DE888296C - Verfahren zur Abscheidung und Gewinnung von Teer und Ammoniak aus Gasen der trockenen Destillation - Google Patents

Description

• Verfahren zur Abscheidung und Gewinnung von Teer und Ammoniak aus Gasen der trockenen Destillation Die Erfindung betrifft eine Verbesserung derjenigen bereits vorgeschlagenen, nicht zum Stand der Technik gehörenden Verfahren zur Abscheid'ung und Gewinnung von Teer und Ammoniak aus Gasen der trockenen Destillation, wobei die Gase unter Anwendung :einer ständig im Betrieb, kreisenden Wassermenge erst durch unmittelbare Einwirkung derselben. in der Ofenvorlage und. in einer ersten GegenstromberieseIungsvorrichtung gekühlt und danach in einer zweiten Gegenstrombe-riese,-lungsvorrichtung wieder erwärmt werden, worauf sie durch einen Ammoniiaksättiger geführt werden.
• Die den Gegenstand: der neuen Verbesserung bildende Erfindung besteht darin, daß bei den vorgeschilderten, als vorgeschlagen: vorausgesetzten Verfahren die Teilmenge des ständig kreisenden Wassers, welche zur Vermeidung des Anreiche@rus mit firmen Ammoniaksalzen regelmäßig aus dem Betrieb entfernt wird, durch Eindampfen bis zum Erhalt einer starken konzentrierten Salzlösung oder eines festen Salzgemenges aufgearbeitet wird.
• Dieses Eindampfen kann grundsätzlich durch beliebige Mittel und Wärmeaufwendungen zustande gebracht werden. Da nun aber innerhalb des ständigen Wasserkreislaufs Bereiche höherer und nie,-drnger Temperaturen bestehen, so, wird: vorteilhaft nach einer Ausführungsform der Erfindung die einzudampfende Salzlö,s:ung an einer Stelle dieses Umlaufs entnommen, die zu seinen höchsten Temperaturbereichen gehört; :dies ist insbesondere der Ahlaufbehälter der Ofenvorlage. Die Stelle dieses, Ablaufbehälters hat nicht nur die höchste Temperatur, sondern im allgemeinen auch die höchste Salzkonzentration derLösung innerhalb. des ganzen Betriebes; beides bedeutet Vergünstigungen des Eindampfens. Es ist dabei das wirtschaftlich Vorteilhafteste, wenn zum Eindampfen, Abwärme des Verfahrens selbst benutzt wird. Hierfür kommen verschiedene Ausführungsmöglichkeiten in Betracht: Man kann z. B. als Abwärmelieferer das in. das Verfahren eintretende heiße Rohgas; das durch die Steigrohre- zur Ofenvorlage zieht, ausnutzen, bevor es in der Vorlage der unmittelbaren Einwirkung von Einspritzwasser -unterzogen wird. Hiezzu würde man beispielsweise Wärmenustauscher benutzen, welche von der einzudämpfenden: Salzlösung durchzogen werden und von den heißen Roh-,gasen als Wärmequelle ihre Wärmezufuhr empfangen.
• Besonderen Vorteil bietet es jedoch, wenn als Abwärmelieferer das im Betrieb. kreisende heiße Umlaufwasser selbst mit seinen hohen Temperaturbereichen ausgenutzt wird. Bekanntlich ist die Wärmeübertragung einer Flüssigkeit,-vorliegendenfalls von Umlauf-#vasser, an eine andere, Flüssigkeit, hier :die, einzudampfende Salzlösung, wegern hoher Wärmedurchgangsziffern besonders günstig.
• Eine Ausführung des Verfahrens zum Eindampfen der Salzlösung, welche für die Eigenart des als vorgeschlagen vorausgesetzten Verfahrens am passendsten ist, besteht nach einem besonderen Erfindungsgedankens darin, daß man die zum Eindampfen bestimmte Salzlösung bei äußerer Wärmezufuhr einer Verdunstungsbehandlung in: einer Gegenstromberieselungsvarrichtung unter unmittelbarer Einwirkung eines abgezweigten Teilstroms des durch das Verfahren gehenden Gases: von vollständig herabgekühltem und dadurch wasserdampfarmem Zustande vornimmt; hierbei belädt sich der Gasteilstrom mit dem Wasserdampf der, einzudampfenden Salzlösung auch mit flüchtigen Lösungsbestandteilen, und dieses Gas-Dampf-Gemisch wird mit dem Hauptstrom des Gases in oder hiüter dem Gaserwärmer wieder vereinigt. Dabei kann dieses Eindampfverfahren wiederum durch eine beliebige Wärmequelle zustande gebracht werden. Man kann aber nach einem weiteren Erfindungsgedanken auch so verfahren, daß man die einzudampfende Salzlösung in wiederholtem Kreislauf durch die von dem Gasteilstrom durchzogene Rieselvorrichtung befördert und vor jedem erneuten Durchgang durch dieselbe mittelbar durch heißes Betriebswasser wieder anwärmt. Durch dieses immer wieder erneute Anwärmen erreicht man, daß unter geringen Temperaturänderungen des Lösungskreislaufs immer erneut die zum Eindampfen notwendige Wärme in kleinen, Teilmengen zugeführt wird.
• Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Gesamteinrichtung ist in der Zeichnung durch eine schematrisch behaltene, Aufrißdarsteillung wiedergegeben. Das Verfahren der Erfindung wird an Hand dieser Zeichnung als ein Ausführungsbeispiel nachstehend näher beschrieben.
• Zu den Hauptteilen der Gesämtelinrichtung gehören die Ofenvorlage i mit dem Steigrohrknie 2, die als Kondenser zu bezeichnende erste, Gegenstromberieselungsvorrichtüng 3 zum Kühlen und die als Verdunster zu bezeichnende zweite Gegen stromb-erieselungsvorrichtung 4 zum Wiedera.n: wärmen des Gases, der im Gasweg zwischen 3 und 4. angeordnete Gassauger 15, einer Reihe von mittelbar wirkenden Wasserkühlern 5, 6, 7, 8, die zum Eindampfen der Salzlösung dienende Gegenstromrieselvorrichtung g, der Ammoniaksättiger io; die Ablauf- und Scheidebehälter i i für die Vorlage, 12 für den erwähnten KCndenser und 13 für den erwähnten Verdunster sowie 14 für die Rieselvorrichtung g.
• Das zu behandelnde, von den Öfen herkommende Gas tritt durch das Steigrohrknie 2 in die, Vorlage i und damit in das Verfahren ein, geht bei 16 aus ,der Vorlage heraus und gelangt durch die anschließende Rohrleitung 17 in den Fuß des Kon.-densers 3 hinein, verläßt diesen am Kopf bei 18 durch die Rohrleitung ig, gelangt durch diese über den Gassauger 15 bei 2o in den Fuß des Verdunsters 4 hinein, verläßt diesen oben bei 2!1 durch die Rohrleitung 2@2 und wird von dieser aus in den Ammoniaksättiger io geleitet, den es bei 2.3 verläßt.
• Durch die vom Gas durchzogenen Vo,ririchtun.-gen i, 3, =4 wird ein Kreislaufstrom von heißem Wasser geführt, welcher als Ablauf des Verdunsters 4 durch die Rohrleitung 24 in :den Ablaufbehälter 13 gelangt, von diesem aus durch die Saugleitung 25 der Pumpe 26 über deren Druckleitung 27 in den oberen Teil des unmittelbaren Gaskühlers (Kondensers) 3, und zwar in einigem Höhenabstand von, dessen Kopf, eingeführt wird. Der Ablauf dieses: Kondensers, welcher aus Wasser und Teer besteht, wird durch die Rohrleitung 28 in den Ablaufbehälter 12 übergeführt; von diesem Behälter aus entnimmt die Pumpe 2g einen Teil und führt ihn: über die Pumpendruckleitung 3:o und Zwischenleitung 31, 3.2 durch die Röhrenwärmenustauscher 6, 7, 8 und schließlich durch die Endleitung 3.3 nach .der Verteilbrause 3.4 im Kopf des Kond'ensers 3. Ein ariderer Teil des in den Behälter 12 abgelaufenen Heißwassers aus, dem Fuß des Kondensers 3 wird mittels der Pumpe 35 über die Saugleitung 3.6 entnommen und über die Pumpend'ruckleitung 37 nach der Verteilbrause' 38 im Steigrohrknie 2 der Ofenvorlage i befördert, worin es als Einspritzwasser für die- heißen Rohgase dient. Das durch diese Vornahme heiß gewordene Wassergelangt züsämmen m:it Vö@rlagenteer durch die Falleitung 39, in den Ablauf- und Scheidebehälter i i hinein. Aus diesem wird mittels der Pumpe 40 über .die Saugleitung 41 fast das ganze - zugelaufene und geschiedene Wasser über die Pumpendruckleitung 42, 43, 44 auf die Verteilbrause 45 im Kopf des Verdunsters 4 aufgegeben. Außerdem wird aus dem Behälter 12, der aus der Leitung 28 den Ablauf des KondenseT's 3 aufnimmt, eine Teilmenge des heißen Wassers über die Sa:uglelitung 51 mittels der Pumpe 52 und der Druckleitung 53, welche im obersten Teil der Vorrichtung 4 einmündet, zusätzlich auf die, Vorrichtung 4 aufgegeben. Nach Durchgang .durch den, Verdunster 4 bis zu der erst erwähnten Abgangsleitung 24 ist der geschilderte Wasserkreislauf geschlossen. Dieser Kreislauf de's" Wassers bedarf -nun aber nö-ch einer wesentlichen Ergänzung. Es muß nämlich aus demselben zwischen den beiden Vorrichtungen 3 und 4 ein wesentlicher Teil der darin; au:fgespedcherten, aus dem Rohgas: herrührenden Wärme vernichtet werden, damit ein. Wärmegefälle zwischen den beiden Vorrichtungen, 3 und' 4 stattfindet. Diesem Zweck dient in. dem beschriebenen, Ausführungsbeispiel ein Rückkühlen des Wassers auf mittelbarem Wege in den Wärmeaustauschern 5, 6, 7, 8, von denen: jedoch nur die Austauscher 7 und 8 durch das: ihm zugeführte Kühlwasser Wärme nach außen, also ganz aus dem Verfahren wegtransportieren, während die Vorrichtungen 5 und 6 nur dem inneren: Wärmeaustausch innerhalb, des Verfahrens zwecks Wärmewiedergewinnung dienen. Die bisher geschilderte Verfahrensweise, ist das, was als bereits vorgeschlagen zu gelten hat und die Ausgangsgrundlage der vorliegenden Erfindung bildet.
• Zur dauernden Durchführbarkeit dieses Verfahrens muß nun, aus dem besagten Wasserkreislauf ständig oder absatzweise ein kleiner Teil weggenommen werden, weil dieses Wasser sich mit fixen Ammoniaksalzen nach und nach anreichert, also eine Salzlösung bildet. Die Erfindung besteht nun darin, daß zum Entfernen dieser Teilmenge des kreisenden, Wassers dieselbe .durch Eindampfen bis zum Erhalt einer stark konzentrierten Salzlösung oder eines festem, Salzgemenges aufgearbeitet wird. Diese aufzuarbeitende Teilmenge wird. erfindungsgemäß aus dem Ablaufbehälter i i der- Vorlage, i durch die Saugleitung 47 mittels der Förderpumpe 48 entnommen und; durch deren Druckleitung 49 und' die Verteilb,rause 5o auf die, Spitze der Gege@nstr'ormrieselvorrichtung 9 gefördert. Die Stelle, dieses Ablaufbehälters r i ist der heißeste Bereich des ganzen Wasserumlaufs. Die abgezogene, Teilwassermenge rieselt durch die Vorrichtung 9 einem en.tgegenziehenden Ga.sstroim entgegen, welcher als T eilstro@m durch die Rohrleitung 54 aus der Druckleitung 2o des Gassaugers 15 abgezweigt wird und nach Durchziehen: der Vorrichtung 9 mittels der Rohrleitung 5,9 in den Verdunster 4 an einer etwas unter seinem Kopf gelegenen. Stelle zurückkehrt. Die, Ablaufrohrleitung 56 -der Vorrichtung 9 mündet in den tiefer stehenden Behälter 14 ein. Von hier aus entnimmt nun .die Pumpe 57 die, in den Behälter gelangte kreisende Zusatzmenge und transportiert sie durch die Pumpendruckleitung 58, 59 durch den mittelbaren Wärmeaustauscher 6, dann weiter durch ,die Übergangsleitung 6o in den höher remperierten. Wärmenustauscher 5 und von diesem weg durch die Abgangsleitungen 61, 62 und Steigleitung 63 auf den: oberen; Teil der Rieselvorrichtung 9 hinein: in einer etwas unterhalb der Verteilbrause 5o befindlichen Höhenlage. Mittels der geschilderten Flüssigkeitsführung wird nun: ein Kreislauf von einzudampfender Salzlösung durch die Rieselvorrichtung 9 hervorgerufen, der zum kleineren Teil aus der durch die Rohrleitung 49 zugeführten Menge der Ausgangslösung und zum größt,en Teil aus der durch die Leitung 63 zugeführten kreisenden Menge zusammengesetzt ist; der Durchlauf durch 9 geht herunter zu der Abgangsleitung 56. Die erwähnte zweite durch 63 zugeführte Teilmenge ist dabei in den Wärmea:ustauschern 6 und'. 5 vorgewärmt worden, und zwar in ersterer durch diel mittels der Rohrleitung 30 aus dem Ablaufbehälter 12 des, Kon,den:sers 3 eingeführte. und' rückzukühleude Wassermenge dieses Kondensurs, die zweite! in: der Vorrichtung 5 mit einer Heißwassermenge, welche durch ein Abzweigrohr 65 der Druckleitung 42@ der Pumpe 4o zugeführt wird und: das heißeste Ablaufwasser der Vorlage i aus deren Behälter i i d'a,rstellt. Der Weiterlauf der durch 65 zugeführten Behedzungswasseirmenge geht aus 5 durch die Rohrleitung 71 in die obere Höhenpartie des Verd.unsters 4 hinein. Der geschilderte ständige Kreislauf durch die Rieselvoirrichtung 9 mit dauerndem neuem Einsatz der zu verarbeitenden, aus der Rohrleitung 47 herkommenden Ausgangsmenge bewirkt, daß, diese Kreislauflösung abgedampft wird, und, zwar durch die, Einwirkung des hindurchgeleiteten. Teilgasstroms, welcher bei 54 zutritt und bei 55 austritt. Diese Einda:mpfung bewirkt, daß die Lösung bis mindestens zu einer hohen: Konzentration eingedickt wird;. Diese, eingedickte Lösung wird: aus der Abgangsleiitun:g 56 durch die Abzweigleitung 66 .der Kristallisatio:uspfanne 67 zugeführt, worin sie erkaltet und. Salzkristalle ausscheidet. Die überschüs:sige @ Mutterlauge geht durch die Abgangsleitung 68 in den Behälter 14 und. gelangt dadurch wieder in den Kreislauf zurück, oder sie wird' durch die, Abzweigleitung 70 - ganz entfernt. Man kann: aber, anstatt festes Salz herzustellen, als Erzeugnis: auch die eingedickte Lösung gselbst gewinnen und aus dem Betrieb durch die Abz-#veigledtung 69 herausführen, Zur allgemeinen Unterrichtung über den Verlauf des Gesamtverfahrens mögen die nachstehenden Angaben über Temperaturen. an seinen Hauptpunkten dienen, welche aber nur den. Charakter von, angenäheirten Beispielswerten nach Beobachtungen und Erfahrungen der Praxis haben..

  a) Gastemperaturen:

  bei 2 ..................... 700° C

  bei 16.. . ................ 83° C

  bei 18 und 15 ............. 35° C

  bei 2o und. 54 ............. 44° C

  bei 211 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 770 C

  bei 55 .................... 70° C

  b) Flüssigkets.teimperaturen:

  bei 38 . . . . . . . . . , . . . . 79° C

  in i (Ablauf), i 1, 42 und. 65 8:3° C

  in 71 ..................... 8:0° C

  bei 34 .... . ............. 3b° C

  in 218, 12 und 30 . . . . . . . . . . 79:° C

  in 45 ................. . ... 83° C

  'in 53 .. ................. 79° C

  in, 24 und: 13 . . . . . . . . . . . 6o° C

  in 61, 62! und: 63 . . . . . . . . . . 79° C

  bei 50 .................... 83° C

  in 63 .. ................. 79° C

  in 56 und 14 ........,.... 57P C

  Das erfindungsgem#i.ße Beseitigen bzw. Unschädlichmachen .der aus dem Betrieb- wegzunehmenden; Salzlösungsmenge bietet eine Anzahl wertvoller Vorteilen für das Gesamtverfahren. Es wird zunächst auf jeden Fall das etwaige Wegführen einer SaIzlösungsmen.ge ins Abwasser entweder ganz vermieden oder doch auf einen ganz geringfügigen Betrag verringert. Das Eindampfern. nach dein geschilderten Ausführungsformen kann ohne besonderen Wärmeaufwand aus Abwärme des Gesamtverfahrens, also kostenlos bestritten werden. Es hat sich weiter gezeigt, @da,ß das vom kreisenden. Wasser aufgenommene Phenol und ähnliche schädliche oder übelriechende, meist flüchtige Bestandteile, irr dem Eindampfungserzeugnis, d. h. der eimge,dickteen Lösung oder dem festen, Salzgemenge fast vollständig fehlen:, d. h. in: den Hauptgasstrom übergehen, wenn man beim Eindampfen, als Verdunstungsmittel den durchgeleiteten, vom Hauptstrom abgezweigten und wieder dahinein zurückkehrenden Gasteilstrom anwendet. Diese praktische Phenolfreiheit läßt es als zulässig erscheinen, die etwaige Restflüssigkeit, die eingedickte Salzlösung unmittelbar in das Abwasser wegzugeben. Bei Unterlassen des Eindampfens, würde das Weggeben .der Überschußmenge ins Abwasser schon; wegen der besagten Verunreinigungen nicht zulässig sein, außerdem im allgemeinen eine, zu große Abwassermenge darstellen. Durch das Eindampfen werden naturgemäß andere sonst übliche Verfahren zum Aufarbeiten der Salzlösungsmenge, z. B. Destillation in einem Ammoniakabtreiber, überflüssig gemacht und erspart. Dabei kann man die, Salzmenge der eingedicktem bzw. eingedampften Lösung, hauptsächlich Ammoniumchlorid, aus dem in dieser Form vorliegenden Erzeugnis gesondert gewinnen, wenn man darauf Wert- legt; im allgemeinen gilt aber bekanntlich heutzutage die Gewinnung von Ammoniak als Nebenerzeugnis für nicht lohnend.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Abscheidung und Gewinnung von Teer, und Ammoniak aus Gasen der trockenen Destillation, wobei die Gase unter Anwendung einer ständig im Betrieb. kreisen,-@d'en Wassermenge erst durch unmittelbare Einwirkung derselben in der Ofenvorlage, und.' in einer Gegenstromberieselungsvorrichtung gekühlt und danach in einer zweiten Gegemstromberieselungsvorrichtung wieder erwärmt werden, worauf sie .durch einen Ammoniaksättnger geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilmenge des- ständig kreisenden Wassers" welche zur Vermeidung des Anreicherns mit fixen; Ammoniaksalzen regelmäßig aus dem Betrieb entfernt wird; durch Eindampfen bis: zum Erhalt einer stark konzentrierten Salzlösung oder eines festen Salzgemenges aufgearbeitet wird. 2: Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die einzudampfende Salzlösung an einer Stelle des. Wasseerkre@islaufs entnommen wird, die zu seinen höchsten Temperaturbereichen gehört, insbesondere aus dem Ablaufbehälter der Ofenvorlage. 3. Verfahren nach Ansprüchen i und a, dadurch gekennzeichnet, da,ß zum Eindampfen Abwärme des Verfahrens selbst benutzt wird. q.. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Abwärmelneferer das in das Verfahren eintretende, durch die, Steigrohre zur Ofenevoirlage ziehende heißes Rohgas, bevor es darin der unmittelbaren Einwirkung von. Einspritzwass,er, unterzogen wird, ausgenutzt wird. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß! als. Abwärme@lieferer das im Betrieb kreisende Umlaufwasser mit seinen hohen Temperaturbereichen ausgenutzt wird. 6. Verfahren nach Ansprüchen i bis. 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Eindampfen der Salzlösung bei äußerer Wärmezufuhr in einer Gegenstromrieselvomichtu.ug unter unmittelbarer Einswirkung eines abgezweigten Teilstroms .des! im Verfahren; vollständig herabgekühlt-en Gases erfolgt und daß der dabei mit Wasserdampf beladene Gaste;ilstrom mit dem Hauptstrom in oder hinter dem Gaserwärmer wieder vereinigt wird. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, däß die einzudampfende Lösung in wiederholtem Kreislauf durch die von dem Gas.teilstrom durchzogene Rieeselvortichtung geführt und vor jedem erneuten Durchgang durch ,dieselbe -mittelbar von heißem Betriebswasser wieder angewärmt wird. B. Verfahrene nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein zweistufiges Wiederanwärmen leer einzudampfenden Lösung ;in mittelbar wirkenden, Gegen@stromwärmeaus.tauschern, derart, d'aß die erste Stufe durch das vom Gaskühler heiß ablaufende und zur erneuten Verwendung in ihm rückzukühlende Umlaufwasser und die zweite Stufe durch einen abgezweigten Teilstrom des. von der Ofenvorlage heiß ablaufenden Umlaufwassers: bewirkt wird, welcher danach dem. Gaserwärmer zugeführt wird.