NO160332B - Fremgangsmaate til fukting av en gasstroem med varmdamp, spesielt for metanol- og/eller ammoniakkanlegg. - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte til fuktning av en gasstrøm, hvor oppvarmet vann til avgivning av vanndamp føres i kretsløp i motstrøm til gasstrømmen gjennom en gasafukter (1) og deretter, etter innmating av det til mengden av avgitt vanndamp svarende tilsetningsvann (ved 8'), til et oppvarmingstrinn (7*) og tilbake til gassfukteren (1')hvor kretsløpsvannet uttas i flere etter hverandre liggende trinn (14, 5') av gassfukteren (1') og de enkelte delmengder oppvarmes enkeltvis og/eller sammen. Derved skal det tilveiebringes en løsning hvormed det kan foretas en gassfuktning hvor vannopptaket er spesielt høyt og kommer nærmest mulig de senere anvendelseskrav samtidig som det kan utnyttes kvalitativt mindre energi, spesielt energi ved lavere temperaturnivå.

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til fukting av en gass-strøm med vanndamp, spesielt for metanol- og/eller ammoniakkanlegg, hvor gasstrømmen føres gjennom en gassfukter, hvor oppvarmet vann føres i kretsløp gjennom gassfukteren og deretter gjennom et oppvarmingstrinn, idet kretsløpsvannet i gassfukteren føres i motstrøm til gasstrømmen og derved avgir vanndamp til gasstrømmen og hvor tilleggsvann tilmåtes kretsløpsvannet før oppvarmingstrinnet i en mengde som tilsvarer mengden av den til gasstrømmen avgitte vanndamp.

En slik fremgangsmåte er kjent. Denne fremgangsmåte anvendes f.eks. ved jordgassoppberedning. Ved slike katalytiske pro-sesser er det ofte nødvendig å oppnå et vanndamp-/gassfor-hold, hvilket i henhold til teknikkens stand oppnås ved en fremgangsmåte av den innledningsvis betegnede type, idet opptaket av vanndamp der ikke er tilstrekkelig nok, således at det dessuten i tillegg må innmates energetisk høyverdig damp i gasstrømmen etter å ha forlatt gassfukteren.

Oppfinnelsens oppgave er tilveiebringelse av en løsning, hvormed det kan foretas gassfukting, hvis vannopptak er spesielt høyt og kommer nærmest mulig senere anvendelses-betingelsene, samtidig imidlertid kan det utnyttes kvalitativt mindre energi, spesielt energi på lavere temperaturnivå.

Denne oppgave løses i henhold til oppfinnelsen ved at delmengder av kretsløpsvannet uttas fra gassfukteren i flere i kretsløpsvannets strømningsretning etter hverandre følg-ende trinn at delmengdene oppvarmes enkeltvis og/eller sammen og at delmengdene igjen tilføres til kretsløpsvannet.

Ved oppfinnelsen oppnås at ikke mer den samlede vannstrøm behøver å oppvarmes fra den lavere temperatur ved utgangen av gassfukteren til den høyere inntredelsestemperatur,

men hertil kan det nyttiggjøres en trinnoppvarming av enkelte delstrømmer.

I utforming foreskriver oppfinnelsen at kretsløpsvannet

uttas i to trinn av gassfukteren, idet den først uttatte delmengde er større enn den annen delmengde. Prinsippielt kan det også være foreskrevet andre mengdeforhold, omtrent like store delstrømmer, riktignok er oppdelingen ifølge oppfinnelsen av delmengdene spesielt hensiktsmessig.

Det er fordelaktig, når slik det likeledes foreskrives ifølge oppfinnelsen, den andre delmengde tilføres et forvarmertrinn og deretter sammen med første delmengde en sluttoppvarmings-sone. Denne fremgangsmåte muliggjør å kunne dimensjonere de tilsvarende foroppvarmings- resp. sluttopphetingstrinn i gunstigste temperaturområder, således at allerede små temperaturdifferanser er tilstrekkelig til å oppvarme produksj onsmengdene.

I en ytterligere utforming er det ifølge oppfinnelsen foreskrevet at den siste fra gassfukteren uttatte delmengde tilføres tilsetningsvannmengden før første foroppvarmings-sone.

For spesielt å kunne utnytte avfallsvarme, dvs. syntese-gassvarmen, fra en metanolreaktor til oppvarming av kretsløpsvannet optimalt, er ifølge oppfinnelsen foreskrevet av foroppvarmingstrinn eller -trinnene og slutt-opphetingstrinnet er utformet som varmeutvekslere for varm syntesegass etter hverandre i en felles varmestrøm, idet i en ytterligere utforming kan det være foreskrevet at delmengdene av de forangående strømnedadrettet referert til varmestrømmen liggende varmeutvekslere tilføres sammen med en delmengde fra gassfukteren til den neste strømoppadliggende varmeutveksler.

Disse utforminger av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen

er spesielt hensiktsmessige, da de tilsvarende anvendte varmeutvekslere som er utsatt for varmestrøm, kan dimen-sjoneres meget gunstig, således at f.eks. restvannmengden fra gassfukterens sump tilføres til den lengst strømnedad

liggende varmeutveksler, dvs. den kaldeste varmeutveksler til den første foroppheting, da tilføres den på nestsiste sted uttatte delmengde av vann som skal oppvarmes fra gss-fukteren sammen med restmengden som er underkastet første foroppvarming til neste varmeutveksler. Innretningen gjøres da hensiktsmessig således at hver gang den fra et trinn av gassfukteren uttatte delmengde ligger i samme temperatur-område som den delmengde som forlater den forangående foroppvarmer og til denne delmengde tilblandede andre delmengde.

Oppfinnelsen forklares nærmere under henvisning til tegningen.

Fig. 1 viser et prinsippkoblebilde i henhold til teknikkens

stand,

fig. 2 viser et prinsippkoblebilde ifølge en utførelsesform

ifølge oppfinnelsen, og

fig. 3 viser et ytterligere utførelseseksempel ifølge oppfinnelsen.

På fig. 1 som viser teknikkens stand som er utgangspunkt

for foreliggende oppfinnelse tilføres til en gassfukter en i det nedre område gassen som skal utstyres med vann-

damp ved 2. Den med vanndamp anrikede gass forlater oventil"gassfukteren ved 3. Oppvarmet vann inngis oventil i gassfukter 1 ved 4 og fjernes nedentil i sumpen ved 5,

idet den innsprøytede varmtvannmengde er så meget større enn det fra sumpen uttatte som gassen er blitt anriket med vanndamp. Det ved gassmotstrømmen avkjølte i sumpen samlede vann 5 føres over en pumpe 6 til en varmeutveksler, idet det før varmeutveksleren 7 ved 8 innmates en mengde av tilsetningsvann i kretsløpet som tilsvarer den mengde av gassen opptatt vanndamp. Fra varmeutveksleren 7 inn-sprøytes deretter det oppvarmede varmtvann igjen ved 4

i gassfukteren 1. Varmeutveksleren 7 oppvarmes f.eks.

av en varmestrøm, f.eks. en varm syntesegasstrøm fra en metanolreaktor, hvilket er antydet ved tilførselen 9 til varmeutveksleren og bortføring 10 med de tilsvarende piler.

Ved utførelsen ifølge oppfinn<I>elsen i henhold til fig. 2 og 3 betegnes de prinsippielt like anleggelementer med samme

referansetall. For bedre identifisering riktignok enkelt resp. dobbelt markert. Dette betyr f.eks. at gassfukter på fig. 2 er betegnet med referansetegn 1', gassfukteren på fig. 3 med referansetegn 1".

Som det fremgår ved utførelseseksempelet på fig. 2 er der gassfukteren prinsippielt inndelt i to områder, i et

ø-vre område 11 og et nedre område 12; I det øvre området 11 innsprøytes den samlede mengde av det varmt anvendte

prosessvann ved 4' og påvirker den samlede mengde av den uttredende gasstrøm som påkjenner gassfukteren nedentil ved 2' og oventil forlater gassfukteren ved 3' med vanndamp.

Ved en stiplet gjengitt skillelinje 13 i gassfukteren 1'

er det anordnet områdeskillet mellom 11 og 12. Ved dette sted fjernes en delmengde av prosessvannet ved 14. Restmengden påvirker enda det nedre område 12 av gassfukteren 1' og trer ut i sumpen ved 5<1>. Den ved 14 uttredende første delmengde har en høyere temperatur enn den fra sumpen uttredende annen delmengde resp. restmengde, idet første delmengde ved utførelseseksempelet skal være større enn restmengden, hvilket er antydet ved de for-skjellige forhold av området 11 og 12 av gassfukteren l<1>.

Den første delmengde som ved 14 forlater gassfukteren 1' føres over en pumpe 6 til en varmeutveksler 7', som fra den varme side påvirkes av en varmestrøm, f.;eks. en syntesegass fra en metanolreaktor, hvilket igjen er antydet ved en pillinje 9'.

Den annen delmengde som forlater sumpen føres over en pumpe til en annen varmeutveksler 15, som i varmestrømmen 9'-10' er anordnet på den kaldere side, dvs. nedstrøms slik dette fremgår av fig. 2. Derved oppvarmes denne delstrøm resp. reststrøm så sterkt at den har omtrent samme temperatur som den første delstrøm som ved 14 forlater gassfukteren.

De to delstrømmer forenes deretter ved 16 og føres til den siste varmeutveksler i dette kretsløp 7'.

Av fig. 2 fremgår også at tilsetningsvannet tilmåtes over

8" til annen delmengde resp. restmengden og derved under-kastes den første foroppvarming over varmeutveksler 15.

Fig. 3 viser et ytterliger utførelseseksempel igjen med samme henvisningstegn for prinsippielt like anleggsdeler. Forskjellen består i at ved siden av sluttopphetnings-trinnet er det ved varmeutveksler 7" i samme varmestrøm 9"-10" i tillegg til varmeutveksler 15 anordnet en ytterligere varmeutveksler 17, idet her prinsippielt strøm-ningsføringen av delmengdene er den samme som ved eksempel på fig. 2, dvs. den kaldeste delmengde resp. restmengde fra sumpen 5" tilmåtes ved 8' tilsetningsvann, disse mengder føres over første foroppvarmer 15 og deretter sammen med en delmengde som forlater gassfukteren ved 18

til den ytterligere varmeutveksler 17 for der videre å

bli foroppvarmet. Sammen med den første delmengde som forlater gassfukter 1" ved 18 tilføres den samlede vann-mengde til sluttoppvarmingstrinnet, dvs. varmeutveksler 7".

Selvsagt kan de omtalte utførelseseksempler dessuten modifiseres ytterligere uten.å avvike fra oppfinnelsens grunntanke. Således er oppfinnelsen spesielt ikke be-grenset til spesielle bygningsmessige utførelser av de i fremgangsmåten anvendte anleggsdeler, heller ikke til den på figurene gjengitte prosessføring. I bygnings-type kan det også være anordnet aggregater parallelt i stedet for etter hverandre og lignende.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte til fukting av en gasstrøm med vanndamp, spesielt for metanol- og/eller ammoniakkanlegg, hvor gass-strømmen føres' gjennom en gassfukter (1), hvor oppvarmet vann føres i kretsløp gjennom gassfukteren (1) og deretter gjennom et oppvarmingstrinn (7), idet kretsløpsvannet i gassfukteren (1) føres i motstrøm til gasstrømmen og derved avgir vanndampen til gasstrømmen og hvor tilleggsvann (8) tilmåtes kretsløpsvannet før oppvarmingstrinnet (7) i en mengde som tilsvarer mengden av den til gasstrømmen avgitte vanndamp, karakterisert ved at delmengder av kretsløpsvannet uttas fra gassfukteren (1*, 1") i flere i kretsløpsvannets strømningsretning etter hverandre følgende trinn, at delmengdene oppvarmes (7,15,17) enkeltvis og/ eller sammen og at delmengdene igjen tilføres kretsløs-vannet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at kretsløpsvannet uttas i to trinn (14,5') fra gassfukteren (l<1>), idet den først uttatte delmengde (14) er større enn den andre delmengde (5 ' ) .

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den andre delmengde (5') tilføres et foroppvarmingstrinn (15) og deretter sammen med første delmengde (14) til et sluttoppvarmingstrinn (7').

4. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den siste fra gassfukteren uttatte delmengde (5''resp. 5") tilføres til-leggsvannmengden (8<1> resp. 8") før første forvarmetrinn (15) .

5. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at forvarmetrinnet (15) eller -trinnene (15,17) og sluttoppvarmingstrinnet (7' resp. 7") er koblet som varmeutvekslere etter hverandre i en felles varmestrøm (9',10' resp. 9",10").

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at delmengden fra det forangående nedstrøms referert til varmestrømmen (9',

10' resp. 9",10") liggende varmeutveksler (15 resp. 15,17) tilføres sammen med en delmengde fra gassfukteren (l<1> resp.

1") til den neste motstrøms liggende varmeutveksler (7' resp. 17,7").