DE975759C

DE975759C - Verfahren zum Aufarbeiten der bei der Gasreinigung mittels ammoniakalischer Waesser anfallenden Fluessigkeit

Info

Publication number: DE975759C
Application number: DEO446D
Authority: DE
Inventors: Erich Schoen
Original assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Current assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Priority date: 1943-03-28
Filing date: 1943-03-28
Publication date: 1962-09-27

Description

Verfahren zum Aufarbeiten der bei der Gasreinigung mittels ammoniakalischer Wässer anfallenden Flüssigkeit Es ist bereits bekannt, ammoniakalische Wässer, wie sie bei der Reinigung der Brenngase von schwachen Säuren und Ammoniak anfallen, in einer mit hohem Temperaturgefälle arbeitenden Druckkolonne in der Weise aufzuarbeiten, daß eine weitgehende Trennung des Ammoniaks und der schwachen Säuren erfolgt und das Ammoniak in konzentrierter Form gewonnen werden kann. Wird aus den Destillationsgasen der Kohle mit den schwachen Säuren gleichzeitig das Ammoniak ausgewaschen und soll dieses bei der Aufarbeitung der Wässer wieder daraus entfernt werden, so genügt eine Behandlung mittels Erwärmen dafür nicht, vielmehr müssen die sogenannten fixen Ammonsalze durch Zugabe einer stärkeren Base als Ammoniak erst gespalten werden. Die hierfür übliche Kalkzugabe ist aber für den Druckbetrieb nicht geeignet. Die weitgehende Trennung der schwachen Säuren und des Ammoniaks, wie sie die Druckkolonne ermöglicht, ist für die Bereitstellung einer Flüssigkeit, die zum Auswaschen schwacher Säuren aus Gasen dienen soll, nicht erforderlich. Es ist zwar bekannt, bei der Gasreinigung anfallende Flüssigkeiten durch Erwärmen abzutreiben, ein teilweise entsäuertes Wasser für die Wäsche der schwachen Säuren zurückzugeben und durch Kalkzugabe auch die fixen Ammonsalze aufzuspalten und so das darin enthaltene Ammoniak zu gewinnen; in einer solchen unter etwa Atmosphärendruck arbeitenden Anlage erfordert jedoch die weitgehende Trennung des Ammoniaks von den schwachen Säuren und die Aufarbeitung auf Beinerzeugnisse einen außerordentlichen apparativen Aufwand.
Man hat die Entsäuerung von Ammoniakwasser bereits stufenweise so durchgeführt, daß das Rohwasser -zunächst mit einem an flüchtigen Säuren angereicherten Dämpfegemisch behandelt, alsdann in einen blasehähnlichen Entsäurer teilweise von den flüchtigen Säuren befreit und darauf völlig abgetrieben wurde; die Abtreiberdämpfe wurden stufenweise gekühlt und dazwischen mit ihrem eigenen Kondensat berieselt, das dabei die flüchtigen Säuren bindet, und dieses Kondensat wurde dem blasenartig ausgebildeten Entsäurer neu zugeführt. Die bei der Kühlung gebildeten Dämpfe stellen dann das Beinammoniak dar. Dieses Verfahren ist sehr umständlich und erfordert neben dem großen Wärmebedarf einen erheblichen apparativen Aufwand. Man hat ferner auch schon bei der Gewinnung von flüssigem Beinammoniak aus Gaswasser eine Druckentgasung angewendet, hierbei aber die Löslichkeit des Ammoniaks in Ammonverbindungen ausgenutzt, d. h. chemische Mittel für die Stofftrennung verwertet.
Das Ziel der Erfindung ist, bei der weitgehenden Trennung des Ammoniaks von den schwachen Säuren unter Benutzung der unterschiedlichen Dampfdrücke dieser Stoffe, d. h. mit physikalischen Mitteln, die Vorteile der Druckkolonne auszunutzen, um die bei der Gasreinigung mittels ammoniakalischer Wässer anfallenden Flüssigkeiten aufzubereiten, dabei aber die in der Druckkolonne zu verarbeitenden Flüssigkeitsmengen gering zu halten und die Gewinnung des in den fixen Salzen enthaltenen Ammoniaks durch Kalkzugabe zu ermöglichen. Es werden aus der Waschflüssigkeit, die zum Auswaschen der schwachen Säuren, gegebenenfalls auch des Ammoniaks aus Brenngasen gedient hat, mittels Erwärmung in einem Kolonnenapparat das Ammoniak und die flüchtigen Bestandteile abgetrieben und dabei aus einem tieferen Teil der Kolonne nur teilweise entsäuertes Ammoniakwasser entnommen, das zur Säurewäsche des Gases zurückgeht; die von den flüchtigen Ammoniakverbindungen befreite Flüssigkeit wird alsdann mit Kalk versetzt und das dabei frei werdende Ammoniak ebenfalls abgetrieben und in die Hauptabtreibekolonne zurückgeführt. Die Erfindung besteht nun darin, die gesamten beim Abtreiben frei werdenden, schwache Säuren und Ammoniak enthaltenden Dämpfe zu verflüssigen und alsdann nach genügender Erwärmung einer mit hohem Temperaturgefälle arbeitenden Druckkolonne zuzuführen, in der Beinerzeugnisse hergestellt werden können, nämlich ein genügend ammoniakfreies Gemisch von Schwefelwasserstoff mit Kohlensäure, ein hochprozentiges wasserarmes Ammoniak und ein genügend reines Wasser; von dem aus der Ammoniakebene der Kolonne abgezogenen Dämpfegemisch, das auf Beinammoniak oder eine andere Stickstoffverbindung verarbeitet werden kann, wird eine Teilmenge in das aus dem Abtreiber stammende, für die Säurewäsche des Gases bestimmte, teilweise entsäuerte Ammoniakwasser eingeleitet, um dessen Ammoniakgehalt immer auf einer solchen Höhe zu halten, daß eine weitgehende, im allgemeinen selektive Wäsche des Schwefelwasserstoffes möglich ist.
In der Zeichnung ist schematisch die Durchführung des Verfahrens der Erfindung dargestellt. Das zu reinigende Gas tritt durch die Leitung i in einen Wascher ein, der aus einer größeren Anzahl von Stufen besteht. Die Stufen 2 und 3 dienen der selektiven Auswaschung des Schwefelwasserstoffes, die Stufen 4 bis 9 der Auswaschung des Ammoniaks. Das ammoniakfreie Gas zieht durch die Leitung io ab. Durch die Leitung i i wird den beiden untersten Stufen eine freies Ammoniak enthaltende Waschlösung zugeführt. Durch die Leitung 12 tritt in die Stufe 5 Kühlerkondensat, durch die .Leitung 13 in die oberste Stufe Frischwasser ein. Die Abläufe der Stufen 2 und 4 werden vereinigt und gelangen über den Wärmeaustauscher 15 in den Abtreiber 16. In diesem werden die flüchtigen Bestandteile völlig abgetrieben, während die Flüssigkeit von Boden zu Boden herabfließt, alsdann wird der Flüssigkeit Kalk zugegeben und in der Nebenkolonne 17 das dabei frei werdende Ammoniak ebenfalls abgetrieben, das in den Abtreiber 16 zurückgeht. Von einem mittleren Boden des Abtreibers 16 wird ein weitgehend entsäuertes Ammoniakwasser durch die Leitung 18 abgezogen, das über den Wärmeaustauscher 15 und über die Leitung i i in die Waschstufe 3 zurückgelangt. Die Dämpfe des Abtreibers gelangen durch die Leitung i9 in den Kühler 2o und werden von der Pumpe 2i nach entsprechender Erwärmung in die Druckkolonne 22 eingeführt, aus der am Kopf durch die Leitung 23 ein Gemisch von Schwefelwasserstoff und Kohlensäure, aus der Ammoniakebene durch die Leitung 24 angereichertes Ammoniak und am Boden durch die Leitung 25 abgetriebenes Wasser abgezogen wird. Ein Teil des durch die Leitung 24 abgezogenen angereicherten Ammoniaks wird durch die Leitung 26 in die Waschlauge zurückgeführt.
Die Wirkungsweise des Verfahrens der Erfindung wird durch das nachfolgende Zahlenbeispiel erläutert Durch die Leitung i tritt stündlich eine Gasmenge von 48 ooo Nm3 ein mit einem Gehalt von 5,7 g N Hs> 40 g C 02 und 8 g H, S im Kubikmeter. Nach der selektiven Schwefelwasserstoffwäsche ist der Ammoniakgehalt auf 10,7 g gestiegen, der Kohlensäuregehalt auf 35 g, der Schwefelwasserstoffgehalt auf 2 g gesunken. Das bei io austretende Gas ist praktisch frei von Ammoniak, der Schwefelwasserstoffgehalt wird in diesen Stufen praktisch nicht verändert, der Kohlensäuregehalt ist auf 35 g/cbm gesunken.
Die durch die Leitung i i auf die Stufe 3 aufgegebene Lauge (3o cbm/Stunde) enthält 33 g N H3, 4 9 C 02 und i g HZ S j e Liter. Der Ablauf aus der Stufe 4. des Ammoniakwaschers beträgt 36 cbm/Stunde. Die Abläufe beider Wascher, die durch die Leitung 14 dem Abtreiber zugeführt werden, ergeben also 66 cbm Lauge in der Stunde mit einem Gehalt von etwa 22g N H3, 17 g C 02 und etwa 5,5 g H2 S. Durch die Leitung 18 werden dem Abtreiber 16 stündlich 30 cbm Lauge entnommen mit einem Gehalt von etwa 25 g A? H3, .4 g C OZ und i g H2 S. Durch die Leitung 26 werden etwa stündliCh 24.o kg Ammoniak zugegeben, so daß die durch die Leitung i i auf den Schwefelwasserstoffwascher gegebene Lauge die oben angegebene Zusammensetzung erhält. Durch die Leitung i9 werden in Dampfform dem Kühler 20 folgende Stoffmengen in der Stunde zugeführt: 6,5 t H20, o,67 t NHs, 0,98 t C O." 0,33 t H2 S. Die durch die Pumpe 2 1 in die Druckkolonne beförderte Flüssigkeitsmenge beträgt etwa 8 cbm/Stunde.
Der Vorteil des Verfahrens der Erfindung besteht also darin, daß nur ein geringer Bruchteil der aufzuarbeitenden verbrauchten Waschflüssigkeit (bei dem angegebenen Beispiel 8 cbm von insgesamt 66 cbm Flüssigkeit) zur Druckkolonne gelangt. Gegenüber einer Arbeitsweise, bei der die Druckkolonne allein zur Herstellung der für die Schwefelwasserstoffwäsche benötigten Ammoniaklauge dient, besteht der Vorteil einer erheblich geringeren Abtriebleistung und die Möglichkeit, durch Kalkzugabe auch die fixen Verbindungen aufzuspalten. Zudem ist es möglich, in einem einzigen Arbeitsgang die Abläufe der Schwefelwasserstoffwäsche und die der Ammoniakwäsche gemeinsam aufzubereiten.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum- Aufarbeiten der bei der Gasreinigung mittels ammoniakalischer Wässer anfallenden Flüssigkeit durch Abtrieb mittels Erwärmung unter Rückführung eines nur teilweise entsäuerten Teilstromes für die Säurewäsche, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Abtreiben frei werdenden, schwache Säuren und Ammoniak enthaltenden Dämpfe verflüssigt und einer mit hohem Temperaturgefälle arbeitenden Druckkolonne zugeführt werden, während von dem aus der Ammoniakebene der Kolonne abgezogenen Dämpfegemisch eine Teilmenge in das aus dem Abtreiber kommende, teilweise entsäuerte Ammoniakwasser eingeleitet wird.