des Gichtgases bzw. Reaktionsgemisches.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle dargestellten und/ oder beschriebenen Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Es zeigen: Figuren 1 bis 3 schematisch drei grundsätzliche Alternativen der erfindungsgemäßen Verfahrensführung bzw. eine dafür bestimmte Anlage.
Gemäß Figur 1 wird das Gichtgas aus der Direktreduktion über eine mögliche Kompressionsstufe dem Methanisierungsreaktor zugeführt. Die bei der Methanisierung entstehende Wärmeenergie wird zur Dampferzeugung genutzt. Das bei der Methanisierung entstehende synthetische Erdgas wird einer Kühlung, einer Kompression und einer C02-Wäsche unterworfen, bevor es dem Leitungsnetz zugeführt wird.
Die Verfahrensalternative nach Figur 2 sieht vor, daß das Gichtgas aus der Direktreduktion vor der Methanisierung gekühlt und komprimiert wird. Das so vorbehandelte Gichtgas kann ganz oder teilweise gegen das unbehandelte Gichtgas oder das entstehende synthetische Erdgas in einem iWårmetauscher vorgewärmt werden.
Nach der Verfahrensalternative gemäß Figur 3 wird das Gichtgas aus der Direktreduktion vor der Methanisierung sowohl einer Kühlung als auch einer Kompression als auch einer O02-Wäsche unterzogen und dann ganz oder teilweise gegen das unbehandelte Gichtgas oder das entstehende synthetische Erdgas vorgetvärmt. Von dem bei der Dampferzeugung entstehenden Dampf kann ein Teil unmittelbar vor der Methanisierung in das Gichtgas eingedüst werden.
Vor der Abführung in das Beitungsnetz kann das synthetische Erdgas außer der Kühlung auch einer zusätzlichen C02-Wäsche unterworfen werden.
Bei allen Ausführungsbeispielen kann dem Gichtgas auch Koksofengas zugemischt werden; je nach zur Verfügung stehender Koksofengasmenge oder gewünschtem Produktgasheizwert kann dann die C02-Entfernung völlig entfallen.
Für die Methanisierung kann außer einem Festbettreaktor vorzugsweise ein Wirbelbettreaktor verwendet werden.
Letzterer hat den Vorzug, weil das den Hochofen oder Schacht ofen verlassende Gichtgas nur einer Grobstaubabscheidung zu unterwerfen ist. Der verbleibende Staub kann mit dem ständig aus der Methanisierung abgeführten Katalysator abgeschieden werden.

Claims

Patent ansprüche \wi. Verfahren zur Weiterverarbeitung von Gichtgas, z.B.

Hochofengichtgas und insbesondere von Gichtgas, welches im Schachtofen bei der Direktreduktion unter Verwendung von aus Koksofengas nach Patentanmeldung P 26 59 782.0 oder P 26 38 348.8 erzeugtem Reduktionsgas entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gichtgas zu synthetischem Erdgas methanisiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Gichtgas vor der Methanisierung Koksofengas zur Bildung eines Reaktionsgemisches zusetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gichtgas oder das Reaktionsgemisch mit oder ohne Kühlung und mit oder ohne C02-Wåsche mit einer Temperatur von etwa 300 - 4000C in den Methanisierungsreaktor leitet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Methanisierung die überschüssigen Anteile an C02 und/oder Wasserdampf auswäscht und/oder auskondensiert.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gichtgas oder das Reaktionsgemisch oder das synthetische Erdgas komprimiert.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Methanisierung bei einem Reaktionsdruck von 2-150 bar, vorzugsweise bei einem Reaktionsdruck von größer als 30 bar ausführt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die bei der Methanisierung entstehende Wärmemenge zur Dampferzeugung verwendet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man in das Gichtgas oder Reaktionsgemisch unmittelbar vor der Methanisierung zur Beeinflussung der Reaktionsführung Dampf eindüst.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Komprimierung des Gichtgases, des Reaktionsgemisches oder des synthetischen Erdgases eine Turbine verwendet, welche von dem in dem Methanisierungsreaktor erzeugten Dampf betrieben wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man das gekühlte und/oder von C02 befreite Gichtgas oder Reaktionsgemisch gegen das unbehandelte Gichtgas und/oder gegen das synthetische Erdgas in Warmetauschern erwärmt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Methanisierung in einem Wirbelbettreaktor ausgeführt wird.