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Verfahren zur Abscheidung und Gewinnung von Teer und Ammoniak aus
Gasen der trockenen Destillation Zur Abscheidung und Gewinnung von Teer und Ammoniak
aus Gasen der trockenen Destillation fester Brennstoffe sind verschiedenerlei Verfahren
bekanntgegeben oder, ohne in den Stand der Technik einzugehen, vorgeschlagen worden,
bei welchen eine Behandlung der Gase mit wäßrigen Flüssigkeiten unter solchen Anwendungsweisen
stattfindet, daß die Gase am Ende praktisch oder nahezu die gesamte Menge ihres
ursprünglichen, im Rohzustand aus der Brennstoffdestillation mitgeführten Wassergehaltes
als Dampf tragen und im Verfahren das Abführen wesentlicher Wassermengen nach außen
unterbleibt. Hierher gehören z. B. gewisse Verfahren der heißen Teerscheidung sowie
auch solche auf eine kalte Teerscheidung hinauskommende Verfahren, bei denen unmittelbar
einwirkende Wassermengen in einer Gaskühlungsstufe und einer später folgenden Gaserwärmungsstufe
zur Anwendung kommen. Bei Verfahren mit den eingangs geschilderten Durchführungsbedingungen
wird durch die zur Gasbehandlung dienenden wäßrigen Flüssigkeiten im allgemeinen
stets ein Teil des im Gas enthaltenen Ammoniaks teils in freier Form, teils als
fixes Ammoniaksalz gelöst. Während dabei das freie Ammoniak nur bis zu einer begrenzten
Konzentration aufgenommen werden kann, weil es gleichzeitig, mindestens an einzelnen
Stellen des Verfahrens, von dem Gasstrom aus der Flüssigkeit wiederaufgenommen wird,
bleiben die fixen Ammoniaksalze in der wäßrigen Behandlungsflüssigkeit gelöst und
reichern sich im Laufe des Verfahrens immer stärker an. Dies würde bei Überschreitung
einer gewissen Salzkonzentration zu mancherlei Störungen führen, wozu in erster
Linie die erschwerte Abscheidung des Teers und seine Verunreinigung mit Ammoniaksalzen,
vorwiegend
mit Ammoniumchlorid, gehört. Es ist deshalb notwendig, regelmäßig eine Teilmenge
des Behandlungswassers aus dem Betrieb zu entfernen, die unter Umständen zum teilweisen
Ausgleich durch einen Zusatz von Wasser ohne Salzgehalt, z. B. Frischwasser, zu
ersetzen ist.
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Bei bisher bekanntgewordenen oder vorgeschlagenen Ausführungen hat
man dieses aus dem Betrieb entfernte Behandlungswasser, weil es fixe Ammoniaksalze
und freies Ammoniak gelöst enthält, in der Regel einer Ammoniakabtreibung mittels
Wasserdampfs und Kalkzusatzes unterzogen, wobei diese Wassermenge schließlich als
Abwasser anfällt.
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Diese als Regel angewendete Ammoniakabtreibung ist, von anderen Umständlichkeiten
abgesehen, in jedem Falle mit einem beträchtlichen Wärmeaufwand in Form von Frischdampf,
welcher in den Ammoniakabtreiber einzuleiten ist, verknüpft. Dies ist eine unerwünschte
Verteuerung des Verfahrens, welche man als wirtschaftlich nicht gerechtfertigt vom
heutigen Standpunkt aus betrachtet, da das dabei zu gewinnende Ammoniak als Fertigerzeugnis,
z. B. als Ammoniumsulfat, seine Erzeugungskosten nicht lohnt, so daß man es unter
Umständen sogar verlorengeben, d. h. nicht ausnutzen möchte. Auf der anderen Seite
enthält aber das vorausgesetzte Verfahren der Rohgasbehandlung im allgemeinen beachtliche
überschüssige Wärmemengen, die man gern im Verfahren selbst nutzbar machen würde.
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Der leitende Gedanke der Erfindung ist der, für die Ammoniakabtreibung
der aus dem Betriebe entfernten, mit fixen Ammoniaksalzen beladenen Salzlösung den
Aufwand von Frischdampf zu sparen und durch Abwärme des Verfahrens oder der Anlage
zu ersetzen. Das Verfahren der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei dem
vorausgesetzten, vorstehend geschilderten Verfahren zur Abscheidung und Gewinnung
von Teer und Ammoniak aus Gasen der trockenen Destillation fester Brennstoffe die
Teilmenge des Behandlungswassers, welche zur Vermeidung seiner störenden Anreicherung
mit fixen Ammoniaksalzen regelmäßig aus dem Betriebe entfernt wird, an einer Stelle
des Wasserumlaufs entnommen wird, wo es sich in heißem Zustand befindet, dann zunächst
mit Kalkmilch zur Zersetzung des fixen Ammoniaks versetzt und in einer Abtreibevorrichtung
durch ein geeignetes heißes Abtreibegas (an Stelle von Frischdampf) vom größten
Teil seines Ammoniaks befreit wird. Als solches Abtreibegas kann z. B. heißes Rauchgas,
etwa Abgas der Koksöfen, verwendet werden, welche das im Verfahren zu behandelnde
Betriebsgas liefern. In diesem Falle muß man das mit den flüchtigen Abtriebsstoffen
beladene Rauchgas ins Freie oder in einen Schornstein wegführen und sein Ammoniak
verlorengeben, da man das Betriebsgas nicht mit dem Rauchgas verschlechtern darf.
Zweckmäßiger aber. ist es, als Abtreibegas einen Teilstrom von heißem Betriebsgas
zu verwenden, der hinter oder vor dem Ammoniaksättiger entnommen und in den Hauptgasstrom
vor dem Ammoniaksättiger eingeführt wird. Bei dieser Durchführungsweise wird das
abgetriebene Ammoniak im Sättiger als Ammoniaksalz gewönnen, und die übrigen flüchtigen
Stoffe bleiben im Häuptgasstrom d. h. gelangen nicht in die Außenluft.
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Dieses erfindungsgemäße Verfahren hat den Hauptvorteil, daß es gar
keine zusätzlich aufzuwendende von außen etwa in Form von Frischdampf zuzuführende
Wärme benötigt. Es beruht auf der Ausnutzung verschiedener durch das Gesamtverfahren
gebotener günstiger Umstände. Man kann nämlich sowohl das der erfindungsgemäßen
Abtreibung zu unterziehende Wasser wie auch das hierbei anzuwendende Abtreibegas
aus dem Verfahren durch geschickte Wahl der Entnahmestelle bei einer recht hohen
Temperaturlage, von etwa 8o°, beschaffen und ausnützen. Es hat sich gezeigt, daß
bei dieser Temperaturhöhe des zuzuführenden Wassers sein einfaches Verrühren mit
zugeführter Kalkmilch, die man zweckmäßig aus gebranntem Kalk und einem Teil der
noch heißen abzutreibenden Salzlösung bereitet, schon ein vollständiges Zersetzen
der fixen Ammoniaksalze, die zum allergrößten Teil aus Ammoniumchlorid bestehen,
zustande bringt und daß das Durchleiten von Abtreibegas,. das mit etwa derselben
besagten Temperatur eingeführt wird, mühelos eine Verflüchtigung des durch den Kalkmilchzusatz
in freie Form überführten Ammoniaks bis zu 95 % und mehr des in der Lösung vorhandenen
Ammoniaks zustande bringt. Die hiermit erreichte Abtreibung des größten Teiles des
Ammoniaks ist aber für die praktischen Bedürfnisse des in Rede stehenden Gesamtverfahrens
vollständig ausreichend. Die Belassung der Ammoniakrestmenge von etwa 5% oder weniger
im Abtreibewasser, welche also ins Abwasser verlorengeht, spielt technisch wie auch
wirtschaftlich gar keine Rolle, weil diese Menge, absolut genommen, klein ist und,
wie schon oben gesagt, die Gewinnung ihres Ammoniaks überhaupt nicht lohnend ist.
Es zeigt sich hier, daß der sonst übliche Aufwand von hochwertiger- Wärme, d. h.
von Frischdampf, eine unnötige Vergeudung ist. Die statt dessen vorgeschlagene erfindungsgemäße
Abtreibung mittels eines heißen Abtreibegases unter Ausnutzung der eigenen Wärme
sowohl des Wassers als auch dieses Gases führt auf ein völlig befriedigendes Ergebnis,
ohne daß besondere Kosten für Wärmeaufwand entstehen.
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Die wichtigste und vornehmlich in der Praxis vorkommende Ausführungsform
des Verfahrens der Erfindung kommt für denjenigen besonderen Fall des vorgeschilderten
allgemeinen Verfahrens der Rohgasbehandlung in - Betracht, wobei die Rohgase durch
ständig im Betriebe kreisende, überall unmittelbar einwirkende Wassermengen in einer
ersten Stufe, welche die Ofenvorlage und eine Gegenstrom-Berieselungsvorrichtung
oder nur eine von diesen beiden Vorrichtungen umfaßt, zwecks Entfernung von Teer
gekühlt und in einer später folgenden Stufe gleichartig, d. h. ebenfalls unter unmittelbarer
Einwirkung, zwecks Wiederaufnahme von Wasser als Wasserdampf wiedererwärmt werden.
Die hiermit geschilderte, teils bekannte, teils vorgeschlagene Verfahrensweise kann
dabei durch die Hinzunahme einer mittelbaren Kühlung des Gases vor seiner Wiedererwärmung
ergänzt werden, in diesem Falle wird das bei der Gaskühlung ausgeschiedene Kondenswasser
dem . unmittelbar einwirkenden Kreislaufwasser beigegeben, was ohne
störende
Beeinflussung des Verfahrens deswegen möglich ist, weil die in der Zeiteinheit anfallende
Menge des Kondenswassers klein gegenüber der in derselben Zeiteinheit umlaufenden
Kreislaufwassermenge ist. Für den hiermit umrissenen Sonderfall der Rohgasbehandlung
besteht die besondere Ausführungsform der Erfindung darin, daß die aus dem Betrieb
zu entfernende Ammoniaksalzlösung aus dem heißen Ablaufwasser der ersten Behandlungsstufe,
d. h. der Ofenvorlage oder der zum Kühlen des Rohgases angewandten Gegenstrom-Berieselungsvörrichtungoder
dieser beiden Vorrichtungen entnommen wird. An diesen Stellen des Wasserkreislaufes
ist das Wasser selbst am heißesten in der ganzen Anlage, so daß beim Entnehmen der
zu entfernenden Wassermengen an diesen Stellen ihre Temperatur am höchsten und für
die Abtreibungsbehandlung am günstigsten ist.
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Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Gesamteinrichtung ist
in der Zeichnung durch eine schematisch gehaltene Aufrißdarstellung wiedergegeben.
Diese Darstellung betrifft die oben geschilderte besondere Ausführungsform. Das
Verfahren der Erfindung wird für diesen Fall als Ausführungsbeispiel an Hand der
Zeichnung nachstehend näher beschrieben.
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Zu den Hauptteilen der Gesamteinrichtung gehören die Ofenvorlage I
mit dem Steigrohrknie 2, die als Kondenser zu bezeichnende erste Gegenstrom-Berieselungsvorrichtung
3 zum Kühlen und die als Verdunster zu bezeichnende zweite Gegenstrom-Berieselungsvorrichtung
4 zum Wiedererwärmen des Gases, der im Gasweg zwischen 3 und angeordnet mittelbare
Gaskühler 5, der im Gasweg zwischen 5 und 4 angeordnete Gassauger 6, das Kalkmilchrührwerk
7, das Mischgefäß 8, der Ammoniakabtreiber 9, der Ammoniaksättiger Io, die verschiedenen
Ablauf-und Scheide- bzw. Sammelbehälter II für die Vorlage, 12 für den Kondenser,
13 für den Verdunster und I4 für den Abtreiber 9. Das zu behandelnde, von den Koksöfen
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 Kondensers 3 hinein, verläßt diesen am Kopf bei I8
und tritt durch die Rohrleitung I9 in den oberen Teil des mittelbaren Gaskühlers
5 ein; es verläßt diesen am Fuße durch die Rohrleitung 2I, welche die Saug-Leitung
des Gassaugers 6 ist. Dieser Sauger befördert das Gas weiter über seine Druckleitung
22 in den Fuß des Verdunsters 4 hinein, den es oben bei 23 verläßt, um über die
Rohrleitung 24, 25, welche den Gasüberhitzer 26 enthält, in den Ammoniaksättiger
Io überzutreten, aus dem es durch die Rohrleitung 27 abgeht. Das hier nun vollständig
ammoniakfreie Gas wird weiter durch den üblichen, hier nicht gezeichneten Schlußkühler
geleitet, um darin auf gewöhnliche Temperatur herabgekühlt zu werden, und gelangt
von da in die folgenden Anlagenteile zur Gewinnung weiterer Kohlenwertstoffe, zuerst
der Benzolkohlenwasserstoffe.
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Auf dem Weg des Gases durch die Anlage von 2 bis 23 wird es mit mehreren
Kreislaufströmen von unmittelbar einwirkendem Wasser behandelt. Der erste Kreislaufstrom
geht von dem Ablauf- und Scheidebehälter II der Ofenvorlage I durch die Saugleitung
3o der Förderpumpe 3i, durch deren Druckleitung 32 nach der Verteilbrause 34 im
Steigrohrknie 2, mit dem Streukegel 35 in den Innenraum der Vorlage I hinein und
durch die Falleitung 36 in den Behälter II zurück. Der zweite Kreislauf geht von
dem Ablaufbehälter I3 des Verdunsters 4 über die Saugleitung 38 der Förderpumpe
39 und deren Druckleitung 40 nach der Verteilbrause 4I im Kopf des Kondensers
3, durch die Rohrleitung 42 vom Fuß der Vorrichtung 3 weg in deren Ablauf- und Scheidebehälter
I2 hinein; von diesem aus wird das von Teer abgeschiedene Behandlungswasser über
die Saugleitung 43 der Förderpumpe 44 und deren Druckleitung 45 nach der Verteilbrause
46 im Kopf des Verdunsters 4 befördert und gelangt am Fuß desselben durch die Rohrleitung
47 in den Behälter 13 zurück, womit auch dieser zweite Kreislauf geschlossen ist.
Es sei bemerkt, daß die hiermit geschilderte, aus der Anwendung zweier Kreisläufe
bestehende Arbeitsweise nur eine Ausführungsform ist; es besteht z. B. auch die
Möglichkeit, die beiden Kreisläufe dadurch zu vereinigen, daß die Vorrichtung 3
und die Vorlage I im Flüssigkeitsweg hintereinandergeschaltet werden, wodurch bei
passender Schaltung der übrigen Flüssigkeitswege ein einheitlicher Wasserkreislauf
in der Anlage geschaffen werden würde.
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Der geschilderte Wasserkreislauf zwischen den Vorrichtungen 3 und
4 benötigt die Zwischenschaltung des Rohgaskühlers 5 im Gasweg, um ein Wärmegefälle
zwischen 3 und q. zu erzeugen. Mit der bis hierher geschilderten Einrichtung wird
nun die als vorausgesetzte Grundlage der Erfindung angenommene Behandlung des Rohgases
wie folgt durchgeführt: Das durch das Steigrohrknie 2 mit einer Temperatur von etwa
7oo bis 8oo° hoch überhitzt eintretende Rohgas wird durch das im Kreislauf hindurchgeführte,
in die Vorlage eingespritzte- Behandlungswasser so weit abgekühlt, daß das Gas mit
Wasserdampf gesättigt bei 16 abgeht. Hierbei wird die vorherige Überhitzungswärme
des Gases praktisch vollständig in Wasserdampf verwandelt, welcher als Beladung
des abziehenden Gases bei 16 erscheint; eine nennenswerte Wärmeabfuhr aus dem Gas
nach außen tritt dabei im ganzen nicht ein, dagegen wird der ihm zusätzlich aufgeladene
Wasserdampf als Wasser dem eingespritzten Kreislaufwasser entzogen. Der Ersatz hierfür
wird aus dem Ablaufbehälter 12 des Kondensers 3 entnommen und durch den Überlauf
48 nach dem Behälter ii herübergeleitet. Die Abgangstemperatur des wassergesättigten
Gases beim Austritt aus der Vorlage stellt sich zwangläufig ein und beträgt unter
den.angegebenen, der Praxis entsprechenden Verhältnissen etwa 83°. Mit dieser Temperatur
tritt es in den Fuß des Kondensers 3 ein und wird nun in diesem durch das im Kopf
desselben mittels der Brause 41 zugeführte kältere Wasser, dessen Temperatur etwa
55 bis 6o° betragen mag, auf unmittelbarem Wege abgekühlt: Es scheiden sich ammoniakhaltiges
Kondenswasser und Teer aus, welche zusammen mit dem oben zugeführten Wasser durch
die Abgangsleitung q.2 aus dem Fuß der Vorrichtung
3 in den Abgangs-
und Scheidebehälter I2 übertreten. Das Gas nimmt am Kopf des Kondensers, bei der
Austrittsstelle I8, eine Abkühlungstemperatur an, die sich infolge der Wasserkreisläufe
ebenfalls zwangläufig einstellt und etwa 7o° beträgt. Mit dieser Temperatur gelangt
es in den oberen Teil des mittelbaren Gaskühlers 5 hinein und wird in diesem durch
von außen bei 49 zugeführtes und bei 5o abgeführtes Kühlwasser bis auf gewöhnliche
Temperatur von etwa 25° abgekühlt. Bei dieser Abkühlung scheiden sich aus dem Gas
der Rest des Kondenswassers und des mitgeführten Teers ab. Diese Kondensate werden
am Fuße des Gaskühlers 5 durch die Rohrleitung 51 in den Behälter II abgeführt und
dadurch dem in der Anlage arbeitenden Kreislaufwässer beigegeben. Das am Fuß des
Gaskühlers 5 mit etwa 25° abgehende Gas wird nun weiter mittels des Gassaugers 6
und dessen Druckleitung 22 in den Fuß des Verdunsters 4 befördert. In diesem wird
es mittels des im Ablaufbehälter 12 gespeicherten und vom Teer geschiedenen Wassers,
das mittels der Pumpe 44 nach der Verteilbrause 46 im Kopf der Vorrichtung 4 befördert
wird, unmittelbar im Gegenstrom wieder angewärmt, wobei sich das zugeführte Behandlungswasser
abkühlt und zugleich ein Teil davon als Wasserdampf ins Gas übertritt. Bei richtiger
Führung des Prozesses, insbesondere passender Bemessung der Kreislauf-Wassermenge,
hat das aus der Vorrichtung 4 bei 23 austretende Gas eine solche Temperatur, etwa
75°, daß es an dieser Stelle nahezu das gesamte bei seinem Eintritt in 2 mitgeführte
Rohgaswasser, das sogenannte Kohlenwasser, wieder enthält und als Dampf wegträgt.
Das in 4 bis auf etwa 6o° abgekühlte Behandlungswasser geht durch die Rohrleitung
47 in den Ablauf-Behälter i3 der Vorrichtung 4 und wird aus diesem durch die Pumpe
39 wieder nach der Verteilbrause 4I der Vorrichtung 3 befördert. Das Gas ist also
schon beim Eintritt in die Vorrichtung 4 vollständig von Teer befreit und bei seiner
Austrittsstelle 23 wieder so hoch erhitzt und dementsprechend mit Wasserdampf im
Sättigungszustand beladen, daß dies seinem Ursprungszustand beim Eintritt 2 in das
Verfahren entspricht. Es ist zugleich zu ersehen, daß bei diesem Verfahren jegliches
Abführen von wesentlichen Wassermengen nach außen hin unterbleibt. Das soweit behandelte
Gas wird nun dem Ammoniaksättiger Io zugeführt und hIerin durch ein Bad von schwefelsaurer
Ammoniaklauge von seinem Ammoniak befreit, das als festes Ammoniumsulfat gewonnen
wird.
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Bei dem vorgeschilderten Verfahren der Rohgasbehandlung muß, wie schon
eingangs gesagt worden war, wegen der ständig zunehmenden Anreicherung des Wassers
mit gelöstem Ammoniaksalz, hauptsächlich Ammoniumchlorid, regelmäßig eine gewisse
Teilmenge aus dem Betrieb entfernt und einer Aufarbeitung unterzogen werden. Die
den Gegenstand der Erfindung bildende Aufarbeitung derselben geht wie folgt vor
sich: Mittels der Pumpe 53 wird über deren Saugleitung 54, welche in die beiden
Zweige 56 und 57 gegabelt ist, eine entsprechende Wassermenge entweder aus dem Ablaufbehälter
II der Ofenvorlage oder aus dem Ablaufbehälter 12 des Kondensers 3 oder, beliebig
aufgeteilt, aus beiden entnommen und über die Druckleitung 55, 58 den beiden Vorrichtungen
7 und 8 in passender Mengenaufteilung durch die anschließenden Abzweigrohrleitungen
59 und 6o zugeleitet. Die Behälter II und I2 sind die Stellen des Gesamtverfahrens,
worin die Temperatur des kreisenden Behandlungswassers am höchsten ist; sie ist
nämlich in dem Behälter II ungefähr ebenso hoch wie in der Vorlage I, d. h. beispielsweise
etwa 83°, und im Behälter 12 etwa niedriger, beispielsweise etwa 8o°. Mit dieser
recht hohen Temperatur von etwa beispielsweise 8o bis 83° tritt das durch die Pumpe
53 geförderte Wasser in die Vorrichtungen 7 und 8 ein. Die Vorrichtung 7 ist ein
Kalkmilchrührwerk, welches die Rührwelle 6I enthält und gebrannten Kalk durch den
Aufgabetrichter 62 zugeführt bekommt. Die Zugabe von Ammoniaksalzlösung durch 59
wird so bemessen, daß Kalkmilch von passender Dünnflüssigkeit entstehe. Diese wird
nun durch die Pumpe 63 über die Druckleitung 64 in das Mischgefäß 8 hineinbefördert.
In dieses treten also die gesamte, von der Pumpe 53 entnommene Salzlösung durch
6o und 64 und die in 7 bereitete Kalkmilch hinein. Die besagte hohe Temperatur der
in die Vorrichtung 8 hineintretenden Stoffe sichert, daß die zugeführten fixen Ammoniaksalze
der Lösung sofort vollständig zersetzt werden, so daß in der Lösung nur noch freies
Ammoniak vorhanden ist. Diese Lösung fließt nun vom obersten Teil des Mischgefäßes
8 durch die Überlaufleitung 65 in die Abtreiberkolonne 9 über. Dieser Kolonne wird
nun, gemäß der hierfür in der Zeichnung vorgesehenen Anordnung, vom Fuß her durch
die Rohrleitung 66, welche von der Abgangsleitung 27 des Ammoniaksättigers Io abzweigt,
bei 67 ein verhältnismäßig kleiner Teilstrom des im Sättiger ammoniakfrei gemachten
Gesamtstromes des behandelten Gases zugeführt. Dieses Gas hat in der Rohrleitung
27 wie auch 66 die Endtemperatur des Ammoniaksättigers, welche einige Grade höher
als die bei 23 erscheinende, oben mit beispielsweise 75° angegebene Endtemperatur
des Verdunsters 4 ist und etwa 8o° beträgt. Die Zufuhr zum Abtreiber 9 sowohl des
durch 65 übertretenden Wassers als auch des am Fuß durch 66 zutretenden Gases mit
Temperaturen von je etwa 8o° sichert, daß die Austrittstemperatur sowohl des Wassers
als auch des Gases immerhin etwa noch 7o° ist. Damit wird erreicht, daß in dem Abtreiber
9 eine hochgradige Verflüchtigung des nur noch in freier Form vorhandenen Ammoniaks
in den Gasstrom hinein vor sich geht. Man erreicht. praktisch eine Abtreibung dieses
Ammoniaks bis zu etwa 95% und darüber seiner ursprünglich mit der Lösung zugeführten
Menge, so daß mit der durch die Abgangsleitung 72 des Abtreibers 9 wegströmenden
Abtriebsflüssigkeit nur noch etwa 5 0/0 oder weniger in den Behälter z¢ abgehen.
Die abgetriebenen Ammoniakdämpfe, die dem Abtreibegasstrom beigemischt sind, ziehen
durch- die Rohrleitung 68 vom Kopf der Kolonne 9 weg und werden durch die Fortsetzungsrohrleitung
69 in die Saugleitung 21 des Gassaugers 6 hinein und damit in den Hauptgasstrom
zurückgeführt. Die schon im Kalkrnüghrührwerk 7 und im Mischgefäß 8 frei gemachten
Ammoniakdämpfe werden durch Entlüftungsleitungen 7o
und 71 ebenfalls
in die Rohrleitung 68 abgeführt. Auf diesem Wege wird das Ammoniak, welches in der
aus dem Betrieb entfernten Teilmenge von Behandlungswasser enthalten war, nach seiner
Abtreibung schließlich dem Ammoniaksättiger Io zugeführt und hier als festes Ammoniaksalz
gewonnen.
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Man kann unter gewissen günstigen Umständen, nämlich wenn die Ammoniakkonzentration
des vom Verdunster 4 herkommenden Gases klein und der aus der Zersetzung von fixem
Ammoniak herrührende, durch die erfindungsgemäße Heißgasabtreibung zu gewinnende
Ammoniakanteil relativ groß ist, das heiße Abtreibegas vor dem Ammoniaksättiger
Io aus dessen Zufuhrrohrleitung 25 durch die punktiert gezeichnete Rohrleitung 73,
welche ebenfalls bei 67 in den Fuß des Abtreibers 9 einmündet, entnehmen und aus
dessen Kopfleitung 68 durch die anschließende punktierte Rohrleitung 74 das mit
Ammoniak beladene Abtreibegas in die Sättigerzufuhrleitung 25 zurückzuführen. In
diesem Fall muß in der Rohrleitung 25 zwischen den beiden Anschlußstellen der Leitungen
73 und 74 die Drosselvorrichtung 75 eingebaut werden, um von 73 bis 74 das notwendige
Druckgefälle zu erzeugen. Diese Entnahme des Abtreibegases vor dem Sättiger ergibt
den Vorteil, daß der Verdunster 4 von der zusätzlichen Belastung durch Abtreibegas
frei bleibt.
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Wenn man als Abtreibegas heißes Rauchgas verwenden will, so wird dieses
mittels des Gebläses 76 herangeschafft und durch die punktiert gezeichnete Druckleitung
77 ebenfalls bei 67 in den Fuß des Abtreibers 9 eingeführt. Das mit Ammoniak und
anderen flüchtigen Stoffen beladene Rauchgas wird dann aber aus der Kopfleitung
68 des Abtreibers über die anschließende punktierte Rohrleitung 78 ins Freie oder
in einen Schornstein weggeführt. Diese Anwendung von Rauchgas als Abtreibegas besitzt
den wichtigen Vorteil für das Abtreiben, daß seine Anfangstemperatur höher als die
des sonst verfügbaren Betriebsgases sein kann.
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Wenn bei der Durchführung des Verfahrens die Entfernung der abzutreibenden
Salzlösung aus dem Betriebe einen teilweisen Mengenausgleich nötig macht, so kann
man Frischwasser oder auch Ablaufwasser des hinter dem Sättiger Io vorzusehenden
Schlußkühlers des Gases zweckmäßig in den Behälter I3 hinein durch die punktiert
dargestellte Rohrleitung 79 zusetzen. Ausführungsbeispiel Es wird eine Kokereianlage
mit einem Durchsatz von 3ooo Tonnen trockener Kohle je 24 h, welche, auf diesen
Trockenzustand bezogen, 110/, Feuchtigkeitswasser und 4% Konstitutionswasser
besitzt, zugrunde gelegt. Das ergibt eine Gesamtmenge an »Kohlewasser« von 0,15
₧ 3000 = 450 t oder 45o ooo kg/24 h. Die Gaserzeugung betrage 34o Nm3 je
t Trockenkohle, das ergibt 3000 ₧ 340 = I o2o ooo Nm3 Gas/24 h. Die vom Gas
im Rohzustand getragene Wasserdampfmenge ist dann 450 000 = 0,441 kg/Nm3. Dem entspricht
1020000 ein Taupunkt von rd. 73° bei 76o mm Hg. Die Erzeugung an Ammoniak (NH3)
beim Verkoken betrage % der Trockenkohle, das sind o,0025 ₧ 3000 = 7,5 t/24
h = 750o kg/24 h. Von diesem Gesamtammoniak mögen, praktischen Erfahrungen bei Ruhranals
fixes kohle entsprechend, etwa genommen und für dieses Beispiel als Ammoniumchlorid
NH4Cl gerechnet werden, welches nach seiner Formel das o,3I84fache an NH3 enthält.
Folglich ist die Erzeugungsmenge an fixem
00o kg/24 h, 85% als Dampf
Wenn von dem gesamtem Kohlewasser, d. h.
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kg/24 h = % = weggetragen und I5% = o,I5₧45oooo = 675oo kg/24h
aus dem Betrieb entfernt und mit Heißgas abgetrieben werden, so ist die Salzkonzentration
dieses
chlorid. Dies ist eine für den Betrieb tragbare, ins-
oder 4,I9% an Ammoniumbesondere die Teerabscheidung vom Wasser nicht störende Höhe.
Zur Abtreibung der abgenommenen 2827 kg Lösungsmenge von 675oo kg Wasser/24 h Chlorid/24
h = 7o327 kg Lösung/24 h genügt eine Gasmenge, welche ein Teilvolumen von etwa 3
bis des Gesamtbetriebsgases darstellt. Das wären ooo o2ooo0 = 5 0,03 ₧ 1020000
= 3060o bis o,05 ₧ Nm3 Gas/24 h, und auf die abzutreibende Flüssigkeitsmenge
bezogen Gas/kg Lösung.
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Der Taupunkt des Betriebsgases beim Austritt 23
bis aus dem Verdunster 4 ist mit Berücksichtigung der hier herrschenden Druckerhöhung
bzw. Volumenverringerung zu errechnen. Die Druckerhöhung beträgt nach praktischen
Erfahrungen im Mittel etwa mm Hg. Da an dieser Stelle 85% mm WS = des Kohlewassers
= o,85 ₧ 450000 = 38250o kg/24h als Dampf wegzutragen sind, beträgt die Wasserdampfbeladung
des Gases
Dies ist praktisch dieselbe Zahl, wie oben für den Rohgaszustand ausgerechnet war,
d. h. auch der Taupunkt ist wieder derselbe, rd. = 73°, oder mit anderen Worten:
die Verringerung der vom Endgas als Dampf wegzutragenden Kohlewassermenge wird durch
die Verkleinerung des Gasvolumens praktisch ausgeglichen.