本发明涉及用于处理焦化厂的酸性气体的方法，还涉及用于实施该方法的系统。
背景技术：
酸性气体特别是作为在净化焦炉煤气时的副产品而产生以及包含蒸气、nh3、co2、h2s和hcn作为主要成分。例如，气态副产品可以用于生产硫或用于生产硫酸。然而，需要提前减小h2o部分以及co2和nh3部分。当已经通过冷却和凝结使可凝结的部分从酸性气体分离，就存在铵盐、特别是碳酸氢铵的沉积形成在使用的热交换器的冷却表面上的风险，该沉积堵塞通过热交换器的流动路径。因此，为了避免碳酸氢铵在热交换表面上的沉积，实际上在约80℃的高温下实施凝结。该较高的凝结温度限制凝结分离的有效性。此外，存在以下问题，正如必须控制被供给的酸性气体的流速一样，必须控制冷却剂的量、冷却剂分布以及还有冷却剂温度，以避免热交换器中的局部温度降低到碳酸氢铵开始沉积的临界温度以下。一旦由于不均匀的温度分布导致碳酸氢铵在热交换表面上发生局部沉积，热交换器的流动通道就从受影响的侧部开始迅速变得堵塞，并且热交换器损失有效性。必须关闭系统并且清理热交换器。
从ep603684a1已知的用于处理液体肥料的方法中，在汽提塔的顶部处使含有氨的成分和含有co2的蒸气分离并且在混合冷凝器中凝结且在冷凝物中形成铵盐。将支流作为回流供给到汽提塔。通过流化床热交换器冷却剩余成分并且将该剩余成分供给到固体/液体分离装置，在该分离装置中分离沉淀的铵盐。
技术实现要素：
在上述技术背景下，本发明的目的是提出一种用于处理焦化厂的酸性气体的方法，利用该方法可以分离h2o和nh3以及减少co2的部分，并且没有在冷却的热交换器表面上形成铵盐、特别是碳酸氢铵的沉积。
本发明涉及权利要求1中的方法以及上述目的通过该方法实现。
根据本发明，酸性气体流与循环液体混合并且被冷却到60℃以下的温度。在该情形下，含有氨的成分和蒸气与co2接触而凝结并且形成铵盐。接下来，分离气相，以及，在分离未溶解的铵盐之后，液相循环进入该方法中并且与待处理的酸性气体流混合。
根据本发明的方法，作为固相产生的铵盐分散在液相中。由冷凝物构成的液相和以固体形式产生的铵盐形成在热交换器或接触装置的冷却表面之上流动的悬浮物。由于由液体流夹带沉淀的铵盐，所以在冷却表面上不产生沉积。根据本发明，可以在60℃以下的温度下实施酸性气体的凝结。作为固体/液体分离的结果，从悬浮物分离出未溶解的碳酸氢铵，其中，可溶解盐保留在冷凝物中。
为了混合酸性气体流和循环液体，优选地，使用喷射器。由具有60℃以下的温度(优选地，约20℃到40℃)的冷凝物构成液体。在喷射器中，已经产生第一冷凝物，其中，通过温度骤降凝结h2o和nh3。产生夹带作为气态成分的co2、h2s和hcn的液体和气体的混合物。
在喷射器的下游处方便地连接连续流动反应器，铵盐通过沉淀反应形成在连续流动反应器中。在流动中夹带作为分散的颗粒的铵盐。可以使用传统的热交换器(例如，管束式热交换器)作为连续流动反应器。在连续流动反应器中冷却液体/气体混合物，优选地冷却到20℃到40℃之间的温度。为了在接下来的气态分离中避免nh3的质量转移到气态中，优选25℃以下的出口温度。
在离开连续流动反应器之后，将由冷凝物、固体铵盐和气相构成的多相流体供给到闪蒸器，在闪蒸器中使气相从液相/固相分离。
可以通过沉降、离心、旋涡分离、过滤或使用上述单元操作的两个步骤或更多个步骤的方法分离以固体存在的铵盐。
根据本发明的方法适合于处理焦化厂的酸性气体。具体地，该方法可以用于处理从解吸塔分离作为塔顶产物的酸性气体，其中，用于焦炉气体的气体洗涤的洗涤液通过与蒸气混合而被再产生。酸性气体包括特别是作为主要成分的蒸气、nh3、co2、h2s和hcn。分离的固相是碳酸氢铵(nh4hco3)。从悬浮物分离的气相大致包含h2s、co2和hcn并且可以在用于生产硫的claus方法中用作试剂或用作用于生产硫酸的试剂。
在根据本发明的方法中形成的并且由该方法分离的碳酸氢铵可以用作有价值的材料，例如，肥料。此外，由于碳酸氢铵的形成和分离，因此减少酸性气体的h2o、nh3和co2的含量。由于已经消除引起爆炸的成分h2o和co2，所以可以更经济地操作用于生产硫或用于生产硫酸的下游步骤。还有益的是，通过根据本发明的处理方法，必需供给到另外应用中的酸性气体流的体积可以减小约20％。
此外，根据本发明的处理方法对下游claus方法中的硫产量具有有益的效果。claus方法是用于由酸性气体生产硫的广泛传播的脱硫方法。可以通过以下平衡反应描述在该方法中生产硫的化学反应：
作为通过根据本发明的方法预处理酸性气体的结果，酸性气体的h2s含量增加并且h2o的浓度降低。因此，平衡反应有利地改变硫的形成并且可以提高claus方法的效率。
当酸性气体用作用于硫酸生产的试剂时，根据本发明的用于酸性气体处理的方法也是有益的。根据以下反应方程式进行硫酸生产：
由于吸收与h2so4和h2o的凝结相关，所以酸性气体的蒸气部分减小硫酸浓度。通过减少酸性气体中h2o的部分，可以提高产品流中硫酸的浓度。
本发明还涉及用于实施上述方法的权利要求12要求保护的系统。从属权利要求13至17与该系统的有益实施例有关。
具体实施方式
以下，将参照示出仅一个示例性实施例的附图描述本发明。唯一的附图示意性地示出用于处理酸性气体流的系统，该酸性气体流例如在对焦炉煤气进行净化时作为副产品产生以及包含蒸气、nh3、co2、h2s和hcn作为主要成分。
图中示出的系统包括喷射器形式的混合装置1(其包括用于酸性气体2的进气口和用于供给循环液体3的液体连接件)、在混合装置1的下游处连接的可冷却接触装置4、在接触装置的下游处连接的用于分离气相6的分离装置5和用于从液相分离固体的装置7，在该示例性实施例中，该用于从液相分离固体的装置7连接到用于分离气相6的分离装置5。将接触装置4构造为连续流动反应器并且具有由冷却壁面界定的反应空间，其中，壁面暴露于冷却介质。例如，可以将接触装置4构造为板状热交换器或管束式热交换器。气相/液相流动经过所述接触装置，其中，在混合相通过期间，在接触装置4内形成铵盐，该铵盐分散在液相中并且作为悬浮颗粒被夹带。
将用于分离气相6的分离装置5构造为闪蒸器，该闪蒸器在上部段中具有气体空间8，该气体空间8具有用于释放气相6的气体出口。
将用于从液相分离固体的装置7构造为沉降分离器。在该示例性实施例中，闪蒸器具有被构造为沉降分离器的液体空间，其中，能够在液体空间的下侧部提取具有较高的颗粒浓度的固体/液体混合物10。可以从液体空间的上区域11提取澄清的液体。在用于澄清的液体的管道连接处，连接用于液体循环的装置13，在已经分离未溶解的铵盐之后，该装置13将液相供给到混合装置1。通过喷射固体/液体混合物10分离未溶解的铵盐。
进入混合装置1的酸性气体流2与循环液体3混合并且被冷却到60℃以下的温度。液体3由优选地具有约20℃到40℃的冷凝物构成。在混合装置1中，已经产生第一冷凝物，其中，经由酸性气体流的温度骤降而凝结h2o和nh3。产生夹带作为气态成分的co2、h2s和hcn的液体和气体的混合物。气体/液体混合物流动经过接触装置4并且在接触装置4中被冷却到优选地25℃以下的温度。在该情形下，含有氨的成分和蒸气与co2接触而凝结并且形成铵盐、特别是碳酸氢铵。铵盐作为流动中分散的颗粒被夹带。由冷凝物构成的液相和产生为固体的铵盐形成悬浮物，该悬浮物流动经过接触装置4的通道。由于铵盐由液体流夹带，所以在接触装置4的冷却表面上不产生沉积。离开接触装置的多相流的主要成分包括，作为气相的co2、h2s和hcn、具有未溶解离子(co2、h2s、hcn和nh3)的液相的h2o和nh3以及碳酸氢铵(nh4hco3)的分散的固体颗粒。将多相液体供给闪蒸器，在闪蒸器中使气相6从悬浮物(固相/液相)分离。从闪蒸器分离的气相6可以在用于生成硫的克劳斯(claus)方法中用作试剂，或者用作用于生成硫酸的试剂。例如，通过沉降分离从悬浮物分离未溶解的铵盐。至分离未溶解的铵盐之后，液相3循环进入该方法中并且与待处理的酸性气体流2混合。