DE3327592C2

DE3327592C2 - Verfahren zur Entfernung von Cyanwasserstoff aus diesen enthaltenden Gasgemischen

Info

Publication number: DE3327592C2
Application number: DE19833327592
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dirk Ing.(Grad.) Henning; Jürgen Dipl.-Phys. Dr. Klein; Heinz 4300 Essen Ruppert
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1983-07-30
Filing date: 1983-07-30
Publication date: 1986-03-20
Also published as: DE3327592A1

Abstract

Beim Hindurchleiten eines Cyanwasserstoff enthaltenden Gasgemisches durch eine im Festbett angeordnete Katalysatormasse wird Cyanwasserstoff entfernt, wenn man das Gasgemisch bei Temperaturen zwischen 100 und 250°C über eine mit Schwefel imprägnierte oder mit Schwefel durch Reaktion von Gasgemischbestandteilen beladene Aktivkohle leitet. Hierbei soll die Aktivkohle mit 1 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise mit 10 bis 80 Gew.-% Schwefel imprägniert und/oder beladen sein. Das Gasgemisch kann außer Cyanwasserstoff, Schwefelwasserstoff und Sauerstoff oder Schwefeldioxid enthalten. Bevorzugt sollen die reagierenden Gasgemischbestandteile in stöchiometrischen Mengen enthalten sein.

Description

de Zusammensetzung: 50 VoL-% Wasser, 20Vol.-% Kohlenmonoxid, 5YoL-°/o Kohlendioxid, 25VoL-% Wasserstoff, 2,0 g Cyanwasserstoff/m³. Zusätzlich enthält das Gasgemisch im Beispiel 3 Schwefelwasserstoff und Sauerstoff. s

Beispiel 1

Das vorgenannte Gasgemisch wird in einem Gasvorerhitzer auf 200⁰C erhitzt und dann in einen Festbettreaktor zur katalytischen Umsetzung geleitet Der Festbettreaktor besitzt einen Durchmesser von 42 mm und ist bis zur Höhe von 1500 mm mit einer Aktivkohle mit einer BET-Oberfläche nach DIN 66131 «on 1200 mVg gefüllt, die mit 40 Gew.-% Schwefel imprägniert ist Das FüUvolumen beträgt 2000 cm³. Durch diesen Reaktor wird das Gasgemisch mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,2 m/s bei einer Temperatur von 200" C uiid einem Druck von Ϊ0 mm Hg geleitet Vor dem Reaktor beträgt die HCN-Konzcntration 2000 mg/in³, nach dem Passieren der imprägnierten Aktivkohle nur noch 10 mg/m³. Somit wird eine Reduzierung des Cyanwasserstoffs von 99,5% erreicht

Beispiel 2

Wird zum Vergleich das Gasgemisch im Festbettreaktor bei den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 über eine nicht imprägnierte Aktivkohle geleitet, wird der HCN-Gehalt c]°s Gasgemisches von 2000 mg/m³ nur auf 1900 mg/m³ gesenkt Somit werden nur 5% des Cyanwasserstoffs an der nicht imprägnierten Aktivkohle umgesetzt

Beispiel 3

Wird dem vorgenannten Gasgemisch zu dem darin enthaltenden 2,0 g Cyanwasserstoff/m³ noch 10,0 g Schwefelwasserstoff/m³ und 0,5 VoI.-% Sauerstoff zugemischt, bevor es in den Festbettreaktor eintritt, und dieses Gasgemisch unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 über eine nicht imprägnierte Aktivkohle geleitet, so verläßt nach lOstündiger Versuchszeit den Festbettreaktor ein Gasgemisch, bei dem im Reingas kein Schwefelwasserstoff nachzuweisen ist Der Gehalt an Cyanwasserstoff wird von 2000 mg/m³ auf 100 mg/m³ reduziert. Somit erfolgt eine simultane H₂S- und HCN-Entfernung an der nicht imprägnierten Aktivkohle.

50

60

65

Claims

1 2 Ammoniak erfolgt Die angewendeten Temperaturen Patentansprüche: liegen zwischen 650 und 815° C bei den Metallsulfiden bzw. zwischen 100 und 2500C, damit eine unerwünschte

1. Verfahren zur Entfernung von Cyanwasserstoff Methanisierung des Kohlenmonoxids zu Methan bzw. aus diesen enthaltenden Gasgemischen beim Hin- 5 Konvertierung des Kohlenmonoxids zu Kohlendioxid durchleiten durch eine in einem Festbett angeordne- vermieden wird. Jedoch wird bei den bekannten Verfahte Katalysatormasse, dadurch gekennzeich- ren der Cyanwasserstoff zu Ammoniak hydriert, so daß net, daß das Gasgemisch bei Temperaturen über aus der einen Gasverunreinigung eine andere Gasver-100⁰C bis maximal 250⁰C über eine mit Schwefel unreinigung entsteht

imprägnierte oder mit Schwefel durch Reaktion von io Weiterhin ist es aus der DE-PS 9 76 835 bekannt, zur

Gasgemischbestandteilen beladene Aktivkohle ge- Entfernung von Cyanwasserstoff aus Atemluft durch

leitet wird. mit Chrom, Kupfer oder Silber imprägnierte Aktivkoh-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- len bei Raumtemperatur zu verwenden. Hierbei wird zeichnet, daß die Aktivkohle mit 1 bis 100 Gew.-%, der Cyanwasserstoff als MetaUcyanid gebunden, was vorzugsweise mit 10 bis 80 Gew.-% Schwefel imprä- 15 zwar 100%ig gelingt, jedoch ist die Aufnahmekapazität gniert und/oder beladen wird. dieser Filter recht gering. Aus diesem Grund sind Gas-

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge- schutzaktivkohlen nicht für technische Gasreinigungskennzeichnet, daß das Gasgemisch außer Cyanwas- prozesse geeignet

serstoff Schwefelwasserstoff und Sauerstoff oder Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde.

Schwefeldioxid enthält 20 der. Cyanwasserstoff auf eine einfache und bessere Wei-

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge- se aus Gasgemischen, insbesondere wasserdampfhalükennzeichnet, daß das Gasgemisch außerdem Am- gen, zu entfernen.

moniak enthält Diese Aufgabe wird erfindungsge.näß mit einem Ver-

5. Verfahren nach einem oder mehreren der An- fahren gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst Sprüche J bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die 25 Hierbei setzt sich der Cyanwasserstoff mit dem auf der reagierenden Gasgemischbestandteile in stöchiome- Aktivkohle adsorbierten Schwefel zu Thiocyanaten um. trischen Mengen im Gasgemisch enthalten sind. Da zur Entfernung von einem Mol Cyanwasserstoff

ein Mol Schwefel benötigt wird, hängt die Standzeit des

erfindungsgemäßen Katalysators von der Höhe der

30 Schwefelbelegung ab. Es wurde gefunden, daß schwefelimprägnierte oder mit Schwefel durch Reaktion von

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung Gasgemischbestandteilen beladene Aktivkohlen mit

von Cyanwasserstoff aus Gasgemischen gemäß dem Schwefelgehalten zwischen 1 und 100 Gew.-%, vorzugs-

Oberbegriff des Anspruchs 1. weise 10 und 80 Gew.-%, erfindungsgemäß zur Cyan-

Cyanwasserstoff ist als unerwünschte Verunreinigung 35 Wasserstoffentfernung aus Gasgemischen geeignet sind, sowohl in den Produktgasen von Kohleveredelungsver- Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen fahren als auch in den Abgasen der chemischen Indu- Verfahrens werden gemäß den Unteransprüchen durchstrie enthalten. Wegen seiner stark korrodierenden Wir- geführt. So ist es von Vorteil für das Verfahren, wenn kung gegenüber Eisen, Kupfer, Zink sowie deren Legie- das Gasgemisch außer Cyanwasserstoff Schwefelwasrungen ist Cyanwasserstoff trotz seines schwachen Sau- 40 serstoff und Sauerstoff oder Schwefeldioxid enthält. In recharakters sehr gefürchtet. Die gleichzeitige Anwe- diesen Fällen erfolgt die Beladung der Aktivkohle mit senheit von Schwefelwasserstoff, Ammoniak und Was- Schwefel während der Gasreinigung durch Reaktion serdampf in cyanwasserstoffhaltigen Gasgemischen be- des Schwefelwasserstoffs mit Sauerstoff oder durch Regünstigt diese Korrosionswirkung. Auch bei Entschwe- aktion des Schwefelwasserstoffs mit Schwefeldioxid unfelungsverfahren von Gasen ist die Anwesenheit von 45 ter Bildung von Schwefel, der sich ins Porensystem der Cyanwasserstoff wegen der Bildung von Rhodaniden in Aktivkohle niederschlägt und in beschriebener Weise Gegenwart von Schwefelwasserstoff von großem mit dem Cyanwasserstoff reagiert. Ist kein Sauerstoff im Nachteil. zu reinigenden Gasgemisch enthalten, kann auch die

Zur Entfernung von Cyanwasserstoff aus diesen ent- stöchiometrisch erforderliche Sauerstoffmenge zugegehaltenden Gasgemischen sind sowohl Waschverfahren 50 ben werden. Ist im Gasgemisch Ammoniak enthalten, so als auch Festbettverfahren bekannt. Bei den Festbett- wird auch dieser unter Bildung von Ammoniumrhodavei fahren wird das von Cyanwasserstoff zu reinigende nid aus dem Gasgemisch entfernt
Gasgemisch durch eine Katalysatormasse geleitet, in Die Entfernung von Cyanwasserstoff aus Gasgemider Cyanwasserstoff beispielsweise zu Stickstoff oder sehen mit dem erfindungsgemäßen Katalysator weist Ammoniak umgewandelt wird. Die bekannten Kataly- 55 unter anderem als Vorteil auf, daß Cyanwasserstoff ohsatoren zur Cyanwasserstoffentfernung bestehen aus ei- ne Bildung eines Folgeproduktes wie Ammoniak als nem Katalysatorträger aus beispielsweise Aluminium- neue Gasverunreinigung entfernt wird. Außerdem ist oxid, Magnesiumoxid, Siliziumoxid, keramischen Mas- bei kohlendioxid- und wasserstoffhaltigen Gasgemisen oder Mischungen dieser Stoffe, auf dem als kataly- sehen keine Methanisierung oder Konvertierung zu betisch wirksamer Bestandteil beispielsweise die Sulfide 60 fürchten, da die Aktivkohle mit keinem Metall, sondern und/oder Oxide der hydrieraktiven Metalle der 6. und/ mit dem Nichtmetall Schwefel imprägniert ist. Es wer- oder 8. Gruppe des Periodensystems der Elemente auf- den daher Rhodanverbindungen und Thioharnstoff als gebracht sind. Einen solchen Hydrierkatalysator für Cy- wertvolle Folgeprodukte gebildet, die leicht durch eine anwasserstoff beschreiben beispielsweise die DE-OS Wasserwäsche von der Aktivkohle entfernt werden 23 52 425 und 27 33 105. Allen bekannten Katalysatoren 65 können.

ist gemeinsam, daß sie im Festbettverfahren angewen- Anhand der folgenden drei Ausführungsbeispiele sei

det werden, wobei die katalytische Anwendung des Cy- das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Das

anwasserstoffs durch Hydrolyse zu Kohlenmonoxid und zu reinigende Gasgemisch hat beispielsweise die folgen-