SE503097C2 - Förfarande och anordnng för att rena bränngaser - Google Patents

Förfarande och anordnng för att rena bränngaser

Info

Publication number
SE503097C2
SE503097C2 SE9401375A SE9401375A SE503097C2 SE 503097 C2 SE503097 C2 SE 503097C2 SE 9401375 A SE9401375 A SE 9401375A SE 9401375 A SE9401375 A SE 9401375A SE 503097 C2 SE503097 C2 SE 503097C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
gas
polluting
gases
stream
conduit
Prior art date
Application number
SE9401375A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9401375D0 (sv
SE9401375L (sv
Inventor
Seshadri Seetharaman
Xiao Xingguo
Du Sichen
Original Assignee
Seetharaman Ab S
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seetharaman Ab S filed Critical Seetharaman Ab S
Priority to SE9401375A priority Critical patent/SE503097C2/sv
Publication of SE9401375D0 publication Critical patent/SE9401375D0/sv
Priority to PCT/SE1995/000440 priority patent/WO1995028998A1/en
Publication of SE9401375L publication Critical patent/SE9401375L/sv
Publication of SE503097C2 publication Critical patent/SE503097C2/sv

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/06—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of coolers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0219—Refinery gas, cracking gas, coke oven gas, gaseous mixtures containing aliphatic unsaturated CnHm or gaseous mixtures of undefined nature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04278—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using external refrigeration units, e.g. closed mechanical or regenerative refrigeration units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/0429—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of feed air, e.g. used as waste or product air or expanded into an auxiliary column
    • F25J3/04303—Lachmann expansion, i.e. expanded into oxygen producing or low pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04406—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system
    • F25J3/04412—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system in a classical double column flowsheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04563—Integration with a nitrogen consuming unit, e.g. for purging, inerting, cooling or heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04593—The air gas consuming unit is also fed by an air stream
    • F25J3/046—Completely integrated air feed compression, i.e. common MAC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04612—Heat exchange integration with process streams, e.g. from the air gas consuming unit
    • F25J3/04618—Heat exchange integration with process streams, e.g. from the air gas consuming unit for cooling an air stream fed to the air fractionation unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00—Preventing emissions
    • F23J2215/10—Nitrogen; Compounds thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00—Preventing emissions
    • F23J2215/20—Sulfur; Compounds thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00—Preventing emissions
    • F23J2215/50—Carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2219/00—Treatment devices
    • F23J2219/70—Condensing contaminants with coolers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/24—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using regenerators, cold accumulators or reversible heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/14—Coke-ovens gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/40—Air or oxygen enriched air, i.e. generally less than 30mol% of O2
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/02—Separating impurities in general from the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2260/00—Coupling of processes or apparatus to other units; Integrated schemes
    • F25J2260/02—Integration in an installation for exchanging heat, e.g. for waste heat recovery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2260/00—Coupling of processes or apparatus to other units; Integrated schemes
    • F25J2260/42—Integration in an installation using nitrogen, e.g. as utility gas, for inerting or purging purposes in IGCC, POX, GTL, PSA, float glass forming, incineration processes, for heat recovery or for enhanced oil recovery
    • F25J2260/44—Integration in an installation using nitrogen, e.g. as utility gas, for inerting or purging purposes in IGCC, POX, GTL, PSA, float glass forming, incineration processes, for heat recovery or for enhanced oil recovery using nitrogen for cooling purposes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/30—Technologies for a more efficient combustion or heat usage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Description

10 15 20 25 30 35 505 097 2 förekommer i industriella sammanhang, samt för att regenerera sorptionsmedel eller katalysatorer.
Det är känt att man kan använda kryogeneratorer, varmed i princip avses anordningar för alstring av temperaturer lägre än -70°C, för att i industriella sammanhang kondensera gaser med kokpunkter under -160°C. Det är då emellertid alltid fråga om processer som avser framställning av de aktuella gaserna, t ex att överföra gasen i kondenserad eller sublime- rad form, då den kondenserad gasen är slutprodukten, eller att kondensera en gasblandning för att separera dess olika komponenter genom fraktionerad destillation, eller en kom- bination av detta. Industriella gaser är ofta i sig föro- renade av små mängder av andra gaser med kokpunkter över - 160°C och måste renas, men denna reningen genomföres kon ventionellt alltid med hjälp av någon av de ovannämnda sorp- tions- eller katalysprocesserna innan den kryotekniska kon- densations- och/eller separationsprocessen påbörjas, eftersom detta anses förenkla processen (se t ex band A12, sid 269, 2:a spalten, 3:e stycket i Ullman's Encyclopedia of Indust- rial Chemistry, 5:e upplagan, VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, Tyskland 1988) eller vara nödvändigt för att över- huvudtaget kunna kunna genomföra den kryotekniska processen (se t ex band A13, sid 379, avsnitt 5.3.6. i Ullman's En- cyclopedia of Industrial Chemistry, 5:e upplagan).
Det har nu visat sig att man kan genomföra ett reningsför- farande av inledningsvis nämnt slag på ett tekniskt enklare och ekonomiskt fördelaktigare sätt samt med betydligt bättre effekt än med känd teknik. Detta kan enligt föreliggande uppfinning åstadkommas genom att bränngas som skall renas kyls med åtminstone en ström av gas, vilken gas eventuellt är kondenserad, i en kryogenerator verkande enligt någon ex- pansionsprocess, varvid gasströmmens temperatur är tillräck- ligt låg för att åtminstone kondensera den förorenande gasen, varefter den förorenande gasen uppsamlas för eventuell vidare behandling. På detta sätt erhålles en tekniskt enkel och mycket effektiv rening av bränngasen. Den förorenande gasen 10 15 20 25 30 35 505 097 3 kan därefter lätt nyttiggöras industriellt, vilket i sig innebär ett ekonomiskt bidrag.
Den som förorenande gas ingående substansens smältintervall ligger vid föreliggande förfarande ligger i allmänhet inom temperaturintervallet -140°C till 25°C, men är ej begränsat till detta.
Förfarandet enligt föreliggande uppfinning användes före- trädesvis för att avlägsna förorenande gaser i form av H28, S02, C02, COS eller N02, eller kombinationer av dessa gaser.
Med "förorenande gas" menas i denna ansökan en i den brännga- sen ingående icke önskvärd gas, som uppgår till högst 15 volym-%, företrädesvis högst 10 volym-% och speciellt högst 5 volym-%, räknat på den totala gasvolymen.
Vid förfarandet kondenseras den förorenande gasen till fly- tande eller fast form innan den uppsamlas för vidare behand- ling.
Den vid föreliggande förfarande använda kryogeneratorn är företrädesvis en flytandeluftmaskin, helst en sådan maskin som innefattar en anordning för luftseparation och speciellt då ett Heylandt-system för luftseparation.
Vad som här avses med begreppen "expansionsprocess" och "flytandeluftmaskiner" (vilket är detsamma som "maskiner för tillverkning av flytande luft") framgår bl a av "Energiteknik I" av Gösta Rosenblad (Almqvist & Wiksell Förlag AB, Stock- holm 1968) sid 141-145. "Luftseparationsystem enligt Heylandt" finns beskrivet i band B3, kapitel 20, avsnitt 5.7. av Ullman's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5:e upp- lagan.
Förfarandet enligt föreliggande uppfinning är huvudsakligen avsett att användas för att rena bränngaser, varmed här avses gas eller gasblandningar, som brinner tillsammans med luft eller syre och som användes såsom bränsle. Förfarandet är 10 15 20 25 30 35 503 097 4 speciellt avsett att rena koksugns- respektive masugnsgas, eftersom det vid sådan utföringsformer erbjuder en mycket kraftfull lösning av järn- och stålindustrins problem med förorenade industrigaser, samtidigt som den hitintills out- nyttjade, och därmed förslösade kylkapaciteten vid framställ- ningen av syrgas inom denna industri nyttiggöres.
Föreliggande uppfinning avser även en anordning för genomfö- rande av förfarandet, vilken anordning kännetecknas av att den i kombination innefattar en apparat för luftseparation och åtminstone en värmeväxlare avsedd för kylning av den bränngasen med hjälp av åtminstone en ström av gas i appara- ten, åtminstone en ledning för tillförsel av den industriella gasen till värmeväxlaren, åtminstone en ledning för tillför- sel av den kylande gasen, åtminstone en ledning för bort- ledning av renad bränngas och åtminstone en ledning för bortledning av kondenserade förorenande gaser.
Nedan följer en mer detaljerad beskrivning av några utfö- ringsformer av föreliggande uppfinning samt ett exempel, varvid hänvisas till de bifogade ritningarna, i vilka Fig 1 är ett schematiskt principschema för en utföringsform av förfarandet enligt föreliggande uppfinning, baserad på ett Heylandt-system för luftseparation, och Fig 2 visar det med streckad linje i Fig 1 markerade området i förstoring.
Den med Fig 1 illustrerade utföringsformen är ett exempel på hur föreliggande uppfinning kan tillämpas för att utnyttja befintlig, men tidigare outnyttjad kylkapacitet i ett system för luftseparation, i detta fall ett Heylandt-system, för att rena koksugnsgas från i första hand C02 och H28, samt fram- ställa rent svavel. Liksom vid ett konventionellt Heylandt- system komprimeras luften först i en kolvkompressor 10 i flera, ej närmare beskrivna steg till trycket T1, samtidigt som vattenånga, koldioxid och kolväten på känt sätt avlägsnas från luften. Därefter kyls luften i en ammoniakberörd för- 10 15 20 25 30 35 503 097 5 kylare 20, varefter en del, upp till ca 50 volym-%, av den komprimerade luften leds till en expansionsturbin 30, medan resten av luften leds till en huvudkylare 40. Från kylaren 40 leds denna del av luften via en strypventil 50, som isentalpt sänker lufttrycket till T2, till en destillationskolonns 60 högtrycksdel 70. Genom en ledning 80 förs kontinuerligt ett flöde av syrgasanrikad flytande luft (syrehalt ca 36-38 volym-%) från bottnen av högtrycksdelen 70, via en expan- sionsventil 90, varvid trycket sänks till T3, till kolonnens 60 lågtrycksdel 100. I en ledning 110 leds flytande kväve från kolonnens 60 högtrycksdel 70, först via en underkylare 120, i vilken kvävet kyls, och därefter genom en expansions- ventil 130, som sänker trycket till T3, till kolonnens låg- trycksdel 100. Den luftmängd som fått expandera i turbinen 30 har trycket T3. Till skillnad från ett konventionellt Heylandtsystem leds inte hela luftmängden in i lågtrycksdelen 100; istället leds ett delflöde via en ledning 140 av från ledningen 150 mellan turbinen 30 och lågtrycksdelen 100.
Detta delflöde delas i sin tur upp i två väsentligen lika stora delflöden, som förs in ett par värmeväxlare 160A,160B.
I värmeväxlarna 160A,160B kyler luften koksugnsgas från en konventionell, ej visad koksningsanläggning, vilken gas leds in i värmeväxlarna via ledningar 165. Från toppen av kolonnen 60 avledes via en ledning 170 kvävgas, som i ett konventio- nellt Heylandtsystem skulle ledas såsom kylande medium genom underkylaren 120, huvudkylaren 40 och förkylaren 20, men som vid föreliggande förfarande leds till värmeväxlarna 160A,160B för att kyla inkommande koksugnsgas. Temperaturen för luften i ledningen 140 och för kvävet i ledningen 170 resp dimensio- neringen av värmeväxlarytorna i värmeväxlarna 160A,160B är så avpassad att H23 och C02 kondenseras och avsätter sig i väsentligen fast form i kanalerna för koksugnsgas i värmeväx- larna 160A,16OB. Den renade och djupkylda koksugnsgasen leds «därefter i ledningar 180 såsom kylande medium genom under- kylaren 120, huvudkylaren 40 och förkylaren 20. Värmeväxlarna l60A,160B är regenerativa, vilket i detta sammanhang innebär att värmeväxlarkanalerna för luften resp koksugnsgasen kan skiftas intermittent. På så sätt kan H23 och C02 ånyo för- gasas och avledas genom ledningarna 185 för vidare behand- 10 15 20 25 30 35 503 097 6 ling, i detta fall avsvavling med hjälp av en avsvavlingsa- nordning 190 enligt Claus (Claus-processer samt andra för föreliggande uppfinning tillämpliga avsvavlingsmetoder finns beskrivna på sid 95ff, avsnitt 2.7. i volym A17 av Ullman's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5:e upplagan). Delsys- temet med de regenerativa värmeväxlarna l60A, 160B, avsvav- lingsanordningen 190 samt tillhörande ledningar visas mer detaljerat i Fig 2.
Exempel Nedan beskivs, med hänvisning till beteckningarna i Fig 1 och 2, ett exempel på genomförande av en utföringsform av före- liggande uppfinning.
Koksugnsgas i ett flöde av ca 24800 Nm3/h och med en samman- lagd halt av H25 och C02 av ca 2,2 volym-%, räknat på totala gasvolymen, samt förkyld till en temperatur av ca 30°C leds via ledningarna 165 in i de regenerativa värmeväxlarna 160A,160B. Där kyls koksugnsgasen av luft och kväve med temperaturer av mellan -189° och -193°C, vilka gaser leds in i värmeväxlarna via ledningarna 140 resp 170 i flöden av ca 1230 Nm3/h resp ca 26650 Nm3/h. Värmegenomgångskoefficienten för värmeväxlarna, som är platt-lamellvärmeväxlare (sk "plate-fin heat exchangers"; sådan värmeväxlare finns närmare beskrivna i band B3, kapitel 2, avsnitt 1.l.3.1. av Ullman's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5:e upplagan.), är ca 74 W/m2K och den totala värmeöverföringsytan är ca 6650 m2.
När koksugnsgasen lämnar värmeväxlarna är dess temperatur ca -l86°C, under det att luftens resp kvävets temperatur är höjd till ca 26°C. Svavelhalten för koksugnsgasen har samtidigt sänkts med nära 99,98% genom att H25 och C02 kondenserat i fast form i värmeväxlarna. Intermittent växlas värmeväxlarka- nalerna för koksugnsgasen och luften för att förgasa och via ledningarna 185 avlägsna kondenserad H28 och C02. I avsvav- lingsanordningen 190 bringas H25 att reagera med en del av luftens syre varvid elementärt svavel och vatten bildas.
Erhållen svavelmängd är ca 245 kg/h. 10 503 097 7 Självfallet är föreliggande uppfinning inte begränsad till ovannämnda utföringsformer eller exempel. Inom ramen för uppfinningen ryms en mångfald för fackmannen uppenbara utfö- ringsformer. Så kan t ex värmeväxlarna 160A,160B ersättas med en enda värmeväxlare, som på intet vis behöver vara av rege- nerativt slag eller av platt-lamell-typ. Vidare är det natur- ligtvis även möjligt, och i många fall lämpligt, att utnyttja kylkapaciteten i andra flöden i en kryogenerator, t ex hos producerad kväv- och syrgas i en anordning för luftsepara- tion.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 503 097 8 Patentkrav
1. Förfarande för att rena bränngaser, såsom koksugns- och masugns-gas med kokpunkter under -160°C från åtminstone en förorenande annan gas, vars kokintervall ligger inom -140°C till 25°C, kännetecknat av att bränngasen kyls med åtminstone en ström av gas, vilken gas eventuellt är kondenserad, i en kryogenerator verkande enligt någon expansionsprocess, varvid gasströmmens temperatur är tillräckligt låg för att kondensera eller sublimera den eller de förorenande gasen/gaserna, varefter den förorenande gasen uppsamlas för eventuell vidare behandling.
2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att den som förorenande gas ingående substansens smältintervall ligger inom -150°C till -5°C.
3. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att den förorenande gasen är en eller flera i en grupp innefattande Hzs, S02, C02, cos och Noz.
4. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att bränngasen innehåller upp till 15 volym-%, räknat på den totala gasvolymen, av den förorenande gasen.
5. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att gasströmmens temperatur är tillräckligt låg för att överföra den förorenande gasen i fast form, innan den uppsamlas för vidare behandling.
6. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att kryogeneratorn är en flytandeluftmaskin.
7. Förfarande enligt krav 6, kännetecknat av att flytandeluftmaskinen innefattar en anordning för luftseparation.
8. Förfarande enligt krav 7, kännetecknat av att anordningen innefattar ett Heylandt-system för luftseparation. 10 503 0-97 9
9. Anordning för genomförande av förfarandet enligt något av kraven 1-8, kännetecknad av att den i kombination innefattar en apparat för luftseparation och åtminstone en värmeväxlare (160A,160B) avsedd för kylning av bränngasen med hjälp av åtminstone en ström av gas i apparaten, åtminstone en ledning (165) för tillförsel av bränngasen till värmeväxlaren (160A,160B), åtminstone en ledning (140,170) för tillförsel av den kylande gasen, åtminstone en ledning (180) för bortledning av renad gas och åtminstone en ledning (185) för bortledning av kondenserade förorenande gaser.
SE9401375A 1994-04-22 1994-04-22 Förfarande och anordnng för att rena bränngaser SE503097C2 (sv)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9401375A SE503097C2 (sv) 1994-04-22 1994-04-22 Förfarande och anordnng för att rena bränngaser
PCT/SE1995/000440 WO1995028998A1 (en) 1994-04-22 1995-04-21 A method for purifying combustion-generated gases and flue gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9401375A SE503097C2 (sv) 1994-04-22 1994-04-22 Förfarande och anordnng för att rena bränngaser

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9401375D0 SE9401375D0 (sv) 1994-04-22
SE9401375L SE9401375L (sv) 1995-10-23
SE503097C2 true SE503097C2 (sv) 1996-03-25

Family

ID=20393749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9401375A SE503097C2 (sv) 1994-04-22 1994-04-22 Förfarande och anordnng för att rena bränngaser

Country Status (2)

Country Link
SE (1) SE503097C2 (sv)
WO (1) WO1995028998A1 (sv)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2839357B1 (fr) * 2002-05-10 2004-06-25 Dominique Blain Procede et installation pour condenser les gaz de combustion d'incineration
CN109364513A (zh) * 2018-12-07 2019-02-22 佛山科学技术学院 一种voc气体回收装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5144807A (en) * 1990-02-02 1992-09-08 Brown Ernest D Vapor treatment facilities for petroleum storage tank cleaning

Also Published As

Publication number Publication date
WO1995028998A1 (en) 1995-11-02
SE9401375D0 (sv) 1994-04-22
SE9401375L (sv) 1995-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100415638C (zh) 从含硫化氢的气流中回收硫的方法
US4684514A (en) High pressure process for sulfur recovery from a hydrogen sulfide containing gas stream
KR100433872B1 (ko) 극저온 정류를 이용하여 용광로와 직접 환원로를 통합하는 방법
CA2757101C (en) Process for co2 capture with improved stripper performance
EP1142628A2 (en) Treatment of gas streams containing hydrogen sulphide
US5546764A (en) Absorption process for recovering ethylene and hydrogen from refinery and petrochemical plant off-gases
EA010565B1 (ru) Способ удаления содержащих серу соединений из углеводородсодержащих газов (варианты)
CN101193692B (zh) 从含h2s气体中连续回收硫的设备和其操作方法
US6136283A (en) Removal of nitrogen oxide from gas streams
US4241032A (en) Process for the removal of hydrogen sulfide from gas streams
AU5801301A (en) Treatment of a gas stream containing hydrogen sulphide
KR20200008559A (ko) 잔류정유가스에서 c2+ 탄화수소 스트림의 회수방법과 관련 설비
JPH0584422A (ja) Ｈ２ ｏ、ｃｏ２ 含有ガスを精製する方法
EP4010106B1 (fr) Procédé de traitement de gaz par absorption utilisant une régénération du solvant par flash chaud optimisée thermiquement
US20110171115A1 (en) Method and Consolidated Apparatus for Recovery of Sulfur from Acid Gases
KR20070118690A (ko) 연료 기체의 처리
KR880001511B1 (ko) 터어빈 배출가스의 과열도를 저감하는 공기분리 방법
SE503097C2 (sv) Förfarande och anordnng för att rena bränngaser
AU666525B2 (en) Air separation
KR100506910B1 (ko) 극저온 정류법을 사용하여 암모니아를 제조하는 방법 및 장치
JPS58167405A (ja) コ−クス炉ガスの硫化水素からイオウを製造する方法
JPH1024214A (ja) ガス分離装置
US20190070551A1 (en) Combined Direct Contact Exchanger and Indirect-Contact Heat Exchanger
AU2010234332A1 (en) Method and device for treating flue gases
KR100278320B1 (ko) 개스 스트림의 처리방법

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed