DE2419103C2 - Verfahren zur Entfernung von Schwefeloxiden aus Gasen durch Adsorption - Google Patents

Verfahren zur Entfernung von Schwefeloxiden aus Gasen durch Adsorption

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DE2419103C2 DE19742419103 DE2419103A DE2419103C2 DE 2419103 C2 DE2419103 C2 DE 2419103C2 DE 19742419103 DE19742419103 DE 19742419103 DE 2419103 A DE2419103 A DE 2419103A DE 2419103 C2 DE2419103 C2 DE 2419103C2
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Thomas Dipl.-Chem. Dr. 6000 Frankfurt Simo
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Schwefeloxiden aus Gasen durch Adsorption an einem großoberflächigen, mit Oxiden des Kobalts und Molybdäns oder Wolframs, oder des Nickels and Molybdäns oder Wolframs imprägnierten Adsorptionsmittel bis zum Durchbruch der Schwefeloxide und Regenerieren des imprägnierten Adsorptionsmittels mit erhitztem Gas.
Aus der DE-AS 10 84 248 ist ein Hydrierkatalysator bekannt, bei dem als Trägermaterial Tonmineralien verwendet werden. Dieser Katalysator ist mit Oxiden des Kobalts, Molybdäns, Nickels und/oder Wolframs imprägniert. Zum Regenerieren werden darauf abgelagerte Verunreinigungen mit Luft verbrannt, danach erfolgt die Reduktion des Katalysators, um ihn wieder gebrauchsfähig zu machen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einfach und wirtschaftlich mit der Möglichkeit zu arbeiten, die desorbierten Schwefelverbindungen zu elementarem Schwefel umzuwandeln. Beim eingangs genannten Verfahren geschieht dies dadurch, daß man als Adsorptionsmittel Aktivkohle verwendet und zum Regenerieren die adsorbierten Schwefeloxide durch Wasserstoff oder wasserstoffhaltiges Gas desorbiert, wobei die Adsorption der Schwefeloxide im Temperaturbereich von Normaltemperatur bis etwa 120° C und die Desorption im Temperaturbereich von etwa 200 bis 450°C erfolgt. Bei dieser Desorptionsbehandlung wird der Verbrauch von Aktivkohle vermieden, weil die Oxidation des Kohlenstoffs unterbleibt. Die adsorbierten Verbindungen SO2 und SO3 werden schon während der Desorption teilweise zu H2S reduziert.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung imprägniert man die Aktivkohle bis zu 10 Gew.-% ihres Eigengewichts mit den Oxiden des Kobalts, Nikkeis, Wolframs und Molybdäns mit einer Zusammensetzung, die dem Molverhältnis CoO bzw. NiO zu MO2O3 bzw. W2O3 von etwa 1 :1,5 entspricht Bevorzugt kann man dabei sowohl die Adsorption der Schwefeloxide als auch deren Desorption in bewegten Adsorptionsmittelbetten durchführen.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, das Desorptionsgas, welches aus Wasserstoff als Trägergas besteht und die desorbierten Schwefelverbindungen in Form von H2S und SO2 enthält, zur Durchführung der Claus-Reaktion und Aufarbeitung zu Elementarschwefel auf Temperaturen zwischen 100 und 300° C abzukühlen, über körnige großoberflächige, als Katalysator wirkende Feststoffe, wie z. B. Aktivkohle oder Aluminiumoxid zu leiten und anschließend den hierbei gebildeten Schwefel auszukondensieren. Der beim Abkühlen von Elementarschwefel befreite Wasserstoff kann zur weiteren Desorption von Schwefeloxiden aus damit beladener Aktivkohle verwendet werden, wobei man den Wasserstoff zweckmäßig im Kreislauf führt. Durch Kreislaufführung des Desorptionswasser-Stoffs, der bei Beginn der Desorption, solange die Temperatur noch niedrig ist, das SO2 zunächst als solches desorbiert, wird letzteres vollständig zu H2S reduziert. Man erhält auf diese Weise ein nur aus H2S und H2 bestehendes Gasgemisch, in welchem der Schwefelwasserstoff bis zu Konzentrationen von 30 Vol.-°/o und mehr angereichert ist.
Wenn man die Menge des im Kreislauf geführten Desorptionswasserstoffs vermindert, wird nicht das gesamte SO2 zu H2S reduziert und es kann ein Gasgemisch mit einem Volumenverhältnis H2S: SO2 = 2:1 erhalten werden, des an einem Claus-Kontakt bei Temperaturen von ca. 230 bis 28O0C zu Elementarschwefel umgesetzt werden kann. Nach Auskondensieren des Elementarschwefels erhält man den Wasserstoff zur erneuten Verwendung als Desorptionsgas.
Beispiel
Ein Rauchgas mit einem SO2-Gehalt von 0,5 Vol.-%, einem Restsauerstoffgehalt von 4,2 Vol.-% und einem Wasserdampfgehalt von 3 Vol.-% wird bei einer Temperatur von 69° C über eine körnige Aktivkohle mit einem Korndurchmesser von 4 mm geleitet. Die Aktivkohle ist mit Kobalt-Molybdänoxid imprägniert. Die Imprägnierungsmenge an Oxid beträgt, als Summe Co-Metall + Mo-Metall ausgedrückt, 2,9 Gew.-%. Das stöchiometrische Verhältnis Co : Mo entspricht der Ver()
Nach Aufnahme von rund 10 Nl = 29 g SO2 pro 1 kg Kohle bis zum Durchbruch von SO2 wird die Beladung mit Gas unterbrochen und die beladene Kohle zwecks Desorption des adsorbierten SO2 mit erhitztem Wasserstoff auf eine Temperatur von 370°C hochgeheizt. Beim Hochheizen setzt die Desorption des SO2 ein, an dessen Stelle mit weiter ansteigender Temperatur H2S tritt, das sich durch die bei höherer Temperatur einsetzende katalytische Wirkung des Kobalt-Molybdänoxids bildet. Das Gas ist völlig frei von CO2, das sich durch Oxidation des Kohlenstoffs durch SO3 hätte bilden können, welches selbst bei der Adsorption von SO.-, an Kohlenstoff in Gegenwart von O2 katalytisch entsteht.
Durch Kreislaufführung des zum überwiegenden Teil aus Wasserstoff bestehenden Desorptionsgases über
dieses heiße Adsorbens wird das in den ersten Gasanteilen noch vorhandene SO2 völlig zu H2S hydriert Es wird ein Desorptionsgas erhalten, das durch wiederholte Kreislaufführung in seinem Gesamtschwefelgehalt auf 29 VoL-% H2S angereichert ist
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Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Entfernung von Schwefeloxiden aus Gasen durch Adsorption an einem großoberflächigen, mit Oxiden des Kobalts und Molybdäns oder Wolframs, oder des Nickels und Molybdäns oder Wolframs imprägnierten Adsorptionsmittel bis zum Durchbruch der Schwefeloxide und Regenieren des imprägnierten Adsorptionsmittels mit erhitztem Gas, dadurch gekennzeichnet, daß man als Adsorptionsmittel Aktivkohle verwendet und zum Regenerieren die absorbierten Schwefeloxide durch Wasserstoff oder wasserstoffhaltiges Gas desorbiert, wobei die Adsorption der Schwefeloxide im Temperaturbereich von Normaltemperatur bis etwa 1200C und die Desorption im Temperaturbereich von 200 bis 450° C erfolgt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aktivkohle bis zu 10 Gew.-% ihres Eigengewichts mit den Oxiden des Kobalts, Nickels, Wolframs und Molybdäns in einer Zusammensetzung imprägniert, die dem Molverhältnis CoO bzw. NiO zu MO2O3 bzw. W2O3 von etwa 1 :1,5 entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Adsorption und die Desorption in bewegten Adsorptionsmittelbetten durchführt.
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