DE4012143A1

DE4012143A1 - Verfahren zur auswaschung von ammoniak aus dem koksofengas

Info

Publication number: DE4012143A1
Application number: DE19904012143
Authority: DE
Inventors: Georg Dr Pollert
Original assignee: Still Otto GmbH
Current assignee: Thyssen Still Otto Anlagentechnik GmbH
Priority date: 1990-04-14
Filing date: 1990-04-14
Publication date: 1991-11-07
Also published as: DE4012143C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Auswaschung von Ammoniak aus dem Koksofengas mit Wasser.

In der heute üblichen Wasserwasche von Ammoniak wird das Koks ofengas mit enthärtetem Frischwasser oder mit im Abtreiber re generiertem Kreislaufwasser oder einer Kombination aus beiden gewaschen. Zusätzlich wird häufig in einem unteren Teil des Waschers noch gekühltes Kohlewasser aufgegeben. Der Wascherab lauf wird in einem Abtreiber zur Entfernung der gelösten Gase wie Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Cyanwasserstoff mit Dampf behandelt. Wird gleichzeitig auch Schwefelwasserstoff in einer Ammoniak-Schwefelwasserstoff(A/S)-Kreislaufwäsche aus dem Gas ausgewaschen (vgl. DE-PS 20 58 709 und DE-AS 20 56 727), läßt man üblicherweise das Ammoniakwaschwasser zusammen mit entsäuertem Wasser über den Schwefelwasserstoffwascher laufen und behandelt die hier ablaufenden Wässer gemeinsam in einem Abtreiber-/Entsäurersystem. Allen diesen Verfahrensweisen ist gemeinsam, daß das Waschwas ser letzten Endes in einem Abtreiber mit Dampf zur Entfernung der desorbierbaren Inhaltstoffe behandelt wird. Die Idee, das Ammoniak in einem intensiven Waschkreislauf bis zu sehr hohen Konzentrationen mit Hilfe einer gleichzeitigen Kohlendioxid-Auswaschung anzureichern, wurde von C. Eymann schon 1948 geäußert (GWF 89 (1948), 1, Seiten 10/13). Zur Ent fernung des restlichen Ammoniaks aus dem Gas schlug er dabei vor, mit einer größeren Wassermenge in einer Ammoniak-Schluß waschstufe zu arbeiten, von der ein Teil in die Intensiv-Wä sche überfließen sollte, während man das überschüssige Wasser "abstieß", d. h. ohne weitere Behandlung ableitete oder an an derer Stelle der Kokerei verwendete.

In einer allerdings recht komplizierten Anordnung gemaß DE-PS 9 59 125 wird das Überschußwasser zusammen mit dem Ammoniak waschwasser in der Gasvorlage weitgehend vom Ammoniak befreit und ebenfalls als schwach belastetes Wasser abgestoßen, wäh rend die wesentlichen Ammoniakmengen aus einem konzentrierten Waschwasser gewonnen werden.

Beide Vorschläge sind aus heutiger Sicht problematisch, da die Umwelt durch diese Verfahrensweisen in Mitleidenschaft gezogen wird.

In der DE-AS 20 56 727 wird vorgeschlagen, das sich hinter der A/S-Kreislaufwäsche, die mit Kohlewasser und einem Wasser kreislauf über H₂S-Wascher und -Entsäurer durchgeführt wird, noch im Gas befindliche Ammoniak mit einer Säure aus dem Gas auszuwaschen. Dabei kann man z. B. nach GB-PS 8 29 859 vorgehen und Schwefelsäure oder Ammoniumsulfat verwenden, das thermisch regeneriert wird, oder nach US-PS 30 24 090 und US-PS 31 86 795 mit Mono-Ammoniumphosphat waschen, das mit Dampf regene riert wird. Diese Vorgehensweisen sind sehr aufwendig, da sie eine eigene Regenerierungsstufe erfordern.

Hier nun setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, das restliche, nach einer Ammoniakwäsche, in der die Hauptmenge an Ammoniak bereits aus dem Gas entfernt wurde, noch im Gas vorhandene Ammoniak auszuwaschen, ohne das gesamte Waschwasser in einem Abtreiber behandeln oder eine eigene Re generierungsanlage für saure Waschmittel betreiben zu müssen.

Diese Aufgabe wird mit dem im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen sind in den Unteransprüchen gegeben.

Erfindungsgemäß wird der Hauptanteil des Ammoniaks in einer ersten Waschstufe mit Wasser aus dem Kokereigas ausgewaschen und gewonnen, während das danach noch im Gas vorhandene Ammo niak in einer gesonderten Schlußwaschstufe mit einem Wasser gewaschen wird, wobei durch Zugabe von Salzsäure das flüchtige Ammoniak in fixes Ammoniumchlorid umgesetzt wird und das ge bildete Ammoniumchlorid zusammen mit dem aus der Kohle stam menden und im Gas/Wasser-System der Kokerei anfallenden Ammo niumchlorid kristallin gewonnen wird. Dadurch wird der Dampf druck des Ammoniaks im Waschwasser praktisch auf Null gesenkt und es kann wie normales Frischwasser zur Wäsche genutzt wer den. Gleichzeitig entfällt die Notwendigkeit, Frischwasser oder im Kreis geführtes, im Abtreiber regeneriertes Waschwas ser auf den Kopf der Wäsche zu geben.

Bei der Vorgehensweise gemäß Anspruch 2 wird ein gering mit Ammoniak beladenes Wasser, z. B. Sperrwasser oder Kondensat aus der Benzolfabrik, mit einer stöchiometrischen Menge Salz säure versetzt und anschließend auf die Schlußstufe der Ammo niakwäsche gegeben.

Wenn gemäß Anspruch 3 vorgegangen wird, kann man mit großen Waschwassermengen arbeiten und erzielt dabei hohe Beriese lungsdichten; die zur Auswaschung benötigte Austauschhöhe kann drastisch gesenkt werden. Dennoch muß nur eine kleine Wasch wassermenge als Konzentrat zur Weiterverarbeitung abgezogen und ergänzt werden.

Wenn in einer Kokerei das Überschußwasser in einer Umkehr-Os mose-Anlage behandelt und das dabei anfallende Salzkonzentrat zur Gewinnung von kristallinem Ammoniumchlorid weiterverarbei tet wird, kann gemaß Anspruch 4 das Konzentrat aus der Schluß waschstufe gemeinsam mit diesem Umkehr-Osmose-Konzentrat auf gearbeitet werden.

Bei einer Vorgehensweise gemäß Anspruch 5 wird das mit Ammo niumchlorid angereicherte Waschwasser oder ein Konzentrat des selben in den Vorlagenkreislauf geleitet und dort insbesondere gemaß DE 34 23 798 C2 zusammen mit den kohlestämmigen fixen Ammoniumsalzen aufkonzentriert und anschließend als Ammonium chlorid gewonnen.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figur beispielsweise näher erläutert.

Aus den Koksöfen (1) einer Kokerei strömen stündlich 70 000 m³ i. N. Rohgas in die Vorlage (2), in der das Gas mit Kreislauf wasser (4/5) aus dem Teerscheider (3) auf ca. 80°C abgekühlt wird. Über die Leitungen (33) und (34) fließt das nicht ver dampfte Vorlagenberieselunsgwasser zusammen mit dem auskonden sierten Teer in den Teerscheider (3). Aus Leitung (6) wird das Kondensat des Vorkühlers (7) in die Vorlagenberieselungslei tung eingespeist. Das Gas gelangt über Leitung (8) in den Vor kühler (7) und anschließend über Leitung (26) in den Hauptwa scher (9) und über Leitung (10) in den Schlußwascher (11), den es über Leitung (12) verläßt. Über Leitung (13), den Warmetau scher (14) und Leitung (15) werden 30 m³/h Überschußwasser mit einem Gehalt an freiem Ammoniak von 1,5 g/l aus dem Teerschei der (3) auf den Kopf des Waschers (9) gegeben. Hier wird das Gas von seinem Anfangsgehalt von 6 g/m³ i.N. auf ein Restge halt von 0,7 g/m³ i. N. Ammoniak gewaschen. Das ablaufende, mit Ammoniak angereicherte Wasser wird über Leitung (16) auf den Abtreiber (17) gegeben, in dem das flüchtige Ammoniak mit Dampf aus Leitung (18) abgetrieben wird. Die ammoniakhaltigen Brüden verlassen den Abtreiber über Leitung (19), das abge triebene Wasser wird über Leitung (20) in eine Umkehr-Osmose- Anlage (27) geleitet, aus der über Leitung (28) ein Brauchwas ser und uber Leitung (29) ein Konzentrat abgeführt wird. Das den Wascher (9) über Leitung (10) verlassende Gas wird im Wa scher (11) durch 50 m³ über die Leitungen (21), (22) und (23) geführtes Waschwasser von 0,7 g/m³ i. N. auf 0,01 g/m³ i. N. Am moniakgehalt gereinigt. Über die Leitung (24) werden dem Waschkreislauf 1035 kg einer 10%igen Salzsäure zugeführt und über Leitung (25) 1083 kg einer 14%igen Ammoniumchloridlö sung wieder abgezogen und dem Salzkonzentrat der Umkehr-Osmo se-Anlage zugeführt. Von hier gelangen die vereinigten Konzen trate in den Eindampfer (31), aus dem über Leitung (32) kri stallines Ammoniumchlorid abgezogen wird.

Bezugszeichenliste

(1) Koksofen
(2) Vorlage
(3) Teerscheider
(4), (5) Kreislaufwasser
(6) Kondensat
(7) Vorkühler
(8), (10), (12), (26) Rohgas
(9) Hauptwascher
(11) Schlußwascher
(13), (15) Überschußwasser
(14) Wärmetauscher
(16) mit Ammoniak angereichertes Wasser
(17) Abtreiber
(18) Dampf
(19) ammoniakhaltige Brüden
(20) abgetriebenes Wasser zur Umkehr-Osmose- Anlage (27)
(21), (22), (23) Waschwasserkreislauf
(24) Salzsäure
(25) Konzentrat
(27) Umkehr-Osmose-Anlage
(28) Brauchwasser
(29) Konzentrat
(31) Eindampfer
(32) Abzug Ammoniumchlorid
(33), (34) Teer/Wasser-Gemisch

Claims

1. Verfahren zur Auswaschung von Ammoniak aus dem Koksofengas mit Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß in einer eigenen Kreislaufwäsche das Ammoniak ausgewa schen und gewonnen wird und das nach der Kreislaufwäsche im Gas verbliebene Ammoniak in einer gesonderten Schlußwasch stufe mit einem Wasser ausgewaschen wird, wobei durch Zuga be von Salzsäure das freie Ammoniak durch Bindung an Salz säure in fixes Ammoniak umgesetzt wird, und daß das dabei gebildete Ammoniumchlorid zusammen mit dem kohlestämmigen Ammoniumchlorid als kristallines Salz gewonnen wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß ein gering mit freiem Ammoniak bela denes Wasser mit einer stöchiometrischen Menge Salzsäure zur Bindung des freien Ammoniaks versetzt wird, bevor es als Waschwasser auf die Schlußstufe der Wäsche gegeben wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß über die Schlußstufe der Ammoniakwäsche ein Waschwasser im Kreis gefahren wird, dem vor Rückgabe auf den Kopf des Waschers eine stöchiometri sche Menge Salzsäure zudosiert und aus dem eine entspre chende Menge Konzentrat abgezogen wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das aus der Schlußwaschstufe abge zogene Konzentrat gemeinsam mit dem Salzkonzentrat von in einer Umkehr-Osmose-Anlage behandeltem Überschußwasser der Kokerei weiterverarbeitet wird.

5. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Ammoniumchlorid angereicherte Waschwasser oder ein Konzen trat desselben in den Vorlagenkeislauf geleitet und dort zusammen mit den kohlestämmigen fixen Ammoniumsalzen auf konzentriert und anschließend auskristallisiert wird.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Schluß waschstufe ablaufende Waschlösung ganz oder teilweise in die darunter betriebene Ammoniakwäsche geleitet und die entsprechende Wassermenge an anderer Stelle aus dieser aus geschleust wird.