DE914849C

DE914849C - Process for the desulphurisation of ammonia water with a high content of hydrogen sulphide

Info

Publication number: DE914849C
Application number: DEP42503A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Paul Stoller
Original assignee: FJ Collin AG
Current assignee: FJ Collin AG
Priority date: 1949-05-12
Filing date: 1949-05-13
Publication date: 1954-07-12

Description

Das bei der Kohlendestillation durch Gaswaschung anfallende NH₃ ist vorwiegend an CO₂ und H₂ S gebunden. Um dieses etwa ι % N H₃ enthaltende Wasser zu verdichten, muß man es zur Vermeidung von Ammoncarbonatabscheidungen vorher entsäuren. Auch bei der Destillation des NH₃-Wassers mit Kalk ist es aus Ersparnisgründen zweckmäßig, einen Teil der CO₂ und des H₂S vorher zu entfernen. _{The NH 3} produced by gas scrubbing during coal distillation is mainly bound _{to CO 2} and H _{2 S.} In order to compress this water, which contains about ι% NH ₃ , it has to be deacidified beforehand in order to avoid ammonium carbonate deposits. Even when the NH ₃ water is distilled with lime, it is advisable _{to remove some of the CO 2} and H ₂ S beforehand for reasons of economy.

Das Prinzip der Entsäuerung besteht darin, daß man bei höherer Temperatur, etwa 95°, in einem Kolonnenapparat die flüchtigen Ammoniaksalze aufspaltet. Da aber NH₃ bei diesen Temperaturen in hohem Maße flüchtig ist, so würden bei einer einfachen Destillation neben der Abspaltung von CO₂ und H₂S große N H₃-Verluste eintreten. Um dies zu vermeiden, wäscht man in sogenannten Rückwaschkolonnen, die sich über den Erhitzerkolonnen befinden, die NH₃, CO₂ und H₂S enthaltenden Schwaden mit entgegenrieselndem Ammoniakrohwasser. In den Rückwaschkolonnen wird dann bei Temperaturen, die über denen zur Aufspaltung der Ammoniakverbindungen erforderlichen liegen, N H₃ infolge seiner höheren Löslichkeit vorzugsweise vor H₂S und CO₂ wieder ausgewaschen. Den Erhitzerkolonnen wird demnach Wasser zugeführt, das eine höhere NH₃-Konzentration besitzt als das Ausgangswasser. Aus diesem Wasser ist es dann möglich, CO₂ und H₂S ohne nennenswerte N H₃-Verluste abzuspalten.The principle of deacidification consists in splitting the volatile ammonia salts in a column apparatus at a higher temperature, about 95 °. However, since NH _{3 is} highly volatile at these temperatures, a simple distillation would result in not only the splitting off of CO ₂ and H ₂ S, but also large losses of _{NH 3.} In order to avoid this, the NH _3, CO ₂ and H is washed in so-called back-washing columns which are located above the Erhitzerkolonnen, ₂ S-containing steam with entgegenrieselndem ammonia raw water. _{In the backwashing columns, NH 3 is} then washed out again, _{preferably before H 2} S and CO ₂ , because of its higher solubility, at temperatures above those required for splitting the ammonia compounds. The heater columns are therefore supplied with water that has a higher NH ₃ concentration than the starting water. From this water it is then possible to split off _{CO 2} and H ₂ S without significant NH _{3 losses.}

Auf diese Weise ist es verhältnismäßig einfach, CO₂ und H₂S bei 95¹⁰ zu etwa 50^fl/o zu entfernen.In this way it is relatively easy to remove _{CO 2} and H ₂ S at about 50 ^fl ^{/ o at 95 10.}

Stellt -man höhere Ansprüche bezüglich des Wirkungsgrades der Abspaltung, so ist man gezwungen, mit höheren Temperaturen, beispielsweise 98⁰, zu arbeiten. Hierbei sind aber .die N H₃-Verluste schon so groß, daß man auch mit mehr Rückwaschstufen beträchtliche N H₃-Verluste mit in Kauf nehmen muß.If higher demands are made with regard to the efficiency of the cleavage, then one is forced to work with higher temperatures, for example 98 ⁰ . Here, however, the NH ₃ losses are so great that considerable NH ₃ losses have to be accepted even with more backwashing stages.

Noch schwieriger gestaltet sich die Regenerierung von NH₃-Wässern, die bei der Schwefelwasserstoffselektivwäsche anfallen.The regeneration of NH ₃ water, which is produced in the selective scrubbing of hydrogen sulfide, is even more difficult.

Während bei dem normalen N H₃-Wasser an iog NH₃, 2 g H₂S und etwa 18 g CO₂ gebunden sind, enthält das in der Selektivwäsche anfallende Wasser neben 12 g NH₃, 10 g H₂S nur 2 g CO₂ im Liter. Bei der Abspaltung von H₂ S kann hierbei nicht auf die Mithilfe von CO₂ wie bei dem normalen N H₃-Wasser gerechnet werden..While normal NH ₃ water binds 2 g of H ₂ S and about 18 g of CO ₂ to iog NH ₃ , the water obtained in the selective _{scrubbing contains 12 g of NH 3} , 10 g of H ₂ S and only 2 g of CO ₂ in liter. In the case of the splitting off of H ₂ S, the assistance of CO ₂ cannot be expected as with normal NH ₃ water ..

Um hierbei eine befriedigende Entfernung von H₂ S zu bekommen, muß man die Temperaturen auf über 9S⁰ steigern bei beträchtlichen N H₃-Verlusten. Es hat sich nun überraschenderweise herausgestellt, daß man sehr wohl bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise bei 93'°, einen hohen Entschwefelungsgrad erhält, wenn man in den Erhitzerkolonnen das Wasser nicht über Tauchstufen gehen laßt, sondern es unter höherem Druck, z. B. 3 atü, du,rch Vernebelungsdüsen, d. h. in feinster Verteilung einbringt.In order to achieve a satisfactory removal of H ₂ S here, the temperatures must be increased to above 9S ⁰ with considerable NH ₃ losses. It has now surprisingly been found that at low temperatures, for example at 93 °, a high degree of desulfurization is obtained if the water in the heater columns is not allowed to go over dipping stages, but rather it is subjected to higher pressure, e.g. B. 3 atü, du, rch nebulization nozzles, ie in the finest distribution.

Aus einem normalen Entsäuefungsapparat lief j Wasser, das 12 g NH₃, 10,2 g H₂S und 3,3 g CO₂ i im Liter enthielt, bei 98⁰ mit 7,6 g NH₃, 1 g H₂S j und j,2 g CO₂ im Liter ab.A normal deacidifying apparatus ran out of water containing 12 g of NH ₃ , 10.2 g of H ₂ S and 3.3 g of CO ₂ per liter, at 98 ^° with 7.6 g of NH ₃ , 1 g of H ₂ S j and j, 2 g of CO ₂ per liter.

Das gleiche Wasser wurde nun gemäß dem vorliegenden Verfahren durch Vernebelungsdüsen auf die einzelnen Erhitzerstufen gebracht. Bei 93¹⁰ lief Wasser folgender Zusammensetzung ab: j NH₃=I 1,2g/l, H₈S = 0,5g/l, CO₂ = o_j3g/l.The same water was then brought to the individual heating stages through atomizing nozzles in accordance with the present process. At 93 ¹⁰ water ran off with the following composition: j NH ₃ = I 1.2 g / l, H ₈ S = 0.5 g / l, CO ₂ = o _{j 3} g / l.

Der besondere Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung besteht in der Ermöglichung niedriger Temperaturen in dem beheizten Teil des Entsäurers j und den damit verbundenen wärmewirtschaftlichen | Vorteilen. ·■ ' jThe particular advantage of the procedure after Invention consists in enabling low temperatures in the heated part of the deacidifier j and the associated thermal economic | Advantages. · ■ 'j

Ein Beispiel zur Durchführung des VerfahrensAn example of the implementation of the procedure

nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.according to the invention is shown in the drawing.

In einer N Hg-Entschwefelungskolonne, die aus einem zehnstufigen Rückwaschoberteil 1 und einem dreistufigen Erhitzerunterteil 2 besteht, wird das Rohwasser zu einem kleinen Teil auf den Kopf des Entsäurers gebracht und durchläuft von hier aus sämtliche zehn Tauchstufen. Der Hauptteil des N H₃-Rohwassers geht, bevor es auf den Entsäurer gebracht wird, durch einen Vorwärmer und gelangt von hier aus, auf etwa 8o° vorgewärmt, durch die Leitung 3 auf die fünfte Rückwaschkolonne des unbeheizten Oberteils des Entsäurers. Beide Wasser passieren die Rückwaschkolonnen und gelangen, auf etwa 85⁰ vorgewärmt, in eine mit Heizschlangen versehene Kolonne, wo sie auf etwa 93⁰ erwärmt werden. Eine Pumpe fördert das Wasser und spritzt es durch eine Vernebelungsdüse 4 in feinster Verteilung in eine Kolonne ohne Tauchung. Von hier aus wird das Wasser durch eine Pumpe und eine weitere Vernebelungsdüse 4 in eine weitere Kolonne eingeführt. Gegebenenfalls kann man diesen Vorgang beliebig oft wiederholen, man muß nur durch entsprechende Isolierung der Apparatur dafür Sorge tragen, daß die gewünschte Temperatur von vorzugsweise 93 ° erhalten bleibt. Man kann aber auch schon Wasser aus dem Rückwaschoberteil über Pumpe und Düse in niedrigere Rückwaschkolonnen einbringen. Mit 3° ist eine Leitung bezeichnet, durch die gegebenenfalls das Ammoniakrohwasser unmittelbar der obersten Kolonne des beheizten Teils des Entsäurers zugeführt werden kann.In an N Hg desulfurization column, which consists of a ten-stage backwashing upper part 1 and a three-stage lower heating part 2, a small part of the raw water is brought to the deacidifier's head and from here passes through all ten immersion stages. The main part of the NH ₃ raw water, before it is brought to the deacidifier, goes through a preheater and from here, preheated to about 80 °, passes through line 3 to the fifth backwashing column of the unheated upper part of the deacidifier. Both water pass through the backwash column and pass, pre-heated to about 85 ^0, in a provided with heating coils column where they are heated to about 93 ^0th A pump conveys the water and sprays it through an atomizing nozzle 4 in the finest distribution into a column without immersion. From here the water is introduced into a further column by a pump and a further atomizing nozzle 4. If necessary, you can repeat this process as often as you like; you just have to insulate the apparatus to ensure that the desired temperature of preferably 93 ° is maintained. But you can also bring water from the backwash upper part via the pump and nozzle into lower backwash columns. 3 ° denotes a line through which, if necessary, the raw ammonia water can be fed directly to the uppermost column of the heated part of the deacidifier.

Die entwickelten Schwaden passieren die Erhitzerkolonnen ohne Tauchung, dagegen werden sie im Rückwaschoberteil mittels Glockentauchung durch das entgegenrieselnde Wasser geführt.The developed vapors pass the heater columns without being immersed, but they become in the backwash upper part guided through the trickling water by means of a bell immersion.

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Claims

PATENT CLAIMS:

i. Process for the desulphurisation of ammonia water with a high content of hydrogen sulphide in a deacidifier, in the heated part of which carbon dioxide is split off and hydrogen sulfide takes place and in its immersion working unheated upper part (1) backwashing of the ammonia released in the heated part, in particular through part of the raw ammonia water happens, characterized in that the to be deacidified Ammonia water from the upper part (1) with a temperature of about 85 ° is not included Immersion working heated part (2) of the deacidifier under high pressure, e.g. B. 3 atü, is fed through atomizing nozzles (4).

2. The method according to claim 1, characterized in that that part of the ammonia water on the head of the unheated deacidifying part (i) working with immersion, the remaining borrowed, larger amount of a deeper immersion stage of this deacidifying part is fed.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the one located deeper Immersion stage of the unheated deacidifier part (1) supplied main amount of ammonia water is preheated before entering this deacidifying part.

Referred publications: Archive for mining research, 1942, pp. 40 and 49 to 54;

oil and coal, 1941, pp. 26 and 27; German patents No. 753 120, 766 147.

1 sheet of drawings