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Verfahren zur Ausnutzung des bei der Reinigung von Gasen vermittels
Druckgasauswaschung anfallenden, im Waschwasser gelösten schwefelhaltigen Gases
Es ist bekannt, Schwefelwasserstoffe aus Gasen der trocknen Destillation von Brennstoffen
dadurch zu entfernen, daß man das von Teer, Ammoniak, evtl. Cyan und Naphthalin,
gereinigte, aber noch Schwefelwasserstoff enthaltende Gas in zwei Ströme teilte,
den kleineren Gasstrom mit einer genügenden Menge Luft oder Sauerstoff mischte,
um den Schwefelwasserstoff bei Anwesenheit von Kontakten zu schwefliger Säure zu
oxydieren und die den Kontaktraum verlassende schweflige Säure mit dem größeren
schwefelwasserstoffhaltigen Gasstrom zusammenzuführen, wobei die gewünschte Umsetzung
zu Schwefel eintrat. Bei diesem Verfahren wurde jedoch- ein Teil des hochwertigen,
verhältnismäßig wenig Schwefelwasserstoff enthaltenden Gases verbrannt, wodurch
große Verluste an ausnutzbaren Verbrennungsgasen eintraten. Gleichzeitig bewirkte
die geringe Konzentration des Schwefelwasserstoffes im Gas nur einen trägen Verlauf
der Reaktion. Um diese Mängel zu umgehen, wird gemäß vorliegender Erfindung ein
Verfahren zur Anwendung gebracht, wobei der im Rohgas enthaltene Schwefelwasserstoff
durch Druckauswaschung dem Gase quantitativ entzogen und hierauf aus dem Druckwaschwasser
durch Entspannen eine Menge hiervon ausgetrieben wird, die ganz oder teilweise in
Schwefeldioxyd umgewandelt wird, um das übrige im Entspanner frei gemachte Schwefelwasserstoffgas
zusammen mit dem restlichen, im Wasser gelöst gebliebenen, zu oxydieren. Unter gleichzeitiger
Berieselung mit Wasser in einer geeigneten Vorrichtung, z. B. einem Waschturm, wird
hierbei der gesamte Schwefelwasserstoff der Einwirkung des Schwefeldioxyds ausgesetzt.
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Ein zahlenmäßig belegtes Beispiel möge den Reaktionsverlauf ausführlicher
wiedergeben.
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Das durch Verschwelung von mitteldeutscher Rohbraunkohle erhaltene
Rohgas enthält außer den Kohlenoxyden, gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffen,
Wasserstoff, geringe Mengen Stickstoff und Sauerstoff, ferner Schwefelwasserstoff,
der bei einem bestimmten Schwelgas 3,5 °% des Ganzen ausmachte. Dieses Gas wurde
bei einer Temperatur von 15' C einer Auswaschung mit Druckwasser von so atü unterworfen,
wobei der Gehalt des Rohgases an Schwefelwasserstoff auf o °1o zurückging. Das erhaltene
Restgas wies bei Entspannung des Druckwassers auf 1 atü einen Gehalt von 11 °/o
Schwefelwasserstoff auf. Beim Entspannen wurden im ganzen 24 cbm Gas frei, während
6 cbm im Wasser gelöst blieben. Von dem frei gewordenen Gas wurden i1,3 cbm einem
Verbrennungsofen zugeleitet, wo der im Gas enthaltene Schwefelwasserstoff zu Schwefeldioxyd
verbrannt wurde. Dieses Schwefeldioxyd wurde mit dem im Waschwasser enthaltenen
Schwefelwasserstoff durch Berieselung in Berührung gebracht,
gleichzeitig
aber auch das im Entspanner frei gewordene, schwefelwasserstoffhaltige Gas, in diesem
Falle noch 12,7 cbm, eingeleitet. Die Ausbeute an Schwefel betrug bei diesem vorliegenden
Schwelgas 441{g pro ioo cbm Rohgas, d. h. es wurden 88,5 °% des im Rohgas als Schwefelwasserstoff
enthaltenen Schwefels gewonnen. Da die Oxydation von Schwefelwasserstoff bei einem
-Ü"berschuß von Schwefeldioxyd stattfinden muß, so reagiert das ablaufende Wasser
sauer. Zum Schutze der Eisenteile, also der Apparate und Maschinen der Waschanlage,
ist es zweckmäßig, das Wasser durch geeignete Stoffe, z. B. durch Kalk, zu neutralisieren.
Bei Zugrundelegung eines im Wasser gelöst bleibenden S OZ Gehaltes von 2 °% der
theoretisch zur Oxydation nötigen S 02 Menge wird im obigenBeispiel für je ioocbm
Rohgas sich eine Schwefeldioxydmenge von I 13 g ergeben, die zur Neutralisation
ioo g CaO benötigt. Bei einer Ausbeute von i ooo cbm Rohgas sind 1,04 kg CaO = etwa
1,28 kg Kalk aufzuwenden. Dadurch, daß das Wasser quantitativ H, S-frei wieder in
den Wascher tritt, ist eine bessere Auswaschung des Gases als bei der bisherigen
Verwendung des nur entlüfteten Waschwassers zu erzielen.
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An Hand einer Abbildung ist im folgenden beispielsweise eine Anlage
zur Durchführung des Verfahrens erläutert. Das aus dem Wäscher i austretende Waschwasser
wird in einem Behälter 2, durch den in geeigneter Menge Luft geblasen werden kann,
auf einen solchen Druck entspannt, daß es imstande ist, über Leitungen 3 in den
Wascher 4. bei 5 einzutreten. Von dem im Behälter :2 frei werdenden schwefelwasserstoffreichen
Gas wird der zur Verbrennung benötigte Teil durch einen Verbrennungsofen 6 und der
übrige Teil mittels der Leitung 7 direkt in den Waschturm geleitet. Von 5 rieselt
also das Wasser den heraufsteigenden Gasen entgegen, so daß die Hauptreaktion auf
dem Wege zwischen 5 und 7 erfolgt. Das Wasser und der ausgeschiedene Schwefel fallen
in den unteren Sammelbehälter, in dem, falls im Wasser noch Schwefelwasserstoff
und Schwefeldioxyd nebeneinander bestehen, diese Gelegenheit haben, aufeinander
zu reagieren. Da der ausfallende Schwefel sich leicht festsetzt, ist es zweckmäßig,
in diesen Sammelbehälter ein Rührwerk einzubauen, so daß durch den Ablauf Wasser
und Schwefelschlamm austreten können. In dem Absitzkasten sinkt der Schwefelschlamm
dann zu Boden und kann von Zeit zu Zeit nach Ablassen des Wassers durch die Klappe
des Absitzbeckens von der schiefen Ebene abgezogen werden. Das aus dem Klärbehälter
abfließende Wasser gelangt in eine Grube 8, in der es durch Alkalien, z. B. Kalk,
neutralisiert wird, da in der Apparatur zur vollkommenen Oxydation von Schwefelwasserstoff
mit geringem Schwefeldioxydüberschuß gearbeitet werden muß. Eine geringe Wassermenge
wird bei io durch die Pumpe 9 in den Turm gedrückt, um ein Entweichen von Schwefelwasserstoff
bzw. Schwefeldioxyd durch die Saugleitung i i des Ventilators 12 zu verhindern.
Die Hauptmenge des Wassers fließt durch Leitung 13 in den Saugbrunnen 14 und wird
durch die Pumpe 15 wieder in den Wascher i gedrückt.
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Der Vorteil gegenüber den bisher üblichen Verfahren ist in folgendem
zu sehen. Das in dem Druckwaschverfahren erhaltene schwefelwasserstoffhaltige Wasser
wird bei dem bisherigen Verfahren durch Entspannen und Belüften von Schwefelwasserstoff
nur biss zu einem gewissen Grade befreit, wobei natürlich durch die durchgesaugte
Luft eine Verringerung der Konzentration der Restgasbestandteile bis zu 15 bis 2o
°/o eintritt. Dann wird dieses Gasluftgemisch in Wasser mit Schwefeldioxyd zur Reaktion
gebracht. Man treibt also das bereits in geeigneter Form vorliegende Gas aus dem
Wasser aus und löst es wieder in Wasser. Nach der Erfindung dagegen wird das anfallende
Waschwasser in seiner vollen Konzentration der Behandlung mit Schwefeldioxyd unterworfen.
Hierdurch wird i. eine höhere Ausbeute an Schwefel erzielt, infolge höheren Wirkungsgrades,
2. die gesamte Apparatur verkleinert, da das Gas, wie bereits gesagt, in stärkerer
Konzentration anfällt, 3. die Gesamtwaschanlage vereinfacht und verbilligt durch
Fortfall des Belüftungsturmes und Ventilators, 4. der Arbeitsaufwand verringert
infolge kleinerer zu fördernder Gasmengen.
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Das "Verfahren kann auch so durchgeführt werden, daß man aus dem Verbrennungsgas
in bekannter Weise durch geeignete feste oder flüssige Adsorptionsmittel, z. B.
Wasser oder Silikagel, das SO, herauslöst und dann die jeweils gewünschte
Reaktion mit dem in konzentrierter Form vorliegenden SO, durchführt.