DE1043296B - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Schwefeldioxyd aus verunreinigtem Schwefel - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Schwefeldioxyd aus verunreinigtem Schwefel

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DE1043296B
DE1043296B DEM32051A DEM0032051A DE1043296B DE 1043296 B DE1043296 B DE 1043296B DE M32051 A DEM32051 A DE M32051A DE M0032051 A DEM0032051 A DE M0032051A DE 1043296 B DE1043296 B DE 1043296B
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Friedrich Volk
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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/48Sulfur dioxide; Sulfurous acid
    • C01B17/50Preparation of sulfur dioxide
    • C01B17/54Preparation of sulfur dioxide by burning elemental sulfur

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  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Schwefeldioxyd aus verunreinigtem Schwefel Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung von Schwefeldioxyd aus Schwefel, der mit anorganischen und/oder organischen Stoffen, wie z. B. Bitumen, Teer oder Asche, verunreinigt ist.
  • Es ist bekannt, daß die Verbrennung von mit solchen Stoffen verunreinigtem Schwefel erhebliche Schwierigkeiten bereitet. Beim Verbrennen von verunreinigtem Schwefel an der Luft wird dieser beim Zusammenschmelzen sehr bald von einer Haut der enthaltenen Verunreinigungen überzogen, die die Schwefelflamme zum Erlöschen bringt und damit die Verbrennung hemmt. Schon sehr geringe Mengen von Brennstoffen, z. B. Spuren von Bitumen, Teer und Asche, genügen zur Unterbindung der weiteren Verbrennung.
  • Die Verbrennung des geschmolzenen, mittels Druckluft oder Dampf verdüsten Schwefels kann nicht befriedigen, teils wegen der kostspieligen Anlagen sowie auch deren Unterhaltung. In solchen Anlagen treten leicht Verkrustungen an den Heizflächen der Schmelzbehälter, Verstopfungen der Zuleitungsrohre und Düsen und Ansätze von Verbrennungsrückständen an der gesamten Ofenwand auf. Durch mechanische Bewegung oder Luftdurchrührung des geschmolzenen Schwefels kann nicht verhindert werden, daß wegen der Anreicherung insbesondere der Aschenbestandteile im Verbrennungsrückstand die Verbrennung nur unvollständig erfolgt. Vielfach ist man gezwungen, den nicht ausgebrannten Verbrennungsrückstand nochmals gesondert, z. B. im Schwefelkiesofen, abzurösten. Auch die Austragung des unvollkommen erschöpften Verbrennungsrückstandes ist oft beschwerlich, vor allem bei angestrebter kontinuierlicher Arbeitsweise.
  • Bisher wurden Horizontal- oder Kesselöfen mit und ohne komplizierten Einbauten vorgeschlagen. Zwecks gleichmäßiger Verbrennung bringt man in solchen Ofen den Schwefel zum Schmelzen, setzt diesen in Brand und läßt seitlich eingeführte Luft die gesamte Oberfläche des geschmolzenen Schwefels gleichmäßig bestreichen. Meist gelingt dies nur unvollkommen, da Luft, um die Verbrennung zu unterhalten, in großem Überschuß zugesetzt werden muß.
  • Auch durch eingebaute Querwände sowie Luftverteilungszungen kann nicht vermieden werden, daß ein Teil der Verbrennungsluft in den oberen Ofenraum entweicht und sich der Verbrennung entzieht. Die Folge sind ungleichmäßiger Ofengang sowie im S 02-Gehalt wechselnde Verbrennungsgase mit Beimischung von Sublimationsschwefel. Die hier genannten Schwierigkeiten treten in der Hauptsache in Horizontalöfen auf.
  • Es ist eine Vorrichtung bekannt, in die feingepulverter Schwefel mit Druckluft in einen hocherhitzten Horizontalofen eingeblasen und zu Schwefeldioxyd verbrannt wird. Luft und Schwefel werden dabei im Gleichstrom geführt. Da bei dieser Ofenkonstruktion zwecks Vermeidung der vorgenannten Schwierigkeiten an eine besonders gute indirekte Wärmeleitung gedacht ist, hat man diesen Horizontalofen mit mehreren konzentrisch ineinander angeordneten Zylinderrohren nur wenig verschiedenen Durchmessers und mit an den Enden versetzt angebrachten Querwänden versehen, so daß der mit Verbrennungsluft eingedüste Schwefel unter mehrfachem Richtungswechsel durch die aus den Zylinderwänden gebildeten engen Ringkanäle hindurchgepreßt wird und hierbei verbrennt. Für mit Bitumen, Teer und Asche verunreinigten Schwefel ist ein solcher Ofen nicht brauchbar, da an den Zylinderzwischenwänden schon nach kurzer Zeit Verkrustungen eintreten würden, die nur nach Stillsetzung des Ofens und völliger Demontage entfernt werden könnten.
  • Es ist auch bekannt, Schwefel in stückiger Form über eine Förderschnecke und ein mit Rüttelvorrichtung versehenes Sieb in einen rechtwinklig dazu orientierten, horizontal gelagerten Röhrenofen hineinfallen zu lassen. Durch an der Stirnseite des Ofens aufgegebene Gase wird das Material durch den Ofen geführt und verbrannt. Die eigentliche Verbrennungszone befindet sich direkt unterhalb des Siebes. Dies hat den Nachteil, daß die gesamte Siebfläche der Strahlungswärme der Verbrennungszone, das sind 1000 bis 1200°C, ausgesetzt ist, so daß der feste stückige Schwefel in sich verklebt, zum Teil schon auf der Siebfläche schmilzt und diese zum Verkleben bringt. Eine dosierte Schwefelaufgabe in den Verbrennungsraum hinein wird dadurch in Frage gestellt. Ganz abgesehen davon, daß auch die Zufuhr an Verbrennungsluft entsprechend der wechselnden Schwefelaufgabe ständig nachgeregelt werden müßte, ist die Herstellung bestimmter S 02-Konzentrationen mit dieser Vorrichtung in kontinuierlicher Weise nicht möb lich. Außerdem wird der Innenraum des Ofens für den Verbrennungsvorgang nicht genügend genutzt. Stark Bitumen, Teer und anorganische Bestandteile enthaltender Schwefel ,wird an der der Siebfläche gegenüberliegenden Wand des Ofens haftenbleiben und zu erheblichen Verkrustungen führen, die den kontinuierlichen Ablauf des Verfahrens dadurch ebenfalls in Frage stellen.
  • Durch Verwendung des erfindungsgemäß in bestimmter Weise hinsichtlich seiner Dimensionierung, der Einführung der Rohstoffe, Beheizungsart sowie Austragung der Umsetzungsstoffe konstruierten, von Prallwänden im wesentlichen freien Schachtofens gelingt es, die Nutzbarmachung von unreinem Schwefel unter Gewinnung von S 02 in kontinuierlicher sowie technisch-wirtschaftlich einfacher Arbeitsweise durchzuführen, unter Behebung der bisherigen Schwierigkeiten und Nachteile. Dies gelingt dadurch, daß man den auf die erforderliche Korngröße von etwa 0,2 bis 3 mm Durchmesser zerkleinerten Rohschwefel zwecks Erzeugung von SO, in einen zweckmäßig runden und ausreichend hoch vorerhitzten Schachtofen entsprechender Bauhöhe an der Ofendecke mittels Verbrennungsdruckluft über einen Trichter mit weitem Einlauf oder eine Düse mit weiter Öffnung eindöst, so daß ein Verkleben der Aufgabevorrichtung überhaupt nicht möglich ist. Der Schwefel entzündet sich unter Schmelzung und Bildung feinster in Verbrennungsgas dispergierter brennender Schwefeltröpfchen, die beim Abstreichen nach der Ofensohle vollständig ausbrennen. Auch die Verbrennung der enthaltenen organischen Verunreinigungen erfolgt hierbei praktisch vollständig, v-ährend sich die Aschenbestandteile auf der Ofensohle absetzen und kontinuierlich ausgetragen werden, je nach den enthaltenen Mengen, oder bei geringen Mengen als Flugstaub. mit den Verbrennungsgasen abstreichen, aus denen sie in einem dem Ofen nachgeschalteten Zyklon oder Filter, z. B. Elektrofilter, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer in der Praxis üblichen Staubkammer, abgetrennt werden können.
  • Zwecks Anheizung des Ofens auf Zünd- bzw. Betriebsterngeratär weist dieser im oberen Teil der Schachtwandung in bestimmter Höhe unterhalb der Ofendecke einen horizontalen Ringkanal auf, der mit nach innen gerichteten Gasaustrittsöanungen (Schlitze) versehen ist. Deren Anordnung und Größe wird zweckmäßigerE.-eise so ausgebildet, daß das Gas tangential in den Ofenraum eintritt und eine rotierende Bewegung in diesem hervorruft. Hierdurch wird der streukegelförmig eingedüste Schwefel über den ganzen Verbrennungsraum verteilt und je nach dem Grad der Verunreinigung momentan oder langsam verbrannt. Lias zur Verwendung kommende Heizgas wird z. B. in einer vorgeschalteten Kammer, z. B. auch durch Verbrennung von Generatorgas, H2 S-haltigen Gasen oder z. B. Heizöl sowie auch geschmolzenem reinem Schwefel erzeugt und in den vorerwähnten Ringkanal tangential eingeführt. Diese Anordnung gestattet die ständige Verbrennung von H2 S-Gaser# zur zusätzlichen Getvinnung von S02. Ferner kann bei Verbrennung von unreinem Schwefel Fait schlechter Zündfähigkeit ständig zusätzlich geheizt werden. Zweckmäßig wird die Heizgaszufuhr durch einen im Ofen eingebauten Thermostaten mengenmäßig gesteuert. Zur Temperaturregulierung des Ofens kann neben der Luft zum Eindüsen des Schwefels ein weiterer Teil dieser als zusätzliche Verbrennungsluft durch im Ofenmantel angeordnete Öffnungen eingeführt werden. Nach erfolgter Aufheizung des Schachtes kann die Heizgaszuführung abgestellt und die Eintragung des Schwefels in Gang gesetzt werden. Zwecks sicherer Zündung empfiehlt sich die Anordnung einer gegebenenfalls ständig brennenden Stichflamme im oberen Schachtofen.
  • Die völlige Verbrennung des Schwefels ist hierbei ausschließlich eine Funktion des Zerteilungsgrades und des Dispersionsgrades des eingetragenen Schwefels in den Ofen, ferner der Ofenhöhe bzw. -länge sowie der Geschwindigkeit des Durchsatzes des Verbrennungsgemisches durch den Ofenschacht. Zwecks Gewährleistung der vollständigen Verbrennung etwa auch enthaltener größerer Schwefelkörner können beispielsweise einzelne Prallflächen, ein Rost oder einzelne entsprechend groß gelochte, horizontale Platten aus keramischem Material im Ofenschacht über dessen vollen OOuerschnitt in der Nähe des Gasaustritts angeordnet werden, wobei die Löcher der einzelnen Platten gegen die Löcher der anderen Platten versetzt sind. Die im Betriebsgang des Ofens auf den ebenen Flächen der Platten auftreffenden, noch nicht verbrannten Schwefelkörner bzw. -tröpfchen kleben sofort fest und brennen dann völlig ab. Zweckmäßig werden etwa in Höhe der oberen Plattenebene Stock- bzw. Räumlöcher in der Schachtwandung angeordnet, zwecks gelegentlicher Entfernung etwa gebildeter Aschenablagerungen auf den Platten. Das gleiche gilt für die Schachtwandung an der Ofensohle, an der gegebenenfalls die Austragung des Aschenrückstandes auch kontinuierlich bewirkt werden kann.
  • Wesentlich für den kontinuierlichen Ablauf des Verbrennungsvorgangs ist auch die vorwiegend in vertikaler Richtung schon von der Schwefel-intragsvorrichtung aus folgende pneumatische Förderung des Schwefels, da der Auftrieb durch die Verbrennungsgase und das gebildete S 02 in einer Richtung wirksam wird.
  • Die Schwefeleintragung erfolgt z. B. mittels einer am unteren Austragsende eines über bzw. vor dem Ofen aufgestellten Schwefelvorratsbehälters angeordneten Austragsvorrichtung in der Weise, daß das konische Austragsende des Einlauftrichters von einem weiter dimensionierten düsenförmig ausgebildeten Hohlkonus umfaßt wird, der an einen exzentrisch ausgebildeten ,Ringkanal angeschlossen ist, in den die Verbrennungsluft zweckmäßig tangential eingeführt wird. Dieser untere Düsenkonus kann z. B. an seiner unteren Öffnung mit schraubenförmig angeordneten Leitflächen oder Rippen versehen sein, um eine zusätzliche Drallwirkung hervorzurufen. Diese Drallwirkung kann verstärkt werden durch Rotation des unteren Düsenteiles bzw. Rotierung eines Propellers unterhalb der Austrittsöffnung. Zur Mengenregelung der Verbrennungsluft ist die Schwefeleintragsvorrichtung so ausgebildet, daß der Einlauftrichter in vertikaler und horizontaler Richtung verstellt werden kann. Im Betriebsgang dispergiert die Verbrennungsdruckluft den aus dem Vorratsbehälter ausgetragenen Schwefel gleichförmig als Streukegel in den Schachtofen. Zwecks Regulierung der Schwefelzuführung außer durch die Verbrennungsdruckluft verschiedener Drucksfärke ist im Innenraum des Schwefelbehälters etwa an seinem konischen Austragsende noch ein Konuskörper angeordnet, zweckmäßig mit schneckenförmigen Drallfurchen, der sowohl vertikal einstellbar als auch um seine Vertikalachse regelbar drehbar ist. Obwohl die hohe Strahlungsintensität des Ofenraumes nach der Ofendecke durch die Schmelz- und Verdampfungswärme des eingedüsten Schwefels im oberen Schachtofenraum stark gemildert wird, ist es gegebenenfalls zur Vermeidung der Abzunderung der Metallteile der Eintragsvorrichtung zweckmäßig, die der Strahlung ausgesetzten Stellen mit Wasserkühlmänteln zu versehen, und zwar auch unter Berücksichtigung des Umstandes, daß diese Metallteile durch die hindurchstreichende kalte Druckluft bereits gekühlt werden.
  • Eine weitere Ausführungsform des Schachtofens besteht darin, daß sowohl die Eintragung des Schwefels als auch die Gasführung in der Richtung entgegen der Schwerkraft von unten nach oben durchgeführt wird. Die Anordnung der Vorrichtung des Schwefeleintrages und der Heizgaseinführung wird dann im unteren Teil des Ofens vorgesehen, während die vorerwähnten Prallflächen in den obersten Teil des Ofens eingebaut werden. Die Druckwirkung der eingeblasenen Verbrennungsluft wird in diesem Fall durch den thermischen Auftrieb unterstützt. Unverbrannte Schwefeltröpfchen werden durch den aufsteigenden Gasstrom in einen Schwebezustand versetzt, wodurch sich eine längere Verweilzeit für vollständiges Abbrennen ergibt. Unverbrannte Rückstände, soweit sie nicht mit dem Gas fortgetragen werden, werden ebenfalls unten ausgetragen. Ein besonderer Vorteil bei dieser Anordnung ist die Bedienung des Ofens in Bodenhöhe und der Fortfall des Schwefeltransportes nach oben.
  • Zum Schluß wird darauf hingewiesen, daß naturgemäß die Einführung des Schwefels in den Ofen mittels der einen oder der anderen der beispielsweise angeführten Vorrichtungen gemäß Abb. 2 oder 4 sowohl von oben als auch von unten mit entsprechend zweckmäßiger Druckförderung des Schwefels im Fördertrichter bewirkt werden kann. Es können aber auch beliebig andere mechanische oder pneumatische Einführvorrichtungen verwandt werden.
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die Abb. 1 bis 4, in denen Ausführungsformen beispielsweise und schematisch dargestellt sind.
  • In Abb. 1 bedeutet 1 den mit hochfeuerfestem Material ausgemauerten und aus einem zylindrischen Eisenmantel bestehenden Ofen mit Schwefeleindüsvorrichtung 2 am oberen Ende und Gasaustrittsstutzen 3 am unteren Ende. Auf unterschiedliche Höhen verteilt enthält der Ofen Ringkanäle 4 mit tangential angeordneten Schlitzen 5 für Heizgase bzw. Verbrennungsluft. Im untersten Ofenteil befinden sich übereinander angeordnete keramische Einbauten 6, durch die die Nachverbrennung des noch unverbrannten Schwefels unterstützt wird. An der Bodensohle und jeweils über den keramischen Einbauten sind Räumlöcher 7 zum Entfernen der Verbrennungsrückstände bzw. Aschenablagerungen angeordnet.
  • Abb. 2 zeigt die Eindüsvorrichtung 2 in größerem Maßstab. Der Einfülltrichter 8 für den körnigen Schwefel enthält einen Verdrängungskörper 9 zur Dosierung des in den Ofen ablaufenden Schwefels. Durch den spiralförmigen Ringkanal 10 wird sekundäre Verbrennungsluft zur Förderung des aus dem Einfalltrichter 8 zulaufenden Schwefels geführt. Bei der Austrittsöffnung 11 tritt der durch die sekundäre Verbrennungsluft geförderte Schwefel in Form eines Streukegels in den Ofenschacht ein. Der untere Teil des spiralförmigen Ringkanals 10 ist zum Zwecke der Wasserkühlung doppelwandig 12 ausgestaltet. Abb.3 zeigt den Ringkanal 4 mit den tangential angeordneten Schlitzen 5 für die Heizgase bzw. für die Verbrennungsluft im Querschnitt.
  • Abb.4 zeigt eine Schwefeleindüsvorrichtung, durch die der Schwefel aus dem Fülltrichter 13 zusammen mit den durch das Gebläse 14 geförderten Verbrennungs- oder Heizgasen von unten oder auch von oben in den Ofen eingedüst werden kann. In ersterem Falle befinden sich am oberen Ende des Ofens der Gasaustrittsstutzen, durch den das ausgebrannte Material mit ausgetragen wird. Gemäß den Erfordernissen sind gegebenenfalls im unteren Ofenteil entsprechend Abb. 1 Räumlöcher 7 für die Verbrennungsrückstände vorhanden. Die keramischen Einbauten befinden sich im ersteren Falle in der oberen Ofenhälfte.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Gewinnung von Schwefeldioxyd aus mit anorganischen und/oder organischen Stoffen, wie z. B. mit Bitumen, Teer oder Asche, verunreinigtem Schwefel durch Verbrennung mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen, bei dem der Schwefel pulverisiert und in feinverteilter Form in einen Ofen eingeblasen und im Gleichstrom mit erhitzten, sauerstoffhaltigen Gasen durch den Ofen geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwefel durch ein inertes oder sauerstoffhaltiges Druckgas in den Ofen in Form eines Streukegels eingedüst, mittels heißer, tangential und zusätzlich in den Ofen eingeführter sauerstoffhaltiger Gase im wesentlichen in vertikaler Richtung geführt und im Schwebezustand in wirbelnder Bewegung gehalten wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwefel durch ein inertes oder sauerstoffhaltiges Druckgas von unten in den Ofen in Form eines Streukegels eingedüst wird.
  3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Druckgas heiße, inerte, z. B. aus Generator- oder H2 S-Gas erzeugte Verbrennungsgase verwendet werden.
  4. 4. Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen mit feuerfestem Material ausgemauerten, von einem Eisenmantel umgebenen Schacht (1), der mit einer Eindüsvorrichtung (2) und in verschiedenen Höhen mit tangentialen Eintrittsstutzen sowie Schlitze (4) aufweisenden Ringkanälen (5) zur über den ganzen Ofenumfang gleichmäßigen Einführung der Heizgase und der Verbrennungsluft ausgestattet ist und in dessen unterstem Teil einzelne kaskadenförmig übereinander angeordnete, keramische Prallflächen (6) angeordnet sind, und daß die Eindüsvorrichtung (2) aus einem Einfülltrichter (8) besteht, der einen regelbar rotierenden, doppelkegelförmigen Verdrängungskörper (9) enthält und der Einfülltrichter (8) in einen Ringkanal (10) mündet.
  5. 5. Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse für das Schwefelluftgemisch mit dem Fülltrichter und Gebläse über eine Rohrleitung in Verbindung steht mit der Maßgabe, daß bei Anordnung der Düse im. unteren Teil des Ofens die Prallflächen im oberen Teil des Schachtofens angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 191596.
DEM32051A 1954-02-10 1954-02-10 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Schwefeldioxyd aus verunreinigtem Schwefel Pending DE1043296B (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1087577B (de) * 1959-02-17 1960-08-25 Zieren Chemiebau Gmbh Dr A Schwefelverbrennungsofen
DE1153730B (de) * 1959-02-27 1963-09-05 Zieren Chemiebau Gmbh Dr A Schwefelverbrennungsofen zur Herstellung von Schwefeldioxyd

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE191596C (de) * 1907-03-12

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