DE3900069A1 - Verfahren zur gewinnung von elementarem schwefel aus elementaren schwefel enthaltendem material - Google Patents
Verfahren zur gewinnung von elementarem schwefel aus elementaren schwefel enthaltendem materialInfo
- Publication number
- DE3900069A1 DE3900069A1 DE19893900069 DE3900069A DE3900069A1 DE 3900069 A1 DE3900069 A1 DE 3900069A1 DE 19893900069 DE19893900069 DE 19893900069 DE 3900069 A DE3900069 A DE 3900069A DE 3900069 A1 DE3900069 A1 DE 3900069A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sulfur
- fluidized bed
- gas
- carrier gas
- heated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
- C01B17/027—Recovery of sulfur from material containing elemental sulfur, e.g. luxmasses or sulfur containing ores; Purification of the recovered sulfur
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von
elementarem Schwefel aus elementaren Schwefel enthaltendem
Material, wobei der Schwefel in einer Wirbelschicht durch
thermische Behandlung mit heißen Gasen verdampft wird, das
schwefelhaltige Abgas entstaubt wird, aus dem entstaubten
Gas der Schwefel auskondensiert wird, ein Teilstrom des
vom Schwefel befreiten Gases abgeleitet und der andere
Teilstrom durch Wärmeaustausch mit heißem Feststoff aus
der Wirbelschicht aufgeheizt wird, und als Trägergas in
die Wirbelschicht zurückgeführt wird.
Elementarer Schwefel wird aus elementaren Schwefel
enthaltenden Materialien, wie z.B. schwefelhaltigem
Gestein vulkanischen Ursprungs oder Filterrückständen aus
der Schwefelgewinnung nach dem Frasch-Verfahren, durch
Verdampfung und Kondensation des Schwefels gewonnen.
Die US-PS 31 02 792 beschreibt ein solches Verfahren, bei
dem das Material in einer Korngröße von 1,4 bis 0,044 mm
in einen heißen Gasstrom eingespeist wird. Die Suspension
wird durch den Rost in einen Wirbelschichtreaktor
geblasen. In dem Wirbelschichtreaktor befindet sich ein
stationäres Wirbelbett mit definierter Oberfläche. Das mit
Schwefeldampf beladene Abgas wird in einem Staubabscheider
gereinigt und anschließend in einen Kondensator geleitet,
aus dem der kondensierte Schwefel in flüssiger Form
abgezogen wird. Ein Teilstrom des Abgases aus dem
Kondensator wird wieder in die Wirbelschicht
zurückgeführt. Zur Wärmerückgewinnung kann ein Teil der
aus der Wirbelschicht ausgetragenen heißen, schwefelfreien
Gangart dem Ausgangsmaterial zugegeben werden, oder das
Gas kann durch einen direkten Wärmeaustausch im Gegenstrom
mit der ausgetragenen heißen Gangart aufgeheizt werden.
Als Trägergas können sauerstoffhaltige Gase verwendet
werden, die einen Teil des Schwefels verbrennen und
dadurch die notwendige Reaktionswärme erzeugen. Es können
auch sauerstofffreie Gase verwendet werden, wie heiße
Rauchgase, die mit der für die Reaktion erforderlichen
Temperatur in den Wirbelschichtreaktor eingeleitet werden.
Bei der direkten Aufheizung des Trägergases besteht die
Gefahr der Bildung von H2S, CS2 und COS. Bei dem
direkten Wärmeaustausch mit der heißen Gangart wird das
Trägergas mit Feststoff beladen. Die Kühlung der Gangart
ist abhängig von der Temperatur des rückgeführten
Trägergases. Die stationäre Wirbelschicht läßt nur relativ
geringe Gasgeschwindigkeiten zu.
Aus der DE-PS 9 66 831 ist es bekannt, das Material auf
eine Korngröße von etwa 8 mm zu zerkleinern, mit heißen
Verbrennungsgasen von mindestens 800°C in einem
aufsteigenden Rohr im Fluge zu behandeln, aus dem
austretenden Gasstrom die Feststoffe abzuscheiden und dann
den Schwefel zu kondensieren. Ein Teilstrom des
gereinigten Gases wird im Kreislauf zurückgeführt und
durch heiße, sauerstofffreie Verbrennungsgase wieder
aufgeheizt. Dieses Verfahren erfordert einen sehr hohen
Wärmeaufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein möglichst
hohes Ausbringen an elementarem Schwefel mit möglichst
geringem Wärmeaufwand zu erzielen.
Eine Lösung der Aufgabenstellung besteht in einem
Verfahren zur Gewinnung von elementarem Schwefel aus
elementaren Schwefel enthaltendem Material, wobei der
Schwefel in einer Wirbelschicht durch thermische
Behandlung mit heißen Gasen verdampft wird, das
schwefelhaltige Abgas entstaubt wird, aus dem entstaubten
Gas der Schwefel auskondensiert wird, ein Teilstrom des
vom Schwefel befreiten Gases abgeleitet und der andere
Teilstrom durch Wärmeaustausch mit heißem Feststoff aus
der Wirbelschicht aufgeheizt und durch Wärme aus heißen
Verbrennungsgasen weiter aufgeheizt wird, und als
Trägergas in die Wirbelschicht zurückgeführt wird, das
dadurch gekennzeichnet ist, daß die Verdampfung des
Schwefels in einer zirkulierenden Wirbelschicht mit heißem
praktisch sauerstofffreiem Trägergas erfolgt, das
elementaren Schwefel enthaltende Material in einer
Korngröße bis 3 mm in den Wirbelschichtreaktor der
zirkulierenden Wirbelschicht chargiert wird, das von
Schwefel befreite rückgeführte Trägergas in einem
Wirbelkühler durch indirekten Wärmeaustausch mit dem aus
der zirkulierenden Wirbelschicht ausgetragenen heißen
Feststoff aufgeheizt wird, das aufgeheizte Trägergas in
einem Aufheizer durch indirekten Wärmeaustausch mit heißen
Verbrennungsgasen weiter aufgeheizt und als Primärgas in
den Wirbelschichtreaktor geleitet wird, und die Temperatur
des Trägergases im Aufheizer so eingestellt wird, daß die
mittlere Temperatur im Wirbelschichtreaktor mindestens
50°C über dem Taupunkt des mit Schwefel beladenen
Trägergases liegt.
Die zirkulierende Wirbelschicht zirkuliert durch ein aus
Wirbelschichtreaktor, Abscheider und Rückführleitung
bestehendes System. Das erfindungsgemäß angewendete
Prinzip der zirkulierenden Wirbelschicht zeichnet sich
dadurch aus, daß - im Unterschied zur "stationären,
klassischen" Wirbelschicht, bei der im
Wirbelschichtreaktor eine dichte Phase durch einen
deutlichen Dichtesprung von dem darüber befindlichen
Gasraum getrennt ist - im Wirbelschichtreaktor
Verteilungszustände ohne definierte Grenzschicht
vorliegen. Ein Dichtesprung zwischen dichter Phase und
darüber befindlichem Staubraum ist nicht existent, jedoch
nimmt innerhalb des Reaktors die Feststoffkonzentration
von unten nach oben ab.
Bei der Definition der Betriebsbedingungen über die
Kennzahlen von Froude und Archimedes ergeben sich die
Bereiche:
bzw.
0,01 Ar 100,
wobei
und
sind.
Es bedeuten:
u die relative Gasgeschwindigkeit in m/s,
Ar die Archimedes-Zahl,
Fr Froude-Zahl,
ρ g die Dichte des Gases in kg/m³,
p k die Dichte des Feststoffteilchens in kg/m³,
d k den Durchmesser des kugelförmiges Teilchens in m,
ν die kinematische Zähigkeit in m²/s,
g die Gravitationskonstante in m/s².
Ar die Archimedes-Zahl,
Fr Froude-Zahl,
ρ g die Dichte des Gases in kg/m³,
p k die Dichte des Feststoffteilchens in kg/m³,
d k den Durchmesser des kugelförmiges Teilchens in m,
ν die kinematische Zähigkeit in m²/s,
g die Gravitationskonstante in m/s².
Die mittlere Feststoffdichte im Wirbelschichtreaktor
beträgt 10 bis 100 kg pro m3, bezogen auf den leeren
Ofenraum. Die umlaufende Feststoffmenge beträgt mindestens
das 5fache der im Wirbelschichtreaktor befindlichen
Feststoffmenge. Als Trägergas wird zweckmäßigerweise ein
Rauchgas mit geringem Wasserdampfgehalt verwendet.
Praktisch sauerstofffrei bedeutet, daß der
Sauerstoffgehalt unter etwa 2% liegt. Der Wirbelkühler,
in dem die Aufheizung des rückgeführten Trägergases
erfolgt, wird mit einer klassischen, stationären
Wirbelschicht betrieben. Die aus dem Wirbelschichtkühler
austretende erwärmte Fluidisierungsluft wird nicht in das
Verfahren eingeleitet. Ihr Wärmeinhalt kann für andere
Zwecke ausgenutzt werden. Der Feststoff kann in dem
Wirbelschichtkühler auf jede gewünschte Temperatur
abgekühlt werden, so daß ein Abtransport z.B. mit
Gummitransportbändern ohne weiteres möglich ist. Der
Aufheizer ist zweckmäßigerweise als Brennkammer
ausgebildet, in der ein gasförmiger, flüssiger oder fester
Brennstoff verbrannt wird. Der Wärmeinhalt der aus der
Brennkammer austretenden Rauchgase kann für andere Zwecke
ausgenutzt werden. Die mittlere Temperatur im
Wirbelschichtreaktor liegt zweckmäßigerweise bei 350 bis
450°C. Bei dieser Ausführung des Verfahrens wird also die
gesamte erforderliche Reaktionswärme durch den Wärmeinhalt
der heißen Trägergase in den Wirbelschichtreaktor
eingebracht. Es erfolgt praktisch keine SO2-Erzeugung,
jedoch erfolgt keine 100%ige Verdampfung des im Material
enthaltenen elementaren Schwefels.
Eine weitere Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein
Verfahren zur Gewinnung von elementarem Schwefel aus
elementaren Schwefel enthaltendem Material, wobei der
Schwefel in einer Wirbelschicht durch thermische
Behandlung mit heißen Gasen verdampft wird, das
schwefelhaltige Abgas entstaubt wird, aus dem entstaubten
Gas der Schwefel auskondensiert wird, ein Teilstrom des
vom Schwefel befreiten Gases abgeleitet und der andere
Teilstrom durch Wärmeaustausch mit heißem Feststoff aus
der Wirbelschicht aufgeheizt und durch Wärme aus heißen
Verbrennungsgasen weiter aufgeheizt wird, und als
Trägergas in die Wirbelschicht zurückgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfung des Schwefels
in einer zirkulierenden Wirbelschicht mit heißem
sauerstoffhaltigem Trägergas erfolgt, das elementaren
Schwefel enthaltenden Material in einer Korngröße bis 3 mm
in den Wirbelschichtreaktor der zirkulierenden
Wirbelschicht chargiert wird, das von Schwefel befreite
rückgeführte Trägergas in einem Wirbelkühler durch
indirekten Wärmeaustausch mit dem aus der zirkulierenden
Wirbelschicht ausgetragenen Feststoff aufgeheizt wird, das
aufgeheizte Trägergas in einem Aufheizer durch indirekten
Wärmeaustausch mit heißen Verbrennungsgasen weiter
aufgeheizt und als Primärgas in den Wirbelschichtreaktor
geleitet wird, der Sauerstoffgehalt des Trägergases so
eingestellt wird, daß er zur Verbrennung mindestens eines
Teiles des nicht verdampften Schwefels ausreicht, und die
Temperatur des Trägergases im Aufheizer so eingestellt
wird, daß die mittlere Temperatur im Wirbelschichtreaktor
mindestens 50°C über dem Taupunkt des mit Schwefel
beladenen Trägergases liegt.
Bei dieser Ausführung wird der im Material noch
vorhandene, nicht verdampfte Schwefel teilweise oder
weitgehend zu SO2 im Wirbelschichtreaktor verbrannt, und
eine entsprechende Wärmemenge im Wirbelschichtreaktor
erzeugt. Diese Wärmemenge braucht nicht durch das heiße
Trägergas in den Wirbelschichtreaktor eingebracht werden.
Die übrigen Betriebsbedingungen entsprechen denen der
ersten Ausführungsart.
Eine weitere Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein
Verfahren zur Gewinnung von elementarem Schwefel aus
elementaren Schwefel enthaltendem Material, wobei der
Schwefel in einer Wirbelschicht durch thermische
Behandlung mit heißen Gasen verdampft wird, das
schwefelhaltige Abgas entstaubt wird, aus dem entstaubten
Gas der Schwefel auskondensiert wird, ein Teilstrom des
vom Schwefel befreiten Gases abgeleitet und der andere
Teilstrom durch Wärmeaustausch mit heißem Feststoff aus
der Wirbelschicht aufgeheizt wird, und als Trägergas in
die Wirbelschicht zurückgeführt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verdampfung des Schwefels in einer
zirkulierenden Wirbelschicht mit heißem sauerstoffhaltigem
Trägergas erfolgt, das elementaren Schwefel enthaltende
Material in einer Korngröße bis 3 mm in den
Wirbelschichtreaktor der zirkulierenden Wirbelschicht
chargiert wird, das von Schwefel befreite rückgeführte
Trägergas in einem Wirbelkühler durch indirekten
Wärmeaustausch mit dem aus der zirkulierenden
Wirbelschicht ausgetragenen Feststoff aufgeheizt und als
Primärgas in den Wirbelschichtreaktor geleitet wird, der
Sauerstoffgehalt des Trägergases so eingestellt wird, daß
er zur Verbrennung des nicht verdampften Schwefels und zur
Verbrennung einer solchen Menge von verdampften Schwefel
ausreicht, daß die mittlere Temperatur im
Wirbelschichtreaktor mindestens 50°C über dem Taupunkt des
mit Schwefel beladenen Trägergases liegt.
Bei dieser Ausführung wird zwar ein größerer Teil des
Schwefels zur Deckung des Wärmebedarfs verbrannt, jedoch
ist dadurch die Aufheizung des Trägergases in dem
Aufheizer nicht erforderlich. Ansonsten entsprechen die
Betriebsbedingungen denen der vorstehenden
Ausführungsformen.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß das aus
der zirkulierenden Wirbelschicht austretende
schwefelhaltige Gas zunächst in einer Kondensation
weitgehend von Schwefel befreit wird und danach der
Restschwefel in einem mit Flüssigschwefel berieselten
Schwefelwäscher ausgewaschen wird. Die Kondensation des
Schwefels erfolgt durch indirekte Kühlung z.B. durch
Wasserverdampfung. Die Abkühlung erfolgt auf eine
Temperatur, bei der der Schwefel in flüssiger Form
anfällt. Die Berieselung im Schwefelwäscher erfolgt mit
Schwefel aus der Vorlage der Kondensation. Durch diese
Arbeitsweise wird eine weitgehende Entfernung des
Schwefeldampfes aus dem Abgas erzielt.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß ein
Teil des Trägergases als Sekundärgas in den
Wirbelschichtreaktor der zirkulierenden Wirbelschicht
geleitet wird. Da das Sekundärgas oberhalb des Rostes in
den Wirbelschichtreaktor eingeleitet wird, wird die Menge
des Trägergases, die durch den Rost geleitet werden muß,
verringert. Als Sekundärgas kann auch Fluidisierungsgas
aus dem Wirbelschichtkühler verwendet werden.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß
Materialien mit höherem Gehalt an elementarem Schwefel vor
der Chargierung in den Wirbelschichtreaktor der
zirkulierenden Wirbelschicht einer Schmelzbehandlung
mittels Dampf unterworfen werden, und die Chargierung im
flüssigen Zustand erfolgt. Diese Arbeitsweise ergibt
insbesondere bei Schwefelgehalten ab etwa 60% eine
Wärmeersparnis im Verfahren und gleichzeitig wird der
Wassergehalt des eingesetzten Materials erniedrigt.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß
säurehaltiges Material vor der Chargierung in den
Wirbelschichtreaktor der zirkulierenden Wirbelschicht
unter Zugabe von Neutralisationsmitteln in einem Mischer
behandelt wird. Als Neutralisationsmittel wird
vorzugsweise CaO verwendet. Neben der Neutralisation des
Säuregehaltes wird gleichzeitig durch die entstehende
Reaktionswärme ein Teil des Wassergehaltes vor dem Einsatz
in den Wirbelschichtreaktor verdampft.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung bei den Arbeitsweisen mit
Sauerstoffgehalten im Trägergas besteht darin, daß im
schwefelhaltigen Abgas der zirkulierenden Wirbelschicht
enthaltenes H2S und SO2 zu elementarem Schwefel
umgesetzt werden. Die Umsetzung erfolgt vorzugsweise
zwischen der Kondensation und der Schwefelwäsche. Die
Umsetzung erfolgt nach dem bekannten Claus-Verfahren.
Im ausgeschleusten Abgasstrom enthaltenes SO2 kann durch
Calciumhydroxid in Form von Calciumsulfat oder
Calciumsulfit abgeschieden werden. Wenn eine
Schwefelsäureanlage vorhanden ist, kann das SO2-haltige
Gas auch dort eingesetzt und Schwefelsäure gewonnen werden.
Die Erfindung wird anhand eines Fließschemas näher
erläutert.
Über Leitung (1) wird das elementaren Schwefel enthaltende
Material und über Leitung (2) wird CaO in den Mischer (3)
geleitet, aus dem über Leitung (4) Wasserdampf entweicht.
Über Leitung (5) wird die Mischung in den
Wirbelschichtreaktor (6) der zirkulierenden Wirbelschicht
geleitet. Die zirkulierende Wirbelschicht besteht aus dem
Wirbelschichtreaktor (6), dem Rückführzyklon (7) und der
Rückführleitung (8). Das Abgas des Wirbelschichtreaktors
(6) wird über Leitung (9) in den Rückführzyklon (7)
geleitet. Der abgeschiedene Feststoff wird über die
Rückführleitung (8) in den Wirbelschichtreaktor (6)
zurückgeführt. Das Gas gelangt über Leitung (10) in die
elektrostatische Gasreinigung (11). Über Leitung (12) wird
heißer Feststoff aus dem Wirbelschichtreaktor in den
Wirbelkühler (13) geleitet. Über Leitung (14) wird der in
der elektrostatischen Gasreinigung (11) abgeschiedene
Feststoff ebenfalls in den Wirbelkühler (13) geleitet. Das
mit Schwefel beladene Gas wird aus der elektrostatischen
Gasreinigung (11) über Leitung (15) in den Kondensator
(16) geleitet, dort unter den Taupunkt des Schwefels
abgekühlt, und der flüssige Schwefel fließt über Leitung
(17) in die Vorlage (18). Das weitgehend von Schwefel
befreite Gas wird über Leitung (17) in den
Wärmeaustauscher (20) geleitet, dort aufgeheizt und über
Leitung (21) in den H2S-Konverter (22) geleitet, wo
durch eine Claus-Reaktion aus H2S und SO2 elementarer
Schwefel gebildet wird. Über Leitung (23) wird das Gas in
den Schwefelwäscher (24) geleitet, wo restlicher
elementarer Schwefel ausgewaschen und über Leitung (25) in
die Vorlage (18) geleitet wird. Das von Schwefel befreite
Gas wird über Leitungen (26) und (27) in den
Wirbelschichtkühler (13) geleitet, dort aufgeheizt, über
Leitung (28) in den Aufheizer (29) geleitet und dort auf
die erforderliche Temperatur aufgeheizt. Ein Teilstrom des
aufgeheizten Trägergases wird als Primärgas und der
restliche Teilstrom über Leitung (31) als Sekundärgas in
den Wirbelschichtreaktor (6) geleitet. In der Vorlage (18)
sind ein Rührer (32) und eine Pumpe (33) angeordnet.
Flüssiger Schwefel wird über Leitung (34) in den
Kondensator (16) eingesprüht, über Leitung (35) in einen
Kühler (36) geleitet, dort abgekühlt und über Leitung (37)
in den Schwefelwäscher (24) geleitet. In den Kondensator
(16) wird über Leitung (38) Wasser eingeleitet. Über
Leitung (39) wird ein Teil des erzeugten Dampfes
abgeleitet, der andere Teil des Dampfes wird über Leitung
(40), Reduzierventil (41), Leitung (42) in den
Schwefelkühler (36) geleitet, dort aufgeheizt und über
Leitung (43) abgeführt. Der produzierte flüssige Schwefel
wird über Leitung (44) abgezogen. Über Leitung (45) wird
Luft und über Leitung (46) wird Brennstoff in den
Aufheizer (29) geleitet. Die Rauchgase strömen in den
Wärmeaustauscher (47), erwärmen dort die Luft und werden
über Leitung (48) in den Wärmeaustauscher (20) geleitet.
Ein Teilstrom wird über Leitung (49) in den Aufheizer (29)
zurückgeführt. Aus dem Wärmeaustauscher (20) wird das
abgekühlte Rauchgas über Leitung (50) abgeleitet. Über
Leitung (51) wird Fluidisierungsluft in den
Wirbelschichtkühler (13) geleitet, über Leitung (52) in
den Zyklon (53) und aus diesem über Leitung (54)
abgeführt. Der im Wirbelschichtkühler (13) gekühlte
Feststoff wird über Leitung (55) abgeführt. Ein Teilstrom
des von Schwefel befreiten Gases wird über Leitung (56)
als Abgas abgeführt und ein Teilstrom wird über Leitung
(57) in die Leitung (10) vor der elektrostatischen
Gasreinigung (11) zurückgeführt.
Es steht ein schwefelhaltiges Gestein mit 56% S und 2%
H2O (Rest inerte Stoffe) zur Verfügung.
9,92 t des Gesteins werden in 24 Stunden in den
Wirbelschichtreaktor der zirkulierenden Wirbelschicht
aufgegeben und der Schwefelinhalt bei etwa 350°C
abdestilliert. Die sauerstofffreie Trägergasmenge von
695 Nm3/h wird in einem Elektrofilter gereinigt und in
einem Schwefelkondensator auf ca. 130°C abgekühlt. Der
auskondensierte Schwefel hat nach einer Filtration eine
Reinheit von 99,96%. Die Schwefelausbeute beträgt 5 t in
24 Stunden oder 90%. Das Abgas wird in einem Turm mit
Flüssig-Schwefel nachgewaschen, in einem Wärmeaustauscher
durch Zufuhr von ca. 0,54 GJ/h auf ca. 560°C aufgeheizt
und dem Wirbelschichtreaktor wieder zugeführt. Ca. 2% der
Trägergasmenge werden zur Aufrechterhaltung der
Wasserbilanz aus dem Prozeß abgezogen und in einem
Waschturm mit Kalkmilch nachbehandelt.
9,92 t des Erzes werden in 24 Stunden in den
Wirbelschichtreaktor der zirkulierenden Wirbelschicht
aufgegeben. In der Trägergasmenge von 694 Nm3/h sind
38 Nm3/h Luft enthalten. Durch den Sauerstoffgehalt der
zugemischten Luft werden ca. 5% der eingebrachten, mit
dem Feststoff rezirkulierten Schwefelmenge zu SO2
verbrannt. Diese SO2-Menge wird nach der
Schwefelkondensation und Gaswäsche in einem entsprechenden
Teilgasstrom aus dem Gasstrom abgezweigt und zu ca. 830 kg
Schwefelsäure verarbeitet. Das verbleibende Trägergas wird
nach der Luftzumischung über einen Wärmeaustauscher durch
Zufuhr von ca. 0,44 GJ/h auf ca. 497°C aufgeheizt und in
den Wirbelschichtreaktor zurückgeführt. Die ausgebrachte
Schwefelmenge beträgt ca. 90% vom Vorlauf in elementarer
Form (5 t in 24 Stunden) und ca. 5% in Form von
Schwefelsäure.
11,93 t des Erzes werden in 24 Stunden in den
Wirbelschichtreaktor der zirkulierenden Wirbelschicht
aufgegeben. Die Trägergasmenge beträgt 836 Nm3/h und
enthält 228 Nm3/h Luft. Durch den Sauerstoffgehalt der
zugemischten Luft werden etwa 65 kg Schwefel pro Stunde zu
SO2 umgesetzt. Die frei werdende Verbrennungswärme
reicht aus, um die Destillationstemperatur im
Wirbelschichtreaktor bei etwa 350°C zu halten. Nach der
Schwefelkondensation und Gaswäsche wird eine Gasmenge von
ca. 230 Nm3/h abgezweigt und zu ca. 4651 kg
Schwefelsäure verarbeitet. Das verbleibende Trägergas wird
nach der Luftzumischung ohne Wiederaufheizung in den
Wirbelschichtreaktor zurückgeführt. Die ausgebrachte
Schwefelmenge beträgt ca. 75% vom Vorlauf in elementarer
Form (5 t in 24 Stunden) und ca. 23% in Form von
Schwefelsäure.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß in der
zirkulierenden Wirbelschicht ein sehr gleichmäßiger
Wärmeübergang mit hoher Relativgeschwindigkeit erfolgt und
dadurch eine hohe spezifische Leistung erzielt wird. Durch
die hohe Turbulenz werden Verklebungen und Agglomerationen
und dadurch bedingte Betriebsstörungen vermieden. Diese
Bedingungen ergeben ein hohes Ausbringen und in Verbindung
mit dem erfindungsgemäßen Wärmeaustausch einen relativ
geringen Wärmeaufwand. Die optimalen Betriebsbedingungen
können sehr gut gesteuert und eingehalten werden.
Claims (8)
1. Verfahren zur Gewinnung von elementarem Schwefel aus
elementaren Schwefel enthaltendem Material, wobei der
Schwefel in einer Wirbelschicht durch thermische
Behandlung mit heißen Gasen verdampft wird, das
schwefelhaltige Abgas entstaubt wird, aus dem
entstaubten Gas der Schwefel auskondensiert wird, ein
Teilstrom des vom Schwefel befreiten Gases abgeleitet
und der andere Teilstrom durch Wärmeaustausch mit
heißem Feststoff aus der Wirbelschicht aufgeheizt und
durch Wärme aus heißen Verbrennungsgasen weiter
aufgeheizt wird, und als Trägergas in die
Wirbelschicht zurückgeführt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verdampfung des Schwefels in
einer zirkulierenden Wirbelschicht mit heißem
praktisch sauerstofffreiem Trägergas erfolgt, das
elementaren Schwefel enthaltende Material in einer
Korngröße bis 3 mm in den Wirbelschichtreaktor der
zirkulierenden Wirbelschicht chargiert wird, das von
Schwefel befreite rückgeführte Trägergas in einem
Wirbelkühler durch indirekten Wärmeaustausch mit dem
aus der zirkulierenden Wirbelschicht ausgetragenen
heißen Feststoff aufgeheizt wird, das aufgeheizte
Trägergas in einem Aufheizer durch indirekten
Wärmeaustausch mit heißen Verbrennungsgasen weiter
aufgeheizt und als Primärgas in den
Wirbelschichtreaktor geleitet wird, und die Temperatur
des Trägergases im Aufheizer so eingestellt wird, daß
die mittlere Temperatur im Wirbelschichtreaktor
mindestens 50°C über dem Taupunkt des mit Schwefel
beladenen Trägergases liegt.
2. Verfahren zur Gewinnung von elementarem Schwefel aus
elementaren Schwefel enthaltendem Material, wobei der
Schwefel in einer Wirbelschicht durch thermische
Behandlung mit heißen Gasen verdampft wird, das
schwefelhaltige Abgas entstaubt wird, aus dem
entstaubten Gas der Schwefel auskondensiert wird, ein
Teilstrom des vom Schwefel befreiten Gases abgeleitet
und der andere Teilstrom durch Wärmeaustausch mit
heißem Feststoff aus der Wirbelschicht aufgeheizt und
durch Wärme aus heißen Verbrennungsgasen weiter
aufgeheizt wird, und als Trägergas in die
Wirbelschicht zurückgeführt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verdampfung des Schwefels in
einer zirkulierenden Wirbelschicht mit heißem
sauerstoffhaltigem Trägergas erfolgt, das elementaren
Schwefel enthaltende Material in einer Korngröße bis
3 mm in den Wirbelschichtreaktor der zirkulierenden
Wirbelschicht chargiert wird, das von Schwefel
befreite rückgeführte Trägergas in einem Wirbelkühler
durch indirekten Wärmeaustausch mit dem aus der
zirkulierenden Wirbelschicht ausgetragenen Feststoff
aufgeheizt wird, das aufgeheizte Trägergas in einem
Aufheizer durch indirekten Wärmeaustausch mit heißen
Verbrennungsgasen weiter aufgeheizt und als Primärgas
in den Wirbelschichtreaktor geleitet wird, der
Sauerstoffgehalt des Trägergases so eingestellt wird,
daß er zur Verbrennung mindestens eines Teiles des
nicht verdampften Schwefels ausreicht, und die
Temperatur des Trägergases im Aufheizer so eingestellt
wird, daß die mittlere Temperatur im
Wirbelschichtreaktor mindestens 50°C über dem Taupunkt
des mit Schwefel beladenen Trägergases liegt.
3. Verfahren zur Gewinnung von elementarem Schwefel aus
elementaren Schwefel enthaltendem Material, wobei der
Schwefel in einer Wirbelschicht durch thermische
Behandlung mit heißen Gasen verdampft wird, das
schwefelhaltige Abgas entstaubt wird, aus dem
entstaubten Gas der Schwefel auskondensiert wird, ein
Teilstrom des vom Schwefel befreiten Gases abgeleitet
und der andere Teilstrom durch Wärmeaustausch mit
heißem Feststoff aus der Wirbelschicht aufgeheizt
wird, und als Trägergas in die Wirbelschicht
zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verdampfung des Schwefels in einer zirkulierenden
Wirbelschicht mit heißem sauerstoffhaltigem Trägergas
erfolgt, das elementaren Schwefel enthaltende Material
in einer Korngröße bis 3 mm in den
Wirbelschichtreaktor der zirkulierenden Wirbelschicht
chargiert wird, das von Schwefel befreite rückgeführte
Trägergas in einem Wirbelkühler durch indirekten
Wärmeaustausch mit dem aus der zirkulierenden
Wirbelschicht ausgetragenen Feststoff aufgeheizt und
als Primärgas in den Wirbelschichtreaktor geleitet
wird, der Sauerstoffgehalt des Trägergases so
eingestellt wird, daß er zur Verbrennung des nicht
verdampften Schwefels und zur Verbrennung einer
solchen Menge von verdampftem Schwefel ausreicht, daß
die mittlere Temperatur im Wirbelschichtreaktor
mindestens 50°C über dem Taupunkt des mit Schwefel
beladenen Trägergases liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das aus der zirkulierenden
Wirbelschicht austretende schwefelhaltige Gas zunächst
in einer Kondensation weitgehend von Schwefel befreit
wird und danach der Restschwefel in einem mit
Flüssigschwefel berieselten Schwefelwäscher
ausgewaschen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Teil des Trägergases als
Sekundärgas in den Wirbelschichtreaktor der
zirkulierenden Wirbelschicht geleitet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß Materialien mit höherem Gehalt an
elementarem Schwefel vor der Chargierung in den
Wirbelschichtreaktor der zirkulierenden Wirbelschicht
einer Schmelzbehandlung mittels Dampf unterworfen
werden, und die Chargierung im flüssigen Zustand
erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß säurehaltiges Material vor der
Chargierung in den Wirbelschichtreaktor der
zirkulierenden Wirbelschicht unter Zugabe von
Neutralisationsmitteln in einem Mischer behandelt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß im schwefelhaltigen Abgas der
zirkulierenden Wirbelschicht enthaltenes H2S und
SO2 zu elementarem Schwefel umgesetzt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893900069 DE3900069A1 (de) | 1989-01-03 | 1989-01-03 | Verfahren zur gewinnung von elementarem schwefel aus elementaren schwefel enthaltendem material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893900069 DE3900069A1 (de) | 1989-01-03 | 1989-01-03 | Verfahren zur gewinnung von elementarem schwefel aus elementaren schwefel enthaltendem material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3900069A1 true DE3900069A1 (de) | 1990-07-05 |
DE3900069C2 DE3900069C2 (de) | 1990-09-27 |
Family
ID=6371549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893900069 Granted DE3900069A1 (de) | 1989-01-03 | 1989-01-03 | Verfahren zur gewinnung von elementarem schwefel aus elementaren schwefel enthaltendem material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3900069A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113797582A (zh) * | 2021-09-13 | 2021-12-17 | 昆明理工大学 | 一种含磷气体干法冷却回收磷单质的方法及*** |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2432371B (en) | 2005-11-17 | 2011-06-15 | Epichem Ltd | Improved bubbler for the transportation of substances by a carrier gas |
CN102597310B (zh) | 2009-11-02 | 2015-02-04 | 西格玛-奥吉奇有限责任公司 | 固态前体输送组件以及相关方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE966831C (de) * | 1952-12-20 | 1957-09-12 | F J Collin Ag Zur Verwertung V | Verfahren zur Gewinnung von Schwefel aus schwefelhaltigen Materialien |
US3102792A (en) * | 1956-02-14 | 1963-09-03 | Texas Gulf Sulphur Co | Recovery of sulfur from native ores |
-
1989
- 1989-01-03 DE DE19893900069 patent/DE3900069A1/de active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE966831C (de) * | 1952-12-20 | 1957-09-12 | F J Collin Ag Zur Verwertung V | Verfahren zur Gewinnung von Schwefel aus schwefelhaltigen Materialien |
US3102792A (en) * | 1956-02-14 | 1963-09-03 | Texas Gulf Sulphur Co | Recovery of sulfur from native ores |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113797582A (zh) * | 2021-09-13 | 2021-12-17 | 昆明理工大学 | 一种含磷气体干法冷却回收磷单质的方法及*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3900069C2 (de) | 1990-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0118931B1 (de) | Verfahren zur Nachverbrennung und Reinigung von Prozessabgasen | |
EP0022591B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Fluorwasserstoff | |
DE2244851C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines zur Erzreduktion verwendbaren Reduktionsgases | |
EP0129273B1 (de) | Verfahren zur Abtrennung von Schadstoffen aus Abgasen | |
EP2262875B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur behandlung von bei der vergasung anfallenden fluidströmen | |
EP0828549B1 (de) | Verfahren zur trockenen entschwefelung eines verbrennungsabgases | |
DE3586880T2 (de) | Verfahren zur oxydation des absorbents der rauchgasentschwefelung und das dabei hergestellte produkt. | |
DE3101291A1 (de) | Verfahren zur erzeugung von eisenschwamm mit einer fliessbettkohlevergasung | |
DE3123809A1 (de) | "verfahren zur vergasung von kohle mit steuerung des schwefeldioxidgehaltes" | |
DD272416A1 (de) | Verfahren zur rueckgewinnung der waerme von rauchgasen | |
DE2129231C3 (de) | Verfahren zur Abscheidung von Schwefeldioxid aus den Rauchgasen schwefelhaltiger Brennstoffe | |
DE3900069C2 (de) | ||
EP0042638B1 (de) | Verfahren zur Heissentschwefelung von Brenn- oder Reduktionsgasen | |
DE4233140A1 (de) | Verfahren zur Reduktion von feinkörnigen eisenoxidhaltigen Stoffen durch Gasreduktion | |
EP0220342A1 (de) | Verfahren zum Behandeln von wasserhaltigem Kondensat | |
EP0139121B1 (de) | Verfahren zur Herstelllung von Schwefeldioxid | |
DE4111917C2 (de) | Verfahren zur Verwertung schwermetallbelasteter brennbarer Rückstände durch Partialoxydation | |
DE3920146C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Veraschen und Entschwefeln von gasförmigen unverbrannte Gase und SO2, SO3 und/oder H2S enthaltenden Abströmen im zirkulierenden Bett | |
US2966396A (en) | Pyrolysis of ammonia base waste sulfite liquor | |
DE3926723A1 (de) | Verfahren zur gewinnung von elementarem schwefel aus sulfidischen materialien, die thermisch abspaltbaren schwefel enthalten | |
DE4122894C1 (de) | ||
EP0043601A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Zirkoniumtetrafluorid | |
DE3826500A1 (de) | Verfahren zum reinigen der abgase einer sinteranlage | |
DE3209870A1 (de) | Verfahren zur entfernung von schwefeloxiden aus rauchgas | |
DE1770602C3 (de) | Verfahren zur Entfernung von Schwefel aus Kohlenwasserstoffbrennstoffen und/oder feinteiliger Kohle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8330 | Complete disclaimer |