Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki go¬ racego surowego gazu, znajdujacego sie pod cis¬ nieniem, który to gaz wytworzony jest przez zgazo- wanie wegla lub paliw plynnych i zawiera pare wodna oraz zwiazki siarki.Przy spalaniu paliw plynnych lub stalych za¬ warte w nich zwiazki siarki wchodza do spalin jako S02, a czesciowo równiez jako S03, i ucho¬ dza z nimi do atmosfery.Dla zapobiegania zanieczyszczania tymi zwiazka¬ mi siarki atmosfery uznaje sie do przyjecia tylko metody odsiarczania spalin, poniewaz sposoby od¬ siarczania paliw stalych lub olejów ciezkich nie sa w zasadzie w praktyce stosowane dla przerabiania duzych ilosci paliw.Sposoby usuwania SOa i S03 ze spalin znane sa w róznych postaciach wykonania jak równiez sprawdzone w eksploatacji. Nie przedstawiaja one jednak optymalnego rozwiazania, poniewaz ze wzgledu na zawartosc azotu w powietrzu, tlenki siarki wystepuja w spalinach w duzym rozrzedze¬ niu i dlatego konieczne jest przerabianie duzych ilosci gazu.Znacznie prostsze natomiast jest odsiarczanie ga¬ zów palnych, w których siarka wystepuje prze¬ waznie w postaci siarkowodoru. Znane sa liczne sposoby wyplukiwania z gazów palnych lub gazów syntezowych kwasnych skladników, zwlaszcza siarkowodoru i dwutlenku wegla.Gazy z paliw stalych lub plynnych zawieraja¬ cych siarke wytwarzane przez zgazowanie z tle¬ nem lub powietrzem i z para wodna, zawieraja zwiazana w paliwie siarke przewaznie jako siar¬ kowodór. Siarka w gazach, wytwarzanych z wegla przez zgazowanie pod cisnieniem, wystepuje w wiecej niz 97% jako siarkowodór. W zakresie uzy¬ skiwania spalin wolnych od siarki1, zgazowanie pa¬ liw zawierajacych siarke i odsiarczanie produktu zgazowania zawierajacego siarkowodór stwarza znaczne korzysci w porównaniu z bezposrednim spalaniem i! odsiarczeniem spalin zawierajacych dwutlenek siarki.Dotyczy to na przyklad silowni napedzanych tur¬ binami gazowymi, w porównaniu z konwencjonal¬ nymi silowniami o kotlach parowych. Poniewaz w przypadku stosowania gazu napedowego dla tur¬ bin gazowych nalezy brac pod uwage oprócz war¬ tosci opalowej równiez efektywne cieplo, jak rów¬ niez objetosc i temperature oraz mase, dlatego ga¬ zy napedowe celowo wytwarzane sa za pomoca zgazowania wegla lub olejów iz powietrzem i para wodna. W kazdym przypadku gaz surowy wyplywa¬ jacy z wytwornicy gazu po straceniu pylów i ciez¬ kich weglowodorów lub sadzy w chlodnicach pluczacych lub temu podobnych, ma temperature od 140 do okolo 2U0°C oraz znaczna zawartosc pa¬ ry wodnej. Dla wykonania nastepnie odsiarczania nalezy gaz ten jeszcze bardziej ochlodzic w celu wytracenia zawartych w nim i dajacych sie skra- 84 45884 458 piac materialów przy czyni materialy nalezy trzy¬ mac z dala od odsiarczania, oraz w celu doprowa¬ dzenia gazu do temperatury odpowiedniej dla od¬ siarczania. Traci sie przy tym mie tylko efektywne cieplo gazu, lecz równiez objetosc pary i ewentusl- 5 nie takze wartosc opalowa wykondensowanych materialów.Zadaniem wynalazku jest unikniecie w miare mozliwosci tych strat energii lub co najmniej ogra¬ niczenie ich w znacznym stopniu. 10 Rozwiazanie zadania wedlug wynalazku polega na tym, ze podlegajacy odsiarczaniu gaz zawiera¬ jacy gorace pary przez bezposrednia lub posrednia wymiane ciepla z ciecza zostaje ochlodzony do temperatury absorpcji odsiarczania, a ogrzana przy 15 tym i uzyskana po czesci jako kondensat ciecz zo¬ staje wraz z oczyszczonym gazem doprowadzona do wymiany ciepla ii masy a nastepnie wraz z gazem podlegajacym ochladzaniu znowu doprowadzona do wymianyciepla. 20 Takie obiegi cieczy jak cHlodnica-saturator sa znane zwlaszcza ze sposobów konwersji tlenku we¬ gla z para wodna na dwutlenek wegla i wodór, przy czym saturator podlaczony jest przed reakto¬ rem konwersyjnym, azeby gaz do celów konwer- 25 sji wzbogacic w pare wodna i podgrzac. Woda, do¬ prowadzona w saturatorze do zetkniecia z gazem, zostaje uzyskiwana w chlodnicy, umieszczonej za reaktorem konwersji, jako ciecz ogrzana, sklada¬ jaca sie po czesci z kondensatu. Obieg wody na- 33 stepuje przez chlodnice i saturator.W metodzie wedlug wynalazku chlodinica znaj¬ duje sie przed pluczka gazowa do celów odsiar¬ czenia, podczas gdy saturator znajduje sie za nia.Za pomoca takiego ukladu pary skraplajace sie 35 przy ochladzaniu gazu surowego do celów odsiar¬ czania oraz cieplo zawarte w cieczy chlodzacej i w kondensacie moga byc doprowadzane z powro¬ tem do oczyszczonego gazu. Azeby zadne materialy dajace sie skraplac nie dostaly sie z gazu suro- 40 wego do absorpcji zwiazków siarkowych, wystar¬ czy ochlodzic nieco gaz surowy do roboczej tem¬ peratury odsiarczania. Wydzielony przy tym kon¬ densat zostaje prawie calkowicie oddzielony, za¬ nim gaz surowy dotrze do odsiarczania.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze goracy gaz surowy przed odsiarczeniem chlodzi sie w temperaturach ponizej 170°C za pomoca uzyski¬ wanego z gazu^ surowego wlasnego kondensatu a ogrzany przy tym kondensat wlasny kontaktuje 50 sie z gazem, oczyszczonym z siarki! i czesciowo przy tym odparowuje przy czym surowy gaz po ochlo¬ dzeniu wlasnym kondensatem lub wlasny konden¬ sat przed zetknieciem go z goracym gazem suro¬ wym jest dodatkowo chlodzony za pomoca posred- 55 niej wymiany ciepla. Cieplo zas uzyskane z dodat¬ kowej posredniej wymiany ciepla stosowane jest do podgrzewania nasyconego srodka absorpcyjnego, uzywanego do odsiarczania.Chlodzenie gazu surowego moze nastepowac w 60 co najmniej dwóch stopniach. W pierwszym sto¬ pniu moze byc przy tym kondensat wlasny dopro¬ wadzony do bezposredniej wymiany ciepla z go¬ racym gazem surowym, a goracy kondensat ewen¬ tualnie przed zetknieciem sie z gazem oczyszczo- 65 nym moze byc odgazowany przez rozprezenie i dodatkowe oczyszczenie para wodna lub gazem nie zawierajacym siarki, na przyklad gazem oczy¬ szczonym, przy czym zostaje usuniety równiez roz¬ puszczony siarkowodór.Goracy gaz surowy moze byc jednak chlodzony co najmniej jednostopniowo przez posrednia wy¬ miane ciepla z 'kondensatem wlasnym, a ogrzany przy tym kondensat moze byc w ukladzie satura- tora doprowadzony do zetkniecia sie z gazem oczyszczonym w co najmniej jednym strumieniu.Kondensat, wydzielony z posrednio chlodzonego gazu surowego, dodawany jest przy tym co naj¬ mniej czesciowo do kondensatu tworzacego obieg przez chlodnice i saturator jako srodek chlodzacy.Jezeli kondensat zawiera zwiazki siarki, mozna przed podaniem go do saturatora alto przed wpro¬ wadzeniem go do tworzacego obieg kondensatu od- gazowac i oczyscic z rozpuszczonych zwiazków siarki, na przyklad przez rozprezenie i/lub dodat¬ kowe oczyszczenie para wodna, ewentualnie przy dodatkowym posrednim ogrzaniu. Gaz oczyszczony zostaje domieszany do kwasnych spalin urzadzenia odsiarczajacego.Sluzacy jako przenosnik ciepla kondensat wla¬ sny, do którego w razie potrzeby mozna dodawac równiez swieza wode. moze byc w jednym obiegu zamknietym lub w kilku takich obiegach przepro¬ wadzany przez jednostopniowy lub wielostopniowy system chlodzenia wlaczony przed odsiarczaniem a w jednostopniowym lub wielostopniowym ukla¬ dzie saturatora, wlaczony po odsiarczeniu.Weglowodory zawarte w kondensacie zostaja od¬ dzielone przez tworzenie warstw i doprowadzone do zetkniecia z gazem oczyszczonym w najbardziej goracym miejscu Ukladu saturacji. Z drugiej zas strony zbywajace ilocsi kondensatu moga byc usu¬ wane w najbardziej chlodnym miejscu zamknietego obiegu.Gdy uklad chlodzenia wykonany jest wielostop¬ niowo, celowe jest prowadzenie gnzu przez uklad chlodzenia razem iz kondensatem wytworzonym w poszczególnych stopniach. Moze to nastapic równiez w przeciwpradzie, kiedy uzyskany razem konden¬ sat prowadzony jest w kierunku przeciwnym do gazu, który ma podlegac ochladzaniu. Wynika z te¬ go lepsze wykorzystanie efektywnego ciepla kon¬ densatu, oraz — zwlaszcza przy gazach zawiera¬ jacych weglowodory — polepszone oddzialywanie pluczace kondensatu na (skladniki materialowe ga¬ zu, które moglyby Okazac sie szkodliwe w naste¬ pujacym procesie odsiarczania.Pierwszy stopien ukladu chlodzenia moze stanowic znana chlodnica pluczkowa, w której gaz surowy zostaje doprowadzony do zetkniecia sie z wytworzonym kondensatem. Kondensat wydzielo¬ ny z gazu zostaje nastepnie powiekszony o ilosc zastosowanego plynu chlodzacego, co oznacza wyz¬ szy naklad przy odgazowaniu przez rozprezenie i oczyszczenie para wodna. W dodatku kondensaty pochodzace z poszczególnych stepni chlodzenia moga zawierac plynne weglowodory, które oddzie¬ lone od kondensatu powinny przynajmniej czescio¬ wo zo-:lac doprowadzone w saturatorze z powrotem do oczyszczonego gazu.¦¦¦*£¦. 84 458 Pierwszy stopien ukladu chlodzenia stanowi ce¬ lowo posrednia chlodnaca, w której uzyskuje sie kondensat bez zmieszania z plynem chlodzacym.Talk samo jak uklad chlodzenia podzielony na kilka stopni, równiez saturator zostaje uksztalto¬ wany wielostopniowo, po pierwsze aby uzyskane w ukladzie chlodzenia rózne prady srodków chlo¬ dzenia o róznych temperaturach mozna bylo wpro¬ wadzic do saturatora, odpowiednio do poziomu ich temperatury, oraz aby uzyskac goracy stopien sa¬ turatora, w którym weglowodory, zawarte w kon¬ densacie srodka chlodzacego, moglyby ulec znowu odparowaniu.Stosowana zasada w której goracy kondensat, wydzielony z gazu surowego przez ochlodzenie, przez bezposrednie zetkniecie sie z zimnym gazem oczyszczonym moze byc z powrotem czesciowo od¬ parowany i znowu ogrzany obowiazywac moze w kazdym sposobie odsiarczania.Wspólczynnik sprawnosci uzyskany sposobem wedlug wynalazku bedzie tyn. lepszy, im wyzsza jest temperatura w której wykonuje sie odsiarcza¬ nie, poniewaz wówczas ilosc ciepla, które nalezy odprowadzic, oraz ilosc pary, która ma ulec kon¬ densacji, staja sie mniejsze. Z drugiej strony mo¬ ze byc jednak korzystne, na przyklad w przypad¬ ku gazów surowych "bogatych w C02 i zwiazki siar¬ ki, dokonywanie odsiarczania przy niskiej tempe¬ raturze, na przyklad w temperaturze otoczenia, z zastosowaniem srodka absorpcyjnego selektywnego dla HaS w stosunku do C02, azeby przy jego rege¬ nerowaniu uzyskiwac spaliny bogate w H2S, a duza zawartosc C02 z gazu surowego pozostawiac w gazie oczyszczonym mozliwie w calosci.Przy dostosowywaniu ukladu chlodzenia i uk¬ ladu nasycania do obranego sposobu odsiarczania nalezy zwracac uwage, zeby przy spalaniu paliw plynnych, na przyklad ciezkich frakcji olejów mi¬ neralnych, smoly i olejów smolowych, z gazami zawierajacymi tlen I z para wodna powstawal gaz wolny praktycznie od kondensujacych sie weglo¬ wodorów, z którego przy ochladzaniu ulegalaby kondensacji tylko para wodna. Nastepnie aby gazy wytwarzane z wegla przy zgazowaniu pod cisnie¬ niem zawieraly oprócz pary wodnej dodatkowo równiez kondensujace sie pary weglowodorów.Jako srodki absorpcyjne, z których przy regene¬ rowaniu bylby odbierany H2S, mozna stosowac ma¬ terialy rozpuszczajace fizycznie, na przyklad wyso- kowrzace rozpuszczalniki organiczne o duzej zdol¬ nosci rozpuszczania siarkowodoru na przyklad N- -metylopyrrolidon, weglan propylenowy itd. Przy dostatecznie wysokim cisnieniu gazu surowego mozna stosowac równiez wode, jako fizycznie roz¬ puszczajacy absorbent dla siarkowodoru w tem¬ peraturach do ponad 100°C.Jako dzialajace chemicznie srodki absorpcyjne bierze sie pod uwage malo lotne organiczne zasady alifatyczne, alkilOaminy i alkanoamimy, ewentu¬ alnie zawierajace wode, przy temperaturach absor¬ pcji do 160°C. Mozna stosowac równiez wodne roz¬ twory soli metali alkalicznych * slabych kwasów nieorganicznych i organicznych, na przyklad roz¬ twory weglanów alkalicznych w temperaturach do okolo 160°C lub roztwory soli metali alkalicznych 6 prostych aminokwasów, które nadaja sie szczegól¬ nie do selektywnej absorpcji H2S przed CO, w temperaturach od 20 do 60°C.Za pomoca ciepla dajacego sie, dzieki sposobowi wedlug wynalazku, odzyskac z goracego gazu su¬ rowego moze byc równiez pokryte zapotrzebowanie ciepla dla regenerowania roztworu absorpcyjnego, krazacego w urzadzeniu do odsiarczania.Do absorpcji siarkowodoru w plynnych srodkach io absorpcyjnych przy wyzszych temperaturach do okolo 10O°C mozna stosowac równiez procesy nie¬ odwracalne, w których siarkowodór przy regenero¬ waniu nie bylby jako taki znowu oddestylowany, lecz przez utlenianie mógl byc przeprowadzony w siarke elementarna. Jest to na przyklad metoda arseninowó-arsenianowa wedlug opisu patentowego Republiki Federalnej Niemiec (nr 1 143 603) lub przemiana siarkowodoru za pomoca dwutlenku siarki na siarke elementarna i pare wodna w fa- zie plynnej, która sklada sie na przyklad ze sto¬ pionej siarki (opis patentowy Stanów Zjednoczo¬ nych Ameryki nr 3 447 903) lub z wysokowrzacego rozpuszczalnika, na przyklad neutralnego estru kwasu fosforowego. Wskutek zastosowanych me- chanizmów reakcji metody te sa dla siarkowodoru selektywne.Od wyboru sposobu odsiarczania zalezy czy stan nienasycenia gazu surowego parami, zwlaszcza pa¬ ra wodna, odnosnie temperatury absorpcji siarko- wodoru uzyskuje sie dzieki temu, ze gaz surowy zostanie ochlodzony ponizej przewidzianej tempe¬ ratury absorpcji. Srodki absorpcyjne zawierajace wode moga bez uszczerbku wchlaniac wode z gazu surowego, poniewaz przy regenerowaniu zostanie ona z powrotem odparowana. W tym celu wystar¬ czy ochlodzenie gazu surowego do temperatury nie¬ co powyzej temperatury absorpcji.Przy srodkach absorpcyjnych o malej, ograniczo¬ nej zawartosci wody, na przyklad przy rozpusz- 40 czalnikach organicznych i zasadach, ochladza sie gaz surowy co najmniej do przewidzianej tempera¬ tury absorpcji, celowo nawet nieco ponizej. Przy niektórych innych sposobach odsiarczania moze byc korzystne doprowadzenie ciepla dla absorpcji 45 na przyklad przez ogrzewanie ewentualnie rege¬ nerowanego srodka absorpcyjnego do temperatu¬ ry znajdujacej sie ponad uzyskana temperature chlodzenia.Dotyczy to na przyklad juz wymienionych zna- 3o nych sposobów nieodwracalnych, przy których re¬ generowanie opiera sie na utlenianiu spowodowa¬ nym przez napowietrzanie i moze byc zwiazane z ochladzaniem, jak równiez odsiarczania gazu su¬ rowego przez dodawanie S02 za pomoca reakcji 55 Claus'a w fazie plynnej, przy czym plynna faza sklada sie ze stopionej siarki. Z jednej strony siar¬ ka musi byc utrzymywana w stanie plynnym przez doplyw ciepla, z drugiej zassStrony brak jest regenerowania, poniewaz produktem reakcji od- 60 siarczania jest elementarna siarka bedaca w nad¬ miarze która jest usuwana z roztopionej substancji.Inna mozliwosc dostosowania odpowiedniego sta¬ nu gazu surowego do celów odsiarczania polega na tym, aby ochlodzony gaz surowy, po dokladnym 65 oddzieleniu kondensatu poprzez cieplo odlotowe,84458 7 Które jest do dyspozycji na przyklad z goracego gazu surowego lub z goracych gazów wylotowych turbiny gazowej lub tez z goracego kondensatu, ogrzac w posredniej wymianie ciepla do. tempera¬ tury absorpcji lub nieco powyzej.Sposób wedlug wynalazku sluzy przede wszyst¬ kim do przygotowania gazów palnych, które przez zgazowanie paliw stalych na przyklad wegla, lub paliw plynnych, na przyklad olejów ciezkich, ole¬ jów odpadowych lub smoly, wytwarzane sa z po¬ wietrzem i para wodna, przy podwyzszonym cis¬ nieniu do okolo 50 atn.Sposób wedlug wynalazku nadaje sie równiez do wykorzystania w procesach energetycznych, z zastosowaniem do turbin gazowych, ewentualnie w powiazaniu z procesami siloparowymi.Inaczej niz przy oczyszczaniu gazów syntezo¬ wych .przebiega tu przy tym zwlaszcza odsiarcza¬ nie, podczas gdy objetosc, zawartosc cieplna ii wartosc opalowa goracego gazu surowego powinny pozostac mozliwie niezmienione.Celem zachowania objetosci gaz oczyszczony po¬ winien zawierac dwutlenek wegla, a wytkondanso- wana woda powilnna byc z powrotem odparowana do oczyszczonego gazu.Do zachowania zawartosci cieplnej sluzy rów¬ niez ponowne odparowanie kondensatu. Do zacho¬ wania wartosci opalowej sluzy ponowne odparo¬ wanie wykondensowanych weglowodorów.Dzieki sposobowi wedlug wynalazku zawartosc siarici gazu surowego lacznie z zawartymi v/ nim weglowodorami w postaci' pary, zostaje obnizona w gazie oczyszczonym do okolo 1/10.Przy danej dozwolonej emisji siarki w gazie su- ° rowym mozna, przy uzyciu sposobu wedlug wyna¬ lazku, stosowac w procesach energetycznych oleje ciezkie i wegle o dziesieciokrotnie wiekzej zawar¬ tosci siarki. Oznacza to, ze przy najbardziej nawet ostrych warunkach dla gazów wylotowych doste¬ pne byc moga dla gospodarki energetycznej, pra¬ wie wszystkie gatunki wegla lub rodzaje oleju, z nielicznymi skrajnymi wyjatkami.Przedmiot wynalazku przedstawiono schematycz¬ nie w kilku przykladach wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia jednostopniowy uk¬ lad chlodnica — saturator z chlodnica posrednia, fig. 2 — rozszerzona postac ukladu z fig. 1, z po¬ srednia wymiana ciepla miedzy chlodzonym ga¬ zem i kondensatem ogrzewanym w ukladzie chlo¬ dzenia, fig. 3 -— zmodyfikowana postac wykonania ukladu z fig. 2, z bezposrednia wymiana ciepla miedzy goracym gazem surowym i ochlodzonym gazem surowym, fig. 4 — zmodyfikowana postac wykonania ukladu z fig. 1, w której uklad" chlo¬ dzenia stanowi chlodnice pluczaca z bezposrednia wymiana ciepla miedzy gazem surowym i konden¬ satem, filg. 5 — schemat urzadzenia z wielostopnio¬ wym posrednim ukladem chlodzenia i z wielostop¬ niowym ukladem nasycania, a fig, 6 — schemat urzadzenia do odsiarczania zawierajacego smole gazu surowego, wytworzonego przez zgazowanie pod cisnieniem wegla z powietrzem i para wodna, prz^z selektywne wyplukiwanie siarkowodoru za pomoca wodnego roztworu soli metali alkalicznych prostych aminokwasów, wprowadzonego i znanego 8 pod nazwa handlowa „Alkazid".Na fig. 1 do 3 i 5 odpowiadajace sobie czesci oznaczono takimi samymi oznacznikami liczbowy¬ mi).Urzadzenie wedlug fig. 1 sklada sie zasadniczo z dowolnego urzadzenia odsiarczajacego 1, ukladu chlodzenia 2, ukladu nasycania 3 i zbiornika roz¬ prezajacego 4.Gaz surowy, który w chlodnicy pluczacej zostal uwolniony od sadzy i smoly, ma temperature od 150 do 200°C i jest nasycony parami wody i ewen¬ tualnie weglowodorów. Dochodzi on przez prze¬ wód 5 do posredniej chlodnicy 2 i plynie przewo¬ dem 6 do urzadzenia do odsiarczania 1. Stad gaz oczyszczony plynie przewodem 7 do saturatora 3* który stanowi wieza zraszana.Gaz oczyszczony^ ogrzany i wzbogacony parami, wyplywa z saturatora przez przewód 8. Nagroma¬ dzony, uzysikany z gazu kondensat utrzymywany je w obiegu zamknietym, obejmujacy chlodnice posrednia i saturator. W przewodzie 9 plynie z chlodnicy 2 do saturatora 3 goracy kondensat, któ¬ ry podawany jest od strony glowicy saturatora.Ochlodzony kondensat zostaje ze studzienki satu¬ ratora odprowadzony przez przewód 10 przy za¬ stosowaniu pompy 11 z powrotem do dolnego kon¬ ca wchlaniajacej cieplo strony chlodnicy posred¬ niej 2.Z goracego gazu surowego, który przeplywa przez oddajaca cieplo strone chlodnicy posredniej 2, wydziela sie kondensat, Iktóry zbiera sie w stu¬ dzience i kierowany jest poprzez przewód 12 dc zbiornika rozprezajacego 4 z zaworem rozprezaja¬ cym 14.Dzieki rozprezeniu moga byc tutaj wydzielone z kondensatu rozpuszczone w nim gazy. Ten kon¬ densat poprzez przewód 15 zasila za pomoca pom¬ py 16 przewód 10 i laczy sie tu z plynacym do sa¬ turatora 3 goracym kondensatem. Tworzacy sie nadmiar kondensatu zostaje w miejscu 13 odpro¬ wadzony z obiegu.Aby uzyskac wystarczajaca róznice temperatury miedzy kondensatem wplywajacym do chlodnicy 2 przez przewód 10 i gazem uchodzacym przez prze¬ wód 6, umieszczono w przewodzie 10 wymiennik ciepla 17, za pomoca którego odbiera sie konden¬ satowi cieplo i obraca je na uzytek w innym miej¬ scu procesu, na przyklad przy regenerowaniu na¬ syconego roztworu absorpcyjnego. Z drugiej zas . strony mozna przewidziec w przewodzie 9 nie przedstawiony na rysunku wymiennik ciepla, za pomoca którego przychodzacy z chlodnicy 2, go¬ racy kondensat bylby jeszcze dalej ogrzewany, przed dojsciem do saturatora 3.Filg. 2 odpowiada w znacznym stopniu fig. 1.Azeby w gazie surowym spowodowac stan niedo- sycenia odnosnie temperatury absorpcji w urza¬ dzeniu odsiarczajacym, w tej postaci wykonania zostaje podwyzszona temperatura gazu ochlodzo¬ nego i uwolnionego z kondensatu. W tym celu przewidziane w przewodach 6 19 wymiennik cie¬ pla 20, w którym ochlodzony, oddzielony od kon¬ densatu gaz surowy ogrzewany jest przez goracy strumien kondensatu, plynacy z chlodnicy 2 do sa¬ turatora 3. 40 45 50 55 6084 458 W urzadzeniu wedlug fig. 3 gaz surowy, ochlo¬ dzony i oddzielony od kondensatu, ogrzewany jest przez wymiane ciepla z goracym gazem surowym, wplywajacym do chlodnicy. Fig. 3 stanowi wyci¬ nek z fig. 2. Przez wymiennik ciepla 21 przeply¬ wa z jednej strony przez przewód 5 goracy gaz surowy, a z drugiej strony przez przewód 6 — ochlodzony gaz surowy, ubozszy o pare wodna i ewentualnie wegolowodór.Doplywajacy przez przewód 5 goracy gaz suro¬ wy moze pochodzic przy tyim bezposrednio z chlod¬ nicy pluczacej, nalezacej do poprzedzajacego urza¬ dzenia wytwarzajacego gaz, lub tez z poprzedza¬ jacego stopnia chlodzenia, przynaleznego do opisa¬ nego ponizej na podstawie fig. 5 urzadzenia o wielostopniowym ukladzie chlodzenia.Postac wykonania wedlug fig. 2 lub 3 madaje sie zwlaszcza do osiarczania za ipomoca reakcji Claus'a.Potrzebny do tego dwutlenek siarki doprowadza¬ ny jest do urzadzenia odsiarczajacego poprzez przewód 22.W postaci wykonania wedlug fig. 4 poprzedza¬ jacy odsiarczanie uklad chlodzenia stanowi chlo¬ dnica pluczaca z bezposrednia wymiana ciepla miedzy goracym gazem surowym i1 uzyskanym z niego kondensatem.Urzadzenie sklada sie z urzadzenia odsiarczaja¬ cego 31, chlodnicy pluczacej 32, saturatora 33 oraz ze zbiornika oddzielajacego 34 z doprowadzeniem pary 35 i odprowadzeniem 49.Goracy gaz surowy plynie przez przewód 36 do bezposredniej chlodnicy 32, a w niej poprzez ksztaltke wypelniajaca lub inne odpowiednie wbu¬ dowane elementy, do góry, naprzeciw kondensato¬ wi podawanemu z przewodu 38 za pomoca elemen¬ tu rozdzielczego 39. Gaz plynie nastepnie przewo¬ dem 40 do urzadzenia odsiarczajacego 31. Stad gaz oczyszczony plynie przewodem 41 do saturatora 33, który stanowi wieza zraszana w podobny spo¬ sób, jak opiis?.no na podstawie fig. 1 i 2. Z satu¬ ratora przez przewód 42 odplywa gaz oczyszczo¬ ny, o wyzszej temperaturze i nasycony para.Ciecz pluczac?, powiekszona w bezposredniej chlodnicy 32 o wytworzony kondensat, zbiera sie w zbiorniku oddzielajacym 34, zostaje przez roz¬ prezenie i/lub wdimuchanie pary uwolniona od roz¬ puszczonych gazów i nastepnie przewodem 43 za pomoca pompy 44 przeslana do glowicy saturato¬ ra. Ochlodzony kondensat zostaje prowadzony ze studzienki saturatora przewodem 45 za pomoca pompy 46 z powrotem do bezposredniej chlodnicy 32, poprzez wymiennik ciepla 47 celem nastawie¬ nia wymaganej róznicy temperatury. Zbywajacy kondensat odprowadza sie przewodem 48.Przy tym sposobie pracy caly kondensat przecho¬ dzi przez chlodnice oraz saturator i wobec tego pow'nicn byc razom o "gazowany w zbiorniku od¬ dziel "j?cym S4. Dlatego tez do zbiornika oddziela¬ ja oso 34 w potoczeniu z bezposrednia chlodnica 32 nalepy przywiazywac wieksze znaczenie mz do zbiornika rozprezajacego 4, wystepujacego w przy¬ kladzie wykonania wedlug fi'g. 1 do 3. Nieznacz¬ ne ilosci H2S, które moga byc przeniesione z uk¬ ladu chlodzenia do uikladu inasycania wraz z kon¬ densatem odgazowanym w taki sposób, moga nie byc trane pod uwage przy wykorzystywaniu gazu oczyszczonego jako gazu napedowego dla turbin ' gazowych.W postaci wykonania wedlug fig. 5 uklad do odsiarczania jest dwustopniowy. Schemat odsiar¬ czania oraz chlodnicy i saturatora, zalaczonych bezposrednia przed, wzglednie za odsiarczaniem, zgadza sie calkowicie z fig. 1, zastosowano wiec w tym zakresie takie same oznaczniki liczbowe. !0 Zgodnosc ta obejmuje odsiarczanie 1, chlodnice 2, saturator 3 i zbiornik rozprezajacy 4.Przed chlodnica 2 wlaczono inna chlodnice 50, podczas gdy za saturatorem 3 wlaczono inina wieze zraszana 51.' Za pomoca pompy 54 utrzymuje sie krazenie zamknietego obiegu kondensatu przez chlodnice 50, saturator 51, oraz przewody 52 i 53.Wystepujaca w saturatorze 51 strate ilosci wsku- tcik odparowania uzupelnia sie poprzez przewód 55 z obiegu kondensatu, przechodzacego przez chlodni- ce 2 i saturator 3. Wysftepujaca w tym obiegu strate ilosci uzupelnia sie z uzyskiwanego konden¬ satu (przewód 15, pompa 16).Goracy gaz surowy plynie z przewodu 56 przez pierwsza chlodnice 50 i przewód laczacy 57 do chlodnicy 2, a nastepnie — w sposób opisany przy omawianiu fig. 1 — przewodem 6 do odsiarczania, skad przewodem 7 do saturatora 3. Z saturatora 3 ogrzany gaz oczyszczony plynie przewodem lacza¬ cym 58 do drugiego saturatora 51. Stamtad plynie on przewodem 59 do miejsca uzytkowania.Przewód laczacy 57, pomiedzy chlodnicami 50 i 2, wlaczony jest wymiennik ciepla 60, majacy na celu podtrzymywanie wystarczajacej róznicy tem¬ peratury w obiegu miedzy chlodnica 50 i1 satura- torem 51, z iktórego za pomoca przeplywajacego medium mozna pobierac cieplo i przekazywac je do jakiejs czesci procesu odsiarczania, na przy¬ klad c'o regenerowania masyconego roztworu ab¬ sorpcyjnego. Do strumienia kondensatu, plynacego 40 z chlodnicy 50 do saturatora 51, mozna doprowa¬ dzac dodatkowo cieplo wymiennika 61.Kodensat z chlodnicy 50 odprowadzany jest przez wymiennik ciepla 60, a kondensaty z chlod¬ nicy 50 i wymiennika ciepla 60 odprowadzane sa 45 razem przez chlodnice 2.Fig. 6 przedstawia wielostopniowe chlodzenie gazu surowego oraz dwustopniowe nasycanie ga¬ zu oczyszczonego. Nadaje sie przede wszystkim do slosowcnia dla gazów surowych, zawierajacych kon^ensujace sie weglowodory, na przyklad dla zawierajacych smole gazów surowych, uzyskanych z? zgazowania wegla z powietrzem i para wodna, pod cisinieni:m.Urz;;czenie sklada sie z odsiarczania gazów z 55 wie^fi r rn;ar~»cyjna 138 i wieza regeneracyjna 142, z chlodnic 119, 130 i 133 gazu surowego, dwustop¬ niowego saturatora 113 gazu oczyszczonego i roz¬ dzielacza 108 do odkwaszania kondensatu wytwo¬ rzonego w chlodnicach. Schemat produkcyjny za- 6) whra poza tym chlodnice pluczaca 102, stosowana powszechnie dla gazników do wegla, z separatorem smoly 106.Grz oczyszczony przechodzi przez podgrzewacz dodatkowy 148, a potem przez turbine przeciw- 65 prezna 151, w której poprzez wykonanie pracy zo-84 458 11 staje on rozprezony do (nieznacznego nadcisnienia.Rozprezony czesciowo, goracy jeszcze gaz zostaje prowadzony przez saturator dodatkowy 115 i w nim wzbogacony w ulegajace odparowaniu weglo¬ wodory z separatora 106 smoly a wreszcie prze- 5 wodem 153 doprowadzony do komory spalania tur¬ biny gazowej. Gazy wylotowe tej turbiny gazowej mozna nastepnie zastosowac w jednym z procesów energetyczno-parowych.Wytworzony z wegla przez zgazowanie z para wodna i powietrzem, przy podwyzszonym cisnieniu gaz surowy w iktórym siarka wystepuje prawie calkowicie jaiko siarkowodór, wchodzi przewodem 101 do chlodnicy pluczacej 102. Nastepnie jest plu¬ kany przychodzacym przewodem 103 kondensa¬ tem wlasnym, który odciiagany jest z separatora 106 i podgrzewany w wymienniku ciepla 107.Gez surowy zostaje przy tym nasycony para wocna, zaleznie od cisniemia i temperatury. Ciala stale ulegaja w kondensacie zwiazaniu z wyzej wrzacymi weglowodorami i wydzielone ze zbywa¬ jaca woda przez przewód 105. Woda ze skondenso¬ wanymi weglowodorami' i cialami stalymi prowa¬ dzona jest przewodem 105 przez podgrzewacz w rozdzielaczu 108, 'nastepnie zostaje (zmieszana z in¬ nymi kondensatami, (pochodzacymi z przewodu 110, w wymienniku 109 zostaje dodatkowo chlodzona woda z przewodu 111, oraz poprzez wymiennik ciepla 107 doprowadzona do separatora 106, w któ¬ rym przez tworzenie sie warstw smola i woda zostaja oddzielone. Lekkie weglowodory doprowa¬ dza sie przez przewód 112 do saturatora 113 i od¬ parowuje do gazu oczyszczonego. Ciezsze weglowo¬ dory doprowadza sie przewodem 114 do saturatora smoly 115 i w nim odparowuje przy nizszym cis¬ nieniu do czesciowo rozprezonego gazu oczyszczo¬ nego.Frakcja resztkowa zostaje polaczona w przewo¬ dzie 116 z mieszanina cial stalych i smoly pobra¬ na poprzez przewód 117 z separatora 106, oraz do¬ prowadzona przewodem 118 iz powrotem do nie przedstawionej na rysunku wytwornicy gazu. Tam smola podlega krakowaniu, przy czym zawarte w niej organiczne zwiazki siarki zostaja równiez przeprowadzone czesciowo w siarkowodór.Nasycony para wodna gaz surowy zostaje dopro¬ wadzony przewodem 104 do posredniej chlodnicy 119 i oddaje czesc swego efektywnego ciepla wo¬ dzie obiegowej, plynacej w przewodzie 120, która to woda w drugim stopniu saturatora 113 ogrzewa gaz oczyszczony.Kondensat wydzielony w chlodnicy 119 zostaje przejmowany przez przewód 121 i czesciowo do¬ prowadzony z powrotem przewodem 122 do obie¬ gu chlodnicy pluczacej (przewody 110 i 105).Pozostala czesc, .która w danym przykladzie od¬ powiada ilosci pary wodnej vw gazie surowym, do¬ prowadzana jest przewodem 123 z powrotem do rozdzielacza 108. Za pomoca ciepla z bardziej go¬ racego kondensatu '(przewód 105) i ewentualnie wskutek obnizenia cisnienia zostaja w rozdziela¬ czu 108 oddestylowane H2S i S02, oraz poprzez przewód 125 oddane do przewodu gazów wyloto¬ wych 143 przy wiezy regeneracyjnej 142. W roz¬ dzielaczu 108 zostaja oddestylowane równiez male 12 ilosci amoniaku zawartego w gazie surowym, ale za pomoca malej ilosci wody dodatkowej ulegaja one wyplukaniu z przewodem 124. Odgazowany kon¬ densat z rozdzielacza 108 zostaje razem z dodatko¬ wa woda z przewodu 111 doprowadzany do satu¬ ratora 113 i rozdzielany na oba jego stopnie za pomoca przewodów 127 i 128.Ochloczony wstepnie gaz surowy wchodzi prze¬ wodem 129 do nagrzewacza 130 wiezy regenera¬ cyjnej 142 i ogrzewa w niej roztwór absorpcyjny odsiarczania gazu, który prowadzony jest za pomo¬ ca przewodu 131 poprzez nagrzewacz 130 z którego plynie gaz przewodem 132 do posredniej chlodni¬ cy koncowej 133, powiazanej przez obieg wody chlodzacej 134 z pierwszym stopniem saturato¬ ra 113, Z nagrzewacza 130 i chlodnicy koncowej 133 przewodami 135 i 136 doprowadzone sa (kondensaty z powrotem do obiegu wody pogazowej (przewód 110).Ochlodzony, zawierajacy siarkowodór gaz suro¬ wy wchodzi przewodem 137 do wiezy absorpcyjnej 138, w której podlega on, przez krótki okres zet¬ kniecia sie, plukaniu za pomoca odpowiedniego roztworu absorpcyjnego, azeby wyplukac z gazu surowego mozliwie selektywnie przede wszystkim siarkowodór.Nasycony roztwór absorpcyjny zostaje przez przewód 140 skierowany do Wiezy regeneracyjnej 142 i w wymienniku ciepla 141 ogrzany za pomoca goracego regenerowanego roztworu, plynacego przewodem 139. Przez doprowadzanie ciepla z na¬ grzewacza 130 i przez rozprezanie wchloniete kwa¬ sne gazy ulegaja oddzielaniu i sa one doprowadza¬ ne przewodem 143 do dalszego przetwarzania na zawierajace siarke produlkty handlowe. Goracy re¬ generowany roztwór absorpcyjny zostaje przez przewód 139 i poprzez wymiennik ciepla 141 i chlodnice 144 doprowadzany z powrotem do glo¬ wicy aparatu absorpcyjnego 138.Odsiarczony gaz oczyszczony doprowadza sie przewodem 145 do saturatora 113. W pierwszym stopniu, który powiazany jest z posrednia chlod¬ nica 133 za pomoca obiegu wody chlodzacej, gaz oczyszczony zostaje zroszony ogrzana woda chlo¬ dzaca.Wyparowana wode uzupelnia sie z przewodu 127.Obieg wody chlodzacej, plynacy przewodem 134, prowadzony jest przez chlodnice 146, w której od¬ prowadza sie zbywajace cieplo.Gaz oczyszczony, nasycony odpowiednio do cis¬ nienia i temperatury, wchodzi w drugi stopien sa¬ turatora 113, gdzie jest zraszany ciepla woda obie¬ gu chlodnica-saturator z przewodu 120 oraz ogrze¬ wany.Ilosc ciepla przenoszona z chlodnicy do satu¬ ratora wystarcza czesto na pokrycie zapotrzebo¬ wania ciepla dla regenerowania roztworu absorp¬ cyjnego oraz na nasycenie gazu oczyszczonego po¬ wyzej zawartosci pary wodnej w gazie surowym.Do saturatora 113 wtryskiwane sa przez przewód 128 i o "parowywane, woda dodatkowa z przewodu 111 jak równiez lzejsze weglowodory z przewodu 112, oprócz nadwyz/ki (kondensatu z przewodu 126. :o 40 45 50 55 6084 13 Gaz oczyszczany, nasycony para wodna odpo¬ wiednio do temperatury i cisnienia, opuszcza satu- rator 113 i przez przewód 147 wchodzi do przegrze- wacza 148, w którym podlega przegrzaniu za po¬ moca na przyklad gazu surowego z przewodu 149.Przegrzany gaz oczyszczony doprowadza sie przewodem 150 do turbiny 151, gdzie zostaje cze¬ sciowo rozprezony, a nastepnie przewodem 152 wchodzi do saturatora smoly 115. Tu na nizszym poziomie cisnienia zostaja wtryskane wyzsze we¬ glowodory, które zostaly odciagniete w separato¬ rze smoly 106 i doprowadzone przewodem 114.Frakcja nie ulegajaca odparowaniu zostaje odpro¬ wadzona z saturatora smoly 115 przez przewód 116 i doprowadzona z powrotem do wytwornicy gazu.Po czesciowym rozprezeniu znajdujacy sie w prze¬ wodzie 153 odsiarczony gaz oczyszczony znajduje sie jeszcze wciaz pod cisnieniem z mozliwoscia do zastosowania w procesie energetycznym, gazowym lub igazowoparowyin.Obiegi kondensatu, sluzace do przenoszenia cie¬ pla z goracego gazu surowego do zimnego gazu oczyszczonego, prowadzone sa przez przewody 120 i 134. Przewód okrezny 120 laczy chlodnice 119 z górna czescia dwustopniowego saturatora 113, podczas gdy przewód olkrezny 134 laczy chlodnice 133 z dolnym odcinkiem saturatora 113.Przyklad 1. Przyklad odnosi sie do odsiar¬ czania wilgotnego gazu, który zostal wytworzony za pomoca przeciwipradowego zgazowania wegla z powietrzem, pod cisnieniem, przez plukanie plyn¬ na siarka, wedlug opisu patentowego Stanów Zjed¬ noczonych Ameryki nr 3 447 903. Milmo, ze odsiar¬ czanie odbywa sie w temperaturze od 120 do 160°C, nalezy gaz przedtem jeszcze bardziej ochlodzic, azeby zmniejszyc zawartosc HzO, która JE^ko pro¬ dukt koncowy przeszkadza w reakcji odsiarcza- nte.Ten sposób pracy objasniony jest ponizej na fig. 2 i jako wariant, wedlug fig. 3.Przez przewód 5 do wymiennika ciepla 21 i do chlodnicy 2 doprowadza sie nasycony para wodna gaz surowy, który z wytwornicy gazu poddany zo¬ stal dzialaniu mokrej pluczki. Sklada sie on ze 180 000 Nm8/godz suchego gazu o skladzie: C02 — 13,0% H2S — 1,0% CO — 15,8°/t H2 — 25,0% CH4 — 5,2% N2 — 40,0% i zawiera 68 400 kg/godz pary wodnej, 79,20 kg/godz pary oleju smolowego, benzyny i innych weglowo¬ dorów oraz NHj. Cisnienie wynos: 21 atm, tempe¬ ratura 161°C.Wartosc opalowa (w odnksieniu do dolnej war¬ tosci Hv) wynosi 365,9 X 106 kcal/godz, cieplo se¬ lekt} wne 14,5G x 1C6 kcal/godz, a cierplo parowa¬ nia zawartej pary wodnej 40,83 X 106 kcal/godz.Celem ponownego ogrzania ochlodzonego gazu o daje sie 0,77 X 10G ikcal/godz do wymiennika cicola 21. Z chlodnicy 2 odiprowadza sie 45,98 X 106 kcal/godz, z czego 39,53 X 106 kcal/godz pobiera kondensat, wchodzacy do chlodnicy 2 przez prze- 458 14 wód 10 i wychodzacy z niej przewodem 9, podczas gdy reszta odprowadzana jest wraz z kondensatem przez przewód 12. Gaz surowy ochladza sie 4,rzy tym do 90°C i wówczas zawiera jeszcze tylko 5 223 kg/godz pary wodnej oraz 2 700 kg/godz oleju smolowego i innych weglowodorów.Po ponownym ogrzaniu w wymienniku ciepla 21 doprowadza sie gaz surowy przewodem 6 do od¬ siarczania. Gaz zawiera 1800 Nm3/godz H2S, z czego 95%, a wiec 1 710 Nmtygodz, zostaje wymie¬ nione w mysl reakcji Claus'a. 2H2S + S02 = 3S +2H20 Do tego potrzeba 855 Nm'/godz S02, który jest wytworzony za pomoca stechiometrycznego spala¬ nia siaiiki z powietrzem. Powstajace przy tym go¬ race spaliny, 4 075 NmVgodz o 21% S02 i 79% N„ zostaja doprowadzone przewodem 22 do odsiarcza- nia 1 i wnosza do odsiarczania 2,50 X 106 kcal/godz efektywnego ciepla, tak ze wystepujaca w wiezy odsiarczania mieszanina gazów osiaga temperature 139°C. Dzieki cieplu reakcji podnosi sie tempera¬ tura talk, ze gaz po odsiarczaniu uchodzi przez przewód 7 przy temperaturze 155°C. Wobec H20 powstalej przy reakcji, zawartosc pary wodnej wzrasta do 6 597 kg/godz. w gazie oczyszczonym, talk ze temperatura nasycania wynosi 95°C. Przez dodanie S02 + N2 i przemiane H2S i S02 zmienia sie ilosc suchego gazu na 181 510 NnWgodz.W procesie odsiarczania wytwarza sie 3 660 kg/ godz siarki, z czego 1220 kg/godz powinno ulec spaleniu na SOa, tak ze mozna bedzie oddac 2 440 kg/godz uzytecznej plynnej siarki.Gaz oczyszczony dochodzi do saturatora S, który polaczony jest za pomoca przewodu 10 z pompa 11 i wymiennikiem ciepla 17, a przewodem 9 z chlod¬ nica 2. W tym saturatorze gaz oczyszczony zostaje ogrzany i nasycony, talk ze w przewodzie 8 znaj¬ duje sie co dalszego wykorzystania na przyklad w turbinie gazowej przy cisnieniu 19,5 atm i 145°C, gaz ten stanowi wówczas 181 510 Nm8/godz suche¬ go gazu o nastepujacym skladzie: C02 — 12,89% 45 H^S — 0,05% CO — 15,67% H2 — 24,76% CH4 — 5,16% No — 41,44% 50 i1 zawiera 40 840 kg/godz pary wodnej, 7 920 kg/ godz oleju smolowego i benzyny, NH3 oraz innych weglowodorów. W saturatorze odparowano /przeto z powrotem co gazu oczyszczonego 34 243 kg/godz 55 wody oraz weglowodorów i NH3. Gaz oczyszczony posiada zatem wartosc (w odniesieniu do Hu) ?r6.10 X 10° kcal/godz, cieplo efektywne 11,34 x X 106 kc?]/godz i cieplo parowania H:0 — 24,38 X X 106 ^cpl/gcdz. 60 VTyparowana ilosc kondensatu zostaje uzupelnio- ra przez kondensat z chlodnicy ?, który doprowa¬ dza sie przez przewód 12, zbiornilk rozprezajacy 4 oraz przewód 15 i pompe 16 do przewodu 10. Po¬ niewaz w chlodnicy 2 uzyskuje sie lacznie 63 177 6r kg/goc z kondensatu, nalezy odebrac jeszcze 28 93484 458 kg/godz przez przewód 13. Ta ilosc kondensatu zostaje celowo doprowadzona z powrotem do chlod¬ nicy pluczacej wytwornicy gazu a przez to zawarte w nim materialy, jak smola itd., wchodza znowu dodatkowo do gazu surowego. Nie powstaja wiec 5 zadne straty.W miejscu odgalezienia przewodu 13 mozna u- miescic w przewodzie 12 nie przedstawiony na ry¬ sunku separator tego rodzaju w którym przez przewód 13 bedzie mozna odprowadzac tylko wode 10 a przez przewód 15 natomiast wszystkie materialy takie jak smola itd., z potrzebna iloscia wody.Zbiornik rozprezajacy 4 z odgalezieniem rozpre¬ zajacym 14 sa nieuzywane, poniewaz ilosc H2S, który jest rozpuszczony w kondensacie doprowa- 15 dzonym do obiegu przez przewód 15, wynosi tylko mniej wiecej 6 Nmtygodz. Ta ilosc H^, dochodza¬ ca dodatkowo do gazu oczyszczonego wskutek od¬ destylowania w saturatorze 3, moze byc pominieta wobec zawartosci koncowej H2S rzedu 90 Nm8/godz, 2o wystepujacej w gazie oczyszczonym przy wyjsciu z odsiarczania.Utrzymywana w obiegu okreznym ilosc konden¬ satu wynosi 530 Nmtygodz, jest ona nagrzana w chlodnicy 2 do 155°C. W saturatorze obiegajaca 25 ciecz chlodzona jest do 113°C, a po przejeciu z powrotem kondensatu z przewodu 15 dla zacho¬ wania wymaganej róznicy temperatury w chlodni¬ cy 2, inalezy ja ochlodzic w wymienniku ciepla 17 do 80°C, Cieplo odprowadzone w wymienniku cie- 31 pla 17 mozna wykorzystac ewentualnie do ogrze¬ wania wody zasilajacej.Ponizej przedstawia sie nastepujace bilanse: Bilans wody: dostarczono: para wodna wgazie 35 surowym 68 400 kg/godz wytworzono w odsiarczaniu 1 374 kg/godz Uzyskano: para wodna w gazie oczyszczonym odprowadzony kondensat Strata pary wodnej: 68 400- —40 840 = 69 774 kg/godz 40 840 kg/godz 28 934 kg/godz 69 774 kg/godz 27 560 kg/godz Bilans ciepla w odniesieniu do dolnej wartosci opalowej Hu: surowego, wrazz 50 weglowodorami i NH3 365,90 X 106 kcal/godz efektywne cieplo gazu surowego 9,62 X 106 kcal/godz efektywne cieplo pary 4,94 X 106 kcal/godz doprowadzono z S02 + N2 2,50 X 106 kcal/godz 55 382,96 X 106 kcal/godz Uzyskano: wartosc opalowa gazu oczyszczonego, wraz z weglowodorami i NH3 356,10 X 106 kcal/godz go efektywne cieplo gazu oczyszczonego 8,69 X 106 kcal/godz efektywne cieplo pary 2,65 X 106 kcal/godz 16 wartosc opalowa uzyska¬ nej siarki *..-..•' 7,35 X 10« kcal/godz 367,44 X 106 kcal/godz 65 374,79 X 106 kcal/godz strata ciepla 8,17 X 106 kcal/godz co stanowi 2,13% dostarczonego ciepla.Ilosci ciepla oddane na zewnatrz wraz z kon¬ densatem o c prowadzonym przewodem 13 oraz w wymienniku ciepla 17, pochodza przewaznie z cie¬ pla parowania pary wodnej zawartej w gazie su¬ rowym. Cieplo parowania nie pojawia sie w bi¬ lansie ciepla odniesionym do dolnej wartosci opa¬ lowej Hu i nie moze byc równiez wykorzystane w zasilanej nastepnie turbinie gazowej.Przyklad 2. Przy zgazowaniu przeciwprado- wym wegla pod cisnieniem, okolo 96% siarki z wegla przechodzi do gazu, a 4% do popiolu. Siar¬ ka w gazie surowym sklada sie w 95% z H2S, reszte stanowi siarka zwiazana organicznie, za¬ warta mniej wiecej w 1,5% w gazie, a w 3,5% w smole, oleju i benzynie.Gaz surowy (przewód 101), zgodnie z wynalaz¬ kiem znajdujacy sie pod cisnieniem 21 atm i o temperaturze 520°C ma nastepujacy sklad: C02 — 13,0% objetosciowo H2S — 1,0% CnHm — 0,2% CO — 15,8% H2 — 25,0% CH4 — 5,0% N2 — 40,0% 180 000 Nm3/godz suchego gazu surowego zawiera ponadto 21,6 t/godz pary wodnej, 7,2 t/godz smoly, oleju i benzyny, 720 kg/godz NH3 oraz okolo 720 kg/godz innych weglowodorów, jak fenole i kwasy tluszczowe. Gaz surowy o entalpii 51,24 X 166 kcal/ /godz plukany jest w chlodnicy pluczacej 1Ó2 za pomoca 68,4 t/godz kondensatu o 100°C.Chlodnice pluczaca opuszcza gaz surowy o ental¬ pii 45,6 X 10° kcal/godz przy 161° i 21 atm, oraz z nasyceniem 68,4 t/godz pary wodnej. 21,6 t/godz zbywajacej wody opuszcza chlodnice pluczaca przez przewód 105 przy temperaturze 161°C.Nasycony gaz surowy zostaje ochlodzony w po¬ sredniej chlodnicy 119 za pomoca 493 t/godz wody obiegowej (przewód 120) ze 161°C do 143°C przy ,6 atm. Woda ogrzewana jest przy tym od 115°C do 151 °C. Pozostala ilosc ciepla zostaje odprowa¬ dzona z 32,4 t/godz uzyskiwanego kondensatu (prze¬ wód 121) przy 140°C i rozdzielona na przewody 122, 123.W pizypadku gdy na przyklad scieki nie beda zwracane, wówczas z tego kondensatu odprowadza sie strumien czesciowy (przewód 123), który przy 21,6 t/godz odpowiada ilosci pary wodnej znajdu¬ jacej sie w dostarczonym gazie surowym, w tym zawarte sa okolo 1 g/l H2S, 10 g/l C02 i 8 g/l NH,.Celem odkwaszenia kondensat w rozdzielaczu 108 doprowadza sie przez obnizenie cisnienia do stanu wrzenia, gotuje sie iprzy uzyciu 0,32 X 106 kcal/godz pochodzacych z kondensatu z chlodnicy pluczacej (przewód 105), a pary dodatkowo plucze sie za po¬ moca 0,55 t/godz wody dodatkowej o 20°C z prze¬ wodu 124. Odkwaszony kondensat w ilosci 22,1584 458 17 18 t/godz przepompowuje sie przez przewód 126 do saturatora 113.Gaz. surowy zostaje ochlodzony w znajdujacym sie obok nagrzewaczu 130 do temperatury 11R°C przy 20,4 atm, przy czym 14,1 X 106 kcal/godz do- 5 prowadza sie poprzez roztwór absorpcyjny (prze¬ wód 131) do regeneratora 142, a 2,55 X 106 kcal/godz odprowadza sie wraz z 22 t/godz uzyskiwanego kon¬ densatu (przewód 135) przy 116°C z powrotem do obiegu chlodnicy pluczacej. 10 Gaz zostaje wreszcie ochlodzony w posredniej chlodnicy koncowej 133 za pomoca 158 t/godz wody obiegowej (przewód 134) z 116°C na 30°C, przy czym uzyskuje sie 14 t/godz kondensatu, a woda obiegowa ogrzana zostaje z 20°C na 106°C. 15 Gaz surowy o 30°C skierowany jest przez prze¬ wód 137 do aparatu absorpcyjnego 138 gdzie pod¬ dany jest przyspieszonemu selektywnemu wyplu¬ kiwaniu H2S, za pomoca 225 t/godz roztworu ab¬ sorpcyjnego, przy czym wyplukaniu ulega 95% 20 H2S i taka sama ilosc CQ2. Jako roztwór absorp¬ cyjny sluzy wodny roztwór soli metali' alkalicz¬ nych niskich aminokwasów, jak glikol, alanina i temu podobne, znane w handlu pod nazwa „Alka- cit". » Nasycony roztwór absorpcyjny zostaje podgrza¬ ny w wymienniku ciepla 141 i po obnizeniu cis¬ nienia doprowadzony przewodem 140 do regene¬ ratora, gdzie za pomoca 14,1 X 106 kcal/godz ciepla ulega oddestylowaniu 1 710 Nms/godz HzS, i 1710 30 Nm8/godz COz.Ilosc kwasnych gazów z regeneratora 142 jest tutaj bardzo duza w porównaniu z iloscia gazów z rozdzielacza 108, tak ze moga byc one doprowa¬ dzane razem przez przewód 143 do dalszego prze- 35 twarzania, na przyklad do urzadzenia Claus'a.Po przyspieszonym wyplakaniu H:S uzyskuje sie 176 580 Nm8/godz gazu oczyszczonego, przy 30°C i 19,6 atm, o nastepujacym skladzie: C02 — 12,05% objetosciowo 40 H2S — 0,05% CnHm — 0,20% CO — 16,15% H2 — 25,55% CH4 — 5,10% „ 45 N2 — 40,80% W saturatorze 113 zostaje zroszone woda obie¬ gowa i ogrzane 176 580 Nmtygodz gazu oczyszczo¬ nego oraz nasycone kondensatem i woda dodatko- 50 wa, jak równiez zostaja odparowane lekkie weglo¬ wodory. W pierwszym stopniu gaz zostaje za po¬ moca 158 t/godz wody obiegowej (przewód 134) ogrzany z 30°C do 94°C i nasycony za pomoca 6 t/gudz wody (przewód 127). Woda obiegowa zo- 55 staje ochlodzona przy tym do 61,5°C i doprowa¬ dzona do chlodnicy 146, gdzie jest chlodzona do¬ datkowo do 20°C. Taik wiec dla koncowego chlo¬ dzenia w wymienniku ciepla 133 przy 10°C uzy¬ skuje sie wystarczajaca róznice temperatury dla 60 wymiany ciepla.Gaz oczyszczony i nasycony odpowiednio do cis¬ nienia i temperatury, przechodzi do drugiego sto¬ pnia saturatora i ulega zroszeniu za pomoca 493 t/godz wody obiegowej (przewód 120), która jest 65 chlodzona ze 151°C do 115°C i zostaje przepompo¬ wana z powrotem do posredniej chlodnicy 119.Przenoszona ilosc ciepla wystarcza aby w satura¬ torze 113 oprócz 22,15 t/godz odkwaszonego kon¬ densatu (przewód 126) odparowac jeszcze 14,05 t/godz wody dodatkowej, jak równiez lekkie weglo¬ wodory (przewód 112).Gaz oczyszczony opuszcza saturator 113 przy 141°C, 19,6 atm i 36,2 t/gddz pary wodnej i zo¬ staje w wymienniku ciepla 148 przegrzany do 350°C oraz rozprezony w turbinie 151 przez wy¬ konania pracy z 19,4 atm do 9 atm. Temperatura wyjscia wynosi1 190°C. Gaz oczyszczony zostaje zroszony za pomoca ciezkich weglowodorów w sa¬ turatorze smoly 115 przy cisnieniu 9 atm. Nie ulegajace odparowaniu czastki smoly (przewód 116) ulegaja zmieszaniu ze smola zapylona z separato¬ ra 106 {przewód 117) i sa doprowadzane z powro¬ tem do wytwornicy gazów, gdzie ulegaja one kra¬ kowaniu na nizsze weglowodory. W przewodzie 153 mamy odsiarczony gaz o cisnieniu 9 atm. sluzacy na przyklad do zastosowania w gazowo-parowym procesie energetycznym.Bilans wody: Dostarczono: para wodna w gazie surowym 21,6 t/godz woda dodatkowa 14,6 t/godz 36,2 t/godz Uzyskano: para wodna w gazie oczyszczonym 36,2 t/godz Odparowano zatem 14,6 t/godz wody Bilans ciepla (w odniesieniu do Hu): Dostarczono: wartosc opalowa gazu surowego wraz z weglowodorami i NH3 365,9 X 106 kcal/godz efektywne cieplo gazu surowego 33,0 X 106 kcal/godz efektywne cieplo pary wodnej 5,3 X 106 kcal/godz efektywne cieplo wody dodatkowej 0,3 X 106 kcal/godz 404,5 X 106 kcal/godz Uzyskano: wartosc opalowa gazu oczyszczonego, wraz z weglowodorami' i NH3 356,1 X 10G kcal/godz wartosc opalowa wypluka¬ nego H2S 9,8 X 106 kcal/godz efektywne cieplo gazu oczyszczonego 8,3 X 10ti kcal/godz efektywne cieplo pary wodnej 2,3 X 10« kcal/godz 376,5 X 10fi kcal/godz Róznica: z tego zapotrzebo¬ wanie ciepla do wypluki¬ wania H2S 14,1 X 106 kcal/godz Straty"ciepla 13,9 X 10G kcal/godz z tego wskutek odparo¬ wywania wody 7,7 X 106 kcal/godz Rzeczywista strata ciepla 6,2 X 106 kcal/godz84 4F8 19 20 Stanowi to 1,5% doprowadzonego ciepla. Testra¬ ty ciepla w chlodnicy 146 odprowadzane sa z woda chlodzaca.Bilans siarki: Dostarczono: jako H2S w gazie surowym 95% jako siarka zwiazana orga¬ nicznie w gazie surowym 1,5% jako siarka zwiazana orga¬ nicznie w weglowodorach 3,5% Uzyskano: w H^S (przewód 143 jako siarka zwiazana organicznie w gazie oczyszczonym, wraz z weglowodorami jafko H:S w gazie oczyszczonym 100% 90°/o % % 100% PL