DE2617648A1 - Verfahren zum behandeln von waschwasser aus der waesche eines heissen rohgases der vergasung von brennstoffen - Google Patents
Verfahren zum behandeln von waschwasser aus der waesche eines heissen rohgases der vergasung von brennstoffenInfo
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Description
HETALLGESEILSCI-IAFT Frankfurt a.M., 2o. April 1976
Aktiengesellschaft Wgn/TR
Nr. 7868 LO
Verfahren zum Behandeln von Waschwasser
aus der Wäsche eines heißen Rohgases
der Vergasung von Brennstoffen
aus der Wäsche eines heißen Rohgases
der Vergasung von Brennstoffen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Waschwasser
aus der Wäsche eines heißen Rohgases der Vergasung fester, flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe, wobei das
Waschwasser in einem Waschbehälter, in welchem ein Druck
von mindestens 5 bar herrscht, mit dem Rohgas in direkten Kontakt gebracht und aus dem Waschbehälter mit einer Temperatur von mindestens 1000C abgezogen wird.
von mindestens 5 bar herrscht, mit dem Rohgas in direkten Kontakt gebracht und aus dem Waschbehälter mit einer Temperatur von mindestens 1000C abgezogen wird.
Es ist bekannt, feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe unter Druck mit oder ohne Katalysator zu vergasen. Man kennt
z.B. die thermische Vergasung flüssiger oder gasförmiger
Eohlenv/asserstoffe mit Sauerstoff und Wasserdampf, wobei
durch partielle Oxidation Temperaturen im Bereich von
1000 bis 15000C erreicht werden. Die entstehenden Rohgase können zu Heizgas oder Synthesegas umgewandelt werden» Ein solches Verfahren ist z-.B. in der deutschen Auslegeschrift 21 17 236 beschrieben. Die Vergasung gasförmiger oder flüssiger Kohlenwasserstoffe mit Hilfe eines Katalysators bei Temperaturen etwa von 800 bis 11000C ist aus dem US-Patent
Eohlenv/asserstoffe mit Sauerstoff und Wasserdampf, wobei
durch partielle Oxidation Temperaturen im Bereich von
1000 bis 15000C erreicht werden. Die entstehenden Rohgase können zu Heizgas oder Synthesegas umgewandelt werden» Ein solches Verfahren ist z-.B. in der deutschen Auslegeschrift 21 17 236 beschrieben. Die Vergasung gasförmiger oder flüssiger Kohlenwasserstoffe mit Hilfe eines Katalysators bei Temperaturen etwa von 800 bis 11000C ist aus dem US-Patent
2 585 737 bekannt.
Ein bekanntes Verfahren stellt auch die Druckvergasung körniger Kohle im Festbett mit den im Gegenstrom geführten Vergasungsmitteln
Sauerstoff und Wasserdampf im bekannten
»Lurgi-Gaserzeuger81 dar (US-Patente 3 930 811, 3 902 872,
»Lurgi-Gaserzeuger81 dar (US-Patente 3 930 811, 3 902 872,
3 937 620).
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—2—
Bei den bekannten Vergasungsverfahren wird das aus der Reaktionszone
abgeführte, unter Druck stehende heiße Rohgas zunächst mit Wasser berieselt, um Ruß und auch unerwünschte Gasbestandteile
zu entfernen. Die Weiterbehandlung dieses Waschwassers wirft Probleme auf, da es störende Mengen umweltschädlicher
Verbindungen wie HpS, HCN, ΝΗ~, CO und HCOOH
enthält. Es wurde nunmehr das erfindungsgemäße Verfahren gefunden,
durch welches die Nachbehandlung und Aufbereitung des Waschwassers vereinfacht und umweltfreundlicher durchgeführt
wird. Das Verfahren besteht darin, das abgezogene Waschwasser über mindestens eine Entspannungsstufe auf einen Zwischendruck
im Bereich von 1,1 bis 4 bar zu entspannen, freiwerdende Gase abzuführen und danach das Waschwasser auf Atmosphärendruck
zu entspannen. Durch die Zwischenentspannung entweicht der hauptsächliche Teil der im Waschwasser physikalisch gelösten
Gase und kann z.B. einer Claus-Anlage aufgegeben werden. Bei der nachfolgenden Entspannung auf Atmosphärendruck, bei der
nur noch eine relativ geringe Druckdifferenz überwunden wird, entweicht dennoch wegen des nicht linearen Verlaufs der Dampfdruckkurve
eine beträchtliche Menge Wasserdampf. Das vom Zwischendruck auf Atmosphärendruck entspannte Wasser enthält
jedoch nur noch geringe Reste an Gasen, welche zusammen mit dem Wasserdampf ausgetrieben werden. Dieses wasserdampfreiche
restliche Entspannungsgas kann getrennt vom Entspannungsgas
der Zwischenentspannung behandelt werden und z.B. über eine Nachverbrennung in die Atmosphäre geleitet v/erden. Würde demgegenüber
die Entspannung auf Atmosphärendruck ohne Zwischenentspannung erfolgen, blieben im entspannten Wasser störende
Gasbestandteile, vor allem HpS, in 100 bis 200 mal größerer Menge gelöst. In der Kläranlage würden diese Gase schließlich
frei werden und erhebliche Umweltschutzprobleme aufwerfen.
Die Entspannung auf einen Zwischendruck oberhalb des atmosphärischen
Drucks kann in einer oder mehreren Stufen erfolgen. Üblicherweise wird eine Zwischenentspannungsstufe ausreichen.
Vorzugsweise wird das abgezogene Waschwasser über eine oder mehrere Entspannungsstufen zunächst auf einen Zwischendruck
im Bereich von 1,2 bis 3 bar entspannt, bevor sich die Ent-
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spannung auf AtmoSphärendruck anschließt.
Mt Hilfe der Zeichnung wird ein Beispiel für die Verfahrensführung "beim erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.
Ein heißes, unter Druck erzeugtes Rohgas tritt in der Leitung 1 in den Waschbehälter 2 ein und wird dort mit heißem
Wasser berieselt, das über die leitung 3 herangeführt wird. Im Behälter 2 herrscht ein Druck τοη mindestens 5 bar und zumeist
im Bereich von 10 bis 80 bar. Das behandelte Rohgas verläßt den Behälter 2 durch die leitung 4.
Das Waschwasser sammelt sich im Sumpf 5 des Behälters 2 an und wird durch die leitung 6 abgezogen. Über ein Regelventil 7
wird das Waschwasser zu einem Zwischenentspannungsbehälter gegeben, in welchem ein Druck von 1,1 bis 4 bar, vorzugsweise
1,2 bis 3 bar, herrscht.
Die durch Entspannung im Behälter 8 freiwerdenden Gase verlassen diesen durch die leitung 9, werden im Wärmeaustauscher
soweit gekühlt, daß der Hauptteil des Wasserdampfs kondensiert und strömen schließlich über ein Druckregelventil 11 in der
leitung 12 zu einer an sich bekannten Claus-Anlage. In der Claus-Anlage werden die schwefelhaltigen Gasbestandteile HpS
und SO« zu elementarem Schwefel umgewandelt.
Das zwischenentspannte Waschwasser im Behälter 8 wird durch die leitung 13 und über ein weiteres Regelventil 14 in den
Vorratstank 15 gegeben. Bei der geringen restlichen Entspannung zwischen dem Behälter 8 und dem Tank 15 werden kaum noch
störende Gasbestandteile, aber erhebliche Mengen an Wasserdampf freigesetzt. Der nur wenig verunreinigte Entspannungsdampf
wird durch die leitung 16 aus dem Tank 15 abgeführt, im Wärmeaustauscher
kondensiert und die Gasreste zu einer Nachverbrennung geleitet.
Zum Aufrechterhalten der Flüssigkeitsstände im Waschbehälter und im Zwischenentspannungsbehälter 8 sind Standregelungs-
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vorrichtungen 18 und 19 vorgesehen, welche die Regelventile 7 bzw. 14 in bekannter Weise steuern.
Das entspannte, feststoffhaltige Wasser wird aus dem Vorratstank 15 in der leitung 20 mit Hilfe der Pumpe 21 zu einer
Kläranlage 22 geführt und dort soweit gereinigt, daß es schließlich abgeleitet und/oder zum Prozeß zurückgeführt werden kann.
Bei der thermischen Vergasung von schwerem Heizöl mit Sauerstoff und Wasserdampf bei einer Maximaltemperatur von etwa 14OO°C und
einem Druck von 54 bar fällt ein Rohgas folgender Zusammensetzung an:
co2 | 4,9 | Vol. |
CO | 45,4 | Vol. |
H2 | 47,6 | Vol. |
CH4 | 0,5 | Vol. |
N2 + Ar | 1,5 | Vol. |
H2S | 0,49 | Vol. |
COS | 0,01 | Vol. |
Dieses Rohgas enthält in kleinen Mengen auch noch NH, und HCN.
Das Rohgas wird bei dem Vergasungsdruck mit Wasser gewaschen; das Waschwasser wird aus dem Waschbehälter mit einer Temperatur
von 155°C abgezogen. Es enthält die in der nachfolgenden
Tabelle in Spalte I | genannten Gasbestandteile | Il | II | , die imWasser |
physikalisch gelöst | sind: | Il | 0,002 Nm | |
_I | Il | 5,7.10-5 | ||
co2 | Il | 8 .ΙΟ"5 | 5A3 | |
CO | Il | 6,7.10-7 | Nm3/m3 | |
H2 | 0,59 Nm3/m3 | Il | 0,002 Nm | Nm3/m3 |
CH4 | 0,21 " | Il | 5,5.10~6 | Nm3/m3 |
H2S | 0,25 " | 0,0584 | 3/m3 | |
COS | 0,002" | 2,12 | Nm3/m3 | |
HCN | 0,125" | Nm3/m3 | ||
NH, | 0,001" | Nm3Zm3 | ||
0,098» | ||||
5,0 '· |
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-1-
Das Waschwasser wird in einen Zwischenentspannungs-ehälter
gegeben, in dem ein Druck von 1,4 bar herrscht. Dabei kühlt sich das Wasser auf 1080C ab. In dem zwischenentspannten Wasser
bleiben noch Gasbestandteile gelöst, deren Mengen in Spalte II der vorstehenden Tabelle angegeben sind. Der Vergleich der
Spalten I und II zeigt deutlich, daß die schädlichen Gasbestandteile aus dem zwischenentspannten Waschwasser bereits
nahezu vollständig verschwunden sind^ die nachfolgende Entspannung
auf Atmosphärendruck setzt weitere Anteile der schädlichen Gase frei. Das Gas aus der Zwischenentspannung
wird zu einer Claus-Anlage geführt; es fällt mit genügend hohem Druck an, um es ohne Kompressor in die Claus-Anlage leiten zu
können.
Das Waschwasser wird von der Zwischenentspannung in den Vorratstank
gegeben und dort auf Atmosphärendruck entspannt. Die Wassertemperatur sinkt dabei auf 99°C. Bei der Restentspannung verdampft
ein Teil des Wassers und treibt dadurch die verbliebenen Gasbestandteile weitgehend aus. Das Wasser behält eine Restbeladung
von
co2 | 2,2 . | ΙΟ"5 | Nm | 3/m3 |
H2S | 6,3 . | 10-5 | It | It |
HCN | 0,023 | Nm | 3A5 | |
NH* | 1,8 | It | It |
Die übrigen Gasbestandteile finden sich im Wasser nur noch in bedeutungslos kleinen Mengen. Der Gehalt an Schwefelverbindungen
im Wasser des Vorratstanks ist also gegenüber dem Wasser der Zwischenentspannung nochmals beträchtlich gesunken. Die Klärung
dieses Wassers bietet nun keine Schwierigkeiten mehr.
Würde man die Entspannung des Waschwassers vom Waschbehälter zum
Vorratstank ohne Zwischenentspannung, d.h. von 34 ata sofort auf 1 ata durchführen, so enthielte der im Vorratstank anfallende
Dampf viel höhere Mengen an schädlichen Gasen. Dadurch wäre der
- 6 709844/0348
τ*
Partialdr'uck dieser Gasbestandteile wesentlich höher als bei der
zweistufigen Entspannung und das ¥asser "behielte einen etwa 100 Ms 200 mal höheren Gehalt dieser Gase. Vor allem in der
nachfolgenden Klärung würden die Gasbestandteile frei werden und eine erhebliche Umweltbelästigung verursachen· Darüber
hinaus entstünden im Vorratstank:, in der Kläranlage und den Verbindungsleitungen Korrosionsprobleme durch die sauren Gasb
e standteile.
-7-
—Patentansprüche-
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Leerseite
Claims (4)
1) Verfahren zum Behandeln von Waschwasser aus der Wäsche
eines heißen Rohgases der Vergasung fester, flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe, wobei das Waschwasser
in einem Waschbehälter, in welchem ein Druck von mindestens 5 bar herrscht, mit dem Rohgas in direkten Kontakt
gebracht und aus dem Waschbehälter mit einer Temperatur von mindestens 1000C abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das abgezogene Waschwasser über mindestens eine Entspannungsstufe auf einen Zwischendruck im Bereich von
1,1 bis 4 bar entspannt wird, freiwerdende Gase abgeführt
werden und darauf das Waschwasser auf Atmosphärendruck entspannt wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das abgesogene Waschwasser auf einen Zwischendruck im Bereich von 1,2 bis 3 bar entspannt wird.
3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die bei der Entspannung auf den Zwischendruck freiwerdenden Gase eine oder mehrere der Verbindungen H2S,
HCN, NH3, CO2, CO und HCOOH enthalten.
4) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Entspannung auf
den Zwischendruck freiwerdenden Gase einer Claus-Anlage zum Entfernen von Schwefe!verbindungen aufgegeben werden.
7Ü(3 844/0348
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762617648 DE2617648A1 (de) | 1976-04-22 | 1976-04-22 | Verfahren zum behandeln von waschwasser aus der waesche eines heissen rohgases der vergasung von brennstoffen |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE2617648A1 true DE2617648A1 (de) | 1977-11-03 |
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ID=5975966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762617648 Withdrawn DE2617648A1 (de) | 1976-04-22 | 1976-04-22 | Verfahren zum behandeln von waschwasser aus der waesche eines heissen rohgases der vergasung von brennstoffen |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
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DE (1) | DE2617648A1 (de) |
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