DEVICE AND PROCESS FOR THE PURIFICATION OF A GAS STREAM

Abstract: 1. Apparatus for separating sulphur-containing compounds, in particular hydrogen sulphide from a gas stream, in which, by means of at least two vertically arranged Venturi-scrubbers (11, 16, 21) which are connected in series in respect of the gas stream, the sulphur-containing compounds are washed out of the gas stream by washing liquid, characterised in that the Venturi-scrubbers (11, 16, 21) are arranged at essentially the same height in an essentially vertically aligned container, and at the inlet ends and outlet ends are in each case arranged in subchambers (7, 12, 17, 22) of the container which are separated from one another, the outlet end of one Venturi-scrubber being located in the same sub-chamber as the inlet end of the following Venturi-scrubber ; that the sub-chambers (7, 12, 17, 22) of the container are at least in part formed by partition walls which consist of an upper essentially vertically extending part of partition plate (8, 13, 18) which is attached to the roof of the container, a central part or partition plate (9, 14, 19) which effects a horizontal displacement of the partition wall and through which a Venturi-scrubber passes, and a lower essentially vertical component or partition plate (15, 20), the partition wall of a first sub-chamber (7) consisting only of an upper (8) and a central component or partition plate (9, 10) which is attached to the container wall ; that at least some sub-chambers (12, 17, 22) are open in the lower region of the container and terminate in a common reservoir for washing liquid which is to be withdrawn ; and that a first sub-chamber (7) is provided with a supply connection (5) for the gas stream which is to be cleaned, and a last sub-chamber (22) is provided with a discharge connection (6) for the cleaned gas stream.

Description: Vorrichtung und Verfahren zum Reinigen eines Gasstroms Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen eines Gasstroms, bei der mittels Venturiwäschern eine oder mehrere Komponenten durch eine Waschflüssigkeit aus dem Gasstrom ausgewaschen werden. Ausserdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Entschwefeln eines Gasstroms unter Verwendung einer derartigen Vorrichtung. Gaswäschen werden häufig in Waschsäulen durchgeführt, in die der Gasstrom unten eintritt und im Gegenstrom zu herabrieselnder Waschflüssigkeit in engen Kontakt mit dieser tritt und als gereinigtes Gas am oberen Ende abgezogen wird. Es sind jedoch auch schon Wäscher bekannt geworden, in denen der enge Kontakt zwischen der Waschflüssigkeit und dem Gas dadurch hergestellt wird, dass der zu reinigende Gasstrom durch eine Venturidüse von einem unter erhöhtem Druck stehenden Waschmittel angesaugt wird. Die Verwendung eines derartigen Venturiwäschers ist beispielsweise für die Entschwefelung eines Gasstroms durch eine Stretfort-Wäsche beschrieben worden (The Oil and Gas Jornal, 02.01.1978, S. 78 - 80). Um bei der Verwendung von Venturiwäschern eine ausreichende Reinheit des Gasstroms zu erzielen, ist es häufig nötig, den Gasstrom nacheinander durch mehrere derartige Wäscher zu führen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, mit der unter möglichst geringem Aufwand eine ausreichende und zuverlässige Reinigung eines Gasstroms möglich ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass mehrere, bezüglich des Gasstroms in Reihe geschaltete Venturiwäscher innerhalb eines gemeinsamen Behälters angeordnet sind. Besonders günstig ist es, wenn die erfindungsgemässe Vorrich tung innerhalb eines im wesentlichen vertikal gerichteten Behälters angeordnet wird, wobei die in Reihe geschalteten Venturiwäscher im wesentlichen in gleicher Höhe angeordnet sind und in von einander getrennten Teilräumen des Behälters liegen. Bei dieser Anordnung soll das Austrittsende je eines Venturiwäschers im gleichen Teilraum wie das Eintrittsende des nächstfolgenden Venturiwäschers liegen, so dass bei Betrieb der Vorrichtung der zu reinigende Gasstrom nacheinander die einzelnen Teilräume durchströmt. Aus Gründen der konstruktiven Einfachheit ist es häufig zweckmässig, dass die Venturiwäscher vertikal angeordnet sind. Die wesentlichen Vorteile der erfindungsgemässen Vorrichtung gegenüber der üblicherweise erforderlichen Hintereinanderschaltung mehrerer einzelner Waschvorrichtungen mit Venturiwäschern sind in der kompakten Bauweise und dadurch ermöglichtem Platzersparnis, in verringertem Aufwand für die Verrohrung und Regelung der gesamten Waschvorrichtung und in einem reduzierten Druckabfall zu sehen. In einer besonders günstigen Ausgestaltung der erfindungsge mässen Vorrichtung werden die Teilräume des Behälters durch im wesentlichen vertikal verlaufende Trennwände gebildet, die einen mittleren Bereich aufweisen, den die die Teilräume verbindenden Venturiwäscher durchsetzen und der bei senkrechter Anordnung der Venturiwäscher so verläuft, dass die oberen und unteren vertikal verlaufenden- Wandteile horizontal gegeneinander versetzt sind. Das mittlere Teilstck'kann dementsprechend beispielsweise schräg oder horizontal verlaufen. In einer besonderen erfinderischen Ausgestaltung werden mindestens einige der Teilräume im unteren Bereich des Behälters offen gelassen und münden in einem-gemeinsamen Reservoir für die abzuziehende, mit den ausgewaschenen Komponen- ten beladene Waschflüssigkeit. Bei einer derartigen Konstruktion wird der untere Abschluss der Teilräume für den zu reinigenden Gasstrom dadurch bewirkt, dass im Betriebsfall der Flüssigkeitspegel der Waschflüssigkeit oberhalb der unteren Enden der Trennwände liegt. Dies kann durch eine einfache Regeleinrichtung, die für die < Éinhaltung eines vorgeschriebenen Flüssigkeitsstande-s ohnehin erforderlich ist, leicht erreicht werden. Sofern nicht alle Teilräume in das gemeinsame Reservoir einmünden, ist es weiterhin zweckmässig, diese Teilräume innerhalb des Behälters mit einer Flüssigkeitsleitung mit dem Reservoir zu verbinden, um die in diesen Teilräumen anfallende Flüssigkeit abzuziehen. Eine solche Ausgestaltung kann beispielsweise für den ersten Teilraum vorteilhaft sein, da in ihm im Gegensatz zu den nachfolgenden Teilräumen keine grossen Mengen an Waschflüssigkeit anfallen, die abgeleitet werden müssen. Aus Gründen der Raumersparnis kann dieser erste Teilraum deshalb kleiner als die übrigen Teilräume gestaltet werden und oberhalb des Rerservoirs für die abzuziehende Waschflüssigkeit enden. Selbstverständlich können neben der erfindungsgemässen Rei : henschaltung der Venturiwäscher innerhalb jeder einzelnen Waschstufe mehrere Venturiwäscher parallel geschaltet werden, um dadurch die Kapazität der Vorrichtung zu erhöhen. ¯Die erfindungsgemässe Vorrichtung eignet sich beispielswei 3 e für die Entschwefelung eines Gasstroms bei einem relativ =niedrigen Druck, beispielsweise bei Drücken zwischen 0,9und 1,5 bar. Der Gasstrom wird dabei in einen ersten Teilraum gele itet und mit einem für die Schwefelwasserstoffabtrennung geeigneten Waschmittel durch einen ersten yenturiwä- scher in einen zweiten Teilraum gefördert. Beim Durchströmen durch das Venturirohr des Wäschers erfolgt dabei eine innige Vermischung zwischen der Waschflüssigkeit und dem Gasstrom, bei der ein Teil des Schwefelwasserstoffs aus dem Gas ausgewaschen wird. Im zweiten Teilraum erfolgt dann eine Trennung der flüssigen und der gasförmigen Phase, wo hei das nunmehr mit Schwefelverbindungen beladene Waschmit tel sich im unteren Bereich sammelt und von hier abgezogen wird, während der teilweise gereinigte Gasstrom im oberen Bereich dieses Teilraums einem weiteren Venturiwäscher zuge führt und unter weiterer Reinigung in einen dritten Teil raum gefördert wird. Dieser Vorgang wiederholt sich dann sooft, bis im letzten Teilraum ein Gasstrom einer gewünsch ten Reinheit vorliegt, der dann als Verfahrensprodukt abge zogen wird. Weitere Einzelheiten der erfindungsgemässen Vorrichtung sind anhand der nachfolgenden Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer Form ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung. Der die erfindungsgemässe Vorrichtung umschliessende Behälter besteht aus einem zylindrischen, vertikal angeordneten Au Benmantel 1, der oben durch eine Behälterdecke 2 und unten durch ein konisch zulaufendes Endstück 3 abgeschlossen ist. Das Endstück 3 steht mit einer Auslassleitung 4 für beladenes Waschmittel in Verbindung. Der zylindrische Teil 1 des Behälters enthält ferner einen Zuführungsstutzen 5 für das zu reinigende Gas sowie einen Abzugsstutzen 6 für gereinigtes Gas. Der Innenraum des Behälters ist in vier Teilräume unterteilt Ein erster Teilraum 7 ist durch ein an der Behälterdecke 2 angesetzes vertikal verlaufendes Trennblech 8 sowie ein am unteren Ende dieses Trennblechs angesetztes schräg verlaufendes Trennblech 9 und schliesslich durch ein daran angefüg- tes waagerechtes Trennblech 10 abgesondert. Die Trennbleche 8, 9 und 10 durchsetzen den Behälter ungekrümmt#und sind an den Berührungslinien mit dem zylindrischen Mantel 1 und der Decke Z fest mit diesen Bauelementen verbunden. Das schräg verlaufende Trennblech 9 wird von einem ersten Venturiwäscher 11 durchstossen. Ein an den ersten Teilraum 7 anschliessender zweiter Teilraum 12 wird durch Trennbleche 13 und 14, die den bereits beschriebenen Trennblechen 8 und 9 entsprechen sowie einem an das untere Ende des Trennblechs 14 anschliessenden vertikal verlaufenden Trennblech 15 festgelegt. Das vertikal verlaufende Trennblech endet frei im unteren, konisch verlaufenden Teil 3 des Behälters. Das schräg verlaufende Trennblech 14 wird von einem zweiten Venturiwäscher 16 durchstossen. In gleicher Weise wird ein dritter Teilraum 17 durch Trennbleche 18, 19 und 20 festgelegt, wobei das schräg verlaufende Trennblech 19 von einem dritten Venturiwäscher 21 durchsetzt wird. Der verbleibende Teilraum 22 wird durch die Behälterwand begrenzt. Die Venturiwäscher 11, 16 und 21 werden von der Decke 2 des Behälters über Anschlüsse 23, 24 bzw. 25 und Leitungen 26, 27 bzw. 28 mit Waschflüssigkeit versorgt. Aus dem unteren Bereich des Teilraums 7 führt vom Trennblech 10 eine Leitung 29 in den unteren konisch verlaufenden Teil 3 des Behälters. Beim Betrieb der Vorrichtung wird im unteren Bereich des Behälters ein Flüssigkeitsspiegel 30 aufrecht erhalten, der oberhalb der unteren Enden der Trennbleche 15 und 20 liegt, wodurch die Teilräume 12, 17 und 22 für den Gasstrom gegeneinander angeschlossen werden. Der Flüssigkeitsstand kann über eine Regeleinrichtung 31, die beispielsweise die Entnahmerate der beladenen Waschflüssigkeit aus Leitung 4 steuert, geregelt werden.

Claims: Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Reinigen eines Gasstroms, bei der mittels Venturiwäschern eine oder mehrere Komponenten durch eine Waschflüssigkeit aus dem Gasstrom ausgewaschen werden,da durch gekennzeichnet, dass mehrere, bezüglich des Gasstroms in Reihe geschaltete Venturiwäscher innerhalb eines ge meinsamen Behälters angeordnet sind. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen vertikal gerichteten Behälter, in dem die Venturiwäscher in im wesentlichen gleicher Höhe angeord net sind und eintrittsseitig und austrittsseitig jeweils in voneinander getrennten Teilräumen des Behälters lie gen, wobei das Austrittsende je eines Venturiwäschers im gleichen Teilraum wie das Eintrittsende des nächstfolgen den Venturiwäschers liegt. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass die Venturiwäscher vertikal angeordnet sind. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, dass die Teilräume des Behälters mindestens teilweise gebildet werden durch Trennwände mit einem oberen, an der Behälterdecke ansetzenden und im wesentlichen vertikal verlaufenden Teil, einem mittleren, eine horizontale Ver setzung der Trennwand bewirkenden und von einem Venturi wäscher durchstossenen Teil und einem unteren, im wesent lichen vertikal verlaufenden Teil. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand eines ersten Teilraumes nur aus einem obe ren und einem mittleren, an die Behälterwand anschliessen den Teil besteht. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die Teilräume im obere#n Bereich Einrich tungen für die Zufuhr von Waschflüssigkeit zu den Ventu riwäschern und im unteren Bereich Abzugseinrichtungen für mit ausgewaschenen Komponenten beladene Waschflüssigkeit aufweisen, und dass ein erster Teilraum eine Zuführungs- leitung für den zu reinigenden Gasstrom und ein letzter Teilraum eine Abzugsleitung für den gereinigten Gasstrom enthält. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass mindestens einige Teilräume im unteren Bereich des Behälters offen sind und in einem gemeinsamen Reservoir für abzuziehende Waschflüssigkeit enden, und dass eine Regelungseinrichtung zur Aufrechterhaltung eines Flüssigkeitsspiegels oberhalb der unteren Enden der TrenP wände vorgesehen ist. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nicht im gemeinsamen Reservoir endende Teilräume über ei ne in ihrem unteren Bereich beginnende Flüssigkeitslei tung mit dem Reservoir verbunden sind. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, dass jede der in Reihe geschalteten Wasch stufen mehrere parallel geschaltete Venturiwäscher ent hält. 10. Verfahren zur Entschwefelung eines Gasstroms durch Wäsche in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom in einem ersten Teilraum geleitet, von einen ersten Venturiwäscher von einem ersten Teil seines Schwefelgehalts befreit und in einen zweiten Teilraum gefördert wird, wonach im zweiten Teilraum eine Phasentrennung zwischen der Waschflüssig keit und dem Gasstrom erfolgt, die Waschflüssigkeit aus dem unteren Bereich des zweiten Teilstroms abgezogen und der Gasstrom im oberen Bereich des zweiten Teilraums einem: zwei- ten Venturiwäscher zugeführt und dieser Vorgang wieder holt wird, bis der Gasstrom in einem letzten Teilraum als entschwefelter Gasstrom vorliegt und aus dem oberen Be reich dieses Teilraums abgezogen wird. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Entschwefelung bei geringem Druck durchgeführt wird.

Inventors: KERSTEN, JURGEN, Kersten, Jürgen
Applicants: LINDE AKTIENGESELLSCHAFT, PEABODY HOLMES LIMITED
Application year: 1981
Main classification: B01D47
IPC codes: B01D47, B01D53