WO2021069334A1 - Abgaswäscher mit energieintegration - Google Patents

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WO2021069334A1
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heat exchanger
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evaporation
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PCT/EP2020/077742
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Max Eliot GORGES
Ivo Müller
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Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag
Thyssenkrupp Ag
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Definitions

  • the present invention relates to a new gas scrubber and a new method for gas scrubbing involving a specific interconnection of scrubber and evaporation.
  • ammonia is washed out of the exhaust gases from fertilizer plants, such as plants for the production of urea or fertilizers containing ammonium nitrate, using an absorption process.
  • a detergent that contains an acid e.g. nitric acid or sulfuric acid
  • the construction of a scrubber is known to a person skilled in the art, for example a packed column can be used.
  • the washing solution is usually circulated, with acid being added regularly and part of the solution being removed in order to limit the concentration.
  • the discharged solution e.g. ammonium sulfate or ammonium nitrate solution (saline solution) can be reused in a fertilizer complex.
  • a high concentration is often required here, which can be achieved, for example, by subsequent evaporation. This requires additional consumption of a heat transfer medium (e.g. steam), which has a negative effect on the investment and operating costs of the system.
  • a heat transfer medium e.g. steam
  • High temperatures of the scrubbing solution in the scrubber are undesirable since they worsen the absorption and can contribute to the formation of aerosols through excessively high acid partial pressures, especially when using nitric acid, which can only be removed from the exhaust gas with considerable effort.
  • the circulating solution of the washer is therefore cooled, e.g. via a heat exchanger operated with cooling water. This is disadvantageous because the amount of heat dissipated is lost for the process and the additional cooling water consumption increases the investment and operating costs of the system.
  • the object of the present invention was accordingly to provide systems and processes which avoid the disadvantages of the prior art or further improve the systems and processes of the prior art.
  • the object is achieved within the scope of the present invention by the subjects of the appended claims, the subclaims representing preferred embodiments.
  • the present invention therefore relates to a gas scrubber comprising an absorption device configured for receiving a gas and absorbing the gas in an absorption medium, the absorption device having an inlet device for the gas, a device for circulating the absorption solution reacted with the gas, a discharge device for at least has a part of the absorption solution reacted with the gas, has a cooler for the circulating absorption solution, an evaporation device configured to evaporate at least part of the liquid introduced, wherein the absorption device and the evaporation device are connected via a heat exchanger such that the heat content of the reacted with gas Absorption solution is at least partially used for evaporation.
  • the present invention also relates to a method for gas scrubbing comprising the process steps: introducing a gas into an absorption device, circulating the absorption solution, removing part of the circulating solution produced, concentrating the removed solution by evaporating at least part of the absorption medium, the heat content of the circulating solution at least is partly used for evaporation.
  • salt solution and “absorption solution” are used synonymously for the solution that is obtained during the neutralization of acid and ammonia-containing gas in the acid scrubber.
  • the invention thus relates to a method for cleaning exhaust gases from chemical plants with simultaneous use of the exhaust gas heat and heat of reaction, which arise during the exhaust gas cleaning, within the chemical plant and corresponding gas scrubbers.
  • a process has been developed which extracts heat from the circulating solution and uses it to increase the concentration of the removed solution (so-called heat integration of both process steps).
  • the consumption of the operating media steam or heat transfer medium and cooling water is reduced, and at the same time the outlay on equipment is reduced, since cooling and evaporation take place in a heat exchanger device.
  • a heat exchanger is a falling film evaporator; the structure of such a tube bundle heat exchanger is known to a person skilled in the art.
  • the warm circulating solution from the sump of the washer is added to this as meat medium at the bottom on the shell side and the solution to be evaporated and removed from the washing circuit is added in countercurrent on the tube side.
  • the solution is distributed over the upper tube sheet and runs down the inner wall of the tubes. In this case, a proportion of water is evaporated from the solution via the heat input and this is thus concentrated.
  • the pressure on the cold side is chosen so that the boiling temperature of the solution is always below the temperature of the washer's circulating solution and thus heat transfer can take place
  • the conditions for an integrated cooler-evaporator unit within the meaning of the present invention or for a method in which the cooling and evaporation of the salt solution (absorption solution) - consisting essentially of water and ammonium nitrate are the following:
  • the temperature levels of the solution on the evaporator (T E 1 or T E 2 ) and those in the absorber cooler / circulation cooler (T SS 1 or T SS 2 ) must overlap.
  • the temperature T SS 1 i.e. the temperature at which the salt solution enters the cooling unit
  • T E 2 i.e. the temperature at which the salt solution emerges from the evaporator - then as a more concentrated solution.
  • the amount of heat Q H required for the evaporation or evaporation of the salt solution in the evaporator must at least for the most part be covered by the amount of heat Q c released in the acid scrubber or circulating cooler.
  • the integrated method according to the present invention can be modified by the following options 1 and / or 2.
  • Heat exchanger or a heating device can be inserted with which the temperature of the salt solution (eg ammonium nitrate solution) can be increased so that the temperature on entry into the cooling unit (temperature T SS 1 ) is sufficiently high. This measure also increases the total amount of heat available.
  • the salt solution eg ammonium nitrate solution
  • Option 2 After the integrated cooler-evaporator unit according to the present invention, a second inlet or evaporator stage can be inserted into the run of the concentrated salt solution. In this way, the first, integrated evaporation stage can be used at lower Outlet concentrations are operated, which lowers the required temperature at which the concentrated salt solution emerges from the integrated cooler-evaporator unit (temperature T E 2 ).
  • the pressure in the integrated cooler-evaporator unit must always be set lower than the pressure in the acid scrubber.
  • the achievable concentration of the concentrated salt solution is predetermined in the context of the present invention by the amount of usable heat.
  • the pressure in the evaporator can be reduced and the concentration in the absorber is increased and / or options 1 or 2 can also be used.
  • the amount of heat in the absorber is less than the amount of heat available during evaporation, it is possible to increase the concentration in the absorber and / or to use option 1 or 2 in addition.
  • the pressure in the ammonia absorber (acid scrubber) can be any.
  • the temperature in the ammonia absorber should be lower than 70 ° C to avoid aerosol formation.
  • the pH value in the ammonia absorber should be greater than 0.5 to avoid aerosol formation.
  • the salt concentration of the salt solution emerging from the absorber should be 40 to 80 percent by weight. If the concentration is too high, there is a risk of crystallization.
  • the pressure for the evaporation of the salt solution should be atmospheric pressure (1013 mbar) or a vacuum. Preferred pressures are 0.2 to 1.1 bar a .
  • the temperatures for the evaporation are usually not set directly, but are preferably regulated indirectly via the pressure. At the same time, it should be borne in mind that this goes down through the crystallization point of the respective final concentration of the Saline solution (i.e. the concentration when it exits the evaporator) is limited. This is known to the person skilled in the art and does not need any further explanation here.
  • the final concentration of the ammonium nitrate solution at the outlet of the integrated cooler-evaporator unit is preferably between 60 and 80 percent by weight, particularly preferably according to the requirements of the subsequent process.
  • the device unit comprising heat exchanger and evaporation device is also referred to as an integrated cooler-evaporator.
  • the absorption device is also referred to as an acid scrubber.
  • the evaporation device is also referred to as an evaporator or evaporator or an evaporation or evaporation device.
  • Embodiment I Gas scrubber comprising a) an absorption device configured to take up a gas and absorb the gas in an absorption medium, the absorption device i) having a device for introducing the gas, ii) having a device for circulating the absorption solution reacted with the gas, iii) has a discharge device for at least a portion of the absorption solution reacted with the gas, this portion preferably being determined as a function of the desired concentration of the bleed and the amount and loading of the absorbed gas, b) a cooler for the circulating absorption solution, c) an evaporation device configured to evaporate at least part of the introduced liquid, characterized in that the cooler and the evaporation device are connected via a heat exchanger or designed as a heat exchanger in such a way that the heat content of the absorption solution converted with gas is at least partially used for evaporation.
  • Embodiment II Gas scrubber according to embodiment I, characterized in that the gas scrubber is configured for the treatment of an exhaust gas, in particular an ammonia-containing exhaust gas, and for absorption with an acidic washing medium, in particular an aqueous solution containing nitric acid or sulfuric acid.
  • an exhaust gas in particular an ammonia-containing exhaust gas
  • an acidic washing medium in particular an aqueous solution containing nitric acid or sulfuric acid.
  • Embodiment III Gas scrubber according to one of the embodiments I or II, characterized in that the heat exchanger is a recuperator, preferably a falling film evaporator, particularly preferably a tube bundle heat exchanger.
  • the heat exchanger is a recuperator, preferably a falling film evaporator, particularly preferably a tube bundle heat exchanger.
  • Embodiment IV Gas scrubber according to one of the preceding embodiments, characterized in that the absorption device is a column with internals (random packing, structured packing, dividing trays) or a Venturi scrubber.
  • Embodiment V Gas scrubber according to one of the preceding embodiments, characterized in that the heat exchanger is configured in such a way that the circulating absorption solution reacted with the gas as meat medium in the heat exchanger and the portion derived from the absorption solution reacted with the gas in countercurrent as to be evaporated Medium is passed into the heat exchanger, wherein the gas scrubber is preferably configured to set the temperature of the circulating absorption solution entering the heat exchanger and reacted with the gas higher than the temperature of the portion entering the heat exchanger derived from the absorption solution reacted with the gas.
  • Embodiment VI Gas scrubber according to one of the preceding embodiments additionally comprising a device for reducing the pressure on the cooler side of the heat exchanger. Due to the principle involved, flash evaporation occurs because the pressure on the cooler side is necessarily reduced to the boiling point in order to achieve the required lower temperature level.
  • Embodiment VII Gas scrubber according to one of the preceding embodiments additionally comprising a device for feeding in fresh absorption medium.
  • Embodiment VIII Gas scrubber according to one of the preceding embodiments, additionally comprising a heat exchanger additionally arranged in the circuit of the circulating solution configured to regulate the temperature of the circulating solution, in particular to increase the temperature of the circulating solution, whereby steam or process heat can be used as the heat carrier, or a second evaporation stage arranged downstream of the first evaporation stage, or a heat exchanger arranged in the circulation of the circulating solution configured to regulate the temperature of the circulating solution, in particular to increase the temperature of the circulating solution, with steam or process heat being used as a heat transfer medium, and a second evaporation stage arranged downstream of the first Evaporation stage, or a further heat exchanger or a heating device configured for additional heating of the salt solution discharged from the acid scrubber before it enters the, or at least one further inlet or .
  • a heat exchanger additionally arranged in the circuit of the circulating solution configured to regulate the temperature of the circulating solution, in particular to increase the temperature of the circulating solution, whereby
  • Evaporator stage configured for further evaporation of the concentrated salt solution after leaving the evaporator, in particular comprising a further heat exchanger or a heating device configured for additional heating of the salt solution discharged from the acid scrubber before it enters the, or at least one further evaporation or evaporation stage configured for further evaporation the concentrated salt solution after leaving the evaporator, or very particularly preferably comprising a further heat exchanger or a heating device configured for additional heating of the salt solution discharged from the acid scrubber before it enters the, and at least one further evaporation or evaporation stage configured for further evaporation of the concentrated salt solution after leaving the evaporator.
  • Embodiment IX Process for gas scrubbing comprising the following process steps:
  • step IV concentrating the removed solution by evaporating at least part of the absorption medium, characterized in that the heat content of the circulating solution is at least partly used for the evaporation in step IV).
  • Embodiment X The method according to embodiment IX, characterized in that the circulating solution and the removed solution are both passed separately through a common heat exchanger, the circulating solution being applied as a heating medium to the heat exchanger and the removed solution in countercurrent as a medium to be evaporated onto the heat exchanger.
  • Embodiment XL Method according to one of embodiments IX or X, characterized in that the gas is an exhaust gas, in particular an exhaust gas containing ammonia.
  • Embodiment XII Method according to one of the embodiments IX to XI, characterized in that the absorption medium is an acidic washing medium, in particular an aqueous solution containing nitric acid or sulfuric acid.
  • the absorption medium is an acidic washing medium, in particular an aqueous solution containing nitric acid or sulfuric acid.
  • Embodiment XIII Method according to one of the embodiments IX to XII, characterized in that the temperature of the circulating solution entering the heat exchanger is higher than the solution present in the evaporator.
  • Embodiment XIV Method according to one of embodiments IX to XIII, characterized in that the pressure on the side of the heat exchanger on which the evaporation takes place is set or regulated so that it is lower than the pressure on the side of the heat exchanger which the circulating solution is passed, preferably so that the temperature of the solution to be evaporated is below the temperature of the circulating solution, in particular so that the boiling temperature of the solution to be evaporated is below the temperature of the circulating solution.
  • Embodiment XV Method according to one of the embodiments IX to XIV, characterized in that either the salt solution removed from the acid scrubber is additionally heated before entering the heat exchanger, preferably by means of a further heat exchanger or a heating device, or the concentrated salt solution is further evaporated after leaving the evaporator , preferably by at least one further inlet or evaporator stage, or both the salt solution removed from the acid scrubber before entering the heat exchanger is heated, preferably by means of a further heat exchanger or a heating device, and the concentrated salt solution is further evaporated after leaving the evaporator, preferably by at least one further concentration or evaporator stage.
  • Embodiment XVI Method according to one of embodiments IX to XV, characterized in that it is carried out with a gas scrubber according to one of embodiments I to VII.
  • acid 1 and water 2 are introduced into an acid scrubber 4 and, in addition, exhaust gas 3 containing ammonia; Purified exhaust gas 3a then emerges from the acid scrubber.
  • a salt solution (ammonium nitrate solution) is formed from the acid and the gas in the acid scrubber, which emerges as salt solution 5 downwards. Part of this salt solution 5 is circulated and returned to the acid scrubber 4 as a washing solution. As part of this circulation of the salt solution 5, it is cooled by a circulating cooler 6.
  • the temperature T S s , i is the temperature at which the salt solution 5 enters the circulation cooler 6 and the temperature T SS 2 is the temperature at which the salt solution 5 exits the circulation cooler 6 again.
  • the acid scrubber 4 is operated at a pressure PSCR.
  • the portion of the salt solution 5 that is not circulated is then passed to an inlet or evaporator 7.
  • This salt solution 5 has an entry temperature into the evaporator 7 T E l .
  • the salt solution 5 is concentrated in the evaporator 7, in that part of the liquid is evaporated and leaves the evaporator 7 as vapor 9.
  • the concentrated salt solution 5a leaves the evaporator 7 at a lower temperature T E 2 .
  • the evaporator 7 is operated with a pressure p Evap .
  • the heat of reaction Q R is used in the acid scrubber 4.
  • the temperature of the salt solution 5 is lowered and heat is dissipated as cooling power Q c .
  • thermal energy is entered via the thermal output Q H.
  • FIG. 2 describes a method according to the invention which is based on the same prerequisites as the conventional method shown in FIG.
  • salt solution 5 is discharged from the acid scrubber 4 and fed to further processing.
  • an integrated cooler-evaporator 8 is used in the method according to the invention, in which the cooling of the salt solution 5 and the evaporation of the salt solution 5 take place in one.
  • the salt solution 5 has an inlet temperature T S s , i which is higher than the outlet temperature T SS 2 , before part of the salt solution 5 is then returned to the acid scrubber 4.
  • the absorption device 4 and the evaporation device 7 are connected via a heat exchanger in such a way that the heat content of the saline solution converted with gas is not withdrawn via a circulating cooler and then is lost, but is also used directly for the evaporation or evaporation of the salt solution 5 to a concentrated salt solution 5 a with the release of steam 9.
  • the salt solution 5 is divided and only the part circulating via the washer is passed through the cooler-evaporator 8 for cooling and another part is branched off, guided around the cooling unit and is introduced on the other side of the integrated cooler-evaporator unit 8 with the temperature T E 1 and ultimately leaves the integrated cooler-evaporator unit 8 as a concentrated salt solution 5a with the temperature T E 2.
  • the pressure p S c R in the acid scrubber 4 is greater than the pressure p Evap in the integrated cooler-evaporator 8.
  • Option 1 shown with the letter A, includes additional preheating of the salt solution (absorption solution).
  • the second option shown with the letter B, includes an additional evaporation unit. Both option A and option B require the supply of heat quantities Q and, as already stated, are optional.

Abstract

Gaswäscher umfassend eine Absorptionsvorrichtung konfiguriert zur Aufnahme eines Gases und Absorption des Gases in einem Absorptionsmedium und eine Verdampfungsvorrichtung konfiguriert zum Verdampfen zumindest eines Teils der eingebrachten Flüssigkeit, wobei die Absorptionsvorrichtung eine Einleitungsvorrichtung für das Gas, eine Vorrichtung zur Kreislaufführung der mit dem Gas umgesetzten Absorptionslösung, eine Ableitungsvorrichtung für mindestens einen Teil der mit dem Gas umgesetzten Absorptionslösung, eine Kühlung für die umlaufende Absorptionslösung aufweist, wobei die Absorptionsvorrichtung und die Verdampfungsvorrichtung über einen Wärmetauscher derart verbunden sind, dass der Wärmeinhalt der mit Gas umgesetzten Absorptionslösung zumindest zum Teil für die Verdampfung genutzt wird; sowie ein Verfahren zur Gaswäsche.

Description

Abgaswäscher mit Energieintegration
Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuen Gaswäscher und ein neues Verfahren zu Gaswäsche unter Einbeziehung einer bestimmten Verschaltung von Wäscher und Eindampfung.
In Abgaswäschern von Chemieanlagen werden durch chemische Reaktionen und/oder hohe Abgastemperaturen teilweise hohe Wärmemengen frei.
Beispielsweise wird Ammoniak aus den Abgasen von Düngemittelanlagen, wie z.B. Anlagen zur Herstellung von Harnstoff oder ammonnitrathaltigen Düngemitteln, durch ein Absorptionsverfahren ausgewaschen. Hierzu wird in der Regel ein Waschmittel verwendet, das eine Säure enthält, z.B. Salpetersäure oder Schwefelsäure. Der Aufbau eines Wäschers ist einem Fachmann bekannt, beispielsweise kann eine Füllkörperkolonne verwendet werden. Üblicherweise wird Waschlösung im Kreis geführt, wobei regelmäßig Säure hinzugegeben wird und ein Teil der Lösung abgeführt wird, um die Konzentration zu begrenzen. Die abgeführte Lösung, z.B. Ammonsulfat- oder Ammonnitratlösung (Salzlösung) kann in einem Düngemittelkomplex wiederverwendet werden. Hierbei ist häufig eine hohe Konzentration gefragt, welche z.B. durch eine nachfolgende Eindampfung realisiert werden kann. Dies bedingt zusätzlichen Verbrauch eines Wärmeträgers (z.B. Dampf), der sich nachteilig auf Invest- und Betriebskosten der Anlage auswirkt.
Hohe Temperaturen der Waschlösung im Wäscher sind unerwünscht, da sie die Absorption verschlechtern und über zu hohe Säurepartialdrücke insbesondere bei dem Einsatz von Salpetersäure zur Bildung von Aerosolen beitragen können, die sich nur mit erheblichem Aufwand wieder aus dem Abgas entfernen lassen. Die Umlauflösung des Wäschers wird daher gekühlt, z.B. über einen kühlwasserbetriebenen Wärmetauscher. Dies ist nachteilig, da die abgeführte Wärmemenge für den Prozess verloren ist und der zusätzliche Kühlwasserverbrauch die Invest- und Betriebskosten der Anlage erhöht.
Um Wirtschaftlichkeit und Umweltfreundlichkeit einer Chemieanlage zu optimieren, sollte der Verbrauch einer Abgaswäsche mit nachfolgender Eindampfung hinsichtlich Energie und Betriebsmedien minimiert werden.
Als Dokumente des Standes derTechnik könnten CN 105126588 A, EP 0 172660 A2 oder US 5,928,412 angeführt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es demgemäß Anlangen und Verfahren zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile des bisherigen Standes der Technik vermeiden bzw. die Anlagen und Verfahren des bisherigen Standes der Technik weiter verbessern. Gelöst wird die Aufgabe im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch die Gegenstände der anhängenden Ansprüche, wobei die Unteransprüche bevorzugte Ausgestaltungen darstellen.
Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und bevorzugte Gegenstände ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist mithin ein Gaswäscher umfassend eine Absorptionsvorrichtung konfiguriert zur Aufnahme eines Gases und Absorption des Gases in einem Absorptionsmedium, wobei die Absorptionsvorrichtung eine Einleitungsvorrichtung für das Gas aufweist, eine Vorrichtung zur Kreislaufführung der mit dem Gas umgesetzten Absorptionslösung aufweist, eine Ableitungsvorrichtung für mindestens einen Teil der mit dem Gas umgesetzten Absorptionslösung aufweist, einen Kühler für die umlaufende Absorptionslösung aufweist, eine Verdampfungsvorrichtung konfiguriert zum Verdampfen zumindest eines Teils der eingebrachten Flüssigkeit, wobei die Absorptionsvorrichtung und die Verdampfungsvorrichtung über einen Wärmetauscher derart verbunden sind, dass der Wärmeinhalt der mit Gas umgesetzten Absorptionslösung zumindest zum Teil für die Verdampfung genutzt wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Gaswäsche umfassend die Verfahrensschritte: Einleiten eines Gases in eine Absorptionsvorrichtung, Zirkulation der Absorptionslösung, Abführen eines Teils der erzeugten Umlauflösung, Aufkonzentrieren der abgeführten Lösung durch Verdampfen zumindest eines Teils des Absorptionsmediums, wobei der Wärmeinhalt der Umlauflösung zumindest zum Teil für die Verdampfung genutzt wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die Begriffe „Salzlösung" und „Absorptionslösung" synonym verwendet für die Lösung, die bei der Neutralisation von Säure und ammoniakhaltigem Gas im Säurewäscher erhalten wird.
Die Erfindung betrifft also ein Verfahren zur Reinigung von Abgasen aus Chemieanlagen bei gleichzeitiger Nutzung der Abgaswärme und Reaktionswärme, die während der Abgasreinigung entsteht, innerhalb der Chemieanlage und entsprechende Gaswäscher.
Es wurde ein Verfahren entwickelt, welches der Umlauflösung Wärme entzieht und diese zur Erhöhung der Konzentration der abgeführten Lösung verwendet (sog. Wärmeintegration beider Verfahrensschritte). Der Verbrauch der Betriebsmedien Dampf bzw. Wärmeträger und Kühlwasser wird dabei reduziert, gleichzeitig sinkt der apparative Aufwand, da Kühlung und Eindampfung in einem Wärmetauscher-Apparat stattfinden. Eine mögliche Ausführung eines solchen Wärmetauschers ist ein Fallfilmverdampfer, der Aufbau eines derartigen Rohrbündelwärmetauschers ist einem Fachmann bekannt. Diesem wird unten auf der Mantelseite die warme Umlauflösung aus dem Sumpf des Wäschers als Fleizmedium zugegeben und im Gegenstrom auf Rohrseite die einzudampfende, aus dem Waschumlauf abgeführte Lösung. Über geeignete apparative Maßnahmen wird die Lösung über dem oberen Rohrboden verteilt und läuft an der Innenwand der Rohre hinab. Hierbei wird über den Wärmeeintrag ein Wasseranteil aus der Lösung verdampft und diese somit aufkonzentriert.
Um den nötigen Temperaturunterschied zwischen heißer und kalter Seite des Wärmetauschers zu gewährleisten, wird der Druck auf der kalten Seite so gewählt, dass die Siedetemperatur der Lösung stets unterhalb der Temperatur der Umlauflösung des Wäschers liegt und somit eine Wärmeübertragung stattfinden kann
Die Bedingungen für eine integrierte Kühler-Verdampfer-Einheit im Sinne der vorliegenden Erfindung bzw. für ein Verfahren, bei dem Kühlung und Eindampfen der Salzlösung (Absorptionslösung) - bestehend im Wesentlichen aus Wasser und Ammoniumnitrat sind die folgenden:
Die Temperaturniveaus der Lösung am Eindampfer (TE 1 bzw. TE 2) und die diejenigen im Absorber- Kühler/Umlaufkühler (TSS 1 bzw. TSS 2) müssen sich überschneiden. Dabei muss die Temperatur TSS 1 (also die Temperatur, bei der die Salzlösung in die Kühleinheit eintritt) größer sein als die Temperatur TE 2 (also die Temperatur bei der die Salzlösung aus dem Verdampfer austritt- dann als konzentriertere Lösung).
Die für die Verdampfung bzw. Eindampfung der Salzlösung im Eindampfer nötige Wärmemenge QH muss über die Wärmemenge Qc, die im Säurewäscher bzw. Umlaufkühler freigesetzt wird, zumindest in überwiegendem Teil abgedeckt werden.
Wenn die beiden genannten Bedingungen nicht vollständig erfüllt sind, kann das integrierte Verfahren gemäß vorliegender Erfindung durch die folgenden Optionen 1 und/oder 2 modifiziert werden.
Option 1: In den Lauf der aus dem Säurewäscher abgeführten Salzlösung kann ein
Wärmetauscher oder eine Heizvorrichtung eingefügt werden, mit der die Temperatur der Salzlösung (z.B. Ammoniumnitratlösung) erhöhen werden kann, damit die Temperatur bei Eintritt in die Kühleinheit (Temperatur TSS 1) ausreichend hoch ist. Diese Maßnahme erhöht auch die insgesamt verfügbare Wärmemenge.
Option 2: Nach der integrierten Kühler-Verdampfer-Einheit gemäß vorliegender Erfindung kann eine zweite Ein- bzw. Verdampferstufe in den Lauf der konzentrierten Salzlösung eingefügt werden. Auf diese Art und Weise kann die erste, integrierte Eindampfstufe bei niedrigeren Austrittskonzentrationen betrieben werden, was die erforderliche Temperatur, bei der die konzentrierte Salzlösung aus der integrierten Kühler-Verdampfer-Einheit austritt (Temperatur TE 2) absenkt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Druck in der integrierten Kühler-Verdampfer-Einheit immer niedriger einzustellen als der Druck im Säurewäscher.
Die erreichbare Konzentration der konzentrierten Salzlösung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgegeben, durch die Menge an nutzbarer Wärme.
Ist die Temperatur TE 2 bei der die konzentrierte Salzlösung den integrierten Kühler-Verdampfer verlässt höher oder zumindest genauso hoch wie die Temperatur TSS 1 bei der die noch nicht konzentrierte Salzlösung in den integrierten Kühler-Verdampfer eintritt, kann der Druck im Eindampfer erniedrigt und die Konzentration im Absorber erhöht und/oder die Optionen 1 bzw. 2 zusätzlich angewendet werden.
Wenn die Wärmemenge im Absorber (Säurewäscher) geringer ist als die verfügbare Wärmemenge beim Eindampfen, dann ist es möglich, die Konzentration im Absorber zu erhöhen und/oder die Option 1 bzw. 2 zusätzlich zu verwenden.
In einer Variante der vorliegenden Erfindung, insbesondere für den Fall der Ammoniak-Wäsche mit Salpetersäure und nachfolgender Eindampfung, sind folgende Betriebsparameter bevorzugt:
Der Druck im Ammoniakabsorber (Säurewäscher) kann beliebig sein.
Die Temperatur im Ammoniak-Absorber (Säurewäscher) sollte zur Vermeidung von Aerosol- Bildung niedriger als 70 °C sein.
Der pH-Wert im Ammoniak-Absorber (Säurewäscher) sollte zur Vermeidung von Aerosol- Bildung größer 0,5 sein.
Die Salzkonzentration der aus dem Absorber austretenden Salzlösung sollte 40 bis 80 Gewichtsprozent betragen. Bei zu hoher Konzentration besteht die Gefahr der Kristallisation. Der Druck für die Eindampfung der Salzlösung (Ammoniumnitrat-Lösung) sollte Atmosphärendruck (1013 mbar) oder ein Vakuum betragen. Bevorzugte Drücke sind 0,2 bis 1,1 bara.
Die Temperaturen für die Eindampfung werden in der Regel nicht direkt eingestellt, sondern werden bevorzugt indirekt über den Druck reguliert. Gleichwohl ist zu bedenken, dass diese nach unten hin durch den Kristallisationspunkt der jeweiligen End-Konzentration der Salzlösung (also der Konzentration bei Austritt aus dem Eindampfer) begrenzt ist. Dies ist dem Fachmann bekannt und benötigt hier keiner weiteren Erläuterung.
Die End-Konzentration der Ammoniumnitrat-Lösung am Austritt der integrierten Kühler- Verdampfer-Einheit beträgt bevorzugt zwischen 60 und 80 Gewichtsprozent, insbesondere bevorzugt entsprechend der Anforderung des nachfolgenden Prozesses.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde von einem konventionellen Verfahren für die Abgaswäsche und nachfolgende Eindampfung ausgegangen. Dabei wurde ein hoher Verbrauch an Kühlwasser und Dampf offensichtlich. Da dieses Verfahren in existierenden Anlage mit beschränkt verfügbaren Utilities realisierbar sein sollte, würde dies die Umsetzung erschweren. Das komplette, konventionelle Verfahren (Wäscher + Eindampfung) wurde einer Prüfung unterzogen (unter anderem Berechnung der Massenbilanzen inkl. der Utility-Verbräuche (Kühlwasser und Dampf) und Bestimmung der geeigneten Betriebsparameter für den konventionellen Prozess).
Im Rahmen dieser Überprüfung wurde dann überraschend gefunden, dass die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen die Nachteile solcher konventionellen Verfahren vermeiden können.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Geräteeinheit aus Wärmetauscher und Verdampfungsvorrichtung auch als integrierter Kühler-Verdampfer bezeichnet.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Absorptionsvorrichtung auch als Säurewäscher bezeichnet.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Verdampfungsvorrichtung auch als Eindampfer oder Verdampfer bzw. Ein- oder Verdampfungsvorrichtung bezeichnet.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind unter anderem auch die folgenden mit römischen Ziffern bezeichneten Ausführungsformen:
Ausführungsform I. Gaswäscher umfassend a) eine Absorptionsvorrichtung konfiguriert zur Aufnahme eines Gases und Absorption des Gases in einem Absorptionsmedium, wobei die Absorptionsvorrichtung i) eine Einleitungsvorrichtung für das Gas aufweist, ii) eine Vorrichtung zur Kreislaufführung der mit dem Gas umgesetzten Absorptionslösung aufweist, iii) eine Ableitungsvorrichtung für mindestens einen Teil der mit dem Gas umgesetzten Absorptionslösung aufweist, wobei dieser Anteil bevorzugt in Abhängigkeit von der gewünschten Konzentration des Bleeds und der Menge und Beladung des absorbierten Gases bestimmt wird, b) einen Kühler für die umlaufende Absorptionslösung, c) eine Verdampfungsvorrichtung konfiguriert zum Verdampfen zumindest eines Teils der eingebrachten Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler und die Verdampfungsvorrichtung über einen Wärmetauscher derart verbunden oder als Wärmetauscher derart ausgestaltet sind, dass der Wärmeinhalt der mit Gas umgesetzten Absorptionslösung zumindest zum Teil für die Verdampfung genutzt wird.
Ausführungsform II. Gaswäscher nach Ausführungsform I, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaswäscher für die Behandlung eines Abgases, insbesondere eines ammoniakhaltigen Abgases, und für die Absorption mit einem säurehaltigen Waschmedium, insbesondere einer wässrigen Lösung enthaltend Salpetersäure oder Schwefelsäure, konfiguriert ist.
Ausführungsform III. Gaswäscher nach einer der Ausführungsformen I oder II, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher ein Rekuperator, bevorzugt ein Fallfilmverdampfer, besonders bevorzugt ein Rohrbündelwärmetauscher, ist.
Ausführungsform IV. Gaswäscher nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionsvorrichtung eine Kolonne mit Einbauten (Füllkörper, strukturierte Packung, Trennböden) oder ein Venturiwäscher ist.
Ausführungsform V. Gaswäscher nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher derart konfiguriert ist, dass die im Kreis geführte mit dem Gas umgesetzte Absorptionslösung als Fleizmedium in den Wärmetauscher und der aus der mit dem Gas umgesetzten Absorptionslösung abgeleitete Anteil im Gegenstrom als einzudampfendes Medium in den Wärmetauscher geleitet wird, wobei der Gaswäscher bevorzugt konfiguriert ist, die Temperatur der in den Wärmetauscher eintretenden im Kreis geführten mit dem Gas umgesetzten Absorptionslösung höher einzustellen als die Temperatur der in den Wärmetauscher eintretenden aus der mit dem Gas umgesetzten Absorptionslösung abgeleitete Anteil.
Ausführungsform VI. Gaswäscher nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen zusätzlich umfassend eine Vorrichtung zur Verminderung des Druckes auf der Kühlerseite des Wärmetauschers. Dabei kommt es prinzipbedingt zu einer Flash-Verdampfung, da der Druck auf der Kühlerseite notwendigerweise auf Siedebedingung verringert wird, um das benötigte geringere Temperaturniveau zu erreichen.
Ausführungsform VII. Gaswäscher nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen zusätzlich umfassend eine Vorrichtung zur Einspeisung von frischem Absorptionsmedium.
Ausführungsform VIII. Gaswäscher nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, zusätzlich umfassend einen zusätzlich im Kreislauf der Umlauflösung angeordneten Wärmetauscher konfiguriert zur Regulierung der Temperatur der Umlauflösung, insbesondere zur Erhöhung der Temperatur der Umlauflösung, wobei als Wärmeträger Dampf oder Prozesswärme verwendet werden kann, oder eine zweite Eindampfstufe angeordnet stromabwärts von der ersten Eindampfstufe, oder einen im Kreislauf der Umlauflösung angeordneten Wärmetauscher konfiguriert zur Regulierung der Temperatur der Umlauflösung, insbesondere zur Erhöhung der Temperatur der Umlauflösung, wobei als Wärmeträger Dampf oder Prozesswärme verwendet werden kann, und eine zweite Eindampfstufe angeordnet stromabwärts von der ersten Eindampfstufe, oder einen weiteren Wärmetauscher oder eine Heizvorrichtung konfiguriert zur zusätzlichen Erwärmung der aus dem Säurewäscher abgeführten Salzlösung vor Eintritt in den, oder mindestens eine weitere Ein- bzw. Verdampferstufe konfiguriert zur weiteren Eindampfung der konzentrierten Salzlösung nach Verlassen des Eindampfers, insbesondere umfassend einen weiteren Wärmetauscher oder eine Heizvorrichtung konfiguriert zur zusätzlichen Erwärmung der aus dem Säurewäscher abgeführten Salzlösung vor Eintritt in den, oder mindestens eine weitere Ein- bzw. Verdampferstufe konfiguriert zur weiteren Eindampfung der konzentrierten Salzlösung nach Verlassen des Eindampfers, oder ganz besondere bevorzugt umfassend einen weiteren Wärmetauscher oder eine Heizvorrichtung konfiguriert zur zusätzlichen Erwärmung der aus dem Säurewäscher abgeführten Salzlösung vor Eintritt in den, und mindestens eine weitere Ein- bzw. Verdampferstufe konfiguriert zur weiteren Eindampfung der konzentrierten Salzlösung nach Verlassen des Eindampfers.
Ausführungsform IX. Verfahren zur Gaswäsche umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
I) Einleiten eines Gases in eine Absorptionsvorrichtung,
II) Zirkulation der Absorptionslösung, III) Abführen eines Teils der durch Schritt II) erzeugten Umlauflösung,
IV) Aufkonzentrieren der abgeführten Lösung durch Verdampfen zumindest eines Teils des Absorptionsmediums, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeinhalt der Umlauflösung zumindest zum Teil für die Verdampfung in Schritt IV) genutzt wird.
Ausführungsform X. Verfahren nach Ausführungsform IX, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlauflösung und die abgeführte Lösung beide separat durch einen gemeinsamen Wärmetauscher geführt werden, wobei die Umlauflösung als Heizmedium auf den Wärmetauscher und die abgeführte Lösung im Gegenstrom als einzudampfendes Medium auf den Wärmetauscher aufgegeben werden.
Ausführungsform XL Verfahren nach einer der Ausführungsformen IX oder X, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas ein Abgas, insbesondere ein ammoniakhaltiges Abgas, ist.
Ausführungsform XII. Verfahren nach einer der Ausführungsformen IX bis XI, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionsmedium ein säurehaltiges Waschmedium ist, insbesondere eine wässrige Lösung enthaltend Salpetersäure oder Schwefelsäure.
Ausführungsform XIII. Verfahren nach einer der Ausführungsformen IX bis XII, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der in den Wärmetauscher eintretenden Umlauflösung höher liegt als die im Eindampfer vorliegende Lösung.
Ausführungsform XIV. Verfahren nach einer der Ausführungsformen IX bis XIII, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck auf der Seite des Wärmetauschers, auf welcher die Eindampfung erfolgt, so eingestellt oder geregelt wird, dass er geringer ist als der Druck auf der Seite des Wärmetauschers, durch den die Umlauflösung geführt wird, bevorzugt so dass die Temperatur der einzudampfenden Lösung unterhalb der Temperatur der Umlauflösung liegt, insbesondere so, dass die Siedetemperatur der einzudampfenden Lösung unter der Temperatur der Umlauflösung liegt.
Ausführungsform XV. Verfahren nach einer der Ausführungsformen IX bis XIV, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich entweder die aus dem Säurewäscher abgeführte Salzlösung vor Eintritt in den Wärmetauscher zusätzlich erwärmt wird, bevorzugt mittels eines weiteren Wärmetauschers oder einer Heizvorrichtung, oder die konzentrierte Salzlösung nach Verlassen des Eindampfers weiter eingedampft wird, bevorzugt durch mindestens eine weitere Ein- bzw. Verdampferstufe, oder sowohl die aus dem Säurewäscher abgeführte Salzlösung vor Eintritt in den Wärmetauscher zusätzlich erwärmt wird, bevorzugt mittels eines weiteren Wärmetauschers oder einer Heizvorrichtung, als auch die konzentrierte Salzlösung nach Verlassen des Eindampfers weiter eingedampft wird, bevorzugt durch mindestens eine weitere Ein- bzw. Verdampferstufe.
Ausführungsform XVI. Verfahren nach einer der Ausführungsformen IX bis XV, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einem Gaswäscher gemäß einem der Ausführungsformen I bis VII durchgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen sind dabei nicht limitierend auszulegen und nicht maßstabsgetreu. Weiterhin enthalten die Zeichnungen nicht alle Merkmale, die übliche Anlagen aufweisen, sondern sind auf die für die vorliegende Erfindung und ihr Verständnis wesentlichen Merkmale reduziert. Gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren haben jeweils die gleiche Bedeutung, wie in der Bezugszeichenliste aufgeführt.
In Figur 1 ist ein konventionelles Verfahren gemäß dem bisherigen Stand der Technik dargestellt.
Dazu wird Säure 1 und Wasser 2 in einen Säurewäscher 4 eingeleitet und zusätzlich Ammoniak enthaltendes Abgas 3; aus dem Säurewäscher tritt dann gereinigtes Abgas 3a aus. Aus der Säure und dem Gas wird im Säurewäscher eine Salzlösung (Ammoniumnitrat-Lösung) gebildet die nach unten als Salzlösung 5 austritt. Ein Teil dieser Salzlösung 5 wird im Kreis geführt und wieder auf den Säurewäscher 4 als Waschlösung aufgegeben. Im Rahmen dieser Kreislaufführung der Salzlösung 5 wird diese durch einen Umlaufkühler 6 gekühlt. Die Temperatur TSs,i ist die Temperatur, mit der die Salzlösung 5 in den Umlauf Kühler 6 eintritt und die Temperatur TSS 2 ist die Temperatur mit der die Salzlösung 5 aus dem Umlauf Kühler 6 wieder austritt. Der Säurewäscher 4 wird dabei mit einem Druck PSCR betrieben. Der nicht im Kreis geführte Anteil der Salzlösung 5 wird dann zu einem Ein- bzw. Verdampfer 7 geführt. Dabei hat diese Salzlösung 5 eine Eintrittstemperatur in den Eindampfer 7 TE l. In dem Eindampfer 7 wird die Salzlösung 5 konzentriert, in dem ein Teil der Flüssigkeit verdampft wird und als Dampf 9 den Eindampfer 7 verlässt. Die konzentrierte Salzlösung 5a verlässt den Eindampfer 7 mit einer geringeren Temperatur TE 2. Der Eindampfer 7 wird mit einem Druck pEvap betrieben. Im Säurewäscher 4 wird die Reaktionswärme QR genutzt. Im Umlaufkühler 6 wird die Temperatur der Salzlösung 5 erniedrigt und Wärme als Kühlleistung Qc abgeleitet. In dem Ein- bzw. Verdampfer 7 wird über die Wärmeleistung QH Wärmeenergie eingetragen.
Gemäß diesem konventionellen Verfahren des Standes der Technik sind zwei verschiedene Vorrichtungen notwendig, um einerseits die Salzlösung zu kühlen (der Umlaufkühler) und andererseits um die Salzlösung durch ein- bzw. verdampfen zu konzentrieren, nämlich der Eindampfer. In Figur 2 ist ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben, das von den gleichen Voraussetzungen ausgeht, wie das in Figur 1 gezeigte konventionelle Verfahren.
Auch hier werden Säure und Wasser bzw. Zusatzwasser 2 mit Abgas 3 in einem Säurewäscher 4 umgesetzt und gereinigtes Abgas 3a erhalten. Aus dem Säurewäscher 4 wird Salzlösung 5 abgeführt und einer weiteren Verarbeitung zugeführt. Im Unterschied zu dem konventionellen Verfahren des Standes der Technik wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch ein integrierter Kühler- Verdampfer 8 eingesetzt, worin die Kühlung der Salzlösung 5 und dass Eindampfen der Salzlösung 5 in einem erfolgen. Auch hier hat die Salzlösung 5 eine Eintrittstemperatur TSs,i die höher liegt als die Austrittstemperatur TSS 2, bevor dann ein Teil der Salzlösung 5 wieder in den Säurewäscher 4 zurückgeführt wird. Im Unterschied zu den Verfahren bzw. Vorrichtungen des Standes derTechnikwird aber in dem integrierten Kühler-Verdampfer 8 gemäß vorliegender Erfindung die Absorptionsvorrichtung 4 und die Verdampfungsvorrichtung 7 über einen Wärmetauscher derart verbunden, dass der Wärmeinhalt der mit Gas umgesetzten Salzlösung nicht über einen Umlaufkühler entzogen und dann verloren geht, sondern direkt auch für das Ver- bzw. Eindampfen der Salzlösung 5 zu einer konzentrierten Salzlösung 5a unter Freisetzung von Dampf 9 verwendet wird. Dafür ist in Figur 2 illustriert, dass vor dem Eintritt in den integrierten Kühler-Verdampfer 8 die Salzlösung 5 aufgeteilt und lediglich der über den Wäscher zirkulierende Teil zur Kühlung durch den Kühler-Verdampfer 8 geleitet und ein anderer Teil abgezweigt, um die Kühleinheit herumgeführt und auf der anderen Seite der integrierten Kühler-Verdampfer-Einheit 8 mit der Temperatur TE 1 eingeführt wird und letztendlich als konzentrierte Salzlösung 5a mit der Temperatur TE 2 die integrierte Kühler-Verdampfereinheit 8 verlässt. Bei diesem integrierten Prozess ist der Druck pScR im Säurewäscher 4 größer als der Druck pEvap im integrierten Kühler-Verdampfer 8.
In Figur 2 sind mit den Buchstaben A und B weiterhin zwei verschiedene Optionen dargestellt, die unabhängig voneinander vorhanden sein können aber nicht müssen. Option 1, dargestellt mit Buchstabe A, umfasst dabei eine zusätzliche Vorerwärmung der Salzlösung (Absorptionslösung). Die zweite Option, dargestellt mit Buchstabe B, umfasst dabei die eine zusätzliche Verdampfungseinheit. Sowohl Option A als auch Option B erfordern die Zufuhr von Wärmemengen Q und sind, wie bereits gesagt, optional.
Es wird darauf hingewiesen, dass in der Legende zu den Figuren bzw. der Beschreibung dazu das „Q" wissenschaftlich korrekt dargestellt ein „Q" mit einem Punkt oben auf sein müsste, was aber aus satz- und drucktechnischen Gründen im Rahmen der vorliegenden Beschreibung als einfaches „Q" dargestellt wird; in den Figuren wird es korrekt als „Q mit Punkt" dargestellt. Bezugszeichenliste:
1 Säure
2 Wasser (Zusatz-)
3 Abgas
3a gereinigtes Abgas
4 Säurewäscher
5 Salzlösung
5a konzentrierte Salzlösung
6 Umlaufkühler
7 Eindampfer
8 Integrierter Kühler-Verdampfer (gemäß Erfindung)
9 Dampf
TE 1 Eintrittstemperatur der einzudampfenden Lösung am Eindampfer TE 2 Austrittstemperatur der einzudampfenden Lösung am Eindampfer
Tss ! Eintrittstemperatur des zu kühlenden Umlaufstroms am Kühler Tss 2 Austrittstemperatur des zu kühlenden Umlaufstroms am Kühler Q Wärme/Wärmemenge
QR Reaktionswärme
Qc Kühlleistung
QH Wärmeleistung
PSCR Wäscherdruck
PEvap Verdampferdruck
A Option 1
B Option 2

Claims

Ansprüche
1. Gaswäscher umfassend a) eine Absorptionsvorrichtung konfiguriert zur Aufnahme eines Gases und Absorption des Gases in einem Absorptionsmedium, wobei die Absorptionsvorrichtung i) eine Einleitungsvorrichtung für das Gas aufweist, ii) eine Vorrichtung zur Kreislaufführung der mit dem Gas umgesetzten Absorptionslösung aufweist, iii) eine Ableitungsvorrichtung für mindestens einen Teil der mit dem Gas umgesetzten Absorptionslösung aufweist, b) einen Kühler für die umlaufende Absorptionslösung, c) eine Verdampfungsvorrichtung konfiguriert zum Verdampfen zumindest eines Teils der eingebrachten Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler und die Verdampfungsvorrichtung über einen Wärmetauscher derart verbunden oder als Wärmetauscher derart ausgestaltet sind, dass der Wärmeinhalt der mit Gas umgesetzten Absorptionslösung zumindest zum Teil für die Verdampfung genutzt wird.
2. Gaswäscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaswäscher für die Behandlung eines Abgases, insbesondere eines ammoniakhaltigen Abgases, und für die Absorption mit einem säurehaltigen Waschmedium, insbesondere einer wässrigen Lösung enthaltend Salpetersäure oder Schwefelsäure, konfiguriert ist.
3. Gaswäscher nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher ein Rekuperator, bevorzugt ein Fallfilmverdampfer, besonders bevorzugt ein Rohrbündelwärmetauscher, ist.
4. Gaswäscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionsvorrichtung eine Kolonne mit Einbauten (Füllkörper, strukturierte Packung, Trennböden) oder ein Venturiwäscher ist.
5. Gaswäscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher derart konfiguriert ist, dass der im Kreislauf geführte Anteil der Salzlösung als Heizmedium durch den Wärmetauscher, und der abgezweigte Anteil der Salzlösung im Gegenstrom als einzudampfendes Medium in den Wärmetauscher geleitet wird, wobei der Gaswäscher bevorzugt konfiguriert ist, die Temperatur der in den Wärmetauscher eintretenden im Kreis geführten Salzlösung höher einzustellen als die Temperatur des in den Wärmetauscher eintretenden abgezweigten Anteils der Salzlösung.
6. Gaswäscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche zusätzlich umfassend eine
Vorrichtung zur Verminderung des Druckes auf der Verdampferseite des Wärmetauschers.
7. Gaswäscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche zusätzlich umfassend eine
Vorrichtung zur Einspeisung von frischem Absorptionsmedium.
8. Gaswäscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zusätzlich umfassend einen zusätzlich im Kreislauf der Umlauflösung angeordneten Wärmetauscher konfiguriert zur Regulierung der Temperatur der Umlauflösung, insbesondere zur Erhöhung der Temperatur der Umlauflösung, wobei als Wärmeträger Dampf oder Prozesswärme verwendet werden kann, oder eine zweite Eindampfstufe angeordnet stromabwärts von der ersten Eindampfstufe, oder einen im Kreislauf der Umlauflösung angeordneten Wärmetauscher konfiguriert zur Regulierung der Temperatur der Umlauflösung, insbesondere zur Erhöhung der Temperatur der Umlauflösung, wobei als Wärmeträger Dampf oder Prozesswärme verwendet werden kann, und eine zweite Eindampfstufe angeordnet stromabwärts von der ersten Eindampfstufe, oder einen weiteren Wärmetauscher oder eine Heizvorrichtung konfiguriert zur zusätzlichen Erwärmung der aus dem Säurewäscher abgeführten Salzlösung vor Eintritt in den Verdampfer, oder mindestens eine weitere Ein- bzw. Verdampferstufe konfiguriert zur weiteren Eindampfung der konzentrierten Salzlösung nach Verlassen des Eindampfers, oder einen weiteren Wärmetauscher oder eine Heizvorrichtung konfiguriert zur zusätzlichen Erwärmung der aus dem Säurewäscher abgeführten Salzlösung vor Eintritt in den Verdampfer, und mindestens eine weitere Ein- bzw. Verdampferstufe konfiguriert zur weiteren Eindampfung der konzentrierten Salzlösung nach Verlassen des Eindampfers.
9. Verfahren zur Gaswäsche umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
I) Einleiten eines Gases in eine Absorptionsvorrichtung,
II) Zirkulation der Absorptionslösung,
III) Abführen eines Teils der durch Schritt II) erzeugten Umlauflösung,
IV) Aufkonzentrieren der abgeführten Lösung durch Verdampfen zumindest eines Teils des Absorptionsmediums, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeinhalt der Umlauflösung zumindest zum Teil für die Verdampfung in Schritt IV) genutzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlauflösung und die abgeführte Lösung beide separat durch einen gemeinsamen Wärmetauscher geführt werden, wobei die Umlauflösung als Heizmedium auf den Wärmetauscher und die abgeführte Lösung im Gegenstrom als einzudampfendes Medium auf den Wärmetauscher aufgegeben werden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas ein Abgas, insbesondere ein ammoniakhaltiges Abgas, ist oder dass das Absorptionsmedium ein säurehaltiges Waschmedium ist, insbesondere eine wässrige Lösung enthaltend Salpetersäure oder Schwefelsäure, oder das Gas ein Abgas, insbesondere ein ammoniakhaltiges Abgas, ist und das
Absorptionsmedium ein säurehaltiges Waschmedium ist, insbesondere eine wässrige
Lösung enthaltend Salpetersäure oder Schwefelsäure.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der in den Wärmetauscher eintretenden Umlauflösung höher liegt als die aus dem Eindampfer austretenden Lösung.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck auf der Seite des Wärmetauschers, auf welcher die Eindampfung erfolgt, so eingestellt oder geregelt wird, dass er geringer ist als der Druck auf der Seite des Wärmetauschers, durch den die Umlauflösung geführt wird, bevorzugt so dass die Austrittstemperatur der einzudampfenden Lösung unterhalb der Eintrittstemperatur der Umlauflösung liegt, insbesondere so, dass die Siedetemperatur der einzudampfenden Lösung unter der Temperatur der Umlauflösung liegt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich entweder die aus dem Säurewäscher austrendende Salzlösung vor Eintritt in den Wärmetauscher zusätzlich erwärmt wird, bevorzugt mittels eines weiteren Wärmetauschers oder einer Heizvorrichtung, oder die konzentrierte Salzlösung nach Verlassen des Eindampfers weiter eingedampft wird, bevorzugt durch mindestens eine weitere Ein- bzw. Verdampferstufe, oder die aus dem Säurewäscher austretende Salzlösung vor Eintritt in den Wärmetauscher zusätzlich erwärmt wird, bevorzugt mittels eines weiteren Wärmetauschers oder einer
Heizvorrichtung, und die konzentrierte Salzlösung nach Verlassen des Eindampfers weiter eingedampft wird, bevorzugt durch mindestens eine weitere Ein- bzw. Verdampferstufe.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einem Gaswäscher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 durchgeführt wird.
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