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Verfahren zum Entwässern von Steinkohlenteer Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Entwässerung von Steinkohlenteer durch Erhitzen des Teers unter
Druck.
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Es ist bekannt, Steinkohlenteer dadurch zu entwässern, daß man den
Teer nach vorheriger Erhitzung auf eine Temperatur, bei der der Teer dünnflüssig
ist, einem Druckscheidebehälter zuführt, in welchem sich Teer und Wasser in getrennten
Schichten übereinander abscheiden, so daß beide Substanzen getrennt voneinander
abgezogen werden können. Der zu entwässernde Teer wird einem Sammelbehälter (Spülbehälter)
entnommen, in welchem die an den verschiedensten Stellen im Kokereibetrieb anfallenden
Teer-Wasser-Gemische zusammengefaßt werden. Mit der oben beschriebenen Entwässerung
des Teers unter Druck gelingt es in vielen Fällen, den Wassergehalt des Teers auf
unter 51/a zu erniedrigen. In vielen Fällen jedoch fällt, je nach der Bauart und
Betriebsweise der Gasvorkühler, ein wasserhaltiger Teer an, der sich im Druckscheider
nur zum Teil bis auf unter 51/o Wassergehalt entwässern läßt. Im Druckscheider fällt
dann in Form einer besonderen Schicht zwischen dem entwässerten Teer und Wasser
eine Teer-Wasser-Emulsion an, deren Wassergehalt unter Umständen mehr als 5o% beträgt.
Der Anteil ,dieser Teer-Wasser-Emulsion an der im Druckscheider insgesamt enthaltenen
Flüssigkeitsmenge kann unter Umständen 3o% und mehr betragen.
Es
sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, diese Teer-Wasser-Emulsion weiter in
Teer und Wasser aufzuspalten. So ist beispielsweise vorgeschlagen worden, die Teer-Wasser-Emulsion
aus dem Druckscheider getrennt abzuziehen und einer besonderen Erhitzung unter vorzugsweise
Normaldruck zu unterziehen und das so behandelte `Teer-Wasser-Gemisch wieder dem
Spülbehälter zuzuführen. Obwohl dieser Vorschlag die Brechung der im Druckscheider
anfallenden Teer-Wasser-Emulsion ermöglicht, ist dazu immerhin eine besondere Erhitzereinrichtung
für die Teer-Wasser-Emulsion erforderlich.
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Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man die im Druckscheidebehälter
anfallende Teer-Wasser-Emulsion auch ohne zusätzliche Erwärmung weitgehend aufbrechen
kann, wenn man diese Emulsion in den Spülbehälter ohne besondere Erwärmung so wieder
zurückführt, daß die Emulsion unmittelbar in die am Boden des Spülbehälters vorhandene
Teerschicht gelangt, ohne mit der über der Teerschicht liegenden Wasserschicht in
Berührung zu kommen. Der im Spülbehälter vorhandene warme Teer ist offenbar in der
Lage, beträchtliche Mengen dieser Teer-Wasser-Emulsion zu lösen, wodurch die Abtrennung
des Wassers aus der Emulsion erleichtert wird. Die Auflösung der Teer-Wasser-Emulsion
in der Teerschicht des Spülbehälters erfolgt jedoch im allgemeinen nur- dann in
ausreichendem Maße, wenn man die Verweilzeit des Teers bzw. der Emulsion im Spülbehälter
,so wählt, daß der Wassergehalt des aus dem Spülbehälter abgezogenen und nach Erwärmung
dem Druckscheider zugeführten Teers nicht mehr als 25 bis 300/a beträgt.
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Zum Vergleich sei zunächst das bisher bekannte Entwässerungsverfahren
zahlenmäßig erläutert. .'111e Zahlenangaben beziehen sich dabei auf Gewichtsmengen
je Stunde.
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Aus der Hauptvorlage einer Koksofenbatterie wird dem Spülbehälter
das Teer-Wasser-Gemisch mit einer Menge von iooo kg je Stunde zugeführt. Dieses
Teer-Wasser-Gemisch enthält i 5o kg Teer und 85o kg Wasser. In dem Spülbehälter
tritt eine gewisse Vorabtrennung des Wassers ein, so' daß aus dem Spülbehälter 75o
kg Wasser und 25o kg Teer-Wasser-Emulsion abgezogen Werden können. Der Wassergehalt
der Teer-Wasser-Emulsion, die i50 kg Teer und ioo kg Wasser enthält, beträgt demnach
400/a. Das abgetrennte Wasser kann nur als Vorlagenspülwasser verwendet werden,
weil es noch eine geringe Menge Teerund Naphthalin enthält.
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Die 25o kg Teer-Wasser-Emulsion gelangen über die Pumpe, die die Emulsion
auf etwa 2,5 atü bringt, und einen Erhitzer, der die Temperatur der Emulsion von
etwa 70° auf etwa 9o° steigert, in einen Druckscheidebehälter, in welchem sich drei
Schichten bilden. Die oberste Schicht besteht aus 38 kg Wasser, die abgezogen werden
und zur Ammoniakfabrik gehen. Die mittlere Schicht besteht aus 5o kg Teer und 54
kg Wasser, stellt also eine Emulsion dar mit einem Wassergehalt von fast 520/0.
Die unterste Schicht besteht aus ioo kg Teer und 8 kg Wasser. Diese Schicht wird
laufend abgezogen und stellt einen Teer mit einem Wassergehalt von 7,40/a dar.
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Die 104 kg Emulsion aus der mittleren Schicht ,werden in einen zweiten
Erhitzer geführt, der die Temperatur der Emulsion auf etwa i08° erhöht. Danach gelangt
diese Emulsion in einen zweiten Druckscheider, aus dem 51,5 kg teerfreies Wasser
und 52,5 kg Teer mit einem Wassergehalt von 4,8'/o abgezogen werden. Der Teer aus
dem ersten Druckscheider, dessen Wassergehalt 7,4'°/o beträgt, genügt an sich den
Anforderungen nicht, die im allgemeinen einen Wassergehalt von unter 5'/o vorschreiben.
Mischt man die beiden Teersorten, so ergibt sich unter der Annahme einer völlig
homogenen Durchmischung ein Teer mit einem mittleren Wassergehalt von 6,5%. Auch
dieser Wassergehalt ist im allgemeinen noch zu hoch. Man wird also entweder von
vornherein. viel höhere Temperaturen (und entsprechende Drücke) aufwenden oder den
Endteer noch einmal durch Kochen zusätzlich entwässern müssen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet wie folgt: Dem Spülbehälter
werden wieder iooo kg Teer-Wasser-Gemisch aus der Vorlage zugeführt, die 85o kg
Wasser und i 5o kg Teer enthalten. Außerdem werden laufend aus dem Druckscheider
7o kg Teer-Wasser-Emulsion, bestehend aus 4o kg Wasser und 30 kg Teer, derart
in den Spülbehälter zurückgeführt, daß die Emulsion unmittelbar in die sich im Spülbehälter
am Boden ansammelnde Teerschicht gelangt, ohne mit dem Barüberstehenden Wasser in
Berührung zu kommen. Die Verweilzeit des Teers in dem Spülbehälter beträgt 25 Stunden.
Aus dem Spülbehälter werden laufend 81o kg Wasser, welches teerfrei ist und deshalb
unmittelbar zurAmmon:iakfabrik gehen kann, sowie :26o-.kg Teeremulsion abgezogen,
die igo kg Teer und 7o kg Wasser enthalten, so daß also diese Emulsion einen Wassergehalt
von etwa 27% aufweist. Diese Emulsion wird in einer Druckpumpe auf einen Druck von
etwa 2,5 atü gebracht und in einem nachgeschalteten Erhitzer auf etwa go° erwärmt.
Anschließend gelangt die Emulsion aus dem Spülbehälter in den Druckschei.der. In
diesem bilden sich wiederum drei Schichten. Die oberste Schicht besteht aus 54 kg
Wasser, das zur Ammoniakfabrik geht. Die unterste Schicht besteht aus i50 kg Teer
und 6 kg Wasser, d. h. einem Teer mit einem Wassergehalt von nur 3,8511/o" der also
ohne weitere Maßnahme den gestellten Bedingungen genügt. Die mittlere Schicht besteht
aus einer Teer-Wasser-Emulsion, die in einer Menge von 7o kg laufend in den Spülbehälter
zurückgeführt wird, wie schon oben angegeben.