DE539317C - Verfahren zum Entschwefeln von schwefelwasserstoffhaltigen Gasen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Entschwefeln von schwefelwasserstoffhaltigen Gasen Es sind verschiedene Verfahren bekannt, um schwefelwasserstoffhaltige Gase mit Hilfe von -schwefliger Säure, die aus dem im Verlauf des Verfahrens anfallenden Schwefel erzeugt werden kann, und die im allgemeinen für ammoniakhaltige Gase zur Anwendung gelangen bzw. unter Zuhilfenahme anderen Ouellen entstammenden Ammoniaks ausgeführt werden, von Schwefelwasserstoff zu befreien.
• Eines dieser Verfahren besteht darin, daß der Schwefelwasserstoff zusammen mit etwa vorhandenem Ammoniak durch Lösungen von Polvtliionaten ausgewaschen wird, wobei Thiosulfat und Schwefel entstehen, von denen ersteres durch gesonderte Behandlung mit schwefliger Säure wieder in Polythionate übergeführt wird.
• Das Verfahren ist wegen des zu langsamen Verlaufes der sich dabei abspielenden Reaktionen technisch undurchführbar geblieben.
• Von diesem unterscheidet sich durch dieganz wesentlich größere Reaktionsgeschwindigkeit der dabei benutzten Reaktionen ein Verfahren, bei dem Lösungen von Ammoniumsulfit-Bisulfit zur Verwendung gelangen und das zii Ammoniumthiosulfat neben Ammoniumpolythionaten führt. Insbesondere in Verbindung mit dem zuerst genannten kommt diesem Verfahren eine außerordentliche technische Bedeutung zu. Auch Bisulfite lassen sich zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Gasen verwenden; infolge ihrer erheblichen SO.-Tension gehen dabei jedoch größere Mengen davon in das Gas über.
• Alle diese Verfahren sind bisher nur bei gewöhnlichem Druck ausgeführt worden. Sie lassen sich jedoch, wie gefunden wurde, mit besonderem Vorteil bei höheren Drücken ausführen, wozu die immer mehr zunehmende Verwendung letzterer in der Gasverarbeitung Gelegenheit bietet.
• Führt man beispielsweise das an erster Stelle genannte Verfahren bei Drücken von etwa 5 bis to Atmosphären und darüber aus, dann ist es möglich, das Gas in kurzer Zeit damit praktisch vollkommen zu entschwefeln, während es bei gewöhnlichem Druck kaum möglich ist, die Entschwefelung des Gases damit weiter als bis auf r bis 2 g im Kubikmeter zu treiben. Während beim Arbeiten unter gewöhnlichem Druck eine Erhöhung der Arbeitstemperatur trotz der dadurch bedingten Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit eine nennenswerte Steigerung der Reinigungswirkung nicht hervorruft, da diese Wirkung durch die mit steigender Temperatur abnehmende Löslichkeit des Schwefelwasserstoffes in der Waschflüssigkeit mehr oder weniger aufgehoben wird, tritt dieser '-#, achteil bei Verwendung höherer Drücke nicht auf. Es ist daher beim Arbeiten unter höheren Drücken möglich, die durch Temperatursteigerung hervorgerufene Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit auszunutzen, worin ein weiterer Vorteil des Arbeitens bei höheren Drücken besteht.
• Bei dem Verfahren unter Verwendung von Polythionatlösungen wird eine weitere Steigerung der Waschwirkung durch Erhöhung der Temperatur erzielt, die bei gewöhnlichem Druck ebenfalls praktisch wirkungslos ist; dabei kann die Rückbildung des bei dem Waschprozeß unter der Wirkung des Schwefelwasserstoffes gebildeten Thiosulfates zu-Polythionaten vermittels schwefliger Säure durch Arbeiten bei erhöhtem Druck ebenfalls wesentlich erleichtert werden, da dann die mangelhafte Absorptionsfähigkeit der Thiosulfatlösungen für schweflige Säure nicht mehr ins Gewicht fällt. Beim Arbeiten unter erhöhtem Druck ist es auch nicht mehr erforderlich, die- vollständige Rückbildung des Polythionates abzuwarten, sondern es kann die genügend mit schwefliger Säure angereicherte Lösung sofort wieder mit dem Gase in Berührung gebracht werden.
• Im Gegensatz zu den beschriebenen ist das mit Gemischen von Sulfiten und Bisulfiten arbeitende Verfahren bereits bei gew7hnlichem Druck infolge der großen Umsetzungsgeschwindigkeit der Sulfit-Bisulfit-Lösungen mit Schwefelwasserstoff technisch ohne weiteres ausführbar. Trotzdem bietet auch hier das Arbeiten bei erhöhten Drücken erhebliche Vorteile. Denn es ist dadurch möglich, die Entfernung des Schwefelwasserstoffes bereits in einer Stufe mit verhältnismäßig sauren Sulfit-Bisulfit-, ja sogar direkt mit Bisulfit-Lösungen ohne weitere nachfolgende Reinigung des Gases mit sulfithaltigen Lösungen zur Entfernung der vom Gase aufgenommenen geringen Menge schwefliger Säure durchzuführen, da diese mit zunehmenden Drücken im Verhältnis zur gesamten verarbeiteten Gasmenge immer geringer wird. In gleicher Weise wächst der Vorteil des Verfahrens beim Arbeiten mit Sulfit-'Bisulfit-Lösungen in mehreren Stufen, da in den letzten Lösungen mit Sulfitgehalten von mehr als etwa 1,75 Mol NH3 auf r Mol SO@, ja sogar reine Sulfitiösungen zur Anwendung gelangen können. Denn mit steigenden Arbeitsdrücken werden hier die an das Gas abgegebenen Ammoniakmengen im Verhältnis zur verarbeitenden Gasmenge immer geringer und bei hohen Drücken praktisch bedeutungslos. Dabei wird jedoch eine als absolut zu bezeichnende Schwefelfreiheit des Gases erreicht, so daß das Gas nach der Reinigung ohne weiteres für die empfindlichsten Kontaktprozesse verwendbar wird.
• Es ist unter Umständen vön Vorteil, die Hauptreinigung des Gases nach einem dieser Verfahren bei gewöhnlichem oder noch noch nicht bis beabsichtigten Höchstdruck gesteigertem Druck vorzunehmen und erst die Endreinigung bei dem letzteren Druck zu bewirken.
• Der Anwendungsbereich der verschiedenen Verfahren bei erhöhten Drücken soll sich dabei nicht allein auf ammoniakfreie Gase beschränken, sondern auch auf ammoniakhaltige Gase ausgedehnt werden, wobei das im Gase vorhandene Ammoniak entweder in seiner ganzen Menge im Gase verbleiben oder teilweise oder auch ganz vor dem Reinigungsprozeß abgeschieden und nach Bedarf an einer geeigneten Stelle dem Verfahren wieder zugeführt werden kann.
• Bei allen diesen Verfahren findet im Verlauf des Prozesses infolge der Anwesenheit von Polythionaten eine mehr oder weniger starke Selbstzersetzung der Lösungen unter Sulfatbildung statt, so daß also dabei ein entsprechender Verbrauch an Ammoniak eintritt, der entweder durch den Ammoniakgehalt des Gases selbst gedeckt oder bei ammoniakfreiem Gase durch Zufuhr aus anderweitigen Quellen stammenden Ammoniaks ausgeglichen werden muß.
• In letzterem Falle können jedoch an Stelle von Ammonsalzlösungen auch Lösungen der Alkalimetalle, des Zinks, des Magnesiums oder Gemische dieser Salze verwendet werden oder verschiedene Salzlösungen in den einzelnen Stufen des Verfahrens zur Verwendung gelangen, wobei also der Ausfall an Basen infolge der Selbstzersetzung der Lösungen unter Sulfatbildung durch Zufuhr von Alkali, Magnesia oder Zinkoxyd, etwa in Form ihrer Bisulfitlösungen, ausgeglichen werden kann.
• In diesem Falle sind die Verfahren also nicht an die Verwendung von Ammoniak gebunden.
• Die verschiedenen Verfahren können sowohl bei gewöhnlicher wie bei erhöhter Temperatur ausgeführt werden; auch können beim Arbeiten in mehreren Stufen verschiedene dieser Verfahren in den einzelnen Stufen getrennt zur Ausführung gelangen, indem beispielsweise mit Polythionatlösungen vorgewaschen und mit Sulfit-Bisulfit-Lösungen nachgewaschen wird. Es kann weiterhin auch so gearbeitet werden, daß der Schwefelwasserstoff, gegebenenfalls zusammen mit etwa im Gase vorhandenem Ammoniak, in bekannter Weise mit Wasser unter Druck entfernt und diese Waschlösung ebenfalls unter Druck oder nach teilweiser oder vollständiger Entspannung auf die Waschflüssigkeiten zur Einwirkung gebracht wird. Auch kann die wässerige Schwefelwasserstofflösung entspannt und der erhaltene angereicherteSchwefelwasserstoffgegebenenfalls nach erneuter Kompression mit den Waschflüssigkeiten zur Umsetzung gelangen.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Entfernen von Schwefelwasserstoff aus ammoniakhaltigen oder aminoniakfreien Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase mit Po15 thionatlösungen oder Bisulfit- bzw. Sulfit-Bisulfit-Lösungen bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur und wesentlich Tiber Atmosphärendruck liegenden Drücken in einer oder mehreren Stufen behandelt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschlösungen aus Salzen des Ammoniaks, der Alkalimetalle, des Zinks oder Magnesiums bestehen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und Z, dadurch gekennzeichnet, daß beim Arbeiten in mehreren Stufen verschiedene Waschflüssigkeiten zur Anwendung gelangen. 4..
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Waschflüssigkeit der letzten Stufe eine Sulfit-Bisulfit-Lösung mit einem Gehalt von mehr als 75 °(o Sulfit oder eine Sulfitlösung zur Verwendung gelangt.
5. Verfahren nach Anspruch i bis dadurch gekennzeichnet, daß, ohne die vollständige Bildung des Polvthionats aus der mit schwefliger Säure behandelten Thiosulfatlösung abzuwarten, die genügend mit schwefliger Säure angereicherte Thiosulfatlösung unmittelbar dem Waschprozeß unter Druck wieder zugeführt wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch i bis dadurch gekennzeichnet, daß der Schwefelwasserstoff, gegebenenfalls zusammen mit im Gase vorhandenem Ammoniak, in an sich bekannter Weise mit Wasser unter erhöhtem Druck aus dem Gase ausgewaschen und die erhaltene Lösung ohne Entspannung auf die Waschflüssigkeit zur Einwirkung gebracht oder der nach teilweiser oder vollständiger Entspannung der wässerigen Lösung erhaltene angereicherte Schwefelwasserstoff in gasförmigem Zustande nach vorheriger erneuter Kompression mit der Waschflüssigkeit in Berührung gebracht wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hochdruckreinigungsverfahren eine Reinigung nach einem der beschriebenen Reinigungsverfahren bei gewöhnlichem Druck vorangeht.