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DE102012017045A1 - Verfahren zur Wäsche von schwefelhaltigen Gasen mit einer im Kreislauf geführten ammoniakhaltigen Waschlösung - Google Patents

Verfahren zur Wäsche von schwefelhaltigen Gasen mit einer im Kreislauf geführten ammoniakhaltigen Waschlösung Download PDF

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DE102012017045A1
DE102012017045A1 DE102012017045.9A DE102012017045A DE102012017045A1 DE 102012017045 A1 DE102012017045 A1 DE 102012017045A1 DE 102012017045 A DE102012017045 A DE 102012017045A DE 102012017045 A1 DE102012017045 A1 DE 102012017045A1
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Holger Thielert
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ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
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ThyssenKrupp Uhde GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wäsche von schwefelhaltigen Gasen mit einer im Kreislauf geführten ammoniakhaltigen Waschlösung, in dem ein schwefel- und stickstoffhaltiges Gas mit einem wässrigen alkalischen Lösungsmittel von Schwefel- und Stickstoffverbindungen befreit wird, so dass man ein gereinigtes Industriegas und ein mit Stickstoff- und Schwefelverbindungen beladenes Lösungsmittel erhält, welches dann in eine Desorptionskolonne gegeben wird, und daraufhin ein desorbiertes Sauergas erhalten wird, welches in einen Claus-Prozess gegeben wird, so dass der größte Teil der Schwefelverbindungen entfernt wird, und das Restgas aus dem Claus-Prozess hydriert wird, so dass man ein schwefel- und ammoniakhaltiges Restgas erhält, welches erneut in eine Absorptionskolonne gegeben wird, wo es mit dem gleichen wässrigen Lösungsmittel wie in dem ersten Kreislauf gereinigt wird, und wonach das beladene Lösungsmittel aus dieser Kolonne in die Desorptionskolonne aus der ersten Gaswäsche gegeben wird, so dass nur eine Desorptionskolonne benötigt wird. Auf diese Weise lässt sich ein einziges Lösungsmittel verwenden, da nur eine Desorptionskolonne benötigt wird, und der Anlagenplatzbedarf und apparativer Aufwand können eingespart werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wäsche von schwefelhaltigen Gasen mit einer im Kreislauf geführten ammoniakhaltigen Waschlösung, in dem ein schwefel- und stickstoffhaltiges Gas mit einem wässrigen alkalischen Lösungsmittel von Schwefel- und Stickstoffverbindungen befreit wird, so dass man ein gereinigtes Industriegas und ein mit Stickstoff- und Schwefelverbindungen beladenes Lösungsmittel erhält, welches dann in eine Desorptionskolonne gegeben wird, und daraufhin ein desorbiertes Sauergas erhalten wird, welches in einen Claus-Prozess gegeben wird, so dass der größte Teil der Schwefelverbindungen entfernt wird, und das Restgas aus dem Claus-Prozess hydriert wird, so dass man ein schwefel- und ammoniakhaltiges Restgas erhält, welches erneut in eine Absorptionskolonne gegeben wird, wo es mit dem gleichen wässrigen Lösungsmittel wie in dem ersten Kreislauf gereinigt wird, und wonach das beladene Lösungsmittel aus dieser Kolonne in die Desorptionskolonne aus der ersten Gaswäsche gegeben wird, so dass nur eine Desorptionskolonne benötigt wird. Auf diese Weise lässt sich ein einziges Lösungsmittel verwenden, da nur eine Desorptionskolonne benötigt wird, und der Anlagenplatzbedarf und apparativer Aufwand können eingespart werden.
  • Bei der Durchführung von Industrieprozessen werden häufig Industriegase erhalten, die mit schwefelhaltigen Sauergasen beladen sind und deshalb nicht in die Abgasentsorgung gegeben werden können. Diese werden deshalb durch eine Gaswäsche aus dem Industriegas entfernt. Dabei fällt ein mit schwefelhaltigen Sauergasen beladenes Lösungsmittel an, welches einem Claus-Prozess zugeführt wird. Der Claus-Prozess umfasst grob skizziert zwei Reaktionsstufen, die der Umwandlung von Schwefelwasserstoff in elementaren Schwefel dienen. In der ersten Stufe wird ein Teil der schwefelhaltigen Sauergase, welche aus Schwefelwasserstoff (H2S) und schwefelorganischen Verbindungen bestehen, in einem Claus-Ofen mit einem sauerstoffhaltigen Gas verbrannt. Dabei wird Schwefeldioxid (SO2) erhalten. Die Reaktion läuft nach der folgenden Reaktionsgleichung ab: 2H2S + 3O2 → 2H2O + 2SO2 (1)
  • In der zweiten Stufe wird dann der restliche Teil der schwefelhaltigen Sauergase mit dem Schwefeldioxid zur Reaktion gebracht, wobei elementarer Schwefel anfällt, indem die folgende Reaktionsgleichung gilt: 2H2S + SO2 → 2H2O + 3 / 8S8 (2) Der Schwefel kann dann von dem restlichen Gas abgetrennt werden. Das restliche entschwefelte Gas kann in die Atmosphäre gegeben werden, oder wird, da es noch restliche Anteile an Schwefel und weiteren schädlichen Gasen enthalten kann, zurück in die Gaswäsche gegeben, die zur Herauswäsche des Sauergases aus dem Industriegas dient.
  • Einen beispielhaften Claus-Prozess lehrt die EP1527013B1 . Diese Patentschrift lehrt ein Verfahren zur Abtrennung von Schwefelwasserstoff aus Koksofengas mit nachfolgender Gewinnung von elementarem Schwefel in einer Claus-Anlage, bei der der Schwefelwasserstoff durch ein regeneratives Wäscher-Stripper-System aus dem Koksofengas entfernt wird, und das konzentrierte Sauergas in eine Claus-Einheit gegeben wird, welche zur Umwandlung des Sauergases in elementaren Schwefel dient, wobei erfindungsgemäß die Claus-Einheit mit nur einem Claus-Ofen und bei einer Temperatur von weniger als 250°C betrieben wird, und das entschwefelte Claus-Restgas nach Austritt aus der Claus-Einheit in die Gaswäsche zurückgeführt wird. Durch die Zurückführung des entschwefelten Restgases in die Gaswäsche wird kein Restgas in die Atmosphäre gegeben, was aus umweltschutztechnischen Gründen unerwünscht wäre, da dieses noch restliche Schwefelverbindungen und Stickstoffverbindungen enthalten kann. Gleichzeitig wird der anlagentechnische Aufwand reduziert. Die Gaswäsche muss jedoch für dieses Verfahren für einen erhöhten an Anteil an Sauergasen ausgelegt sein, da diese das rückgeführte entschwefelte Claus-Restgas aufnehmen muss.
  • Bei der Gaswäsche werden auch meist die auch die darin enthaltenen Stickstoffverbindungen aus dem Industriegas ausgewaschen. Für bestimmte Anwendungen ist es erforderlich, den Stickstoffanteil in dem zu reinigenden Industriegas teilweise oder vollständig zurückzuführen. Beispiele für solche Anwendungen sind die Herstellung von Eisen nach dem Direktreduktionsverfahren („DRI”-Verfahren) oder bestimmte Weiterarbeitungsprozesse für Synthesegas. Dies hat zur Folge, dass das Claus-Restgas nicht in das Industriegas zurückgeführt werden kann, da ersteres noch einen restlichen Anteil an Stickstoffverbindungen enthält. Aus diesem Grund wird das Abgas des Claus-Prozesses fast ausschließlich in die Atmosphäre geleitet, so dass dieses bei der Einleitung in die Atmosphäre frei von Schadstoffen sein muss. Schließlich muss auch dafür Sorge getragen werden, dass die Claus-Einheit in dem Claus-Restgas nur einen geringen Anteil an Schwefeldioxid zurücklässt, da dieses sich sonst in dem absorbierenden Lösungsmittel der Gaswäsche anreichert und aufgrund seiner korrosiven Eigenschaften die Effizienz der Gaswäsche beeinträchtigt.
  • Für Industrieprozesse, bei denen stark schwefelhaltige und stickstoffhaltige Sauergase anfallen, und deren Restgase nach der Abtrennung der Sauergase und der endgültigen Aufarbeitung in die Atmosphäre geleitet werden, ist es deshalb von Vorteil, nach Durchführung des Claus-Prozesses eine Hydrierung durchzuführen, bei der das Schwefeldioxid und die restlichen Schwefelverbindungen in dem Claus-Restgas hydriert werden. Diese werden dadurch zu Schwefelwasserstoff (H2S) hydriert, welcher nach der Zurückführung in die Gaswäsche wieder in die Claus-Einheit zurückgeführt werden kann. Bei der Hydrierung werden auch die restlichen Stickstoffverbindungen wie beispielsweise Amine und Stickoxide hydriert, so dass diese zu Ammoniak (NH3) umgewandelt werden. Das Ammoniak wiederum kann ebenfalls in den Claus-Prozess zurückgeführt werden, wo dieses nach der Zurückführung durch Verbrennung in Stickstoff umgewandelt wird.
  • Die Stickstoffverbindungen und das Ammoniak können auf diese Weise aus dem Prozess entfernt werden. Die EP0140573A1 lehrt ein Verfahren, welches ammoniakhaltige Sauergase aus einem Industrieprozess einem Claus-Prozess zuführt, und das erhaltene Claus-Restgas in eine Hydrierung führt, so dass die schwefel- und stickstoffhaltigen Restgase zu Schwefelwasserstoff und Ammoniak hydriert werden, und das bei der Hydrierung erhaltene Gas einer Gaswäsche unterwirft, so dass der Schwefelwasserstoff und das Ammoniak ausgewaschen werden, und das erhaltene beladene Lösungsmittel anschließend einem Desorptionsschritt zuführt, und das erhaltene desorbierte Gas in den Claus-Prozess zur Ammoniakverbrennung zurückführt. Das bei der Gaswäsche des hydrierten Claus-Restgases erhaltene gereinigte Gas ist nahezu stickstofffrei und wird in eine stöchiometrische Claus-Einheit zur Abscheidung der schwefelhaltigen Verbindungen gegeben. Das Verfahren benötigt jedoch mehrere Gaswäschen, wodurch ein erhöhter apparativer Aufwand und durch die unterschiedlichen Lösungsmittelkreisläufe ein erhöhter finanzieller Aufwand erforderlich wird.
  • Liegt ein stark schwefel- und stickstoffhaltiges Sauergas vor, so lässt sich in einer vorteilhaften Ausführungsform auch ein wässriges alkalisches Lösungsmittel verwenden. Dieses ist auch weitaus weniger empfindlich gegenüber dem Schwefeldioxid, welches nach dem Claus-Prozess in dem Claus-Restgas enthalten ist.
  • Die GB1385432A beschreibt ein Verfahren zur Behandlung von zwei verschiedenen Gasströmen, welche jeweils Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid enthalten, wobei der erste Gasstrom mit einem wässrigen alkalischen Lösungsmittel behandelt wird, so dass der Schwefelwasserstoff in dem Lösungsmittel zurückgehalten wird, und der zweite Gasstrom mit einem wässrigen alkalischen Lösungsmittel behandelt wird, welches zusätzlich eine reduzierende Schwefelverbindung enthält, und die beiden beladenen Lösungsmittelströme vereinigt werden, wobei Polysulfide ausfallen, welche durch Zersetzung zu elementarem Schwefel aus dem Prozess entfernt werden können, so dass ein regeneriertes Lösungsmittel zurückerhalten wird. Als wässriges alkalisches Lösungsmittel wird beispielhaft Wasser eingesetzt, welches Carbonate und Hydroxide von Ammonium, Alkalimetallionen oder Erdalkalimetallionen enthält.
  • In der Praxis hat sich herausgestellt, dass die Verwendung von zwei unterschiedlichen Lösungsmitteln, wie beschrieben, nicht erforderlich ist, wenn eine Nachhydrierung im Abschluss an den Claus-Prozess durchgeführt wird, da der Anteil an Schwefeldioxid in dem Claus-Restgas dann relativ gering ist, und eine Zugabe von reduzierenden Schwefelverbindungen zu dem zweiten Lösungsmittelstrom nicht erforderlich ist. Die Absorption der Sauergase aus dem Industriegas kann daher sowohl in der ersten Gaswaschstufe, welche zur Reinigung des Sauergases aus dem Industrieprozess dient, als auch in der zweiten Gaswaschstufe, welche zur Reinigung des Claus-Restgases dient, mit einem Lösungsmittel durchgeführt werden.
  • Wird hierbei ein wässriges alkalisches Lösungsmittel verwendet, so wird das Schwefeldioxid ausreichend neutralisiert, während für die Stickstoffverbindungen und den Schwefelwasserstoff in den zu reinigenden Gasen weiterhin ein gutes Lösungsvermögen durch die Waschlösung vorhanden ist, so dass auch bei Verwendung nur eines Lösungsmittels im gesamten Claus-Prozess mit Hydrierung keine Einbußen bei der Absorptionsfähigkeit des Lösungsmittels zu befürchten sind.
  • Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches ein Industriegas aus Industrieprozessen, das schwefelhaltige und stickstoffhaltige Sauergase enthält, durch einen Gaswaschprozess reinigt, das beladene Lösungsmittel desorbiert, das erhaltene Sauergas durch einen Claus-Prozess führt, das erhaltene Claus-Restgas hydriert, und das hydrierte Claus-Restgas nochmals durch eine Gaswäsche führt, wobei für beide Gaswäschen ein einziges Lösungsmittel und eine gemeinsame Desorptionskolonne verwendet wird.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren, durch das ein Industriegas aus einem Industrieprozess in einer ersten Gaswäsche von Sauergasen gereinigt wird, und das erhaltene Sauergas desorbiert und in eine Claus-Einheit mit nachfolgender Hydrierung geführt wird, und das erhaltene hydrierte Claus-Restgas in eine Absorptionskolonne geleitet wird, in der das hydrierte Claus-Restgas durch einen erneuten Gaswaschprozess von Sauergasen befreit wird, wodurch ebenfalls ein beladenes Lösungsmittel erhalten wird, und das dadurch erhaltene beladene Lösungsmittel in die gleiche Desorptionskolonne führt, in der das beladene Lösungsmittel aus der ersten Gaswäsche desorbiert wird.
  • Durch die Verwendung einer gemeinsamen Desorptionskolonne lässt sich eine Desorptionskolonne einsparen, was zu einer Verringerung des Anlagenplatzes und des apparativen Aufwandes führt, und weiterhin auch eine Vereinheitlichung der Anlagenteile für die Gaswaschprozesse erreichen, da in beiden Gaswaschprozessen ein gemeinsames Lösungsmittel verwendet wird. Dadurch kann eine Standardisierung und Vereinheitlichung des gesamten Gaswaschprozesses in einer Claus-Anlage erreicht werden, was wiederum bei der Aufstellung der Anlage und der Aufrechterhaltung des Betriebes zu einer deutlichen Kosteneinsparung führt. Als geeignete Industrieprozesse kommen beispielhaft die Bereitstellung von Koksofengas oder die Bereitstellung von Raffineriegasen in Frage.
  • Beansprucht wird insbesondere ein Verfahren zur Wäsche von schwefelhaltigen Gasen mit einer im Kreislauf geführten ammoniakhaltigen Waschlösung, wobei
    • • ein schwefel- und stickstoffhaltiges Sauergas in einer Gaswäsche mit einem wässrigen alkalischen Lösungsmittel gewaschen wird, so dass die Schwefelverbindungen und die Stickstoffverbindungen in das wässrige alkalische Lösungsmittel übergehen, und
    • • das wässrige alkalische Lösungsmittel in einer Desorptionskolonne von den Schwefelverbindungen und den Stickstoffverbindungen befreit wird, so dass ein gereinigtes alkalisches Lösungsmittel erhalten wird, welches zurück in die Gaswäsche gegeben wird, und
    • • das desorbierte Gas, welches die Schwefelverbindungen und die Stickstoffverbindungen enthält, in einen Claus-Ofen gegeben wird, in dem diese mit einem sauerstoffhaltigen Gas partiell verbrannt werden, und dann in einen Claus-Reaktor zur Erzeugung von elementarem Schwefel gegeben wird, und
    • • das nach Durchlaufen des Claus-Reaktors erhaltene Claus-Restgas hydriert wird, so dass die restlichen Schwefelverbindungen zu Schwefelwasserstoff hydriert werden, und die hydrierten Claus-Restgase in eine Absorptionskolonne mit einem wässrigen alkalischen Lösungsmittel gegeben werden, und welches dadurch gekennzeichnet ist, dass
    • • das aus der Absorptionskolonne für das hydrierte Claus-Restgas erhaltene schwefel- und stickstoffhaltige alkalische Lösungsmittel in die Desorptionskolonne für das wässrige alkalische Lösungsmittel aus der ersten Gaswäsche gegeben wird, so dass für die Gaswäsche für das schwefel- und stickstoffhaltige Sauergas und die Absorptionskolonne für das hydrierte Claus-Restgas eine gemeinsame Desorptionskolonne verwendet wird.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung wird als wässriges alkalisches Lösungsmittel eine wässrige Natronlauge eingesetzt. Diese wässrige Natronlaugelösung kann ammoniakhaltig sein, wie dies in der US4481172A oder in der GB1467083A angegeben wird. Die wässrige Natronlaugelösung kann auch Lösungsvermittler enthalten, wie dies beispielhaft in der EP0216486B1 angegeben wird. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält das absorbierende wässrige alkalische Lösungsmittel ein aminhaltiges Lösungsmittel. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält das wässrige alkalische Lösungsmittel Methyldiethanolamin. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem wässrigen alkalischen Lösungsmittel um eine wässrige ammoniakhaltige Lösung. In jedem Fall ist es erforderlich, ein alkalisches wässriges Absorptionsmittel als Lösungsmittel für die Gaswäsche zu verwenden, um eine ausreichende Absorptionsfähigkeit sowohl für die nichtoxidischen Schwefel- und Stickstoffverbindungen als auch für das Schwefeldioxid zu erreichen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das desorbierte Lösungsmittel aus der Gaswäsche oder das schwefel- und stickstoffhaltige Gas aus der Desorptionskolonne oder beides vor der Zuführung in den Claus-Ofen durch einen Kühler geführt. Dadurch wird das desorbierte Gas von kondensierbaren Bestandteilen befreit, und der Claus-Prozess entsprechend entlastet. Der Kühler ist in diesem Fall als Wärmetauscher geartet. Der Kühler wird hierbei in einer vorteilhaften Ausführungsform mit einem Teilstrom des beladenen Lösungsmittels aus der Gaswäsche betrieben, welches aus der Absorptionskolonne für die Gaswäsche entnommen wird, und in den Kühler zur Kühlung des desorbierten Sauergases aus der Desorptionskolonne geführt wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Teilstrom des desorbierten Lösungsmittels aus der Desorptionskolonne in die Absorptionskolonne für das hydrierte Claus-Restgas zurückgeführt. Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, weitere Teilströme des desorbierten Lösungsmittels aus der Desorptionskolonne in die Absorptionskolonne für die Gaswäsche des Industriegases zurückzuführen. Hierbei kann auch eine weitere Austriebsstufe, welche beispielhaft zur besseren Desorption mit heißem Wasserdampf betrieben wird, zu Hilfe genommen werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die aus dem Kühler auskondensierten Bestandteile, welche in dem wässrigen alkalischen Lösungsmittel enthalten sind, und das auskondensierte wässrige alkalische Lösungsmittel in die Absorptionskolonne für das hydrierte Claus-Restgas zurückgeführt. Dadurch werden die nicht brennbaren Bestandteile des desorbierten Gases nicht in den Claus-Prozess geführt, so dass dieser je nach Heizwert des Sauergases ohne ein fremdes Heizgas betrieben werden kann.
  • Die Claus-Einheit wird in der Regel so betrieben, dass diese zweistufig ausgeführt wird, wie dies in den diskutierten Reaktionsgleichungen (1) und (2) aufgeführt ist. Es ist jedoch bei einer geringeren Auslastung der Anlage auch möglich, die Erzeugung von Schwefel durch stöchiometrische Verbrennung nach der Reaktionsgleichung 2H2S + O2 → 2H2O + ¼S8 (3) durchzuführen. In einer Ausführungsform der Erfindung wird der Claus-Ofen zeitweise mit dem gesamten schwefelhaltigen Gas und einer unterstöchiometrischen Menge an Sauerstoff betrieben, so dass in dem Claus-Ofen direkt elementarer Schwefel erhalten wird. Dieser wird aus dem Prozess ausgeschleust.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das aus der Absorptionskolonne für das hydrierte Claus-Restgas erhaltene desorbierte Gas wenigstens zeitweise einer Verbrennung zugeführt. Das desorbierte Gas, welches aus der Absorptionskolonne für das hydrierte Claus-Restgas entnommen wird, kann auch in die Claus-Einheit geführt werden. Dort werden die Stickstoffverbindungen jedoch nicht vollständig in Stickstoff umgewandelt, sondern je nach Brennwert des zu verbrennenden Gases nicht umgesetzt oder in Stickoxide umgewandelt. Um die Stickstoffverbindungen vollständig aus dem Prozess auszuschleusen, kann deshalb das desorbierte Gas aus der Absorptionskolonne zeitweise einem eigenen Verbrennungsofen zugeführt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird das aus der Absorptionskolonne für das hydrierte Claus-Restgas erhaltene desorbierte Gas wenigstens zeitweise in den Claus-Ofen zurückgeführt. Dadurch steht eine Möglichkeit zur Verfügung, die Verbrennung des Claus-Ofens mit einem vorerhitzten Gas zu regeln und die restlichen, brennbaren Verbindungen in dem Claus-Restgas einer vollständigen Verbrennung zuzuführen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiterhin an jeder Stelle des Prozessflusses Messeinrichtungen, Steuereinrichtungen, Kontrolleinrichtungen, Ventile, Pumpen, oder Heiz- oder Kühlvorrichtungen enthalten, die dem Fachmann zum Betrieb solcher Prozesse geläufig sind. Beansprucht wird auch eine Anlagenkonfiguration, mit der dieses Verfahren ausführbar ist, welche durch die Verwendung nur einer Desorptionskolonne für den Gaswaschprozess für das Industriegas und für das hydrierte Claus-Restgas gekennzeichnet ist.
  • Die Erfindung besitzt den Vorteil, eine Gaswäsche durch Absorption mit einem absorbierenden Lösungsmittel sowohl von einem Industrieprozess als auch von einem hydrierten Claus-Restgas, in welchem noch Stickstoffverbindungen enthalten sind, wobei für beide Prozesse eine einzige Desorptionskolonne genutzt wird, so dass für beide Prozesse ein Lösungsmittel genutzt werden kann, wodurch eine Standardisierung und Vereinheitlichung des Gaswaschprozesses in einer Claus-Anlage erreicht werden kann, was zu einer erheblichen Kosteneinsparung führt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die Schwefel- und die Stickstoffemissionen eines Verfahrens mit einem Claus-Prozess in die Atmosphäre niedrig gehalten.
  • Die Erfindung wird durch eine Zeichnung weiter erläutert, wobei diese Zeichnung nur eine beispielhafte Ausführungsform darstellt und nicht auf diese beschränkt ist.
  • Ein zu reinigendes Industriegas (1) wird in eine Gaswaschkolonne (2) zur Reinigung mit einem absorbierenden Lösungsmittel gegeben. Dadurch wird dieses von Sauergasverbindungen befreit, so dass man ein gereinigtes Industriegas (3) erhält. Das beladene Lösungsmittel (4) wird in eine Desorptionskolonne (5) geführt. Das beladene Lösungsmittel (4) wird durch einen Verteiler (4a) in zwei Ströme geteilt (4b, 4c), wobei der Hauptstrom (4b) in die Desorptionskolonne (5) gegeben wird. In der Desorptionskolonne (5) wird das beladene Lösungsmittel (4) desorbiert, so dass man die Sauergase (6) zurückerhält. Diese enthalten zu einem großen Teil je nach vorgelegtem Industriegas (1) Schwefelwasserstoff (H2S) und Ammoniak (NH3). Die Sauergase (6) werden in einen Kühler (7) geführt, welcher das desorbierte Sauergas (6) durch Zugabe des zweiten Teilstroms (4c) des beladenen Lösungsmittels (4) herunterkühlt, so dass die kondensierbaren Bestandteile (7a) auskondensieren. Das getrocknete Sauergas (8) wird in einen Claus-Verbrennungsofen (9) geführt, in welchen ein sauerstoffhaltiges Gas (9a) zugeführt wird. Dort werden die Schwefelverbindungen zu Schwefeldioxid (10, SO2) oxidiert, und das erhaltene Schwefeldioxid in einen Claus-Reaktor (11) geführt. Bei der Verbrennung der stickstoffhaltigen Restgase in dem desorbierten Sauergas (6) entsteht Stickstoff (9b). Ein Teilstrom (8a) des getrockneten Sauergases (8) wird im Gasfluss vor dem Claus-Ofen (9) abgezweigt, und ebenfalls in den Claus-Reaktor (11) geführt. In dem Claus-Reaktor reagiert der Schwefelwasserstoff über einem Katalysator mit dem Schwefeldioxid (10) zu elementarem Schwefel (11a, S8), welcher abgezogen wird. Das entschwefelte Claus-Restgas (11b) wird in einen Hydrierreaktor (12) geführt. Dort werden die restlichen Schwefel- und Stickstoffverbindungen hydriert, so dass diese als Schwefelwasserstoff (H2S) und Ammoniak (NH3) vorliegen. Diese werden in eine Absorptionskolonne (13) für das hydrierte Claus-Restgas (12b) gegeben. Diese wird durch einen Kühler (13a) gekühlt. Dabei erhält man ein gereinigtes und entschwefeltes Abgas (13b), welches in eine Verbrennung gegeben werden kann. Das beladene Lösungsmittel (14) wird erfindungsgemäß nach dem Durchlaufen eines weiteren Kühlers (14b) in dieselbe Desorptionskolonne (5) wie das beladene Lösungsmittel (4) aus der Sauergasabsorption (2) für das Industriegas (1) gegeben. Das desorbierte Lösungsmittel (15) aus der Desorptionskolonne (5) wird aufgeteilt, wobei ein Teilstrom (15a) in eine Austriebsstufe (16) geleitet wird, welche das desorbierte Lösungsmittel (15a) mit einem heißen Dampfstrom (16a) beaufschlagt, so dass sämtliche darin enthaltenen Sauergase (16b) desorbiert werden. Das vollständig desorbierte Lösungsmittel (17) wird in die Abssorptionskolonne (2) der Gaswäsche für das Industriegas (1) zurückgeführt. Die durch den Dampf (16a) ausgetriebenen Sauergase (16b) werden in die Desorptionsstufe (5) zurückgeführt. Ein weiterer Teilstrom (15b) aus der Desorptionsstufe (5) wird nach Durchlaufen eines Kühlers (15c) in die Absorptionskolonne (13) für das hydrierte Claus-Restgas (12b) zurückgeführt, und der restliche Strom (15d) des desorbierten Lösungsmittels (15) wird in die Absorptionskolonne (2) für das Industriegas (1) zurückgeführt. Dieses erwärmt dabei das beladene Lösungsmittel über einen Wärmetauscher (4d). Für die Rückführung der beladenen oder desorbierten Lösungsmittelströme (14, 15, 17) wird jeweils eine Pumpe (14a, 15e, 17a) genutzt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Industriegas
    2
    Gaswäsche
    3
    Gereinigtes Industriegas
    4
    Beladenes Lösungsmittel
    4a
    Verteiler
    4b
    Erster Teilstrom des beladenen Lösungsmittels
    4c
    Zweiter Teilstrom des beladenen Lösungsmittels
    4d
    Wärmetauscher
    5
    Desorptionskolonne
    6
    Desorbiertes Sauergas
    7
    Kühler
    7a
    Kondensat
    7b
    Gekühltes Wasser
    8
    Getrocknetes Sauergas
    8a
    Teilstrom des getrockneten Sauergases
    9
    Claus-Ofen
    9a
    Sauerstoff oder sauerstoffhaltiges Gas
    9b
    Stickstoff
    10
    Schwefeldioxid
    11
    Claus-Reaktor
    11a
    Elementarer Schwefel
    11b
    Claus-Restgas
    12
    Hydrierreaktor
    12a
    Wasserstoff
    12b
    Hydriertes Claus-Restgas
    13
    Absorptionskolonne
    13a
    Kühler
    13b
    Entschwefeltes Abgas
    14
    Beladenes Lösungsmittel
    14a
    Pumpe
    14b
    Kühler
    15
    Desorbiertes Lösungsmittel
    15a
    Erster Teilstrom des desorbierten Lösungsmittels
    15b
    Zweiter Teilstrom des desorbierten Lösungsmittels
    15c
    Kühler
    15d
    Dritter Teilstrom des desorbierten Lösungsmittels
    15e
    Pumpe
    16
    Austriebsstufe
    16a
    Wasserdampf
    16b
    Vollständig desorbiertes Sauergas
    17
    Vollständig gereinigtes Lösungsmittel
    17a
    Pumpe
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (12)

  1. Verfahren zur Wäsche von schwefelhaltigen Gasen mit einer im Kreislauf geführten ammoniakhaltigen Waschlösung, wobei • ein schwefel- und stickstoffhaltiges Sauergas in einer Gaswäsche mit einem wässrigen alkalischen Lösungsmittel gewaschen wird, so dass die Schwefelverbindungen und die Stickstoffverbindungen in das wässrige alkalische Lösungsmittel übergehen, und • das wässrige alkalische Lösungsmittel in einer Desorptionskolonne von den Schwefelverbindungen und den Stickstoffverbindungen befreit wird, so dass ein gereinigtes alkalisches Lösungsmittel erhalten wird, welches zurück in die Gaswäsche gegeben wird, und • das desorbierte Gas, welches die Schwefelverbindungen und die Stickstoffverbindungen enthält, in einen Claus-Ofen gegeben wird, in dem diese mit einem sauerstoffhaltigen Gas partiell verbrannt werden, und dann in einen Claus-Reaktor zur Erzeugung von elementarem Schwefel gegeben wird, und • das nach Durchlaufen des Claus-Reaktors erhaltene Claus-Restgas hydriert wird, so dass die restlichen Schwefelverbindungen zu Schwefelwasserstoff hydriert werden, und die hydrierten Claus-Restgase in eine Absorptionskolonne mit einem wässrigen alkalischen Lösungsmittel gegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass • das aus der Absorptionskolonne für das hydrierte Claus-Restgas erhaltene schwefel- und stickstoffhaltige alkalische Lösungsmittel in die Desorptionskolonne für das wässrige alkalische Lösungsmittel aus der ersten Gaswäsche gegeben wird, so dass für die Gaswäsche für das schwefel- und stickstoffhaltige Sauergas und die Absorptionskolonne für das hydrierte Claus-Restgas eine gemeinsame Desorptionskolonne verwendet wird.
  2. Verfahren zur Wäsche von schwefelhaltigen Gasen mit einer im Kreislauf geführten ammoniakhaltigen Waschlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als wässriges alkalisches Lösungsmittel eine wässrige Natronlauge eingesetzt wird.
  3. Verfahren zur Wäsche von schwefelhaltigen Gasen mit einer im Kreislauf geführten ammoniakhaltigen Waschlösung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wässrige alkalische Lösungsmittel ein aminhaltiges Lösungsmittel enthält.
  4. Verfahren zur Wäsche von schwefelhaltigen Gasen mit einer im Kreislauf geführten ammoniakhaltigen Waschlösung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wässrige alkalische Lösungsmittel Methyldiethanolamin enthält.
  5. Verfahren zur Wäsche von schwefelhaltigen Gasen mit einer im Kreislauf geführten ammoniakhaltigen Waschlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wässrige alkalische Lösungsmittel eine wässrige ammoniakhaltige Lösung ist.
  6. Verfahren zur Wäsche von schwefelhaltigen Gasen mit einer im Kreislauf geführten ammoniakhaltigen Waschlösung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das desorbierte Lösungsmittel aus der Desorptionskolonne vor der Zuführung in den Claus-Ofen durch einen Kühler als Wärmetauscher geführt wird.
  7. Verfahren zur Wäsche von schwefelhaltigen Gasen mit einer im Kreislauf geführten ammoniakhaltigen Waschlösung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilstrom des beladenen Lösungsmittels aus der Gaswäsche in den Kühler zur Kühlung des desorbierten Sauergases aus der Desorptionskolonne geführt wird.
  8. Verfahren zur Wäsche von schwefelhaltigen Gasen mit einer im Kreislauf geführten ammoniakhaltigen Waschlösung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilstrom des desorbierten Lösungsmittels in die Absorptionskolonne für das hydrierte Claus-Restgas zurückgeführt wird.
  9. Verfahren zur Wäsche von schwefelhaltigen Gasen mit einer im Kreislauf geführten ammoniakhaltigen Waschlösung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Claus-Ofen zeitweise mit dem gesamten schwefelhaltigen Gas und einer unterstöchiometrischen Menge an Sauerstoff betrieben wird, so dass in dem Claus-Ofen direkt elementarer Schwefel erhalten wird.
  10. Verfahren zur Wäsche von schwefelhaltigen Gasen mit einer im Kreislauf geführten ammoniakhaltigen Waschlösung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das aus der Absorptionskolonne für das hydrierte Claus-Restgas erhaltene desorbierte Gas wenigstens zeitweise einer Verbrennung zugeführt wird.
  11. Verfahren zur Wäsche von schwefelhaltigen Gasen mit einer im Kreislauf geführten ammoniakhaltigen Waschlösung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das aus der Absorptionskolonne für das hydrierte Claus-Restgas erhaltene desorbierte Gas wenigstens zeitweise in den Claus-Ofen zurückgeführt wird.
  12. Anlage zur Ausführung eines Verfahrens zur Wäsche von schwefelhaltigen Gasen mit einer im Kreislauf geführten ammoniakhaltigen Waschlösung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine gemeinsame Desorptionskolonne für den Gaswaschprozess für das Industriegas und für das hydrierte Claus-Restgas enthält.
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