用于在物理洗气中使洗涤剂再生的方法和设备技术领域
本发明涉及用于洗气的方法，其中从相对于以物理方式起作用的洗涤剂在逆流中
引导的气体混合物洗出至少一种物质，从而产生负载有至少一种所洗出的物质的洗涤剂，
使其再生并重新作为洗涤剂在洗气中使用，其中在负载的洗涤剂中的至少一种洗出的物质
的结晶温度高于洗涤剂的结晶温度。此外，本发明还涉及用于实施根据本发明的方法的设
备。
背景技术
物质混合物中存在的物质的结晶温度应当理解为在不超过该温度时开始形成绝
大部分由该物质组成的晶体。
物理洗气利用了明显不同地吸收气态物质从而分离气体混合物的液体特性。作为
洗涤剂使用的液体在此情况下负载有分离出的物质，其没有在溶液中发生化学键结。
气体被液体吸收的程度可以由溶解系数来表示：气体在液体中溶解得越好，则溶
解系数越大。溶解系数取决于温度，一般随温度下降而升高。如果气体混合物的组分的溶解
系数相差足够大，那么在物理洗气中具有较大溶解系数的组分基本上被洗出，而具有较小
溶解系数的气体组分基本上留在气相中。
紧接着洗气，将从气体混合物中洗出的气体组分从负载的洗涤剂中去除掉，由此
使洗涤剂再生。通常将再生的洗涤剂重新在洗气中使用，而将洗出的气体组分加以处置或
者送至经济应用。
对于例如通过用水蒸气重整或者通过部分氧化以大规模在气化装置中由煤或/和
烃产生并且通常包含一些不希望的成分例如水、二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)和氧硫化碳
(COS)的合成粗煤气的净化，优选采用物理洗气。建议这些方法是因为合成粗煤气目前主要
是在高压下产生并且物理洗气的效果随运行压力以一次近似线性增加。
对于合成粗煤气的净化特别有意义的是甲醇洗涤。其利用了H2S、COS和CO2在低温
的液态甲醇中的溶解系数相对于氢和一氧化碳的溶解系数相差多个数量级。合成粗煤气通
常在大约-60℃的温度和30与80巴之间的压力下进行洗涤。为了重新分离出在此吸收的物
质及使洗涤剂再生，使甲醇减压至典型地在2巴范围内的压力。随后将经再生的洗涤剂重新
泵至30与80巴之间的压力并重新用于洗涤合成粗煤气。此外，在再生期间分离出的气体馏
份下降至低的压力水平并且必须进行压缩，从而使其能够作为产品出售。为了所需的压力
升高产生的成本对于物理洗气特别是甲醇洗涤的经济性造成不利影响。
发明内容
因此，本发明的目的是给出前述类型的方法及设备，由此克服所述的现有技术的
缺点。
该目的在方法方面根据本发明是通过如下方式实现的，将至少一部分负载有至少
一种物质的洗涤剂冷却到至少一种洗出的物质的结晶温度以下，从而使从液态洗涤剂分离
出的至少一部分量的至少一种洗出的物质以固体存在。
通过根据本发明的方法能够从负载的洗涤剂分离出至少一部分量的洗出的物质，
无需为此减小洗涤剂压力。虽然在实施该方法时不可避免地产生压力损失，但是能够通过
相应地设置用于实施该方法的设备而使该压力损失随意地最小化，从而使洗涤剂及分离出
的物质在分离步骤之后的压力基本上对应于在分离步骤之前负载的洗涤剂的压力。如果在
根据本发明的分离步骤之前取消掉负载的洗涤剂的减压，那么获得的洗涤剂及分离出的物
质的压力基本上等于在洗气中的压力。
可以多种途径将在根据本发明的冷却过程中产生的固体从液态洗涤剂分离出。例
如可以引导在冷却时形成的固体/液体混合物通过过滤器，该过滤器的孔足够小，从而可以
留下固体。也可以想到的是，借助重力和/或离心力分离出固体，为此引导固体/液体混合物
通过重力分离器、离心机或旋风分离器。同样可以使负载的洗涤剂与冷的表面接触，通过该
表面使洗涤剂冷却，并且使在冷却时形成的固体粘附在该表面上。也可以是有意义的是，彼
此先后应用所建议的方法中的两种或更多种。
在根据本发明的方法的一个优选的改变方案中，引导负载的洗涤剂通过热交换
器，并且在此情况下通过间接热交换经由冷介质冷却到至少一种洗出的物质的结晶温度以
下。在此固体主要在热交换器表面的紧邻附近形成，在该表面上生长成为固体层并如此保
持。生长的固体层导致热交换器中流动截面变窄，并因此导致经由热交换器的随时间增多
的压力损失。此外，固体层还妨碍冷介质与负载的洗涤剂之间的热传递。因此建议，一旦经
由热交换器的压力损失超过所确定的边界值，就中断通过热交换器的负载的洗涤剂的流，
并且通过优选与第一热交换器相同构造但是没有固体沉积的第二热交换器绕行，于是经由
该第二热交换器实施根据本发明的冷却。在负载的洗涤剂经由第二热交换器进行冷却期
间，加热第一热交换器，使得粘附在其表面上的固体层蒸发，从而使可获得的气流的压力基
本上对应于在洗气中的压力。
为了避免在热交换器之间切换期间发生洗涤剂流动的中断或压力峰值，可以持续
地减小通过由于固体层变窄的第一热交换器的流量，同时相应地提高通过第二热交换器的
流量。
随后将总量或一部分量的根据本发明处理的洗涤剂优选直接地即在无需进一步
改变组成的情况下重新用于洗气。如果通过根据本发明的方法无法完全分离出一种或多种
在负载的洗涤剂中溶解的物质，则建议在洗气装置中在合适的位置使用总是部分负载的洗
涤剂作为所谓的半贫品(Semilean)，这例如由专利申请DE 10 2007 051181所公开。于是仅
对根据本发明处理的洗涤剂的不是作为半贫品使用的部分实施一个或多个其他的再生步
骤，以获得完全再生的洗涤剂。
根据本发明的方法适合于从不同的物理洗涤剂分离出不同的物质。但是特别有利
地可以用于借助甲醇通过洗气从合成粗煤气至少分离出二氧化碳。在如上所述典型地在30
与80巴之间的洗涤中的压力下，二氧化碳的结晶温度为大约-60至-95℃，而甲醇在大约-98
℃下才结冰。因此可以将在洗气中负载有二氧化碳的甲醇冷却至所溶解的二氧化碳的结晶
温度以下，并因此获得至少一部分固体形式的二氧化碳，无需在此情况下使甲醇凝固。
此外，本发明还涉及用于洗气的设备，其具有洗涤装置，可以引导以物理方式起作
用的洗涤剂相对于气体混合物在逆流中通过该洗涤装置，以及与洗涤装置以流体方式连接
的再生装置，可以向该再生装置中导入在洗涤装置中负载有至少一种从气体混合物洗出的
物质的洗涤剂以进行再生，并且将再生的洗涤剂由该再生装置送回洗涤装置中。
所提出的目的在设备方面根据本发明是通过如下方式实现的，再生装置包括分离
装置，于其中可以将至少一部分负载有至少一种洗出的物质的洗涤剂冷却到至少一种洗出
的物质的结晶温度以下，并将在此情况下形成的固体从负载的洗涤剂分离出。
为了分离出在冷却时形成的固体，分离装置例如可以具有过滤器，该过滤器的孔
足够小，从而可以留下固体。与此不同，在其他的改变方案中，设置重力分离器如沉淀容器，
或旋风分离器或离心机，经由它们可以通过重力或离心力的作用分离出在洗涤剂中包含的
固体。在根据本发明的设备的另一个改变方案中，所述分离装置具有冷表面，该冷表面可以
与待冷却的洗涤剂接触从而使其冷却，并且可以在该冷表面上使所形成的固体冻结，并由
此从洗涤剂分离出。还可以将分离装置设计成具有两个或更多个优选以串联方式布置的所
建议的分离器(Abtrennmittel)。
在根据本发明的设备的一个优选的实施方案中，所述分离装置具有至少两个平行
布置的热交换器，通过这些热交换器可以将负载的洗涤剂冷却到至少一种洗出的物质的结
晶温度以下。在洗涤剂的流动路径中设置的阀门能够使至少两个热交换器中的每一个与一
个或多个其他的热交换器独立地完全与洗涤剂流分离，其中同时总是保持至少一个热交换
器可以有洗涤剂流过。针对性地将每个热交换器设计成具有加热装置，通过该加热装置可
以与一个或多个其他的热交换器的温度独立地升高其温度到至少一种洗出的物质的结晶
温度以上。此外，每个热交换器与排出装置相连接，可以经由排出装置从热交换器排出在升
高温度时转入气相的物质。
因此，分离装置优选与洗涤装置以流动技术方式连接，从而可以将至少一部分在
分离装置中处理的洗涤剂直接作为洗涤剂送回洗涤装置中。此外，分离装置可以流动技术
方式与再生装置的其他部分相连接，从而可以对在分离装置中处理的洗涤剂实施至少一个
其他的再生步骤。
下面依照在图1中示意性地描绘的实施例更详细地阐述本发明。
附图说明
图1所示为洗气装置，于其中在两个洗涤步骤中通过用低温的液态甲醇进行洗涤
从主要部分由氢和一氧化碳组成的合成粗煤气选择性地分离出二氧化碳以及含硫组分。
具体实施方式
将压力在30与80巴之间的待处理的合成粗煤气经由管道1导入设计成塔的洗涤装
置W中，于其中通过烟囱板(Kaminboden)K相互分离地彼此上下布置两个洗涤区段S1和S2。
合成粗煤气向上流入第一洗涤区段S1中，其中与从上向下流动的、作为以物理方式起作用
的洗涤剂使用的甲醇强烈接触，并去除掉含硫组分。以适应含硫组分的溶解系数的量经由
管道2输送至洗涤区段S1的上端的洗涤剂是经由管道3从烟囱板K排出的、在第二洗涤区段
S2中负载有二氧化碳但是不含含硫组分的甲醇洗涤剂的一部分。
净化掉了含硫组分但是仍然包含二氧化碳的气体混合物经由烟囱板K流入第二洗
涤区段S2中，于其中继续向上引导，并在此情况下利用在逆流中引导的以物理方式起作用
的洗涤剂4和5进行洗涤，并去除掉二氧化碳。将净化的气体混合物作为合成气从洗涤装置W
的顶部经由管道6排出，并供应至应用场合(未示出)。
从洗涤装置W的塔底导出负载有含硫组分和二氧化碳的甲醇7，经由节流装置a减
压至15与25巴之间的压力，导入分离器D1中，并在此被分离成为气相和液相。将主要由在洗
气中共吸收的氢和一氧化碳组成的气相从分离器D1经由管道8排出，并经由管道9送回至洗
涤装置W上游。将液相10导入再生装置R中，由此排出完全再生的、压力典型地为1和3巴的、
基本上不含含硫组分也不含二氧化碳的甲醇19，并经由泵P1作为洗涤剂5送回至洗涤塔W的
顶部。
将不需要在第一洗涤区段S1中作为洗涤剂的、负载有二氧化碳、不含含硫组分的
甲醇洗涤剂3的第二部分经由管道11及经由节流装置c减压至分离器D2中的中间压力。将在
减压中形成的主要由在洗气中共吸收的氢和一氧化碳组成的气相从该分离器经由管道12
排出，并且恰如同气相8一样经由管道9继续引导。将液相从分离器D2经由管道13排出，并继
续引导至属于再生装置R的分离装置T中，从而从甲醇洗涤剂分离出二氧化碳。
分离装置T包括第一同流换热式热交换器E1和第二同流换热式热交换器E2，两者
可以相互独立地通过外部冷量14和15进行冷却。引导负载有二氧化碳的甲醇13的总量通过
第一热交换器E1，并在此情况下冷却到-75与-95℃之间的温度。在该温度下，在甲醇中溶解
的二氧化碳发生冻析(ausfrieren)，并作为固体层沉积在交换表面上，从而使通过热交换
器E1的自由的流动截面连续地变小，并且使压力损失变大。因为固体层发挥热绝缘体的作
用，并因此也使冷却效率随时间降低，所以一旦压力损失超过所规定的边界值，就中断通过
热交换器E1的负载的甲醇的流13，并引导其通过第二热交换器E2。一旦与甲醇流13隔离，就
将热交换器E1加热到二氧化碳的结晶温度以上，从而使二氧化碳转入气相中，并且在压力
实际上等于负载的甲醇13的压力的情况下经由管道16排出。如果热交换器E1的交换表面的
固体层被蒸发掉，并且通过热交换器E2的压力损失升高到预先规定的边界值，则将这两个
热交换器E1和E2的作用调换，从而重新通过热交换器E1冷却负载的甲醇流13，同时加热热
交换器E2，以去除所形成的固体层及获得气态二氧化碳17。
在分离装置T中，仅分离出一部分在负载的甲醇13中包含的二氧化碳，从而使部分
负载的甲醇18离开分离装置T。因为部分负载的甲醇18的压力基本上对应于负载的甲醇13
的压力，所以可以将其经由泵P以比较低的泵功率送回，并经由管道4在合适的位置作为洗
涤剂输送至洗涤装置W。