DE2436577B2

DE2436577B2 - Vorrichtung zur Abscheidung von im Kokereigas nach seiner Kühlung und Kondensation verbliebenen Terrnebeln

Info

Publication number: DE2436577B2
Application number: DE19742436577
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr.-Ing. Baum; Peter Then
Original assignee: Verfahrenstechnik Dr Ing Kurt Baum
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1974-07-30
Filing date: 1974-07-30
Publication date: 1979-12-13
Also published as: DE2436577A1; DE2436577C3

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Abscheidung von im Kokereigas nach seiner Kühlung und Kondensation verbliebenen Teernebeln und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Verbesserung des Verfahrens nach Patent 21 28 152.7.

In dem Hauptpatent ist ein Verfahren beschrieben zur Abscheidung von im Kokereigas nach seiner Kühlung und Kondensation verbliebenen Teernebeln in einem Venturi-Wäscher, in dessen Hals der Gasstrom aus Düsen mit Ammoniak-Wasser quer besprüht wird, und einem diesem Wäscher nachgeschalteten Abscheider, wobei der Gasstrom in dem unmittelbar an die Kühler anschließenden Venturiwäscher mit wäßrigem Kühlerkondensat mit einem NH3-Gehalt von 4,2 g/l und einer Temperatur von 35" C unter einem Druck von 0,8 kg/cm² gesprüht wird, wobei der Strahlendurchmesser am Düsenrand 4,6 mm aufweist und diese Strahlen im Venturihals ein Raster mit einem mittleren Strahlenbestand von 12,5 mm bilden. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt,

ίο insbesondere die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens zu verbessern und eine Vorrichtung zu schaffen, die aufgrund ihres besonderen Aufbaus nicht nur eine größere Anzahl von Verfahrensschritten durchführt, sondern auch die Durchführung des Verfahrens vereinfacht

Nach der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Verbesserung des Verfahrens nach dem Hauptpatent gekennzeichnet durch in einem gemeinsamen Gehäuse untergebrachte, hintereinander geschaltete Gasreiniger in Form einer Vorbedüsung, eines Venturi-Wäschers, dessen Eintrittsöffnung mit einer Abschirmung gegen die Düsen versehen ist, und eines am Austrittsende des Venturi-Wäschers angeordneten Wirbelschaufel-Separators, dem, nach Umlenkung des Gasstroms oberhalb seines Austritts und den Venturi-Wäscher umgebend, ein Tropfenabscheider nachgeordnet sein kann, wobei das Rohgas dem Gehäuse an der Oberseite zugeführt und etwa in mittlerer Höhe abgeleitet wird.

Der weitgehend geschlossene Kreislauf für die Waschflüssigkeit besteht aus einem dem Gasreiniger nachgeschalteten Kondensat-Teer-Absetzbehälter, einer Flüssigkeitspumpe und aus Rohrkühlern, die ihrerseits mit ihrem Kühlkreislauf an ein Kälteaggregat angeschlossen sind. Vorteilhaft ist der weitgehend geschlossene Kreislauf für die Waschflüssigkeit durch Vorlagen-Rücklauf ergänzt, der aus einer Ableitung aus dem Sumpf des Kondensat-Teer-Absetzbehälters mit Pumpe, den eigentlichen Teerscheidern sowie umgekehrt einer Rücklaufleitung von den Teerscheidern zu dem Kondensat-Teer-Absetzbehälter besteht.

Durch die Zusammenfassung von Verfahrensschritten und insbesondere auch von einer Anzahl von Einzelvorrichtungen in einem gemeinsamen Gehäuse sowie die sinnvolle Anordnung und Hintereinanderschaltung dieser Vorrichtungsteile mit entsprechender Strömungsführung im Verfahren wird eine wesentlich verbesserte Wirtschaftlichkeit und Wirksamkeit des Verfahrens und der Vorrichtung erreicht, die noch weiterhin verbessert wird durch den weitgehend geschlossenen Kreislauf für die Waschflüssigkeit. Dieser Kreislauf für die Waschflüssigkeit ist lediglich dadurch nicht vollständig geschlossen, weil durch die Abkühlung ein ständiger Kondensatüberschuß abgeführt werden muß.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung ist als Prinzipskizze eine Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt.

In dem Hauptpatent 21 28 152 ist die Abscheidung von Teernebeln aus dem gekühlten Kokerei-Rohgas mittels NH₃-Wasser aus dem Vorlagen-Kreislauf in einem besonders hierfür ausgebildeten Venturi-Wäscher beschrieben.
Da das als Waschflüssigkeit eingesetzte NH₃-Wasser im Vorlagenkreislauf mit einer Temperatur von 75° ... 82° C zirkuliert, ist eine vorherige Kühlung vor dem Einsatz im Venturi-Wäscher auf annähernd Gastemperatur wünschenswert, um eine Aufheizung des bereits

gekühlten Rohgases zu vermeiden.

Der Wärmeübergang in Venturi-Wäschern, insbesondere solchen mit Quereindüsung der Flüssigkeit ist wegen der dabei gebildeten großen Oberflächen und der innigen Verwirbelung außerordentlich günstig. Diese Erscheinung wird in vielen Anwondungsfällen zur Kühlung von Gasströmen bei gleichzeitiger Reinigung von Schadstoffen angewendet. Vorzugsweise werden dabei sehr heiße Gase mit Wasser in Berührung gebracht, wobei die Kühlung durch Sättigung (Verdampfungskühlung) erfolgt

Es ist auch bekannt Hochofengichtgas in Venturi-Wäschern unter den Taupunkt zu kahlen. Vorzugsweise erfolgt diese Kühlung in der Feinstreinigungsstufe, wobei die zur Feinstreinigung erforderliche Waschwas- !5 sermenge um den zur Abführung .der gewünschten Wärmemengen erforderlichen Betrag erhöht wird.

Üblicherweise wird Kokerei-Rohgas zunächst in der Vorlage durch Bedüsung mit Wasser durcii Verdampfungskühlung zur Sättigung gebracht Diese Sättigungstemperatur liegt je nach Einsatzkohle und Betriebsweise der Batterie zwischen 75°C und 85°C Die weitere Kühlung und Kondensation zur Ausbringung von NH₃, Teer, Naphtalin usw. erfolgt in besonderen Kühlern, die sowohl als direkte Kühler mit Wassereinspritzung oder auch als indirekte Quer- oder Längsrohrkühler ausgeführt sind.

Die anfallenden Teerkondensatmengen werden dem Vorlagenkühlwasser — sogenanntes N H3-Wasser — zur weiteren Teerscheidung zugegeben. Das so gekühlte Kokerei-Rohgas wird von Restteernebeln in besonderen Teernebelabscheidern gereinigt, beispielsweise nach dem Verfahren, das in dem Hauptpatent beschrieben ist.

Nach der Erfindung erfolgt die Kühlung und die Teernebelabscheidung in einem einzigen zusammenhängenden Verfahrensgang. Der Vorteil liegt dabei in dem einfachen Aufbau der für die verschiedenen Verfahrensschritte in diesem Verfahrensgang benötigten Vorrichtung sowie bei dem in sehr günstiger und konzentrierter Form erfolgenden Wärmeübergang und -transport.

Mit Bezug auf die in der Zeichnung in schematischer Form dargestellte Anlagenskizze wird die Erfindung erläutert:

Die Zuführung des Rohgases erfolgt durch die Gasleitung G von oben her in ein Gehäuse 1. Dieses Gehäuse 1 ist als gemeinsames Gehäuse für eine Anzahl von Vorrichtungen und Verfahrensschritteii ausgebildet. Das Gas verläßt dieses Gehäuse 1 etwa auf halber Höhe wieder durch eine Saugleitung 11. Unmittelbar nach dem Eintritt ist im oberen Teil des Gehäuses 1 eine Vorbedüsung 2 angeordnet. In dieser Vorbedüsung 2 werden vom Rohgas mitgeführte Kondensattröpfchen und gröbere Staubpartikel, z. B. Kohle- und Koksteilchen niedergeschlagen und abgeschieden. Diese Vorbedüsung 2 bewirkt auch eine Vor-Abkühlung des Rohgases.

Daran anschließend ist koaxial in dem Gehäuse 1 ein Venturi-Wäscher 3 angeordnet, der über seinem Einlauf mit einer Abdeckung 3a versehen ist Durch diese Abdeckung wird das von der Vorbedüsung 2 einströmende Gas umgelenkt und verhindert, daß die von der Vorbedüsung kommenden Flüssigkeitströpfchen und Abscheidungen in einem zu großen Anteil in den Venturi-Wäscher gelangen. Durch einen schräggestellten Trennboden la, der oberhalb der Kehle des Venturi-Wäschers diesen umgibt, ist das Gehäuse 1 in eine obere Kammer abgeteilt, in der die Vorbedüsung 2 und der Einlauf des Venturi-Wäschers 3 liegen. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Zuführung des Rohgases durch die Gasleitung G auch derart erfolgen, daß die Gasleitung G seitlich in diese obere Kammer des Gehäuses 1 einmündet Dadurch wird das Gas in dieser Kammer im Wirbel geführt und eine verbesserte Vorabscheidung im Sinne einer Zentrifugalabscheidung erreicht Die abgeschiedenen Teilchen und Tropfen aus dieser Kammer werden an der tiefsten Stelle des schräggestellten Zwischenbodens la von einer Ablaufleitung 6 abgeführt

Wenn das Rohgas seitlich in die obere Kammer des Gehäuses 1 im Wirbel eingeführt wird kann es zweckmäßig sein, daß im Einlaufteil des Venturi-Wäschers 3 und gegebenenfalls auch schon zwischen dem Einlaufteil und der Abdeckung 3a eine Beruhigungszone ausgebildet ist in Form von radial angeordneten Leitblechen.

In dem Venturi-Wäscher 3 erfolgt die eigentliche Kühlung und Feinstreinigung durch quer zum Gasstrom eingedüste kalte Waschflüssigkeit die durch die Leitung 10 zugeführt wird. Der Venturi-Wäscher 3 mündet im unteren Teil des Gehäuses 1, der durch einen Trennboden 1 b abgeteilt ist Dieser Trennboden 16 liegt • etwas auf halber Höhe des Gehäuses unmittelbar oberhalb des Anschlusses der Saugleitung 11 in das Gehäuse. Es ist zweckmäßig die Anordnung so zu treffen, daß der Trennboden IZj der den Venturi-Wäscher 3 umgibt unterhalb der Venturi-Kehle dieses Wäschers liegt. Diese Kehle liegt dann in einer Kammer des Gehäuses die oben von dem Zwischenboden la und unten von dem Zwischenboden If? begrenzt ist und sie ist daher für Wartungsarbeiten zugänglich, beispielsweise durch eine entsprechend angebrachte Luke in der Wandung des Gehäuses 1.

Aus dem am unteren Ende des Venturi-Wäschers 3 austretenden Gasstrom erfolgt die Trennung von Waschflüssigkeit und gereinigtem, gekühltem Gas in einem Wirbelschaufel-Seperator 4, dem zu einer vollständigen Kondensatabscheidung noch ein Tropfenabscheider 5 nachgeschaltet sein kann.

Das gekühlte Reingas verläßt das Gehäuse 1 durch die Saugleitung il die zu den Gassaugern führt. Die Waschflüssigkeit aus dem Wirbelschaufel-Seperator 4 — und dem Tropfenabscheider 5 — wird durch eine Ablaufleitung 6 am untersten zweckmäßig trichterförmig ausgebildeten Boden des Gehäuses 1 abgezogen und zusammen mit der Waschflüssigkeit aus der obersten Kammer in dem Gehäuse 1 über die Leitung 6 dem Kondensat-Teer-Absetzbehälter 7 zugeführt.

Bei dem weitgehend geschlossenen Kreislauf der Waschflüssigkeit wird ein Teilstrom zusammen mit den absitzenden Teeren und Feststoffteilchen von der Teerpumpe 17 aus dem Kondensat-Teer-Absetzbehälter abgezogen und in Teerscheider des Vorlagekreislaufs 18 gepumpt (die hier nicht im einzelnen dargestellt sind). Durch eine Leitung 19 wird die entnommene Teilstrommenge durch NH3-Wasser aus diesem Vorlagen-Kreislauf ersetzt, soweit das erforderlich ist über die durch die Abkühlung hinaus erhaltene Kondensatmenge. Der in dem Kondensat-Teer-Absetzbehälter 7 überlaufende Waschflüssigkeitsarteil fließt zu der Venturi-Pumpe 8, die diese Waschflüssigkeit durch einen Röhrenkühler 9 und die Leitung 10 wieder in das Gehäuse 1 in den Waschprozeß zurückführt. Dazu hat die Leitung 10 eine Leitungsverzweigung, von der einerseits eine Leitung zu dem Venturi-Wäscher 3 führt und andere Leitungen führen zu der Vorbedüsung 2. In

dem Röhrenkühler 9 wird der Waschflüssigkeit durch ein Kälteaggregat 12 die vom Gas aufgenommene Wärme entzogen und abgeführt.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu erkennen, daß durch die kompakte Zusammenfassung der gesamten Gasreinigung in einem einzigen gemeinsamen Gehäuse 1 einerseits eine sehr effektive Verfahrensführung erreicht wird, andererseits ein sehr wirtschaftlicher und übersichtlicher Aufbau der gesamten Anlage durch

die sich eine erhebliche Vereinfachung ergibt und auch eine besonders gute Beherrschung der Temperaturführung. Durch den weitgehend geschlossenen Waschwasserkreislauf wird eine Umweltbelastung vermieden. Eine vollständige Schließung dieses Kreislaufs läßt sich nur deshalb nicht erreichen, da aufgrund der Abkühlung ein ständiger Kondensatüberschuß abgeführt werden muß, der jedoch keine wesentliche Umweltbelastung darstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Abscheidung von im Kokereigas nach seiner Kühlung und Kondensation verbliebenen Teernebeln in einem Venturiwäscher, in dessen Hals der Gasstrom aus Düsen mit Ammoniak-Wasser quer besprüht wird, und einem diesem Wäscher nachgeschalteten Abscheider, wobei der Gasstrom in dem unmittelbar an die Kühler anschließenden Venturiwäscher mit wäßrigem Kühlerkondensat mit einem NH3-Gehalt von 4,2 g/l und einer Temperatur von 35° C unter einem Druck von 0,8 kg/cm² besprüht wird, wobei der Strahldurchmesser am Düsenrand 4,6 mm aufweist und diese Strahlen im Venturihals ein Raster mit einem mittleren Strahlenbestand von 12^5mmbüden(nachPatent21 28 152.7), gekennzeichnet durch in einem gemeinsamen Gehäuse (1) untergebrachte, hintereinander geschaltete Gasreiniger in Form einer Vorbedüsung (2), eines Venturi-Wäschers (3), dessen Eintrittsöffnung mit einer Abschirmung (3a) gegen die Düsen (2) versehen ist, und eines am Austrittsende des Venturi-Wäschers (3) angeordneten Wirbelschaufel-Separators (4), dem, nach Umlenkung des Gasstroms oberhalb seines Austritts und den Venturi-Wäscher (3) umgebend, ein Tropfenabscheider (5) nachgeordnet sein kann, wobei das Rohgas dem Gehäuse (1) an der Oberseite zugeführt und etwa in mittlerer Höhe abgeleitet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohgaszuleitung G tangential in dem obersten Teil des gemeinsamen Gehäuses (1) mündet und der Einlauf des Venturi-Wäschers (3) gegebenenfalls mit Leitblechen versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weitgehend geschlossene Kreislauf (6, JS, i9,10) für die Waschflüssigkeit aus einem dem Gasreiniger nachgeschalteten Kondensat-Teer-Absetzbehälter (7), einer Flüssigkeitspumpe (8) und aus Rohrkühlern (9) besteht, die ihrerseits mit ihrem Kühlkreislauf an ein Kälteaggregat (12) angeschlossen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der weitgehend geschlossene Kreislauf für die Waschflüssigkeit durch einen Vorlagen-Rücklauf (19) ergänzt wird, der aus einer Ableitung (18) aus dem Sumpf des Kondensat-Teer-Absetzbehälters (7) mit Pumpe (17), den eigentlichen Teerscheidern (in der Abbildung nicht gezeigt) sowie umgekehrt einer Rücklaufleitung (19) von den Teerscheidern zu dem Kondensat-Teer-Absetzbehälter (7) besteht.