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Auswaschen und Behandeln von Gasen einer Kohlenoxyddruckkonversionsanlage
. Es ist bei den Verfahren, die zur Auswaschung von Gasen oder Dämpfen dienen, bekannt,
Gegenstromwäscher anzuwenden, wobei zur Entfernung der letzten verdünnten Gasreste
verhältnismäßig größere Flüssigkeitsmengen notwendig sind. Bisher ist man dabei
von der Auffassung ausgegangen, daß die zur Auswaschung bestimmte Menge der Waschflüssigkeit
die ganze Waschturmhohe durchrieseln muß. Dabei hat sich jedoch herausgestellt,
daß das unten abfließende Waschwasser bei weitem nicht gesättigt war.
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Bei der Herstellung von Wasserstoff aus kohlenoxydhaltigem Rohgas
sind Bestandteile aus diesem Rohgas zu entfernen, die verschiedene Behandlungsweisen
deswegen erfordern, weil die chemische Zusammensetzung des Gases während seines
Umwandlungsprozesses sich in den verschiedenen Phasen ändert. Der in dem Rohgas
enthaltene Schwefelwasserstoff muß vor der Kohlenoxyddruckkonversion entfernt werden,
weil er die zu diesem Umwandlungsprozeß notwendigen Kontaktmassen schädigt. Die
Entfernung des Schwefelwasserstoffs machte bisher einen großen Teil der Anlage-
wie der dauernd aufzuwendenden Betriebskosten aus. Bisher wurde die Schwefelwasserstoffentfernung
in der Weise durchgeführt, daß entweder der Schwefelwasserstoff vor dem Umwandlungsprozeß
in Laugenreinigungs- oder aber in den noch teureren Trockenreinigungsanlagen abgeschieden
werden mußte.
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Es war auch bekannt, sowohl den Schwefelwasserstoff wie die Kohlensäure
aus dem Rohgas mit Wasser auszuwaschen. Aber
dies wurde in zwei
vollständig getrennt arbeitenden Wäschen ausgeführt, die mit je einem eigenen Wasserkreislauf
ausgerüstet waren.
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Weiter ist bereits vorgeschlagen word@ii,-zur Behandlung ein und desselben
Gases _ unterteilte Gegenstromwäscher anzuwenden, die jedoch in der Weise betrieben
wurden, daß die aus dem oberen Teil des unterteilten Wäschers abgezogene Waschflüssigkeit
in einer besonderen Aufbereitungsanlage von den mitgeführten Bestandteilen, z. B.
Teer und Ammoniak, befreit wird.
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Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem vorliegenden Verfahren, das
zum Auswaschen und Behandeln von Gasen einer Kohlenoxyddruckkonversionsanlage dient
und bei dem sowohl aus dem Ausgangsgas, z. B. Wassergas, der Schwefelwasserstoff
als auch aus dem konvertierten Gas die Kohlensäure mittels Druckwasser ausgewaschen
wird, darum, daß der für die Kohlensäureauswaschung zur Anwendung kommende Wäscher
derart unterteilt ist, daß seinem oberen Teil, aus dem das die geringste Kohlensäurekonzentration
aufweisende Reingas abgezogen wird, die gesamte zur Erzielung des gewünschten Kohlensäurereinheitsgrades
erforderliche Waschflüssigkeit zugeführt wird, von der nach Durchtritt durch den
oberen Teil des Wäschers eine Teilmenge zur Auswaschung des Schwefelwasserstoffs
aus dem in einen Gegenstromvorwäscher eintretenden Ausgangsgas an einer der Zusammensetzung
dieses Gases entsprechenden Stelle abgezweigt wird und durch die verbleibende Restmenge
der Waschflüssigkeit das in den unteren Teil des Wäschers mit der stärksten Kohlensäurekonzentration
eintretende konvertierte Gas beaufschlagt wird.
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Das neue Verfahren ist dazu bestimmt, bei der Behandlung von kohlenoxydhaltigenRohgasen
zur Erzeugung von Wasserstoff ein Doppelw aschverfahren anzuwenden, welches einmal
den für die Durchführung des Konv ersionsverfahrens erforderlichen Kontakt frei
hält von dem im Rohgas enthaltenen Schwefelwasserstoff und andererseits die zur
Erzeugung von Wasserstoff erforderliche Befreiung des konvertierten Gases von Kohlensäure
bewirkt.
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Der Vorteil des neuen Verfahrens liegt darin, daß mit der gleichen
Wasser- und Energiemenge, die sonst die Kohlensäurewäsche allein benötigt, auch
andere Gase anderer Zusammensetzung von unerwünschten Bestandteilen befreit werden
können.
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Das zur Auswaschung und Behandlung von Gasen einer Kohlenoxyddruckkonversionsanlage
dienende Verfahren soll nachstehend erläutert werden. Es soll ein kohlenoxydhaltiges
Rohgas, z. B. Wassergas, welches gewisse Mengen Schwefelwasserstoff enthält, in
einer Kohlenoxyddruckkonversionsanlage und anschließend in einer Kohlensäuredruckwäsche
auf 'Wasserstoff weiterverarbeitet werden. Die in der Konversionsanlage verwendeten
Kontakte sind bekanntlich empfindlich gegen Schwefelwasserstoff. Es muß daher, bevor
das kohlenoxydhaltige Gas in die Druckkonv ersionsanlage eintritt, der Schwefelwasserstoff
daraus entfernt werden. Die bisher gebräuchlichen kostspieligen Trocken- oder Laugenreinigungsanlagen
werden erfindungsgemäß ersetzt durch einen in den Wasserkreislauf der Kohlensäurewäsche
eingeschalteten SchwefelWasserstoffwäscher, der mit einem Teil des aus dem Kohlensäurewäscher
abgezweigten Druckwassers berieselt wird. Das nach der Kohlenoxyddruckkonversion
mit Kohlensäure angereicherte sogenannte Konvertgas wird anschließend mit Wasser
unter Druck gewaschen, wobei dieser Wäscher oben mit größerer, unten nach Entnahme
des Wassers für die Schwefelwasserstoffwäsche mit verringerter Wassermenge berieselt
wird. Da die Löslichkeit von Schwefelwasserstoff in Wasser etwa dreimal so groß
ist wie die der Kohlensäure, so wird aus dein Kohlensäurewäscher an einer der Zusammensetzung
dieses Gases entsprechenden Stelle etwa i/3 des Berieselungswassers zum Auswaschen
des Gases abgezogen.
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Bei Anwendung des neuen Verfahrens entfallen die bisher unerläßlichen
Betriebsstoffe für die Trocken- oder Laugenreinigungsanlagen. Auch wird die Erbauung
von Anlagen gemäß der Erfindung viel wirtschaftlicher,. da die Kosten des zusätzlichen
Schwefelwasserstoffwäschers nur einen Bruchteil der früher benötigten Kosten zur
Schwefelwasserstoffbefreiung des zu konvertierenden Gases betragen. Enthält das
zu konvertierende Gas z. B. auch größere Mengen an Kohlensäure, so wird von dem
für die Schwefelwasserstoftauswaschung nötigen Waschwasser auch ein Teil der Kohlensäure
aufgenommen, wodurch die Druckkonversionsanlage von diesem Anteil entlastet wird,
was unter Berücksichtigung der Gasgleichgewichtszustände im Kohlenoxydkonverter
einen geringeren Dampfbedarf für die Kohlenoxydumsetzung zur Folge hat.
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Auf der beiliegenden Zeichnung ist die Durchführung des Verfahrens
schematisch im Zusammenhang mit einer Kohlenoxyddruckkonversionsanlage veranschaulicht.
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Das in einer Gaserzeugungsanlage hergestellte und in einem Verdichter
auf z. B. 2o atü verdichtete Rohgas, z. B. schwefelwasserstoffhaltiges Wassergas,
tritt durch
die Rohrleitung i unten in den Schwefelwasserstoffwäscher
2 ein, durchströmt die mit Wasser berieselten Füllkörper des Wäschers und gelangt
vom oberen Teil des Wäschers schwefelwasserstofffrei durch die Rohrleitung 3 zur
Kohlenoxyddruckkonversionsanlage q., die unter dem gleichen Druck das im Gas enthaltene
Kohlenoxyd in Gegenwart von Wasserdampf und einem Kontaktmaterial in Kohlensäure
umwandelt, wobei gleichzeitig auf i Volumen Kohlenoxyd i Volumen Wasserstoff entsteht.
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Das konvertierte, mit Kohlensäure angereicherte Gas verläßt durch
die Rohrleitung 5 die Kohlenoxyddruckkonversionsanlage und tritt unten in den Kohlensäurewäscher
6 ein. Es durchströmt die Waschkörper dieses Wäschers von unten nach oben und verläßt
den Wäscher am oberen Teil durch die Rohrleitung 7 als Reingas. Von hier aus gelangt
es zu einer weiteren Kohlenoxydreinigungsanlage oder aber zur Verwendungsstelle.
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Das zum Berieseln des Wäschers 6 erforderliche Waschwasser wird durch
die Pumpe 8, die durch den Motor 16 angetrieben wird, aus einem Becken durch die
Rohrleitung 17 angesaugt und durch die Rohrleitung g in den oberen Teil des Kohlensäurewäschers
6 geleitet. Die Waschkörperschicht des Wäschers 6 ist in zwei Teile io und i i unterteilt.
Zwischen beiden Waschkörperschichten befindet sich ein ringförmiger Wasserraum 12.
Ein Teil des von oben herabrieselriden Wassers wird im Ringraum 12 aufgefangen,
wogegen der restliche Teil des Wassers die untere Waschkörperschicht i i des Wäscbers
6 durchströmt. Beim Durchleiten des Wasch; wassers durch die beiden Waschkörperschichten
io und i1 wird aus dem durch die Rohrleitung 5 eintretenden Konvertgas die Kohlensäure
bis auf den gewünschten Reinheitsgrad, der der zuzuführenden Wassermenge entspricht,
ausgewaschen. Das mit Kohlensäure beladene restliche Waschwasser wird durch die
Rohrleitung 13 der Entspannungsturbine 14. zugeführt und läuft von hier aus durch
die Rohrleitung 15 zu einer Wasserregeneration, z. B. einem Belüftungsturm, in dem
die Kohlensäure aus dem Waschwasser entfernt wird. Der im Ringraum 12 aufgefangene
Wasseranteil wird mittels der Pumpe i8 über die Rohrleitung ig oben in den Schwefelwasserstoffwäscher2
geleitet und durchströmt die Waschkörperschicht von oben nach unten. Das mit Schwefelwasserstoff
beladene Wasser gelangt über die Rohrleitung 2o zu einer besonderen Entspannungsturbine
2 i, von der das schwefelwasserstoffhaltige Abwasser durch die Rohrleitung 22 zu
einer Wasseraufbereitung geführt wird, wobei gleichzeitig der Schwefelwasserstoff
für andere Zwecke gewonnen werden kann. Mit dem von Gasen befreiten Wasser wird
der Wäscher 6, wie vorbeschrieben, wieder berieselt. Die Entspannungsturbinen sind
mit der Pumpe 8 und dem Antriebsmotor 16 gekuppelt, so daß durch die Entspannung
des Wassers in bekannter Weise ein Teil der zur Förderung des Wassers aufgewandten
Energie zurückgewonnen wird.