Verwendung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung jeweils zum Behandeln von Wasser aus oder im Zusammenhang mit Vergasungsprozessen, mittels welchen Vergasungsprozessen z.B. Synthesegas bereitgestellt wird . Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung, womit ein Rohgasstrom und ein Wasserstrom aus Vergasung nach den Prozessschritten oder Anlagenkomponenten Rohgaswäsche, optional Gaskonditionierung, ferner Gaskühlung und/oder Sauergasentfernung behandelt wird, wobei zur Fluidaufbereitung ein Wasserstrom aus der Rohgaswäsche sowie ein Prozessfluidstrom aus der Gaskühlung bzw. Gaskonditionierung und/oder Sauergasentfernung behandelt werden . Im Einzelnen betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs sowie eine Verwendung gemäß dem nebengeordneten Verwendungsanspruch . Die Fluidaufbereitung kann dabei wahlweise nur (Ab-)Wasser oder zusätzlich gasförmige Prozessmedien betreffen. Als Fluid kann ein zumindest teilweise auch gasförmiges oder zumindest teilweise auch flüssiges Fluid verstanden werden . Als Fluidaufbereitung ist also eine Aufbereitung von Prozessmedien zumindest umfassend abzuführendes (Ab-)Wasser zu verstehen.

Eine Behandlung von Abwässern ist insbesondere bei Anlagen mit vorgeschalteter Vergasung von Interesse. Heißes Rohgas aus einem Vergasungsprozess, insbesondere aus Prozessen zur Kohlevergasung gemäß dem Hochtemperatur-Winkler-Verfahren (HTW) oder aus Prozessen der Flugstromvergasung, wird üblicherweise in einem Scrubber bzw. Gaswäscher gewaschen, um dadurch im Wesentlichen Chlorid und Staub auszuwaschen . Der Scrubber wird mit Frischwasser beschickt.

Nach der Rohgaswäsche wird der Gasstrom einer Gaskühlung bzw. Gaskonditionierung zugeführt. Bei dieser Prozessführung fällt eine große Menge Abwasser an, indem Frischwasser verbraucht wird . Insbesondere definiert der Chlorid-Gehalt der jeweils vergasten Kohle die im Prozess (insbesondre Rohgaswäsche) erforderliche Menge an Wasser. Ist der Chlorid-Gehalt besonders hoch, führt dies auch zu einem hohen Wasserverbrauch, insbesondere um werkstofftechnischen Maximum-Werten und/oder Ableitungsgrenzwerten der nachfolgenden Anlagen bezüglich der Chlorid-Konzentration entsprechen zu können, insbesondere der Chlorid-Konzentration in an die Umgebung abgeführtem Medium. Mit anderen Worten : Bei hohem Chlorid-Anteil muss dieser mittels einer großen Frischwassermenge verdünnt werden . Der absolute Anteil ausgeleiteten Chlorids ist dann nicht niedriger, jedoch darf eine Maximalkonzentration nicht überschritten werden . In vielen Ländern oder Regionen sind die verfügbaren Wasserressourcen jedoch sehr begrenzt, oder Wasser ist sehr kostbar. Ein möglichst geringer Wasserverbrauch würde enorme Vorteile liefern . Dabei kann auch allein schon das Bereitstellen eines hohen Wasser-Volumenstroms bereits Schwierigkeiten mit sich bringen . Auch wird die Entsorgung von Abwasser in vielen Ländern immer stärker reglementiert. Allein in Hinblick auf niedrige Prozesskosten ist es daher erstrebenswert, die Menge abzuführenden, zu entsorgenden Abwassers möglichst gering zu halten . Nicht zuletzt werden Anlagen in manchen Ländern nur noch dann zugelassen, wenn sie bestimmten Kriterien bezüglich Umweltschutz genügen .

Wünschenswert wäre eine Anlage bzw. ein Verfahren, welches nur eine vergleichsweise geringe Wassermenge erfordert bzw. bei welchem wenig Abwasser anfallen, insbesondere unter Beachtung gesetzlicher Richtwerte bezüglich Wasserqualität.

Die Patentschrift DE 43 18 549 Cl beschreibt eine Destillation mit spezieller Kühlung, insbesondere mit wasserbeaufschlagtem Quenchkühler, von Kopfgas bzw. Brüden. In einer Abwasservorbehandlung erfolgt eine Ansäuerung des Abwassers mittels Strippgas. Ferner kann das Abwasser dabei mittels Dampf derart behandelt werden, dass ammoniakhaltiges, im Wesentlichen salzbildnerfreies Wasser bereitgestellt werden kann, welches in einer Oxidationsstufe und einer Ammoniak-Abtrennstufe weiterbehandelt und als gereinigtes Abwasser abgegeben wird.

Die Offenlegungsschrift DE 40 18 309 AI beschreibt ein Verfahren zum Aufbereiten von bei der Rohgaswäsche anfallendem Abwasser, wobei das Aufbereiten in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten umfassend zwei Dampfstrippungen erfolgt, nachdem Flugstaub durch Druckfiltration abgeschieden wurde. Der anfallende Abwasserstrom wird in die Umgebung bzw. Biologie abgeleitet, nachdem Feststoffe und Gase umfassend ammoniakhaltige Brüden daraus abgetrennt wurden .

Die Patentschrift DD 288 393 A5 beschreibt ein Verfahren zur Aufbereitung von Gaswässern. Die Offenlegungsschrift DE 27 44 437 AI beschreibt ein Verfahren zur Aufbereitung von Abwässern.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den eingangs beschrieben Merkmalen zur Verfügung zu stellen, womit Wasser auf effektive und ressourcenschonende Weise verwendet werden kann . Die Aufgabe kann auch darin gesehen werden, im Zusammenhang mit Vergasungsprozessen eine Anlagen- oder Prozesskonfiguration oder ein Verfahren bereitzustellen, welche/welches eine nur geringe an die Umgebung bzw. Abwassernachbehandlung abzugebende Wassermenge ermöglicht und sich dabei auf elegante Weise in einen Vergasungsprozess bzw. in eine Synthesegasanlage integrieren lässt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Aufbereiten von Wasser aus Vergasungsprozessen, bei oder nach welchen Vergasungsprozessen Rohgas aus Vergasung in den Prozessschritten oder Anlagenkomponenten Rohgaswäsche, optional Gaskonditionierung, ferner Gaskühlung und/oder Sauergasentfernung behandelt und danach als Synthesegas bereitgestellt wird, wobei ein Wasserstrom aus der Rohgaswäsche sowie ein Prozessfluidstrom aus der Gaskonditionierung bzw. Gaskühlung und/oder Sauergasentfernung behandelt werden, wobei der Wasserstrom getrennt vom Prozessfluidstrom behandelt wird, indem das Prozessfluid einer vom Wasserstrom separaten Prozessfluidstrippung unterzogen wird . Durch das Separieren des (Ab-)Wasserstromes vom Prozessfluidstrom, insbesondere stromab von der Rohgaswäsche, kann die erforderliche Frischwassermenge und ggf. auch die Abwassermenge um einen beträchtlichen Faktor verringert werden. Hierbei kann eine chemisch- physikalische Abwasservorbehandlung auf besonders ressourcenschonende Weise erfolgen. Das Prozessfluid kann dabei direkt nach der Gaskühlung der Strippung zugeführt werden.

Das Prozessfluid kann ein zumindest teilweise auch gasförmiges oder zumindest teilweise auch flüssiges Fluid sein. Prozessfluid bzw. Prozesskondensat aus der Rohgaswäsche, der Gaskühlung und/oder der Sauergasentfernung kann üblicherweise nicht unbehandelt weiterverwendet werden. Bisher wurden Abwässer und Prozesskondensate üblicherweise in einer (einzigen) Einheit zur Abwasservorbehandlung behandelt. Daraufhin wurde das Gesamtabwasser in die Umgebung (bzw. zu einer Abwassernachbehandlung) oder zur Eindampfung abgegeben . Bei Eindampfung kann die Reduzierung der Abwassermenge energetisch besonders günstig sein . Das Abwasser wurde üblicherweise jedoch nicht weiterverwendet. Es wurde üblicherweise nur ein einziger Abwasserstrom erzeugt, der ohne weiteren Nutzen abgegeben wurde.

Im Gegensatz dazu kann gemäß dem hier beschriebenen Verfahren eine getrennte Behandlung von salzhaltigem Wasser und zumindest im Wesentlichen salzfreiem Prozessfluid-/kondensat erfolgen. Dabei kann die Gesamtmenge des Wassers aus der Prozessfluidstrippung in der Gesamtanlage wiederverwertet werden . Insbesondere braucht nur bzw. lediglich die Wassermenge aus der Abwas- serstrippung an die Umgebung abgegeben werden . Diese Reduktion der abzugebenden Wassermenge bringt diverse Vorteile mit sich, insbesondere die Senkung des Frischwasserverbrauchs. Auch kann die Anlage selbst mit weniger stark belastetem Wasser, insbesondere Wasser mit niedrigem Salzgehalt betrieben werden .

Indem der Wasserstrom vom Prozessfluidstrom separat behandelt wird, kann die an die Umgebung abzugebende Abwassermenge oder die Zusammensetzung dieses Abwassers auch auf sehr einfache oder flexible Weise gesteuert werden . Die Vergasungsprozesse erfolgen z.B. bei Temperaturen im Bereich von 800°C bis 1200°C, und/oder Drücken im Bereich von lObar bis 30bar.

Im Gegensatz zu den in DE 43 18 549 Cl beschriebenen Aspekten kann eine Vorrichtung oder ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ein gesamtes, vollumfängliches Abwassermanagement betreffen oder zumindest darin eingegliedert werden. Dabei kann die in der Patentschrift DE 43 18 549 Cl verwendete Apparatetechnik zumindest teilweise verwendet werden, zumindest bezüglich einzelner Komponenten der vorliegend beschriebenen Vorrichtungen . Die Abwasserreinigung bzw. -Vorbehandlung kann dabei z.B. mittels Strippgas und Dampf erfolgen, insbesondere derart, dass dabei NH3-Brü- den anfällt. Bei der Prozessfluidstrippung kann einer Kolonne Strippgas, z. B. ein Gasgemisch mit bevorzugt mindestens 90% C02 aufgegeben werden, wobei bei einer Sauergasentfernung hierfür ein C02-reichhaltiger Gasstrom genutzt werden kann. Der Kolonne kann Dampf aufgegeben werden, insbesondere derart, dass NH3-Wasser und Sauergas anfällt.

Durch die Separierung des Wasserstromes vom Prozessfluidstrom kann eine besonders große Menge physikalisch gereinigter Prozessmedien wiederverwendet werden, insbesondere auch durch Vermeidung von Salz-Anreicherungen im Prozess.

Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Prozessfluidstrippung derart, dass zwei getrennte Fluidströ- me anfallen, nämlich ein erster Fluidstrom umfassend Waschwasser und ein zweiter Fluidstrom umfassend Prozesswasser. Dies ermöglicht eine flexiblere Verwendung des anfallenden Wassers, insbesondere indem Prozesswasser intern weiterverwendet wird, und Waschwasser zurückgeführt, insbesondere zur Rohgaswäsche. Das der Prozessfluidstrippung zugeführte Fluid kann salzhaltig sein bzw. einen deutlich höheren Salzanteil aufweisen als das nach Strippung im Wesentlichen salzfreie Wasch- oder Prozesswasser. Rezirkulierte Ströme können im Wesentlichen salzfrei sein. Die Prozessfluidstrippung kann dabei wenigstens vier abgehende Ströme generieren, insbesondere NH3-Wasser, Sauergas, salzfreies gereinigtes Prozesswasser und salzfreies gereinigtes Waschwasser.

Es hat sich gezeigt, dass die Rückführung dazu führen kann, dass die bisher für die Rohgaswäsche erforderliche Menge Frischwasser stark gesenkt werden kann, oder dass sogar überhaupt kein Frischwasser mehr erforderlich ist. Dabei ist das Verfahren oder die entsprechende Vorrichtung eingerichtet, z.B. ein Volumenstrom von 10m ³ /h Waschwasser zu handhaben . Der Volumenstrom variiert je nach Anlage, und kann auch von der Art der Gaskonditionierung abhängen . Gemäß einer Variante wird z.B. ein Volumenstrom von 15m ³ /h Waschwasser und ein Volumenstrom von l lm ³ /h Abwasser eingestellt, wobei insbesondere ca. 28m ³ /h Kondensat behandelt werden . Gemäß einer alternativen Anlagen- oder Prozessführung wird z.B. ein Volumenstrom von ca . 55m ³ /h Waschwasser und ein Volumenstrom von ca . 13m ³ /h Abwasser eingestellt. Eine Abhängigkeit dieser Volumenströme voneinander muss jeweils anlagenspezifisch definiert werden und für den jeweiligen Prozess spezifisch optimiert werden.

Gemäß einer Ausführungsform wird bei der Prozessfluidstrippung gewonnenes gereinigtes Wasser, insbesondere salzfreies oder zumindest im Wesentlichen salzfreies Waschwasser (stromauf) vor die Gaskühlung zurückgeleitet, insbesondere zur Rohgaswäsche. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch die in die Umgebung abzugebende Abwassermenge um einen enormen Faktor/Anteil durch Wasser aus dem Prozess bereitgestellt werden kann, also nicht durch Frischwasser, sondern durch ohnehin bereits gebrauchtes Wasser. Dabei kann die erforderliche Frischwassermenge auf ca. 25% der Abwassermenge bei Prozessen ohne Abtrennung des Abwasserstromes bzw. ohne Rückführung verringert werden . Bei der Prozessfluidstrippung anfallendes gereinigtes Wasser, insbesondere Prozesswasser kann gleichzeitig zur Weiterverwendung in der Gesamtanlage bereitgestellt werden. Somit ergibt sich ein sehr ressourcenschonendes Wassermanagement.

Gemäß einer Ausführungsform ist das bei der Prozessfluidstrippung gewonnene Prozessfluid salzfrei oder zumindest im Wesentlichen salzfrei, insbesondere in Form von gereinigtem Waschwasser, welches getrennt von intern weiterverwendetem Prozesswasser verwendet wird, insbesondere zur Rückführung in die Rohgaswäsche bereitgestellt wird, und/oder in Form von gereinigtem intern weiterverwendbarem/weiterverwendetem Prozesswasser, welches zur Weiterverwendung in der Gesamtanlage bereitgestellt wird. Zumindest im Wesentlichen salzfreies, zurückgeführtes Prozesswasser/Waschwasser liefert nicht zuletzt auch Vorteile hinsichtlich Korrosion von Anlagen-Komponenten .

Waschwasser ist in der Regel alkalisch. Wahlweise kann durch Zudosierung von Lauge das Waschwasser als basisches Waschwasser bereitgestellt werden. Dies ermöglicht ein effektives Auswaschen von Chlorid aus dem Rohgas. Eine Laugenzudosierung bzw. eine Einrichtung zum Einstellen eines PH-Wertes des Prozesswassers kann dabei z.B. innerhalb von oder stromab von der Prozessfluidstrippung angeordnet sein.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Prozessfluidstrippung sowohl einen Prozesskondensat- stripper als auch einen NH3-Stripper, wobei eine NH3-Strippung hinter bzw. stromab vom Prozesskon- densatstripper erfolgt. Die beiden Stripper können über eine Stripper-Kopplung bzw. wenigstens eine Leitung zwischen den Stripper-Kolonnen verbunden sein. Dabei kann die NH3-Strippung Verfahrens- technisch zusammen mit der Prozesskondensatstrippung erfolgen, beispielsweise in einem NH3-Strip- per stromab von einem Prozesskondensat- Stripper.

Das hier beschriebene Verfahren kann mittels einer Anlage oder Vorrichtung umfassend wenigstens drei Stripperkolonnen ausgeführt werden, von denen eine Kolonne für den (Ab-)Wasserstrom stromab von der Rohgaswäsche vorgesehen ist, und zwei insbesondere in Reihe geschaltete Stripperkolonnen für Prozessfluid stromab von der Gaskühlung bzw. Sauergasentfernung vorgesehen sind .

Gemäß einer Ausführungsform wird C02-haltiges Gas für die Strippung einer Entschwefelungsstufe entnommen. Hierdurch ergeben sich prozesstechnische Vorteile im Gesamtprozess. Gemäß einer Ausführungsform wird als Strippgas ein Gas von über 50 Vol.% C02, insbesondere über 70 Vol .% C02 oder über 90 Vol .% C02 eingesetzt. Auch dies liefert prozesstechnische Vorteile im Gesamtprozess.

Gemäß einer Ausführungsform werden bei der Prozessfluidstrippung in separaten Strömen bzw. Leitungen einerseits NH3-Wasser und andererseits Sauergas bereitgestellt, insbesondere Sauergas für eine Nachverbrennung . Wie bereits erwähnt, kann die Prozessfluidstrippung vier abgehende Ströme generieren, insbesondere NH3-(Stark-)Wasser, Sauergas, gereinigtes (salzfreies) Prozesswasser und gereinigtes (salzfreies) Waschwasser.

Gemäß einer Ausführungsform wird der separate Wasserstrom aus der Rohgaswäsche einer Strippung eingerichtet zum Bereitstellen von an die Umgebung abführbarem Abwasser unterzogen, insbesondere direkt nach der bzw. stromab von der Rohgaswäsche. Dabei kann der gestrippte Abwasserstrom direkt nach der Strippung stromab einer Stripperkolonne in die Umgebung bzw. Abwassernachbehandlung abgegeben werden . Hierdurch kann auch eine einfache, kostengünstige Anlagenkonfiguration bereitgestellt werden.

Gemäß einer Ausführungsform entspricht der separate Wasserstrom aus der Rohgaswäsche einem Mengenanteil kleiner 35%, bevorzugt kleiner 30%, weiter bevorzugt kleiner 25% des der Prozessfluidstrippung zugeführten Prozessfluidstromes. Hierdurch kann ein vergleichsweise großer Anteil des Wassers für den Prozess genutzt werden, ohne dafür Frischwasser verbrauchen zu müssen. Ab derartigen Mengenanteilen werden zuvor genannte Vorteile besonders spürbar, insbesondere auch hinsichtlich der an die Umgebung abzugebenden Abwassermenge.

Der Mengenanteil ist auch davon abhängig, wie hoch der Chlorid-Gehalt der verwendeten Kohle ist. Auch die Art der Gaskonditionierung kann Einfluss auf den oben definierten Mengenanteil haben. Es hat sich jedoch gezeigt, dass der Mengenanteil beim vorliegenden Verfahren erstaunlich niedrig sein kann. Insbesondere können bei bestimmten Anlagenkonfigurationen auch Mengenanteile unter 15% erreicht werden .

Gemäß einer Ausführungsform wird der separate Wasserstrom aus der Rohgaswäsche nach einer/der einen Strippung als Abwasser in die Umgebung bzw. zu einer Abwassernachbehandlung ausgeleitet. Hierdurch ergibt sich ein einfach zu handhabenden/steuerndes Verfahren, bei vergleichsweise geringem anlagentechnischem Aufwand . Gleichzeitig kann, insbesondere ebenfalls stromab vom Abwasser-Stripper, auch das Ausleiten von Kopfgas bzw. Brüden zur Nachverbrennung erfolgen .

Gemäß einer Ausführungsform wird der separate Wasserstrom stromab von der Rohgaswäsche und separat vom Prozessfluidstrom derart in einer Vorbehandlung bzw. Reinigungsstufe, insbesondere Strippung behandelt, dass der Wasserstrom nach der Reinigungsstufe separat vom Prozessfluidstrom in die Umgebung ausleitbar ist. Hierdurch lässt sich eine besonders einfache Anlagen- oder Prozesskonfiguration erzielen. Insbesondere ergeben sich auch Vorteile hinsichtlich der Werkstoffauswahl bei einzelnen Anlagen-Komponenten .

Gemäß einer Ausführungsform wird mittels der Prozessfluidstrippung ein interner Wasserkreislauf zwischen Rohgaswäsche einerseits und Gaskühlung bzw. Gaskonditionierung und/oder Sauergasentfernung andererseits geschlossen, insbesondere derart, dass ein zur Rohgaswäsche rückgeführter Wasservolumenstrom des Wasserkreislaufs zumindest teilweise den an die Umgebung abzugebenden Abwasserstrom bildet, und insbesondere auch den Frischwasserverbrauch der Rohgaswäsche verringert. Hierdurch kann im Zusammenhang mit der Prozessfluidaufbereitung gesteuert werden, auf welche Art und Weise bzw. zu welchem Mengenanteil Frischwasser verbraucht und Abwasser behandelt und abgeführt wird.

Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Logikeinheit eingerichtet zum Steuern oder Regeln eines zuvor beschriebenen Verfahrens, wobei die Logikeinheit eingerichtet ist, wenigstens einen Verteiler an einem internen Wasserkreislauf zum Rückführen wenigstens eines Prozessfluidstro- mes, insbesondere salzfreien Waschwasserstromes anzusteuern. Hierdurch kann eine Kreislaufführung eingestellt bzw. geregelt werden und damit auch die erforderliche Frischwassermenge stark reduziert werden .

Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Wasserbehandlungsvorrichtung zur Behandlung von Wasser aus Vergasungsprozessen, insbesondere durch eine Vorrichtung eingerichtet zum Ausführen eines zuvor beschriebenen Verfahrens, mit einer Abwasserstrippung stromab von einer Rohgaswäsche, wobei die Wasserbehandlungsvorrichtung auch eine Strippung für einen Prozessfluidstrom separat vom Wasserstrom umfasst, welche separat von der Abwasserstrippung ist. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile. Dabei ist die Wasserbehandlungsvorrichtung eingerichtet zum Trennen von salzhaltigem Fluid von zumindest im Wesentlichen salzfreiem Fluid, und zum Bereitstellen von zumindest im Wesentlichen salzfreiem, intern im Prozess wiederverwendbarem (Wasch- oder Prozess-)Wasser.

Auch bezüglich der Werkstoffauswahl bei einzelnen Anlagen-Komponenten ergeben sich Vorteile. Denn für eine Strippung von salzhaltigem, korrosivem Abwasser wurden bisher hochwertige Werkstoffe benötigt. Indem nun die Abwassermenge reduziert wird, können die aus korrosionsbeständigen Werkstoffen ausführenden apparativen Komponenten kleiner und damit kostengünstiger ausgelegt werden . Die vergleichsweise großen, salzfreien Volumenströme können mit preisgünstigeren Apparaten aus kostengünstigerem Werkstoff (weniger korrosionsbeständig) gehandhabt werden .

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Prozessfluidstrippung Teil eines internen Kreislaufs, wobei die Prozessfluidstrippung derart mit der Rohgaswäsche verbunden ist, dass der Prozessfluidstrom zumindest teilweise der Rohgaswäsche rückführbar ist, insbesondere als zumindest im Wesentlichen salzfreier Waschwasserstrom. Hierdurch lässt sich die Menge des benötigten Fluids, insbesondere Frischwassers in beträchtlichem Ausmaß reduzieren.

Die Vorrichtung kann eine Rückführleitung eingerichtet für Volumenströmen (insbesondere Waschwasser) größer gleich 10m ³ /h aufweisen . Dies ermöglicht, eine große Menge des erforderlichen Frischwassers durch Waschwasser zu ersetzen, oder sogar komplett.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Prozessfluidstrippung wenigstens zwei Stripper auf, insbesondere einen in Reihe hinter einen Prozesskondensatstripper geschalteten NH3-Stripper. Hierdurch ergeben sich weitere Vorteile hinsichtlich der Möglichkeiten der prozessinternen Weiterverwendung der Fluide.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Prozessfluidstrippung wenigstens vier Auslässe auf, umfassend jeweils einen Auslass für Brüden oder Sauergas, einen Auslass für Waschwasser, einen Auslass für Prozesswassers und einen Auslass für NH3-Starkwasser, wobei wenigstens einer der Auslässe eine Komponente eines/des internen Kreislaufs der Wasserbehandlungsvorrichtung ist. Hierdurch kann ein Prozessfluidstrom derart aufgesplittet werden, dass einzelne Teilströme jeweils auf besonders zweckdienliche Weise weiterverwendet werden können. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Prozessfluidstrippung einen Verteiler eingerichtet oder angeordnet zum Splitten des Prozessfluidstromes, insbesondere eines Wasserstromes in weiterverwendbares Prozesswasser und rückführbares Waschwasser auf. Hierdurch können die einzelnen Ströme auf einfache Weise geregelt werden, insbesondere stromab vom Prozesskondensatstripper. Dabei kann das Prozesswasser insbesondere stromab von einem NH3-Stripper abgeführt werden, welcher NH3-Stripper dem Prozesskondensatstripper nachgeschaltet ist.

Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch Verwendung wenigstens eines Strippers für einen Prozessfluidstrom getrennt von einem Wasserstrom aus Vergasungsprozessen, insbesondere in einer zuvor beschriebenen Vorrichtung, in Verbindung mit einer Rückführung wenigstens eines Teils des Prozessfluidstromes in einem internen Wasserkreislauf. Hierdurch wird Prozessfluid eingespart, und die Anlagenkomponenten können mit vergleichsweise unbelastetem Fluid bzw. Medium betrieben werden . Hauptvorteil ist eine reduzierte Menge von an die Umgebung abzugebenden Abwassers.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung wenigstens eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen, sowie aus den Zeichnungen selbst. Dabei zeigt

Fig . 1 in schematischer Darstellung den Prozessablauf zum Vorbehandeln von Abwasser gemäß dem Stand der Technik;

Fig . 2 in schematischer Darstellung einen Anlagenaufbau und einen Prozessablauf zum Behandeln von Wasser gemäß einer Ausführungsform;

Fig . 3 in schematischer Darstellung einen Anlagenaufbau und einen Prozessablauf zum Behandeln von Wasser gemäß einer weiteren Ausführungsform; und

Fig . 4 in detaillierter, schematischer Darstellung einen Anlagenaufbau und einen Prozessablauf zum Behandeln von Wasser gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Bei Bezugszeichen, die nicht explizit in Bezug auf eine einzelne Figur beschrieben werden, wird auf die anderen Figuren verwiesen.

Die Fig. 1 zeigt eine vorbekannte Abwasseraufbereitung in Verbindung mit einem Vergasungsprozess. Rohgas bzw. ein Rohgasstrom Gl wird einer Rohgaswäsche 1 zugeführt, stromab davon einer Gaskonditionierung 2 bzw. Gaskühlung 3 und einer Sauergasentfernung 4, und kann danach als Syngas bzw. Synthesegasstrom G4 bereitgestellt werden. Ein Wasserstrom Wl von der Rohgaswäsche 1 sowie ein Prozessfluidstrom W3 von der Gaskühlung 3 und auch ein Prozessfluidstrom W4 von der Sauergasentfernung 4 werden einer Abwasservorbehandlung 5 zugeführt, und von dort wird ein Abwasserstrom W6 in Umgebung bzw. zur Biologie 6 abgeleitet. Die Abwasservorbehandlung 5 umfasst eine Strippung. Ein Strippgasstrom Gs wird zusammen mit Dampf Gd auf eine Stripper-Kolonne geleitet, und es wird NH3-Brüden bzw. NH3-Wasser G5.1 und ein Sauergasstrom G5.2 ausgeleitet. Bei dieser Konfiguration ist der Wasserverbrauch jedoch recht hoch. Ebenso ist die abgeführte Abwassermenge nachteilig groß.

Die Fig . 2 zeigt den zuvor beschriebenen Aufbau stromab von einem Vergasungsprozess. Jedoch wird nun Wasser W14 direkt einer separaten Strippung 14 zugeführt.

Das Rohgas Gl, insbesondere heißes Rohgas aus der Vergasung wird in einem Scrubber (Rohgaswäsche 1) gewaschen, insbesondere um im Wesentlichen Chlorid und auch Staub auszuwaschen. Danach kann das Gas zu einer Gaskonditionierung 2 in einer eigenen Prozessanlage beispielsweise über eine HCN/COS-Hydrolyse geleitet und dann gekühlt werden, um es an eine Gaswäsche abzugeben . Das Gas kann auch vollkonvertiert und dann gekühlt werden, um Wasserstoff zu erzeugen, oder teilkonvertiert mit einer Hydrolysestufe und danach gekühlt werden, um Synthesegas zu erzeugen .

Der Wasserstrom W14 aus dem wenigstens einen Scrubber 1 enthält Chlorid . Die ausgeschleuste Wassermenge richtet sich nach der Chloridkonzentration. Es hat sich nun gezeigt, dass sich eine beträchtliche Menge Wasser einsparen lässt, wenn dieser Wasserstrom separat in einem Stripper von gelösten und chemisch gebundenen Gaskomponenten befreit wird. Aufgrund des enthaltenen Chlorids wird das gereinigte Abwasser W6 dann nicht mehr weiter intern verwendet, sondern bevorzugt direkt an die Umgebung 6 abgegeben.

Ebenso können die bei der Gaskühlung anfallenden Prozesskondensate W3, W4 separat aufbereitet werden, insbesondere zusammen mit anderen (Ab-)Wasserströmen aus nachgeschalteten Anlagenteilen. Nach der Entfernung der gelösten und chemisch gebundenen Gaskomponenten durch Strippung 12 kann das Wasser wieder im Prozess verwendet werden, insbesondere indem sowohl ein salzfreier Prozesswasserstrom W12a als auch ein salzfreier Waschwasserstrom W12b bereitgestellt wird .

Im Folgenden wird die Abwasserstrippung 14 bei einer Aufbereitungsanlage 10; 100 gemäß Fig . 2 oder Fig . 3 erläutert. Das Wasser W14, das aus der Rohgaswäsche 1 ausgeschleust wird, enthält neben gelösten Gasen das gesamte Chlorid aus dem Rohgas Gl . Um die gelösten und zum Teil chemisch gebunden Gase zu entfernen, wird das Wasser zu einer Stripperkolonne 14 bzw. 14.1 gebracht, insbesondere gepumpt. In der Stripperkolonne werden bei erhöhter Temperatur die gelösten Gase abgetrieben, bis das Sumpfprodukt der Kolonne die maximal erlaubte Konzentration an gelösten Gasen unterschreitet. Die dafür erforderliche Energie kann z.B. über einen dampfbeheizten Kolonnen- aufkocher (Fig . 4) zugeführt werden.

Der Kolonnenbrüden G14 mit den abgestrippten Gasen wird bevorzugt einer Nachverbrennung zugeführt (Fig. 3). Dazu wird der Brüden vorteilhafterweise gekühlt, um die Wasserdampfmenge im Gasstrom zu reduzieren . Dies erfolgt z.B. in einer Quenchkühlung, insbesondere wenn das kondensierte Wasser aufgrund der darin gelösten und durch die Strippung aufkonzentrierten Gase sehr korrosiv ist und sich damit ein konventioneller Wärmeaustauscher (luft- oder wassergekühlt) nicht eignet.

Der heiße Brüden wird seitlich von unten in den Behälter der Quenchkühlung geleitet. Von oben wird, durch eine eingebaute Packung verteilt, kühles Wasser mit einer Temperatur von ca. 80 °C aufgegeben . Durch den direkten Kontakt des heißen Brüdens mit dem kühlen Wasser wird der Gasstrom abgekühlt und Wasser auskondensiert. Insbesondere können zur Kühlung einzelne der in der Patentschrift DE 43 18 549 Cl beschriebenen Komponenten oder Verfahrensschritte angewendet werden.

Das im Quenchkühler auskondensierte Wasser wird beispielsweise vom Sumpf des Behälters abgepumpt, in einem Plattenwärmeaustauscher insbesondere auf 80 °C gekühlt und anschließend wieder auf die Packung der Quenchkühlung aufgegeben . Überschüssiges Wasser kann standgeregelt wieder auf die oberste Packung des Strippers zurückgeführt werden . Eine tiefere Temperatur sollte dabei nicht gewählt werden, insbesondere wenn die Gefahr besteht, dass die chemisch gebundenen Gase Salze bilden, die auskristallisieren und Anlagenkomponenten verstopfen.

Der gekühlte Brüden G14 kann druckgeregelt zu einer Nachverbrennung geleitet werden . Die entsprechende Rohrleitung kann mit einer Begleitheizung versehen sein, welche eine Kondensation in der Leitung verhindert.

Das Bodenprodukt W6 aus der Stripperkolonne kann standgeregelt abgezogen und über eine Pumpe zur Anlagengrenze gepumpt werden. Vor der Abgabe an die Umgebung 6 kann das Wasser in einem Plattenwärmeaustaucher auf 30 bis 40°C gekühlt werden. Die exakte geforderte Temperatur muss üblicherweise mit der Abwasser-Abnahmestelle abgestimmt werden .

Im Folgenden wird die Prozessfluidstrippung 12; 112 bei einer Aufbereitungsanlage 10; 100 gemäß Fig . 2 oder Fig . 3 erläutert. Während der Konditionierung 2 und der Kühlung 3 des Rohgases Gl stromab vom Scrubber 1 fallen üblicherweise große Mengen an Kondensaten an . Diese Prozesskondensate aus der Konditionierung bzw. Kühlung und anfallende Abwässer aus optionalen nachgeschal- teten Anlagenteilen enthalten üblicherweise kein Chlorid . Es hat sich nun gezeigt, dass diese Ströme nach entsprechender Behandlung auf elegante Weise in den Prozess zurückgeführt werden können.

Die gelösten und teilweise chemisch gebundenen Gaskomponenten werden stromab von der Rohgaswäsche in einer Stripperkolonne 12, 12.1 (Fig . 3) bei erhöhter Temperatur entfernt. Üblicherweise sind in den Prozesskondensaten auch große Mengen Ammoniak NH3 gelöst, die zur Herstellung von Ammoniak- Starkwasser W12.2 benutzt werden können und somit nicht ausgetrieben werden sollen. Daher kommt neben Wasserdampf Gd vorteilhafterweise auch Kohlenstoffdioxid C02 als Strippgas Gs zum Einsatz. Beispielsweise können die folgenden Anteile genannt werden: 1000kg Prozesskondensat, 250kg C02, 150kg Dampf.

Es hat sich gezeigt, dass es besonders vorteilhaft ist, die Prozessfluidstrippung in zwei getrennten Strippern 12.1, 12.2 durchzuführen (Fig . 3), nämlich einem Prozesskondensatstripper 12.1 und einem davon separaten Ammoniakstripper 12.2. Eine derartige vorteilhafte Prozessführung wird im Folgenden beschrieben.

Im unteren Drittel einer Kolonne des Prozesskondensatstrippers 12.1 eingedüstes C02 (Gsl2; Gsl2.1) bindet das Ammoniak im Wasser unter Bildung von Ammoniumhydrogencarbonat, welches sich im Kolonnensumpf sammelt. Von unten in die Kolonne eingedüster Dampf Gd l2; Gd l2.1 bewirkt, dass das Ammoniumhydrogencarbonat im Sumpf thermisch zersetzt wird und das freigesetzte C02 sowie die im Prozesskondensat gelösten Gaskomponenten über Kopf abgestrippt werden . Somit kann ein Großteil des freien Ammoniaks W12.2 am bzw. mit dem Kolonnensumpf 12d ausgeschleust werden.

Der Kolonnenbrüden G12.1 des Prozesskondensatstrippers 12.1 kann, insbesondere analog zur Abwasserstrippung, ebenfalls in einer Quenchkühlung abgekühlt und der Nachverbrennung zugeführt werden . Dabei kann überschüssiges Kondensat im Sumpf des Quench-Behälters standgeregelt wieder auf die oberste Packung des Strippers zurückgeführt werden.

Ein Teil des gestrippten Prozesskondensats im Sumpf 12b der Kolonne des Prozesskondensatstrippers 12.1 kann nun zum Scrubber 1 (zurück-)gepumpt und wiederverwendet werden, insbesondere als Waschwasser W12b über eine Leitung, die Bestandteil eines internen Wasserkreislaufs WC ist. Es hat sich gezeigt, dass dieses alkalische Wasser die quantitative Auswaschung von Chlorid aus dem Rohgas Gl bzw. Synthesegas G4 begünstigt. Als weiterer Vorteil kann erwähnt werden, dass durch diese Maßnahme die notwendige Frischwassermenge, welche dem Scrubber 1 zugeführt werden muss, reduziert oder komplett ersetzt werden kann . Das restliche Bodenprodukt kann z.B. einer weiteren Stripperkolonne 14 zur weiteren Aufbereitung zugeführt werden. Eine zweite Stripperkolonne 12.2 der Prozessfluidstrippung 12 dient der Abtrennung von Ammoniak. Das Sumpfprodukt des Prozesskondensatstrippers kann dabei über eine Kopplung bzw. Verbindungsleitung 112.1 auf den Einsatzboden dieses Ammoniakstrippers 12.2 gepumpt werden . Die Zufuhr der notwendigen Aufkochenergie für den Stripper 12.2 kann beispielsweise mittels eines dampfbeheizten Kolonnenaufkochers 12.3 (Fig . 4) erfolgen . Der mit Ammoniak angereicherte Kolonnenbrüden kann in einer Quenchkühlung (Prozess bzw. Anlagenkomponente) abgekühlt werden.

Zur Gewinnung von Ammoniakstarkwasser W12.2 kann der Brüden aus der Quenchkühlung in einem vertikalen Kondensator unter Beimischung von Wasser kondensiert werden. Die zugegebene Wassermenge wird dabei derart eingestellt, dass ein lagerfähiges Ammoniak- Starkwasser erhalten wird . Dieses Ammoniak-Starkwasser kann vorteilhafterweise in anderen Anlagenkomponenten wiederverwendet werden, beispielsweise in der Abgasreinigung zur NOx-Reduzierung .

Im Sumpf des Ammoniakstrippers gesammeltes, salzfreies Wasser W12a mit einem Restammoniakanteil kleiner 5 ppm kann ebenfalls in anderen Anlagenteilen als Ergänzungswasser, zum Beispiel in einer Deionat-Anlage, eingesetzt werden.

Fig . 3 zeigt die wenigstens vier Auslässe 12a, 12b, 12c, 12d der Prozessfluidstrippung 12. Ein Verteiler 16 ist an oder stromab vom Prozesskondensatstripper 12.1 angeordnet und in Kommunikation mit einer Logikeinheit 18.

Der interne Wasserkreislauf WC kann z. B. durch drei oder vier Leitungsabschnitte oder Leitungen gebildet sein, insbesondere einem ersten und wahlweise auch einem zweiten Leitungsabschnitt WC1, WC2 zwischen Rohgaswäsche 1 und/oder Gaskonditionierung 2 bzw. Gaskühlung 3, und einem weiteren Leitungsabschnitt WC3 hin zur Prozessfluidstrippung 12, sowie der Rückführleitung WC4 zurück zur Rohgaswäsche 1.

Fig . 4 beschreibt im Detail eine Wasserbehandlungsanlage 200, bei welcher zusätzliche Anlagenkomponenten oder Leitungen/Prozessströme vorgesehen sein können. Insbesondere weist der NH3-Strip- per 12.2 einen Auslass 12d . l auf, welcher zum Kolonnenaufkocher 12.3 führt, welcher einen Auslass 12d .2 aufweist, von welchem die Ableitung W12.2 für NH3-Starkwasser abgeht. Dem Kolonnenaufkocher 12.3 kann Prozesswasser F4 zugeführt werden. Dem NH3-Stripper kann Natriumlauge F2 zugeführt werden. Auch der Stripper 14.1 kann über die Leitung Fl Natriumlauge zugeführt werden. Ferner kann über die Leitung F5 (Strichpunktlinie, optional) eine optionale Koppelung der Zuführung von Prozesswasser F4 an den Strom gereinigten Prozesswassers W12a erfolgen. Auch kann über die Leitung F3 (Strichpunktlinie, optional) eine optionale Zugabe von Lauge an den rückgeführten Strom gereinigten Prozesswassers W12b erfolgen .

Bezuqszeichenliste

1 Rohgaswäsche (Verfahren oder Anlagenkomponente)

2 Gaskonditionierung (Verfahren oder Anlagenkomponente)

3 Gaskühlung (Verfahren oder Anlagenkomponente)

4 Sauergasentfernung (Verfahren oder Anlagenkomponente)

5 Abwasservorbehandlung gemäß dem Stand der Technik

6 Umgebung bzw. Biologie

Gl Rohgas bzw. Rohgasstrom, insbesondere aus Vergasung

Gs Strippgas bzw. Strippgasstrom

Gd Dampf

G4 Syngas bzw. Synthesegasstrom

G5.1 NH3-Brüden bzw. NH3-Wasser

G5.2 Sauergas(-strom)

Wl Wasser bzw. Wasserstrom von Rohgaswäsche zur Vorbehandlung

W3 Prozessfluidstrom von Gaskühlung zur Vorbehandlung

W4 Prozessfluidstrom von Sauergasentfernung zur Vorbehandlung

W6 Abwasser bzw. Abwasserstrom abgeleitete in Umgebung bzw. zur Biologie

10; 100; 200 Wasserbehandlungsanlage

12; 112 Prozessfluidstrippung (Verfahren oder Anlagenkomponente)

12.1 Prozesskondensatstripper

12.2 NH3-Stripper bzw. Ammoniakstripper

12.3 Kolonnenaufkocher

112.1 Stripper-Kopplung

12a, 12b, 12c, 12d; 12d . l, 12d.2 Auslass

14 Strippung zum Bereitstellen von Abwasser

14.1 Stripper bzw. Kolonne für Strippung

16 Verteiler

18 Logikeinheit

Fl , F2Natriumlauge bzw. NaOH-Strom

F3 optionale Zugabe von Lauge bzw. NaOH-Strom

F4 Prozesswasser F5 optionale Koppelung der Zuführung von Prozesswasser an W12a

G12.1 Brüden bzw. Sauergas bzw. Sauergasstrom, insbesondere für Nachverbrennung Gsl2; Gsl2.1 Strippgas bzw. Strippgasstrom

Gdl2; Gd l2.1 Dampf

G14 Brüden bzw. Sauergas bzw. Sauergasstrom, insbesondere für Nachverbrennung

W12a (erster) Strom gereinigten Prozesswassers, insbesondere für interne Weiterverwendung

W12b weiterer Strom gereinigten Prozesswassers, insbesondere für Rückführung

W12.2 NH3-Starkwasser bzw. Ammoniakwasserstrom

W14 Wasser bzw. Wasserstrom von der Rohgaswäsche zur Abwasserstrippung

WC interner Wasserkreislauf

WC1 erster Leitungsabschnitt des Wasserkreislaufs

WC2 Wasserleitung bzw. weiterer Leitungsabschnitt des Wasserkreislaufs

WC3 Wasserleitung bzw. weiterer Leitungsabschnitt des Wasserkreislaufs

WC4 Rückführleitung bzw. weiterer Leitungsabschnitt des Wasserkreislaufs