NL8300020A - Werkwijze voor het verwijderen van zure gassen uit een heet stoomhoudend gasmengsel. - Google Patents

Description

ίκ - Jt» * VO 4030 1 4 .

Werkwijze voor het verwijderen van zure gassen uit een heet stoomhoudend gasmengsel.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een verbetering in werkwijzen voor het verwijderen van zure gassen zoals en R^S uit hete stoomhoudende gasmengsels.

Het industriële belang van werkwijzen voor het wassen 5 van gassen waarbij de grootste hoeveelheid zure gassen, in het bijzonder CO2 en ^S, wordt verwijderd uit verscheidene ruwe gasmengsels, stijgt gestaag. Naarmate de behoefte aan synthetische brandstoffen en synthetische gassen, afgeleid van brandstofbronnen zoals aardgas, olie en kolen, toeneemt, bestaat een steeds verder toenemende behoefte aan ef-10 ficiënte werkwijzen voor het verwijderen van CO^ en/of uit de ruwe gasmengsels die gevormd worden. Zo wordt bijvoorbeeld in de reformering van aardgas voor de bereiding van waterstof ten behoeve van de ammoniak-synthese of hydrogeneringsreacties, een ruw gas geproduceerd dat gewoonlijk 16 tot 20 droge molprocent CC^ bevat, dat volledig moet worden 15 verwijderd voor de ammoniaksynthesetrap. Evenzo wordt in de bereiding van synthetisch methaan uit nafta, brandstofolie of kolen, het uitgangsmateriaal onderworpen aan een reformering of partiële oxydatie, waarbij een ruw gas wordt geproduceerd dat bijvoorbeeld 20% tot zelfs wel 50% CO2 bevat, samen met kleinere hoeveelheden H2S wanneer een zwavelhoudend 20 uitgangsmateriaal is toegepast.

De met dergelijke werkwijzen als reformering met stoom en partiële oxydatie geproduceerde, zure gassen houdende mengsels, bevinden zich op hogere temperaturen (en gewoonlijk op hogere drukken) en bevatten grote hoeveelheden stoom. Een goed thermisch rendement ver-25 eist een efficiënt terugwinnen en gebruiken van de warmtelnhoud van dergelijke ruwe gassen. In dit verband is de mate waarin een dergelijke warmtelnhoud efficiënt kan worden gebruikt om te voorzien in de energie die vereist is voor het verwijderen van de grote hoeveelheden zure gassen die zij bevatten, een zeer significante factor bij het bepalen van 30 het totale energierendement van het systeem.

In de moderne praktijk omvat de meest verbreid toegepaste werkwijze voor de verwijdering van de massa van CC>2 en R^S uit dergelijke gasmengsels het wassen van het gas met waterige basische was- 8300020 * > 2 oplossingen. De wasoplossing wordt continu gerecirculeerd tussen een absorptietrap, waarin de zure gassen worden geabsorbeerd, en een rege-neratietrap, waarin de zure gassen uit de oplossing worden geresorbeerd door strippen met stoom. Voor de meeste toepassingen wordt bij efficiënte 5 types van dergelijke cyclische processen gebruik gemaakt van een nagenoeg isothermale absorptie en regeneratiecyclus, dat wil zeggen de absorptie- en regeneratietrappen worden bij of dicht bij dezelfde temperatuur uitgevoerd, bijvoorbeeld een temperatuur in de buurt van de atmosferische kooktemperatuur van de wasoplossing. Door eliminatie van de 10 verhitting en afkoeling die vereist zijn bij niet-isothermale werkwijzen, worden de warmteverliezen sterk verminderd.

In al dergelijke werkwijzen, of ze nu isothermaal of niet-isothermaal zijn, is de belangrijkste energievereiste in de werkwijze gelegen in de stripstoom waarmede de oplossing wordt gerege— - 15 nereerd, en het is derhalve zeer wenselijk dat de regeneratie-warmte-vereisten worden verminderd en/of een dergelijke regeneratiewarmte wordt verkregen uit warmtebronnen die geen of weinig bruikbaarheid voor andere doeleinden hebben.

Voor achtergrond over CO 2 ~verwij deringssysternen wordt 20 verwezen naar de Amerikaanse octrooischriften 3.101.996; 3.288.557; 3.714.327; 3.823.222; 4.160.810; 4.198.378; 3.962.404; 4.073.863; en de twee artikelen, gepresenteerd bij het American Institute of Chemical Engineers, 72nd Annual Meeting, November 25 - 29, (1979) door Crabs et al "Energy Savings for Carbon Dioxide Removal Systems", en door Stokes, 25 J., "The Economics of CO^ Removal in Ammonia Plants". De onderhavige uitvinding wordt in deze publicaties echter niet geopenbaard.

In een aspect van de onderhavige uitvinding wordt een verbetering verschaft in een cyclisch proces voor het verwijderen van zure gassen uit een stroomtoevoergas, omvattende een heet, stoomhou-30 dend gasmengsel, door middel van een waterige basische wasoplossing, die continu gerecirculeerd wordt tussen een absorber waarin de gassen door de wasoplossing worden geabsorbeerd en een regeneratortrap, waarin de zure gassen door strippen met stoom worden gedesorbeerd. Voordat het hete stoomhoudende gasmengsel de absorber van het cyclische processchema 35 binnentreedt, is tenminste een deel van het stoomgehalte daarin gecondenseerd en van het gasmengsel afgescheiden onder vorming van een pro- 8300020 3

'd X

cescondensaat met daarin opgeloste gasvormige verontreinigingen. De verbetering in deze werkwijze omvat: (a) het onderwerpen van het genoemde procescondensaat aan een druk, die lager is dan de druk waarbij de regeneratie van de 5 wasoplossing plaatsvindt; (b) het vervolgens verwarmen van het procescondensaat, dat verkregen is in en de druk heeft van trap (a) met tenminste één fluïdum met een temperatuur die voldoende is voor het koken en strippen van het procescondensaat van tenminste een deel van de daarin opgeloste 10 gasvormige verontreinigingen, en cm een dampvormig mengsel te verkrijgen dat stoom en de gestripte gasvormige verontreinigingen omvat; (c) het afscheiden van het dampvormige mengsel van trap (b) van het gestripte procescondensaat en het comprimeren van het darnp-vormige mengsel tot op een druk die tenminste gelijk is aan de-druk 15 waarbij het regenereren van de wasoplossing plaatsvindt; en (d) het inleiden van het gecomprimeerde dampvormige mengsel in de regenerator om bij te dragen aan de genoemde stripbe-handeling met stoom.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt de druk van de 20 procescondensaatstripper op een betrekkelijk laag niveau gehouden waardoor de temperaturen in de bodemvloeistof van de stripper worden verlaagd. Deze verlaging van de temperatuur van de stripperbodemvloeistof maakt mogelijk dat voor het strippen een warmtebron van zeer laag niveau wordt gebruikt. De over de top van de stripper afgevoerde dampen 25 worden daarna gecomprimeerd en bij de resulterende verhoogde druk naar de regeneratietrap gevoerd waar de gecomprimeerde dampen als aanvullende stripstoom voor het regenereren van de wasoplossing dienst doen. De onderhavige uitvinding maakt het derhalve mogelijk om extra warmte van laag niveau (die anders typerend verloren zou gaan) terug te winnen, 30 te gebruiken voor het zuiveren van het procescondensaat, en tegelijkertijd de over de top afgevoerde stoom uit de procescondensaatstripper voor regeneratie te gebruiken. Hoewel de middelen waarmede de stoom wordt gecomprimeerd, wat energie gebruiken, is dat veel minder dan de energie die zij besparen. De zuivering van het procescondensaat maakt 35 zijn economisch gebruik als voedingswater voor de boiler in hoge temperatuur, hoge-druk-boilers mogelijk, of ook zijn af voer in de omgeving 8300020 £ fc 4 met minder nadelige ecologische gevolgen dan niet-gestript procescondensaat.

In een ander aspect van de onderhavige uitvinding wordt , het toevoergas ook gekoeld voordat het de absorber binnentreedt, om 5 stoom te condenseren, waarbij het procescondensaat wordt gevormd dat daarna volgens de in bovenstaande uitvoeringsvorm beschreven werkwijze wordt behandeld. In deze uitvoeringsvorm wordt echter tenminste een deel van de warmtelnhoud die uit het toevoergas bij deze afkoeling is verwijderd, gebruikt voor het koken van wasoplossing om stoom te pro-10 duceren, die gebruikt wordt als stripstoom voor het regenereren van de wasoplossing. Dit wordt gerealiseerd door het hete toevoergas, voordat het toevoergas gebruikt wordt om het procescondensaat te verhitten, wanneer' een dergelijk toevoergas het bovenstaand in trap (b) beschreven fluïdum vormt, in indirecte warmteuitwisseling met de wasoplossing te 15 voeren waardoor de wasoplossing tot zijn kookpunt wordt verhit en stoom wordt gevormd. De resulterende stoom wordt daarna in de regenerator geleid, waar hij als stripstoom dienst doet. Het resulterende partieel gekoelde toevoergas wordt daarna uiteindelijk gebruikt om het procescondensaat te verwarmen en te koken door de geringe warmteinhoud die 20 daarin is overgebleven, terug te winnen.

Figuur 1 is een diagrammatisch stroomschema, dat een cyclisch wasproces toont voor de verwijdering van zure gassen met een procescondensaatstripper en compressor daarin in zijn bredere aspecten geïntegreerd.

25. Figuur 2 is een diagrammatisch stroomschema dat meer geprefereerde uitvoeringsvormen van soortgelijke cyclische wasprocessen toont.

De diagrammatische plaatjes van de figuren 1 en 2 laten in bepaalde gevallen details weg waarvan de deskundigen zullen inzien 30 dat die in feitelijke bedrijfsuitvoeringen wenselijk zijn. Dergelijke weglatingen zijn gedaan om de presentatie van de uitvinding te vereenvoudigen en om belasting met welbekende technologische details te vermijden. Zo worden bijvoorbeeld bepaalde apparatuur, die vanzelfsprekend nodig is voor stroomregeling, veiligheidsapparatuur, opstartschema's, 35 enz. weggelaten uit de diagrammatische plaatjes.

In brede zin beschreven, wordt volgens de uitvinding 8300020 „·» «C " 5 gebruik gemaakt van een cyclisch wasproces met behulp van een waterige basische wasoplossing/ die continu gerecirculeerd wordt tussen een absorber, waarin de in het hete, stoomhoudende toevoergas aanwezige zure gassen worden geabsorbeerd, en een regenerator, waarin de geabsor-5 beerde zure gassen door strippen met stoom worden gedesorbeerd.

Geïntegreerd in dit cyclische wasproces is de proces-condensaatstripper en zijn middelen voor het comprimeren van de daaruit over de top afgevoerde dampen.

Heer in het bijzonder wordt een heet, stoomhoudend 10 gasmengsel, dat behandeld moet worden om het gehalte aan zure gassen te verwijderen (hier verder gezamenlijk aangeduid als het toevoergas} gekoeld tot voldoende lage temperaturen om tenminste een deel van het daarin aanwezige water te condenseren onder vorming van een procescondensaat dat water en daarin opgeloste gasvormige verontreinigingen- om-15 vat. De bedoelde temperatuur waarop het toevoergas wordt afgekoeld, is niet kritisch en zal typerend afhangen van de mate waarin men met succes de daaruit afgeleide warmte in het totaal systeem kan benutten. Hoe lager de temperatuur echter is waarop het toevoergas kan worden gekoeld, des te meer stoom zal condenseren, des te groter de hoeveelheid gasvormige 20 verontreinigingen die daarin zal oplossen, en des te lager de temperatuur van het procescondensaat zal zijn. Hoe lager de druk van de pro-cescondensaatstripper is, des te lager kan de temperatuur van de warmtebron voor de procescondensaatstripper bij een bepaalde druk zijn, en toch de thermische drijvende kracht voor het strippen van het conden-25 saat leveren.

Hoewel de temperatuur van het toevoergas op elke temperatuur kan worden gekoeld waarmede de daarin aanwezige stoom effectief kan worden gecondenseerd, heeft het derhalve de voorkeur dat dergelijke effectieve temperaturen liggen tussen ongeveer 65 en ongeveer 133eC, 30 bij voorkeur tussen ongeveer 101 en ongeveer 127°C, en liefst tussen ongeveer 107 en ongeveer 118°C.

De middelen die gebruikt worden om een dergelijke afkoeling te realiseren, zijn eveneens niet kritisch. Dergelijke middelen zijn typerend voldoende om een warmteuitwisseling tussen het hete toe-35 voergas en een koeler fluïdum (vloeistof of gas) op directe of indirecte wijze, alsmede winning van het procescondensaat mogelijk te maken.

8300020 * Ί» 6

Dergelijke middelen omvatten een of meerdere indirecte warmtewisselaars zoals een reboiler, een voorverwarmer voor boiler-voedingswater, of een of meerdere directe contactwarmtewisselaars. Dergelijke warmte-uitwisselingsmiddelen en de daardoor overgedragen warmte kan type-5 rend gebruikt worden om geregenereerde wasoplossing en/of water overeenkomstig de Amerikaanse octrooischriften 3.823.222 en 4.160.810, waarvan de inhoud hier door verwijzing inbegrepen moet worden geacht, te verhitten, en de daarmee gewonnen warmte worden gebruikt om bij te dragen aan de regeneratie van de wasoplossing of voor enig ander doel.

10 Bij voorkeur wordt het toevoergas, nadat een aanzienlijk gedeelte van de warmteinhoud van hoog niveau voor andere doeleinden is gewonnen, gebruikt als de warmtebron van laag niveau voor het strippen van het procescondensaat zoals hier is beschreven.

De druk van het toevoergas is gebruikelijk voldoende 15 hoog en de temperatuur waarop het wordt af gekoeld voldoende laag om condensatie van een overwegend gedeelte van de stoom bij de gekozen druk en oplossen van gasvormige verontreinigingen in de gecondenseerde stoom te veroorzaken. De druk die het toevoergas heeft voordat het wordt gekoeld, zal afhangen van het in het bijzonder toegepaste totale 20 processysteem en ter plaatse heersende economische factoren. Dergelijke drukken kunnen typerend variëren van ongeveer 7 tot 70 at. Voor ammoniak-fabrieken van het reformeringstype, kunnen dergelijke drukken typerend variëren van ongeveer 17,5 tot ongeveer 35 at. Soortgelijke overwegingen zijn van toepassing op de temperatuur van het toevoergas voordat het 25 wordt gekoeld. Dergelijke temperaturen variëren typerend van ongeveer 177 tot ongeveer 315°C. Voor ammoniakreformeringsfabrieken variëren dergelijke temperaturen typerend van ongeveer 204 tot 288°C. In de bereiding van ammoniak, wordt het toevoergas typerend verkregen uit de lage temperatuur schiftreactor.

30 Behalve CO^ e-/of E^S, zijn andere welbekende in het toevoergas aanwezige gasvormige verontreinigingen NH^, methanol, amines, COS en dergelijke.

Het procescondensaat wordt dan afgescheiden, d.w.z. verwijderd van het niet-gecondenseerde deel van het toevoergas. Dit wordt 35 met conventionele technieken uitgevoerd, zoals met een of meerdere uit-drijfpotten, die toelaten dat het procescondensaat aan de bodem daarvan 8300020 ' # -* 7 wordt verzameld en het niet-gecondenseerde toevoergas als over de top afgevoerde dampen wordt verkregen, welke dampen typerend naar de absorptiekolom worden gevoerd.

Eet procescondensaat wordt daarna naar een orgaan ge-5 voerd, dat hierin als de condensaatstripper wordt aangeduid, waarin een deel van de daarin aanwezige verontreinigingen kan worden verwijderd en lage-druk-stroom kan worden gevormd. Omdat de druk van het procescondensaat typerend groter is dan de druk in de condensaatstripper, wordt een drukaflaatklep gebruikt om de stroom van procescondensaat naar 10 laatstgenoemde te regelen.

•De temperatuur van het in de condensaatstripper geleide procescondensaat dient bij voorkeur laag genoeg te zijn om de vorming van grote hoeveelheden stoom wanneer het procescondensaat door de drukaflaatklep passeert, te vermijden. Qntspanningsverdamping op dit punt 15 is een inefficiënt gebruik van de warmte in het procescondensaat, omdat daarbij niet gestript wordt en naderhand onder verbruik van extra energie moet worden gecomprimeerd. Qntspanningsverdamping van het procescondensaat voordat of terwijl het in de condensaatstripper komt, wordt daarom bij voorkeur in hoge mate vermeden of tenminste tot een mini-20 mum beperkt. Dit kan worden gerealiseerd door koelen, waar nodig door extra warmtewisselaars, van het procescondensaat in samenhang met de drukken die het procescondensaat heeft, om ontspanningsverdamping wanneer het de condensaatstripper binnenkomt, te vermijden of te beperken.

In de meeste gevallen zal een dergelijke koeling onnodig zijn wanneer 25 alle procescondensaat pas vlak voor het moment waarop het toevoergas de absorptietrap binnenkomt, van het toevoergas wordt gescheiden. In dit geval zal het procescondensaat samen met het niet-gecondenseerde toevoergas worden gekoeld warneer ze beide door de verscheidene hier beschreven warmtewisselaars passeren. Wanneer het procescondensaat echter na 30 het passeren door elke opvolgende warmtewisselaar wordt afgescheiden, kan de gecombineerde temperatuur van de verscheidene procescondensaat-stromen die naar de condensaatstripper worden gevoerd, aanzienlijk boven hun gecombineerde flashpunp bij de druk van de procescondensaatstripper liggen. Derhalve heeft het de voorkeur wanneer dit hete procesconden-35 saat door nuttige overdracht van warmte aan een ander fluïdum dat verwarmd moet worden, verder kan worden gekoeld tot een temperatuur die 8300020 Μ * 8 dichter ligt bij het flashpunt voordat het procescondensaat in de con-densaatstripper komt.

De druk in de condensaatstrippper wordt gehouden beneden de druk waarbij de regeneratie van de wasoplossing plaatsvindt. In die 5 gevallen waarin regeneratie gelijktijdig bij meer dan een druk plaatsvindt, wordt met de "druk waarbij de regeneratie van de wasoplossing plaatsvindt” (gemakshalve hier ook wel aangeduid als de "regeneratiedruk") de druk bedoeld die bestaat op het punt in de regenerator waar de over de top afgevoerde damp van het gestripte procescondensaat in de regene-10 rator binnentreedt.

Hoewel elke druk in de procescondensaatstripper beneden de regeneratiedruk voor de onderhavige uitvinding voldoende zal zijn, worden grotere rendementen in termen- van warmteopbrengst uit de warmtebron voor de condensaatstripper bereikt wanneer de druk van de cön-15 densaatstripper aanzienlijk beneden de regeneratiedruk is gelegen.

De druk van de condensaatstripper zal derhalve typerend ongeveer 0,07 tot ongeveer 1,76 at, bij voorkeur ongeveer 0,35 tot ongeveer 1,41 at, en liefst ongeveer 0,35 tot ongeveer 1,05 at beneden de regeneratiedruk liggen.

20 Door de druk in de procescondensaatstripper binnen de bovengenoemde bereiken in te stellen en te verlagen, kan eveneens de temperatuur van het procescondensaat aan de bodem van de stripper worden verlaagd in een mate die nodig is om een geschikt temperatuurverschil te realiseren tussen de procescondensaat-bodemvloeistof en de 25 (hierna te beschrijven) warmtebron die gebruikt wordt om de bodemvloei-stof te koken en te strippen. Hoe lager de druk in de condensaatstripper is, des te lager is de temperatuur van de procescondensaat-bodemvloei-stof, en des te lager is het minimale warmteniveau (d.w.z. temperatuur) van de warmtebron dat nodig is om een dergelijk temperatuursverschil te 30 realiseren.

Derhalve kunnen de drukken in de procescondensaatstripper, indien geïntegreerd met geprefereerde conventionele absorptie-regeneratiesystemen die bij conventionele drukken werken zoals hier beschreven, in het algemeen variëren van ongeveer -0,70 tot ongeveer 35 1,76 ato, bij voorkeur van ongeveer 0 tot ongeveer 0,70 ato, en liefst van ongeveer 0 tot ongeveer 0,42 ato, en temperaturen van de procescon- 8300020 Λ "«* 9 densaat-bodemvloeistof geven in het gebied van ongeveer 65 tot ongeveer i33°C, bij voorkeur van ongeveer 99 tot ongeveer 115°C, en liefst van ongeveer 99 tot ongeveer 110°C-

De desbetreffende druk-temperatuurbalans in de proces-5 condensaatstripper wordt geschikt geselecteerd om een temperatuursverschil tussen condensaat-bodemvloeistof en de uitlaattemperatuur van de warmtebron die de stripper drijft, te realiseren, dat voldoende is om het procescondensaat te strippen en te koken. Dergelijke procescon-densaattemperaturen en temperatuursverschillen worden gemakkelijk in de 10 praktijk van de onderhavige uitvinding gerealiseerd, en laten een efficiënte winning en overdracht van een aanzienlijk gedeelte van de warmte-inhoud van laag niveau van genoemde warmtebron toe die anders voor het strippen van het procescondensaat overeenkomstig technieken volgens de stand van de techniek onbruikbaar zou zijn.

15 Het procescondensaat wordt gestript van zijn veront reinigingen en een deel van het daarin aanwezige water wordt verdampt tot stoom door daaropvolgende verwarming daarvan in een warmtewisselaar bij de bovenstaand beschreven verlaagde drukken met behulp van een fluïdum (vloeistof of gas) met een warmteinhoud van laag niveau, die kan 20 worden gewonnen en overgedragen op het procescondensaat. De warmteinhoud van laag niveau van het fluïdum wordt uitgedrukt in termen van de temperatuur daarvan. Zoals bovenstaand beschreven, wordt de temperatuur van het verwarmingsfluidum in samenhang met de druk (en temperatuur) in de procescondensaatstripper geregeld teneinde het temperatuursverschil 25 te verkrijgen dat vereist is om de thermische drijvende kracht voor de warmteoverdracht op laatstgenoemde te creëren. Omdat de temperatuur van de procescondensaat-bodemvloeistof verlaagd wordt door de verlaging van de druk in de condensaatstripper, verlagen de bovenstaand beschreven temperatuursverschillen dienovereenkomstig de temperatuursvereisten van 30 het verwarmingsfluidum. Hoewel het mogelijk is om een fluïdum te gebruiken met een hogere temperatuur dan nodig is voor het koken en strippen van het procescondensaat, zal gébruik van een fluïdum met dergelijke hoge temperatuur voor dit doel energieverspillend zijn en de warmteinhoud van hoger niveau van laatstgenoemde fluïdum kan beter elders in het 35 systeem worden benut.

Derhalve is de temperatuur van het verwarmingsfluidum 8300020 r * 10 dat in contact staat met het procescondensaat wanneer dit de warmtewisselaar verlaat, typerend niet meer dan ongeveer 28°C, bij voorkeur niet meer dan ongeveer 22°C, en liefst niet meer dan ongeveer 17°c boven het kookpunt van het procescondensaat bij de bovenstaand beschreven druk-5 ken. Evenzo is, wanneer stoom direct in de stripper wordt geïnjecteerd, zijn condensatietemperatuur bij de druk waarmee hij geleverd wordt, typerend niet meer dsui ongeveer 28 °C, bij voorkeur niet meer dan ongeveer 22.°C, en liefst niet meer dan ongeveer 17°C boven het kookpunt van het procescondensaat. Binnen de context van de temperatuur-drukbalans die 10 bestaat in de procescondensaatstripper en de temperatuursverschillen die nodig zijn om de warmteoverdracht zoals bovenstaand beschreven te realiseren, zal de uitlaattemperatuur van het verwarmingsfluïdum dat gebruikt is in indirecte warmteuitwisseling met het procescondensaat en na overdracht van warmte aan het procescondensaat, typerend variëren van ongevëer 65 15 tot ongeveer 149°C, bij voorkeur van ongeveer 93 tot ongeveer 133°C, en liefst van ongeveer 104 tot ongeveer 121°C.

Het verwarmingsfluïdum kan elke vloeistof of gas zijn met het vermogen om zijn warmte over te dragen aan het procescondensaat zonder nadelige beïnvloeding van de gebeurtenissen die plaatsvinden bin-20 nen de procescondensaatstripper of het cyclische absorptie-regeneratie-systeem. Typerende verwarmingsfluïda omvatten stoom, en alle op een geschikte temperatuur beschikbare processtromen zoals aan een deskundige duidelijk zal zijn.

Bij voorkeur wordt het te zuiveren toevoergas als 25 verwarmingsfluïdum gebruikt- Derhalve worden volgens conventionele praktijk hete toevoergassen vanuit de reformeringsoven, de partiële oxyda-tie-eenheid of de water-gas-schiftreactor door een of meerdere warmte-terugwinningstrappen geleid waarin de warmteinhoud van deze gassen bijvoorbeeld gewonnen en gebruikt wordt voor het genereren van stoom in 30 afvalwarmte-boilers, of voor het voorverwarmen van lucht of voor een boilervoedingswater. In de voorkeursuitvoeringsvorm worden na het maximaal maken van de terugwinning van warmte van hoger niveau, deze hete toevoergassen in indirecte warmteuitwisseling gebracht met wasoplossing, bij voorkeur afgevoerd uit de regenerator, waarbij de wasoplossing wordt 35 gekookt en daaruit stoom wordt gevormd. Deze uit de wasoplossing afkomstige stoom wordt daarna in de regenerator geleid waar hij als regeneratie- 8300020 11 stripstoom dienst doet.

Na afkoelen van de hete toevoergassen tot op de bovenstaand beschreven temperaturen van het verwarmingsfluldum, worden ze in warmteuitwisseling gebracht met het procescondensaat in de stripper 5 en de gelegenheid gegeven om extra daarin aanwezig warmtegehalte van laag niveau over te dragen, en desgewenst door een of meerdere extra warmtewisselaars voor warmteinhoud van laag niveau gevoerd voordat ze naar de absorber worden geleid.

In sommige gevallen kan het geschikter zijn om als al-10 ternatief of als aanvulling stoom of warmte, afkomstig van andere bronnen dan het toevoergas en met een gepaste warmteuitwisselingstemperatuur om het procescondensaat te verwarmen, toe te voeren.

De middelen voor het realiseren van de warmteuitwisseling tussen het verwarmingsfluldum en het procescondensaat zijn -conven-15 tioneel.

Het verwarmingsfluldum kan derhalve in directe of indirecte warmteuitwisseling met het in de condensaatstripper aanwezige procescondensaat worden toegepast. Het verwarmingsfluldum kan aan het procescondensaat worden toegevoerd via een indirecte warmtewisselaar 20 (bijvoorbeeld reboiler), die zich buiten de condensaatstripper bevindt, of door een die zich binnen de stripper zelf bevindt. Anderzijds kan het verwarmingsfluldum direct in de condensaatstripper worden geïnjecteerd.

Bij voorkeur wordt een zich buiten de condensaatstripper bevindende reboiler gebruikt, waarin een indirecte warmteuitwisse-25. ling plaatsvindt.

Het procescondensaat wordt door middel van het verwarmingsfluldum bij voorkeur continu verwarmd tot zijn kookpunt bij de druk die in de condensaatstripper heerst. Op deze wijze wordt het procescondensaat door de natuurlijke kookwerking daarvan gestript van een ge-30 deelte, bij voorkeur een overwegend gedeelte van zijn gasvormige verontreinigingen, tezamen met een deel van zijn waterinhoud, die als stoom wordt verdampt. De grootte van de condensaatstripper-reboiler wordt op conventionele wijze geregeld in samenhang met de temperatuur van het verwarmingsfluldum en de druk in de procescondensaatstripper, teneinde 35 ongeveer 0,05 tot ongeveer 0,5, bij voorkeur ongeveer 0,1 tot ongeveer 0,35, en liefst ongeveer 0,15 tot ongeveer 0,30 kg stoom per kg condensaat 8300020 Λ * 12 te ontwikkelen.

Opgemerkt wordt dat de in de bovenstaand vermelde bereiken gegeven bovengrenzen voor de stoomontwikkeling, niet noodzakelijkerwijze het minimum voorstellen dat vereist is om een aanvaard-5 baar strippen van het procescondensaat te realiseren, maar veeleer de wens weerspiegelen om de winning van warmte van laag niveau uit het toe-voergas maximaal te maken.

Door de snelheid waarmee stoom uit het procescondensaat wordt ontwikkeld en/of als het verwarmingsfluïdum wordt ingeleid, .10 te regelen, wordt een evenwicht ingesteld met de ontwikkelde en/of toegevoegde stoom. Op deze wijze wordt een dampvormig mengsel, dat stoom en gasvormige verontreinigingen omvat, als een over de top afgevoerde damp-stroom uit de top van de stripper afgevoerd. Dit dampvormige mengsel van lage druk wordt daarna door een geschikt middel gecomprimeerd tot -een 15 druk die voldoende is om het inleiden van het dampvormige mengsel in de regenerator mogelijk te maken, waarin het bijdraagt aan het strippen van de verbruikte wasoplossing. Om in de regenerator binnen te treden, moet het dampvormige mengsel worden gecomprimeerd tot een druk die tenminste gelijk is aan en bij voorkeur iets hoger is dan de druk die in de 20 regenerator heerst op het punt waar het mengsel wordt ingeleid (verder aangeduid als de punt-regeneratiedruk), en wordt bij voorkeur gecomprimeerd tot een druk die tenminste gelijk is aan en liefst iets groter is dan de druk die heerst aan de bodem van de regeneratietrap waarin het mengsel wordt geïntroduceerd.

25 In de onderhavige uitvinding kan voor het comprimeren van stoom elk conventioneel geschikt compressiemiddel worden toegepast.

In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt de zuigkant van een mechanische compressor aangepast op het ontvangen van de over de top afgevoerde damp-stroom, die afkomstig is van de top van de condensaatstripper. De com-30 pressor dient derhalve niet alleen voor het comprimeren van de lage-druk-stoom en de gasvormige verontreiniginen, maar verschaft tevens het middel om de druk binnen de condensaatstripper te verlagen en te beheersen.

Anderzijds kan de zuigkant van een stoomejector op soort-35 gelijke wijze worden aangepast teneinde een soortgelijk resultaat te bereiken. In deze uitvoeringsvorm moet een bron van aandrijvende stoom aan 8300020 • * 13 de ejector worden toegevoegd om drukverlaging en compressie te realiseren. Eet mengsel van door ontspanningsverdamping gevormde stoom (uit de condensaat stripper) en aandrijvende stoom wordt daarna in de regenerator geïnjecteerd.

5 Het punt of de punten, waar de gecomprimeerde stoom in de regenerator wordt geleid, hetwelk een of meerdere trappen kan omvatten, is voor de uitvinding niet kritisch. Voor elke regeneratietrap waarin het gecomprimeerde dampvormige mengsel wordt ingeleid, heeft het de voorkeur dat het punt of de punten van toevoer voldoende ver beneden in 10 de desbetreffende regeneratietrap zijn gelegen cm toe te staan dat het dampvormige mengsel opwaarts in tegengestelde richting met verbruikte wasoplossing stroomt.

Het aan de bodem van de condensaatstripper aanwezige gestripte procescondensaat, indien bestemd voor gebruik als aanvuLlings-15 water voor hoge-drukboilers, wordt typerend onderworpen aan een demine-ralisatiebehandeling door contact met een ionenuitwisselingshars of met chemicaliën om ionen te verwijderen die schadelijke aanslag kunnen vormen en/of corrosie kunnen geven in hoge-drukboilers, en daarna ontlucht met stoom, of inert stripgas en dergelijke om sporen zuurstof en/of 20 COj, die gedurende de demineralisatie door het procescondensaat kunnen zijn geabsorbeerd, te verwijderen.

Als voorbeeld van de mate van zuivering die met de onderhavige uitvinding in de praktijk kan worden gerealiseerd, bezit niet-gestript procescondensaat, afkomstig van een conventioneel ammoniaksynthe-25 se-toevoergas, typerend verontreinigingen met de volgende representatieve samenstellingen: CO^ : 1000 tot 5000 dpm NH^ en amines : 500 tot 2000 dpm CH^OH en andere organische 30 materialen : 300 tot 2500 dpm

Het bovenstaande procescondensaat na het strippen anderzijds kan typerend de volgende samenstelling vertonen: CO2 : 5 tot 100 dpm NH^ en amines : 1 tot 100 dpm 35 CH^OH en andere organische materialen : 5 tot 200 dpm 8300020 J * 14

De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding en het behoud van daarmee verkregen warmte is bijzonder voordelig, niet alleen omdat daarmede een flexibel middel wordt verschaft om een aanzienlijke hoeveelheid warmte van laag niveau terug te winnen (uit verscheidene 5 reeds in conventionele absorptie-regeneratiesystemen aanwezige processtromen) welke warmte in het verleden moeilijk op economische wijze kon worden gewonnen omdat deze warmte van een te laag temperatuurs-niveau is, maar de onderhavige werkwijze benut ook deze warmte voor het uitvoeren van twee belangrijke en nuttige functies, namelijk het strippen 10 van het procescondensaat en het bijdragen aan het strippen van de verbruikte wasoplossing. Omdat deze functies worden uitgevoerd door processtromen die warmte van laag niveau bevatten, wordt warmte van hoger energie-niveau, die aanvankelijk in deze stromen aanwezig kan zijn, voor andere toepassingen beschikbaar gesteld. .....

15 Zoals eerder vermeld kan de uitvinding in zijn algemeen heid worden toegepast en worden geïntegreerd met systemen waarin een willekeurige regenereerbare absorbensoplossing wordt gebruikt, bij voorkeur een willekeurige waterige basische wasoplossing, waaronder bijvoorbeeld waterige oplossingen van alkalimetaalcarbonaten, in het bijzon-20 der kaliumcarbonaat, waterige oplossingen van ethanolamines, of alkali-metaalfosfaten. Bijzondere voorkeur hebben betrekkelijk geconcentreerde kaliumcarbonaatoplossingen met kaliumcarbonaatconcentraties van 15 tot 45% en bij voorkeur 20 tot 35 gew.% (deze concentraties zijn berekend onder de aanname dat alle kalium als kaliumcarbonaat aanwezig is). Ka-25 liumcarbonaatoplossingen worden bij voorkeur geactiveerd door de toevoeging van additieven zoals amines, in het bijzonder ethanolamines, alkali-metaalboraten zoals kaliumboraat of natriumboraat, As^O^, aminozuren zoals glycine of andere additieven die de absorptie- en desorptie-snelheden van zure gassen in de kaliumcarbonaatoplossing neigen te verho-30 gen.

Behalve kaliumcarbonaatoplossingen met of zonder activators, kunnen andere regenereerbare waterige basische wasoplossingen worden gebruikt zoals waterige oplossingen van de ethanolamines of waterige oplossingen van de alkalimetaalfosfaten zoals kaliumfosfaat.

35 Zoals bekend is, verschillende tijdens absorptie en re generatie optredende reacties, afhankelijk van de desbetreffende toege- 8300020 • ♦ r 15 paste wasoplossing. In het geval van kaliumcarbonaat, levert de absorptie van CO^ kaliumbicarbonaat, terwijl bij regeneratie of desorptie CO^ vrijkomt terwijl kaliumcarbonaat wordt gevormd. Zoals eveneens bekend is, verlopen de reversibele absorptie- en desorptiereacties noch..in de 5 absorptie-, noch in de regeneratietrappen volledig, en dienovereenkomstig is de wasoplossing zoals deze gecirculeerd wordt, feitelijk een mengsel. In het geval van kaliumcarbonaatoplossingen, is de geregenereerde wasoplossing, die aan de absorber wordt toegevoerd, bijvoorbeeld in het geval van CC^-absorptie een carbonaat-bicarbonaatmengsel dat rijk is aan 10 carbonaat, terwijl de oplossing die de absorber verlaat, een mengsel is dat rijk is aan bicarbonaat. Wanneer hier gesproken wordt over wasoplossingen van kaliumcarbonaat, ethanolamines, kaliumfosfaat, wordt vanzelfsprekend bedoeld mengsels te omvatten van deze verbindingen met de tijdens het absorptieproces gevormde reactieprodukten. ...

15 De onderhavige uitvinding is duidelijk ook van toepas sing op het gebruik van regenereerbare absorbens-oplossingen in elke bekende eentraps- of meertraps-absorptie en/of regeneratiemethode.

Het condensaatstripper-compressiemiddelschema volgens de onderhavige uitvinding wordt bij voorkeur geïntegreerd met conven-20 tionele cyclische wasprocessen, waarin absorptie en regeneratie worden uitgevoerd bij of dicht bij dezelfde temperaturen en waarin de absorptie plaatsvindt onder in. hoge mate superatmosferische drukken van tenminste 7 ato, typerend van ongeveer 7 tot ongeveer 105 ato, en waarin de regeneratie dicht bij atmosferische druk plaatsvindt, bijvoorbeeld typerend 25 van ongeveer -0,35 tot ongeveer 3,5 ato, bij voorkeur van ongeveer 0 tot ongeveer 2,1 ato, en liefst van ongeveer 0,35 tot ongeveer 1,4 ato.

De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding kan ook worden toegepast op en worden geïntegreerd met cyclische systemen waarin de regeneratie van de absorbensoplossing wordt uitgevoerd in twee ko-30 lommen (in serie of parallel geschakeld), waarvan de eerste (hoofdkolcm) bij een hogere druk werkt en met behulp van warmte die van buitenaf wordt toegevoerd, en de andere (secundaire kolom) bij een lagere druk werkt en in hoge mate onder toepassing van warmte, die gewonnen is uit de geregenereerde oplossing die uit de hoofdkolom is gekomen.

35 De absorptietrap omvat typerend tenminste een absorptie- m kolom die geschikt voorzien is van middelen waarmede een innig gas-vloei- 8300020 i -w 16 stof contact wordt verkregen. Voor dergelijke doeleinden worden pakkings-

ιρΜ TM

materialen gebruikt zoals Raschig ringen, Berl zadels, Intalox TM

zadels, Pali ringen of andere typen pakkingslichamen, die een groot vloeistofoppervlak blootstellen aan het gas dat door de pakking stroomt.

5 In plaats van pakkingen kunnen andere middelen zoals platen, bijvoorbeeld zeefbladen, worden gebruikt om een innig gas-vloeistofcontact te verzekeren.

Evenzo omvat de regeneratietrap typerend tenminste een regeneratiekolom, die eveneens pakkingsmaterialen of platen bevat om een 10 innig contact tussen de wasoplossing en de door deze kolom passerende stripstoom te verzekeren.

In overeenstemming met conventionele cyclische technieken voor het verwijderen van zure gassen in hun eenvoudigste vorm, komt de wasoplossing in de absorber bij of nabij de top van de kolom dóór 'een 15 of meerdere afzonderlijke stromen die al dan niet onafhankelijk van elkaar worden gekoeld, en stroomt door de kolom typerend in tegengestelde richting met het te zuiveren toevoergas naar beneden. Als gevolg van de wassende werking binnen de kolom, worden de zure gascomponenten in de stroom in de vloeibare wasoplossing geabsorbeerd. De gezuiverde toe-20 voergasstroom wordt verwijderd en naar een verdere verwerking gevoerd.

Men kan wasbakken en/of een meevoerseparator gebruiken om meegevoerde of verdampte wasoplossing te scheiden van de gezuiverde toevoergasproces-stroom.

De verkregen verbruikte wasoplossing, beladen met zure 25 gascomponenten, wordt bij verhoogde druk en temperatuur verwijderd en geregenereerd in de regeneratiekolom bij voorkeur bij een lagere druk, door een procesvolgorde waarbij verwarmd wordt, typerend met stoom, om de zure gascomponenten te desorberen.

Regeneratie kan in een of meerdere trappen worden uit-30 gevoerd. In een meertrapsregeneratie, wordt een deel van de verbruikte wasoplossing onderworpen aan tenminste een tussengelegen mate van regeneratie (d.w.z. waarbij een grotere hoeveelheid geabsorbeerde gassen in oplossing wordt gelaten) terwijl een andere fractie van de verbruikte wasoplossing aan een additionele stoomstripbehandeling wordt onderwor-35 pen om een grondiger geregenereerde wasoplossing te produceren. Dergelijke meertrapssystemen worden onderstaand in samenhang met figuur 2 en 8300020 17 in figuur 7 van het Amerikaanse octrooischrift 2.886.405 beschreven.

Verwijzend naar de tekening, worden in de volgende bespreking verscheidene uitvoeringsvormen getoond waarin een procesconden-saatstripper-compressorschema geïntegreerd wordt in conventionele cycli-5 sche absorptie-regeneratiesystemen.

Verwijzend naar figuur 1, wordt heet (bijvoorbeeld 227 tot ongeveer 260°C) procestoevoergas, afkomstig van een lage temperatuur-schiftreactor, in het systeem geleid via leiding 5 met een druk van ongeveer 28 tot ongeveer 35 ato en gekoeld door het gas door tenminste een 10 warmtewisselaar, tezamen aangeduid met verwijzingscijfer 6, te voeren, tot een temperatuur van ongeveer 104 tot ongeveer 121°C. Als gevolg van het koelen, condenseert een deel van de daarin aanwezige stoom met daarin opgelost CO^ en dergelijke verontreinigingen. Dit gecondenseerde stoom-toevoergasmengsel wordt door leiding 6A naar uitdrijfpot 7 geleid,- waarin 15 de niet gecondenseerde gassen als topprodukt worden afgescheiden van het procescondensaat en met een temperatuur van ongeveer 104 tot ongeveer 121°C door leiding 16 worden gevoerd naar absorptiekolam 1, die werkt bij een druk van ongeveer 28 tot ongeveer 35 ato.

Het aan de bodem van de uitdrijfpot 7 verzamelde proces-20 condensaat wordt met een temperatuur van ongeveer 104 tot ongeveer 121eC en een druk van ongeveer 28 tot ongeveer 35 ato door leiding 8, desgewenst door uitwisselaar 8A waarin het zonodig gekoeld wordt tot een voldoende lage temperatuur om ontspanningsverdamping bij het binnentreden van leiding 10 te vermijden of te beperken, en daarna door drukaflaatklep 9 25 waarin de druk verlaagd wordt tot tussen 0 en ongeveer 0,42 ato in leiding 10 gevoerd. Vanuit leiding 10 komt het condensaat in de procescondensaat stripper 11 die op vrijwel dezelfde druk is als in leiding 10 heerst, waarin het condensaat door stoom, die door leiding 12 in de stripper binnentreedt, wordt verwarmd, welke stoom een druk heeft van onge-30 veer 0,07 tot ongeveer 1,05 ato.

Alternatief kan de stoom uit leiding 12 worden vervangen door een andere warmtebron, gébruikt in reboiler 17, die indirect warmte overdraagt vanaf een fluïdum dat door leidingen 18 en 19 passeert. Bij voorkeur vormt deze reboiler een van de warmtewisselaars in de kringloop 35 tussen de leidingen 5 en 6A en is het verwarmingsfluldum in de leidingen 18 en 19 het toevoergas dat gekoeld wordt. In deze uitvoeringsvorm komt 8300020 18 het verwarmingsfluldum de reboiler binnen via leiding 18 met een temperatuur van ongeveer 121 tot ongeveer 149°C, en een druk van ongeveer 28 tot ongeveer 35 ato, en verlaat de reboiler door leiding 19 met een temperatuur van ongeveer 104 tot ongeveer 121eC, en een druk van onge-5 veer 28 tot ongeveer 35 ato. In leiding 21 circulerend condensaat wordt daardoor verhit en gekookt in de reboiler en door leiding 20 naar de stripper teruggevoerd met een temperatuur van ongeveer 99 tot ongeveer 110°C.

Ben damp vormig mengsel, dat overmaat stoom, gevormd in 10 een hoeveelheid van ongeveer 0,1 - 0,3 kg stoom/kg condensaat, en gestripte verontreinigingen omvat, wordt uit de top van de stripper verwijderd via leiding 13 die aangesloten is op de zuigkant van compressor 14. Het dampvormige mengsel wordt gecomprimeerd tot een druk van ongeveer 0,70 tot ongeveer 1,05 ato en door leiding 15 naar de regeneratiekolom 2 15 gevoerd. Geregenereerde wasoplossing wordt via leiding 4 en pomp 4A na het passeren door klep 4B waarin de stroom van de oplossing in leiding 25 wordt geregeld, naar de absorber 1 teruggevoerd. Verbruikte wasoplossing, beladen met zure gasverontreinigingen, wordt door leiding 3 naar de regeneratiekolom 2 gevoerd nadat de oplossing gepasseerd is door de druk-20 aflaatklep 3A of als alternatief een hydraulische turbine (niet getoond) en door reboiler 31 verwarmd.

Gestript procescondensaat wordt uit de stripper 11 afgevoerd door leiding 24 voor verdere verwerking, bijvoorbeeld voor de— mineralisatie.

25 In het condensaat van leiding 10 aanwezige verontrei- nidingen omvatten de bovenstaand getoonde verontreinigingen bij soortgelijke concentraties, terwijl de concentratie aan verontreinigingen in het gestripte procescondensaat van leiding 24 eveneens typerend zoals bovenstaand getoond varieert.

30 Gedesorbeerd CO^ en/of ^S, daarmee verbonden stoom en meegevoerde vloeistof verlaten de regeneratiekolom 2 door leiding 23 en worden overeenkomstig conventionele technieken behandeld. Deze stroom zou bijvoorbeeld direct kunnen worden af gevoerd, of worden gekoeld om stoom in een of meerdere trappen te condenseren. Voor en/of na het ver-35 laten van absorptiekolom 1 via leiding 22 door het gezuiverde toevoer-gas, wordt meegevoerde vloeistof verwijderd, en het gas naar de volgen- 8300020 19 de trap van het voor het gezuiverde procestoevoergas beoogde gebruik/ bijvoorbeeld voor het bereiden van ammoniak, gevoerd.

Figuur 2 toont een meer geprefereerde uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding en de wijze waarop deze geïntegreerd 5 wordt in een cyclisch absorptie-regeneratiesysteem. Het toevoergas vormt een effluent van een lage temperatuurschift, dat in de loop van de bereiding van ammoniak is verkregen. Deze uitvoeringsvorm maakt gebruik van een tweetraps-absorber 100 en een tweetraps-regenerator 101. De absor-bensoplossing omvat twee typen, waarvan de eerste hier aangeduid wordt 10 als magere oplossing met een ongeveer 10 - 25% omzetting van kaliumcar-bonaat in bicarbonaat, en de tweede hier aangeduid wordt als een semi-magere oplossing met een ongeveer 30 - 50% omzetting van carbonaat in bicarbonaat. Conventionele promotors worden eveneens daarmee samen toegepast.

15 Derhalve wordt, zie figuur 2, toevoergas dat stroomop waarts een terugwinning van warmte van hoger niveau verlaat, met een temperatuur van ongeveer 149 -- 177°C door leiding 51 naar reboiler 52 gevoerd, door welke reboiler in indirecte warmteuitwisseling magere oplossing wordt gevoerd, die uit regenerator 101 via leiding 53 is 20 af gevoerd met een temperatuur van ongeveer 110 - 133eC. De warmte uit het toevoergas wordt overgedragen op de magere oplossing, waardoor deze verwarmd wordt tot aan zijn kookpunt. Het daardoor gevormde stoomvloeistof-mengsel verlaat reboiler 52 via leiding 54 en wordt in regenerator 101 gevoerd teneinde stripstoom te leveren met een druk van ongeveer 25 0,70 - 1,41 ato.

Het toevoergas verlaat reboiler 52 via leiding 57 met een temperatuur van ongeveer 121 - 149°C en een druk van ongeveer 28-35 ato, en wordt naar reboiler 58 gevoerd waar het verder gekoeld wordt tot ongeveer 104 - 121 °C door in indirecte warmteuitwisseling warmte 30 over te dragen op procescondensaat, dat via leiding 68 uit condensaat-stripper 66 is af gevoerd (met een temperatuur van 99 - 110°C en een druk van ongeveer 0 - 0,42 ato). Het procescondensaat wordt daardoor gekookt.

De resulterende stoom verlaat reboiler 58 en wordt via leiding 67 als condensaatstripstoom in de condensaatstripper 66 geleid.

35 De afkoeling van het toevoergas in de reboilers 52 en 58 bewerkt, dat een deel van de daarin aanwezige stoom condenseert en 8300020 20 verontreinigingen daarin oplossen. Het mengsel van niet-gecondenseerd toevoergas· en oplossing in gecondenseerd water in leiding 59 met een temperatuur van ongeveer 104 - 121°C, wordt naar de uitdrijfpot 60 gevoerd, waar het niet-gestripte condensaat verzameld wordt en uit de bodem 5 daarvan wordt verwijderd via leiding 62. Het toevoergas wordt daarna door leiding 61 naar de absorptiekolom 100 gevoerd.

Het niet-gestripte condensaat wordt daarna door de drukaflaatklep 64 gevoerd, die de druk van het niet gestripte condensaat in leiding 65 verlaagt tot ongeveer 0 - 0,42 ato wanneer dit de condensaafc-10 stripper 66 binnentreedt. De condensaatstripper 66 is voorzien van geschikte gas-vloeistofcontactmiddelen. De stoom uit leiding 67, die door reboiler 58 is gevormd, stript het condensaat van zijn verontreinigingen. Het gestripte condensaat met een ammoniakgehalte van 1 tot 20 dpm verlaat de stripper door leiding 69 en wordt naar het demineralisatiebedrijf ge-15 voerd als aanvullend voedingwater voor de boiler.

Leiding 63, die hetzij direct via de gestippelde lijn 70 hetzij bij voorkeur indirect via lijn 71 door flash-tank 91 en lijn 72 verbonden is met de zuigkant van compressor 92, voert stoom en gestripte verontreinigingen als een dampvormig mengsel af van de top van 20 de condensaatstripper 66 in een hoeveelheid van ongeveer 0,1 tot 0,3 kg stoom/kg condensaat en voert het naar compressor 92 waar het gecomprimeerd wordt tot een druk van ongeveer 0,70 - 1,41 ato. De gecomprimeerde stoom wordt in de semi-magere sectie van de regeneratiekolom 101 geleid door leiding 73 en dient als stripstoom voor de rijk met gas 25 beladen wasoplossing.

Wanneer de flash-tank 91 in de kringloop is geïntegreerd, wordt semi-magere .wasoplossing met een druk van ongeveer 0,70 - 1,41 ato via leiding 75 afgevoerd uit de regeneratiekolom 101, door de drukaflaat-klep 93 en leiding 74 (met een druk van ongeveer 0 tot 0,42 ato) gevoerd 30 naar de flash-tank 91 waar een deel van de oplossing in stoom wordt omgezet. Het door ontspanning verdampen van deze oplossing wordt bij voorkeur bevorderd door de stoom uit leiding 71 die uit condensaatstripper 66 afkomstig is. De van de semi-magere oplossing afgeleide stoom tezamen met het uit de condensaatstripper afgeleide dampvormige mengsel worden 35 daarna beide toegevoerd aan en gecomprimeerd in de compressor 92. Hoewel het gebruik van stoom uit leiding 71 op deze manier geprefereerd wordt, 8300020 « 21 is het niet kritisch voor de werkwijze van de onderhavige uitvinding en kan alternatief stoom uit de condensaatstripper direct aan de compressor alleen via leiding 70 worden toegevoerd/ ongeacht of flash-tank 91 wordt gebruikt.

5 In beide alternatieve uitvoeringsvormen van figuur 2, worden de stoom en verontreinigingen gecomprimeerd tot een druk van ongeveer 0,70 tot ongeveer 1,41 ato.

Absorptiekolom 100 is een tweetraps-kolom die werkt bij een druk van ongeveer 28 - 35 ato met aan de bodem een sectie voor het 10 verwijderen van de massa CO^ en daarboven een opruimsectie. Toevoergas in. .leiding 61 komt in de bodem van kolom 100 naar binnen. Semi-magere wasoplossing, aangedreven door pomp 77 wanneer het de flash-tank 91 verlaat, komt uit leiding 76 boven in de bulksectie binnen en stroomt in tegengestelde richting met het toevoergas. Magere wasoplossing, afgevoerd 15 met een temperatuur van ongeveer 115 - 133°C en een druk van 0,70 - 1,41 ato uit de bodem van de regeneratiekolom 101 via leiding 84, wordt door pomp 85 door de indirecte warmtewisselaar 86 gedreven waarin hij wordt afgekoeld en wordt daarna boven in de opruimsectie van de absorptiekolom 100 geïntroduceerd via leiding 86A. Gezuiverd toevoergas 20 wordt gewassen, verlaat de top van de absorptiekolom 100 via leiding 90, meegevoerde vloeistof wordt desgewenst verwijderd, en het toevoergas wordt naar de volgende trap van de ammoniakbereiding gevoerd. In de wassectie van de absorptiekolom wordt door leiding 88 en pomp 89 waswater geïntroduceerd.

25 Rijke wasoplossing, beladen met zure gassen, wordt uit de bodem van de absorptiekolom 100 afgevoerd via leiding 87, wordt door de drukaflaatklep 87A en/of een hydraulische turbine (niet getoond) geleid, en wordt in de top van de regeneratiekolom 101 geleid. De rijke wasoplossing wordt in twee trappen gestript, waarbij magere en semi-magere 30 oplossingen worden verkregen die naar de absorptiekolom 100 voor verdere absorptie worden teruggevoerd. Derhalve wordt de oplossing in de bovenste sectie van de regeneratiekolom, aangeduid als de semi-magere sectie, partieel gestript onder vorming van de semi-magere oplossing.

Een deel van de semi-magere oplossing wordt in de onderste sectie van 35 regenerator 101 geleid, hier aangeduid als de magere sectie, waarin hij verder gestript wordt onder vorming van de magere oplossing.

8300020 ff

- V

22

Gedesorbeerde stoom en C02 verlaten de regeneratiekolom • via leiding 78, en worden door warmtewisselaar 79 gekoeld zodat een deel van de stoom condenseert. De gecondenseerde stoom en het gasvormige C02 worden door leiding 80 gevoerd'en worden in de uitdrijfpot 81 ge-5 scheiden. Het gecondenseerde water wordt door leiding 83 afgevoerd.

Een deel van dit water wordt naar leiding 55 geleid en door pomp 56 in de magere sectie van de regenerator gedreven als refluxwater. Een ander deel van het gecondenseerde water in leiding 83 wordt door leiding 88 en pomp 89 in de top van de absorptiekolom 100 als absorberwaswater 10 geleid. Eventuele overmaat water wordt' uit het systeem verwijderd, of indien nodig kan extra water worden toegevoegd. Het CO^ uit de uitdrijfpot 81 verlaat het systeem via leiding 82, waarna het desgewenst verder kan worden gekoeld, en desgewenst kan worden gebruikt, bijvoorbeeld voor de bereiding van ureum. - ·- · 15 Opgemerkt wordt, dat hoewel de verscheidene secties van de regeneratie en absorptiekolommen als een eenheid worden getoond, ze net zo gemakkelijk in afzonderlijke kolommen kunnen zijn gescheiden.

8300020

Claims (6)

1. Cyclische werkwijze voor het verwijderen van zure gas sen uit een toevoergasstroom, die een heet, stoomhoudend gasmengsel omvat, met behulp van een waterige basische wasoplossing die continu wordt gerecirculeerd tussen een absorber waarin de zure gassen door de was-5 oplossing worden geabsorbeerd, en een regenerator waarin de zure gassen door strippen met stoom worden gedesorbeerd, waarbij tenminste een deel van de stocminhoud van het hete stoomhoudende gasmengsel wordt gecondenseerd en gescheiden van het gasmengsel voordat het gasmengsel in de absorber binnentreedt, onder vorming van een procescondensaat met 10 daarin opgeloste gasvormige verontreinigingen, met het kenmerk, dat .a) het procescondensaat wordt onderworpen aan een lagere druk dan de druk waarbij de regeneratie van de wasoplossing plaatsvindt; b} het procescondensaat, verkregen uit en met de 15 druk van trap a), daarna wordt verwarmd, met tenminste een fluïdum met een voldoende hogere temperatuur om het procescondensaat te doen koken, teneinde het procescondensaat te strippen van tenminste een deel van de daarin opgeloste gasvormige verontreinigingen en teneinde een dampvor-mig mengsel te verkrijgen, dat stoom en genoemde gestripte gasvormige 20 verontreinigingen omvat; c) het dampvormige mengsel van trap b) wordt gescheiden van het gestripte procescondensaat en het dampvormige mengsel wordt gecomprimeerd tot een druk die tenminste gelijk is aan de druk waarbij de regeneratie van de wasoplossing plaatsvindt; 25 d) het gecomprimeerde dampvormige mengsel in de regenerator wordt geleid om aan het strippen met stoom bij te dragen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het procescondensaat in trap b) in een indirecte warmtewisselaar met genoemd fluïdum wordt verwarmd.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat ten minste een deel van de warmte die gebruikt is om het procescondensaat in trap b) te strippen, geleverd wordt door indirect warmteuitwisselend contact met het toevoergas. 8300020 3 24.

4. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat a) de druk waarop het procescondensaat in trap a) wordt onderworpen, ongeveer 0,07 tot ongeveer 1,76 at beneden de druk ligt waarbij de regeneratie van de wasoplossing plaatsvindt; en 5 b) het fluïdum, dat gebruikt wordt voor het verwarmen van het procescondensaat in trap b), het toevoergas is, dat uit genoemde indirecte warmtewisselaar treedt met een temperatuur die niet meer dan ongeveer 28°C boven het kookpunt van het procescondensaat in trap a) ligt.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het procescondensaat in trap b) in directe warmteuitwisseling met stoom wordt verwarmd, welke stoom een condensatietemperatuur bij de druk waarmee het wordt toegevoerd heeft van niet meer dan ongeveer 28 °C boven het kookpunt van het procescondensaat van trap a). ....

6. Cyclische werkwijze voor het verwijderen van zure gassen uit een toevoergasstroom, omvattende een heet, stoomhoudend gasmengsel, met behulp van een waterige basische wasoplossing, die continu gerecirculeerd wordt tussen een absorber waarin de zure gassen worden geabsorbeerd door genoemde wasoplossing, en een regenerator waar- 20 in de zure gassen worden gedesorbeerd door strippen met stoom en waarin de stripstoom tenminste gedeeltelijk afgeleid is van genoemd heet, stoom-houdend toevoergas, met het kenmerk, dat a) het toevoergas wordt gekoeod voordat he5 in de absorber treedt, tot op een voldoende lage temperatuur om tenminste 25 een deel van het stoomgehalte daarin te condenseren onder vorming van een procescondensaat, dat genoemde gecondenseerde stoom en daarin opgeloste gasvormige verontreinigingen omvat; b) het procescondensaat van trap a) wordt gescheiden van het toevoergas en dit procescondensaat wordt onderworpen aan een 30 druk die lager is dan de druk waarbij de regeneratie van de wasoplossing plaatsvindt; c) het procescondensaat, resulterend van en met de druk Vein trap c), daarna wordt verwarmd door het in indirecte warmteuitwisseling te brengen met het toevoergas voordat het in de absorber 35 treedt, welk toevoergas een voldoende hoge temperatuur heeft om het procescondensaat te doen koken, waarbij deze verwarming wordt uitgevoerd 8300020 V t op een wijze die voldoende is om het procescondensaat van tenminste een deel van de daarin opgeloste gasvormige verontreinigingen te strippen, en op een wijze die voldoende is om uit het procescondensaat een damp-vor,ig mengsel van stoom en genoemde gestripte gasvormige verontreini-5 gingen te verkrijgen; d) genoemd dampvormig mengsel uit trap c) wordt gescheiden van het gestripte procescondensaat en het dampvormlge mengsel wordt gecomprimeerd op een druk die tenminste gelijk is aan de druk waarbij de regeneratie van de wasoplossing plaatstvindt; 10 e) het gecomprimeerde dampvormige mengsel wordt inge leid in de regenerator om bij te dragen aan het strippen met stoom; en waarbij tenminste een deel van de uit het toevoergas gedurende de afkoeling in trap a) verwijderde warmteinhoud wordt gebruikt om de wasoplossing te koken, waarbij stoom wordt gevormd die als stripstoom 15 voor het regenereren van genoemde oplossing wordt gebruikt door i) het hete toevoergas, voordat het toevoergas gebruikt wordt om het procescondensaat in trap c) te verwarmen, in indirecte warmteuitwisseling met de wasoplossing te voeren, waarbij het hete toevoergas een voldoende hoge temperatuur heeft om de wasoplossing te 20 doen koken, zodat de wasoplossing wordt verwarmd tot zijn kookpunt en stoom wordt geproduceerd; ii) de van de wasoplossing afgeleide stoom in de regenerator te leiden. 8300020