DE2214510A1 - Verfahren zur reinigung von rohgasen - Google Patents
Verfahren zur reinigung von rohgasenInfo
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Description
SHELL IWi1EHWATlONALE RESEARCH MAATSCIIAPPIJ N.V.
Don Haag, Niederlande
"Verfahren zv.p Reinigung von Rohgasen"
Priorität: 26. Karr, 1971, Niederlande Nr.
DJo Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung eine« durch
partielle Oxidation von flüssigen Brennstoffen gewonnenen, Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltenden Robgases durch Abtrennung der in dem Rohgas dispergieren festen Teilchen ndttels ciiu'-War.chbehandlung
lait Wasser, bei der das praktisch von festen Teil chen freie Wasser zumimleoteria teilvieise viieder der V/aschsone angeführt
viird.
Bei der Verv.'endr-n^ vTon Kohlenwasserstoffen und insbesondere: von
SChWe]1On Kohlenwasserstoffen als Ausgangsmaterial für das Verfahren
der Gashorül el] ung enthalten die borge-st eilten Cio.i.e AmcIic
und RuP.vorunreJn.igungen. Diese Verunreinigungen, die in Form
fester Teilchen vorliegen, müssen vor der ins Auge gefaxten Verwendung
ties Gases aus dem Oas entfernt werden, was durch eine
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Wasserwasehe erreicht worden kann. Die so erhaltene wässrige, feste Teilchen enthaltende Suspension hat eine schwärzliche Farbe
und kann nicht ohne Verursachung einer Wasserverunreinigung abgelassen werden. Außerdem hat diese Suspension wegen der Anwesenheit
von zusammen mit den festen Teilchen aus dem Rohgas ausgewaschenem Schwefelwasserstoff einen unangenehmen Geruch.
Gleichfalls können andere Gasbestandteile mit einem unangenehmer:
Geruch oder unangenehmen Eigenschaften vorhanden sein, wie z.B. Spuren von Blausäure. Das für das Waschen des Gases verwendete
Waschwasser kann wegen aer damit verbundenen zunehmenden Konzentration der festen Teilchen und gelösten Gase nicht wiederverwondet
werden. Darüber hinaus würde sich die Wassermenge und damit die Suspension:''^ngo zunehmend vergrößern, weil der in dem den
Gasbildungsreaktor verlassenden Rohgas enthaltene, während der·
partiellen Oxidation gebildete Wasserdampf bei der Wasnerwäschc des Gases kondensiert.
Ein bekanntes Verfahren zur vollständigen oder praktisch vollständigen
Reinigung der vorstehend genannten Suspension von Rußteilchen ist die Aggregierung des Rußes nit einem Bindemittel.
Die Ascheteilchon können gesondert aggregiert oder zumindestens
teilweise durch Flotation entfernt v/erden. Das dann verbleibend.;:·
V/asser zeigt eine erheblich hellere Farbe oder ist praktisch farblos. Es enthält jedoch noch immer gelöste Gase, die oft noch
einen unangenehmen Geruch besitzen, so daß dieses praktisch rußfreie V/asser noch nicht abgelassen werden kann. Würde man dieses
Wasser in die Gaswaschzone zurückleiten, würde ein zunehmender
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— "X —
Aufbau der Konzentration der gelösten Gase stattfinden. Weiter
uüßte in diesem Fall der auf die oben beschriebene Zunahme der
We.sserinenge zurückgehende WasserÜberschuß in einem Nebenstrom
kontinuierlich abgezogen werden. Auch dieser Kebenstrom könnte
jedoch wegen der Anwesenheit unangenehm riechender Gase, deren Konzentration dann auch einen hohen Wert erreichen würde., nicht
als solcher abgelassen v/erden.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung au stellen, bei welchem die feste Teilchen enthaltenden
Gase mit Wasser gewaschen werden und bei welchem das Wasser zum
Waschen einer weiteren Menge solcher Gase wiederverwendet werden kenn, ohne dadurch die oben genannten Nachteile su verursachen.
Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfugung
zu stellen, bei welchem das in die bezeichnete Waschsone
zurückgeleitete Wasser praktisch frei von gelösten übelriechenden Gasen ist und bei dem ein aus dem Verfahren stammender Wasserüberschuß
praktisch frei von festen Teilchen ist. Ferner soll ein Verfahren zur Verfügung gestellt werden, bei dem die übelriechenden
Gase aus dem Kreislauf entfernt werden, so daß sie leicht vielter in weniger gefährliche Verbindungen umgewandelt v/erden
können.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Reinigung eines durch partielle Oxidation von flüssigen Brennstoffen
gewonnenen, Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltenden Rohgases durch Abtrennung der in dem Rohg-xS dispergierten festen
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Teilchen mittels einer Waschbehandlung mit Wasser, das aus einer Kombination folgender in einem Kreislauf angeordneter Verfahrensstufen besteht :
a) Entfernen der in dein Rohgas enthaltenen festen Teilchen und
der gasförmigen wasserlöslichen Verunreinigungen mittels einer Was se rv/äs ehe;
b) Abtrennen der im Wasetwasser enthaltenen festen Ruß- bzw.
Ascheteilchen in einer Aggregations- bzw. Flotationszone;
c) Abtrennung der im Wasehwasser gelösten gas^-Ί Tigen Verunreinigungen
in einer Abstreifzone, wo gleichzeitig eine solche Wassermenge
mit abgestreift wird, daß die zum Waschen des genannten Rohgases pro Zeiteinheit zur Verfügung stehende Wasserumlauf
menge praktisch konstant bleibt;
d) Abziehen des aus der Abstreifzone stammenden Wasserdampfes oder
Gasstromes aus dem Kreislaufsystem; und
e) Rückführung der flüssigen Phase aus der Abstreifzone in die Waschzone.
Je nach dem für die Herstellung der Viasserstoff- und Kohlenmonoxid
enthaltenden Gase verwendeten Ausgangsmaterial können die bezeichneten Gase entweder Ruß oder Ruß und Asche als feste Teilchen enthalten.
Wie schon vorstehend erwähnt, führen schwere Kohlenwasserstoffe als Ausgangsmaterial im allgemeinen zu Gasen, die sowohl
Asche als auch Ruß enthalten. Ruß wird aus der bei der Wasserwäsche des Rohgases erhaltenen wässrigen Suspension mittels
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Agg^egierung wit einem geeigneten Bindemittel entfernt. Jodes, bekannte
zu einer praktisch rußfreien ivässrigen Phase und aggregiertem
Ruß führende Aggregationsverfahren kann für diesen Zv/eck
verwendet werden.
In der praktisch rußfreien wässrigen Phase zurückbleibende Ascheteilchen
können durch geeignete Mittel, wie z.B. durch Flotation b
entfernt werden, wodurch man ein praktisch von festen Teilchen freies V/asser erhält.
In einer vorzugsweise verwendeten Ausführungsform- dieser Erfindung
wird die wässrige Suspension mit den' festen Teilchen zur Entfernung der gelösten Gase und zur Verdampfung der erwünschten
Menge an überschüssigem V/asser abgestreift. Diese Anordnung wird deshalb vorzugsweise verwendet, weil die aus der Gaswaschzone erhaltene
wässrige Suspension noch heiß ist und deshalb weniger Wärme für die Verdampfung benötigt wird. Nach dem Abstreifen wird
die wässrige Suspension der Aggregierungsbehandlung und, wenn erforderlich, einer Flotation unterworfen.
Es ist jedoch ebenfalls möglich, zunächst die Ruß- und/oder Ascheteilchen
aus der wässrigen Suspension zu entfernen und das daraus erhaltene V/asser zur Entfernung der in ihm gelösten Gase abzustreifen.
Das auf die vorstehend genannte Weise 'erhaltene Wasser ist praktisch
frei von festen Teilchen und gelösten Gasen. Da die Kon-
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zentration von übelriechenden Komponenten in diesem V/asser sehr niedrig ist, spricht nichts dagegen, dieses Wasser wieder für die
Wasserwäsche des Rohgases zu verwenden.
Während des Abstreifens tritt eine Verdampfung von V/asser auf.
Die Verdampfung der erwünschten Wassermenge kann durch die Menge
und/oder die Temperatur des Abstreifgases geregelt werden.Außerdem
kann der Suspension oder dem zur Entfernung der gelösten Gase abzustreifenden V/asser während des Abstreifens zusätzliche Wärme
zugeführt werden. Dc" ;1~streifgas kann Luft sein. Auch Dampf ist
zur Verwendung als Abstreifgas sehr geeignet.
Der durch das Abstreifen erhaltene Wasserdampf und der Gasstrom
werden vorzugsweise durch einen Kühler geleitet und das daraus erhaltene
Kondensat unter oxidierenden Bedingungen von brennbaren Produkten befreit. Auf diese Weise werden die zusammen mit Dampf
in Gasform vorliegenden unerwünschten Bestandteile mit unangenehmen Eigenschaften wieder in Wasser aufgenommen, wenn auch in
einer erheblich kleineren Wassermenge als der bei der Wasserwäsche des Rohgases erhaltenen. Die Oxidation findet schon bei 90 C bis
120 C mit Luft bei einem Druck von 6 bis 10 kg/cm wirksam statt.
Die Erfindung wird jetzt an Hand von zwei in den Figuren 1 und 2 dargestellten Fließdiagrammen erläutert.
Gemäß Fig. 1 wird ein aus der partiellen Verbrennung eines Brennstoffes
stammender Rohgasstrom 1 zusammen mit einem Wasserstrom 2
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in einen Kühler 3 eingeleitet;, wo es zum direkten Kontakt zwischen
dem Wasser und dem Gas kommt. Das den Kühler 3 verlassende Gas wird als Strom 4 durch eine Gaswaschzone 5 geleitet«, v/o es noch
einmal intensiv mit einem Wasserstrom 6 in Kontakt gebracht wird. Der die Gaswaschzone 5 verlassende Wasserstrom wird wie der vorstehend
genannte Strom 2 in den Kühler 3 geleitet. Ein von festen Teilchen, wie Ruß- und Ascheteilchen, und auch weitgehend von
einigen übelriechenden gasförmigen Bestandteilen/Wie Schwefelwasserstoff und Blausäurespuren/freier Gasstrom 7 verläßt die
Waschzone 5.
Aus dem Kühler 3 erhält man einen Strom 8, der aus einer wässrigen
Suspension der vorstehend beschriebenen festen Teilchen besteht. Außerdem sind in diesem Strom die vorstehend genannten gasförmigen
Komponenten vorhanden.
In einer Aggregierungszone 9 wird der Strom der Suspension 8 von
Ruß befreit, der als Strom 10 abgezogen wird. Wenn gewünscht, kann dieser Ruß wieder der Zuspeisung für den Gasgenerator zugeführt
oder an anderer Stelle als Brennstoff verwendet v/erden. Aus der Aggregierungszone 9 kommt ein praktisch rußfreier Wasserstrom 11,
der in eine Flotationszone 12 geleitet wird, aus der man einen Wasserstrom erhält, der jetzt praktisch frei von festen Teilchen
ist und als Verunreinigungen nur gelöste Gase enthält. Die Ascheteilchen werden über Ik abgezogen.
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In einer Abstreifzone 15 wird der Wasserstrom 13 mit einem Dampfst
rom 16 in Kontakt gebracht. Auf diese Weise erhält man einen
Gasstrom 17, der hauptsächlich aus Dampf und den aus Strom 13 freigesetzten Gasen besteht. Um eine genügende Wassermenge aus
dem Strom 13 zum Ausgleich der aus dem Gaserzeugungsverfahren stammenden Erhöhung der Wassermenge zu verdampfen, w,ird über eine
Heizvorrichtung 18 zusätzliche Wärme zugeführt. Strom 17 wird im Kühler 19 kondensiert, wodurch man einen Wasserstrom 20 erhält,
der als Verunreinigungen nur die gelösten Gasbestandteile enthält. Hier können Ascheteilchen nicht mehr vo-riiaiiden sein. In
einer Oxidationszone 21 wird der Wasserstrom 20 mit Sauerstoff oder mit einem Sauerstoff enthaltenden Gasstrom 22 unter geeigneten
Bedingungen in Kontakt gebracht, wodurch Verbrennungsgase 23
und sauberes V/asser 24 gebildet werden. Aus der Abstreifzone 15
erhält man einen Strom reinen Wassers S, der gegebenenfalls nach Abkühlung in die Waschzone 5 eingeleitet wird.
In Fig. 2 haben die vorstehend verwendeten Bezugszahlen die gleiche
Bedeutung wie in Fig. 1. Hier wird der Strom der Suspension 8 zunächst in die Abstreifzone 15 geleitet. Aus dieser Abstreifzone
fließt ein jetzt von den oben genannten gelösten Gasen freier Suspensionsstrom 25 ab. Das nach dem Durchlaufen der Aggregierungszone
9 und der Flotationszone 12 erhaltene Wasser wird über Strom 26 zur Waschzone 5 zurückgeleitet.
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Die BozugBzahlen in der ersten Spalte der folgenden Tabelle bezeichnen
Stellen im Verfahren, wie sie entsprechend in Fig. 2 gekennzeichnet worden sind.
Stellen im Verfahren |
Strom | Menge | Gehalt an Verunrei |
gasförmigen .nigungen |
1 | Rohgas | 3 x 106 Nm3/Tag | 110 | mg/Nin |
26 | Wasser | 1680 t/Tag | 5 | mg/kg |
8 | Wasser | 2020 t/Tag | 170 | mg/kg |
25 | V/asser | 1680 t/Tag | 15 | mg/kg |
17 | Dampf + Gas |
3'4O t/Tag | 936 | mg /kg |
7 | Gas | 3 χ 106 Nm3/Tag | 12 | mg/Nm |
Aus dieser Tabelle geht hervor, daß die Konzentration gasförmiger Verunreinigungen in dem behandelten Gas (Strom 7) auf etwa 10 Prozent
des ursprünglichen Viertes vermindert worden ist. Die Hauptmenge dieser gasförmigen Verunreinigungen wird mit Strom 17 entfernt,
wodurch der zurückgaleitete Wasserstrom 26 praktisch frei von diesen Verunreinigungen ist.
Wenn das vorliegende Verfahren auch unter besonderer Bezugnahme auf die partielle Oxideition von flüssigen Kohlenwasserstoffen
abgehandelt worden ist, so ist doch offensichtlich, daß das eri'indungsgemäße
Verfahren gleichermaßen auf die partielle Oxidation
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anderer flüssiger Brennstoffe^wie auf flüssige Suspensionen von
i'einverteiltem festen Brennstoff, anwendbar ist. Beispiele solcher
aiiderer flüssiger Brennstoffe sind v/äs sr ige Kohleaufschlämmungen
und eine Aufschlämmung von Ruß in öl.
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Claims (1)
- 22U51QPa t c _n_t a η s^ ρ r ü _c_Ji _e1. Verfahren zur Reinigung, eines durch partielle Oxidation von flüssigen Brennstoffen gewonnenen, Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltenden Rohgases durch Abtrennung der in dem Rohgas dispergieren festen Teilchen mittels einer Waschbehandlung mit Wasser, dadurch gekennzeichnet , daß es aus einer Kombination folgender in einem Kreislauf angeordneter Verfahrensstufen besteht:a) Entfernen der in dem Rohgas enthaltenen festen Teilchen und der gasförmigen wasserlöslichen Verunreinigungen mittels einer Wasserwäöche; · -b) Abtrennen der im Waschwasser enthaltenen festen Ruß- bzw. Ascheteilchen in einer Aggregations- bzw. Flotationszone;c) Abtrennung der im Waschwasser gelösten gasförmigen Verunreinigungen in einer Abstreifzone, wo gleichzeitig eine solche Wassermenge mit abgestreift wird, daß die zum Waschen des genannten Rohgases pro Zeiteinheit zur Verfügung stehende Wasserumlauf menge praktisch konstant bleibt;d) Abziehen des aus der Abstreifzone stammenden Wasserdampfes oder Gasstromes aus dem Kreislaufsystem; unde) Rückführung der flüssigen Phase aus der Abstreifzone in die Waschzone.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die209884/11.6722U510Ab r;t Vf; if ζ one vor der Aggregations- und Flotationszone .angeordnet ist.3· Verfahren lisch Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet, daß die Abutreif/,one nach der Aggregations- und Flotationszone angeordnet ist.}i. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifbehandlung mit einem Abstreifgas, insbesondere mit Luft oder Wasncrdampi,durchgeführt wird.5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 1I, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfung der erwünschten V/assermenge in der Abstreifzone durch die lie η ge und/oder die Temperatur des verwendeten Abatreifga α e s ge re ge It wi rd.6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifbehandlung durch zusätzliches Erhitzen gefördert wird.7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der in Stufe d) aus der Abstreifzone abgezogene Wasserdampf oder Gase enthaltende Strom durch einen Kühler geleitet wird und das so erhaltene Kondensat unter oxidierenden Bedingungen von brennbaren Stoffen befreit wird.20 9 8 8 Λ / 1 1 67A3 .Leerseite
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