DE3837429C2

DE3837429C2 - Verfahren zur Behandlung von schwefelwasserstoffhaltigen Restgasen

Info

Publication number: DE3837429C2
Application number: DE19883837429
Authority: DE
Inventors: Klaus Schuepphaus
Original assignee: Thyssen Still Otto Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Thyssen Still Otto Anlagentechnik GmbH
Priority date: 1988-11-04
Filing date: 1988-11-04
Publication date: 1994-12-15
Anticipated expiration: 2008-11-05
Also published as: DE3837429A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von schwe felwasserstoffhaltigen Restgasen, die bei der katalytischen Zersetzung von ammoniakhaltigen Schwaden aus der Waschwasser regeneration der Ammoniakschwefelwasserstoff(A/S)-Kreislaufwä sche anfallen.

Das bei der Verkokung der Kohle anfallende Koksofengas enthält neben anderen Stoffen Ammoniak und Schwefelwasserstoff. Vor zugsweise wird das Ammoniak mit Wasser und der Schwefelwasser stoff mit ammoniakhaltigen wäßrigen Lösungen aus dem Gas ent fernt. Diese Verfahren sind hinreichend bekannt und sollen hier nicht weiter erklärt werden. Bei der Regeneration der oben genannten Waschwässer fallen Wasserdampfschwaden an, die das aus dem Koksofengas entfernte Ammoniak und den Schwefel wasserstoff enthalten. Der schwefelwasserstoffreiche Schwaden strom wird einer Clausanlage zur Gewinnung von elementarem Schwefel oder einer Säureanlage zur Gewinnung von Schwefelsäu re zugeleitet. Der ammoniakreiche Schwadenstrom kann einer Zersetzungsanlage zugeführt werden, um das Ammoniak kataly tisch zu zersetzen.

Für die Behandlung der bei der Verbrennung von Schwefelwasser stoff zu elementarem Schwefel anfallenden Restgase, welche Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid, Schwefel und organische Schwefelverbindungen enthalten, ist aus der DE-PS 22 57 023 ein Verfahren bekannt, bei welchem die Restgase dem rohen Koksofengas vor dem Teerabscheider oder der Benzolwaschkolonne oder vor dem Schwefelwasserstoffwascher zugemischt und gemein sam mit dem rohen Koksofengas durch die nachgeschalteten Ein richtungen des Koksofengasreinigungsprozesses geschickt wer den. Hierbei wird der gesamte Kreislauf des Reinigungsprozes ses mit erheblichen Mengen an SO₂ und anderen Schwefelverbin dungen belastet, wodurch sich die Waschwassermengen und die entsprechenden Einrichtungen erheblich vergrößern.

In der Waschwasserregeneration für die Ammoniak-Schwefelwas serstoffwäsche ist es bei vertretbarem Aufwand nicht möglich, einen ammoniakreichen Schwadenstrom zu erzeugen, der frei von Schwefelwasserstoff ist. In der Regel sind ca. 15 bis 35% des aus dem Koksofengas ausgewaschenen Schwefelwasserstoffes in dem in der Zersetzungsanlage zu behandelnden ammoniakreichen Schwadenstrom enthalten. Aufgrund der Bedingungen in der Zer setzungsanlage werden Ammoniak, Hydrogenwasserstoff und even tuell vorhandene Kohlenwasserstoffe in N₂, H₂O, H₂, CO und CO₂ zersetzt, der Schwefelwasserstoff dagegen bleibt erhalten. Das resultierende Restgas enthält im Vergleich zu dem oben genann ten Restgas einer Schwefelwasserstoffumwandlungsanlage kein Schwefeldioxid und keinen Schwefel, weist aber einen weitaus höheren Schwefelwasserstoffgehalt auf. Aufgrund des Schwefel wasserstoffgehaltes wurden diese Restgase bisher in ungerei nigter Form dem Kokereirohgas zugemischt, um dann zusammen mit diesem Gas gereinigt zu werden.

Dies hat zur Folge, daß die in die Koksofengasentschwefelungs anlage gelangende Schwefelwasserstoffmenge um die besagten 15 bis 35% höher liegt als die beim Verkokungsprozeß entstehende Menge an Schwefelwasserstoff. Bedingt hierdurch müssen größere Waschwassermengen für die Entschwefelung gefahren werden. Die se erhöhten Mengen bedingen größere Pumpen, Wärmetauscher und Regeneratorkolonnen wie auch einen größeren Verbrauch an Strippdampf, Kühlwasser und elektrischem Strom.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Behandlung der eingangs definierten schwefelwas serstoffhaltigen Restgase vorzuschlagen, bei dem die aufge zeigten Nachteile weitgehend vermieden werden.

Die Lösung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht nun vor, daß die schwefelwasserstoffhaltigen Restgase mit dem mit Schwefel wasserstoff angereicherten ammoniakalischen Waschwasser einer Ammoniakschwefelwasserstoff-Kreislaufwäsche derartig gewaschen werden, daß der Schwefelwasserstoffgehalt in den gewaschenen Restgasen gleich oder kleiner dem Schwefelwasserstoffgehalt im rohen Koksofengas ist und daß diese Restgase anschließend dem Koksofengas zugemischt werden.

Aufgrund der weitaus höheren Schwefelwasserstoffkonzentration im Restgas als im Koksofengas kann hierfür das angereicherte Waschwasser aus der Koksgasentschwefelung benutzt werden, be vor dieses der Regenerationskolonne zugeführt wird. Die Ent schwefelung des Restgases benötigt daher kein zusätzliches Waschwasser, wogegen in der Koksofengasentschwefelung aufgrund der verringerten Eingangsbeladung an Schwefelwasserstoff weni ger Waschwasser benötigt wird.

Es hat sich als günstig erwiesen, die Restgase auf eine Tempe ratur von 25 bis 40°C direkt und/oder indirekt zu kühlen, be vor sie mit dem angereicherten Waschwasser aus der A/S-Kreis laufwäsche gewaschen werden. Zweckmäßig werden die Restgase dem rohen Koksofengas vor der A/S-Kreislaufwäsche zugemischt. Sie können aber auch erfindungsgemäß nach der Behandlung mit angereichertem ammoniakalischem Waschwasser zusätzlich mit entsäuertem Waschwasser aus der A/S-Kreislaufwäsche und an schließend mit ammoniakarmem oder -freiem Wasser derartig ge reinigt werden, daß die Restgase dem gereinigten Koksofengas oder anderen Gasen zugemischt werden können, ohne dessen Schwefelwasserstoffkonzentration zu erhöhen. Eine separate Nachreinigung dieser Restgase ist ebenfalls vorstellbar.

Die Erfindung wird anhand der Figur beispielsweise näher erläutert.

Das vorgekühlte Koksofenrohgas wird über die Leitung (1) der an sich bekannten A/S-Kreislaufwäsche (2) zugeführt und ver läßt das System als gereinigtes Koksofengas (3). Aus der A/S-Kreislaufwäsche (2) fließt angereichertes ammoniakalisches Waschwasser (AAW) über Leitung (4) zur Waschwasserregeneration (5). Aus dieser gelangen H₂S-haltige Schwaden (7) zur H₂S-Ver arbeitung (9), aus der die Restgase (10) zur üblichen Weiter verwendung abgezogen werden. Außerdem werden aus der Waschwas serregeneration (5) über die Leitung (8) NH₃-haltige Schwaden zur NH₃-Spaltung (11) mit nachgeschaltetem Abhitzekessel (12) geführt. Über Leitung (13) gelangen erfindungsgemäß die H₂S-haltigen, bei der katalytischen Zersetzung von ammoniakhalti gen Schwaden anfallenden Restgase unten in die H₂S-Waschstufe (19), in der sie im Gegenstrom mit angereichertem ammoniakali schem Waschwasser, das über Leitung (15) zugeführt wird, be aufschlagt werden. Danach wird das Waschwasser wieder über die Leitung (16) zur Waschwasserregeneration (5) zurückgeführt. Im unteren Teil der Waschstufe (19) wird das Waschwasser mit Hil fe der Pumpe (18) teilweise im Kreislauf (17) geführt. Das am Kopf der H₂S-Waschstufe (19) anfallende gereinigte Restgas wird im dargestellten Fall über die Leitung (14) dem rohen Koksofengas (1) oder einer separaten Nachreinigung zugeführt.

Folgende Materialbilanz für die in Frage kommenden Ströme ist denkbar:

Bezugszeichenliste:

1 rohes Koksofengas
2 A/S-Kreislaufwäsche
3 gereinigtes Koksofengas
4 angereichertes, ammoniakalisches Waschwasser von 2
5 Waschwasserregeneration
6 gereinigtes Wasser zu 2
7 H₂S-haltige Schwaden
8 NH₃-haltige Schwaden
9 H₂S-Verarbeitung
10 Restgas aus 9
11 NH₃-Spaltung
12 Abhitzekessel
13 H₂S-haltiges Restgas
14 gereinigtes Restgas zu 1
15 angereichertes, ammoniakalisches Waschwasser zu 19
16 angereichertes, ammoniakalisches Waschwasser von 19
17 Wasserkreislauf
18 Pumpe
19 H₂S-Waschstufe

Claims

1. Verfahren zur Behandlung von schwefelwasserstoffhaltigen Restgasen, die bei der katalytischen Zersetzung von ammo niakhaltigen Schwaden aus der Waschwasserregeneration der Ammoniakschwefelwasserstoff-Kreislaufwäsche anfallen, dadurch gekennzeichnet, daß die schwefelwasserstoffhaltigen Restgase mit dem mit Schwefel wasserstoff angereicherten ammoniakalischen Waschwasser einer Ammoniakschwefelwasserstoff-Kreislaufwäsche derartig gewaschen werden, daß der Schwefelwasserstoffgehalt in den gewaschenen Restgasen gleich oder kleiner dem Schwefelwas serstoffgehalt im rohen Koksofengas ist und daß diese Rest gase anschließend dem Koksofengas zugemischt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die den katalytischen Zersetzungs reaktor verlassenden Restgase auf eine Temperatur von 25 bis 40°C direkt und/oder indirekt gekühlt werden, bevor sie mit dem angereicherten ammoniakalischen Waschwasser aus der Ammoniakschwefelwasserstoff-Kreislaufwäsche gewaschen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die gewaschenen Restgase dem rohen Koksofengas vor der Ammoniakschwefelwasserstoff- Kreislaufwäsche zugemischt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die in der ersten Schwefel wasserstoffwaschstufe mit angereichertem ammoniakalischem Waschwasser behandelten Restgase mit entsäuertem Waschwas ser aus der Ammoniakschwefelwasserstoff-Kreislaufwäsche und anschließend mit ammoniakarmem oder -freiem Wasser derart gereinigt werden, daß diese Restgase dem gereinigten Koks ofengas zugemischt werden können, ohne dessen H₂S-Konzen tration zu erhöhen.