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Verfahren zur Bestimmung der Konzentration eines in einer Flüs-
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sigkeit gelösten Stoffes z. B. zur Steuerung der A/S-Kreislaufwäsche
Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Konzentration
eines in einer Flüssigkeit gelösten Stoffes, der in einer Gasatmosphäre über der
Flüssigkeit einen meßbaren Partialdruck ausübt, wobei durch die Flüssigkeit ein
bezüglich der Flüssigkeit und des Stoffes inertes Gas hindurchgeleitet und die Konzentration
des Stoffes in der Flüssigkeit mit seinem Partialdruck in der Inertgasatmosphäre
in das thermische Gleichgewicht gebracht und der Gleichgewichtspartialdruck durch
Konzentrationsbestimmung ermittelt und als Parameter bzw. Meßgröße für die Konzentration
des Stoffes in der Flüssigkeit verwendet wird. Weiterhin betrifft die Erfindung
die Ausgestaltung eines solchen Verfahrens zu einem kontinuierlichen Meßverfahren
sowie zu einem Verfahren für die Prozeßkontrolle und die Prozeßsteuerung von Gasreinigungs-
und Auswasch-Verfahren. Die Erfindung betrifft auch eine Apparatur zur Durchführung
der erfindungsgemäßen Verfahren.
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Bekannt ist ein Verfahren zur Bestimmung von Spuren organischer Stoffe,
z. B. Kohlenwasserstoffe, in natürlichen Wässern. Bei diesem bekannten Verfahren
werden die organischen Stoffe mit einem Inertgas aus den Wässern 11herausgestrippt"
und das Inertgas danach gaschromatografisch untersucht. Weiterhin bekannt ist die
sogenannte Head-space"-Chromatografie, bei der flüchtige Kohlenwasserstoffe ebenfalls
über ihren Partialdruck in ihrer Menge bestimmt werden.
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Bei den bekannten Verfahren handelt es sich um rein analytische Methoden,
die in völliger Abtrennung von den technischen Anlagen, die den zu analysierenden
Stoff liefern, durchgeführt werden. Sie werden auch nicht als kontinuierliche Verfahren
eingesetzt oder gar zu einer Prozeßsteuerung herangezogen.
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In der Technik werden Reinigungsprozesse bzw. Waschprozesse von Gasen
mit Waschflüssigkeiten durchgeführt. Und dabei ist es von Wichtigkeit für den Prozeßablauf
zu wissen, in welchem Maße die auszuwaschenden Stoffe sich in der Waschflüssigkeit
angereichert haben. Hierfür gibt es analytische Verfahren. Diese sind aber oftmals
zeitraubend, umständlich und nur probenweise durchzuführen. Eine kontinuierliche
Bestimmung solcher auszuwaschenden Stoffe in Waschflüssigkeiten ist oftmals nicht
möglich und schon gar nicht die Steuerung des Auswaschprozesses aufgrund der analytischen
Ergebnisse. Als Beispiel hierfür wird die mmoniak-Schwefelwasserstoff-Kreislaufwäsche
genannt, wie sie zur Gasreinibung auf Kokereien angewandt wird.
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Solche Gaswaschprozesse verlaufen oftmals unregelmäßig, weil die Gasbelastung
der Wäscher nicht immer konstant ist und auch die Konzentration des auszuwaschenden
Stoffes schwankt und in weiten Grenzen wechseln kann. Bei solchen Verhältnissen
ist es besonders wichtig, den jeweiligen Zustand der Gaswaschlösung genau zu kennen,
um im Bedarfsfalle die Regenerieruns der tfascåL so zu intensivieren oder mehr bzw.
welliger von der Waschlösung in den Wäscher einzuführen.
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Wie vorstehend ausgeführt, handelt es sich im ganzen gesehen dabei
um ein sehr komplexes physikalisch-chemisches Geschehen, dessen Steuerung Probleme
aufwirft.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist daher, für solche
Gaswasch- bzw. Gasreinigungsprozesse ein kontinuierliches Analysenverfahren vorzuschlagen,
das auch als Grundlage für die Steuerung des gesamten Auswaschprozesses dienen kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß einem technischen
Wasch- bzw. Reinigungsapparat kontinuierlich eine konstante Menge der umlaufenden
Waschflüssigkeit entnommen und bei konstanter Temperatur aus der Flüssigkeit der
auszuwaschende Stoff mit einem konstanten Inertgassstrom zum Teil ausgetrieben wird
und danach der Stoff in dem Inertgasstrom kontinuierlich bestimmt wird.
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Besonders geeignet ist das neue analytische Verfahren für die Kontrolle
von Wasch- bzw. Reinigungsverfahren, bei denen eine Flüssigkeit verwendet wird,
die im Vergleich zu dem bestimmenden Stoff einen geringen Dampf- bzw. Partialdruck
aufweist.
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Da das Analysenverfahren für gewöhnlich bei niederen Temperaturen
durchgeführt wird, ist es wichtig, daß Waschflüssigkeiten verwendet werden, die
im Temperaturbereich von 0 - 50 °C nur einen geringen Dampfdruck aufweisen. Das
erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet für die Analysierung von ammoniakaLlsclen
Waschflüssigkeiten, wie sie in der Nokereigasaufarbeitung verwendet werden und bei
denen in einem Wascher aus Gasen saure Bestandteile ausgewaschen und die ausgewaschenen
Gase daraus in einem Desorber bzw. Entsäurer mit Gasen oder Dämpfen wieder ausgetrieben
werden. Hierbei wird zweckmäßig eine Teilmenge der Waschflüssigkeit aus dem Ablauf
des Desorbers bzw. Entsäurers entnommen und in der vorstehend anegebenen Weise analysiert,
insbesondere können auf diese Weise Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid und Cyanwasserstoff
bestimmt werden.
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Geeignet ist das neue Verfahren jedoch auch für die Überwachung und
Steuerung des Auswaschprozesses von Kohlenwasserstoffen aus Kokereigasen z. B.,
wenn hierfür als Waschflüssigkeit ein organisches Waschöl, aromatischer oder aliphatischer
Natur, verwendet wird, das aus den zu waschenden Gasen Anteile von Kohlenwasser
stoffen aufnimmt und die daraus mit Wasserdampf wieder ausgetrieben werden. Hierbei
wird zur Durchführung der neuen Analyse eine Teilmenge des Waschöls dem Ablauf der
Abtreiberkolonne entnommen, gemäß der Erfindung weiterbehandelt und die Konzentration
an Kohlenwasserstoffen in dem Inertgas bestimmt.
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Die in dem Inertgas gemessenen Konzentrationen des zu bestimmenden
Stoffes können nun, da sie kontinuierlich bestimmt werden, als Steuergröße für den
Aufnahmeprozeß verwendet werden und damit die Menge der umlaufenden Flüssigkeit
und/oder die Menae der auszutreibenden Gase bzw. Dämpfe bzw. die Temperatur in dem
Desorber-Apparat geregelt werden.
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Für die Durchführung der erfindungsgemäßen Bestimmung von Schwefelwasserstoff
in den Abläufen von Abtreiber und Entsäurer bei der Ammoniak-Schwefelwasserstoff-Kreislaufwäsche
ist eine Vorrichtung geeignet, die aus einem Thermostaten besteht, in dem eine Gaswaschvorrichtung,
z. B. eine Gaswaschflasche, argecrdret ist, die außer der mit der Gaspumpe verbundenden
Inertgaszu*Uhrung mit einer Flüssigkeitszuführung versehen ist, die ihrerseits mit
einer Flüssigkeitspumpe für die Flüssigkeitszuführung (Probelösung) verbunden ist
und einen Flüssigkeitsablauf sowie einen Inertgasaustritt besitzt, der mit einem
Analysenmeßgerät verbunden ist. Für die Bestimmung von z. B. Benzolkohlenwasserstoffen
in Kokerei gasen, vor oder nach der Benzolwäsche, kann ein Teilstrom des C-ases
dem Hauptstrom direkt entnommen werden und seine Analysieruns in einer Vorrichtung
durchgeführt werden, die im wesentlichen as einem Thermostaten besteht, in dem die
C.aswaschvorrichtunc z. z.
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zwei Waschflaschen, angeordnet sind, die die Zuführungen für ein den
zu bestimmenden Stoff, in diesem Falle Benzolkohlenwasserstoffe, enthaltendes Produktionsgas
und für ein Inertgas sowie Flüssigkeitszuführungen und die Flüssigkeitsabläufe besitzen,
wobei der Flüssigkeitszulauf der einen Waschflasche und der Flüssigkeitsablauf der
anderen Waschflasche über eine Flüssigkeitspumpe miteinander verbunden sind und
in den Gaszuführungswegen jeweils Gasmengenreguliereinrichtungen angeordnet sind
und die Gasableitung aus dem Analysenapparat in die Probenentnahmenleitung zurückgeführt
wird und die Inertgas ab leitung mit einem kontinuierlichen Analysengerät verbunden
ist.
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Die Anwendungsgebiete für das neue erfindungsgemäße Verfahren sind
jedoch nicht auf die Kokerei beschränkt. Es kann ebenso bei der Synthesegasaufarbeitung
für die Bestimmung von Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff eingesetzt werden sowie
für die Überwachung der Erdgasreinigung und im Raffineriebereich.
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Für die Überwachung von Gasaufbereitungs- und Reinigungsprozessen,
z. B. Kokereigas, sind eine Reihe von kontinuierlich arbeitenden Analysengeräten
vorgeschlagen worden. Sie haben aber die Einführungsprobe nicht überstanden. Es
handelt sich dabei um Prozeßchromatografen, Apparate, die mit der Chemielumineszens
arbeiten, sowie Titrierautomaten und auch sogenannte Ionometer.
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Wie gesagt, haben alle diese Geräte ihre Bewährungsprobe in der Technik
noch nicht überstanden. In jedem Falle handelt es sich um komplizierte Apparate,
die eine minutiöse Wartung beanspruchen, und außerdem sind sie zum großen Teil sehr
anfällig gegen Verschmutzung. In diesem Zusammenhange wird erinnert an Inhaltsstoffe
des Kokereigases, die zur Polymerisation und Ablagerung neigen. Erfindungsgemäß
wird jedoch mit einem sauberen Inertgas, das den zu bestimmenden bzw. die zu bestimmenden
Stoffe enthält, analysiert. Hierbei ergeben sich keine Verschmutzungen und die erfindungsgemäßen
Vorrichtungen benötigen keine besondere Wartung. Wenn bei einem Waschprozeß nicht
nur ein Stoff, sondern
mehrere ausgewaschen werden, wie das z.
B. bei der Kokereigasaufbereitung geschieht, z. B. Schwefelwasserstoff, Ammoniak,
Kohlensäure und Cyanwasserstoff, so ist es erfindungsgemäß nur notwendig, den einen
interessierenden Stoff in dem aufnehmenden Inertgasstrom zu bestimmen. Sollen mehrere
Stoffe in dem Inertgasstrom bestimmt werden, so muß der Inertgasstrom entsprechend
aufgeteilt werden und den verschiedenen Analysengeräten zugeführt werden. Die große
Vereinfachung, die durch die Erfindung erreicht wird, liegt darin, daß von mehreren
in das Inertgas übergegangenen Stoffen nur der eine interessierende bestimmt wird,
weil gerade dessen Partialdruck in dem Inertgasstrom maßgebend ist für den Zustand
der Waschlösung in dem Wäscher, d. h. der Partialdruck in dem Inertgas des zu bestimmenden
Stoffes ist ein Maß für die Konzentration dieses Stoffes in der Flüssigkeit und
gibt damit einen Hinweis auf die Anreicherung der Waschlösung.
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Es versteht sich, daß die Flüssigkeitsmengen, die zur Analyse entnommen
werden und die Inertgasmenge, die durch die Flüssigkeit geschickt werden, so aufeinander
abgestimmt werden, daß ein wesentlicher Konzentrationsabfall in der Probelösung
nicht stattfindet, weil auf diese Weise das Gleichgewicht empfindlich gestört würde.
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Bezüglich der Kokereigasaufbereitung sei noch angemerkt, daß die Waschfähigkeit
der ammoniakalischen Kreislauflösung außer durch Temperatur, Kontaktzeit wesentlich
bestimmt wird durch das Gleichgewicht zwischen dem Schwefelwasserstoffpartialdruck
im Gas und in der Lösung. So muß z. B. der Schwefelwasserstoffpartialdruck der entsäuerten
Waschlösung immer niedriger sein als der ancestrebte Wert für den Schwefelwasserstoffgehalt
des Gases. Wenn nun in der Waschlösung außer Schwefelwasserstoff noch Ammoniak,
Kohlendioxid und Cyanwasserstoff bestimmt werden, so geschieht das aus dem Grunde,
weil die Anwesenheit dieser freier Stoffe sentlich den Schwefelwasserstoffpartialdruck
bestimmen. Weitere
Einflußfaktoren sind die Temperatur und die
in der Waschlösung vorhandenen Salze. Für die Überwachung bzw. Steuerung der Schwefelwasserstoffwäsche
genügt jedoch die Bestimmung des Schwefelwasserstoffpartialdruckes. Im folgenden
wird auf die Schwefelwasserstoffauswaschung aus Kokereigasen mittels verdünnter
Ammoniaklösung etwas näher eingegangen, um das Verständnis für die Erfindung zu
erleichtern. Bei der Schwefelwasserstoffauswaschung auf Kokereien wird als Absorptionslösung
eine verdünnte, ca.
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2 geige Ammoniaklösung verwendet. Diese bindet in der Waschstufe den
Schwefelwasserstoff des Koksofengases und einen Teil des Kohlendioxides. Durch kurze
Kontaktzeiten zwischen Gas und Flüssigkeit gelingt es, bevorzugt Schwefelwasserstoff
auszuwaschen (Selektivwäsche).
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Die am Sumpf des Schwefelwasserstoffwaschers ablaufende, beladene
Absorptionslösung ist angereichert mit Schwefelwasserstoff und Kohlensäure und muß
vor erneutem Einsatz regeneriert werden. Dies geschieht im Entsäurer, wo durch Erhitzen
der Waschlösung in einer Kolonne ein großer Teil des Schwefelwasserstoffes und Kohlendioxids
aber nur ein geringer Teil des Ammoniaks ausgetrieben werden.
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Die vom Entsäurer ablaufende Lösung enthält deshalb überschüssiges
Ammoniak und kann wieder zur Wäsche eingesetzt werden. Die chemischen Vorgänge bei
der Auswaschung und Entsäuerung sind vielfältig und kompliziert. Wesentlich für
eine gute Auswaschung ist neben der Temperatur vor allem die Menge an überschüssigem
Ammoniak, d. h. des Anteils an Ammoniak, der nicht an Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid
gebunden ist. Natürlich darf das Ammoniak aucn nicht an stärkere Säuren gebunden
sein.
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Bekanntlich schwankt die Zusammensetzung des Koksofengases hinsichtlich
des Gehaltes an Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid und Ammoniak häufig. Durch die
Notwendigkeit eines verbesserten Umweltschutzes sind zudem die Anforderungen an
die Schwefelwasserstoffauswaschung in den letzten Jahren ständig gestiegen. Dies
alles
macht die Überwachung und Steuerung der Kreislaufwäsche zu einer immer wichtiger
werdenden Aufgabe. Die seit jeher angewandten Methoden reichen zur Lösung dieser
Aufgabe nicht aus. Zwar wird heute auf naßchemischem Wege Ammoniak, Schwefelwasserstoff
und Kohlendioxid in der Waschlösung bestimmt. Nur die Kenntnis aller drei Komponenten
läßt eine ausreichende Beurteilung zu. Doch selbst dann läßt sich ohne weiteres
kein direkter quantitativer Zusammenhang mit der Waschqualität herstellen. Der Bediener
der Anlage richtet sich vielmehr nach Erfahrungswerten. Außerdem ist die Erfassung
aller drei Komponenten ieut noch so zeitaufwendig, daß im Betrieb meistens nur die
A.mmoniak- und Schwefelwasserstoff-Analyse routinemäßig durchgeführt werden.
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Eine Automatisierung der Analytik der Waschlösungen ist bis heute
nicht möglich. Zwar bieten sich hierfür Titrierautomaten an, deren Einsatz auf Kokereien
aber immer problematisch bleibt wegen der Verschmutzungsgefahr. Auch kann mit einem
Automaten nur jeweils eine Komponente erfaßt werden, so daß es sich, selbst wenn
sich solche Geräte bewähren, immer um teure, komplizierte und anfällige Systeme
handeln kann.
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Es bestand deswegen die Aufgabe, eine einfache, robuste, kortnuierliche
Meßmethode zu entwickeln, die die Überwachung un Steuerung der Ammoniak-Schwefelwasserstoff-Kreislaufwäsche
ermöglicht und die erfindungsgemäß dadurch gelöst worden ist, aß der Partialdruck
des auszuwaschenden Stoffes in einem Gleichgewichtssvstem zwischen einer Waschflüssigkeit
und einem tnert-;asstrom gemessen wird.
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Anstatt wie bisher alle Komponenten getrennt in der Waschlsunu zu
ermitteln, beruht die Erfindung auf der Idee, diese durch sung einer einzigen Größe
zu ersetzen. len Scnfe-el.;asäerpartialdruck über der Waschlösung. Dieser Idee liegt
die Srker-rtnis zugrunde, daß nach dem Gesetz der Absorption letztlich as
Gleichgewicht
von Schwefelwasserstoffpartialdruck im Gas zu dem Schwefelwasserstoffpartialdruck
in der Lösung für den Auswaschungseffekt maßgebend ist. Die bisher vorgenommene
Analyse von Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid war eben deshalb notwendig,
weil alle drei Konzentrationen den Schwefelwasserstoffpartialdruck beeinflussen.
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Zum besseren Verständnis der Problematik bei der Schwefelwasserstoffauswaschung
aus Kokereigasen dient die Fig. 1. Sie zeigt die Abhängigkeit des Schwefelwasserstoff-
(und Ammoniak-) Partialdruckes von dem Verhältnis NH3/H2S in der Waschlösung.
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Man erkennt, daß der Schwefelwasserstoffpartialdruck mit wachsendem
NH3/H2S-Verhältnis sinkt.
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Die Schemazeichnung von Fig. 2 zeigt beispielsweise eine Apparatur
zur kontinuierlichen Bestimmung des Schwefelwasserstoffgehalts in der ammoniakalischen
Lösung für ein Kokereigas mittels des Partialdruckes von Schwefelwasserstoff in
einer inerten Gasatmosphäre, die sich im Gleichgewicht mit der Waschlösung befindet.
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Die Probelösung (1) wird über eine Dosierpumpe (2) kontinuierlich
mit konstanter Geschwindigkeit durch eine Zelle (3) geleitet, in der sie von einem
ebenfalls mit einer Dosierpumpe (4) konstant gehaltenem Trägergasstrom (5) durchströmt
wird. Durch einen Thermostaten (6) wird eine konstante Temperatur in der Zelle (3)
eingestellt. Indem das Gas-Flüssigkeitsverhältnis so eingestelle wird, daß nur eine
vernachlässigbare Menge an 2S aus der Probelösung ausgetrieben wird, stellt sich
in dem Trägergas der I2S-Partialdruck der Lösung ein. Diese wird nun über einen
H2S-analysator (7) bestimmt. Dabei ist der H2S-Anallsator ein kontinuierlich anzeigendes
Gerät, beispielsweise ein solches, das den Schwärzungsgrad von mit Bleiazetat getränktem
Papier als Meßc;röße erwendet.
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In Fig. 3 ist z. B. eine Überwachungsanlage für die H2S-Wäsche schematisch
dargestellt, die nur ein einziges Analysegerät (7R) benötigt. Über den Meßstellenumschalter
(9) können die H2S-Gehalte 1. des Endgasstromes (10) 2. aus der Desorptionszelle
A1 und 3. der Desorptionszelle A2 gemessen werden und der Partialdruck bestimmt
werden. Hierbei wird für die Zelle A1 Lösung über Leitung (1a) der Entsäureraufgabe
(11) und für die Zelle A2 über (1b) aus dem Entsäurerablauf (12) entnommen. Entscheidend
für die Praxis ist es in vielen Fällen, den H2S-Gehalt des Endgases (10) sowie den
H2S-Partialdruck des Entsäurerablaufes (12) zu bestimmen.
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Die Beschreibung ist als Beispiel gedacht. Hinsichtlich der Wahl der
Pumpen, der Konstruktion der Absorptionszellen, des Thexmostaten usw. ist die Apparatur
in weiten Grenzen variierbar.
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Die Fig. 4 gibt als Beispiel eine schematische Darstellung einer Absorptions-Desorptionszelle
in Verbindung mit einem kontinuierlich anzeigenden Gerät, das die Kohlenwasserstoffgehalte
in inertgas erfaßt, einem sogenannten FID-Gerät wieder.
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Benzolkohlenwasserstoffe enthaltendes Koksofengas tritt durch Leitung
(13a) in die Waschflasche (14) ein, die mit den Flässigkeitseingang (15) und dem
Flüssigkeitsabgang (16), der als Überlauf ausgebildet ist, ein. Wie die Waschflasche
(17) p.i ihrem Flussigkeitseintritt (13) und dem Flüssigkeitsagang (19) iS t Waschflasche
(14) in dem Thermostaten (20) untergebracht. Der Flüssigkeitsabgang (16) derWaschflasche
(14) ist über eine Pumpe 21" mit dem Flüssigkeitseingang (18) der Waschflasche i17)*
mi W'r.i Flüssigkeitseingang (15) der Waschflasche (14) verbunden. Die @ waschflasche
(14) hat außerdem den Gasabgang (22), der das Koks *und der Flüssigkeitsabgang (19)
der Waschflasche (17) ist her eine Rohrleitung*
ofengas in die
Entnahmeleitung zurückführt. Die Waschflasche (17) at einen Eingang (23) für Inertgas
und den Gasaustritt (24), der mit dem automatischen Meßgerät (7b) verbunden ist.
Die Flüssigkeitspumpe (21) wälzt z. B. Waschöl aus der Waschflasche (14) über den
Eingang (18) der Waschflasche (17) und deren Ausgang (19) zurück in die Waschflasche
(14) um. Das kohlenwasserstoffhaltige Koksofengas gibt seinen Kohlenwasserstoffgehalt
zum Teil an das Waschöl der Waschflasche (14) ab und zwischen den Kohlenwasserstoffen
der Flüssigkeitsphase und denen der Gasphase bildet sich ein Gleichgewicht aus.
Das mit den Kohlenwasserstoffen angereicherte Waschöl wird nun in die Waschflasche
(17) übergeführt und hieraus durch das Inertgas, das in konstanter Geschwindigkeit
in konstanter Menge zugeführt wird, entsprechend dem Gleichgewicht in die Gasphase
übergeführt. Dieses beladene Inertgas gelangt durch die Leitung (24) in das Meßgerät
(7b) und wird dort automatisch und kontinuierlich angezeigt. In der Inertgasphase
stellt sich ein Partialdruck der Kohlenwasserstoffe ein, der einen Hinweis auf die
Konzentration der Kohlenwasserstoffe in der Flüssigkeitsphase gibt.
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Er ist somit ein Parameter für den Kohlenwasserstoffgehalt in dem
ursprünglichen und zu messenden Koksofengas.
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In Fig. 5 ist schematisch dargestellt, wie mit einem solchen Gerät,
mit einer solchen Desorptionszelle der Betrieb einer Benzolwaschanlage iserwacht
werden kann. Mit einer Desorptionszelle A3, Le einerseits mit dem Waschölzulauf
eines Benzolwaschers und andCrerseits mit einem kontinuierlichen Meßgerät verbunden
ist, wird der Kohlenwasserstoffgehalt, d. l. in diesem Falle der 3enzolgehalt, des
eintretenien, abgetriebenen Waschöls überwacht bzw. angezeigt.
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Der inertgasstrom wird über den Umschalter (27) mit dem automatiselen
Meßgerät (7c) verbunden. Andererseits ist das Gerät (7c) auch eer Leitung (2<3)
und Umschalter (27) mit der Austrittsleitung (30) zur entbenzoiües tas aus dem Wascher
(31) verbunden. Mit dieser
Apparatur gelingt es, den Abtriebsgrad
des Waschöls sowie die Alswaschung der Benzolkohlenwasserstoffe aus dem Kokereigas
laufend zu überwachen und zu steuern. Das zu analysierende Gas tritt durch die Leitung
(32) in den Benzolwascher (31) ein und der Waschölzulauf zu dem Wascher ist mit
(33) bezeichnet, während der Abgang die Bezeichnung (34) trägt.
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In Tabelle 1 sind die Ergebnisse von Untersuchungen auf einigen Kokereien
des Ruhrgebietes wiedergegeben. Man findet die Ammoniak-, Kohlendioxid- und Schwefelwasserstoff-Gehalte
der Waschlösungen sowie deren Schwefelwasserstoffpartialdrucke wieder. Bei den Ko.sereien
1 und 2 handelt es sich um solche, die mit einer Ammoniak-Schwefelwasserstoff-Kreislaufwäsche
ausgerüstet sind, während auf der Kokerei 3 zusätzlich mit Natronlaugezugabe gearbeitet
wird.
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Deshalb können in diesem letzten Fall nur die Gesamtgehalte an Ammoniak
angegeben werden. Man erkennt, daß trotz unterschiedlicher Ammoniak- und Kohlendioxidkonzentrationen
in den Waschlösungen und auch trotz unterschiedlicher Schwefelwasserstoffgehaite
die Schwefelwasserstoffpartialdrucke einen Hinweis auf Beladungs- und Sntladungszustände
bzw. Abtreiberzustände geben. Der Vergleich zwischen den H2S-Partialdrücken über
den Waschlösungen einerseits und den tatsächlich erreichten H2S-Auswaschungen andererseits
zeigt, daß die Partialdruckmessung eine gute Voraussage der zu rr-icde:i H 2S-Endgehalte
ermöglicht.
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Tab.1 NH3-, H2S-, CO2-Gehalte der Waschlösungen sowie deren H2S-Partialdrücke
von verschiedenen Kokereien des Ruhrgebietes
| Kokerei I Kokerei II Kokerei II |
| (mit NaOH-Zugabe) |
| Analyse Entsäurer- Entsäurer- Entsäurer- |
| zulauf ablauf zulauf ablauf zulauf ablauf |
| *8,25 NH3(ges.) 8,17 NH3 (ges.) |
| NH3, frei g/l 14,91 19,07 16,01 23,89 0,62 mol/l 0,89 mol/l
Säureverbr. |
| H2S g/l 4,91 1,78 6,99 2,59 3,71 1,40 |
| CO2 g/l 7,88 3,81 7,18 3,96 7,13 3,63 |
| H2S-Partialdruck g/m³ 3,9 0,51 6,9 0,73 3,7 0,37 |
| bei 25 C |
| Rohgas Endgas Rohgas Endgas Rohgas Endgas |
| H2S bei 25 C g/m³ 5,35 0,55 7,50 0,78 8,50 0,50 |
*entspricht einem scheinbaren NH3-Wert (frei) von 10,5 g/l NH3 (Zulauf) bzw. 15,1
g/l NH3 (Ablauf)*
Bezugszeichenliste (1, 1a-c) Probelösung A1 Desorptionszelle
(2) Dosierpumpe A2 Desorptionszelle (3) Zelle A3 Desorptionszelle (4) Dosierpumpe
(5) Trägergasstrom (6) Thermostat (7, 7a-c) Analysengerät (8, 8a) Thermometer (9)
Meßstellenumschalter (10) Endgasstrom (11) Entsäureraufgabeleitung (12) Entsäurerablaufleitung
(13, 13a) Koksofengaseintritt (14) Waschflasche (15) Flüssigkeitseingang (16) Flüssigkeitsausgang
(17) Waschflasche (18) Flüssigkeitseintritt (19) Flüssigkeitsaustritt (20) Thermostat
(21) Pumpe (22) Gasaustritt (23) Inertgaseintritt (24) Gasaustritt (2) HzS-W.ische
(26) Entsäurer (27) Umschalter (28) oberer Austritt von (26) (29) Meßleitung (30)
Austrittsleitung für entbenzoltes Gas (31) Benzolwascher (32) Kokereigaseintritt
(33) Waschölzufuhr (34) Waschölablauf
- L e e r s e i t e -