Purification of coke oven gas for application in the energy and chemical industries
 
More details
Hide details
 
Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 2012;15(4):285–297
 
KEYWORDS
ABSTRACT
Coke oven gas is a by-product of coal coking. Its yield in the coking process of around 17% and composition (on average 50% H2 , 25% CH4 , 10% CO, 3–4% light aliphatic hydrocarbons) makes it a very important energy source. Moreover, the possibility of its application can be extended to the petrochemical and fertilizer industries (synthesis of methanol, ammonia, OXO synthesis) to produce hydrogen or even for use as a fuel to power internal combustion engines. The presence of components such as sulfur compounds (H2 S, COS, mercaptans, etc.) and naphthalene limit the application of coke oven gas. This paper presents the results of deep desulphurisation and napthalene removal from coke oven gas. The studies of deep desulphurisation consisted of wasteless, pressurized absorption in an NaOH solution at ambient temperature. Experimentation showed the possibility of complete removal of H2 S and CH3 SH. However, it was impossible to remove other sulfur impurities (COS, CS2 ). This method, combined with an additional adsorption method of desulphurisation, can be applied to COG purification for its conversion to synthesis gas. Carbon dioxide present in coke oven gas at low concentrations would also cause the decrease of sorption capacity. The utilization of coke oven gas as a fuel for internal combustion engines is limited by the presence of naphthalene in the coke oven gas. Naphthalene itself is not a problem during the combustion of gaseous fuel, but it is harmful to the engine supply system. It can accumulate in pipes causing unstable engine operation. The paper presents the concept of deep naphtalene removal from coke oven gas through its absorption in diesel fuel. Diesel oil with absorbed naphtalene can be used as a feedstock for diesel engines. The studies showed the ability to remove naphthalene from COG by absorption in diesel fuel to a level enabling the use of the gas as a feedstock for internal combustion engines.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Przystosowanie gazu koksowniczego do wykorzystania w energetyce i chemii
gaz koksowniczy, związki siarki, naftalen
Gaz koksowniczy jest ubocznym produktem procesu koksowania węgla. Jego wielkość produkcji (wydajność w procesie koksowania ok. 17%) i skład (ponad 50% H2, około 25% CH4, około 10% CO, około 3-4% lekkich węglowodorów alifatycznych) sprawia, iż posiada on cechy, aby stanowić istotny surowiec energetyczny. Możliwości jego wykorzystania można poszerzyć o wykorzystanie w przemysłowej syntezie chemicznej (metanol, synteza OXO, amoniak), do produkcji wodoru lub też wykorzystać jako paliwo do zasilania silnika spalinowego. Wykorzystanie gazu koksowniczego jest jednak ograniczone obecnością zanieczyszczeń takich jak związki siarki (H2S, COS, merkaptany i in.) jak i naftalenu. W niniejszej publikacji przedstawiono wyniki badań głębokiego odsiarczania gazu koksowniczego oraz usuwania naftalenu. Badania głębokiego odsiarczania polegały na wykorzystaniu bezodpadowej, ciśnieniowej absorpcji w roztworze NaOH w temperaturze otoczenia. Przeprowadzone eksperymenty wykazały możliwość pełnego usunięcia H2 S jak i CH3 SH. Metoda tą nie są usuwane z gazu koksowniczego pozostałe związki siarki, głównie COS i CS2. Fakt ten sprawia, że metoda może być wykorzystana jako przygotowanie gazu koksowniczego do produkcji gazu syntezowego w połączeniu z dodatkową metodą odsiarczania adsorpcyjnego. Absorpcji ulegał także obecny w niewielkim stężeniu CO2, co dodatkowo obniżało pojemność sorpcyjną układu. Energetyczne wykorzystanie gazu koksowniczego jako paliwa do silników tłokowych jest ograniczone obecnością naftalenu w gazie. Sam naftalen nie stanowi problemu podczas spalania paliwa gazowego, natomiast jest szkodliwy dla układu zasilania silnika, gdzie może się odkładać w przewodach powodując niestabilną pracę lub wręcz ją uniemożliwiając. Przedstawiono koncepcję usuwania naftalenu z gazu koksowniczego poprzez jego absorpcyjne usuwanie w skruberze zraszanym olejem napędowym. Zużyty w procesie olej napędowy może zostać wykorzystany jako paliwo do napędzania silników wysokoprężnych. Badania wykazały możliwość usuwania naftalenu na drodze absorpcji w oleju napędowym do poziomu pozwalającego na wykorzystanie gazu koksowniczego do napędzania silnika spalinowego.
 
REFERENCES (7)
1.
Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Iron and Steel Production, Industrial Emissions Directive 2010/75/EU (Integrated Pollution Prevention and Control), Draft Version, 2011.
 
2.
2. KARCZ A., 2009 – Gaz koksowniczy jako surowiec do produkcji wodoru. Polityka Energetyczna t. 12, s. 111–117.
 
3.
3. KARCZ i in, 2009 – KARCZ A., CHMIELNIAK T.,ŚCIĄŻKO M., STRUGAŁA A., 2009 – Porównanie emisji CO2 związanej z wytwarzaniem wodoru na drodze zgazowania i pirolizy węgla, Polityka Energetyczna t. 12, s. 243–261.
 
4.
Praca zbiorowa pod red. Sobolewskiego A. i Ściążko M., Najlepsze Dostępne Techniki (BAT) Wytyczne dla branży koksowniczej. Wydawnictwo Instytutu Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze 2006.
 
5.
Praca zbiorowa pod red. Zielińskiego H., Koksownictwo. Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1986.
 
6.
ROBAK i in. 2010 – ROBAK Z., KORDAS T., SOBOLEWSKI A., MUZYKA R., POGODA M., 2010 – Badania właściwości produktów węglopochodnych otrzymywanych w krajowych koksowniach. Przemysł Chemiczny nr 6, t. 89, s. 824–829,.
 
7.
Zgłoszenie patentowe P 397803.
 
ISSN:1429-6675