DE950957C - Verfahren und Anlage zur elektrostatischen Behandlung von Schwelgasen - Google Patents

Description

• Verfahren und Anlage zur elektrostatischen Behandlung von Schwelgasen Die Erfindung bezieht sich auf die Gewinnung der in den Schwelgasen, insbesondere -Steinkohlenschwelgasen, enthaltenen kondensierbaren, flüchtigen Bestandteilen in Form von Schwelölen, Phenolen und Pech und bezweckt, diese Stoffe in wirtschaftlicherer, insbesondere wärmesparenderer Weise als bisher und in getrennter Form zu: erhalten.
• Bisher erfolgte die Aufarbeitung von Schwelgasen hauptsächlich in der Weise, daß die kondensierbaren, flüchtigen Bestandteile in ihrer ganzen Menge durch Kühlung als Teer niedergeschlagen und dieser insgesamt einer Teerdestillation zugeführt und dort gegebenenfalls in einzelne Fraktionen aufgeteilt wurde. Dieses Verfahren erfordert beträchtlichenWärme-, Arbeits- und Zeitaufwand sowie umfangreiche Destillationseinrichtungen. Zugleich wird die Ausbeute an insbesondere leichterflüchtigen Bestandteilen infolge der verhältnismäßig langen Erhitzungsdauer bei der Destillation vermindert.
• Eine erheblich wirtschaftlichere Abscheidung der kondensierbaren Bestandteile der Schwelgase in getrennter Form wird erreicht, indem gemäß der Erfindüng unter Verwendung der an sich bekannten elektrostatischen Abscheidung der kondensierbaren schwer- oder nichtflüchtigen Bestandteile bei Temperaturen über 15o° aus den Schwelgasen der elektrostatischen Abscheidung eine Waschung vorgeschaltet wird, deren Waschmittel sich aus dem Ablauf des elektrostatischen Abscheiders und dem Ablauf des Waschens selbst zusammensetzt, wobei das Waschmittel im Gegenstrom mit dem frischen Schwelgas in Berührung gebracht wird, um Restanteile und flüchtige kondensierbare Bestandteile aus dem Schwelgas zu entfernen.
• Hierdurch wird in einfachster und besonders wirtschaftlicher Weise, d. h. ohne nennenswerten Wärmeaufwand, erreicht, daß die in dem Ablauf des elektrostatischen Abscheiders noch enthaltenen flüchtigen Bestandteile weitgehend oder vollständig ausgetrieben und mit dem Schwelgasstrom fortgeführt werden, so daß aus dem Waschen lediglich ölarmes oder ölfreies Pech abläuft. Infolgedessen enthalten die die elektrostatische Abscheidung verlassenden, vor allem von Pechnebeln befreiten Gase nur noch Schwelöl- und Benzindämpfe. Durch Kühlung werden diese Stoffe schließlich zusammen mit dem Wasser in bekannter Weise abgeschieden. Das Kühlerkondensat scheidet sich in zwei ohne Schwierigkeit trennbare Schichten, so daß das Schwelöl-Benzin-Gemisch glatt vom Wasser abgetrennt werden kann. Das diesen Kühler verlassende, noch mit Benzindämpfen beladene Gas wird in üblicher Weise entbenziniert.
• Die beschriebene Arbeitsweise bietet gegenüber den bisher üblichen eine Reihe ,bemerkenswerter technischer und wirtschaftlicher Vorteile. Zunächst arbeitet sie wärmewirtschaftlich besonders günstig, da sie die in den Schwelgasen enthaltene, bei der üblichen Terrausscheidung vernichtete, fühlbare Wärme weitgehend ausnutzt. -Gleichzeitig fällt die Destillationseinrichtung für den Gesamtteer fort, da die flüchtigen Bestandteile und das Pech von vornherein in getrennter Form anfallen und gegebenenfalls nur eine kleine, zur Nachdestillation des Peches zwecks Gewinnung der schwerer flüchtigen Ölanteile dienende Destillationsvorrichtung benötigt wird.
• Es ist auch möglich, in dem Schwelgasstrom in an sich bekannter Weise zwei oder mehrere elektrostatische Abscheiden, bei denen nur der erste einen Waschen zu haben braucht, hintereinanderzuschalten, wobei die Abscheiden mit gestaffelt abnehmenden Temperaturen. zur gesonderten Abscheidung einer entsprechenden Anzahl von Fraktionen der kondensierbaren flüchtigen Bestandteile arbeiten. Auf diese Weise können unter Verwendung einer zusätzlichen elektrostatischen Abscheidung, die bei einer Temperatur oberhalb ?6o° arbeitet, die schwersiedenden Teeröle von dem Pech getrennt werden, ohne daß es einer nachfolgenden Destillation bedarf. Selbstverständlich kann der elektrostatische Abscheiden auch in an sich bekannter Weise zur Ausscheidung des Wassers benutzt werden, wenn ein Abscheiden verwendet wird, der mit Temperaturen arbeitet, die nahe am-Tau@ punkt liegen.
• Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benutzte Anlage enthält einen oder gegebenenfalls mehr als einen elektrostatischen Abscheiden, wie sie zum Reinigen von Gasen, Entstauben von Luft u. dgl. verwendet werden und in denen das Schwelgas zwischen unter Gleichstromspannung stehende Elektroden hindurchgeführt wird.
• Die Vorwaschung erfolgt durch einen dem Abscheiden vorgeschalteten Waschen, der von dem frischen oder ankommenden Schwelgas vorzugsweise von unten nach oben durchströmt und von oben nach unten mit dem Ablauf desnachgeschalteten elektrostatischen Abscheiders, gegebenenfalls zusammen mit dem Vorlage- und Leitungskondensat, berieselt wird. Die Vorwaschung kann auch in einem Sprühwaschen erfolgen.
• Eine vereinfachte Ausführungsform besteht darin, daß Waschen und Abscheiden zu einer Baueinheit vereinigt sind. Dabei ist der Waschen unmittelbar unter dem elektrostatischen Abscheiden und vorzugsweise mit ihm im gleichen Gehäuse angeordnet, derart, daß der Ablauf der Elektroden frei in den Waschen übertritt, wobei zugleich die gesammelten Vorlage- und Leitungskondensate dem Waschen von oben zugeführt werden- und zwischen dem elektrostatischen Abscheiden und der Wascherfüllung ein Wärmeregler vorgesehen ist.
• Auch in diesem Falle werden aus dem Elektrodenablauf die destillierbaren Anteile mehr oder weniger weit ausgetrieben und gelangen mit dem die elektrostatische Abscheidung verlassenden Gas in die Kondensation oder aber in nachgeschaltete Abscheiden.
• Es ist selbstverständlich auch möglich, die aus dem mit dem Ablauf der elektrostatischen Abscheidung berieselten Waschen ablaufende Flüssigkeit für den Fall, daß ein besonders hoher Erweichungspunkt des anfallenden Peches gewünscht wird, einer Nachdestillation zu unterziehen, die nur eine klein gehaltene Apparatur und nur geringen Wärmeaufwand erfordert, da der Ablauf heiß unmittelbar in die Destillation hineingelangt.
• Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen.
• In der Zeichnung ist die zur Durchführung des Verfahrens benutzte Anlage schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine Anlage, in der die schwererflüchtigen von den leichterflüchtigen Bestandteilen des Schwelgases durch Verwendung eines elektrostatischen Abscheiders mit Vorwaschen voneinander getrennt werden, Fig.2 eine entsprechende Anlage, bei der Abscheiden und Vorwaschen zu einer Baueinheit vereinigt sind.
• Bei der Ausführungsform der Anlage nach Fig. i gelangt das aus dein Schwelofen i kommende Schwelgas über eine Vorlage 2, eine Gassau-, 3, einen Gaserhitzer 4 (unter Umständen statt dessen auch eine Abkühlvorrichtung) von unten in einen Waschen 5, der mit Hordeneinsätzen 6 oder einer entsprechenden anderen Füllung versehen ist. Statt dessen kann auch ein Sprühwaschen ohne Füllung mit Düsen verwendet werden. An. oberen Ende des Waschens wird das Schwelgas über eine Leitung 7 in das untere Ende eines elektrostatischen Abscheiders 8 eingeführt, welcher im Innern mit einander gegenüberliegenden Elektrodenplatten io ausgerüstet ist, die unter hoher Gleichstromspannung stehen. Der obere Teil des Abscheiders 8 ist durch eine Verbindungsleitung 9 mit einem Schlußkühler i i verbunden, welcher einerseits einen Annslaß 12 für die permanenten Gase, andererseits einen Abfluß 13 für das niedergeschlagene Schwelöl-Wasser-Gemisch aufweist. Der Abfluß 13 führt in ein Absetzgefäß 14, das einen Wasserabfluß 15 und einen Abfluß i6 für das Schwelöl` der niedrigsiedenden Bestandteile aufweist, das in einem Sammelbehälter 17 gesammelt wird.
• Das in der Gasvorlage 2 und der zweckmäßig isoliert ausgeführten Gassaugleituuig 3 anfallende Kondensat gelangt über den üblichen Staubabscheider 18 in einen Sammel- bzw. Spülbehälter i9. Diesem Behälter werden durch eine Pumpe 21 die zur Vorlagespülung erforderlichen Flüssigkeitsmengen entnommen und vermittels einer Leitung 22 der Vorlage 2 zugeführt.
• Das mit Schweldämpfen und -nebeln beladene, über die Leitung 7 dem elektrostatischen Abscheider 8 zugeführte Gas wandert zwischen- den Elektroden io hindurch nach oben, wobei die bei der eingestellten Arbeitstemperatur des Abscheiders von etwa 24o bis 26o° in dem Schwelgas vorhandenen oder sich bildenden Nebel und Dämpfe niedergeschlagen werden und in die Ablaufleitung 23 des Abscheiders gelangen.
• Der Ablauf des Abscheiders wird zunächst zur Berieselung des Waschers 5 verwendet, um aus ihm die letzten Reste der leichterflüchtiggen Bestandteile herauszunehmen, und zwar zusammen mit den Vorlage- und Leitungskondensaten, um auch aus diesen die genannten Reste soweit wie möglich zu gewinnen.
• Zu diesem Zweck fördert eine PUimpe 24 über eine Aufwärme- bzw. Kühlvorrichtung 2o enthaltende Leitung 25 das Gemisch aus dem Sammelbehälter i9 in einen Berieseler 26, der im oberen Teil des Waschers 5 angeordnet ist. Das Gemisch, das an das entgegenströmende Schwelgas die Reste der flüchtigeren Bestandteile abgegeben hat, tritt durch einen Auslauf 27 am unteren Ende des Waschers aus und gelangt in einen Mischbehälter 28, der mit einem nach dem Sammelbehälter 19 führenden Überlauf 29 versehen ist und von dem aus der Ablauf aus dem Wascher mittels einer Leitung 31 einem Vorratsbehälter 32 für die Destillationseinrichtung 33 zugeführt wird. In dieser wird der Ablauf in Pech und schwersiedende Schwelöle aufgeteilt, die in die Vorratsbehälter 34, 35 gelangen. Die in den Vorratsbehältern 34, 35 und 17 enthaltenen Kondensate können getrennt oder vereinigt den verschiedensten Verwendungszwecken zugeführt werden. Kommt es auf die Gewinnung von Dieselkraftstoff an, so wird das schwersiedende Schwelöl aus dem Behälter 35 mit dem leichtsiedenden Schwelöl aus dem Behälter i7 in geeigneter Menge vermischt und in an sich bekannter Weise durch Behandlung mit Natronlauge entphenoliert. Die Entphenolierung kann auch getrennt an den unvermischten Bestandteilen stattfinden.
• Bei der Ausführungsform nach Fig.2 ist der elektrostatische Abscheider 8 oberhalb des Waschers 5 angeordnet und vorzugsweise mit ihm in einem Gehäuse zu einer Banneinheit vereinigt. Das vom Schwelofen kommende Schwelgas tritt durch einen Stutzen ,36 in den unteren Teil des Waschers 5 ein, durchströmt die Wascherfüllung und eine zwischen dieser und den Elektroden io des elektrostatischen Abscheiders angeordnete Wärme= regelvorrichtung 37, die je nach der im Abscheider benötigten Temperatur das von unten kommende Gas entweder aufwärmt oder abkühlt. Die, schwersiedenden Bestandteile des Schwelgases tropfen von den Elektrodenplatten ia ab und gelängen unter Berührung mit dem entgegenströmenden frischen Schwelgas durch die Wascherfüllung, wobei sie durch das Schwelgas von ihren Resten der leichtersiedenden Bestandteile befreit werden, und treten aus dem Ablauf 27 des Waschers heraus, von dem sie in einen Vorratsbehälter 38 gelangen, der dem Behälter 32 des Ausführungsbeispieles nach Fig. i entspricht.
• Auch hier können die Vorlage- und Leitungskondensate an der Auswaschung von den leichtersiedenden Bestandteilen teilnehmen. Diese geschieht dadurch, daß von einem Sammelbehälter 39 für diese Kondensate eine Leitung 41 nach dem oberen Ende des Waschers 5 geführt ist.
• Die von ihren schwererflüchtigen Bestandteilen befreiten Schwelgase werden durch eine Leitung 42 nach dem Schlußkühler i i geführt, wo sie in der beim Ausführungsbeispiel der Fig. i beschriebenen Weise in die aus dem Stutzen 12 austretenden Restgase und die in einem Vorratsbehälter 17 sich ansammelnden leichterflüchtigen Schwelöle zerlegt werden.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE; i. Verfahren zur Behandlung von Schwelgasen, insbesondere aus Steinkohlen, unter Verwendung elektrostatischer Abscheidung der kondensierbaren, schwer- oder nichtflüchtigen Bestandteile bei Temperaturen über i5o°, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrostatischen Abscheidung eine Waschung vorgeschaltet ist, deren Waschmittel sich aus dem Ablauf des elektrostatischen Abscheiders und dem Ablauf des Waschers selbst zusammensetzt, wobei das Waschmittel im Gegenstrom mit dem frischen Schwelgas in Berührung gebracht wird, um Restanteile der flüchtigen kondensierbaren Bestandteile aus dem Schwelgas zu entfernen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch ge-@;ennzeichnet, daß der gegebenenfalls aufge-.@ ärmte Ablauf des Waschers und die Vorlageu-= _l Leitungskondensate zusammen mit dem Abdes elektrostatischen Abscheiders auf die frischen Schwelgase zur Einwirkung gebracht werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der elektrostatischen Abscheidung abgeschiedenen kondensierbaren, schwer- oder nichtflüchtigen Bestandteile zusammen mit dem Ablauf aus dem Wascher einerseits und der aus dem Abscheider austretende Schwelgasrest, welcher die bei der betreffenden Arbeitstemperatur flüchtig bleibenden kondensierbaren Bestandteile enthält, andererseits besonders weiterbehandelt werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abläufe aus dem Abscheider und dem Wascher zusammen mit den asphaltartigen Anteilen und den Vorlage- und Leitungskondensaten durch Destillation in Pech und schwersiedendes Schwelöl geschieden und aus dem Schwelgasrest durch Kühlung und nachfolgende Wasserabscheidung die leichtsiedenden Schwelöle gewonnen werden.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schwelgasstrom zwei oder mehrelektrostatische Abscheidungen mit Auswaschung des Ablaufes der Abscheidungen durch das Schwelgas hintereinandergeschaltet sind, wobei die Abscheidungen mit gestaffelt abnehmenden Temperaturen zwecks gesonderter Abscheidung von mehr als einer Fraktion der flüchtigen Bestandteile arbeiten.
6. 6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem für das Arbeiten bei Temperaturen oberhalb von i5o° eingerichteten elektrostatischen Abscheider (8) ein von den frischen Schwelgasen durchströmter Wascher (5) oder ein Wascher mit Sprühdüsen vorgeschaltet ist, der im Gegenstrom zu dem Gas mit dem Ablauf aus dem elektrostatischen Abscheider und gegebenenfalls dem Kondensat aus Vorlage (2) und Leitung (3) berieselt wird.
7. 7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Austrag (23) des elektrostatischen Abscheiders (8) verbundene Sammelbehälter (ig) durch eine eine Aufwärmevorrichtung (2o) enthaltende Pumpenleitung (25) mit einem Berieseler oder mit Sprühdüsen (26) am oberen Ende Waschers (5) verbunden ist und der Austrag (27) des Waschers nach einem Mischbehälter (28) führt, der mit einem Vorratsbehälter (32) für die Destillationseinrichtung verbunden ist und dessen Überlauf nach dem Sammelbehälter (ig) geleitet ist. B. Anläge nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (3, 7) zwischen Schwelofen (i) und Wascher (5) bzw. elektrostatischem Abscheider (8) wärmeisoliert sind und gegebenenfalls in sie ein Erhitzer oder Abkühler (4) eingeschaltet ist. g. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelgasleitung (3) zwischen Schwelofen (i) und Wascher (5) einen Abzweig für ,einen Staubabscheider (i8) aufweist, dessen Auslauf mit dem Sammelbehälter (ig) verbunden ist, aus dem die zur Vorlagespülung erforderliche Flüssigkeitsmenge entnommen wird, die über den Staubabscheider (i8) nach dem Sammelbehälter (ig) zurückgeführt wird. io. Anlage nach einem derAnsprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablauföffnung (27) des Waschers über einen einen Überlauf (29) nach dem Sammelbehälter (ig) aufweisenden Mischbehälter (28) und -eine Destillationsvorrichtung (33) mit einem Behälter (34) für Pech und einem zweiten Behälter (35) für schwersiedende Schwelöle und der Gasaustritt (9) aus dem elektrostatischen Abscheider (8) über einen Kühler (i i) und einen Wasserabscheider (i4) mit einem Behälter (i7) für niedrigsiedende Schwelöle verbunden ist. i i. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis io, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr mit verschiedenen Temperaturen arbeitende elektrostatische Abscheider, bei denen nur der erste einen Wascher zu haben braucht, hintereinandergeschaltet sind, die mit gestaffelt abnehmenden Temperaturen arbeiten und deren Austräge nach gesonderten Vorratsbehältern führen. i2. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß der Wascher (5) unmittelbar unter dem elektrostatischen Abscheider (8) und vorzugsweise mit ihm im gleichen Gehäuse zu einer Baueinheit verbunden angeordnet ist, derart, daß der Ablauf der Elektroden (io) des Abscheiders frei in den Wascher (5) übertritt, wobei zugleich die gesammelten Vorlage- und Leitungskondensate dem Wascher von oben zugeführt werden und zwischen den Elektrodenplatten (io) des Abscheiders und der Wascherfüllung ein Wärmeregler (37) vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 422 121; französische Patentschrift Nr. 798 529.