DE2045323B2 - Process for removing ammonia contained in coke oven gases - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum fällt ein etwa 98° C heißer Schwaden mit dem Was-Beseitigen von in Koksofengasen enthaltenem mit 35 serdampf: Ammoniakverhältnis von etwa 7:1 an. Wasser ausgewaschenem Ammoniak (NH₃), das aus Um den Wassergehalt zu mindern, wird im allgemeidem Waschwasser abgetrieben wird und den Abtrei- nen der Schwaden auf etwa 65° C gekühlt, so daß ber als Ammoniakschwaden verläßt, die in mehreren nunmehr ein Wasserdampf: Ammoniakverhältnis Kühlstufen angereichert und dann unter Zugabe von von 0,3 bis 0,35:1 vorliegt. Da solche Schwaden Luft zum Zersetzen des Ammoniaks in Stickstoff 40 nicht selbst brennen, wird in jedem Fall eine erheb-(N₂) und Wasserdampf (H₂O) in einem Ofen bzw. liehe Menge fremden hochgradigen Brenngases benöeiner Brennkammer verbrannt werden. tigt, um die Schwaden auf die für die Ammoniakver-The invention relates to a method for producing a steam at about 98 ° C. with the removal of water contained in coke oven gases with a steam: ammonia ratio of about 7: 1. Water washed-out ammonia (NH ₃ ), which is made up of In order to reduce the water content, the washing water is generally driven off and the swaths are cooled to about 65 ° C, so that over as ammonia swaths, which are now a water vapor in several ways: Ammonia ratio enriched cooling stages and then present with the addition of 0.3 to 0.35: 1. Since such plumes of air do not burn themselves to decompose the ammonia in nitrogen 40, considerable (N ₂ ) and water vapor (H ₂ O) will in any case be burned in a furnace or borrowed amount of foreign high-grade fuel gas in a combustion chamber. to clear the plumes for the ammonia

Auf den meisten Kokereien wurde bisher das bei brennung erforderliche Temperatur von etwa 800° C der trockenen Destillation der Kohle zwangläufig zubringen.In most coking plants, the temperature required for combustion was around 800 ° C the dry distillation of the coal inevitably bring.

anfallende Ammoniak aus dem Gas entfernt und zu 45 Wird ein nicht entsäuerter Schwaden verbrannt, verkaufsfähigen Produkten wie Ammonsalzen oder verringert sich die Menge des Brenngases um den Starkwasser aufgearbeitet. Da sich die wirtschaftli- vom Schwefelwasserstoff (H₂S) eingebrachten Heizehen Bedingungen für diese Verkaufsprodukte in wert, jedoch erfolgt dann eine erhebliche Verunreijüngster Zeit nachteilig geändert haben, geht man nigung der Atmosphäre durch das mit dem Abgas immer mehr dazu über, das Ammoniak zu vernich- 50 ausgetragene Schwefeldioxid,
ten. Bei der vorliegenden Erfindung wird von technischaccumulating ammonia is removed from the gas and to 45 If a non-deacidified vapor is burned, salable products such as ammonium salts or the amount of fuel gas is reduced by the strong water processed. Since the economic heating conditions introduced by the hydrogen sulphide (H ₂ S) for these sales products have changed in value, but then for a considerable period of time, one goes over to the ammonia more and more of the atmosphere due to the exhaust gas destroyed 50 discharged sulfur dioxide,
ten. In the present invention, technical

Die bisher bekannten Ammoniak-Vernichtungs- entsäuerten Ammoniakschwaden ausgegangen, d.h. verfahren gliedern sich im wesentlichen in zwei bei der Aufarbeitung des ammoniakhaltigen Wassers Gruppen auf, wobei gemäß der einen Gruppe Am- wurden die sauren Bestandteile bereits abgetrennt moniak zunächst in seine Komponenten Stickstoff 55 und zur Erzeugung von Schwefelsäure oder elemen- und Wasserstoff zerlegt und der Wasserstoff dieses tarem Schwefel verwendet.The previously known ammonia destruction deacidified ammonia plumes started, i.e. There are essentially two processes involved in the processing of ammonia-containing water Groups, according to the one group Am- the acidic constituents have already been separated off moniak first in its components nitrogen 55 and for the production of sulfuric acid or elementary and hydrogen is decomposed and the hydrogen of this tarem sulfur is used.

Gemisches anschließend verbrannt wird, während Aufgabe der Erfindung ist es, das in den Ammoman nach der anderen Gruppe das Ammoniak sofort niakschwaden enthaltene Ammoniak bei geringstem partiell oxidiert bzw. verbrennt, wobei Stickstoff und technischem Aufwand mit einem autarken Verbren-Wasserdampf entstehen. Die Verfahren der letzten 60 nungsprozeß zu vernichten.Mixture is then incinerated, while the object of the invention is that in the Ammoman according to the other group the ammonia immediately contained ammonia vapor at the slightest partially oxidized or burned, with nitrogen and technical effort with a self-sufficient combustion steam develop. Destroy the proceedings of the last 60 process.

Gruppe unterscheiden sich wiederum in der Art wie Hierzu wird vorgeschlagen, daß ein (bis auf einGroup differ in the way that it is suggested that one (except for one

und wo die Ammoniakschwaden verbrannt werden. zündfähiges Konzentrat angereicherter) Ammoniak-and where the ammonia plumes are burned. ignitable concentrate of enriched) ammonia

Zur ersten Gruppe gehört beispielsweise das in der schwadenstrom mit einem Wasserdampf: Ammodeutschen Patentschrift 1202772 behandelte Ver- niakverhältnis von 0,15 bis 0,2:1 verbrannt wird und fahren, nach dem die Ammoniakdämpfe des entsäu- 65 in den heißen Gasstrom Ammoniakschwaden gerinerten Ammoniakwassers durch Verbrennung eines gerer Konzentration sowie Luftanteile in stöchiome-Heizmediums vorerhitzt sodann in einer Zersetzungs- trischen Mengen eingeführt werden. Auf diese Weise zone in N₂ + H₂ zerlegt werden. Anschließend er- läßt sich durch entsprechendes Regulieren der Zu-The first group includes, for example, the ammonia ratio of 0.15 to 0.2: 1 treated in the steam: Ammodeutschen patent specification 1202772, after which the ammonia vapors of the ammonia water reduced into the hot gas flow ammonia steam by burning a lower concentration as well as air fractions preheated in the stoichiome heating medium then introduced in a decomposition-tric quantity. In this way zone can be decomposed _{into N 2} + H _2. Then, by regulating the supply accordingly,

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flußmengen der hochkonzentrierten und weniger Wasserdampf: Ammoniakverhältnis von kleiner alsFlow rates of highly concentrated and less water vapor: ammonia ratio of less than

stark konzentrierten Ammoniakschwadenströme ein 0,2:1 sowie einer entsprechenden Temperatur vonstrongly concentrated ammonia vapor streams a 0.2: 1 and a corresponding temperature of

sich selbst aufrechterhaltender Verbrennungsablauf 55° C zum Brenner 6 einer Brennkammer 7. In denself-sustaining combustion process 55 ° C to the burner 6 of a combustion chamber 7. In the

beispielsweise in einer Brennkammer erzielen. Hier- Brenner 6 mündet ferner eine Leitung 8, durch dieachieve for example in a combustion chamber. Here burner 6 also opens a line 8 through which

bei wird sozusagen die Verbrennungswärme des hoch 5 ein Luftstrom zugeführt wird, dessen für eine stö-at is so to speak the heat of combustion of the high 5 an air flow is supplied, whose for a disruptive

angereicherten Schwadenstromes dazu benutzt, weni- chiometrische Verbrennung benötigte ZuflußmengeEnriched vapor flow is used to achieve the flow rate required for less chiometric combustion

ger konzentrierte Schwadenströme direkt auf die durch einen Regler 9 in Abhängigkeit von dem Am-ger concentrated vapor streams directly on the controlled by a controller 9 depending on the Am-

Verbrennungstemperatur aufzuheizen. Neigt der Ver- moniakschwadenstrom der Leitung 2 geregelt wird,To heat up the combustion temperature. If the vermonia vapor flow in line 2 is being regulated,

brennungsablauf in der Brennkammer zu steigender Das Ammoniakschwaden-Luft-Gemisch entzündetIncrease in the combustion process in the combustion chamber The ammonia vapor / air mixture ignites

Temperatur, dann wird entweder der Zustrom des io sich an einer Zündeinrichtung des Brenners 6 undTemperature, then either the inflow of the io is sent to an ignition device of the burner 6 and

stark konzentrierten Schwadens gedrosselt oder der verbrennt, eine langgezogene Flamme bildend, in derstrongly concentrated vapor choked or that burns, forming a long flame in the

Zustrom schwach konzentrierter Schwaden erhöht. Brennkammer 7. Die Abgase verlassen die Brenn-Increased flow of weakly concentrated swaths. Combustion chamber 7. The exhaust gases leave the combustion

Umgekehrt wird verfahren, wenn die Brennkammer- kammer durch eine Leitung 10.The procedure is reversed when the combustion chamber is connected by a line 10.

temperatur sinkende Tendenz zeigt. Die autarke, Etwa in die Längsmitte der Brennkammer 7 mün-temperature shows a downward trend. The self-sufficient, approximately in the longitudinal center of the combustion chamber 7

ohne Fremdgas vonstattengehende Verbrennung er- 15 det eine Leitung 11, durch die ein Ammoniakschwa-Combustion that takes place without foreign gas establishes a line 11 through which a small amount of ammonia

gjbt einmal eine Betriebskostenersparnis. Ferner er- den-Luft-Gemisch eintritt. Dieser Gemischstromonce there is a saving in operating costs. Furthermore, a mixture of air and earth occurs. This mixed flow

geben sich infolge der geringeren durchzusetzenden wird von einem vor dem Kühler 4 abgezweigten,give due to the lower to be enforced is branched off in front of the cooler 4,

Gasmengen niedrigere Investitionskosten, weil die durch die Leitung 12 weggeführten SchwadenstromGas quantities lower investment costs because the vapor flow carried away through the line 12

Abmessungen von Apparaten und Vorrichtungen geringerer Konzentration und von einem durch dieDimensions of apparatus and devices of lower concentration and of one by the

kleiner ausfallen können. 20 Leitung 13 ankommenden Luftstrom gebildet, dessencan be smaller. 20 line 13 formed incoming air flow, whose

Falls entsprechende Betriebsverhältnisse auf Ko- Zufluß eine Regeleinrichtung 14 in Abhängigkeit des kereien vorhanden sind, kann man in den heißen Schwadenstromes der Leitung 12 auf der Basis stö-Gasstrom, der durch die Verbrennung von zündfähi- chiometrischer Mengenverhältnisse dosiert,
gem Ammoniakschwadenkonzentrat erzeugt wird, Eine weitere Regeleinrichtung 15 steuert die Fluß-Ammoniakschwaden verschiedener Konzentrations- 25 menge des durch die Leitung 12 fließenden Schwastufen sowie die entsprechenden Luftanteile in regel- denstromes geringerer Konzentration in Abhängigbaren Mengen einleiten. Die Schwadenströme der keit von der Temperatur der durch die Leitung 10 einzelnen Konzentrationsstufen werden jeweils an abfließenden Verbrennungsabgase,
den einzelnen Kühlstufen, in denen der Ammoniak- Die Wirkungsweise des Verfahrens ist folgenderschwadenhauptstrom angereichert wird, entnommen 3° maßen: Die Konzentration des durch die Leitung 2 und mit dem erforderlichen Luftanteil an verschiede- der Brennkammer zufließenden Hauptschwadenstronen Stellen der Brennkammer zwischen Brennermün- mes ist so groß gewählt, daß durch die bei der Verdung und Abgasabfluß eingeführt. brennung in der Brennkammer 7 frei werdendeIf there are corresponding operating conditions on co-inflow, a control device 14 depending on the farm, one can in the hot vapor flow of the line 12 on the basis of the disturbance gas flow, which is dosed by the combustion of ignitable chiometric proportions,
according to ammonia vapor concentrate is generated. Another regulating device 15 controls the flow ammonia vapor of various concentration quantities of the vapor stages flowing through line 12 as well as introducing the corresponding air fractions in a regulating flow of lower concentration in dependent quantities. The vapor streams of the temperature of the individual concentration levels through the line 10 are
3 ° from the individual cooling stages, in which the ammonia main stream is enriched as follows: The concentration of the main steam stream flowing through line 2 and with the required proportion of air at various points in the combustion chamber is between the burner mouths chosen so large that introduced by the digestion and waste gas discharge. combustion in the combustion chamber 7 becomes free

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, Reaktionswärme das durch die Leitung 11 einströ-Another feature of the invention consists in the heat of reaction flowing in through line 11

daß die Zufuhr der Ammoniakschwaden aus den un- 35 mende geringer konzentrierte Schwadenluft-Gemischthat the supply of ammonia fumes from the endless less concentrated fume air mixture

ter der Endkonzentratioa Hegenden Konzentrations- auf der zur Verbrennung erforderliche TemperaturThe final concentration is based on the temperature required for combustion

stufen und die zugehörigen Luftanteile in Abhängig- von 800° C erhitzt wird.and the associated air content is heated depending on 800 ° C.

keit von dem Verbrennungsablauf in der Brennkam- Um sicherzustellen, daß die Verbrennungsreaktionspeed of the combustion process in the combustion chamber- To ensure that the combustion reaction

mer automatisch gesteuert werden. Dadurch wird der in der Brennkammer 7 aufrechterhalten bleibt, wirdcan be controlled automatically. This is what is maintained in the combustion chamber 7

Ablauf des Verbrennungsverfahrens unabhängig von 40 die Zugabemenge des Schwadenstromes geringererSequence of the combustion process regardless of 40 the added amount of the vapor flow is lower

Bedienungspersonal. Konzentration der Leitung 12 mit Hufe der Abgangs-Operating personnel. Concentration of the line 12 with hooves of the outflow

Ein Ausführungsbeispiel des neuen Verfahrens ist temperatur des Abgases der Brennkammer 7 gerein der Zeichnung schematisch dargestellt und nach- gelt. Bei dem Absinken der Temperatur wird die stehend erläutert. Schwadenmenge 12 gedrosselt, dadurch fallen dieOne embodiment of the new method is the temperature of the exhaust gas from the combustion chamber 7 cleaned shown schematically in the drawing and based on it. When the temperature drops, the explained standing. Steam volume 12 throttled, thereby falling

Der den Abtreiber 1 durch die Leitung 2 verlas- 45 hochkonzentrierten Ammoniakschwaden 2 automasende Ammoniakschwadenstrom durchzieht die tisch in größeren Mengen an, so daß das Tempera-Kühlstufen 3 bis 5 und gelangt mit einem molaren turniveau in der Brennkammer erhalten bleibt.The 45 highly concentrated ammonia vapor 2 leaves the driver 1 through line 2 A stream of ammonia vapor pervades the table in larger quantities, so that the tempera cooling stages 3 to 5 and is maintained in the combustion chamber with a molar level of rotation.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

1 2 folgt die endgültige Verbrennung des Gasgemisches Patentansprüche: 11^t Luft. Nachteilig bei diesem Verfahren ist die er forderliche Vorerhitzung der Ammoniakschwaden1 2 follows the final combustion of the gas mixture claims: 11 ^ t air. The disadvantage of this process is that it requires preheating of the ammonia vapor 1. Verfahren zum Beseitigen von in Koksofen- mittels eines fremden Gasstromes, was die Kosten gasen enthaltenem mit Wasser ausgewaschenem 5 des Verfahrens erheblich steigert.1. Method of eliminating in coke oven by means of an extraneous gas stream, what the cost gases contained in the process, which is washed out with water, increases considerably. Ammoniak (NH₃), das aus dem Waschwasser ab- Der zweiten Gruppe läßt sich beispielsweise dieAmmonia (NH ₃ ), which is removed from the washing water. The second group can be, for example, the getrieben wird und den Abtreiber als Ammoniak- deutsche Patentschrift 1 200 268 zuordnen, die vorschwaden verläßt, die in mehreren Kühlstufen schlägt, das bei dem indirekten Ammoniakgewinangereichert und unter Zugabe von Luft in einem nungsverfahren an beliebiger Stelle anfallende, von Ofen bzw. einer Brennkammer verbrannt werden, io Schwefelwasserstoff weitgehend freie Ammoniakwasdadurch gekennzeichnet, daß ein Am- ser einen Desorbtionsprozeß mit ammoniakfreien moniakschwadenstrom mit einem Wasserdampf- Unterfeuerungsgasen und/oder Wasserdampf zu un-Ammoniakverhältnis von 0,15 bis 0,2 zu 1 ver- terwerfen und danach die mit Ammoniak beladenen brannt wird und in den heißen Gasstrom Ammo- Schwaden in den Heizzügen von Koksöfen zu verniakschwaden geringerer Konzentration sowie 15 brennen. Auch hierbei ist ein Fremdgas in Form von Luftanteile in stöchiometrischen Mengen einge- Unterfeuerungsgas zur Verbrennung des Ammoniaks führt werden. notwendig. Dieses Fremdgas kann gleichzeitig Ab-is driven and assign the aborter as ammonia German patent specification 1 200 268, which pre-swath leaves, which beats in several cooling stages, which enriched in the indirect ammonia and with the addition of air in a voltage process at any point, from Oven or a combustion chamber are burned, io hydrogen sulfide largely free ammonia as a result characterized that an am- a desorption process with ammonia-free monia vapor stream with a steam underfiring gases and / or steam to un-ammonia ratio discard from 0.15 to 0.2 to 1 and then discard those loaded with ammonia is burned and in the hot gas stream Ammo vapor in the heating flues of coke ovens to vernia vapor lower concentration as well as 15 burn. Here, too, is a foreign gas in the form of Air fractions in stoichiometric amounts - underfiring gas for the combustion of the ammonia leads to be. necessary. This foreign gas can simultaneously exhaust 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- triebmittel im Ammoniakabtreiber sein. Dient Waskennzeichnet, daß als in den heißen Gasstrom mit serdampf als Abtriebmittel, dann werden die Ammoden entsprechenden Luftanteilen einzuleitende 20 niakschwaden nach dem Abtreiben dem Unterfeue-Ammoniakschwaden solche von verschiedener rungsgas zugesetzt.2. The method according to claim 1, characterized in that the propellant is in the ammonia expeller. Is used to indicate that as in the hot gas stream with steam as the stripping agent, then the ammodes corresponding air proportions to be introduced 20 nia plumes after driving the underfire ammonia plumes those of different rungsgas added. Konzentrationsstufe in regelbaren Mengen ver- Im übrigen ist der Zusatz von Ammoniakschwa-Concentration level in controllable quantities. wendet werden. den zu einem Fremdgas insofern problematisch, alsbe turned. to a foreign gas is problematic in that 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch bei der Abkühlung während des Transportes ammogekennzeichnet, daß die Zufuhr der in den heißen 25 niakhaltiges Kondensat ausfällt, was zu den Schwie-Gasstrom mit den entsprechenden Luftanteilen rigkeiten führt, derentwegen das Ammoniak aus dem einzuleitenden Ammoniakschwaden in Abhängig- Koksofengas entfernt wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in the cooling during transport ammo, that the supply of the hot 25 niakhaltiges condensate fails, resulting in the Schwie gas flow with the corresponding air proportions leads to the ammonia from the ammonia vapor to be introduced is removed in dependent coke oven gas. keit von dem Verbrennungsablauf im Ofen auto- Ammoniakhaitiges Wasser auf Kokereien enthältability of the combustion process in the furnace contains auto- ammonia-containing water on coking plants matisch gesteuert wird. zusätzlich noch Schwefelwasserstoff und Kohlendi-is controlled automatically. in addition, hydrogen sulfide and carbon dioxide 30 oxid. Das Ammoniakwasser kann vor der Abtreibung30 oxide. The ammonia water can be used before the abortion des Ammoniaks von den sauren Bestandteilen befreitof the ammonia freed from the acidic components werden, so daß den Abtreiber technisch entsäuerte Schwaden verlassen. Beim Abtreiben des Wassersso that the aborter leave technically deacidified plumes. When driving off the water