DE2247334B2 - Verfahren zur Herstellung von flüssigem SO2 durch direkte Gesamtkondensation - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von flüssigem SO2 durch direkte GesamtkondensationInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/48—Sulfur dioxide; Sulfurous acid
- C01B17/50—Preparation of sulfur dioxide
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von flüssigem SO2 durch direkte Gesamtkondensation
von SO2 enthaltendem Gas unter Überdruck. Flüssiges SO2 wird für Bleich- und Sulfonierungsprozesse u. a. in
der Cellulose- und Zuckerindustrie verwendet.
Flüssiges SO2 wird bislang nach folgendem Verfahren
hergestellt. SO2-GaS wird durch Verbrennung von Schwefel oder Schwefel enthaltendem Material in
einem Ofen erzeugt; danach wird das SO2-GaS aus dem Verbrennungsgas absorbiert, dessen Gehalt an SO2 sehr
gering ist. Aus dem Absorptionsmedium, welches in der Regel Wasser ist, wird dann das SO2-GaS durch Erhitzen
ausgetrieben. Dieses Gas wird gekühlt, getrocknet und zu flüssigem SO2 kondensiert. Dieses Verfahren ist
indessen kompliziert, da die Menge von SO2, welches
durch Wasser absorbiert wird, mit der Erhöhung der Temperatur des Wassers absinkt. So ist eine Wassertemperatur unter 18° am besten geeignet, um eine
ausreichende Konzentration von SO2 in dem Wasser zu erhalten. Bei bestimmten klimatischen Bedingungen
kann es unmöglich sein, große Wassermengen mit einer solchen geringen Temperatur zu erhalten. Es ist daher
notwendig, die Wassermenge zu erhöhen, so daß auch die Dampfmenge erhöht wird. Wenn das SO2-GaS
ausgetrieben ist, erhält das Wasser noch eine geringe Menge von SO2 und hat eine Temperatur von etwa
45°C. Zum Durchführen dieses Verfahrens sind relativ umfangreiche Apparate erforderlich.
besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen von flüssigem SO2 durch direkte Gesamtkcndensation
vorzuschlagen, bei welchem die Absorptionsstufe und das folgende Austreiben des Gases völlig entfallen kann.
so daß Apparate und Platz eingespart werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß SO2 enthaltendes Verbrennungsgas mit
einem Überdruck von 7—lOatü in einer ersten Kühlanordnung mit zwei Kühlstufen gekühlt wird, wo
das Gas zuerst durch direkte Berührung mit einer gesättigten Lösung von SO2 in Wasser und darauf
indirekt gekühlt wird, das Gas getrocknet und in einer zweiten Kühlanordnung durch Kühlung auf niedrige
Temperatur kondensiert und als flüssiges SO2 abgezo
gen wird.
Zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Mit dem Verfahren gemäß Erfindung wird SO2 enthaltendes Gas durch Verbrennung von Schwefel
oder Schwefel enthaltendem Material in einem Ofen erhalten, welches nach der ersten Kühlung mit
Schwefelsäure getrocknet wird. Das nichtkondensierbare verbleibende Gas aus der zweiten Kühlanordnung
kann durch einen Wärmetauscher geleitet werden, in
welchem es erwärmt wird. Der Anteil der Wärmeenergie des SOrGases, welcher von dem Kühlmedium
absorbiert ist, wird für das Erhitzen des Restgases aus dem Wärmetauscher verwendet. Nach Verlassen des
Wärmetauschers wird das Restgas zu einem Absorp-
jo tionsturm geleitet, in welchem mögliche Reste von SO2
durch Wasser absorbiert werden. Dieses Wasser wird
vorteilhaft für das Kühlen des SO2 enthaltenden Gases
in der ersten Kühlstufe verwendet.
rial verwendet wird, wird zweckmäßig durch Verbrennung eines schwefelhaltigen Materials in einem Ofen
gemäß der schwedischen Patentschrift 2 14 043 erzeugt. In diesem Ofen wird die Verbrennung mit einem
Überdruck von 7—lOatü durchgeführt, wobei das Gas
mit einer Temperatur von etwa 12000C anfällt. Durch
direkte Kühlung mit bereits gesättigter Lösung von SO2 in Was&er, welche mittels Brausen in das SO2
enthaltende Gas eingeführt wird, wird die Temperatur des Gases auf etwa 90 bis 95°C gesenkt. Durch
Verwendung einer bereits gesättigten Lösung von SO2 in Wasser für die direkte Kühlung kann die aus dem Gas
an die Kühllösung in Verlust gehende Menge von SO2 sehr gering gehalten werden. Darauf wird das Gas
indirekt auf eine Temperatur von etwa 30° C gekühlt.
Dabei wird das während der direkten Kühlung verdampfte Wasser kondensiert. Darauf wird das Gas
zweckmäßig mit Schwefelsäure getrocknet. Weil das Trocknen relativ früh erfolgt, können die Apparate für
die folgenden Produktionsstufen aus gewöhnlichem
Kohlenstoffstahl hergestellt werden, weil das Risiko
einer Korrosion außerordentlich gering ist.
Die Kühlung auf eine solche Temperatur, bei welcher das SO2-GaS »ondensiert wird, erfolgt in einem
Freon-Kühler in zwei Stufen. Um eine möglichst
vollständige Kondensation zu erhalten, wird das Gas auf
eine Temperatur von —65°C gekühlt. Das dabei entstehende flüssige SO2 hat einen sehr geringen
Wassergehalt von nur einigen ppm und hat die Bezeichnung 100%.
Um einen ungefährlichen SO2-Gehalt in dem nicht
kondensierbaren Restgas zu erhalten, wird letzteres durch einen Absorptionsturm geleitet. Wenn das
Restgas eine Temperatur von —65°C hat, muß es vor
dem Einleiten in den Endabsorptionsturm erwärmt werden, da sonst das Absorptionsmittel, das üblicherweise
Wasser ist, gefrieren kann. Die Restgase werden entsprechend durch einen Wärmetauscher geleitet,
bevor sie in den Endabsorptionsturm gelangen. Das *=
wärmeabgebende Medium in diesem Wärmetauscher ist vorteilhaft das Medium, welches in der indirekten
Kühlstufe das SO2 enthaltende Gas gekühlt und dabei Wärme aufgenommen hat. In dem Endabsorptionsturm
werden φζ geringen nicht kondensierten SO2-Mengen
absorbiert. Aus dem Turm wird ein Gas abgegeben, welches einen so niedrigen SO2-Gehalt hat, daß er für
die Umgebung ungefährlich ist.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert, in ι"»
welcher ein Strangschema für die Herstellung von flüssigem SO2 gezeigt ist.
Geschmolzener Schwefel wird in einen Ofen 1 durch ein Rohr 2 geleitet In diesem Ofen wird er mit Luft zu
SO2 verbrannt, die mittels eines Kompressors 3 auf einem Überdruck von 8—9 atü gehalten wird. Das
Verbrennungsgas, welches einen SOrGehalt von etwa 19% und eine Temperatur von etwa 120O0C aufweist,
verläßt den Ofen durch eine Leitung 4. Durch diese Leitung 4 wird das Gas in einen Kühlturm 5 geleitet,
welcher eine direkte Kühlanordnung 6 und eine indirekte Kühlanordnung 7 enthält. Wenn das Verbrennungsgas
in den Turm gelangt, wird es direkt durch Brausen mit einer zirkulierenden, bereits gesättigten
Lösung von SO2 in Wasser gekühlt. Dabei wird das »
Verbrennungsgas auf eine Temperatur von 90 bis 95° C abgekühlt. Die gesättigte Lösung wird dann in einem
Wärmetauscher 8 mit einem Kühlmedium abgekühlt, welches durch eine Leitung 9 zugeführt und durch eine
Leitung 10 abgeführt wird. Im oberen Teil des Kühlturms wird das Verbrennungsgas mittels eines
Gaskühlers gekühlt. Von der Oberseite des Kühlturmes
wird das Verbrennungsgas, welches auf eine Temperatur von etwa 30° C abgekühlt ist. durch eine Leitung 11
zu einem Trockenturm 12 geleitet, in welchem es mit Schwefelsäure getrocknet wird. Das Verbrennungsgas,
welches noch einen Oberdruck von 8 bis 9 atü hat, wird
in eine Kühlanordnung 13 in Form eines Freon-Kühlers
geleitet, der zweistufig arbeitet. In diesem Kühler wird
das Gas auf eine Temperatur von etwa —65°C gekühlt.
Infolge des hohen Druckes von 8 bis 9 atü und dem SO2-Gehalt des Gases von 19% wird das Gas fast völllig
kondensiert und durch eine Leitung 14 abgeleitet. Das Restgas wird durch eine Leitung 15 in einen
Wärmetauscher 16 geleitet, in welchem es von der niedrigen Temperatur im Kühler 13 erwärmt wird.
Ober eine Leitung 17 wird das Restgas zu einem Endabsorptionsturm 18 geleitet, in welchem möglicherweise
verbleibendes SO2 absorbiert ist Als Absorptionsmittel in dem Turm wird Wasser verwendet. Dieses
Wasser wird für die direkte Kühlanordnung 6 verwendet und durch eine Leitung 19 abgeführt Das
Gas, welches durch die Leitung 20 in die Atmosphäre abströmt, weist einen sehr niederen SO2-Gehalt auf. In
dem Wärmetauscher 16 ist das Medium, welches das verbleibende Gas erwärmt und gleichzeitig durch dieses
Gas gekühlt wird, ein Medium, welches das Verbrennungsgas in der indirekten Kühlanordnung 7 im
Kühlturm 5 kühlt Dieses Medium zirkuliert durch die Leitungen 21 und 22.
Claims (5)
1. Verfahren zum Herstellen von flüssigem SO2
durch direkte Gesamtkondensation von SO2 enthaltendem Gas unter Überdruck, dadurch gekennzeichnet, daß SO2 enthaltendes Verbrennungsgas mit einem Oberdruck von 7—lOatü in
einer ersten Kühlanordnung mit zwei Kühlstufen gekfihlt wird, wo das Gas zuerst durch direkte
Berührung mit einer gesättigten Lösung von SO2 in Wasser und darauf indirekt gekühlt wird, das Gas
getrocknet und in einer zweiten Kühlanordnung durch Kühlung auf niedere Temperatur kondensiert
und als flüssiges SO2 abgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das SO2 enthaltende Gas mit Schwefelsäure getrocknet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Restgas, welches nicht in der
zweiten Kühlanordnung kondensiert ist, in einem Wärmetauscher erwärmt wird, wobei der Teil der
Wärmeenergie aus dem SO2-GaS, welcher durch das Medium der indirekten Kühlung in der ersten
Kühlanordnung absorbiert ist, für die Erwärmung verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Restgas aus dem Wärmetauscher
in einen Endabsorptionsturm geleitet wird, in welchem noch enthaltenes SO2 in Wasser absorbiert
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser, welches das in dem
Endabsorptionsturm absorbierte SO2 enthält, für die direkte Kühlung des SO2 enthaltenden Gases in der
ersten Kühlstufe verwendet wird.
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