DE3424424A1

DE3424424A1 - Verfahren zur nutzung von koksofengas

Info

Publication number: DE3424424A1
Application number: DE19843424424
Authority: DE
Inventors: Claus 4300 Essen Borgböhmer; Claus Prof. Dr. Flockenhaus; Gregor Dr. 5000 Köln Friedrichs; Werner Dr. 4330 Mülheim Lommerzheim
Original assignee: Thyssengas GmbH; Didier Engineering GmbH
Current assignee: Thyssengas GmbH; Didier Engineering GmbH
Priority date: 1984-07-03
Filing date: 1984-07-03
Publication date: 1986-01-16

Description

Verfahren zur Nutzung von Koksofengas
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Nutzung von Koksofengas.
Koksofengas ist ein mittelkaloriges Gas, welches bei der Verkokung der Steinkohle in Kokereien anfällt. Etwa 40 % des erzeugten Koksofengases dient den Kokereien üblicherweise zur Eigenbedarfsdeckung als Unterfeuerungsgas der Koksofenbatterie. Der Überschuß an Koksofengas wird sowohl in Haushalten als auch in der Industrie als Heizgas verwendet. Beispielsweise in der Bundesrepublik Deutschland hat sich jedoch der Verbraucherstamm für das Koksofengas in den letzten Jahren immer mehr verkleinert.
Aufgrund der allgemeinen Umstellung auf Erdgas findet man nur noch auf regionaler Ebene, im Umfeld der Kokereien, Verbraucher, denen Koksofengas zu Heizzwecken dient. Es ist abzusehen, daß die Zahl der Abnehmer von Koksofengas in den nächsten Jahren noch weiter schrumpft, da von diesen andere Energiequellen genutzt werden. Die Folge davon ist, daß immer mehr Koksofengas frei zur Verfügung steht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein neues Verfahren zur wirtschaftlichen Nutzung von Koksofengas zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß man aus dem Koksofengas den hinsichtlich einer nachfolgenden Methanisierung überschüssigen Wasserstoff abtrennt und das so bezüglich des H2-CO-Verhältnisses eingestellte Koksofengas durch Methanisierung in synthetisches Erdgas umwandelt.
Damit kann das Koksofengas nach wie vor einer wirtschaftlichen Nutzung zugeführt werden, auch wenn die Abnehmer von Koksofengas zu unmittelbaren Heizzwecken in Haushalten und Industrie weiter abnehmen. Das nach der Erfindung hergestellte synthetische Erdgas kann nämlich nach seiner Erzeugung ohne weiteres in das Ferngasnetz eingespeist werden, da es die Brennqualität des darin geförderten Erdgases besitzt. Über das vorhandene Ferngasnetz wird das mit der Erfindung erzeugte synthetische Erdgas den Verbrauchern zugeführt.
Als erste Stufe des Einsatzes des erfindungsgemaßen Verfahrens bietet sich an, daß man wenigstens den nicht als Unterfeuerungsgas verwendeten Anteil des Koksofengases einer Koksofenbatterie in synthetisches Erdgas umwandelt.
Der Rest kann dann nach wie vor als Unterfeuerungsgas für die Koksofenbatterie eingesetzt werden.
Wirtschaftlich kann es sich jedoch auch als besonders zweckmäßig erweisen, wenn man das gesamte Koksofengas einer Koksofenbatterie in synthetisches Erdgas umwandelt und als Unterfeuerungsgas für die Koksofenbatterie ein Ersatzgas verwendet.
Als ein solches Ersatzgas für die Unterfeuerung der Koksofenbatterie kommt vorteilhafterweise Gichtgas oder Grubengas von in der Nähe der Kokerei angesiedelten Stahlwerken oder Kohlebergwerken in Frage. In Stahl werken fällt Gichtgas an, während in Kohlebergwerken Grubengas als methanhaltiges Abluftgas mit hohem N2-Anteil (größer 50 Vol.-%) zur Verfügung steht.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens führt man dem Gicht gas und/oder dem Grubengas den von dem Koksofengas abgetrennten Wasserstoff zu. Auf diese Weise können Gichtgas und Grubengas an die Anforderungen eines Unterfeuerungsgases durch den bei der Aufbereitung des Koksofengases anfallenden Überschuß Wasserstoff auf einfache Weise angepaßt werden.
Für die Abtrennung des Wasserstoffs aus dem Koksofengas verwendet man zweckmäßigerweise eine an sich bekannte Druckwechseladsorptionsanlage (PSA-Anlage). Die Methanisierung des bezüglich des H2-CO-Verhältnisses eingestellten Koksofengases führt man vorzugsweise in einem Wirbelschichtreaktor aus.
Es ist ferner zweckmäßig, das bereits bezüglich des H2-CO-Verhältnisses eingestellte Koksofengas vor der Methanisierung einer Gasreinigung zu unterwerfen.
Für die Gasreinigung kommt eine Hydrierung und/oder eine ADIP-Wäsche in Frage.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur veranschaulicht ein Verfahren- bzw. Anlagenschema eines Ausführungsbeispieles der Erfindung.
Es bedeuten: a : 22706 m3n/h Grubengas b : 70000 m3n/h Koksofengas c : 33019 m3n/h SNG ins Ferngasnetz d : 36171 m3n/h Grubengas und H2 zur Unterfeuerung e : 13465 m3n/h durch DWA-Anlage gewonnener H2 f : 17646 m3n/h Spülgas aus DWA-Anlage g : 31111 m3n/h Koksofengas zur DWA-Anlage 1 : DWA-Anlage 2 : Hydrierung und ADIP-Wäsche 3 : Feinreinigung 4 : Methanisierung Das gesamte Koksofengas KOK einer Kokerei wird dabei einer Methanisierung, z.B. in einer Comflux-Anlage, unterzogen. Der fehlende Energiebedarf fur die Unterfeuerung der Koksofenbatterie wird durch Grubengas gedeckt. Das Koksofengas wird zunächst zur Einstellung des für die Erzeugung von synthetischem Erdgas gewünschten H2-CO-Verhältnisses wenigstens teilweise einer Wasserstoff durchlässigen Druckwechseladsorptionsanlage (PSA-Anlage) zugeführt. Nach Kompression dieses Teils des Koksofengases wird in der PSA-Anlage hinsichtlich des gewünschten H2-CO-Verhåltnisses überschüssiger Wasserstoff abgetrennt. Der Oberschuß Wasserstoff wird zur Verbesserung der Flammeneigenschaften dem Grubengas zugemischt. Es kann aber auch als Produkt für die chemische Industrie, für Raffinerien etc. zur Verfügung gestellt werden. Das die PSA-Anlage verlassende Spülgas wird wieder mit dem nicht behandelten Anteil des Koksofengases zusammengeführt und das Gasgemisch insgesamt auf Reaktionsdruck komprimiert sowie einer Gasreinigung unterzogen. Die Gasreinigung besteht im dargestellten Falle aus einer Hydrierung mit einer anschließenden ADIP-Wäsche, im wesentlichen zur Entfernung der Schwefelverbindungen. Nach einer Feinreinigung erfolgt dann die Methanisierung in einem Wirbelschichtreaktor. Das Produktgas SNG wird dann nach Komprimierung und Trocknung mit einer H-Qualität von synthetischem Erdgas in das Ferngas-Verbrauchernetz eingespeist. Das durch Wasserstoffzugabe angepaßte Grubengas wird der Koksofenbatterie als Unterfeuerungsgas zugeführt. In der Zeichnung sind die Durchsatzleistungen für ein spezielles Ausführungsbeispiel und die charakteristischen Verfahrensstufen zur Veranschaulichung angegeben.

Claims

Verfahren zur Nutzung von Koksofengas Patentansprüche: 1. Verfahren zur Nutzung von Koksofengas, dadurch gekennzeichnet, daß man aus dem Koksofengas den hinsichtlich einer nachfolgenden Methanisierung überschüssigen Wasserstoff abtrennt und das so bezüglich des H2-CO-Verhältnisses eingestellte Koksofengas durch Methanisierung in svnthetisches Erdgas umwandelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man wenigstens den nicht als Unterfeuerungsgas verwendeten Anteil des Koksofengases einer Koksofenbatterie in synthetisches Erdgas umwandelt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ;nan das gesamte Koksofengas einer Koksofenbatterie in synthetisches Erdgas umwandelt und als Unterfeuerungsgas fir die Koksofenbatterie ein Ersatzgas verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ersatzgas für die Unterfeuerung der Koksofenbatterie Gichtgas oder Grubengas verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Gichtgas und/oder Grubengas den von dem Koksofengas abgetrennten Wasserstoff zuführt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Abtrennung des Wasserstoffs aus-deiii Koksofengas eine Druckwechsel adsorptionsanlaclr (PSA-Anlage) verwendet.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man ftir die Methanisierung des bezüglich des H2-CO-Verhåltnisses eingestellten Koksofengases einen Wirbelschichtreaktor verwendet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das bezüglich des ii2-CO-Verhaltnisses eingestellte Koksofengas vor der Methanisierung einer Gasreinigung unterwirft.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das bezüglich des H2-CO-Verhältnisses eingestellte Koksofengas zur Gasreinigung einer Hydrierung und/oder einer ADIP-Wasche unterwirft.