EP1549412A1 - Method for purifying gas - Google Patents

Method for purifying gas

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Publication number
EP1549412A1
EP1549412A1 EP02745077A EP02745077A EP1549412A1 EP 1549412 A1 EP1549412 A1 EP 1549412A1 EP 02745077 A EP02745077 A EP 02745077A EP 02745077 A EP02745077 A EP 02745077A EP 1549412 A1 EP1549412 A1 EP 1549412A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
liquid
cooled
fed
pollutants
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02745077A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hubertus Winkler
Rolf Schmitt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bu Bioenergie & Umwelttechnik AG
Original Assignee
Bu Bioenergie & Umwelttechnik AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10223030A external-priority patent/DE10223030A1/en
Application filed by Bu Bioenergie & Umwelttechnik AG filed Critical Bu Bioenergie & Umwelttechnik AG
Publication of EP1549412A1 publication Critical patent/EP1549412A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/006—Layout of treatment plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/06—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of coolers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2217/00—Intercepting solids
    • F23J2217/40—Intercepting solids by cyclones
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2219/00—Treatment devices
    • F23J2219/40—Sorption with wet devices, e.g. scrubbers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2219/00—Treatment devices
    • F23J2219/70—Condensing contaminants with coolers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/30—Technologies for a more efficient combustion or heat usage

Definitions

  • the invention relates to a process for the purification of gas, in particular process gas from allothermal gasification processes, the gas being cooled in successive steps and pollutants from the gas being condensed in the individual steps and pollutants being additionally removed chemically from the gas in at least one step.
  • DD 110 050 discloses a process for the production of gases containing hydrogen and / or carbon oxide, in which the main focus is on the effective use of liquid in gas cleaning.
  • a method for cleaning gas is known, in which the gas to be cleaned passes through two heat exchangers connected in series, which cool the gas. Furthermore, liquid is supplied to the gas in spray zones, which are located at the inlet and outlet of the second heat exchanger.
  • High-temperature cracking of the process gas is not desirable in terms of energy, since gasification processes, in particular for biomass, are optimized for an operating temperature of 800 ° C.
  • a disadvantage of all of the aforementioned methods is that the individual process steps are not coordinated with one another in such a way that undesired reactions in the process gas are suppressed between the individual process steps.
  • the present invention is therefore based on the object of designing and developing a method of the type mentioned at the outset in such a way that problem-free and effective gas cleaning can be implemented while preventing undesired reactions.
  • a method for cleaning gas is characterized in that the gas after whose generation for solids removal is carried out under adjustable physical conditions by a cyclone and is cooled suddenly in succession by a heat exchanger coupled to the cyclone and by finely sprayed water droplets produced when passing through a swirling water bath.
  • a second sudden cooling of the gas takes place through liquid contact.
  • the contact of the gas with hot walls is prevented in a particularly refined way by passing through a swirling liquid bath and the generation of finely sprayed liquid droplets. Induction of after-reactions by hot walls is almost impossible.
  • the finest drops not only cool the gas abruptly due to their large heat exchange surface, but also effectively clean them, since the drops function as condensation nuclei to which pollutants and dirt accumulate.
  • the physical conditions in the cyclone could be chosen so that the gas is subjected to isothermal, isochoric, isobaric or adiabatic changes in state. It is also conceivable that the gas maintains its physical properties assumed during gas generation when it passes through the cyclone. In addition, it is conceivable that individual physical properties of the gas are changed in the cyclone as a result of physical conditions suitably set by the operator. This means that the cyclone can be used variably. Other cyclones of this type are also conceivable within the gas generator, possibly for the pre-separation of solids.
  • the gas could be cooled to the condensation temperatures of selected gas components. This ensures that certain reactions can be selectively excluded, whereas other reactions take place.
  • the gas could be cooled by a tube bundle heat exchanger.
  • This configuration has the advantage that high turbulence is generated in the individual tubes by high speeds, which ensures high heat transfer rates. Steam is generated on the secondary side.
  • the tube bundle heat exchanger could be designed in the sense of a "transfer line exchanger".
  • the gas could be cooled from approx. 800 ° C to approx. 310 ° C in the first step.
  • This embodiment of the method ensures quenching or freezing of Boudouard back reactions, the synthesis products of which are extremely temperature-dependent.
  • This special embodiment of the method can rule out an unfavorable carbon monoxide to carbon dioxide ratio in the process gas.
  • the gas could be introduced into a funnel-shaped tube and the liquid could be supplied tangentially to produce a rotating liquid.
  • This embodiment of the method has the advantage that a Conical surface of the tube is flushed with liquid, which prevents the accumulation of condensing gas components on possibly tearing open liquid films at the inlet of the hot gas.
  • the rotation of the liquid prevents dry spots from forming which act as reaction nuclei for undesired reactions. In this respect, induction of undesirable reactions is effectively prevented.
  • the liquid could be passed through a narrowest point of the funnel-shaped tube designed as an annular gap, the liquid being atomized into extremely fine droplets by increasing the speed.
  • This has the advantage that the gas is quickly cooled in direct liquid contact, which allows the gas to absorb the liquid until it is completely saturated.
  • the heat of vaporization of the liquid supplied - for example water - ultimately leads to the cooling of the gas.
  • This special design leads to the formation of a sufficient number of condensation nuclei in the form of saturated water vapor and water droplets, which serve for the attachment and binding of particles and compounds to be washed out, such as sulfur and nitrogen compounds.
  • long- and short-chain hydrocarbons as well as fine particles of residual ash and similar particles that could not be separated from the upstream cyclone can be deposited.
  • the increase in speed of the liquid creates a relative speed between the gas flow and the liquid droplets, as a result of which liquid droplets and pollutant particles collide and adhere to one another.
  • the gas could be passed through a Venturi scrubber.
  • the use of such a device has the advantage of easy commercial availability.
  • the gas could be cooled from approximately 310 ° C to approximately 75 ° C in the second step. The combination of the rapid cooling of the gas in the heat exchanger and the sudden cooling to 75 ° C reduces the possibility of new formation of dioxin compounds.
  • the pH of the liquid could be adjusted depending on the pollutants to be precipitated. This measure enables selective washing out of pollutants.
  • Acidic liquid preferably at a pH of about 5 or 6, could be used. Using this pH enables effective removal of alkaline compounds.
  • the liquid could contain sulfuric acid to precipitate ammonia.
  • sulfuric acid is advantageous in that sulfuric acid is easily available, can be stored and can be transported by trained laboratory personnel. In this respect, only the usual safety precautions must be taken, which are prescribed when handling common acids.
  • the gas could be passed through a droplet separator. This ensures that entrained liquid drops can be removed from the gas.
  • the gas could be led upwards and exposed to centrifugal forces by baffles so that contaminated liquid droplets are deposited on the outer wall of the droplet separator.
  • the liquid could be fed to a circulation container.
  • the liquid can advantageously be used several times by being supplied to the gas again.
  • a first partial flow of the liquid could be fed to the funnel-shaped tube or, if necessary, to a venturi scrubber.
  • this configuration enables the liquid to be separated into two partial flows, only the less heavily contaminated partial flow being fed back into the gas. As a result, the degree of separation can be increased.
  • the second partial flow could be fed to a failure device and a separation basin. This measure advantageously ensures that heavy metals, dust particles or tar components can be separated from the cleaning liquid.
  • the gas could be cooled by liquid. This enables pollutants remaining in the gas to be absorbed again by liquid.
  • the gas could be passed through a swirling liquid bath.
  • the provision of a swirling liquid bath ensures that hot gas almost does not come into contact with hot reactor walls, which can reduce undesired reactions.
  • the gas could be cooled from about 75 ° C to about 40 ° C. Cooling to this temperature enables water and similar liquids in the gas to condense out, the condensation temperature of which is below 75 ° C. at the given process pressures.
  • the pH of the liquid could be regulated depending on the pollutants to be precipitated. This enables a selective washing out of remaining pollutants in the gas.
  • Alkaline liquid preferably at a pH of about 8 or 9, could be used.
  • the use of a liquid basic environment enables neutralization of acidic components in the gas.
  • Sodium hydroxide solution could be added to the liquid to absorb acidic components.
  • the use of caustic soda does not exceed the usual requirements for the prescribed safety precautions when operating a process plant. Laboratory staff or chemists do not have to be trained in how to use the cleaning fluid.
  • the gas could be introduced tangentially into a cylindrical body.
  • the tangential introduction advantageously causes larger particles that are in the gas to be separated by centrifugal forces that arise.
  • the gas could be passed from bottom to top in countercurrent with the liquid through the cylindrical body in such a way that a highly turbulent fluidized bed is created.
  • This embodiment of the method advantageously has the effect that the gas is contacted with a large mass transfer area. As a result, a very high degree of separation of remaining pollutants in the gas is achieved.
  • the gas could be passed through baffles arranged one above the other. This special guidance of the gas enables the formation of streamlines, through which very special entrainment effects are brought about, which ultimately realize an optimal speed distribution in the entire gas stream.
  • the gas could be greatly accelerated by stacking vane rings before leaving the cylindrical body. This step has the effect that, in addition to centrifugal forces, especially inertial forces act on small droplets and separate them in the cylindrical body.
  • the separated liquid could be passed through a cone with a built-in vortex brake.
  • the separated liquid is collected and discharged effectively without any further fluid droplets being generated by possible turbulence, which return to the gas that has already been freed from liquid.
  • the liquid could be collected in a circulation container and fed to washing liquid coolers in a quantity-controlled manner. This measure enables the liquid to be reused as required in individual process steps that use the liquid for cooling or cleaning purposes. After cooling, the liquid could be fed back into the gas at the head of the cylindrical body. In a very particularly advantageous manner, liquid contaminated with only a few pollutants can be used primarily for cooling already largely cleaned gas.
  • the liquid could be cooled to about 40 ° C.
  • the choice of this temperature enables a circulation of already separated liquid only for cooling purposes. Economical use of fluids can be achieved here in a particularly effective manner.
  • the excess liquid from the circulation tank could be fed to a circulation tank used for the second cooling step.
  • this step realizes that liquid can be exchanged between individual process steps as required.
  • Light hydrocarbons could be supplied to the circulation tank through the excess liquid, which increases the concentration of light hydrocarbons and aromatics in the circulation tank.
  • the hydrocarbons and aromatics are not separated in order to feed them to another recycle tank for further applications.
  • this process step enables light hydrocarbons and aromatics in particular to be used selectively in further process steps.
  • the light hydrocarbons and aromatics contained in the liquid could be used as extractants. This eliminates the need for external extraction agents, which considerably simplifies the process. Components that have already been extracted from the gas are used in a refined way to extract remaining pollutants from the gas. As a result, a particularly effective process step is indicated both in ecological and in economic terms.
  • the extractant could be used for tars contained in the gas. A targeted and highly efficient washing out of the tars without the addition of external extraction agents is advantageously ensured.
  • Diesel oil could be used as an additional extractant.
  • the use of diesel oil represents a process step that is characterized by the fact that the extractant is readily available and disposable. In addition, it is easily possible to reuse the diesel oil used.
  • the gas could leave the cylindrical body at its dew point.
  • the choice of the dew point as the temperature at the time the gas escapes from the cylindrical body enables liquids saturated in the gas to condense out when the gas leaves.
  • the gas could be fed to a bladder in which an alkaline liquid supply is pumped out to wash out the gas.
  • a bladder advantageously allows the gas to be treated on a small volume. In addition, little investment is required to use the bladder to perform the procedure effectively.
  • the use of an alkaline liquid supply enables the removal of hydrogen sulfide still remaining in the gas.
  • the pH value can be adjusted by adding lye to the pumped liquid.
  • the gas could be led out of the bladder through a container with a liquid receiver containing a deionized water.
  • a liquid receiver containing a deionized water As a result, lye droplets that are entrained in the bladder apparatus can be retained.
  • this process step contributes to the process gas at the outlet of this container being cleaned of all contaminants.
  • the gas could be cooled with a refrigeration system.
  • the gas saturated with liquid after the liquid washing is cooled with a refrigeration system, so that remaining liquids can be effectively condensed out.
  • the use of a refrigeration system prevents the gas from coming into contact with other liquids.
  • the gas could be cooled to around 5 ° C to 15 ° C.
  • the use of this particular temperature is essentially determined by the hydrate point of the gas, which can be different for different gas compositions and different operating temperatures of the gas generator. The use of this special temperature enables optimum gas purity, which enables the cleaned gas to be used safely in a downstream gas engine.
  • the cooling system could be operated to cool the gas with thermal energy obtained from the upstream process. In terms of process economy, this ensures an advantageous embodiment, since almost no external energy has to be used.
  • the cleaned gas could be fed to a fixed bed to crack dioxins and furans. This can remove extremely toxic gas components.
  • the temperature of the gas could be raised above its dew point. This ensures that suitable reaction conditions are present in the cracking of dioxins and furans, which ensure effective removal of the gas from dioxins and furans.
  • the heat energy absorbed in circulation tanks or separating tanks could be used as domestic heat via heat exchangers.
  • thermal energy generated during the process is used particularly advantageously, as a result of which the use of external energy is minimized.
  • Catalytic materials could be added to the circuit.
  • the use of catalytic materials selectively enables certain reactions to be accelerated without the need to replace the catalysts.
  • the catalytic materials contained in the circulation containers can be circulated.
  • the components contained in the circulation containers could be separated off by means of filtration systems, in particular ultrafiltration systems. These outcomes The process is designed to filter heavy metals and compounds that are difficult to dispose of.
  • the filters also enable separated components to be selectively removed from the circulating liquid, which enables the circulating liquid to be used again.
  • Heavy metals could be collected from residual sludge and concentrated to a small residual volume using used heat in filter press processes. In terms of process economics, this process step not only generates energy, but rather specifies a process that considerably simplifies the disposal of heavy metals due to their highly concentrated accumulation in small volumes.
  • Fig. 1 is a schematic diagram of a first embodiment of the method for purifying gas
  • Fig. 2 is a schematic diagram of a second embodiment of the method for purifying gas according to the invention.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram for gas purification.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of the first exemplary embodiment of the method for purifying gas 1 according to the invention.
  • the gas 1 which is generated in the gas generator is removed through a cyclone 2 to remove solids under adjustable physical conditions.
  • the physical conditions in Cyclone 2 are matched to the gas to be cleaned.
  • the pipe connections from the gas generator to the cyclone 2 are very well insulated and made of heat-resistant material.
  • the pipe dimensions are selected so that high flow velocities are generated and the pressure loss of the gas 1 is optimized with regard to the downstream process.
  • the heat exchanger 3 is arranged downstream of the cyclone 2 in such a way that the gas 1 enters the heat exchanger 3 after leaving the cyclone 2.
  • the hot gas 1 with a temperature between 700 ° C and 900 ° C is suddenly cooled to about 300 ° C in the heat exchanger 3. This is done by passing the gas 1 through a tube bundle of thin tubes.
  • the heat exchanger 3 is designed as a “transfer line exchanger”. High speeds in the individual tubes generate high turbulence, so that high heat transfer rates are generated. Steam is generated on the secondary side.
  • the gas 1 cooled in the heat exchanger 3 enters the venturi scrubber 4 immediately after leaving the heat exchanger 3 and is saturated in direct contact with injected washing water and thereby suddenly cooled again to approx. 75 ° C.
  • the gas 1 is introduced into a funnel-shaped tube 5, to which water is supplied tangentially to produce a swirling water bath.
  • the water is passed through a narrowest point of the funnel-shaped tube 5, which is designed as an annular gap 6 and is atomized into extremely fine droplets by increasing the speed.
  • the saturated and partially cleaned gas 1 enters a droplet separator 7.
  • the gas 1 is guided from bottom to top through the droplet separator 7 and is subjected to centrifugal forces by guide plates in such a way that liquid droplets containing pollutants are deposited on the outer wall of the droplet separator 7.
  • the deposited liquid is fed to a circulation container 8.
  • a partial flow of the liquid is fed to the venturi scrubber 4 from the circulation tank 8.
  • On second partial flow is fed to a failure device and a separation basin 14.
  • the gas 1 enters the droplet separator 7 into the cylindrical body 9, which is designed as a washing column.
  • the gas 1 is introduced tangentially into the cylindrical body 9. This creates centrifugal forces that separate larger particles still in gas 1.
  • the gas 1 flows in countercurrent with circulating water through the cylindrical body 9.
  • the pH of the circulating water is adjusted to approximately 8 to 9 by metering in sodium hydroxide solution. As a result, acidic components contained in the gas are absorbed.
  • the gas 1 is guided from bottom to top in countercurrent with the circulating water through the cylindrical body 9 in such a way that a highly turbulent water fluidized bed is formed.
  • the gas 1 is passed through baffles 10 arranged one above the other. Pollutants to be separated are bound to the circulating water and run off together with the droplets on the wall of the cylindrical body 9.
  • the gas 1 is greatly accelerated by stacked vane rings, whereby remaining small drops are separated.
  • the separated water is led over a cone with a built-in vortex brake.
  • the separated water is collected in a circulation tank 11 and fed to washing water coolers 12 in a quantity-controlled manner.
  • the water is fed to the gas 1 again after cooling to about 40 ° C. at the top of the cylindrical body 9. Furthermore, an excess of the water from the circulation tank 11 is fed to the circulation tank 8 in a quantity-controlled manner, so that the water in the venturi scrubber 4 can be used again.
  • Condensed tars and residual ash components are concentrated in the circulating water of the Venturi scrubber 4. Due to the excess water that occurs during gas cooling, a wastewater flow is discharged from the circuit of the Venturi scrubber in a level-controlled manner. This stream is fed through a backwashable filter system. This involves solid components and tars deposited. When the pressure rises, the filter automatically backflushes to a hydrocyclone 13. The solid components separated there are fed to a separation basin 14 via a double-valve system. The waste water stream is passed into the separating tank 15, where liquid hydrocarbons are separated. The remaining waste water is discharged into the sewage system to the waste water system.
  • the excess water portion of the gas 1 condenses out in the cylindrical body 9.
  • the gas 1 leaves the cylindrical body 9 at its head at about 40 ° C. after cooling by the circulating water.
  • the cleaned gas 1 is free from tars, acidic and alkaline constituents and essentially consists only of hydrogen, methane, carbon monoxide and carbon dioxide.
  • the gas is fed directly to gas turbines, gas engines or high-temperature fuel cells. Part of the gas 1 is used to heat burners.
  • FIG. 2 schematically shows a diagram of the second exemplary embodiment of the method according to the invention for purifying gas 1.
  • the gas 1 is washed via the Venturi scrubber 4 and the droplet separator 7.
  • the wash water is kept slightly acidic, with a pH of 5 to 6 being adjusted by adding sulfuric acid.
  • the gas 1 is cooled by saturation with liquid and ammonia is completely absorbed. Solids are also discharged.
  • a slight hydrocarbon fraction occurs in the cylindrical body 9 during the condensation.
  • the hydrocarbon fraction is returned to the Venturi scrubber 4. led, whereby an increased concentration of light hydrocarbons in the gas stream between Venturi scrubber 4 and cylindrical body 9 is formed.
  • the light hydrocarbons have an extractive effect on the tars contained in the gas 1 and wash the tars both in the washing circuit of the Venturi scrubber 4 or droplet separator 7 and in the washing circuit of the cylindrical body 9.
  • the gas 1 leaves the cylindrical body 9 at its dew point. Here there is still hydrogen sulfide in the gas 1.
  • the hydrogen sulfide is removed in a bubble device 16.
  • a slightly alkaline water supply is pumped around in the bubble device 16. The pH value is adjusted by adding lye to the pumped water. The excess of the pumped water is led to the separating tank 15.
  • the gas 1 flows from the bladder 16 through a further container 17, which contains a water reservoir with a deionized water.
  • the container 17 holds back entrained lye droplets.
  • the gas 1 leaves the container 17 and is free of all contaminants.
  • FIG. 3 schematically shows a diagram for gas purification, which is subordinated to the method steps already explained.
  • the gas 1 is cooled to about 5 ° C. to 15 ° C. by a refrigeration system 18.
  • the refrigeration system 18 is operated with thermal energy from the process, so that no external energy has to be used.
  • the condensed liquid portion is passed into the separating tank 15.
  • the cooled, finely cleaned gas is reheated in the cooler 20 and is available for use in burners, gas engines or other energy generation devices.
  • the finely cleaned gas 1 is free from contaminants and tars and enables long operating times and low maintenance of the gas engines.

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Abstract

The invention relates to a method for purifying gas (1), in particular process gas from allothermic gasification processes. According to said method, the gas (1) is cooled in successive steps and in said steps contaminants are eliminated from the gas (1) by condensation, whereby in at least one step contaminants are additionally eliminated from the gas (1) by chemical means. The aim of the invention is to achieve a problem-free, effective gas purification without undesired reactions. To achieve this, the gas (1), once produced, is conducted through a cyclone separator (2) in order to eliminate solid matter under adjustable physical conditions and is then abruptly cooled in succession by a heat exchanger (3) coupled to the cyclone separator (2) and by finely sprayed liquid droplets, produced by passage through a turbulent liquid bath.

Description

Verfahren zur Reinigung von Gas' Process for cleaning gas'
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Gas, insbesondere von Prozessgas aus allothermen Vergasungsverfahren, wobei das Gas in aufeinanderfolgenden Schritten abgekühlt wird und in den einzelnen Schritten Schadstoffe aus dem Gas durch Auskondensieren und in mindestens einem Schritt Schadstoffe zusätzlich chemisch aus dem Gas entfernt werden.The invention relates to a process for the purification of gas, in particular process gas from allothermal gasification processes, the gas being cooled in successive steps and pollutants from the gas being condensed in the individual steps and pollutants being additionally removed chemically from the gas in at least one step.
Verfahren der hier Rede stehenden Art sind aus der Praxis seit Jahren bekannt. So offenbart die DD 110 050 ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff- und bzw. oder kohlenoxidhaltigen Gasen, bei dem vor allem auf eine effektive Verwendung von Flüssigkeit bei der Gasreinigung abgestellt wird. Aus der DE 195 06 563 A1 ist ein Verfahren zur Reinigung von Gas bekannt, bei dem das zu reinigende Gas zwei in Reihe geschaltete Wärmetauscher durchläuft, die das Gas abkühlen. Des Weiteren werden dem Gas in Sprayzonen, die am Einlass und Auslass des zweiten Wärmetauschers lokalisiert sind, Flüssigkeit zugeführt.Methods of the type in question have been known in practice for years. DD 110 050, for example, discloses a process for the production of gases containing hydrogen and / or carbon oxide, in which the main focus is on the effective use of liquid in gas cleaning. From DE 195 06 563 A1 a method for cleaning gas is known, in which the gas to be cleaned passes through two heat exchangers connected in series, which cool the gas. Furthermore, liquid is supplied to the gas in spray zones, which are located at the inlet and outlet of the second heat exchanger.
Besonders problematisch ist die Gasreinigung von Prozessgas aus Biomassekraftwerken, Müllverbrennungsanlagen, Pyrolyseverfahren und sonstigen Synthesegasherstellungen, da die gegenwärtigen Verfahren keinen zufriedenstellenden Ab- scheidungsgrad für Teer-, Schwefelbestandteile und sonstige Katalysatorengifte für gasmotorenbetriebene Gasturbinen, BHKW's oder Brennstoffzellen gewährleisten.Particularly problematic is the gas cleaning process gas from biomass power plants, waste incineration, pyrolysis and other synthesis gas fabrications because the current methods divorce degree a satisfactory waste for tar, sulfur compounds and other catalyst poisons for gas engine gas turbines, CHP 's or fuel cells provide.
Insbesondere ist problematisch, dass der hohe Wasserstoff- und Kohlenmonoxid- anteil bei allothermen Vergasungsverfahren eine Schwefelabscheidung durch Sauerstoffzugabe - beispielsweise unter Luftzufuhr - nicht zulässt, da hierbei besonders gefährliche Reaktionen ablaufen können. Darüber hinaus würde das Gas durch den Luftstickstoff unnötig verdünnt, was dessen Verwendung in nachgeschalteten Gasverbrennungsprozessen in energetischer Hinsicht nachteilig beeinflussen würde. Abscheidungsverfahren über Kohlenstofffilter erfordern aufgrund der enormen Gasmengendurchsätze erhebliche Investitionen in laufend zu wechselnde Filtermaterialien, so dass ein rentabler Einsatz dieser Verfahren nicht möglich ist.In particular, it is problematic that the high proportion of hydrogen and carbon monoxide in allothermal gasification processes does not permit sulfur separation by adding oxygen, for example with the supply of air, since particularly dangerous reactions can occur here. In addition, the gas would be unnecessarily diluted by the atmospheric nitrogen, which would adversely affect its use in energy-related gas combustion processes. Deposition processes using carbon filters require considerable investments in filter materials that are constantly changing due to the enormous gas flow rates, so that these processes cannot be used profitably.
Ein Hochtemperaturcracken des Prozessgases ist in energetischer Hinsicht nicht erstrebenswert, da Vergasungsverfahren, insbesondere für Biomassen, auf eine Betriebstemperatur von 800° C optimiert sind.High-temperature cracking of the process gas is not desirable in terms of energy, since gasification processes, in particular for biomass, are optimized for an operating temperature of 800 ° C.
Von zentraler Bedeutung ist, dass die Prozessgase aus allothermen Verfahren aufgrund ihres hohen Wasserstoff- und Kohlenmonoxidgehalts bestens für die Energieumwandlung in Brennstoffzellen geeignet sind und auch hinsichtlich anderer Nutzungen weitreichende Perspektiven eröffnen. Vor einer problemlosen Nutzung müssen diese Prozessgase jedoch von Störstoffen, beispielsweise Quecksilbersulfaten, Schwermetallen, Ammoniak- und Schwefelverbindungen, befreit werden.It is of central importance that the process gases from allothermal processes are ideally suited for energy conversion in fuel cells due to their high hydrogen and carbon monoxide content and also open up far-reaching prospects with regard to other uses. Before they can be used without problems, these process gases must be freed from contaminants, such as mercury sulfates, heavy metals, ammonia and sulfur compounds.
Vor diesem Hintergrund sind insbesondere Boudouard-Reaktionen problematisch, die auf einer endothermen Reaktion des Kohlenstoffs mit Kohlendioxid unter Erzeugung von Kohlenmonoxid basieren. Diese Reaktionen sind gesamtdruckabhän- gig, wobei das Verhältnis von Kohlendioxid zu Kohlenmonoxid extrem temperaturabhängig ist. Darüber hinaus ist bei der Gasreinigung von enormer Bedeutung, dass sich zwischen den einzelnen Prozessschritten Furane und Dioxine bilden können.Against this background, Boudouard reactions, which are based on an endothermic reaction of carbon with carbon dioxide to produce carbon monoxide, are particularly problematic. These reactions are dependent on the total pressure, the ratio of carbon dioxide to carbon monoxide being extremely temperature-dependent. It is also extremely important for gas cleaning that furans and dioxins can form between the individual process steps.
Bei all den zuvor genannten Verfahren ist nachteilig, dass die einzelnen Prozessschritte nicht so aufeinander abgestimmt sind, dass unerwünschte Reaktionen im Prozessgas zwischen den einzelnen Prozessschritten unterdrückt werden.A disadvantage of all of the aforementioned methods is that the individual process steps are not coordinated with one another in such a way that undesired reactions in the process gas are suppressed between the individual process steps.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine problemlose und effektive Gasreinigung unter Verhinderung unerwünschter Reaktionen realisierbar ist.The present invention is therefore based on the object of designing and developing a method of the type mentioned at the outset in such a way that problem-free and effective gas cleaning can be implemented while preventing undesired reactions.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe hinsichtlich eines Verfahrens zur Reinigung von Gas mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist ein Verfahren zur Reinigung von Gas dadurch gekennzeichnet, dass das Gas nach dessen Erzeugung zur Feststoffentfernung unter einstellbaren physikalischen Bedingungen durch einen Zyklon geführt und unmittelbar nacheinander durch einen mit dem Zyklon gekoppelten Wärmetauscher und durch beim Durchlaufen eines verwirbelten Wasserbades erzeugte fein versprühte Wassertröpfchen jeweils schlagartig abgekühlt wird.According to the invention, the above object is achieved with regard to a method for purifying gas with the features of patent claim 1. Thereafter, a method for cleaning gas is characterized in that the gas after whose generation for solids removal is carried out under adjustable physical conditions by a cyclone and is cooled suddenly in succession by a heat exchanger coupled to the cyclone and by finely sprayed water droplets produced when passing through a swirling water bath.
In erfindungsgemäßer Weise ist zunächst erkannt worden, dass eine Feststoffentfernung unter einstellbaren physikalischen Bedingungen eine Anpassung der Reinigungsbedingungen an eine sich während des Prozesses, insbesondere der Gaserzeugung, ändernde Gaszusammensetzung ermöglicht. Eine schnelle Reinigung im Zyklon ist ermöglicht, weil abzuscheidende Feststoffe nicht durch Kondensationskeime oder ähnliche Störeffekte, die mit Dichte-, Druck- oder Temperaturänderungen einhergehen, in ihrer Bahn gestört werden.In the manner according to the invention, it was first recognized that solids removal under adjustable physical conditions enables the cleaning conditions to be adapted to a gas composition which changes during the process, in particular the gas generation. Rapid cleaning in the cyclone is made possible because the solids to be separated are not disturbed in their path by condensation nuclei or similar interfering effects that are associated with changes in density, pressure or temperature.
Darüber hinaus ist in erfindungsgemäßer Weise erkannt worden, dass durch eine schlagartige Abkühlung des Gases beim Durchlaufen eines Wärmetauschers ein Einfrieren von Reaktionen durch plötzliches Kondensieren hochreaktiver Gasbestandteile möglich ist. Hierdurch wird die Bildung unerwünschter Verbindungen unterdrückt.In addition, it has been recognized in the manner according to the invention that a sudden cooling of the gas when passing through a heat exchanger makes it possible to freeze reactions due to sudden condensation of highly reactive gas components. This suppresses the formation of unwanted connections.
Eine zweite schlagartige Abkühlung des Gases erfolgt durch Flüssigkeitskontakt. Auf besonders raffinierte Weise wird der Kontakt des Gases mit heißen Wänden durch Durchlaufen eines verwirbelten Flüssigkeitsbades und die Erzeugung fein versprühter Flüssigkeitströpfchen verhindert. Hierdurch ist eine Induzierung von Nachreaktionen durch heiße Wände nahezu ausgeschlossen. Erfindungsgemäß ist auch erkannt worden, dass feinste Tropfen aufgrund ihrer großen Wärmeaustauschfläche das Gas nicht nur schlagartig abkühlen, sondern effektiv reinigen, da die Tropfen als Kondensationskeime fungieren, an die sich Schadstoffe und Schmutz anlagern.A second sudden cooling of the gas takes place through liquid contact. The contact of the gas with hot walls is prevented in a particularly refined way by passing through a swirling liquid bath and the generation of finely sprayed liquid droplets. Induction of after-reactions by hot walls is almost impossible. According to the invention, it has also been recognized that the finest drops not only cool the gas abruptly due to their large heat exchange surface, but also effectively clean them, since the drops function as condensation nuclei to which pollutants and dirt accumulate.
Schließlich ist erkannt worden, dass gerade die Kombination der vorgenannten Schritte und die raschen Übergänge des Gases zwischen diesen Schritten die Prozesszeit minimiert und Reaktionen zwischen den Prozessschritten verhindert. Folglich ist ein Verfahren zur Reinigung von Gas angegeben, bei dem eine problemlose und effektive Gasreinigung unter Verhinderung unerwünschter Reaktionen realisiert ist.Finally, it has been recognized that the combination of the aforementioned steps and the rapid transitions of the gas between these steps minimize the process time and prevent reactions between the process steps. Accordingly, there is provided a gas purification method in which gas purification is easy and effective while preventing undesirable reactions.
Die physikalischen Bedingungen im Zyklon könnten so gewählt werden, dass das Gas isothermen, isochoren, isobaren oder adiabatischen Zustandsänderungen unterworfen wird. Es ist auch denkbar, dass das Gas seine bei der Gaserzeugung angenommenen physikalischen Eigenschaften beim Durchlaufen des Zyklons beibehält. Darüberhinaus ist denkbar, dass einzelne physikalische Eigenschaften des Gases infolge bedienerseitig geeignet eingestellter physikalischer Bedingungen im Zyklon verändert werden. Somit ist ein variabler Einsatz des Zyklons möglich. Weitere Zyklone dieses Typs sind auch innerhalb des Gaserzeugers, gegebenfalls zur Vorabscheidung von Feststoffen, denkbar.The physical conditions in the cyclone could be chosen so that the gas is subjected to isothermal, isochoric, isobaric or adiabatic changes in state. It is also conceivable that the gas maintains its physical properties assumed during gas generation when it passes through the cyclone. In addition, it is conceivable that individual physical properties of the gas are changed in the cyclone as a result of physical conditions suitably set by the operator. This means that the cyclone can be used variably. Other cyclones of this type are also conceivable within the gas generator, possibly for the pre-separation of solids.
In ganz besonders vorteilhafter Weise könnte das Gas auf die Kondensationstemperaturen ausgewählter Gasbestandteile abgekühlt werden. Hierdurch ist gewährleistet, dass selektiv ganz bestimmte Reaktionen ausgeschlossen werden können, wohingegen andere Reaktionen ablaufen.In a very particularly advantageous manner, the gas could be cooled to the condensation temperatures of selected gas components. This ensures that certain reactions can be selectively excluded, whereas other reactions take place.
Das Gas könnte im ersten Schritt durch einen Rohrbündelwärmetauscher abgekühlt werden. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass durch hohe Geschwindigkeiten in den Einzelrohren hohe Turbulenzen erzeugt werden, wodurch große Wärmeübertragungsraten gesichert sind. Sekundärseitig wird Dampf erzeugt. Der Rohrbündelwärmetauscher könnte im Sinne eines „Transfer-Line-Exchangers" ausgebildet sein.In the first step, the gas could be cooled by a tube bundle heat exchanger. This configuration has the advantage that high turbulence is generated in the individual tubes by high speeds, which ensures high heat transfer rates. Steam is generated on the secondary side. The tube bundle heat exchanger could be designed in the sense of a "transfer line exchanger".
Das Gas könnte im ersten Schritt von ca. 800° C auf etwa 310° C abgekühlt werden. Diese Ausgestaltung des Verfahrens gewährleistet ein Quenchen bzw. Einfrieren von Boudouard-Rückreaktionen, deren Syntheseprodukte extrem temperaturabhängig sind. Durch diese spezielle Ausgestaltung des Verfahrens kann ausgeschlossen werden, dass sich ein ungünstiges Kohlenmonoxid- zu Kohlendioxidverhältnis im Prozessgas einstellt.The gas could be cooled from approx. 800 ° C to approx. 310 ° C in the first step. This embodiment of the method ensures quenching or freezing of Boudouard back reactions, the synthesis products of which are extremely temperature-dependent. This special embodiment of the method can rule out an unfavorable carbon monoxide to carbon dioxide ratio in the process gas.
Das Gas könnte im zweiten Kühlungsschritt in ein trichterförmiges Rohr eingeleitet werden und die Flüssigkeit zur Erzeugung einer rotierenden Flüssigkeit tangential zugeführt werden. Diese Ausgestaltung des Verfahrens hat den Vorteil, dass eine Kegelfläche des Rohrs mit Flüssigkeit bespült wird, wodurch das Anlagern von kondensierenden Gasbestandteilen an gegebenenfalls aufreißenden Flüssigkeitsfilmen am Einlauf des heißen Gases verhindert wird. Darüber hinaus wird durch die Rotation der Flüssigkeit verhindert, dass trockene Stellen entstehen, die als Reaktionskeime für unerwünschte Reaktionen fungieren. Insofern ist eine Induzierung von unerwünschten Reaktionen wirksam verhindert.In the second cooling step, the gas could be introduced into a funnel-shaped tube and the liquid could be supplied tangentially to produce a rotating liquid. This embodiment of the method has the advantage that a Conical surface of the tube is flushed with liquid, which prevents the accumulation of condensing gas components on possibly tearing open liquid films at the inlet of the hot gas. In addition, the rotation of the liquid prevents dry spots from forming which act as reaction nuclei for undesired reactions. In this respect, induction of undesirable reactions is effectively prevented.
Die Flüssigkeit könnte durch eine als Ringspalt ausgebildete engste Stelle des trichterförmigen Rohrs geführt werden, wobei die Flüssigkeit durch Geschwindigkeitserhöhung in feinste Tröpfchen zerstäubt wird. Dies hat den Vorteil, dass das Gas in direktem Flüssigkeitskontakt schnell abgekühlt wird, wodurch das Gas die Flüssigkeit bis zur vollständigen Sättigung aufnehmen kann. Die Verdampfungswärme der zugeführten Flüssigkeit - beispielsweise Wasser - führt letztlich zur Abkühlung des Gases. Diese spezielle Ausführung führt zur Bildung ausreichend vieler Kondensationskeime in Form von gesättigtem Wasserdampf und Wassertröpfchen, die der Anlagerung und Bindung von auszuwaschenden Teilchen und Verbindungen wie Schwefel- und Stickstoffverbindungen dienen. Darüber hinaus können lang- und kurzkettige Kohlenwasserstoffe sowie Feinstteilchen von Restaschen und ähnlichen Teilchen, die aus dem vorgelagerten Zyklon nicht abgeschieden werden konnten, angelagert werden. Durch die Geschwindigkeitserhöhung der Flüssigkeit entsteht eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Gasstrom und den Flüssigkeitströpfchen, wodurch Flüssigkeitströpfchen und Schadstoffteilchen aufeinander aufprallen und sich aneinander anlagern.The liquid could be passed through a narrowest point of the funnel-shaped tube designed as an annular gap, the liquid being atomized into extremely fine droplets by increasing the speed. This has the advantage that the gas is quickly cooled in direct liquid contact, which allows the gas to absorb the liquid until it is completely saturated. The heat of vaporization of the liquid supplied - for example water - ultimately leads to the cooling of the gas. This special design leads to the formation of a sufficient number of condensation nuclei in the form of saturated water vapor and water droplets, which serve for the attachment and binding of particles and compounds to be washed out, such as sulfur and nitrogen compounds. In addition, long- and short-chain hydrocarbons as well as fine particles of residual ash and similar particles that could not be separated from the upstream cyclone can be deposited. The increase in speed of the liquid creates a relative speed between the gas flow and the liquid droplets, as a result of which liquid droplets and pollutant particles collide and adhere to one another.
Die Geschwindigkeitserhöhung und der Druckverlust des Gases am Ringspalt könnte durch vertikale Verstellung des trichterförmigen Rohrkörpers angepasst werden, wodurch die Anpassung an die Gasmenge des durchströmenden Gases durch den Druckverlust des Gases automatisch angepasst werden könnte. Diese Ausführung bewirkt unter Ausnutzung der Eigendynamik der beteiligten Stoffe ein effektives, sich selbst regelndes Reinigungsverfahren, das eine Rückkopplung zwischen Gasmengen und Geschwindigkeiten der beteiligten Stoffe ausnutzt.The increase in speed and the pressure loss of the gas at the annular gap could be adapted by vertical adjustment of the funnel-shaped tubular body, as a result of which the adaptation to the amount of gas flowing through the gas could be automatically adjusted by the pressure loss of the gas. Taking advantage of the dynamics of the substances involved, this design results in an effective, self-regulating cleaning process that uses feedback between the gas quantities and the speeds of the substances involved.
Das Gas könnte durch einen Venturi-Wäscher geführt werden. Die Verwendung einer solchen Einrichtung hat den Vorteil der leichten kommerziellen Verfügbarkeit. Das Gas könnte im zweiten Schritt von ca. 310° C auf etwa 75° C gekühlt werden. Die Kombinierung der schnellen Abkühlung des Gases im Wärmetauscher und der schlagartigen Kühlung auf 75° C reduziert die Möglichkeit einer Neubildung von Dioxin-Verbindungen.The gas could be passed through a Venturi scrubber. The use of such a device has the advantage of easy commercial availability. The gas could be cooled from approximately 310 ° C to approximately 75 ° C in the second step. The combination of the rapid cooling of the gas in the heat exchanger and the sudden cooling to 75 ° C reduces the possibility of new formation of dioxin compounds.
Der pH-Wert der Flüssigkeit könnte in Abhängigkeit der auszufällenden Schadstoffe eingestellt werden. Diese Maßnahme ermöglicht ein selektives Auswaschen von Schadstoffen.The pH of the liquid could be adjusted depending on the pollutants to be precipitated. This measure enables selective washing out of pollutants.
Es könnte saure Flüssigkeit, vorzugsweise mit einem pH-Wert von etwa 5 oder 6, verwendet werden. Die Verwendung dieses pH-Werts ermöglicht ein effektives Entfernen alkalischer Verbindungen.Acidic liquid, preferably at a pH of about 5 or 6, could be used. Using this pH enables effective removal of alkaline compounds.
Der Flüssigkeit könnte Schwefelsäure zum Ausfällen von Ammoniak beigemengt sein. Die Verwendung von Schwefelsäure ist dahingehend vorteilhaft, dass Schwefelsäure auf einfache Art und Weise verfügbar, lagerbar und von geschultem Laborpersonal transportierbar ist. Insofern müssen nur übliche Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, die beim Umgang mit gängigen Säuren vorgeschrieben sind.The liquid could contain sulfuric acid to precipitate ammonia. The use of sulfuric acid is advantageous in that sulfuric acid is easily available, can be stored and can be transported by trained laboratory personnel. In this respect, only the usual safety precautions must be taken, which are prescribed when handling common acids.
Das Gas könnte durch einen Tropfenabscheider geführt werden. Hierdurch ist gewährleistet, dass das Gas von mitgeführten Flüssigkeitstropfen befreit werden kann.The gas could be passed through a droplet separator. This ensures that entrained liquid drops can be removed from the gas.
Das Gas könnte von unten nach oben geführt und durch Leitbleche Fliehkräften ausgesetzt werden, so dass schadstoffbehaftete Flüssigkeitstropfen an der Außenwand des Tropfenabscheiders abgelagert werden. In vorteilhafter Weise ist hierdurch gewährleistet, dass das Gas effektiv von Flüssigkeitstropfen befreit wird, indem das Zentrum des Gasstroms von Tropfen befreit und lediglich an seinen Randbereichen mit an der Außenwand des Tropfenabscheiders ablaufenden Flüssigkeiten kontaktiert wird.The gas could be led upwards and exposed to centrifugal forces by baffles so that contaminated liquid droplets are deposited on the outer wall of the droplet separator. This advantageously ensures that liquid drops are effectively removed from the gas by removing drops from the center of the gas flow and contacting only at its edge regions with liquids running on the outer wall of the drop separator.
Die Flüssigkeit könnte einem Umlaufbehälter zugeführt werden. Vorteilhaft kann hier die Flüssigkeit mehrfach genutzt werden, indem sie dem Gas erneut zugeführt wird. Ein erster Teilstrom der Flüssigkeit könnte dem trichterförmigen Rohr oder gegebenenfalls einem Venturi-Wäscher zugeführt werden. Bei mit Schadstoffen stark belasteter Flüssigkeit ermöglicht diese Ausgestaltung eine Trennung der Flüssigkeit in zwei Teilströme, wobei nur der weniger stark belastete Teilstrom dem Gas erneut zugeführt wird. Hierdurch kann der Abscheidegrad erhöht werden.The liquid could be fed to a circulation container. Here, the liquid can advantageously be used several times by being supplied to the gas again. A first partial flow of the liquid could be fed to the funnel-shaped tube or, if necessary, to a venturi scrubber. In the case of a liquid heavily contaminated with pollutants, this configuration enables the liquid to be separated into two partial flows, only the less heavily contaminated partial flow being fed back into the gas. As a result, the degree of separation can be increased.
Der zweite Teilstrom könnte eine Ausfälleinrichtung und einem Abscheidungsbe- cken zugeführt werden. Diese Maßnahme gewährleistet vorteilhaft, dass Schwermetalle, Staubteilchen oder Teerbestandteile aus der Reinigungsflüssigkeit abgeschieden werden können.The second partial flow could be fed to a failure device and a separation basin. This measure advantageously ensures that heavy metals, dust particles or tar components can be separated from the cleaning liquid.
Das Gas könnte in einem dritten Schritt durch Flüssigkeit gekühlt werden. Hierdurch ist ermöglicht, dass im Gas verbliebene Schadstoffe erneut durch Flüssigkeit aufgenommen werden können.In a third step, the gas could be cooled by liquid. This enables pollutants remaining in the gas to be absorbed again by liquid.
Das Gas könnte durch ein verwirbeltes Flüssigkeitsbad geführt werden. Die Vorkehrung eines verwirbelten Flüssigkeitsbades gewährleistet, dass noch heißes Gas nahezu nicht mit heißen Reaktorwänden in Kontakt kommt, wodurch unerwünschte Reaktionen reduziert werden können.The gas could be passed through a swirling liquid bath. The provision of a swirling liquid bath ensures that hot gas almost does not come into contact with hot reactor walls, which can reduce undesired reactions.
Das Gas könnte von ca. 75° C auf etwa 40° C gekühlt werden. Die Abkühlung auf diese Temperatur ermöglicht ein Auskondensieren von im Gas befindlichem Wasser und ähnlichen Flüssigkeiten, deren Kondensationstemperatur bei den gegebenen Prozessdrücken unter 75° C liegt.The gas could be cooled from about 75 ° C to about 40 ° C. Cooling to this temperature enables water and similar liquids in the gas to condense out, the condensation temperature of which is below 75 ° C. at the given process pressures.
Der pH-Wert der Flüssigkeit könnte in Abhängigkeit der auszufällenden Schadstoffe geregelt werden. Dies ermöglicht ein selektives Auswaschen noch verbliebener Schadstoffe im Gas.The pH of the liquid could be regulated depending on the pollutants to be precipitated. This enables a selective washing out of remaining pollutants in the gas.
Es könnte alkalische Flüssigkeit, vorzugsweise mit einem pH-Wert von etwa 8 oder 9, verwendet werden. Die Verwendung einer Flüssigkeit basischen Milieus ermöglicht eine Neutralisierung saurer Bestandteile im Gas.Alkaline liquid, preferably at a pH of about 8 or 9, could be used. The use of a liquid basic environment enables neutralization of acidic components in the gas.
Der Flüssigkeit könnte Natronlauge zur Absorption saurer Bestandteile beigemengt sein. Die Verwendung von Natronlauge stellt keine über das übliche Maß hinaus- gehenden Anforderungen an die vorgeschriebenen Sicherheitsvorkehrungen beim Betrieb einer verfahrenstechnischen Anlage. Laborpersonal oder Chemikanten müssen nicht in aufwendiger Weise in Bezug auf den Umgang mit der eingesetzten Reinigungsflüssigkeit geschult werden.Sodium hydroxide solution could be added to the liquid to absorb acidic components. The use of caustic soda does not exceed the usual requirements for the prescribed safety precautions when operating a process plant. Laboratory staff or chemists do not have to be trained in how to use the cleaning fluid.
Das Gas könnte tangential in einen zylindrischen Körper eingeleitet werden. Die tangentiale Einleitung bewirkt vorteilhaft, dass größere Partikel, die sich im Gas befinden, durch entstehende Fliehkräfte abgeschieden werden.The gas could be introduced tangentially into a cylindrical body. The tangential introduction advantageously causes larger particles that are in the gas to be separated by centrifugal forces that arise.
Das Gas könnte von unten nach oben so im Gegenstrom mit der Flüssigkeit durch den zylindrischen Körper geführt werden, dass ein hochturbulentes Flüssigkeitswirbelbett entsteht. Diese Ausgestaltung des Verfahrens bewirkt vorteilhaft, dass das Gas mit einer großen Stoffaustauschfläche kontaktiert wird. Hierdurch ist ein sehr hoher Abscheidungsgrad noch verbliebener Schadstoffe des Gases realisiert.The gas could be passed from bottom to top in countercurrent with the liquid through the cylindrical body in such a way that a highly turbulent fluidized bed is created. This embodiment of the method advantageously has the effect that the gas is contacted with a large mass transfer area. As a result, a very high degree of separation of remaining pollutants in the gas is achieved.
Das Gas könnte durch übereinander angeordnete Leitblechkränze geführt werden. Diese spezielle Führung des Gases ermöglicht die Ausbildung von Stromlinien, durch die ganz besondere Mitnahmeeffekte bewirkt werden, die letztlich eine optimale Geschwindigkeitsverteilung im gesamten Gasstrom realisieren.The gas could be passed through baffles arranged one above the other. This special guidance of the gas enables the formation of streamlines, through which very special entrainment effects are brought about, which ultimately realize an optimal speed distribution in the entire gas stream.
Das Gas könnte durch übereinander angeordnete Schaufelkränze vor Verlassen des zylindrischen Körpers stark beschleunigt werden. Dieser Schritt bewirkt, dass neben Fliehkräften vor allem Trägheitskräfte auf kleine Tröpfchen wirken und diese im zylindrischen Körper abscheiden.The gas could be greatly accelerated by stacking vane rings before leaving the cylindrical body. This step has the effect that, in addition to centrifugal forces, especially inertial forces act on small droplets and separate them in the cylindrical body.
Die abgeschiedene Flüssigkeit könnte über einen Konus mit eingebauter Wirbelbremse geführt werden. Hierdurch wird die abgeschiedene Flüssigkeit in effektiver Weise gesammelt und abgeführt, ohne dass durch eventuelle Verwirbelungen erneut Flüssigkeitströpfchen erzeugt werden, die in das bereits von Flüssigkeit befreite Gas zurückkehren.The separated liquid could be passed through a cone with a built-in vortex brake. As a result, the separated liquid is collected and discharged effectively without any further fluid droplets being generated by possible turbulence, which return to the gas that has already been freed from liquid.
Die Flüssigkeit könnte in einem Umlaufbehälter gesammelt und mengengeregelt Waschflüssigkeitskühlern zugeführt werden. Diese Maßnahme ermöglicht, dass die Flüssigkeit bedarfsgerecht in einzelnen Verfahrensschritten wiederverwendet werden kann, die Flüssigkeit zu Kühl- oder Reinigungszwecken verwenden. Die Flüssigkeit könnte nach Kühlung dem Gas am Kopf des zylindrischen Körpers erneut zugeführt werden. In ganz besonders vorteilhafter Weise kann hierdurch mit nur wenig Schadstoffen kontaminierte Flüssigkeit vorwiegend zur Kühlung bereits weitgehend gereinigten Gases verwendet werden.The liquid could be collected in a circulation container and fed to washing liquid coolers in a quantity-controlled manner. This measure enables the liquid to be reused as required in individual process steps that use the liquid for cooling or cleaning purposes. After cooling, the liquid could be fed back into the gas at the head of the cylindrical body. In a very particularly advantageous manner, liquid contaminated with only a few pollutants can be used primarily for cooling already largely cleaned gas.
Die Flüssigkeit könnte auf etwa 40° C gekühlt werden. Die Wahl dieser Temperatur ermöglicht einen Umlauf bereits abgeschiedener Flüssigkeit lediglich zu Kühlzwecken. Auf besonders effektive Weise ist hier ein sparsamer Flüssigkeitseinsatz realisierbar.The liquid could be cooled to about 40 ° C. The choice of this temperature enables a circulation of already separated liquid only for cooling purposes. Economical use of fluids can be achieved here in a particularly effective manner.
Der Flüssigkeitsüberschuss aus dem Umlaufbehälter könnte einem für den zweiten Kühlungsschritt verwendeten Umlaufbehälter zugeführt werden. In prozessökonomischer Hinsicht ist durch diesen Schritt realisiert, dass Flüssigkeit zwischen einzelnen Prozessschritten je nach Bedarf ausgetauscht werden kann.The excess liquid from the circulation tank could be fed to a circulation tank used for the second cooling step. In terms of process economy, this step realizes that liquid can be exchanged between individual process steps as required.
Dem Umlaufbehälter könnten durch den Flüssigkeitsüberschuss leichte Kohlenwasserstoffe zugeführt werden, wodurch die Konzentration an leichten Kohlenwasserstoffen und Aromaten im Umlaufbehälter erhöht wird. In vorteilhafter Weise wird auf eine Abscheidung der Kohlenwasserstoffe und Aromate verzichtet, um diese in Bezug auf weitere Anwendungen einem anderen Umlaufbehälter zuzuführen. Dieser Verfahrensschritt ermöglicht in ganz besonders vorteilhafter Weise, dass gerade leichte Kohlenwasserstoffe und Aromate selektiv in weiteren Verfahrensschritten eingesetzt werden können.Light hydrocarbons could be supplied to the circulation tank through the excess liquid, which increases the concentration of light hydrocarbons and aromatics in the circulation tank. Advantageously, the hydrocarbons and aromatics are not separated in order to feed them to another recycle tank for further applications. In a particularly advantageous manner, this process step enables light hydrocarbons and aromatics in particular to be used selectively in further process steps.
Die in der Flüssigkeit enthaltenen leichten Kohlenwasserstoffe und Aromate könnten als Extraktionsmittel verwendet werden. Hierdurch wird auf externe Extraktionsmittel verzichtet, was das Verfahren erheblich vereinfacht. In raffinierter Weise werden dem Gas bereits entzogene Bestandteile verwendet, um noch verbliebene Schadstoffe aus dem Gas zu extrahieren. Sowohl in ökologischer als auch in ökonomischer Hinsicht ist hierdurch ein besonders effektiver Verfahrensschritt angegeben. Das Extraktionsmittel könnte für im Gas enthaltene Teere verwendet werden. Vorteilhaft ist eine zielsichere und hocheffiziente Auswaschung der Teere ohne Zufuhr externer Extraktionsmittel gewährleistet.The light hydrocarbons and aromatics contained in the liquid could be used as extractants. This eliminates the need for external extraction agents, which considerably simplifies the process. Components that have already been extracted from the gas are used in a refined way to extract remaining pollutants from the gas. As a result, a particularly effective process step is indicated both in ecological and in economic terms. The extractant could be used for tars contained in the gas. A targeted and highly efficient washing out of the tars without the addition of external extraction agents is advantageously ensured.
Als zusätzliches Extraktionsmittel könnte Dieselöl verwendet werden. Die Verwendung von Dieselöl stellt einen Verfahrensschritt dar, der sich durch eine leichte Verfüg- und Entsorgbarkeit des Extraktionsmittels auszeichnet. Darüber hinaus ist es in einfacherWeise möglich, das verwendete Dieselöl wieder zu verwenden.Diesel oil could be used as an additional extractant. The use of diesel oil represents a process step that is characterized by the fact that the extractant is readily available and disposable. In addition, it is easily possible to reuse the diesel oil used.
Das Gas könnte den zylindrischen Körper bei dessen Taupunkt verlassen. Die Wahl des Taupunkts als Temperatur zum Zeitpunkt des Entweichens des Gases aus dem zylindrischen Körper ermöglicht, dass beim Verlassen des Gases im Gas aufgesättigte Flüssigkeiten auskondensieren.The gas could leave the cylindrical body at its dew point. The choice of the dew point as the temperature at the time the gas escapes from the cylindrical body enables liquids saturated in the gas to condense out when the gas leaves.
Das Gas könnte einem Blasenapparat zugeführt werden, in dem ein alkalischer Flüssigkeitsvorrat zum Auswaschen des Gases umgepumpt wird. Die Verwendung eines Blasenapparats ermöglicht vorteilhaft eine Behandlung des Gases auf kleinem Volumen. Darüber hinaus sind bei Verwendung eines Blasenapparates nur geringe Investitionen nötig, um das Verfahren in effektiver Weise durchzuführen. Die Verwendung eines alkalischen Flüssigkeitsvorrats ermöglicht die Entfernung von im Gas noch verbliebenem Schwefelwasserstoff. Die Einstellung des pH-Wertes kann durch Zudosierung von Lauge zur umgepumten Flüssigkeit erfolgen.The gas could be fed to a bladder in which an alkaline liquid supply is pumped out to wash out the gas. The use of a bladder advantageously allows the gas to be treated on a small volume. In addition, little investment is required to use the bladder to perform the procedure effectively. The use of an alkaline liquid supply enables the removal of hydrogen sulfide still remaining in the gas. The pH value can be adjusted by adding lye to the pumped liquid.
Das Gas könnte aus dem Blasenapparat durch einen Behälter mit einer ein Deionat enthaltenden Flüssigkeitsvorlage geführt werden. Hierdurch können aus dem Blasenapparat eventuell mitgerissene Laugetröpfchen zurückgehalten werden. Insofern trägt dieser Verfahrensschritt dazu bei, dass das Prozessgas am Austritt dieses Behälters von allen Störstoffen gereinigt ist.The gas could be led out of the bladder through a container with a liquid receiver containing a deionized water. As a result, lye droplets that are entrained in the bladder apparatus can be retained. In this respect, this process step contributes to the process gas at the outlet of this container being cleaned of all contaminants.
Das Gas könnte in einem vierten Schritt mit einer Kälteanlage abgekühlt werden. In vorteilhafter Weise wird das nach der Flüssigkeitswäsche mit Flüssigkeit gesättigte Gas mit einer Kälteanlage abgekühlt, so dass verbliebene Flüssigkeiten wirkungsvoll auskondensiert werden können. Die Verwendung einer Kälteanlage verhindert den Kontakt des Gases mit weiterer Flüssigkeit. Das Gas könnte auf ca. 5° C bis 15° C abgekühlt werden. Die Verwendung dieser speziellen Temperatur ist im Wesentlichen durch den Hydratpunkt des Gases bestimmt, der für verschiedene Gaszusammensetzungen und verschiedene Betriebstemperaturen des Gaserzeugers unterschiedlich sein kann. Die Verwendung dieser speziellen Temperatur ermöglicht eine optimale Gasreinheit, die eine unbedenkliche Verwendung des gereinigten Gases in einem nachgeschalteten Gasmotor ermöglicht.In a fourth step, the gas could be cooled with a refrigeration system. Advantageously, the gas saturated with liquid after the liquid washing is cooled with a refrigeration system, so that remaining liquids can be effectively condensed out. The use of a refrigeration system prevents the gas from coming into contact with other liquids. The gas could be cooled to around 5 ° C to 15 ° C. The use of this particular temperature is essentially determined by the hydrate point of the gas, which can be different for different gas compositions and different operating temperatures of the gas generator. The use of this special temperature enables optimum gas purity, which enables the cleaned gas to be used safely in a downstream gas engine.
Die Kälteanlage könnte zur Kühlung des Gases mit aus dem vorgeschalteten Verfahren gewonnener Wärmeenergie betrieben werden. In prozessökonomischer Hinsicht ist hierdurch eine vorteilhafte Ausgestaltung gewährleistet, da nahezu keine Fremdenergie eingesetzt werden muss.The cooling system could be operated to cool the gas with thermal energy obtained from the upstream process. In terms of process economy, this ensures an advantageous embodiment, since almost no external energy has to be used.
Das gereinigte Gas könnte zur Crackung von Dioxinen und Furanen einem Festbett zugeführt werden. Hierdurch können extrem giftige Gasbestandteile entfernt werden.The cleaned gas could be fed to a fixed bed to crack dioxins and furans. This can remove extremely toxic gas components.
Die Temperatur des Gases könnte über dessen Taupunkt angehoben werden. Hierdurch ist gewährleistet, dass bei der Crackung von Dioxinen und Furanen geeignete Reaktionsbedingungen vorliegen, die eine effektive Befreiung des Gases von Dioxinen und Furanen gewährleisten.The temperature of the gas could be raised above its dew point. This ensures that suitable reaction conditions are present in the cracking of dioxins and furans, which ensure effective removal of the gas from dioxins and furans.
Die in Umlaufbehältern oder Abscheidebehältern aufgenommene Wärmeenergie könnte über Wärmetauscher als Brauchwärme genutzt werden. Besonders vorteilhaft wird hierdurch während des Verfahrens anfallende Wärmeenergie genutzt, wodurch der Einsatz von Fremdenergie minimiert wird.The heat energy absorbed in circulation tanks or separating tanks could be used as domestic heat via heat exchangers. As a result, thermal energy generated during the process is used particularly advantageously, as a result of which the use of external energy is minimized.
Den Umlauf behältem könnten katalytische Materialien zugegeben werden. Die Verwendung katalytischer Materialien ermöglicht selektiv die Beschleunigung bestimmter Reaktionen, ohne dass die Katalysatoren erneuert werden müssen. Hierdurch können die in den Umlaufbehältern enthaltenen katalytischen Materialien im Kreis gefahren werden.Catalytic materials could be added to the circuit. The use of catalytic materials selectively enables certain reactions to be accelerated without the need to replace the catalysts. As a result, the catalytic materials contained in the circulation containers can be circulated.
Die in den Umlaufbehältern aufgenommenen Bestandteile könnten über Filtrationsanlagen, insbesondere Ultrafiltrationsanlagen, abgetrennt werden. Diese Ausge- staltung des Verfahrens ermöglicht die Filterung von Schwermetallen und schwer zu entsorgender Verbindungen. Die Filter ermöglichen überdies, dass abgeschiedene Bestandteile selektiv aus der Umlaufflüssigkeit entfernt werden können, was eine erneute Verwendung der Umlaufflüssigkeit ermöglicht.The components contained in the circulation containers could be separated off by means of filtration systems, in particular ultrafiltration systems. These outcomes The process is designed to filter heavy metals and compounds that are difficult to dispose of. The filters also enable separated components to be selectively removed from the circulating liquid, which enables the circulating liquid to be used again.
Schwermetalle könnten aus Restschlämmen aufgefangen und unter Nutzung von Brauchwärme in Filterpressverfahren auf ein geringes Restvolumen aufkonzentriert werden. In prozessökonomischer Hinsicht wird durch diesen Verfahrensschritt nicht nur Energie gewonnen, sondern vielmehr ein Verfahren angegeben, das die Entsorgung von Schwermetallen aufgrund ihrer hochkonzentrierten Ansammlung in kleinen Volumen erheblich vereinfacht.Heavy metals could be collected from residual sludge and concentrated to a small residual volume using used heat in filter press processes. In terms of process economics, this process step not only generates energy, but rather specifies a process that considerably simplifies the disposal of heavy metals due to their highly concentrated accumulation in small volumes.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigenThere are now various possibilities for advantageously designing and developing the teaching of the present invention. For this purpose, reference is made to the subordinate claims, on the one hand, and to the following explanation of two preferred exemplary embodiments of the method according to the invention with reference to the drawing. In connection with the explanation of the preferred exemplary embodiments with reference to the drawing, generally preferred refinements and developments of the teaching are also explained. Show in the drawing
Fig. 1 in einem schematischen Diagramm ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Reinigung von Gas undFig. 1 is a schematic diagram of a first embodiment of the method for purifying gas and
Fig. 2 ein schematisches Diagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Reinigung von Gas.Fig. 2 is a schematic diagram of a second embodiment of the method for purifying gas according to the invention.
Fig. 3 zeigt ein schematisches Diagramm zur Gasfeinreinigung.3 shows a schematic diagram for gas purification.
Fig. 1 zeigt in einem schematischen Diagramm das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Reinigung von Gas 1. Das im Gaserzeuger entstehende Gas 1 wird nach dessen Erzeugung im Gaserzeuger zur Feststoffentfernung unter einstellbaren physikalischen Bedingungen durch einen Zyklon 2 geführt. Die physikalischen Bedingungen im Zyklon 2 werden auf das zu reinigende Gas abgestimmt. Die Rohrleitungsverbindungen vom Gaserzeuger bis zum Zyklon 2 sind sehr gut isoliert und aus hitzebeständigem Material ausgeführt. Darüber hinaus sind die Rohrleitungsdimensionen so gewählt, dass hohe Fließgeschwindigkeiten erzeugt werden und der Druckverlust des Gases 1 im Hinblick auf das nachgeschaltete Verfahren optimiert wird. Dem Zyklon 2 ist der Wärmetauscher 3 so nachgeordnet, dass das Gas 1 nach Verlassen des Zyklons 2 in den Wärmetauscher 3 eintritt.1 shows a schematic diagram of the first exemplary embodiment of the method for purifying gas 1 according to the invention. After its generation in the gas generator, the gas 1 which is generated in the gas generator is removed through a cyclone 2 to remove solids under adjustable physical conditions. The physical conditions in Cyclone 2 are matched to the gas to be cleaned. The pipe connections from the gas generator to the cyclone 2 are very well insulated and made of heat-resistant material. In addition, the pipe dimensions are selected so that high flow velocities are generated and the pressure loss of the gas 1 is optimized with regard to the downstream process. The heat exchanger 3 is arranged downstream of the cyclone 2 in such a way that the gas 1 enters the heat exchanger 3 after leaving the cyclone 2.
Das heiße Gas 1 mit einer Temperatur zwischen 700° C und 900° C wird in dem Wärmetauscher 3 schlagartig auf etwa 300° C abgekühlt. Dies erfolgt, indem das Gas 1 durch ein Rohrbündel dünner Rohre geleitet wird. Der Wärmetauscher 3 ist als „Transfer-Line-Exchanger" ausgeführt. Durch hohe Geschwindigkeiten in den Einzelrohren werden hohe Turbulenzen erzeugt, so dass große Wärmeübertragungsraten erzeugt werden. Sekundärseitig wird Dampf erzeugt.The hot gas 1 with a temperature between 700 ° C and 900 ° C is suddenly cooled to about 300 ° C in the heat exchanger 3. This is done by passing the gas 1 through a tube bundle of thin tubes. The heat exchanger 3 is designed as a “transfer line exchanger”. High speeds in the individual tubes generate high turbulence, so that high heat transfer rates are generated. Steam is generated on the secondary side.
Das im Wärmetauscher 3 abgekühlte Gas 1 tritt unmittelbar nach Verlassen des Wärmetauschers 3 in den Venturi-Wäscher 4 ein und wird im direkten Kontakt mit eingespritztem Waschwasser aufgesättigt und dadurch erneut schlagartig auf ca. 75° C abgekühlt. Das Gas 1 wird dabei in ein trichterförmiges Rohr 5 eingeleitet, dem zur Erzeugung eines verwirbelten Wasserbades Wasser tangential zugeführt wird. Das Wasser wird durch eine als Ringspalt 6 ausgebildete engste Stelle des trichterförmigen Rohrs 5 geführt und dabei durch Geschwindigkeitserhöhung in feinste Tröpfchen zerstäubt.The gas 1 cooled in the heat exchanger 3 enters the venturi scrubber 4 immediately after leaving the heat exchanger 3 and is saturated in direct contact with injected washing water and thereby suddenly cooled again to approx. 75 ° C. The gas 1 is introduced into a funnel-shaped tube 5, to which water is supplied tangentially to produce a swirling water bath. The water is passed through a narrowest point of the funnel-shaped tube 5, which is designed as an annular gap 6 and is atomized into extremely fine droplets by increasing the speed.
Hierbei werden alle hochsiedenden Kohlenwasserstoffe auskondensiert sowie restliche feine Ascheteilchen abgeschieden. Der pH-Wert des Wassers wird auf ca. 5 bis 6 eingestellt. Die Einstellung erfolgt durch Eindosieren von Schwefelsäure. Der im Gas 1 enthaltene Ammoniak wird vollkommen absorbiert.All high-boiling hydrocarbons are condensed out and the remaining fine ash particles are separated. The pH of the water is adjusted to approximately 5 to 6. The setting is made by metering in sulfuric acid. The ammonia contained in gas 1 is completely absorbed.
Das aufgesättigte und teilweise gereinigte Gas 1 tritt in einen Tropfenabscheider 7 ein. Das Gas 1 wird von unten nach oben durch den Tropfenabscheider 7 geführt und durch Leitbleche Fliehkräften so ausgesetzt, dass schadstoffbehaftete Flüssigkeitstropfen an der Außenwand des Tropfenabscheiders 7 abgelagert werden. Die abgelagerte Flüssigkeit wird einem Umlaufbehälter 8 zugeführt. Aus dem Umlaufbehälter 8 wird dem Venturi-Wäscher 4 ein Teilstrom der Flüssigkeit zugeführt. Ein zweiter Teilstrom wird einer Ausfälleinrichtung und einem Abscheidungsbecken 14 zugeführt.The saturated and partially cleaned gas 1 enters a droplet separator 7. The gas 1 is guided from bottom to top through the droplet separator 7 and is subjected to centrifugal forces by guide plates in such a way that liquid droplets containing pollutants are deposited on the outer wall of the droplet separator 7. The deposited liquid is fed to a circulation container 8. A partial flow of the liquid is fed to the venturi scrubber 4 from the circulation tank 8. On second partial flow is fed to a failure device and a separation basin 14.
Das Gas 1 tritt aus dem Tropfenabscheider 7 in den zylindrischen Körper 9 ein, der als Waschkolonne ausgebildet ist. Das Gas 1 wird tangential in den zylindrischen Körper 9 eingeleitet. Hierdurch entstehen Fliehkräfte, die noch im Gas 1 befindliche größere Partikel abscheiden. Das Gas 1 strömt im Gegenstrom mit Umlaufwasser durch den zylindrischen Körper 9. Der pH-Wert des Umlaufwassers wird durch Ein- dosierung von Natronlauge auf ca. 8 bis 9 eingestellt. Hierdurch erfolgt die Absorption von im Gas enthaltenen sauren Bestandteilen.The gas 1 enters the droplet separator 7 into the cylindrical body 9, which is designed as a washing column. The gas 1 is introduced tangentially into the cylindrical body 9. This creates centrifugal forces that separate larger particles still in gas 1. The gas 1 flows in countercurrent with circulating water through the cylindrical body 9. The pH of the circulating water is adjusted to approximately 8 to 9 by metering in sodium hydroxide solution. As a result, acidic components contained in the gas are absorbed.
Das Gas 1 wird von unten nach oben so im Gegenstrom mit dem Umlaufwasser durch den zylindrischen Körper 9 geführt, dass ein hochturbulentes Wasserwirbelbett entsteht. Das Gas 1 wird durch übereinander angeordnete Leitblechkränze 10 geführt. Abzuscheidende Schadstoffe werden an das Umlaufwasser gebunden und laufen zusammen mit den Tröpfchen an der Wandung des zylindrischen Körpers 9 ab.The gas 1 is guided from bottom to top in countercurrent with the circulating water through the cylindrical body 9 in such a way that a highly turbulent water fluidized bed is formed. The gas 1 is passed through baffles 10 arranged one above the other. Pollutants to be separated are bound to the circulating water and run off together with the droplets on the wall of the cylindrical body 9.
Vor Verlassen des zylindrischen Körpers 9 wird das Gas 1 durch übereinander angeordnete Schaufelkränze stark beschleunigt, wodurch restliche kleine Tropfen abgeschieden werden. Das abgeschiedene Wasser wird über einen Konus mit eingebauter Wirbelbremse geführt.Before leaving the cylindrical body 9, the gas 1 is greatly accelerated by stacked vane rings, whereby remaining small drops are separated. The separated water is led over a cone with a built-in vortex brake.
Das abgeschiedene Wasser wird in einem Umlaufbehälter 11 gesammelt und mengengeregelt Waschwasserkühlern 12 zugeführt. Das Wasser wird dem Gas 1 nach Kühlung auf etwa 40° C am Kopf des zylindrischen Körpers 9 erneut zugeführt. Des Weiteren wird ein Überschuss des Wassers aus dem Umlaufbehälter 11 dem Umlaufbehälter 8 mengengeregelt zugeführt, so dass das Wasser im Venturi-Wäscher 4 erneut verwendet werden kann.The separated water is collected in a circulation tank 11 and fed to washing water coolers 12 in a quantity-controlled manner. The water is fed to the gas 1 again after cooling to about 40 ° C. at the top of the cylindrical body 9. Furthermore, an excess of the water from the circulation tank 11 is fed to the circulation tank 8 in a quantity-controlled manner, so that the water in the venturi scrubber 4 can be used again.
Im umlaufenden Wasser des Venturi-Wäschers 4 konzentrieren sich auskondensierte Teere und Restaschebestandteile auf. Durch den insgesamt bei der Gasabkühlung auftretenden Wasserüberschuss wird aus dem Kreislauf des Venturi-Wäschers standgeregelt ein Abwasserstrom abgeführt. Dieser Strom wird über ein rückspülbares Filtersystem geführt. Hierbei werden feste Bestandteile und Teere abgeschieden. Bei erhöhtem Druckanstieg erfolgt über einen Filter die automatische Rückspülung zu einem Hydrozyklon 13. Die dort abgeschiedenen festen Bestandteile werden über ein Doppelklappensystem einem Abscheidungsbecken 14 zugeführt. Der Abwasserstrom wird in den Abscheidebehälter 15 geleitet, wo eine Abtrennung von flüssigen Kohlenwasserstoffen erfolgt. Das verbleibende Abwasser wird in die Kanalisation zur Abwasseranlage abgegeben.Condensed tars and residual ash components are concentrated in the circulating water of the Venturi scrubber 4. Due to the excess water that occurs during gas cooling, a wastewater flow is discharged from the circuit of the Venturi scrubber in a level-controlled manner. This stream is fed through a backwashable filter system. This involves solid components and tars deposited. When the pressure rises, the filter automatically backflushes to a hydrocyclone 13. The solid components separated there are fed to a separation basin 14 via a double-valve system. The waste water stream is passed into the separating tank 15, where liquid hydrocarbons are separated. The remaining waste water is discharged into the sewage system to the waste water system.
Im zylindrischen Körper 9 kondensiert der überschüssige Wasseranteil des Gases 1 aus. Das Gas 1 veriässt mit ca. 40° C nach Kühlung durch das umlaufende Wasser den zylindrischen Körper 9 an dessen Kopf. Das gereinigte Gas 1 ist frei von Teeren, sauren und alkalischen Bestandteilen und besteht im Wesentlichen nur noch aus Wasserstoff, Methan, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid. Das Gas wird direkt Gasturbinen, Gasmotoren oder Hochtemperaturbrennstoffzellen zugeführt. Ein Teil des Gases 1 wird zur Beheizung von Brennern verwendet.The excess water portion of the gas 1 condenses out in the cylindrical body 9. The gas 1 leaves the cylindrical body 9 at its head at about 40 ° C. after cooling by the circulating water. The cleaned gas 1 is free from tars, acidic and alkaline constituents and essentially consists only of hydrogen, methane, carbon monoxide and carbon dioxide. The gas is fed directly to gas turbines, gas engines or high-temperature fuel cells. Part of the gas 1 is used to heat burners.
Fig. 2 zeigt schematisch ein Diagramm des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Reinigung von Gas 1.2 schematically shows a diagram of the second exemplary embodiment of the method according to the invention for purifying gas 1.
Um Wiederholungen bezüglich der Verfahrensschritte im Zyklon 2 und Wärmetauscher 3 zu vermeiden, sei auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen.In order to avoid repetitions regarding the process steps in the cyclone 2 and heat exchanger 3, reference is made to the description of FIG. 1.
Das Gas 1 wird über den Venturi-Wäscher 4 und den Tropfenabscheider 7 gewaschen. Das Waschwasser wird leicht sauer gehalten, wobei ein pH-Wert von 5 bis 6 durch Zugabe von Schwefelsäure eingestellt wird. Hierbei erfolgt eine Abkühlung des Gases 1 durch Aufsättigung mit Flüssigkeit und Ammoniak wird vollständig absorbiert. Darüber hinaus werden Feststoffe ausgetragen.The gas 1 is washed via the Venturi scrubber 4 and the droplet separator 7. The wash water is kept slightly acidic, with a pH of 5 to 6 being adjusted by adding sulfuric acid. The gas 1 is cooled by saturation with liquid and ammonia is completely absorbed. Solids are also discharged.
Danach tritt das Gas 1 in den zylindrischen Körper 9 ein. Im zylindrischen Körper 9 erfolgt die Auskondensation von im Venturi-Wäscher 4 verdampftem Wasser. Das auskondensierte Wasser wird zum Waschkreislauf des Venturi-Wäschers 4 und Tropfenabscheiders 7 zurückgeführt.Thereafter, the gas 1 enters the cylindrical body 9. The condensation of water evaporated in the venturi scrubber 4 takes place in the cylindrical body 9. The condensed water is returned to the washing circuit of the Venturi scrubber 4 and droplet separator 7.
Im zylindrischen Körper 9 fällt bei der Auskondensation eine leichte Kohlenwasserstofffraktion an. Die Kohlenwasserstofffraktion wird zum Venturi-Wäscher 4 zurück- geführt, wodurch eine erhöhte Konzentration an leichten Kohlenwasserstoffen im Gasstrom zwischen Venturi-Wäscher 4 und zylindrischem Körper 9 entsteht.A slight hydrocarbon fraction occurs in the cylindrical body 9 during the condensation. The hydrocarbon fraction is returned to the Venturi scrubber 4. led, whereby an increased concentration of light hydrocarbons in the gas stream between Venturi scrubber 4 and cylindrical body 9 is formed.
Die leichten Kohlenwasserstoffe wirken extraktiv auf die im Gas 1 enthaltenen Teere und waschen die Teere sowohl im Waschkreislauf des Venturi-Wäschers 4 bzw. Tropfenabscheiders 7 als auch im Waschkreislauf des zylindrischen Körpers 9 aus.The light hydrocarbons have an extractive effect on the tars contained in the gas 1 and wash the tars both in the washing circuit of the Venturi scrubber 4 or droplet separator 7 and in the washing circuit of the cylindrical body 9.
Das Gas 1 veriässt an seinem Taupunkt den zylindrischen Körper 9. Hier befindet sich noch Schwefelwasserstoff im Gas 1. Die Entfernung des Schwefelwasserstoffs erfolgt in einem Blasenapparat 16. Im Blasenapparat 16 wird ein leicht alkalischer Wasservorrat umgepumpt. Die Justierung des pH-Wertes erfolgt durch Zudosierung von Lauge zum umgepumpten Wasser. Der Überschuss des umgepumpten Wassers wird zum Abscheidebehälter 15 geführt.The gas 1 leaves the cylindrical body 9 at its dew point. Here there is still hydrogen sulfide in the gas 1. The hydrogen sulfide is removed in a bubble device 16. A slightly alkaline water supply is pumped around in the bubble device 16. The pH value is adjusted by adding lye to the pumped water. The excess of the pumped water is led to the separating tank 15.
Das Gas 1 strömt vom Blasenapparat 16 durch einen weiteren Behälter 17, der eine Wasservorlage mit einem Deionat enthält. Der Behälter 17 hält eventuell mitgerissene Laugetröpfchen zurück. Das Gas 1 veriässt den Behälter 17 und ist von allen Störstoffen befreit.The gas 1 flows from the bladder 16 through a further container 17, which contains a water reservoir with a deionized water. The container 17 holds back entrained lye droplets. The gas 1 leaves the container 17 and is free of all contaminants.
Fig. 3 zeigt schematisch ein Diagramm zur Gasfeinreinigung, die den bereits erläuterten Verfahrensschritten nachgeordnet wird.3 schematically shows a diagram for gas purification, which is subordinated to the method steps already explained.
Nach Beendigung des Waschkreislaufs durch den zylindrischen Körper 9 ist das Gas 1 wassergesättigt.After completion of the washing cycle through the cylindrical body 9, the gas 1 is saturated with water.
Das Gas 1 wird in einem vierten Schritt durch eine Kälteanlage 18 auf ca. 5° C bis 15° C abgekühlt. Die Kälteanlage 18 wird mit Wärmeenergie aus dem Prozess betrieben, so dass keine Fremdenergie eingesetzt werden muss.In a fourth step, the gas 1 is cooled to about 5 ° C. to 15 ° C. by a refrigeration system 18. The refrigeration system 18 is operated with thermal energy from the process, so that no external energy has to be used.
Im abgekühlten Gasstrom kondensiert ein bestimmter Wasseranteil aus und gelangt zusammen mit den auskondensierten Kohlenwasserstoffen und sonstigen kondensierten Verbindungen in den Abscheidebehälter 19. Der auskondensierte flüssige Anteil wird in den Abscheidebehälter 15 geleitet. Das abgekühlte, fein gereinigte Gas wird im Kühler 20 wieder angewärmt und steht zur Verwendung in Brennern, Gasmotoren oder sonstigen Energieerzeugungseinrichtungen zur Verfügung.A certain proportion of water condenses out in the cooled gas stream and, together with the condensed hydrocarbons and other condensed compounds, reaches the separating tank 19. The condensed liquid portion is passed into the separating tank 15. The cooled, finely cleaned gas is reheated in the cooler 20 and is available for use in burners, gas engines or other energy generation devices.
Das fein gereinigte Gas 1 ist frei von Störstoffen und Teeren und ermöglicht hohe Betriebszeiten und einen geringen Wartungsaufwand der Gasmotoren.The finely cleaned gas 1 is free from contaminants and tars and enables long operating times and low maintenance of the gas engines.
Abschließend sei hervorgehoben, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele die beanspruchte Lehre erörtern, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken. Finally, it should be emphasized that the exemplary embodiments described above discuss the claimed teaching, but do not restrict it to the exemplary embodiments.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren zur Reinigung von Gas (1), insbesondere von Prozessgas aus allothermen Vergasungsverfahren, wobei das Gas (1) in aufeinanderfolgenden Schritten abgekühlt wird und in den einzelnen Schritten Schadstoffe aus dem Gas (1) durch Auskondensieren und in mindestens einem Schritt Schadstoffe zusätzlich chemisch aus dem Gas (1) entfernt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Gas (1) nach dessen Erzeugung zur Feststoffentfernung unter einstellbaren physikalischen Bedingungen durch einen Zyklon (2) geführt und unmittelbar nacheinander durch einen mit dem Zyklon (2) gekoppelten Wärmetauscher (3) und durch beim Durchlaufen eines verwirbelten Flüssigkeitsbades erzeugte fein versprühte Flüssigkeitströpfchen jeweils schlagartig abgekühlt wird.1. A method for purifying gas (1), in particular process gas from allothermal gasification processes, the gas (1) being cooled in successive steps and pollutants from the gas (1) in the individual steps by condensation and pollutants additionally in at least one step are removed chemically from the gas (1), characterized in that the gas (1), after its generation, removes solids under adjustable physical conditions through a cyclone (2) and immediately one after the other through a heat exchanger (3) coupled to the cyclone (2) and is suddenly abruptly cooled by finely sprayed liquid droplets generated when passing through a swirling liquid bath.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1 ) auf die Kondensationstemperaturen ausgewählter Gasbestandteile abgekühlt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the gas (1) is cooled to the condensation temperatures of selected gas components.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1) im ersten Schritt durch einen Rohrbündelwärmetauscher abgekühlt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the gas (1) is cooled in the first step by a shell-and-tube heat exchanger.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1) im ersten Schritt von ca. 800° C auf etwa 310° C abgekühlt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the gas (1) is cooled in the first step from about 800 ° C to about 310 ° C.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1) im zweiten Kühlungsschritt in ein trichterförmiges Rohr (5) eingeleitet wird und die Flüssigkeit zur Erzeugung einer rotierenden Flüssigkeit tangential zugeführt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the gas (1) in the second cooling step is introduced into a funnel-shaped tube (5) and the liquid is fed tangentially to produce a rotating liquid.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit durch eine als Ringspalt (6) ausgebildete engste Stelle des trichterförmigen Rohrs (5) geführt und dabei durch Geschwindigkeitserhöhung in feinste Tröpfchen zerstäubt wird. 6. The method according to claim 5, characterized in that the liquid through an annular gap (6) formed the narrowest point of the funnel-shaped tube (5) and is atomized into fine droplets by increasing the speed.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitserhöhung und der Druckverlust des Gases (1) am Ringspalt (6) durch vertikale Verstellung des trichterförmigen Rohrkörpers durch den Druckverlust automatisch an die Gasmenge angepasst werden.7. The method according to claim 6, characterized in that the increase in speed and the pressure loss of the gas (1) at the annular gap (6) by vertical adjustment of the funnel-shaped tubular body by the pressure loss are automatically adjusted to the amount of gas.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1) durch einen Venturi-Wäscher (4) geführt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the gas (1) is passed through a Venturi scrubber (4).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1) im zweiten Schritt von ca. 310° C auf etwa 75° C gekühlt wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the gas (1) is cooled in the second step from about 310 ° C to about 75 ° C.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert der Flüssigkeit in Abhängigkeit der auszufällenden Schadstoffe eingestellt wird.10. The method according to any one of claims 5 to 9, characterized in that the pH of the liquid is adjusted depending on the pollutants to be precipitated.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass saure Flüssigkeit, vorzugsweise mit einem pH-Wert von etwa 5 oder 6, verwendet wird.11. The method according to any one of claims 5 to 10, characterized in that acidic liquid, preferably with a pH of about 5 or 6, is used.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeit Schwefelsäure zum Ausfällen von Ammoniak beigemengt wird.12. The method according to any one of claims 5 to 11, characterized in that the liquid sulfuric acid is added to precipitate ammonia.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1) durch einen Tropfenabscheider (7) geführt wird.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the gas (1) is passed through a droplet separator (7).
14. Verfahren nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1) von unten nach oben geführt und durch Leitbleche Fliehkräften ausgesetzt wird, so dass schadstoffbehaftete Flüssigkeitstropfen an der Außenwand des Tropfenabscheiders (7) abgelagert werden.14. The method according to claim 13, characterized in that the gas (1) is guided from the bottom upwards and is subjected to centrifugal forces by baffles, so that liquid droplets containing pollutants are deposited on the outer wall of the droplet separator (7).
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit einem Umlaufbehälter (8) zugeführt wird. 15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the liquid is fed to a circulation container (8).
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Teilstrom der Flüssigkeit dem trichterförmigen Rohr (5) oder gegebenenfalls einem Venturi-Wäscher (4) zugeführt wird.16. The method according to any one of claims 5 to 15, characterized in that a first partial flow of the liquid is fed to the funnel-shaped tube (5) or, if appropriate, to a venturi scrubber (4).
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilstrom einer Ausfälleinrichtung und einem Abscheidungsbecken (14) zugeführt wird.17. The method according to claim 16, characterized in that the second partial flow of a failure device and a separation basin (14) is fed.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1) in einem dritten Schritt durch Flüssigkeit gekühlt wird.18. The method according to any one of claims 1 to 17, characterized in that the gas (1) is cooled by liquid in a third step.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1) durch ein verwirbeltes Flüssigkeitsbad geführt wird.19. The method according to claim 18, characterized in that the gas (1) is passed through a swirled liquid bath.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1) von ca. 75° C auf etwa 40° C gekühlt wird.20. The method according to claim 18 or 19, characterized in that the gas (1) is cooled from about 75 ° C to about 40 ° C.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert der Flüssigkeit in Abhängigkeit der auszufällenden Schadstoffe geregelt wird.21. The method according to any one of claims 18 to 20, characterized in that the pH of the liquid is regulated depending on the pollutants to be precipitated.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass alkalische Flüssigkeit, vorzugsweise mit einem pH-Wert von etwa 8 oder 9, verwendet wird.22. The method according to any one of claims 18 to 21, characterized in that alkaline liquid, preferably with a pH of about 8 or 9, is used.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeit Natronlauge zur Absorption saurer Bestandteile beigemengt wird.23. The method according to any one of claims 18 to 22, characterized in that the liquid sodium hydroxide solution is added to absorb acidic components.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1) tangential in einen zylindrischen Körper (9) eingeleitet wird.24. The method according to any one of claims 18 to 23, characterized in that the gas (1) is introduced tangentially into a cylindrical body (9).
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1) von unten nach oben so im Gegenstrom mit der Flüssigkeit durch den zylindrischen Körper (9) geführt wird, dass ein hochturbulentes Flüssigkeitswirbelbett entsteht. 25. The method according to claim 24, characterized in that the gas (1) is guided from bottom to top in countercurrent with the liquid through the cylindrical body (9) that a highly turbulent fluidized bed is formed.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1) durch übereinander angeordnete Leitblechkränze (10) geführt wird.26. The method according to claim 25, characterized in that the gas (1) is guided through baffles (10) arranged one above the other.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1) durch übereinander angeordnete Schaufelkränze vor Verlassen des zylindrischen Körpers (9) stark beschleunigt wird.27. The method according to claim 26, characterized in that the gas (1) is greatly accelerated by stacked vane rings before leaving the cylindrical body (9).
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass abgeschiedene Flüssigkeit über einen Konus mit eingebauter Wirbelbremse geführt wird.28. The method according to claim 27, characterized in that separated liquid is guided over a cone with a built-in vortex brake.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in einem Umlaufbehälter (11) gesammelt und mengengeregelt Waschflüssigkeitskühlern (12) zugeführt wird.29. The method according to any one of claims 25 to 28, characterized in that the liquid is collected in a circulation container (11) and quantity-controlled washing liquid coolers (12) are supplied.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit nach Kühlung dem Gas (1) am Kopf des zylindrischen Körpers (9) erneut zugeführt wird.30. The method according to claim 29, characterized in that the liquid after cooling the gas (1) at the head of the cylindrical body (9) is fed again.
31. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30 dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit auf etwa 40° C gekühlt wird.31. The method according to claim 29 or 30, characterized in that the liquid is cooled to about 40 ° C.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsüberschuss aus dem Umlaufbehälter (11) einem für den zweiten Kühlungsschritt verwendeten Umlaufbehälter (8) standgeregelt zugeführt wird.32. The method according to any one of claims 29 to 31, characterized in that the excess liquid from the circulation container (11) is supplied to a circulation container (8) used for the second cooling step in a level-controlled manner.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass dem Umlaufbehälter (11) durch den Flüssigkeitsüberschuss leichte Kohlenwasserstoffe zugeführt und so die Konzentration an leichten Kohlenwasserstoffen und Aromaten im Umlaufbehälter (11 ) erhöht wird.33. The method as claimed in claim 32, characterized in that light hydrocarbons are supplied to the circulation container (11) through the excess liquid and so the concentration of light hydrocarbons and aromatics in the circulation container (11) is increased.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Flüssigkeit enthaltenen leichten Kohlenwasserstoffe und Aromate als Extraktionsmittel für im Gas (1) enthaltene Schadstoffe verwendet werden. 34. The method according to claim 33, characterized in that the light hydrocarbons and aromatics contained in the liquid are used as extractants for pollutants contained in the gas (1).
35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Extraktionsmittel für im Gas (1) enthaltene Teere verwendet wird.35. The method according to claim 34, characterized in that the extractant is used for tars contained in the gas (1).
36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass als zusätzliches Extraktionsmittel Dieselöl verwendet wird.36. The method according to claim 35, characterized in that diesel oil is used as an additional extractant.
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1) den zylindrischen Körper (9) bei dessen Taupunkt verläßt.37. The method according to any one of claims 26 to 36, characterized in that the gas (1) leaves the cylindrical body (9) at its dew point.
38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1) einem Blasenapparat (16) zugeführt wird, in dem ein alkalischer Flüssigkeitsvorrat zum Auswaschen des Gases (1) umgepumpt wird.38. The method according to claim 37, characterized in that the gas (1) is fed to a bladder apparatus (16) in which an alkaline liquid supply for washing out the gas (1) is pumped around.
39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1) aus dem Blasenapparat (16) durch einen Behälter (17) mit einer ein Deionat enthaltenden Flüssigkeitsvorlage geführt wird.39. The method according to claim 38, characterized in that the gas (1) from the bladder apparatus (16) through a container (17) with a liquid containing a deionized liquid is passed.
40. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1) in einem vierten Schritt mit einer Kälteanlage (18) abgekühlt wird.40. The method according to any one of claims 20 to 39, characterized in that the gas (1) is cooled in a fourth step with a refrigeration system (18).
41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (1 ) auf ca. 5° C bis 15° C abgekühlt wird.41. The method according to claim 40, characterized in that the gas (1) is cooled to approximately 5 ° C to 15 ° C.
42. Verfahren nach Anspruch 40 oder 41 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kälteanlage (18) zur Kühlung des Gases (1) mit aus dem vorgeschalteten Verfahren gewonnener Wärmeenergie betrieben wird.42. The method according to claim 40 or 41, characterized in that the refrigeration system (18) for cooling the gas (1) is operated with thermal energy obtained from the preceding method.
43. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass das gereinigte Gas (1) zur Crackung von Dioxinen und Furanen einem Festbett zugeführt wird.43. The method according to any one of claims 1 to 42, characterized in that the cleaned gas (1) for cracking dioxins and furans is fed to a fixed bed.
44. Verfahren nach einem der Ansprüche 43, dadurch gekennzeichnet, das die Temperatur des Gases (1) über dessen Taupunkt angehoben wird. 44. The method according to any one of claims 43, characterized in that the temperature of the gas (1) is raised above its dew point.
45. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Umlauf behältern (8, 11) aufgenommene Wärmeenergie über Wärmetauscher als Brauchwärme genutzt wird.45. The method according to any one of claims 17 to 44, characterized in that the heat energy absorbed in the circulation containers (8, 11) is used as heat via heat exchangers.
46. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass den Umlaufbehältern (8, 11) katalytische Materialien zugegeben werden.46. The method according to any one of claims 17 to 45, characterized in that the circulation containers (8, 11) are added catalytic materials.
47. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Umlaufbehältern (8, 11) aufgenommenen Bestandteile über Filtrationsanlagen, insbesondere Ultrafiltrationsanlagen, abgetrennt werden.47. The method according to any one of claims 11 to 46, characterized in that the components accommodated in the circulation containers (8, 11) are separated off via filtration systems, in particular ultrafiltration systems.
48. Verfahren nach einem der Ansprüche 45 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass Schwermetalle aus Restschlämmen aufgefangen und unter Nutzung von Brauchwärme in Filterpressverfahren auf ein geringes Restvolumen aufkonzentriert werden. 48. The method according to any one of claims 45 to 47, characterized in that heavy metals are collected from residual sludge and are concentrated to a small residual volume using used heat in filter press processes.
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