DE719451C

DE719451C - Process for the production of non-toxic town gas using water gas catalysis and with leaching of carbonic acid

Info

Publication number: DE719451C
Application number: DEB185558D
Authority: DE
Inventors: Alfred C Becker; Dr Wilhelm Bertelsmann
Original assignee: WILHELM BERTELSMANN DR
Current assignee: WILHELM BERTELSMANN DR
Priority date: 1938-12-10
Filing date: 1938-12-10
Publication date: 1942-04-09

Description

Verfahren zur Herstellung von ungiftigem Stadtgas unter Anwendung der Wassergaskatalyse und unter Auswaschung von Kohlensäure Die Entgiftung des Gases mittels der Wasserdampfkatalyse wird manchmal auf Gase von normgerechtem Heizwert angewandt und die infolge der Wasisergasreaktion eintretende Verdünnung des Gases dadurch ausgeglichen, @daß man die durch Umwandlung des Kohlenoxyds entstandene Kohlensäure aus .dem Gase auswäscht, um wieder auf den normgerechten Heizwert zu kommen. Diese Auswaschung der Kohlensäure leidet unter dem Mangel, daß man zu ihrer Ausführung besonderer Einrichtungen bedarf und daß beträchtliche Betriebskosten dadurch entstehen, daß die zum Auswaschen der Kohlensäure benutzten Flüssigkeiten wie Pottaschelösung, Alkazidlauge u. dgl. nach dem Gebrauch .durch Ausdämpfen von der aufgenommenen Kohlensäure befreit und darauf wieder ,gekühlt werden müssen.Method of using non-toxic town gas production the water gas catalysis and with leaching of carbonic acid. The detoxification of the gas Steam catalysis is sometimes used to target gases with a calorific value that complies with the standard and the dilution of the gas that occurs as a result of the Wasiser gas reaction balanced by the fact that the resulting from the conversion of the carbon monoxide Carbon dioxide washes out the gases in order to return to the standard calorific value come. This leaching of carbonic acid suffers from the lack of it Execution of special facilities requires and that considerable operating costs arise from the liquids used to wash out the carbonic acid such as potash solution, alkazide lye, etc. after use. by steaming off of the absorbed carbon dioxide and then again, have to be cooled.

Die vorliegende Erfindw@g hat den Zweck, die Einrichtungen zur Auswaschung der Kohlensäure zu vereinfachen und ihren Betrieb zu verbilligen. Dieser Zweck wird da-,durch erreicht, daß man das Gas nach seiner Entgiftung mittels der zur Auswaschung der Kohlensäure dienenden- Flüssigkeit wäscht, es auf diese Weise von einem Teil. seiner Kohlensäure befreit und es gleichzeitig kühlt. Dabei reichert sich die Waschflüssigkeit mit Kohlensäure an und :erhitzt sich. Sie wird darauf in üblicher Weise durch Ausdämpfen von der aufgenommenen Kohlensäure wieder befreit, wobei ihre Temp;eratwr auf nahezu i oo° ansteigt. Diese heiße Waschflüssigkeit wird dem kalten; zu entgiftenden Gas beispielsweise in einem Skrubber im Gegenstrom zugeführt. Dabei wird das Gas der Temperatur der 'eißen Waschflüssigkeit entsprechend vorgewärmt und mit Wasserdampf gesättigt. Während dessen wird die Waschflüssigkeit konzentriert und abgekühlt, so daß sie von neuem. zum Befreien des entgifteten Gasfes von Kohlensäure und zu dessen Kühlung dienen kann.-Der Erfolg dieses Vorgehens besteht bezüglich der Kohlensäurewäsche darin, daß man keine besonderen Waschtürme gebraucht, sondern die Kühler der Entgiftungsanlage für die Waschung mitbenutzt. Auch bedarf man keines Wärmeaustauschers für die zum Kohl.ensäureaustreiber fließende und die von ihm ablaufende Waschlauge, da für diesen Zweck das Sättiger-Kühler-System der Entgiftungsanlage dient. Außerdem wird die Waschlauge nicht durch Kondenswasser aus dem Gas und Dampf verdünnt, da die heiße Waschlauge ihren Wasserüberschuß im Sättiger in Form von Dampf an das zu entgiftende Gas wieder abgibt. Bezüglich der Entgiftungsanlage hat man den Vorteil, die gesamte erforderliche Wasserdampfmienge infolge der hohen Temperatur des Sättigerzulaufs im Sättiger selbst aufbringen zu können und daher keines oder :eines nur geringen Zusatzes a .n Frischdampf zu bedürfen. Der an dieser Stelle ersparte Frischdampf kann dann zum Ausdämpfen der mit Kohlensäure beladenen Waschlaue benutzt werden. Hierdurch ge. linst @es, den Aufwand an Frischdampf, der die Kohlensäurewäsche so sehr verteuert, ganz wesentlich herabzusetzen. Schließlich wird auch die Zahl der Pumpen und die Puniparbeit bedeutend verringert, da man nur noch die Waschlaube umzupiunpen hat und nicht Waschlauge und Wasser wie bei getrennten Anlagen.The present invention has the purpose of the facilities for leaching to simplify the carbon dioxide and to make its operation cheaper. This purpose will in that way one achieves that the gas after its detoxification by means of the leaching the carbonated-liquid washes it of one part in this way. is released from its carbonic acid and it cools at the same time. The washing liquid accumulates in the process with carbonic acid on and: heats up. It is then in the usual way by steaming out freed from the absorbed carbon dioxide again, with its temp; eratwr at almost i oo ° increases. This hot washing liquid becomes the cold one; gas to be detoxified for example fed in countercurrent in a scrubber. The gas is the The temperature of the 'iron washing liquid is appropriately preheated and steamed saturated. During this, the washing liquid is concentrated and cooled, so that they all over again. to free the detoxified gas from carbonic acid and to whose cooling can serve.-The success of this procedure is with regard to the carbonic acid washing in that you don't need special washing towers, but those The cooler of the detoxification system is also used for washing. You don't need one either Heat exchanger for the one flowing to the carbon dioxide expeller and the one flowing out of it Washing liquor, as the saturator-cooler system of the detoxification system for this purpose serves. In addition, the washing liquor is not removed from the gas and steam by condensation diluted, as the hot washing liquor takes its excess water in the saturator in the form of Releases steam to the gas to be detoxified. Regarding the detoxification system has you have the advantage of the entire amount of water vapor required due to the high temperature of the saturator feed in the saturator itself and therefore none or : to require only a small addition a .n live steam. The one at this point Saved live steam can then be used to steam out the carbon dioxide-laden wash liquor to be used. This ge. linst @es, the amount of live steam that makes the carbon dioxide wash so very expensive, very much downgraded. Eventually the number will too the pumps and the work of the Punip are significantly reduced, since one only has the washing arbor Has to umzupiunpen and not washing liquor and water as with separate systems.

Bei Gasen, deren Heizwert nicht dauernd in gleicher Höhe gehalten werden kann, wie es unter anderen bei den Gasen von Zechenkokereien der Fall ist, die mit zunehmendem Alter der üfen mehr und mehr mit Rauchgasen verdünnt werden, kann die Kohlensäureivaschung mit Vorteil zur Einstellung des Heizwertes benutzt werden. Als Beispiel möge eine Zechenk okerei dienen, die ein :entgiftetes Gas von 45ookcal/in" liefern soll. Solanbe die Koksöfen neu und dicht sind, ergeben sie ein Gas von 48oo keal/m#, finit 30:o CO und 3,60%o N.. Durch die Entgiftung erhält man bei Umwandlung von 6,90'o CO aus i m- Ausgangsgas i,o69mG ungiftiges Gas von 45oohcal/m#; aus diesem braucht keine Kohlensäure ausgewaschen züi werden. Nach einiger Zeit steigt der Stickstoffgehalt auf 9 n'o, der Heizwert fällt auf 476o kca,l/m;. In dem Fall muß man nach der Entgiftung io;ö CO, .auswaschen, um auf 45ookcal/m# zu kommen. Steigt der Sticl,:-stoffgehalt auf io,do'o, der Kohlenoxydgehalt auf 9,ao!o und fällt der Heizwert auf 462o 1,:cal/mi# , so sind nach der Entgiftung 5,55 CO-- auszuwaschen zur Erzielung des Iieizivertes von 45oo kcal/m-E Steigt schließlich der Stickstoff auf 12"20"o, das Kohlenoxyd auf 9,90'o und fällt der Heinvert auf 45ookcal/m@, so muß die gesamte, durch Umwandlung entstandene Kohlensäure, nämlieh 8,90;ö CO., nach der Entgiftung ausge- waschen werden, wenn der vorgeschriebene Heizwert gehalten werden soll. Man ist auf diese Weise imstande, auch dann ein völlig gleichmäßiges Gas zu liefern, wenn vier Heizwert in ziemlich weiten Grenzen schwankt.In the case of gases whose calorific value cannot be kept permanently at the same level, as is the case, among other things, with the gases from collieries, which are more and more diluted with flue gases with increasing age, carbonic acid ashing can be advantageous for setting the calorific value to be used. As an example, a colliery is to serve, which is to deliver a: detoxified gas of 45 oookcal / in ". If the coke ovens are new and tight, they produce a gas of 48oo keal / m #, finite 30: o CO and 3.60% o N .. The decontamination results in conversion of 6.90'o CO from i m starting gas i, 69 mG non-toxic gas of 45 oohcal / m #; from this no carbonic acid needs to be washed out. After some time the nitrogen content rises 9 n'o, the calorific value falls to 476o kca, l / m ;. In this case, after the detoxification, you have to wash out io; ö CO, in order to get to 45ookcal / m #. If the sticl,: - substance content rises io, do'o, the carbon monoxide content falls to 9, ao! o and the calorific value falls to 462o 1,: cal / mi #, then after the detoxification 5.55 CO- are washed out to achieve the Iieizivertes of 45oo kcal / mE increases finally the nitrogen to 12 "20" o, the carbon dioxide to 9.90 o'clock and the heinvert falls to 45 ookcal / m @, then the total carbonic acid produced by conversion, namely 8.90; o CO., must follow should be washed out after detoxification if the prescribed calorific value is to be maintained. In this way it is possible to supply a completely uniform gas even if the heating value fluctuates within fairly wide limits.

Die Regelung der Menge der aus dem Gas auszuwaschenden Kohlensäure läßt sich beispielsweise dadurch bewirken, daß man nicht die gesamte Menge der vom Kühler bziv. Kohlensäurewäscher ablaufenden, mit Kohlensäure angereicherten Waschflüssigkeit durch Austreiben der Kohlensäure wieder belebt, sondern nur einen angemessenen Teil davon abzweigt, mit Wasserdampf behandelt und darauf der übrigen Menge der Waschflüssigkeit wieder zufügt. Mit dieser zusammen wird dann die heiße Waschflüssigkeit dem Sättiger zugeleitet, um in diesem das zu entgiftende Gas vorzuwärmen: und mit Wasserdampf zu sättigen. Sollte die Temperatur der Waschflüssigkeit für die erforderliche Sättigung nicht ausreichen, so muß man sie entweder durch nachträgliches Erhitzen steibern oder dem Gase etwas Frischdampf zusetzen.The regulation of the amount of carbon dioxide to be washed out of the gas can be achieved, for example, by not having the entire amount of the Cooler or Carbonic acid washer draining, carbonated washing liquid revived by expelling the carbonic acid, but only an appropriate part branches off from it, treated with steam and then the remaining amount of the washing liquid adds again. Together with this, the hot washing liquid then becomes the saturator in order to preheat the gas to be detoxified in this: and with water vapor to satiate. Should the temperature of the washing liquid for the required saturation are not sufficient, they either have to be steered by subsequent heating or add some live steam to the gas.

Es ist bereits bekannt, fertiges Stadtgas mittels :der Wasserdampfkatalyse zu entgiften und die dabei entstehende Kohlensäure auszuwaschen, um Jen ursprünglichen Heizii^ert des Gases wiederherzustellen (vgl. österreichische Patentschrift 113 333). Dieses Verfahren unterscheidet sich jedoch von dem Verfahren nach der Erfindung dadurch, daß die Auswaschung der Kohlensäure in einer besonderen Anlage geschieht, die der Entgiftun-sanlage nachbeschaltet und von ihr völlig unabhängig ist, so daß man sowohl die Entbiftungsanlage ohne die Kohlensäurewaschanl.age als auch die letztere ohne die Entgiftungsanlage betreiben kann. Ein solches Verfahren ist nicht Gegenstand der vorlieg .enden Erfindung. Bei dem Verfahren -cmäß der Erfindung werden Gasentgiftung und Kohlensäurewäsch.e vielmehr aufs in- I nigste miteinander verbunden, indem man die Kühlung des entgifteten Gases mit der Auswaschung der Kohlensäure und die Wasserdampfsättigung des zu entgiftenden Gases mit der Kühlung und Konzentration 1 der Kohlensäurewaschflüssigkeit dadurch vereinigt, daß man die Kohlen.s.äureivaschflüssigkeit .an. Stelle von Wasser zum Umlauf für den Wärmerückgewinn benutzt, und zwar in den Apparaten der Gasen.tgiftunbsanlage. Das 1: einzige bei dem Verfahren gemäß der Erfindung erforderliche Zusatzgerät ist eine Vorrichtung zum Austreiben der Kohlensäure ,aus der damit beladenen Waschflüssigkeit.It is already known to detoxify finished town gas by means of steam catalysis and to wash out the resulting carbon dioxide in order to restore the original heating of the gas (cf. Austrian patent specification 113 333). However, this method differs from the method according to the invention in that the washing out of the carbonic acid takes place in a special system which is connected after the detoxification system and is completely independent of it, so that both the detoxification system without the carbon dioxide washing system and the latter can operate without the detoxification system. Such a method is not the subject of the present invention. In the method according to the invention, gas detoxification and carbonic acid washing are rather intimately connected by cooling the detoxified gas with the washing out of the carbonic acid and the water vapor saturation of the gas to be detoxified with the cooling and concentration 1 of the carbonic acid washing liquid combined that the carbon.a.acid washing liquid .an. Place of water for circulation used for heat recovery, in the apparatus of the gas / toxic plant. The only additional device required in the method according to the invention is a device for expelling the carbonic acid from the washing liquid loaded with it.

Ferner ist es bereits bekannt, die Trock- 1s null- .des Gases mit der Entgiftung dadurch zu verbinden, daß man die Kühlung und Trocknung ,des entgifteten Gases einerseits sowie die Wasserdampfsättigung des zu entgiftenden Gases und die Konzentration und Kühlung ,der Trocknungsflüssigkeit andererseits miteinander vereinigt und zu diesem Zweck die Trocknungsflüssigkeit an Stelle *on Wasser zum Umlauf benutzt (vgl. britische Patentschrift 448 7 5 i) . Dieses Verfahren bietet jedoch keine Möglichkeit, an dem für die Entgiftung erforderlichen Frischdampf zu sparen, und hat das auch gar nicht zum Zweck. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird dagegen der Aufwand an Frischdampf für die Entgiftung vermieden und der an dieser Stelle ersparte- Frisch-. dampf zum Austreiben der Kohlensäure aus der Waschflüssigkeit benutzt. Der Zweck und die Mittel des Verfahrens gemäß der Erfindung sind also völlig andere als bei dem bekannten Verfahren zum Trocknen dies. Gases.Furthermore, it is already known to use the dry 1s zero. Of the gas to combine detoxification by cooling and Drying , of the detoxified gas on the one hand and the water vapor saturation of the gas to be detoxified Gas and the concentration and cooling, the drying liquid on the other hand combined with one another and for this purpose the drying liquid in place of * on Water used for circulation (see British patent specification 448 7 5 i). This method does not offer any possibility of the live steam required for detoxification to save, and that's not the point at all. In the method according to the invention on the other hand, the expenditure of live steam for the detoxification is avoided and the on this place saved fresh. steam to expel the carbon dioxide from the washing liquid used. The purpose and means of the method according to the invention are thus complete other than in the known method of drying this. Gas.

Zur Erläuterung des neuen Verfahrens ist eine schematische Darstellung einer Entgiftungsanlage mit Kohlensäurewäsche beigefügt. Die Anlage besteht aus dein Sättiger, dem Wärmeaustauscher, ,dem Kontaktofen und dein Kühler nebst drei Pumpen und einer Anheizvorrichtung und ist für die Zwecke der Kohlensäurewäsche noch mit einem Austreiber ausgerüstet. Das giftige Vargas tritt unten in,den Sättiger :ein und steigt in diesem auf, wobei .es in innige Berührung mit -der von oben zufließenden heißen Pottaschelauge kommt, :die im Austneiber durch Dampf von der aufgenommenen Kohlensäure befreit worden ist und durch eine Pumpe auf den Sättiger ;geschafft wird. Beim Aufsteigen im Sättiger belädt sich das Gas mit Wasserdampf und erhitzt sich gleichzeitig auf etwa 85°. Die Pottaschelösung wird dadurch vom überflüssigem Wasser befreit und entsprechend gekühlt. Das Gemisch von Vargas und Dampf strömt, durch den Wärmeaus, tauscher, wird durch das vom Kontaktofen rückströmende Gas-Dampf-Gemisch vorge. wärmt und tritt mit 36o bis 38o° in den Kontaktofen ein, in dem die Entgiftung stattfindet. Vom Kontaktofen kommend durchströmt -es wieder den Wärmieawstauscher, gibt hier einen großem Teil seiner Wärme an frisches Gemisch ab und strömt mit etwa z'zo° unten in den Kühler ein. Hier begegnet es der gekühlten Pottaschelösung, die vom Sättigerablauf auf den unteren Teil des Kühlers, die erste Kühlstufe, gepumpt wird. Hier ,gibt es den größten Teil seines Wasserdampfs als Wasser -an (fite Pottaschelösung ab, die gleichzeitig einen großen Teil der im Gas enthaltenen Kohlensäure absorbiert und sich erhitzt. Im oberen Teil des Kühlers,, der zweiten Kühlstufe, wird die Kühlung des Gasfes mit Frischwasser vollendet. Die aus der ersten Kühlstufe ablaufende, mit Kohlensäure und Kondenswasser beladene, heiße Pottaschelösung wird auf den Austreiber ,gepumpt und in diesem durch Frischdampf wieder von der aufgenommenen Kohlensäure befreit. Sie läuft unten sehr heiß ab-, wird nun von neuem auf den Sättiger gepumpt und kehrt damit in den Kreislauf zurück.To explain the new process is a schematic representation attached to a detoxification system with carbonic acid washing. The plant consists of your saturator, the heat exchanger, the contact furnace and your cooler plus three Pumps and a heating device and is for the purpose of carbonic acid washing still equipped with an expeller. The poisonous Vargas enters the bottom of the saturator : enters and rises in this, whereby .es in intimate contact with the flowing in from above hot potash eye comes: the absorbed in the exhaust by steam from the Has been de-carbonated and pumped onto the saturator; done will. As it rises in the saturator, the gas is charged with water vapor and heats up at the same time to about 85 °. The potash solution becomes superfluous Freed water and cooled accordingly. The mixture of vargas and steam flows, through the heat exchanger, through the gas-vapor mixture flowing back from the contact furnace pre. warms and enters the contact furnace at 36o to 38o °, in which the detoxification takes place. Coming from the contact furnace - it flows through the heat exchanger again, gives off a large part of its heat to the fresh mixture and flows with it z'zo ° into the cooler below. Here it encounters the chilled potash solution that pumped from the saturator outlet to the lower part of the cooler, the first cooling stage will. Here, there is most of its water vapor as water-an (fit potash solution which at the same time absorbs a large part of the carbon dioxide contained in the gas and heats up. In the upper part of the cooler, the second cooling stage, is the cooling of the gas stove with fresh water. The running off from the first cooling stage, Hot potash solution loaded with carbonic acid and condensed water is applied to the expeller , pumped and in this by live steam again from the absorbed carbonic acid freed. It runs off very hot at the bottom and is now pumped again onto the saturator and thus returns to the cycle.

Oberhalb der Pumpe, die die vom Kühler ablaufende Pottaschelös.ung zum Aus.treiber schafft, ist in die Druckleitung ein Regelventileingebaut, an das eine Leitung angeschlossien ist, die zum Sättigerdruckrohr führt. Durch Betätigung dieses Regelventils ist man imstande, nur einen Teil des Kühlerablaufs über den Austreiber, den anderen Teil dagegen unmittelbar auf den Sättiger zu führen. Dadurch ist man imstande, den auszuwaschenden Teil der Kohlensäure genau zu begrenzen und damit den Heizwert des ientgifteten Gases nach Wunsch einzustellen.Above the pump, the potash solution draining from the cooler to the driver, a control valve is built into the pressure line to which a line is connected that leads to the saturation pressure pipe. By actuation this control valve is able to control only part of the cooler flow via the Expeller, on the other hand, to lead the other part directly to the saturator. Through this one is able to precisely limit the part of the carbonic acid to be washed out and so that the calorific value of the detoxified gas can be adjusted as required.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Process for the production of non-toxic town gas by steam catalysis of the carbon-oxide-containing gas, then washing out the carbonic acid and re-expulsion of the absorbed carbonic acid from the washing liquid, characterized in that the carbon oxide-containing gas by contact with the hot removed washing liquid is preheated and saturated with water vapor at the same time and after steam catalysis has taken place by treatment with the now cooled Washing liquid is cooled and de-carbonated, whereupon the through This use of preheated washing liquid - by heating with steam the carbonic acid was driven off and the washing liquid then returned to the carbonic acid Starting gas is supplied. z. Method according to claim r, characterized in that that for the purpose of regulating the amount of carbonic acid to be washed out only part of the with Carbonic acid-enriched washing liquid is freed from carbonic acid and then with reunited with the non-carbonated part and with this the cold, Gas to be removed from the water is supplied in countercurrent.