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WO1986000920A1 - Procede pour eliminer les substances volatiles contenues dans l'eau produite par des procedes de valorisation du charbon - Google Patents

Procede pour eliminer les substances volatiles contenues dans l'eau produite par des procedes de valorisation du charbon Download PDF

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Publication number
WO1986000920A1
WO1986000920A1 PCT/EP1985/000297 EP8500297W WO8600920A1 WO 1986000920 A1 WO1986000920 A1 WO 1986000920A1 EP 8500297 W EP8500297 W EP 8500297W WO 8600920 A1 WO8600920 A1 WO 8600920A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
stripper
water
heat exchanger
direct heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP1985/000297
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Georg Pollert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bergwerksverband GmbH
Original Assignee
Bergwerksverband GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bergwerksverband GmbH filed Critical Bergwerksverband GmbH
Publication of WO1986000920A1 publication Critical patent/WO1986000920A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/0005—Degasification of liquids with one or more auxiliary substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/10—Separation of ammonia from ammonia liquors, e.g. gas liquors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/20—Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • C02F1/586—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds by removing ammoniacal nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Definitions

  • the invention relates to a method for removing volatile ingredients such.
  • wash water and steam condensates enriched with volatile substances must be treated.
  • the removal of the volatile inorganic constituents from such waters is carried out on coal upgrading plants practically exclusively in abrasives which are operated with steam as the heating and carrier medium. As a result, water enters the process as steam condensate.
  • a temperature of at least 65 ° C is necessary in order to remove the compounds present in the ammonia water, for example Ammonium carbo- completely dissociate nate or ammonium sulfide. If you now operate such a stripper with a preheated gas and an ammonia water of the same temperature, the water will evaporate until the gas is saturated with water vapor. However, due to the high heat of vaporization of water, this leads to a strong cooling in the system. If you want to perform such a stripping process at 70 ° C and calculate with a gas-condensate ratio of 500 m 3 i. N. to 1 3 , then a heat of vaporization of approx.
  • He N. and K are preheated to approx. 600 ° C. This makes the use of high quality energy necessary.
  • the stripping gas is preheated by indirect heat exchange.
  • water vapor must be added to the stripping gas in order to avoid excessive cooling of the gas and thus a deterioration in the stripping effect. Also here, as with the other processes, it is necessary to add high-quality energy.
  • the object of the invention is to provide the gas used for stripping as inexpensively as possible.
  • the steam necessary for the processing of the process water can be partially or completely saved by treating the water loaded with the volatile compounds in a gas stripper instead of in an abortive device, the stripping gas being previously in a di right heat exchanger is heated and saturated with water vapor.
  • the operating temperature of the stripper is between 65 and
  • the water from the supply circuit of a coke oven battery, which is to be worked up in the stripper, contains 3.7 g NH./1, 0.73 g H ⁇ S / 1 and 35 mg HCN / 1 of volatile substances to be removed. There will be 25 m 3 / h of this template water 75 ° C through the lines 1, 2 and 3 to the head of the stripper 4. At the foot of the stripper 4, the purified water runs through lines 5 and 6. It still has a concentration of volatile ammonia of 72 mg / 1, of hydrogen sulfide of less than 1 mg / 1 and of hydrocyanic acid of 11 mg / 1.
  • This hot, water vapor-saturated air enters through lines 10 and 11 in the foot of the stripper 4, where it strips the template solution entering through line 3 in countercurrent, and leaves the stripper, enriched with the volatile substances, via lines 12 , 13 and 14.
  • 120 m 3 of cooling water per hour are guided in the cooler 17 via the lines 15 and 16.
  • B. could be the pre-cooler of a coking plant, heated there to 78 ° C and given via lines 18, 19, 20, 21 and 22 at 77 ° C to the head of the direct heat exchanger 9.
  • the cooling water is cooled to 50 ° C. by heating and saturating the air conducted in countercurrent and leaves the direct heat exchanger via lines 23 and 24.
  • the air laden with the stripped volatiles can e.g. B. ge in the underfiring of a coke oven or in the regeneration of an oxidative desulfurization.
  • the amount of heat required for heating and water vapor saturation can also be obtained elsewhere, such as. B. in the abortion of an ammonium sulfide circuit wash or in the washing oil cooling of a benzene factory.
  • the stripper drain can also be placed entirely or partially in a gas scrubber. Acid can be added beforehand through line 26 in order to bind the remaining volatile ammonia. In this example, 265 g of 78% sulfuric acid are added per m 3 .
  • the stripper drain must be cooled before being placed in a gas wash.
  • the cables and units used here should be thermally insulated in the hot areas.
  • Example 2 The same liquid as in Example 1 is fed via lines 1 and 27 into heat exchanger 28, where it flows from the stripper outlet, which is fed out again via lines 5 and 29 into heat exchanger 28 and via line 30, to 82 ° C is heated and enters the stripper 4 via the lines 31 and 3. Here it is stripped and heated to 85 ° C. It leaves the stripper with a residual concentration of 61 mg of volatile ammonia, under 1 mg of hydrogen sulfide and 8 mg of hydrocyanic acid per 1. In countercurrent, 5,000 m 3 i. N. Air of 20 ° C / h with blower 25 leads via lines 7 and 8 into the direct heat exchanger 9, which they pass through line 10 at 75 ° C. and steam leaves saturated.
  • the gas purification is operated in such a way that the water introduced into the process through coal moisture and formation water (approx. 14% based on the coal used) is not used for washing out ammonia, hydrogen sulfide and hydrocyanic acid or one or two of these substances ⁇ can.
  • the entire excess water of the process to which in addition to the previously mentioned waters, other waters, such as. B. steam condensates come, are stripped by the inventive method.
  • 25 m 3 of water to be cleaned are added to the head of the stripper 4 at 70 ° C. via lines 1 to 3.
  • the salary of the feed water is 4.1 g / 1 for volatile ammonia, 0.98 g / 1 for hydrogen sulfide and 80 mg / 1 for hydrocyanic acid.
  • the water flowing out of the stripper at 80 ° C. has a volatile ammonia content of 50 mg / 1, a hydrogen sulfide content of less than 1 mg / 1 and a hydrocyanic acid content of 20 mg / 1.
  • the outlet of the stripper 4 is led via the lines 5 and 33 into the line 22, in which the 120 m 3 of water coming from line 21 mixes and through which the combined water reaches the direct heat exchanger 9.
  • only part of the water to be discharged from the process can also be cleaned, while another part is also used in the gas scrubbing.
  • acid can be added to the heat exchanger circuit via line 51.
  • the water withdrawn from the heat exchanger circuit via line 24 can be used as wash water for gas cleaning.
  • Example 3 has great advantages over a conventional abortion operation. Firstly, about 3.65 are t steam / h is less consumed (if one indirect heat exchanger 45 with steam operates) ', at the same time a corresponding required for condensing and cooling the vapor amount of cooling water is saved, is on the other of no external water entered in the system in the form of steam condensate, so that correspondingly less waste water is obtained.
  • the loaded gas from line 14 can also be fed into the underfeed of coke ovens, the calculation shown above showing that compared to British Patent No. 1,181,587 significant progress is being made.
  • an outlet temperature of the stripper of 70 ° C. is given for a good stripping effect.
  • the above-mentioned 400,000 kJ must be provided at least per m 3 of water to be stripped, in total 10,000,000 kJ according to the example given here, while only 2,500,000 kJ additional energy in a mode of operation as described here must be used because the remaining necessary energy in the form of waste water is available free of charge.
  • the additional heat exchanger 36 can also be dispensed with entirely if the stripper 4 is operated at 75 ° C. and the gas to liquid ratio is increased to 400 to 1.
  • a coal liquefaction plant produces 50 m 3 of water per hour, which in addition to various organic impurities contain 10 g of hydrogen sulfide and 30 g of ammonia / 1.
  • This water is added via lines 1, 2 and 3 at 80 ° C. to the top of the stripper 4, from which it is cleaned with a residual content of 80 mg NH 1/1 and below 1 mg H 2 S 1 above the lines 5 and 6 expire.
  • the gas enters the stripper 4 through the lines 10 and 11, frees the countercurrent water from ammonia and hydrogen sulfide and reaches the gas scrubber 45 in a closed circuit via the insulated lines 12, 13, 41, 42 and 44 , in which it is freed of ammonia and hydrogen sulfide and cooled. From there, it is fed directly via line 38, blower 39 and lines 40 and 8 into the Meleyer 9 returned. This completes the cycle.
  • 290 m 3 of cooling water of 82 ° C. are added to the direct heat exchanger 9 per hour, which cool down to 61 ° C. and are fed into the cooler 17 via the lines 23, 34 and 16. There, the water is heated to 83 ° C. and returned to the direct heat exchanger 9 via lines 18 to 22.
  • This cooling water circuit can also be supplied with a stripper drain via line 33.

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Description

Verfahren zur Entfernung von flüchtigen Inhaltsstoffen aus bei Kohlenveredlungsprozessen anfallenden Wässern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von flüchtigen Inhaltsstoffen wie z. B. Ammoniak, Schwefelwasser¬ stoff und Blausäure aus Wässern von Kohleveredelungsanlagen mit einem heißen Gasstrom in einem Stripper.
Bei der Veredelung von Kohle, wie der Vergasung, Verflüssi¬ gung oder Verkokung, fallen durch die im allgemeinen mit in den Prozeß eingebrachte Kohlenfeuchte sowie durch' während des Prozesses vor sich gehenden chemischen Umwandlungen Wässer an, die neben organischen und nichtflüchtigen anorganischen Stoffen auch flüchtige anorganische Stoffe wie z.B. Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Blausäure enthalten. Diese flüchtigen anorganischen Verbindungen müssen weitestgehend aus den Wäs¬ sern entfernt werden, bevor man sie als Waschwässer in den Prozeß zurückführt oder - meistens nach einer weiteren Be- handlung zur Entfernung oder Verminderung der anderen schäd¬ lichen Inhaltsstoffe - als Abwasser ableitet.
In gleicher Weise müssen mit flüchtigen Substanzen angerei¬ cherte Waschwässer sowie Dampfkondensate behandelt werden. Die Entfernung der flüchtigen anorganischen Inhaltsstoffe aus solchen Wässern wird auf Kohlenveredelungsanlagen praktisch ausschließlich in Abtreibern durchgeführt, die mit Dampf als Aufheiz- und Trägermedium betrieben werden. Dadurch gelangt zusätzlich Wasser als Dampfkondensat in den Prozeß.
Dieser Dampf ist - gerade auch wegen der in den letzten Jah¬ ren stark gestiegenen Energiekosten - ein hoher Kostenfaktor und belastet die Wirtschaftlichkeit von Kohlenveredelungsan¬ lagen erheblich. Bei der Verwendung von Dampf zum Strippen der Prozeßwässer ergeben sich neben den Kosten für seine Dar¬ bietung aber auch noch Kosten und Umweltbelastungen durch die Erhöhung der Abwassermenge sowie durch die Kühlung.
Es ist bekannt, daß man flüchtige Inhaltsstoffe aus mit sol¬ chen beladenen Wässern auch mit anderen gasförmigen Medien als Wasserdampf strippen kann. Diesbezügliche Vorschläge sind für Kokereiwässer mehrfach gemacht worden. So schlägt z.B. die britische Patentschrift Nr. 1.181.587 vor, schadstoffbe- ladenes A moniakwasser mit Schwachgas in einem Stripper zu behandeln und das beladeήe Gas in die Unterfeuerung der Koks¬ öfen zu leiten, wobei im Regenerator das Ammoniak durch die hohe Temperatur von 1200° C thermisch in Stickstoff und Was¬ serstoff gespalten wird. Zur Erzielung eines guten Abtriebef¬ fektes sind bei diesem Verfahren wegen der relativ niedrigen Temperatur sehr große Gas- Flüssigkeitverhältnisse notwendig. Darüberhinaus ist laut Grosskinsky, "Handbuch des Kokereiwe- sens", Karl Knapp-Verlag, Düsseldorf, 1958, Bd. II S. 258/59, eine Temperatur von mindestens 65° C notwendig, um die im Am¬ moniakwasser vorhandenen Verbindungen wie z.B. Ammoniumcarbo- nat oder Ammoniumsulfid vollständig zu dissoziieren. Betreibt man nun einen solchen Stripper mit einem vorgewärmten Gas und einem Ammoniakwasser gleicher Temperatur, so wird das Wasser so weit verdampfen, bis das Gas wasserdampfgesättigt ist. Das führt aber aufgrund der hohen Verdampfungswärme von Wasser zu einer starken Abkühlung im System. Will man einen solchen Strippvorgang bei 70° C durchführen und rechnet mit einem Gas-Kondensat-Verhältnis von 500 m3 i. N. zu 1 3, so ist eine Verdampfungswärme von ca. 400.000 kJ pro m3 zu strippen¬ den Wassers entsprechend einem Gasdurchsatz von 500 m3 i. N. erforderlich. Diese Wärmemenge muß überwiegend von außen zu¬ geführt werden, indem man das Gas aufheizt, da eine Vorwär¬ mung des Ammoniakwassers auf über 80° C technische Probleme aufwirft und die Temperaturdifferenz zwischen 80 und 70° C des Ammoniakwassers gerade 10 % der erforderlichen Wärmemenge bietet. Daher muß die notwendige Wärme mit dem Gas einge-
3 bracht werden. Dazu müßte -das Gas (c _Wert ca. 1,4 kJ/ i.
.Er N. und K) auf ca..600° C vorgeheizt werden. Dies macht den Einsatz hochwertiger Energie notwendig.
Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem einem Strippgas Dampf zugeführt wird (US-PS 3.754.376). Diese Verfahrensweise bringt gegenüber dem Strippen mit reinem Dampf keinen Vor¬ teil, da der Dampfbedarf nicht wesentlich verringert wird.
In der DE-OS 14 44 972 wird der Vorschlag gemacht, Wasser aus dem Vorlagenkreislauf einer Kokerei mit einem inerten Gas bzw. Luft, Rauchgas, Wasserdampf oder einem Gemisch dieser Medien zu strippen, um Ammoniak und Phenole zu entfernen.
Die Vorwärmung des Strippgases erfolgt durch indirekten Wär¬ metausch. Darüber hinaus muß dem Strippgas Wasserdampf zuge¬ setzt werden, um eine zu starke Abkühlung des Gases und damit eine Verschlechterung des Strippeffektes zu vermeiden. Auch hier ist somit, wie bei den anderen Verfahren der Zusatz hochwertiger Engergie notwendig.
Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das zum Strippen verwendete Gas möglichst kostengünstig bereitzustel¬ len.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen ge¬ mäß dem Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Ver¬ besserungen erfolgen gemäß den Merkmalen der Unteransprüche.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann der für die Aufarbei¬ tung der Prozeßwässer notwendige Dampf teilweise oder ganz eingespart werden, indem man das mit den flüchtigen Verbin¬ dungen beladene Wasser statt in einem Abtreiber in einem Gas¬ stripper behandelt, wobei vorher das Strippgas in einem di¬ rekten Wärmetauscher aufgeheizt und wasserdampfgesattigt wird.
Die Betriebstemperatur des Strippers liegt zwischen 65 und
90° C, vorzugsweise zwischen 75 und 80° C und das Verhältnis
3 von Gas zu Flüssigkeit zwischen etwa 100 und 1000 m (i. N. , trocken) zu 1 m 3, vorzugsweise zwischen 150 und 400 m3 (i.
3
N., trocken) zu 1 m .
Anhand der Figur und den Beispielen sei die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens näher beschrieben:
Beispiel 1
Das Wasser aus dem Vorlagenkreislauf einer Koksofenbatterie, das im Stripper aufgearbeitet werden soll, enthält an zu ent¬ fernenden flüchtigen Substanzen 3,7 g NH.,/1, 0,73 g H^S/1 und 35 mg HCN/1. Es werden 25 m3/h von diesem Vorlagenwasser mit 75° C durch die Leitungen 1,2 und 3 auf den Kopf des Strip¬ pers 4 gegeben. Am Fuße des Strippers 4 läuft das gereinigte Wasser durch die Leitungen 5 und 6 ab. Es besitzt noch eine Konzentration an flüchtigem Ammoniak von 72 mg/1, an Schwe¬ felwasserstoff von unter 1 mg/1 und an Blausäure von 11 mg/1. Im Gegenstrom werden 10.000 m3 i.N. Luft von 20° C/h mit Hil¬ fe von Gebläse 25 durch die Leitungen 7 und 8 in den direkten Wärmetauscher 9 geführt, der z. B. als Füllkörperkolonne aus¬ gebildet ist, dort auf 75° C aufgeheizt und mit 4,9 t Wasser wasserdampfgesattigt.
Durch die Leitungen 10 und 11 tritt diese heiße, wasserdampf- gesättigte Luft in den Fuß des Strippers 4 ein, wo sie die oben durch Leitung 3 eintretende Vorlagenlösung im Gegenstrom strippt, und verläßt den Stripper, mit den flüchtigen Stoffen angereichert, über die Leitungen 12, 13 und 14. über die Lei¬ tungen 15 und 16 werden 120 m3 Kühlwasser pro h in dem Kühler 17 geführt, der z. B. der Vorkühler einer Kokerei sein könn¬ te, dort auf 78° C aufgeheizt und über die Leitungen 18, 19, 20, 21 und 22 mit 77° C auf den Kopf des direkten Wärmetau¬ schers 9 gegeben. Hier wird das Kühlwasser durch das Aufhei¬ zen und Sättigen der im Gegenstrom geführten Luft auf 50° C abgekühlt und verläßt den direkten Wärmetauscher über die Leitungen 23 und 24.
Die mit den gestrippten flüchtigen Stoffen beladene Luft kann z. B. in die Unterfeuerung einer Koksofenanlage oder in die Regeneration eines oxydativen EntschwefelungsVerfahrens ge¬ führt werden.
Die für das Aufheizen und Wasserdampfsättigen benötigte Wär¬ memenge kann auch an anderer Stelle gewonnen werden, wie z. B. im Abtreiberablauf einer Ammoniumsulfid-Kreislaufwäsche oder in der Waschölkühlung einer Benzolfabrik. Der Stripperablauf kann auch ganz oder teilweise in eine Gas¬ wäsche gegeben werden. Dabei kann vorher durch Leitung 26 Säure zugesetzt werden, um das restliche flüchtige Ammoniak abzubinden. In diesem Beispiel werden pro m3 265 g 78%ige Schwefelsäure zugesetzt. Vor Aufgabe in eine Gaswäsche muß der Stripperablauf gekühlt werden.
Vergleicht man diese Fahrweise mit dem sonst üblichen Betrieb eines Dampfabtreibers, so wird der wirtschaftliche Nutzen der Erfindung deutlich: Es werden die sonst für den Abtrieb von 25 m3 Vorlagenwasser notwendigen 5 t Dampf pro h eingespart. Dafür muß lediglich die elektrische Energie für die Stripp¬ luft eingesetzt werden, die bei einer 15-bödigen Strippkolon¬ ne (Durchmesser 2,7 m) und einem direkten Wärmetauscher (Durchmesser 2,7 m) , der über eine Höhe von 6 m mit Pallrin- gen von 2,5 cm Durchmesser beschickt ist, 30 kWh/h beträgt.
Die hier verwendeten Leitungen und Aggregate sollten in den heißen Bereichen wärmeisoliert sein.
Beispiel 2
Die gleiche Flüssigkeit wie im Beispiel 1 wird über die Lei¬ tungen 1 und 27 in den Wärmetauscher 28 geführt, wo sie vom Stripperablauf, der über die Leitungen 5 und 29 in den Wärme¬ tauscher 28 und über Leitung 30 wieder hinausgeführt wird, auf 82° C aufgeheizt wird und über die Leitungen 31 und 3 in den Stripper 4 eintritt. Hier wird sie gestrippt und dabei auf 85° C aufgeheizt. Sie verläßt den Stripper mit einer Restkonzentration von 61 mg flüchtigem Ammoniak, unter 1 mg Schwefelwasserstoff und 8 mg Blausäure pro 1. Im Gegenstrom werden 5.000 m3 i. N. Luft von 20° C/h mit Gebläse 25 über die Leitungen 7 und 8 in den direkten Wärmetauscher 9 ge¬ führt, den sie über die Leitung 10 mit 75° C und wasserdampf- gesättigt verläßt. Über Leitung 32 werden 2,85 t Dampf ein¬ gespeist, so daß die Luft, auf 85° C aufgeheizt und gesät¬ tigt, über Leitung 11 in den Stripper 4 eintritt, den sie mit den gestrippten flüchtigen Substanzen über die Leitung 12 verläßt. Über die Leitung 22 werden pro h 60 m3 Kühlwasser von 77° C auf den Kopf des direkten Wärmetauschers 9 gegeben, von dem das Kühlwasser mit 50° C abläuft und über die Leitun¬ gen 23, 34 und 16 in den indirekten Wärmetauscher 17 gelangt, in dem es auf 78° C aufgeheizt wird. Über die Leitungen 18 bis 22 gelangt es wieder auf den Kopf des direkten Wärmetau¬ schers 9. Die Verdampfungsverluste, die im direkten Wärmetau¬ scher 9 durch die gesättigte Luft abgeführt werden, werden über Leitung 15 ergänzt. Sie betragen ca. 2,5 m3/h.
Bei dieser Betriebsweise werden 2,15 t Dampf gegenüber einem konventionellen Abtreiber eingespart, während die Abluftmenge so gering ist, daß sie z. b. vollständig in die Regeneration eines oxidativen Entschwefelungsverfahrens geleitet werden kann.
Beispiel 3
In einer Kokereianlage wird die Gasreinigung so betrieben, daß das durch Kohlenfeuchte und Bildungswasser (ca. 14 % be¬ zogen auf die Einsatzkohle) in den Prozeß eingebrachte Wasser nicht zum Auswaschen von Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Blausäure bzw. einem oder zweien dieser Stoffe verwendet wer¬ den kann. Hier soll das gesamte Überschußwasser des Prozes¬ ses, zu dem neben den bisher erwähnten Wässern noch andere Wässer, wie z. B. Dampfkondensate, kommen, nach dem erfin¬ dungsgemäßen Verfahren gestrippt werden.
25 m3 zu reinigenden Wassers werden über die Leitungen 1 bis 3 mit 70° C auf den Kopf des Strippers 4 gegeben. Der Gehalt des Aufgabewassers beträgt bezüglich flüchtigen Ammoniaks 4,1 g/1, bezüglich Schwefelwasserstoff 0,98 g/1 und bezüglich Blausäure 80 mg/1. Das mit 80° C aus dem Stripper ablaufende Wasser hat einen Gehalt an flüchtigem Ammoniak von 50 mg/1, an Schwefelwasserstoff von unter 1 mg/1 und an Blausäure von 20 mg/1. Der Ablauf des Strippers 4 wird über.die Leitungen 5 und 33 .in die Leitung 22 geführt, in der sich mit den aus Leitung .21 kommenden 120 m3 Wasser vermischt und durch die die vereinigten Wässer auf den direkten Wärmetauscher 9 ge¬ langen. Von diesem läuft das Wasser mit 61° C ab und wird über die Leitungen 23, 34 und 16 in den Kühler 17 geleitet, in dem es auf 77° C erwärmt wird. Über die Leitungen 18 und 35 gelangt es in den indirekten Wärmetauscher 36, in dem es auf 83° C aufgeheizt wird. Über die Leitungen 37, 20, 21 und 22 gelangt es in den direkten Wärmetauscher zurück. Da der Kreislauf kontinuierlich mit 25 m3 Wasser/h gespeist wird und mit dem Strippgas (s. u.) 4,8 t Wasser dem Kreislauf entzogen werden, müssen über Leitung 24 kontinuierlich 20,2 m3 Was¬ ser/h abgezogen werden. Der indirekte Wärmetauscher 36, der in diesem Beispiel eingeschaltet wird, um ein höheres Tempe¬ raturniveau zu erreichen, kann mit Dampf aber auch unter Zu¬ führung anderer Energie betrieben werden.
Für den Betrieb des Strippers werden 7.500 m3 i. N. gereinig¬ ten Kokereigases mit einem Restgehalt von 10 mg Ammoniak, 120 mg Schwefelwasserstoff und 30 mg Blausäure pro m3 i. N. aus Leitung 38 entnommen. Das Gas gelangt über das Gebläse 39 und die Leitungen 40 und 8 in den direkten Wasserdampfsättiger 9. Dort wird es auf 80° C aufgeheizt, wasserdampfgesattigt und anschließend über die Leitungen 10 und 11 in den Stripper 4 geführt.
Hier nimmt es die flüchtigen Substanzen aus der im Gegenstrom geführten Flüssigkeit auf und erwärmt die Flüssigkeit auf 80° C, wobei es sich selbst auf 79° C abkühlt. Anschließend wird das Gas über die Leitungen 12, 13, 41 und 42 in die Hauptroh¬ gasleitung 43 zurückgeführt. Das vereinigte Gas wird über Leitung 44 in die Gasreinigung 45 geführt und gelangt über die Leitung 38 in die Leitung 46, wobei über das Gebläse 39 wiederum 7.500 m3 i. N./h in den Strippkreislauf zurückge¬ führt werden. Es ist auch möglich, das Gas vor den Vorkühlern in die Rohgasleitung zurückzuführen. Ebenso kann das Gas von Leitung 12 kommend über Leitung 47 in einen eigenen Kühler 48 und' von dort aus über die Leitungen 49 und 42 in die Haupt¬ rohgasleitung 43 zurückgeführt werden-. Das über Leitung 50 abfließende Kondensat kann an beliebiger Stelle der Kokerei eingespeist werden.
Entsprechend dem hier angeführten Beispiel kann auch ledig¬ lich ein Teil des aus dem Prozeß auszuschleusenden Wassers gereinigt werden, während ein anderer Teil in der Gaswäsche mitverwendet wird. Um den Restgehalt flüchtigen Ammoniaks chemisch zu binden, kann dem Wärmetauscherkreis über L'eitung 51 Säure zugegeben werden. Das aus dem Wärmetauscherkreislauf über Leitung 24 abgezogene Wasser kann als Waschwasser für die Gasreinigung verwendet werden.
Die in Beispiel 3 gezeigte Verfahrensvariante hat gegenüber einem herkömmlichen Abtreiberbetrieb große Vorteile. Zum einen werden ca. 3,65 t Dampf/h weniger verbraucht (sofern man den indirekten Wärmetauscher 45 mit Dampf betreibt)', wobei gleichzeitig eine entsprechende zum Kondensieren und Abkühlen des Dampfes benötigte Menge Kühlwasser eingespart wird, zum anderen wird von außen kein Wasser in Form von Dampfkondensat in das System eingetragen, so daß auch ent¬ sprechend weniger Abwasser anfällt.
Das beladene Gas aus Leitung 14 kann auch in die Unterfeu¬ erung von Koksöfen geleitet werden, wobei die oben aufgeführ¬ te Berechnung zeigt, daß gegenüber dem Britischen Patent Nr. 1.181.587 ein entscheidender Fortschritt erzielt wird. In der zitierten Patentschrift wird eine Ablauftemperatur des Strip¬ pers von 70° C für einen guten Strippeffekt angegeben. Um diese zu erreichen, müssen mindestens pro m3 zu strippenden Wassers die oben angeführten 400.000 kJ bereitgestellt wer¬ den, entsprechend dem hier aufgeführten Beispiel insgesamt 10.000.000 kJ, während bei einer Arbeitsweise wie hier be¬ schrieben nur 2.500.000 kJ zusätzliche Energie eingesetzt werden muß, da die restliche notwendige Energie in Form von Abwässern kostenlos zur Verfügung steht.
Man kann auf den zusätzlichen Wärmetauscher 36 auch ganz ver¬ zichten, wenn man den Stripper 4 mit 75° C betreibt und das Verhältnis Gas zu Flüssigkeit auf 400 zu 1 erhöht.
Beispiel 4
In einer Kohleverflüssigungsanlage fallen pro h 50 m3 Wasser an, die neben verschiedenen organischen Verunreinigungen 10 g Schwefelwasserstoff und 30 g Ammoniak/1 enthalten. Dieses Was¬ ser wird über die Leitungen 1, 2 und 3 mit 80° C auf den Kopf des Strippers 4 gegeben, von dem es gereinigt mit einem Rest¬ gehalt von 80 mg NH,/1 und unter 1 mg H2S 1 über die Leitun¬ gen 5 und 6 abläuft. Über die Leitung 8 treten 15.000 m3 i. N. Inertgas/h mit einem Gehalt an 10 mg NH_ und 80 mg H„S/m3 i. N. in den direkten Wärmetauscher 9, in dem es auf 80° C aufgeheizt μnd wasserdampfgesattigt wird. Durch die Leitungen 10 und 11 tritt das Gas in den Stripper 4 ein, befreit das im Gegenstrom laufende Wasser von Ammoniak und Schwefelwasser¬ stoff und gelangt in einem geschlossenen Kreislauf über die isolierten Leitungen 12, 13, 41, 42 und 44 in die Gaswäsche 45, in der es von Ammoniak und Schwefelwasserstoff befreit und gekühlt wird. Von dort wird es über die Leitung 38, das Gebläse 39 sowie die Leitungen 40 und 8 in den direkten War- metauscher 9 zurückgeführt. Damit schließt sich der Kreis¬ lauf. Im Gegenstrom zum Gas werden auf den direkten Wärme¬ tauscher 9 pro Stunde 290 m3 Kühlwasser von 82° C gegeben, die sich auf 61° C abkühlen und über die Leitungen 23, 34 und 16 in den Kühler 17 geführt werden. Dort wird das Wasser auf 83° C aufgeheizt und über die Leitungen 18 bis 22 zum direk¬ ten Wärmetauscher 9 zurückgeführt. Dieser Kühlwasserkreislauf kann auch mit Stripperablauf über Leitung 33 versorgt werden.
Dieses Verfahren hat gegenüber dem im amerikanischen Patent Nr. 3.754.376 beanspruchten Verfahrensprinzip den entschei¬ denden Vorteil, daß es völlig ohne Dampfzusatz betrieben wer¬ den kann.

Claims

IIPatentansprüche
Verfahren zur Entfernung von flüchtigen Inhaltsstoffen wie z. B. Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Blausäure aus Wässern von Kohleveredelungsanlagen mit einem heißen Gas¬ strom in einem Stripper, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Strippen verwendete Gas vor dem Eintritt in den Stripper in einem direkten Wärmetauscher und Wasserdampf- sättiger mit Wasser oder einer wäßrigen Lösung aufgeheizt und wasserdampfgesattigt wird, wobei die dem direkten Wärmetauscher zugeführte Flüssigkeit vorher in einem oder mehreren indirekten Wärmetauschern unter partieller oder ausschließlicher Nutzung von Abwärme aufgeheizt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem direkten Wärmetauscher aufgegebene Flüssigkeit im Kreislauf geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Stripperablauf "oder ein Teil desselben dem Kreislauf über den direkten Wärmetauscher zugeführt sowie eine entsprechende Flüssigkeitsmenge an einer ande¬ ren Stelle wieder abgezogen wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß zum Erreichen eines höheren Temperaturni¬ veaus dem vorgewärmten und wasserdampfgesättigten Stripp¬ gas unmittelbar vor Eintritt in den Stripper Dampf zuge¬ setzt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den Strippprozeß ein Teilstrom gereinigten Produktgases verwendet wird, der anschließend in die Gasreinigung oder vor die Gaskühlung zurückgeführt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebstemperatur des Strippers zwischen 65 und 90° C, vorzugsweise zwischen 75 und 80° C liegt.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Gas zu
3 Flüssigkeit zwischen etwa 100 und 1000 m (i. N., trok- ken) zu 1 m 3 bevorzugt zwischen 150 und 400 m3 (i. N.,
3 trocken) zu 1 m beträgt.
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