DE917389C - Verfahren zum Regenerieren von mit Schwefelwasserstoff u. dgl. angereicherter Waschloesung - Google Patents

Verfahren zum Regenerieren von mit Schwefelwasserstoff u. dgl. angereicherter Waschloesung

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DE917389C
DE917389C DEK7504A DEK0007504A DE917389C DE 917389 C DE917389 C DE 917389C DE K7504 A DEK7504 A DE K7504A DE K0007504 A DEK0007504 A DE K0007504A DE 917389 C DE917389 C DE 917389C
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DE
Germany
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washing solution
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hydrogen sulfide
coke oven
temperature
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DEK7504A
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English (en)
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Herbert A Gollmar
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Beazer East Inc
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Koppers Co Inc
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/10Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids
    • C10K1/12Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids alkaline-reacting including the revival of the used wash liquors

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  • Industrial Gases (AREA)

Description

  • Verfahren zum Regenerieren von mit Schwefelwasserstoff u. dgl. angereicherter Waschlösung Das Hauptpatent bezieht sich auf ein Verfahren zum Regenerieren von mit Schwefelwasserstoff od. dgl. angereicherter Waschlösung, bei dem die Wärme für die Erwärmung der Waschlösung zwecks Verdampfung in einem Unterdruckraum aus der Abfallwärme des z. B. von der Vorlage einer Koksofenbatterie kommenden heißen Koksofengases entnommen wird. Der Wärmeverbrauch der Regeneriereinrichtung, der also aus der fühlbaren Wärme des heißen Koksofengases gedeckt wird, bringt den Vorteil, daß die Gasvorkühler, die natürlich hinter die Regeneriereinrichtung geschaltet sein müßten, unter Umständen erheblich kleiner dimensioniert werden können.
  • Das an sich bekannte Heißvakuumregenerierverfahren läßt sich natürlich auch für die Entfernung von anderen Gasen als Schwefelwasserstoff aus Koksofengas verwenden, z. B. für die Entfernung von Cyanwasserstoff, Ammoniak, Leichtöl od, dgl. Selbstverständlich muß man dann die verwendeten Waschlösungen entsprechend dem auszuwaschenden Stoff wählen.
  • Die Erfindung verwendet nun eine weitere, bisher nicht ausgenutzte Wärmequelle einer Koksofenanlage für das Heißvakuumregenerierverfahren, und zwar zieht die vorliegende Erfindung Nutzen aus der auf niedrigem Temperaturniveau befindlichen Wärme, die in dem Vorlagenkühlwasser einer Koksofenbatterie enthalten ist. Die Temperaturlage der Wärme des Vorlagenkühlwassers ist so niedrig, daß man diese Wärme bisher als Abfallwärme behandelt hat, da man es nicht für möglich hielt, diese niedrige Temperaturlage im Rahmen des Wärmebedarfs von Nebenproduktenanlagen ausnutzen zu können.
  • Die Kühlung des Vorlagenkühlwassers geschah bisher mit besonderen Mitteln, wobei die dabei absorbierte Wärme verlorenging. Jetzt ist es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, diese an sich geringwertige Abfallwärme des Vorlagenkühlwassers in einer Vakuumregenerierzone auszunutzen, obwohl die Temperaturlage dieser Wärme niedrig ist.
  • Die Zeichnung zeigt ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Das den Schwefelwasserstoff enthaltende Koksofengas gelangt durch die Rohrleitung 2 in den Wascher 4 und strömt durch die Füllung des Waschers aufwärts im Gegenstrom zu einer niederrieselnden Waschlösung, die Natrium-Karbonat und Natrium-Bikarbonat enthält. Die Waschlösung absorbiert den im Koksofengas enthaltenen Scbwefelwasserstoff. Das gereinigte Koksofengas verläßt den Wascher durch die Leitung 6. Die.angereicherte Waschlösung wird am Boden des Waschers 4 durch eine mit einem Ventil versehene Leitung 8 in den Behälter ro geleitet, in den zusätzlich Ersatzlösung aus der ebenfalls mit Ventil versehenen Leitung 1a fließt. Die Ersatzlösung wird in einer Mischeinrichtung 14 zubereitet, in die durch die Leitung 16 Wasser und beispielsweise Natrium-Karbonat eingeführt werden. Die frische Waschlösung wird bei Bedarf aus diesem Mischbehälter 14 durch die Leitung 18 mittels einer Pumpe 2o durch die Leitung 12 in den schon erwähnten Behälter to gepumpt. Die angereicherte Waschlösung gelangt vom Behälter so mittels einer Pumpe 22 durch die Leitung 24 in ei :° Regeneriersäule 26, wird dort durch feine Brausen 28 verteilt und fließt durch die Füllung abwärts. In der Regeneriersäule 26 kommt die angereicherte Waschlösung direkt mit einem Gegenstrom von Gasen und Dämpfen in Berührung, die den Schwefelwasserstoff kontinuierlich aus der angereicherten Waschlösung abtreiben und diese dadurch regenerieren.
  • Das verhältnismäßig kalte, angereicherte Waschmittel, das am oberen Teil der Regeneriersäule 26 einströmt, wirkt gleichzeitig als ein Kondensationsmittel, durch das die in der Regeneriersäule aufsteigenden Dämpfe zum Teil kondensiert werden.
  • Ein Gemisch von Schwefelwasserstoff und Wasserdampf fließt aus der Regeneriersäule 26 durch eine Leitung 30 in den Kondensator 32, in dem der größere Teil des Wasserdampfes kondensiert wird. Anschließend daran gelangt der Schwefelwasserstoff durch die Leitung 34 in einen weiteren Kondensator 36 mit kleineren Abmessungen, in welchem praktisch der ganze Rest von Wasserdampf kondensiert wird. Das praktisch trockene und technisch reine Schwefelwasserstoffgas wird aus dem zuletzt erwähnten Kondensator 36 durch die Leitung 38 mittels einer Vakuumpumpe 4o abgezogen, welche den ganzen Regenerierbereich unter einem geringeren als Atmosphärendruck hält und welche den Schwefelwasserstoff schließlich durch die Leitung 42 aus der Anlage endgültig herausbefördert.
  • Das Koksofengas, welches aus der bei 4.4. angedeuteten Koksofenbatterie entweicht, gelangt durch die Steigrohre 46 in die Vorlage 48 und wird dort durch Berieselung mit Flüssigkeit (Wasser, Ammoniakwasser) aus einer Art Dusche 5o gekühlt. Das infolge der Berührung mit dem heißen Gas erwärmte Kühlwasser fließt aus der Vorlage durch eine Leitung 52 ab und gelangt in einen Absetztank 54, in dem sich der ebenfalls in der Vorlage kondensierte Teer von der übrigen Flüssigkeit absetzt. Der Teer wird durch die Rohrleitung 56 abgezogen. Das Wasser wird aus dem heißen Absetztank 54 durch eine Rohrleitung in einen Pumptank 6o abgezogen und von dort durch die Leitung 62 mittels einer Pumpe 64 den Rohrschlangen eines Verdampfers 66 zugeführt, der sich im unteren Teil der Rektifiziersäule 26 befindet.
  • Die Heizschlangen des Verdampfers 66 tauchen in die Waschlösung ein, die sich am Boden der Rektifiziersäule ansammelt. Die fühlbare Wärme des Vorlagenkühlwassers bringt in der Heizschlange die sie umspülende Waschlösung zum Verdampfen und verursacht einen aufwärts gerichteten Strom von Dampf und Schwefelwasserstoff, welcher mit der abwärts fließenden, angereicherten Waschlösung in Berührung kommt, so daß sich schließlich am Boden der Regeneriersäule eine regenerierte Waschlösung ansammelt.
  • Das dabei abgekühlte Vorlagenkühlwasser fließt aus dem Verdampfer 66 durch die Leitung 68 in einen Pumpenbehälter 70, von wo es mittels der Pumpe 72 durch die Leitung 74 wieder der Vorlage 48 zugeführt wird. Das rücklaufende Vorlagenkühlwasser ist kälter, als es gewöhnlich im Kokereibetrieb der Fall ist, und das Ergebnis davon ist, daß sich in der Vorlage ein dünnerer Teer kondensiert, so daß die Reinigung der Vorlage leichter ist. Ferner wird das Gas stärker gekühlt als gewöhnlich, eine Tatsache, die unter Umständen eine beträchtliche Entlastung der Gasvorkühler beleutet.
  • Die regenerierte Waschlösung wird am Boden der Regeneriersäule 26 durch Leitung 76 abgezogen und mittels der Pumpe 78 durch die Leitung 8o einem Kühler 82 zugeführt, der mit einem Wasserzufluß und -abfluß 84 bzw. 86 versehen ist, und gelangt dann über die Leitung 88 wieder in den Waschturm zurück. Der kondensierte Dampf bzw. das Wasser fließt aus den Kondensatoren 32 und 36 durch die Leitungen 92 und 94 in einen Tank 96 und wird von dort mittels der Pumpe 98 durch die Leitung ioo in den Wascher q. zurückgeführt, wo es sich mit der angereicherten Waschlösung vermischt und dem Regenerierprozeß zugeführt wird.
  • Beispiel Bei einer modernen Koksofenanlage der gewöhnliehen Bauart wurde das Vorlagenkühlwasser mit einer Temperatur von etwa 77° C in die Vorlage eingebracht und mit einer Temperatur von 78° wieder abgezogen. In einem anderen Falle betrug die Temperatur des Wassers etwa 85° und enthielt dann natürlich noch mehr fühlbare Wärme, die dann gemäß der Erfindung ausgenutzt werden konnte. Das mit einer Temperatur von 78° die Vorlage verlassende Kühlwasser kühlte sich durch Wärmeabgabe an die Unterdruckregenerierzone auf eine Temperatur von 66° ab und wurde mit dieser Temperatur wieder in die Vorlage 48 zurückgebracht, die sie dann mit einer Temperatur von 72° verließ. Die Kühlung der Vorlage ist also jetzt stärker, und daraus ergeben sich die bereits erwähnten Vorteile einer besseren Reinigungsmöglichkeit der Vorlage und einer Entlastung der Gasvorkühler. Das Koksofengas wird durch die verstärkte Kühlung in der Vorlage auf eine 3 bis 5° niedrigere Temperatur gekühlt, mit dem Vorteil, daß das mit Wasserdampf gesättigte Koksofengas, absolut gesehen, weniger Wasser mitnimmt und außerdem weniger fühlbare Wärme enthält, so daß die Menge an Kühlwasser in den Gasvorkühlern verringert werden kann.
  • Die Waschlösung wird in einem Regenerierturm von den absorbierten Bestandteilen befreit, wobei dieser Regenerierturm mit einem Unterdruck von 99 bis 115 mm Hg (absolut) arbeitet und Wärmezufuhr durch die oben beschriebene Vorlagenkühlflüssigkeit erhält. Die Kühlflüssigkeit hat beim Eintritt in den Verdampfer eine Temperatur von etwa 72° und verläßt diesen mit einer Temperatur von 66°. Die Temperatur der Waschlösung selbst steigt von 5 i ° beim Eintritt in den Regenerierturm auf 55° heim Verlassen desselben an. Nach der Regenerierung wird die Waschlösung gekühlt, ehe sie wieder dem Wascher zugeführt und dort auf eine Temperatur von etwa 52° erwärmt wird.
  • Die aus der Waschlösung in Freiheit gesetzten Schwefelwasserstoffgase und die übrigen Dämpfe haben beim Verlassen des Regenerierturms eine Temperatur von 53° und einen absoluten Druck von etwa ioo mm Hg. Dieses Gas-Dampf-Gemisch wird im ersten Kondensator 32 auf 38° und im zweiten Kondensator 36 auf 25° abgekühlt und hat dann noch einen absoluten Druck von 75 mm Hg. Das von der anhaftenden Feuchtigkeit praktisch vollständig befreite Schwefelwasserstoffgas entweicht durch die Rohrleitung .42 und hat eine Temperatur von etwa 25° und einen absoluten Druck von 820 mm Hg. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden etwa 45 ooo 1 angereicherte Waschlösung stündlich regeneriert, wobei etwa 51 ooo ms Dampf aus der Waschlösung stündlich benötigt werden. Die tägliche Menge des so gereinigten Gases beträgt etwa 5oo ooo ms. Dabei fallen etwa 32oo kg Schwefelwasserstoff täglich an. In dem obenerwähnten Beispiel werden für den Betrieb der Vakuumregenerierung etwa 2 ooo ooo WE benötigt. Zur Deckung dieses großen Wärmebedarfs hat man bisher jedoch nicht an die Ausnutzung der in den strömenden Medien der Koksofenvorlage enthaltenen Wärme gedacht, da deren Temperatur so niedrig ist, daß die Wärme nur schlecht ausgenutzt werden konnte. Die vorliegende Erfindung ist in der Lage, diese Wärmequelle auszunutzen. Wenn man zur Gaskühlung im Steigrohr und in der Vorlage etwa 400 000 1 Kühlflüssigkeit stündlich aufwendet, reicht der sich in einer Temperatursenkung um 5° äußernde Wärmeentzug im Regenerierturm aus, um genügend Wärme für so viel Waschlösung zur Verfügung zu haben, daß man damit das gesamte Koksofengas reinigen kann.
  • In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, die regenerierte Waschlösung zunächst durch mittelbare Wärmeübertragung aus der Kühlflüssigkeit bei Anwendung eines leichten Überdruckes zu erwärmen und dann die so erwärmte Waschflüssigkeit in die Vakuumzone einzuführen, wo dann die Verdampfung aus der Waschflüssigkeit beginnt. Dabei muß die Menge der durch den Wärmeaustauscher gehenden regenerierten Waschlösung einige Male größer sein als die Menge der aus dem Wascher abgezogenen angereicherten Waschlösung, um eine genügende Menge an Dampf für die Regenerierung zu erhalten.
  • Es ist ferner möglich, die Kühlflüssigkeit selbst zu verdampfen, indem man sie in einen Vakuumraum einfließen läßt. Die auf diese Weise gebildeten Wasserdämpfe werden dann im Gegenstrom durch eine angereicherte Waschlösung geführt, um aus dieser die darin gelösten Bestandteile freizusetzen.
  • Die Erfindung kann zur Steigerung des Wirkungsgrades aller der Gasreinigungsprozesse verwendet werden, bei denen die angereicherte Waschlösung, die Bestandteile aus einem Gas oder einer Flüssigkeit aufgenommen hat, durch Einwirkung von Wärme und bei Anwendung von Unterdruck regeneriert wird. Als ein Beispiel für einen Flüssigkeitsreinigungsprozeß, der ähnlich dem obengenannten Prozeß behandelt wird, sei die Regenerierung von ammoniakwasser- oder cyanwasserstoffhaltigem Wasser erwähnt. Als Waschlösungen kommen reines Wasser oder wäßrige Lösungen von Karbonaten und Bikarbonaten der Alkalimetalle, ferner Lösungen anderer Alkalisalze von schwachen Säuren oder schließlich Lösungen schwacher Basen, z. B. von Aminen, in Frage. Als aus dem Koksofengas absorbierbare Bestandteile kommen Schwefelwasserstoff, Cyanwasserstoff, Kohlendioxyd, Ammoniak, Leichtöl und Schwefelkohlenstoff in Betracht. Leichtöl und Schwefelkohlenstoff können aus dem Koksofengas mittels eines geeigneten Waschöls entfernt werden, aus dem das absorbierte Leichtöl beispielsweise dadurch ausgetrieben werden kann, daß man dem Waschöl unter Vakuum Wärme aus den strömenden Medien einer Koksofenvorlage zuführt. Der Schwefelwasserstoffgehalt dieses Leichtöls kann durch Anwendung einer wäßrigen Alkalilösung beseitigt «erden, wobei die dadurch angereicherte Alkalilösung in der erfindungsgemäßen Weise regeneriert wird.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Regenerieren von mit Schwefelwasserstoff u. dgl. angereicherter W aschlösung nach Patent 915 489, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der regenerierten Waschlösung durch unmittelbaren Wärmeaustausch anstatt mit Koksofengas mit Vorlagenkühlwasser erfolgt. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Waschlösung durch mittelbaren Wärmeaustausch mit der Vorlagenkühlflüssigkeit auf über 50° erhöht wird. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlagenkühlflüssigkeit nach dem Wärmeaustausch mit der Waschlösung im Kreislauf in die Koksofenvorlage zurückgeführt wird. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der von der Vorlage kommenden Kühlflüssigkeit durch Wärmeaustausch mit der Waschlösung so weit erniedrigt wird, daß bei der Rückführung der Kühlflüssigkeit in die Vorlage dort eine zusätzliche Kühlung der strömenden Medien um wenigstens 5° erfolgt. 5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß gegebenenfalls ein Teil des der Vorlage entnommenen Kühlwassers unmittelbar in die Regenerierzone geleitet und dort zur Unterstützung der abtreibenden Wirkung der Waschlösungsdämpfe ebenfalls verdampft wird.
DEK7504A 1945-02-20 1950-10-03 Verfahren zum Regenerieren von mit Schwefelwasserstoff u. dgl. angereicherter Waschloesung Expired DE917389C (de)

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