DE69219514T2

DE69219514T2 - Kontinuierliches Autozirkulationsverfahren und Vorrichtung mit mehreren Stoffübertragungszonen

Info

Publication number: DE69219514T2
Application number: DE69219514T
Authority: DE
Inventors: Leslie C Hardison
Original assignee: Wheelabrator Clean Air Systems Inc
Current assignee: Wheelabrator Clean Air Systems Inc
Priority date: 1991-04-08
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1997-10-09
Anticipated expiration: 2012-03-28
Also published as: EP0508243A1; EP0508243B1; US5160714A; CA2065549C; JPH06170159A; ES2102422T3; JP2506597B2; DE69219514D1; GR3024065T3; ATE152633T1; CA2065549A1

Description

ERFINDUNGSGEBIET

Vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum nacheinander In-Berührung-Bringen einer Flüssigkeit mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Gasen in einer Vorrichtung zur Gas-Flüssigkeits- Berührung mit einer Vielzahl von Berührungszonen für Gas und Flüssigkeit, wobei jede in Flüssigkeitsverbindung mit zumindest einer anderen Gas-Flüssigkeits-Berührungszone innerhalb eines einzigen Gefäßes zur Stoffübertragung zwischen den Basen und der Flüssigkeit derart steht, daß der Lösungsumlauf durch Dichteunterschiede zwischen Gas-Flüssigkeits-Berührungszonen und mit Flüssigkeit gefüllten Zwischenverbindungskammern ohne die Anwendung einer Umlaufpumpe für die Lösung erzeugt wird. Insbesondere betrifft vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Entfernung von Schwefelwasserstoffgas (H&sub2;S) aus einem Flüssigkeitsstrom durch Umsetzung des Flüssigkeitsstroms mit einer katalytischen Redoxlösung aus mehrwertigem Metall zur Entfernung von H&sub2;S-Gas und zur kontinuierlichen Regenerierung der katalytischen Lösung durch Umsetzung mit einem sauerstoffhaltigen Gas. Das Verfahren ist besonders zur Behandlung von Betriebsgasströmen mit einer verhältnismäßig hohen H&sub2;S-Konzentration, wie z.B. mindestens 1 Gew.%, bei verhältnismäßig niederem Druck, wie z.B. weniger als 1 bar Überdruck, geeignet, jedoch ist es für Betriebsgasströme bei jedem Druck brauchbar.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK

Das Verfahren und die Vorrichtung vorliegender Erfindung sind Verbesserungen über das Autozirkulationsverfahren und die Autozirkulationsvorrichtung, die im U.S.-Patent 4.238.462 offenbart sind, und es ist für eine Gas-Flüssigkeitsstoffübertragung brauchbar, wo eine Flüssigkeit mit zwei verschiedenen Gasen in getrennten Berührungszonen kontaktiert wird. Bei einem katalytischen Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoffgas (H&sub2;S) aus einem Flüssigkeitsstrom unter Anwendung eines Eisen-III- Katalysators, wie z.B. eines Eisen-III-chelats, wird das Eisen-III zu Eisen-II reduziert, wenn es mit Schwefelwasserstoff umgesetzt wird. Wie in U.-S.-Patent 4.238.462 dargelegt, können die Reihen von Reaktionen, die bei der katalytischen Oxidation von Schwefelwasserstoffgas unter Bildung von elementaren Schwefel unter Anwendung eines katalytischen Reagens aus Eisen-III- chelat ablaufen, durch folgende Gleichungen wiedergegeben werden:
H&sub2;S(Gas) + H&sub2;O(Flüssigkeit H&sub2;S(wässrig) + H&sub2;O(Flüssigkeit)
H&sub2;S(wässrig) H&spplus; + HS&supmin;
HS&supmin; H&spplus; &spplus; S=
S= + 2(Fe*Chelat)&spplus;³ T Sº (Feststoff) + (Fe*Chelat)&spplus;²
Durch Kombination dieser Gleichungen ergibt sich folgende Gleichung:
H&sub2;S(Gas) + 2(Fe*Chelat)&spplus;³ T 2H&spplus; 2(Fe*Chelat)&spplus;² + Sº
Um ein wirtschaftlich durchführbares Verfahren zum Bewirken einer katalytischen Oxidation des Schwefelwasserstoffs zur Verfügung zu haben, ist es wesentlich, daß das Schwefelwasserstoffgas kontinuierlich in innige Berührung mit der Eisenchelatlösung gebracht wird, und daß das auf zuvor beschriebene Weise gebildete Eisen- II-chelat durch Oxidation zu Eisen-III-chelat mittels inniger Berührung mit aufgelöstem Sauerstoff, der vorzugsweise aus der Umgebungsluft stammt, kontinuierlich regeneriert wird. Die Reihe von Umsetzungen, die beim Regenerieren zum erwünschten Eisen-III-chelat ablaufen, können durch folgende Gleichungen wiedergegeben werden
O&sub2;(Gas) + 2&sub2;O O&sub2;(wässrig) + 2H&sub2;O
O&sub2;(wässrig) + 2&sub2;O + 4(Fe*Chelat)&spplus;² T 4(OH&supmin;) + 4(Fe* Chelat)&spplus;
Durch Kombination dieser Gleichungen ergibt sich folgende Gleichung:
1/2 O&sub2;(Gas) + H&sub2;O + 2(Fe*Chelat)&spplus;² T 2(OH)&supmin; + 2(Fe* Chelat)+3
Aus den vorhergehenden Gleichungen ist offensichtlich, daß theoretisch zwei Mole Eisen-III der Reaktionszone zugeführt werden müssen, in der das Schwefelwasserstoffgas unter Bildung von elementaren Schwefel für jedes Mol behandeltes Schwefelwasserstoffgas oxidiert wird, und in der tatsächlichen Praxis wird beträchtlich mehr als die theoretische Eisenmenge verwendet. Bei einem kontinuierlichen Verfahren zum Entfernen von Schwefelwasserstoff durch Berührung mit einer katalytischen Eisen-III-Lösung wird die katalytische Lösung kontinuierlich zwischen einer Absorberzone, wo der H&sub2;S durch die katalytische Lösung von Eisen-III-chelat absorbiert wird, und der zu Eisen-II reduzierten Lösung in der Zone einer Oxida-tionsvorrichtung kontinuierlich im Umlauf geführt, wo das reduzierte Eisen-II wieder zum Wertigkeitszustand Eisen-III oxidiert wird. Um die Verwendung hoher Konzentration von Eisen in der katalytischen Lösung zu vermeiden, sollte die Umlaufrate hoch sein.
In der Vergangenheit konnten Vanadium-Redoxkatalysatoren in einem Autozirkulationsverfahren und einer Vorrichtung hierfür nicht verwendet werden, wie in U.-S.-A. 4.238.462 offenbart ist, weil die Vanadium-Redoxreaktionen zum Abschluß der H&sub2;S-Oxidationsreaktion in Abwesenheit von aufgelöstem Sauerstoff, bevor die aus dem Absorber austretende Lösung Sauerstoff ausgesetzt wird, mehr Zeit erfordern.
Die Wirtschaftlichkeit und Durchführbarkeit des Stretford-Verfahrens hingen von einem großen Volumen der Metallvanadat-Redoxlösung ab. Das reduzierte Metallvanadat wird nach Absorption des Schwefelwasserstoffs (als HS&supmin; oder S=) unter Bildung des Metallvanadats in der Wertigkeit +4 kontinuierlich zum Wertigkeitszustand +5 regeniert, indem es mit aufgelöstem Sauerstoff zur kontinuierlichen Verwendung des oxydierten Metallvanadats in der Absorptionszone in Berührung gebracht wird, um zusätzlichen H&sub2;S als elementaren Schwefel zu entfernen. Die Chemie des Stretford-Verfahrens wird typischerweise gemäß folgenden Stufen zusammengefaßt:
Absorption und Dissoziation von H&sub2;S in Alkali:
2H&sub2;S(G) + 2Na&sub2;CO&sub3; T 2NaHS + 2NaHCO&sub3;
Die Bisulfidoxydation mit Metavanadat unter Bildung von elementarem Schwefel und reduziertem Vanadium:
2NaHS + 4NaVO&sub3; + H&sub2;O T Na&sub2;V&sub4;O&sub9; + 4NaOH + 2S;
und
Reoxidation von Vanadium durch abgelösten molekularen Sauerstoff in Gegenwart von ADA:
Na&sub2;V&sub4;O&sub9; + 2NaOH + O&sub2; 4 NaVO&sub3; + H&sub2;O
Vor dem im U.-S.-Patent 4.238.462 offenbarten Autozirkulationsverfahren und der Vorrichtung hierfür wurden die katalytischen Oxidations-Reduktions-Reaktionen zur kontinuierlichen Entfernung von Schwefelwasserstoff oder dergl. aus einem Flüssigkeitsstrom gleichzeitig in dem gleichen Reaktionsgefäß mittels eines Verfahrens durchgeführt, das als aerobischer Betrieb bezeichnet werden kann, oder mittels eines Verfahrens, bei dem die Oxidations- und Reduktionsstufen in getrennten Reaktionsgefäßen durchgeführt wurden, das als anaerobischer Betrieb bezeichnet werden kann (vgl. U.-S.-Patent 3.897.219). Während ein aaerobischer Betrieb bestimmte Vorteile über einen anarobischen Betrieb zur Behandlung von einigen Gasströmen, die nach der Entfernung von H&sub2;S wiedergewonnen werden müssen, aufweisen kann, gibt es den mit der Bereitstellung einer zusätzlichen Anlage verbundenen Extraaufwand, und das kontinuierliche Pumpen großer Flüssigkeitsvolumina von einem Gefäß zum anderen erhöht die Betriebskosten.
Dem Verfahren und der Vorrichtung, die im U.S.-Patent 4.238.462 beschrieben sind, war ein kommerzieller Erfolg beschieden, jedoch leidet die kommerzielle Anwendung dieses Verfahrens und dieser Vorrichtung unter mehreren Nachteilen, einschließlich des Fehlens einer Steuerung der Verweilzeit für die Berührung von Gas und Flüssigkeit in jeder der Reaktionszonen; keine Bereitstellung einer Steuerung des Flüssigkeitsstroms; eine verhältnismäßig hohe Thiosulfat-Produktionsrate - 4-6 Gew.% des Schwefels werden in Thiosulfat übergeführt; und verhältnismäßig hohe Eisenverluste, wenn das Verfahren und die Vorrichtung bei der bevorzugten Ausführungsform zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus einem Gasstrom angewandt werden.
Ferner erkennt der Fachmann, daß das kommerziell praktizierte (U.S.-A-4.238.462) Autozirkulationsverfahren einen gut gerührten Oxidationsabschnitt umfaßt, indem die Zusammensetzung der Masse der Lösung in der Oxidationsvorrichtung notwendigerweise im wesentlichen die gleiche wie diejenige ist, die in die Absorptionszone zirkuliert. D.h. sie ist nahezu vollständig oxidiert, so daß sie einen verhältnismäßig hohen Sauerstoffpartialdruck besitzt und eine minimale Triebkraft zur Auflösung von Sauerstoff in der Lösung zeigt.
Gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung vorliegender Erfindung kann die in einem letzten Oxidationsabschnitt dispergierte Sauerstoffmenge gesteuert werden, um einen wesentlichen Überschuß von aufgelöstem Sauerstoff in der Redox-Lösung aus mehrwertigem Metall, die in den Absorptionsabschnitt des Verfahrens eintritt, zu verhindern, so daß Sulfat, Thiosulfat und andere Salze in der Absorptionszone des Verfahrens in viel geringerem Ausmaß gebildet werden, was ermöglicht, das Verfahren bei einem wirksameren, höheren pH-Wert mit einer geringen oder gar keinen Notwendigkeit für die periodische Zugabe von Alkali zur Redox-Lösung aus mehrwertigem Metall durchzuführen.
Schließlich ist die derzeitig praktizierte Autozirkulationsvorrichtung nicht auf das Stretford-Verfahren und solche Redox-Verfahren anwendbar, die auf verhältnismäßig langsamere Reaktionen zwischen dem oxidierten Metall-Redoxkatalysator und den aufgelösten Ionen HS&supmin; oder S= angewiesen sind, weil es keine wirksame Verweilzeit für die Lösung gibt, welche den Absorber vor ihrem Eintreten in die Oxidationsvorrichtung verläßt. Die Abwesenheit einer ausreichenden Verweilzeit trägt wesentlich zur Bildung von Thiosulfat- und Sulfatsalzen bei, indem ermöglicht wird, daß die restlichen Ionen HS&supmin; und S&supmin; in die sauerstoffreiche Oxidationszone eintreten, wo die unspezifischen Nebenreaktionen zwischen diesen Salzen und aufgelöstem Sauerstoff stattfinden können. Das vorliegende Verfahren und die vorliegende Vorrichtung überwinden diese Beschränkung und machen die vollständige Anwendung des Autozirkulationsprinzips für das Stretford- und beliebige andere Verfahren zur Entfernung von H&sub2;S möglich, die eine katalytische Redoxlösung aus mehrwertigem Metall, die reduziert und zur Umwandlung von H&sub2;S in elementaren Schwefel oxidiert ist, verwenden, weil vorliegende Erfindung das Einfügen einer Verweilkammer bereitstellt, welche die den Absorber verlassende Flüssigkeit durchläuft, bevor sie in die Oxidationsvorrichtung eintritt. Im Falle des LO-CAT - Verfahrens kann eine Verweilzeit von 10-60 Sekunden angemessen sein, während im Fall des Stretford-Verfahrens 10 bis 60 Minuten erforderlich sein können.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die zuvor genannten und weitere Nachteile wurden in Übereinstimmung mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 und der Vorrichtung gemäß Anspruch 6 überwunden. Gemäß vorliegender Erfindung wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt mit einer Vielzahl von Stoffübertragungszonen oder -kammern zur Gas-Flüssigkeits-Berührung, die untereinander in Flüssigkeitsverbindung stehen, umfassend eine erste Gas-Flüssigkeit-Stoffübertragungszone oder -kammer zur Berührung einer Flüssigkeit mit einem ersten Gas oder Betriebsgas und einer Verweilkammer, die mit der ersten Gas-Flüssigkeits-Stoffübertragungszone oder -kammer in Flüssigkeitsverbindung steht, um die Steuerung des Umlaufs der stoffübertragenen und/oder stoffübertragenden Lösung von der ersten Stoffübertragungszone zu einer zweiten Stoffübertragungszone zu unterstützen. Die Querströmung der Lösung von der Verweilkammer durch ein Ventil oder eine andere Vorrichtung zur Umlaufsteuerung zur zweiten Gas-Flüssigkeit- Stoffübertragungszone oder -kammer führt zu einer gesteuerten, kontinuierlichen und aufeinanderfolgenden Gas-Flüssigkeitsberührung mit zwei oder mehreren unterschiedlichen Gasen in getrennten Berührungszonen innerhalb eines einzigen Gefäßes.
Jede der ersten und zweiten Gas-Flüssigkeits-Stoffübertragungszonen oder -kammern kann in zwei oder mehrere getrennte Berührungsabschnitte für eine fortgesetzte Gas-Flüssigkeitsverrührung unterteilt sein. Die abgetrennten Abschnitte jeder Gas-Flüssigkeits-Stoffübertragungszone oder -kammer stehen untereinander durch Strömungszwischenkanäle oder Verbindungskammern in aufeinanderfolgender Flüssigkeitsverbindung, in denen kein zusätzliches Gas in der Flüssigkeit dispergiert ist. Die Strömungskanäle werden durch ein umgekehrtes Wehr (weir) gebildet, das sich von einem oberen Teil eines stromabwärts gelegenen Endes eines Abschnitts nach unten erstreckt, und durch ein eingetauchtes Wehr, das sich von einem stromaufwärts gelegenen Ende des nachfolgenden Abschnitts aufwärts erstreckt, wobei die Wehre waagrecht beabstandet sind und sich innerhalb der Flüssigkeit senkrecht überlappen.
Die Verweilkammer trennt die erste Gas-Flüssigkeit- Stoffübertragungszone von der zweiten Gas-Flüssigkeit-Stoffübertragungszone um zu einer gesteuerten Verweilzeit und einem gesteuerten Umlauf der Lösung zwischen den beiden Stoffübertragungszonen zur aufeinanderfolgenden Berührung mit einem unterschiedlichen Gas in jeder Zone zu führen. Auf diese Weise wird ein verläßlicher, kontrollierter Umlauf der Lösung erreicht, ungeachtet der erwünschten Strömungsrate eines jeden Betriebsgases in jeder Zone. Bei der Anwendung auf flüssige Redoxverfahren zur Oxidation von H&sub2;S in Schwefel und Wasser gibt es keine oder nur eine geringfügige Thiosulfatproduktion, da im wesentlichen alle Ionen HS&supmin; und S= in der Verweilkammer oder in der Querströmungsleitung durch Umsetzung mit den oxidierten mehrwertigen Metallionen vor Oxidation derselben in der Oxidationsvorrichtungszone sowie infolge der Fähigkeit, den in der Redoxlösung aus mehrwertigem Metall, die in die Absorptionszone eintritt, aufgelösten Sauerstoff zu steuern, in elementaren Schwefel übergeführt werden; und die erste und/oder zweite Gas-Flüssigkeits-Stoffübertragungszone kann in Abschnitte getrennt werden, um das für jede Stoffübertragungszone erforderliche Gesamtvolumen auf ein Minimum herabzusetzen. Weitere Vorteile über das im U.S.-Patent 4.238.462 offenbarte Verfahren und die dort offenbarte Vorrichtung umfassen die Leichtigkeit der Trennung der verschiedenen Gase. Beim H&sub2;S-Oxidations-Redox-Flüssigverfahren können verbrauchte Luft und verbrauchte Betriebsgasströme leicht abgetrennt werden; so können das CO&sub2; im Fall der Entschwefelung eines CO&sub2;&submin;H&sub2;S-Gases, das von einem Amin-Gasentschwefelungsverfahren in einer Erdgasbehandlungsanlage stammen kann, oder andere Kohlenwasserstoff- oder Inertgasgehalte eines sauberen Betriebsgases, falls wirtschaftlich durchführbar, wieder gewonnen werden, und die Menge an verbrauchter Luft, die mit saurem Betriebsgas kombiniert ist, das ein Waschen oder Veraschen erfordert, kann minimiert werden; ausreichende Antriebskräfte für den Umlauf der Lösung werden bei niedrigeren Luftraten pro Flächeneinheit der Oxidationszonenfläche erreicht, ohne daß ein Pumpen zwischen den Gas-Flüssigkeits-Berührungszonen erforderlich ist; es besteht keine Möglichkeit eines Umlaufs, der in falscher Richtung verläuft, wenn der eine oder andere Gasstrom von der Sollrate abweicht; und es kann ein wesentlicher Druckunterschied zwischen den verschiedenen Gas-Flüssigkeits-Berührungskammern vorhanden sein, um die Druckerfordernisse der stromabwärts arbeitenden Vorrichtung anzupassen.
Es gibt einen weiteren Vorteil, der hinsichtlich der Anwendung auf andere chemische Systeme kennzeichnend ist. Mit dem Verfahren und der Vorrichtung vorliegender Erfindung können das Stretford-Verfahren oder ein anderes Stoffübertragungsverfahren benutzt werden, die einen Flüssigkeitskontakt mit zwei oder mehreren unterschiedlichen Gasen erfordern, wie z.B. das Shafer- und Unisulf-Verfahren u. dergl. oder aber ein anderes Stoffübertragungsverfahren mit Gas-Flüssigkeitsberührung, das eine wesentliche Verweilzeit erfordert.
Demgemäß ist ein Aspekt vorliegender Erfindung die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Bewirkung einer Stoffübertragung zwischen einer Flüssigkeit und einer Vielzahl von unterschiedlichen Gasen oder von Gasen innerhalb getrennter Stoffübertragungszonen innerhalb eines einzigen Gefässes.
Ein anderer Aspekt vorliegender Erfindung ist die Bereitstellung eines Autozirkulationsverfahrens und einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Entfernung von Schwefelwasserstoffgas (H&sub2;S) aus einem Betriebsgasstrom durch innige Berührung mit einer katalytischen Redoxlösung aus mehrwertigem Metall in einer Stoffübertragungszone und kontinuierliche Regenerierung der katalytischen Lösung innerhalb des gleichen Gefässes durch innigen Kontakt mit einem oxidierenden Gas in einer getrennten Stoffübertragungszone.
Ein anderer Aspekt vorliegender Erfindung ist die Bereitstellung eines Autozirkulationsverfahrens und einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Entfernung von Schwefelwasserstoffgas (H&sub2;S) aus einem sauren Betriebsgasstrom ohne Umwandlung des H&sub2;S in signifikante Mengen eines Metallthiosulfats (z.B. Na&sub2;S&sub2;O&sub3;), im allgemeinen weniger als etwa 5 Gew.% des in Thiosulfat übergeführten Schwefels, und vorzugsweise weniger als 1 Gew.%.
Ein weiterer Aspekt vorliegender Erfindung ist die Bereitstellung eines Autozirkulationsverfahrens und einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Entfernung von Schwefelwasserstoffgas (H&sub2;S) aus einem schwefelwasserstoffhaltigen Betriebsgas durch innige Berührung des Gases mit einer Eisen- oder Vanadiumkatalysatorlösung, ohne wesentliche Eisen- oder Vanadiumverluste.
Noch ein weiterer Aspekt vorliegender Erfindung ist die Bereitstellung eines Autozirkulationsverfahrens und einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Entfernung von Schwefelwasserstoffgas (H&sub2;S) aus einem schwefeiwasserstoffhaltigen Betriebsgas durch innige Berührung des Betriebsgases mit einer Redox-Katalysatorlösung aus mehrwertigem Metall in einer Stoffübertragungszone zur Absorption des gasförmigen H&sub2;S in der Katalysatorlösung und Regenerierung der Katalysatorlösung aus mehrwertigem Metall in einer getrennten Stoffübertragungszone in dem gleichen Gefäß, während eine Verweilkammer zwischen den beiden Stoffübertragungszonen und eine Steuerung des Flüssigkeitsstroms zwischen den beiden Stoffübertragungszonen bereitgestellt ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die zuvor genannten und andere Aspekte und Vorteile vorliegender Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Erfindungsbeschreibung anschaulicher, wenn diese zusammen mit den Zeichnungen in Erwägung gezogen wird, in denen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gefässes für eine Gas-Flüssigkeits- Stoffübertragung mit einer Oxidationsvorrichtung und einem Absorber darstellt;
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des Gas-Flüssigkeits-Stoffübertragungsgefässes der vorliegenden Erfindung in kreisförmiger Bauart darstellt;
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gas-Flüssigkeits-Stoffübertragungsgefässes in einer alternativen rechteckigen Bauart zeigt, die zusätzliche Oxidationsabschnitte bereitstellt;
Fig. 4 eine Eichkurve der Flüssigkeitsströmungsrate gegenüber der Ventileinstellung für eine Luftströmungsrate von 198 dm³/Min. (7,0 SCFM) ist;
Fig. 5 ein Schaubild von Thiosulfat für Beispiel 1 im Vergleich zu Seiner herkömmlichen Autozirkulationsanlage bei 6% Na&sub2;S&sub2;O&sub3; ist; und
Fig. 6 ein Schaubild ist, das das Oxidations/Reduktionspotential (ORP) gegenüber dem Probeort darstellt, wobei die H&sub2;S-Strömungsrate 286 g/Std (0,63 lb/hr) beträgt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Auführungsformen

Um auf die Zeichnungen, und anfänglich auf Fig. 1 zurückzukommen, war eine Querströmungs-Autozirkulationsvorrichtung, allgemein mit 10 bezeichnet, wie in Fig. 1 gezeigt, für eine Behandlungskapazität von etwa 454 g/- Std. (1 pound/hr) Schwefel ausgebildet, um eine dreistufige Oxidations-Autozirkulationsvorrichtung zu testen, die ein Kugelventil 12 zur Steuerung des Flüssigkeitsstroms, angeordnet in einer Leitung 14 zwischen einer ersten Stoffübertragungszone, oder Absorberkammer, allgemein mit 16 bezeichnet, und einer zweiten Stoffübertragungszone, oder Oxidationsvorrichtungskammer, aufweist. Die Kammer der Oxidationsvorrichtung umfaßt drei getrennte Oxidationsabschnitte 18A, 18B und 18C, zur Regenerierung der Katalysatorlösung. Zwischen, und in Flüssigkeitsverbindung hiermit, der ersten Stoffübertragungszone, oder Absorberkammer 16, und der zweiten Stoffübertragungszone, oder Oxidationsvorrichtungszone, ist über Leitung 14 eine Verweilkammer 20 angeordnet.
Die in Fig. 1 gezeigte Autozirkulationsvorrichtung 10 ist ein rechteckiger Behälter aus Acrylharz mit einer Kapazität von 416 l (110 gallon), der durch Leitbleche in die Absorberkammer 16, drei Oxidationskammern 18A, 18B, 18C und die Verweilkammer 20 unterteilt ist.
Die Absorberkammer 16 ist in Flüssigkeitsverbindung durch die Verweilkammer 20 mit dem ersten Abschnitt 18A der Oxidationsvorrichtungszone über einen transparenten Schlauch 14 mit einem Innendurchmesser von 7,6 cm (3 inch) verbunden. Der Umlauf wird durch die durch Belüftung eingeleiteten Flüssigkeitsdichteunterschiede in Gang gehalten, wie in U.S.-A. 4.238.462 offenbart. Schwefelwasserstoffreiches Gas wird am Boden des Absorbers durch Sprinkler 22 in der Absorberkammer 16 zur innigen Berührung mit flüssiger Katalysatorlösung 29 aus Eisen-III-chelat eingeführt. Der H&sub2;S steigt zusammen mit oxidierter Katalysatorlösung aus dem 3. oder letzten Abschnitt 18C der Oxidationsvorrichtungszone zur Absorptionszone 16 und die mit H&sub2;S beladene flüssige Katalysatorlösung strömt, nachdem die oxidierte Katalysatorlösung H&sub2;S aus dem Betriebsgas in der Absorptionszone 16 absorbiert hat, über das Leitblech 30, das die Absorberkammer 16 von der Verweilkammer 20 trennt, und strömt durch den Auslaß 32, die Leitung 14 und das Kugelventil 12 durch den Einlaß 33 in den ersten Abschnitt 18A der Oxidationsvorrichtung. Bei einer bevorzugten Ausführungsform bildet eine geneigte Platte (nicht gezeigt) einen Boden der Verweilkammer 20, um abgesetzten Schwefel dem Auslaß 32 der Verweilkammer zuzuführen.
Der mit H&sub2;S beladene flüssige Katalysator in dem ersten Abschnitt 18A der Oxidationsvorrichtung wird durch Luft oxidiert, die durch den Sprinkler 36 strömt, und fließt über das Leitblech 38 und unter dem unteren Leitblech 40 zum zweiten Abschnitt 18B der Oxidationsvorrichtung. Die partiell oxidierte Lösung im zweiten Abschnitt 18B wird weiter durch Luft oxidiert, die durch Sprinkler 42 strömt, und fließt über das Leitblech 44 und unter dem Leitblech 46 zum dritten Abschnitt 18C der Oxidationsvorrichtung zur weiteren Oxidation mit Luft aus dem Sprinkler 47. Von dem dritten Oxidationsabschnitt 18C strömt der Katalysator über das Leitblech 48 und unter dem Leitblech 50 zur Absorberkammer 16.
Der Katalysator tritt in den ersten Oxidationsabschnitt 18A durch eine Übergangsplatte 52 gleicher Fläche zur Ausbreitung des Stroms von dem 7,6 cm (3 inch) Schlauch längs des Bodenmittelpunkts des ersten Oxidationsabschnitts 18A ein. Durch Auslaßleitungen (nicht gezeigt) wird verbrauchte Oxidationsluft vom Kopf jeden Oxidationsabschnitts 18A, 18B und 18C abgelassen. Auch wird ein oberer Raum 59 oberhalb des Absorbers 16 mit Luft gespült, und der obere Raum wird entlüftet Alle abgelassenen Gase können vor der Freigabe in die Atmosphäre behandelt werden. Daten von H&sub2;S in der Umgebung zeigten, daß die H&sub2;S-Konzentrationen unterhalb von zwei Teilen pro Million lagen, üblicherweise weniger als 0,25 ppm bei stetigem Zustand waren.
Die kreisförmige Bauart der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, allgemein mit 60 bezeichnet, umfaßt eine Absorberkammer 62 und eine Oxidationsvorrichtungskammer, die in drei gasgetrennte Abschnitte 64, 66 und 68 unterteilt ist. Waagrecht und senkrecht beabstandete Leitbleche 70 und 72, die zwischen der Absorberkammer 62 und dem ersten Oxidationsabschnitt 64 angeordnet sind, umschreiben eine Verweilkammer 74 dazwischen, um die mit H&sub2;S beladene Chelatlösung aus mehrwertigem Metall vor ihrer Oxidation unterzubringen. Gewünschtenfalls können die Abmessungen der Verweilkammer 74 vergrößert werden, um jegliche erwünschte Verweilzeit vor Oxidation der Redoxlösung aus mehrwertigem Metall in dem ersten Oxidationsabschnitt 64 bereitzustellen. Auf ähnliche Weise sind waagrecht und senkrecht beabstandete Leitbleche 76 und 78 zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt 64 und 66 der Oxidationsvorrichtung angeordnet; waagrecht und senkrecht beabstandete Leitbleche 80 und 82 sind zwischen dem zweiten und dritten Abschnitt 66 und 68 der Oxidationsvorrichtung angeordnet, und waagrecht und senkrecht beabstandete Leitbleche 84 und 86 sind zwischen dem dritten Abschnitt 68 der Oxidationsvorrichtung und der Absorberkammer 62 angebracht. Die beabstandeten Leitbleche 70 und 72; 76 und 78; 80 und 82; sowie 84 und 86 sind wie die in Fig. 1 gezeigten so ausgebildet, daß Flüssigkeit vom Absorber über das Leitblech 70 und unter das Leitblech 72 strömt, und Flüssigkeit aus jedem aufeinanderfolgenden Abschnitt der Oxidationsvorrichtung über sein benachbartes Leitblech 76, 80 und 84 sowie unter das Leitblech 78, 82 oder 86 in Nachbarschaft der nächsten darauffolgenden Zone strömt. Wie in Fig. 1 verhindert das Leitblech, unter dem die Flüssigkeit strömt, eine Flüssigkeitsverbindung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels zwischen benachbarten Zonen. Obgleich dies nicht in Fig. 2 gezeigt wird, sind in den Abschnitten 64, 66 und 68 der Oxidationsvorrichtung Luftsprinkler angebracht, und ein Betriebsgassprinkler ist in der Absorberkammer 62 angeordnet. Vorzugsweise besitzt der in Fig. 2 dargestellte zylindrische Absorber/Oxidationsvorrichtungs-Behälter einen ebenen, waagrecht angebrachten Boden.
Die Bauart des Absorptions-/Oxidationsvorrichtungs-Gefässes gemäß Fig. 3, allgemein mit 90 bezeichnet, ist eine vergrößerte Version des in Fig. 1 dargestellten Gefässes, das zusätzliche Zonen der Oxidationsvorrichtung bereitstellt; es umfaßt eine Absorberkammer 92 und insgesamt 5 Zonen 94, 96, 98, 100 und 102 der Oxidationsvorrichtung. Senkrecht und waagrecht beabstandete Leitbleche 104 und 106 trennen die Absorberkammer 92 von dem ersten Abschnitt 94 der Oxidationsvorrichtung und umschreiben dazwischen eine Verweilkammer 107. Redoxlösung aus reduziertem mehrwertigem Metall strömt vom Absorber 92 über das Leitblech 104 in die Verweilkammer 107 und unter dem Leitblech 106 in den ersten Abschnitt 94 der Oxidationsvorrichtung. Das Leitblech 106 verhindert eine Flüssigkeitsverbindung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels zwischen der Absorberkammer 92 und dem ersten Abschnitt 94 der Oxidationsvorrichtung. Auf ähnliche Weise sind senkrecht und waagrecht beabstandete Leitbleche 108 und 110; 112 und 114; 116 und 118; sowie 120 und 122 ähnlich denjenigen der Fig. 1 konstruiert, um eine Flüssigkeitsverbindung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels zwischen benachbarten Zonen zu verhindern und zu ermöglichen, daß Flüssigkeit von einer Zone oder Kammer über ihre benachbarten Leitbleche 104, 108, 112, 116, 120 und 124 sowie unter dem Leitblech 106, 110, 114, 118, 122 oder 126 in Nachbarschaft der nächsten nachfolgenden Zone strömt. Obgleich nicht in Fig. 3 gezeigt, sind Luftsprinkler in den Abschnitten 94, 96, 98, 100 und 102 der Oxidationsvorrichtung angebracht, und ein Betriebsgassprinkler, und zwar der gleiche wie die in Fig. 1 gezeigten Sprinkler, ist in der Absorberkammer 92 angeordnet.
Die in Fig. 1 dargestellte Anlage wurde zu Versuchszwecken konstruiert, um 454 g/Std. (1 pound/hr) Schwefel zu behandeln, und es wurden Daten gesammelt, um die beträchtliche Verbesserung bei Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens vorliegender Erfindung zu zeigen, insbesondere bei Anwendung der Steuerung der Flüssigkeitsströmung, die durch das Ventil 12 in der Leitung 14 zwischen der ersten Stoffübertragungszone 16 und der zweiten Stoffübertragungszone 18 ermöglicht wird. Es erwies sich, daß diese Steuerung des Flüssigkeitsstroms unter Verwendung des Ventils 12 eine beträchtliche Verbesserung über Versuche darstellt, den Flüssigkeitsstrom unter Verwendung von lediglich einer Steuerung des Luftstroms durch die Luftsprinkler 36, 42 und 47 zu steuern.
Das Kugelventil 12 ermöglicht die Einstellung der Katalysatorströmungsrate. Eine Eichkurve von Flüssigkeitsströmungsrate gegen Ventileinstellung ist für verschiedene Luftströmungsraten in Fig. 4 wiedergegeben. Obere Probeöffnungen (nicht gezeigt) ermöglichen die Bestimmung der Konzentration von abgelassenem H&sub2;S, und Probeöffnungen (nicht dargestellt) am Boden jeder Kammer ermöglichen die Probenahme von Flüssigkeit. Ein kontinuierlicher Strom von 3,8 bis 18,9 l/Min. (1-5 gpm) wurde durch eine Probeöffnung aus dem dritten Oxidationsabschnitt 18C entnommen und zur Entfernung von Schwefel durch einen Tuchsack unter Einfluß der Schwerkraft filtriert. Das Filtrat wird aus dem Sammelgefäß durch eine Pumpe, die durch eine Niveausteuerung (nicht gezeigt) betrieben wird, automatisch rückgeführt. Die Lösungstemperaturen wurden durch Anbringen eines Thermoelements in dem ersten Oxidationsabschnitt 18A in einer oberen Probeöffnung bestimmt.
Die Luftsprinkler 36, 42 und 47 in jedem der drei Abschnitte 18A, 18B und 18C der Oxidationsvorrichtungszone 18 waren aus Stücken von aufgeschlitzten und verstöpselten Schläuchen aus Silikonkautschuk für die Oxidationsvorrichtung gebildet, die mit einem abgedeckten (capped) Rohr mit einem Innendurchmesser von 2,54 cm (1 inch) verbunden waren, das entlang des Bodens jedes Abschnittes 18A, 18B und 18C der Oxidationsvorrichtung angeordnet war. Im ersten Abschnitt 18A der Oxidationsvorrichtung 18 ist der Sprinkler 36 so angebracht, daß er unmittelbar über der perforierten Verteilerplatte 52 liegt.
Durch eine Becker-Pumpe vom Typ DT 3.25 mit einer Kapazität von 0,51 m³/Min. (18 CFM) anfänglich Luft zugeführt. Eine zweite derartige Pumpe wurde für spätere Arbeit hinzugefügt. Unter Verwendung eines King Instrument-Rotameters mit einem Meßbereich von 0-227 dm³/Min (0-8 SCFM) für jeden Abschnitt 18A, 18B und 18C der Oxidationsvorrichtung wurde die Luft reguliert und gemessen. Die obenstehende Luft in der Absorberkammer wurde mit einem Dwyer-Rotameter mit dem Meßbereich 1,4 x 10² bis 1,4 x 10³ dm³/Std. (5-50 SCFH) reguliert. Die Luftdrucke wurden periodisch unter Verwendung eines "quick-connect"-Testmeßinstruments ermittelt. Die Lufttemperatur wurde zeitweilig durch Befestigen eines Thermoelements an dem Luftschlauch bestimmt.
In der Absorberzone 16 wurde ein H&sub2;S-Sprinkler 22 zur Zufuhr von H&sub2;S als reines Gas von einer Druckflasche benutzt, die von der Fa. Air Products bezogen wurde. Der Auslaßdruck am Reglerventil wurde auf 1,4 x 10&sup5; Pa (109 psig) eingestellt. Die Strömung wurde mit für Luft geeichten Rotametern "Dwyer series RMB Rate-Master" reguliert. Erforderlicherweise wurden Rotameter mit Meßbereichen von 0-1,4 x 10², 0-2,8 x 10² und 0,85 bis 5,7 x 10² dm³/Std. (0-5 0-10 und 3-20 SCFH) benutzt. Während des Testens wurde zwischen dem Rotameter und den Sprinklern ein Druckmeßinstrument angebracht, und der Barometerdruck wurde von einem Quecksilberbarometer abgelesen.
Von jeder Kammer der Pilotanlage wurden periodisch Proben entnommen. Der pH-Wert und das Oxidations-Reduktionspotential (ORP) wurden unter Verwendung eines pH-Meters Cole-Parmer gemessen. Eine 20%ige oder 50%ige NaOH-Lösung wurde über ein in eine Steigleitung (nicht gezeigt) eingefügtes Rohr in der Leitung 14 in den zwischen der Absorberzone 16 und dem ersten Abschnitt 18A der Zone 18 der Oxidationsvorrichtung strömenden Katalysator gepumpt. Die NaOH-Pumpenrate wurde erforderlichenfalls manuell eingestellt, um den pH-Wert zwischen 8,0 und 8,3 zu halten.
Die Sonde für das Oxidations/Reduktionspotential (ORP) war eine Orion-Platin-Redoxelektrode, Modell 96-78, die mit einer 90-00-01 Bezugselektroden-Füllösung verwendet wird.

Versuchsbetrieb

Katalysatorformulierung

- Der Katalysator wurde mit einem Eisensollgehalt von 500 mg/kg hergestellt. Kurz vor Verwendung, nach Konzentrationseinstellungen mit Wasser, wurde ermittelt, daß die lösliche Eisenkonzentration bei Beginn des Versuchs 445 mg/kg betrug.
Die Flüssigkeitsströmungsrate wurde bei mehreren Luftströmungsraten und Stellungen des Steuerventils bestimmt. Die Pilotanlage (Fig. 1) wurde mit Wasser gefüllt, und der Luftsprinkler wurde eingeschaltet, um eine Strömung zu erreichen. An einem Ende des geraden, transparenten Rohrs mit einem Innendurchmesser von 7,6 cm (3 inch), das zwischen dem Absorber und der Oxidadationsvorrichtung 10 angebracht war, wurde Farbstoff eingeführt. Dessen Laufzeit durch eine Strecke von 83,1 cm (32,7 inches), war die 3,8 l (1 Gallon) äquivalente Länge war, wurde bestimmt. Die Strömung war laminar; die Farbstofflaufzeit wurde im Mittelpunkt des Rohrs gemessen. Aus der Geschwindigkeit und dem Rohrdurchmesser wurden die Strömungsraten in Liter/Minute (gpm) bestimmt. Die Ventilstellungen wurden festgehalten. Es sollte darauf hingewiesen werden, daß die Einstellung dieses Ventils zu einer ziemlich groben Strömungseinstellung mit einer Genauigkeit von etwa ± 7,56 l/Min. (±2 gpm) führt. Bei dem weit offenen Ventil betrug die Strömung 79,4 l/Min. (21 gpm) mit 0,19 l/Min (5,3 SCFM) Luft und 100,2 l/Min. (26,5 gpm) mit 215 l/Min (7,6 SCFM) Luft, eingestellt auf jedem Rotameter. Eine Eichkurve ist in Fig. 4 wiedergegeben.

Beispiel 1

Die Autozirkulationsanlage für 454 g/Std (1 pound/hr) wurde mit einer Thiosulfat-Anfangskonzentration von etwa 1,7 % Na&sub2;S&sub2;O&sub3; 16 Tage betrieben. An jedem Oxidationsabschnittsrotameter wurde die Luftströmung bei etwa 147 l/Min. (5,2 SCFM) aufrechterhalten.

Schlußfolgerungen aus Beispiel 1 (1,7% Na&sub2;S&sub2;O&sub3;)

1. In der Querströmungs-Autozirkulationsvorrichtung wurde kein meßbares Thiosulfat gebildet. Weniger als 1% des H&sub2;S wurde in Thiosulfat umgewandelt.
2. Die Behandlungskapazität der Anlage war, wenn die mit 401,6 l/Min. (14,2 SCFM) Luft betrieben wurde, 212 l/Min. (7,49 SCFH) H&sub2;S oder 286 g (0,63 lb) Schwefel pro Stunde.
3. Die pH- und ORP-Werte wurden in jeder Kammer regelmäßig durch das Beispiel 1 hindurch gemessen. Der pH-Wert wurde zwischen 7,9 und 8,3 gehalten. Es bestand ein geringer Unterschied zwischen den pH-Werten im Absorber und der Oxidationsvorrichtung. Die ORP-Werte sind in Fig. 6 gegen den H&sub2;S-Strömungsbereich aufgetragen.
Gemäß einem anderen Merkmal vorliegender Erfindung kann etwas reiche Lösung von einem der Abschnitte 18B oder 18C der Oxidationsvorrichtung in einen vorherigen Abschnitt der Oxidationsvorrichtung, z.B. in 18A, rückgeführt werden, um einen erwünschten anfänglichen Aufbau von Thiosulfat auf beispielsweise etwa 10 bis etwa 20 Gew.% von einer anfänglichen Konzentration von z.B. etwa 1 Gew.% zu ermöglichen. Geeignete Pumpen und Umgehungsleitungen können vom Abschnitt 18B und/oder 18C der Oxidationsvorrichtung zurück zum Abschnitt 18A der Oxidationsvorrichtung bereitgestellt werden, um die Verweilkammer 59 zu umgehen. Es kann aber auch in die Lösung innerhalb der Verweilkammer 59 Luft eingesprinkelt werden, um einen anfänglichen Aufbau von Thiosulfat bis zu einer erwünschten Anfangskonzentration im Bereich von etwa 10 bis etwa 20 Gew.% Thiosulfat zu ermöglichen. Danach kann die Umgehung der Verweilkammer 59 und die Lufteinleitung innerhalb der Verweilkammer 59 abgebrochen werden, um die Thiosulfatkonzentration auf einer gewünschten Höhe, z.B. 10 bis 20 Gew.% der Lösung, zu halten.

Claims

1. Kontinuierliches Verfahren zur innigen Berührung eines flüssigen Reagens nacheinander mit einem ersten und einem zweiten, unterschiedlichen Gas in einem Gefäß, das eine erste Stoffübertragungszone und eine zweite Stoffübertragungszone, die seitlich im Abstand voneinander und in Flüssigkeitsverbindungen miteinander sind, wobei die erste und die zweite Stoffübertragungszone in offener Flüssigkeitsströmungsverbindung an ihren oberen und unteren Enden stehen und die in jeder Stoffübertragungszone ein Niveau eines flüssigen Reagens enthalten, so daß flüssiges Reagens in die erste Stoffübertragungszone in inniger Berührung mit dem ersten Gas eingeführt wird, und das flüssige Reagens von der ersten Stoffübertragungszone in die zweite Stoffübertragungszone zur innigen Berührung mit dem zweiten Gas strömt, und wobei das Verfahren die Stufen des Einführens des ersten Gases in die erste Stoffübertragungszone zur innigen Berührung und Stoffübertragung mit dem flüssigen Reagens sowie das Einführen des zweiten Gases in die zweite Stoffübertragungszone zur innigen Berührung und Stoffübertragung mit dem flüssigen Reagens umfaßt, nachdem das flüssige Reagens innig mit dem ersten Gas in der ersten Stoffübertragungszone in Berührung gebracht und der Stoffübertragung unterzogen wurde, und wobei das Verfahren umfaßt:

Einrichten der Strömung des flüssigen Reagens in den beiden Stoffübertragungszonen mittels eines durch Belüften erzeugten statischen Druckunterschieds zwischen dem Flüssigkeitseinlaß und dem Flüssigkeitsauslaß jeder Stoffübertragungszone, um eine kontinuierliche Zirkulation von flüssigem Reagens von einer Stoffübertragungszone zur anderen Stoffübertragungszone zu bewirken, während das flüssige Reagens und das Gas in gleicher Richtung in jeder Stoffübertragungszone ohne mechanische Pumpvorrichtung für die Flüssigkeit strömt, und Steuern der Strömungsrate des reagierten flüssigen Reagens von der ersten Stoffübertragungszone zur zweiten Stoffbertragungszone,

anschließendes Einführen des flüssigen Reagens vom Auslaß der ersten Stoffübertragungszone in eine Verweilkammer durch deren Einlaß zur Beibehaltung einer Menge des flüssigen Reagens zwischen der ersten Stoffübertragungszone und der zweiten Stoffübertragungszone, und kontinuierliches Strömenlassen des flüssigen Reagens von der Verweilkammer durch deren Auslaß zur zweiten Stoffübertragungszone mit einer gesteuerten Rate, um in der Verweilkammer eine im wesentlichen konstante Reaktionszeit zur Verfügung zu stellen, wobei es im wesentlichen kein durch das flüssige Reagens in der Verweilkammer dispergiertes Gas gibt, mit Ausnahme, des ersten und zweiten, in dem flüssigen Reagens in der ersten und zweiten Stoffübertragunszone gelösten Gases, und wobei der Einlaß der Verweilkammer gegenüber dem Auslaß der Verweilkammer liegt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das erste Gas Schwefelwasserstoffgas umfaßt, und das flüssige Reagens eine katalytische Oxidations-Reduktionslösung ist, um die Oxidation des Schwefelwasserstoffgases und die Reduktion der katalytischen Lösung zu bewirken, und eine reduzierte katalytische Lösung in der ersten Stoffübertragungszone und elementaren Schwefel zu bilden, und bei dem das zweite Gas fähig ist, die reduzierte katalytische Lösung zu oxidieren und eine oxidierte katalytische Lösung zu bilden, so daß die oxidierte katalytische Lösung in der Lage ist, das erste Gas in der ersten Stoffübertragungszone weiter zu oxidieren.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem die katalytische Lösung ein Eisen-III-chelat enthält, das durch Schwefelwasserstoffgas zu einem Eisen-II-chelat in der ersten Stoffübertragungszone reduziert wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die zweite Stoffübertragungszone eine Vielzahl von Stoffübertragungsabschnitten in offener Flüssigkeitsverbindung miteinander umfaßt, und wobei ferner das zweite Gas in einen ersten Abschnitt der zweiten Stoffübertragungszone in Berührung mit dem flüssigen Reagens eingeführt wird, wonach das aus dem ersten Abschnitt der zweiten Stoffübertragungszone erhaltene flüssige Reagens mit dem zweiten Gas in einem zweiten Abschnitt der zweiten Stoffübertragungszone in Berührung gebracht wird.

5. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 4, ferner umfassend die Stufe des Steuerns der Strömungsrate des flüssigen Reagens von der Verweilkammer zur zweiten Stoffübertragungszone, um das Ausmaß der Stoffübertragung in der zweiten Stoffübertragungszone zu steuern.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 zur Stoffübertragung eines flüssigen Reagens nacheinander mit zwei unterschiedlichen Gasen in einer getrennten Stoffübertragungszone für jedes Gas, ohne zu erlauben, daß beide Gase gleichzeitig mit dem gleichen Teil der Flüssigkeit in Berührung kommen, wobei die getrennten Stoffübertragungszonen seitlich beabstandet und an ihrem oberen und an ihrem oberen und unteren Ende in einer offenen Flüssigkeitsströmungsverbindung sind, umfassend:

Eine erste Stoffübertragungszone (16) zur innigen Berührung und Stoffübertragung zwischen dem flüssigen Reagens und einem ersten Gas;

Vorrichtungen (48, 50, 22) zum Führen des flussigen Reagens und des ersten Gases in die erste Stoffübertragungszone in Parallelströmung unter Bildung eines behandelten Gases und eines umgesetzten flüssigen Reagens;

Eine zweite Stoffübertragungszone (18) in Flüssigkeits-, jedoch nicht Dampf-, verbindung mit der ersten Stoffübertragungszone;

Eine Vorrichtung (36) zum Führen eines zweiten Gases in die zweite Stoffübertragungszone in Parallelströmung mit dem umgesetzten flüssigen Reagens zur innigen Berührung und Stoffübertragung zwischen diesen, wobei die erste und die zweite Stoffübertragungszone in einem einzigen Stoffübertragungsgefäß (10) angeordnet sind, das Leitbleche (48, 50) umfaßt, welche die Stoffübertragungszone trennen, um zu verhüten, daß Gas aus der ersten Stoffübertragungszone mit reagiertem flüssigen Reagens in der zweiten Stoffübertragungszone in Berührung kommt; eine zwischen der ersten Stoffübertragungszone und der zweiten Stoffübertragungszone betriebsfähig angeschlossene Vorrichtung zur Festlegung der Strömungsrate von reagiertem flüssigem Reagens aus der ersten Stoffübertragungszone zur zweiten Stoffübertragungszone, während der kontinuierliche Betrieb beider Stoffübertragungszonen in einem einzigen Gefäß aufrecht erhalten wird; und

eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Zirkulation von Flüssigkeit zwischen den Stoffübertragungszonen mittels Lösungsdichte unterschieden zwischen dem Flüssigkeits/-Gasgemisch in den Stoffübertragungszonen und gasfreier Flüssigkeit in untereinander verbundenen Strömungskanälen, wobei die Vorrichtung zur Festlegung der Strömung des flüssigen Reagens von der ersten Stoffübertragungszone (16) zur zweiten Stoffübertragungszone (18) eine Verweilkammer (20) umfaßt, die zwischen der ersten Stoffübertragungszone und der zweiten Stoffübertragungszone angeordnet ist, um eine Zufuhr von Flüssigkeit beizubehalten, die ausreicht, um chemische Reaktionen durchzuführen, während ein kontinuierlicher Strom flüssigen Reagens aufrecht erhalten wird, wobei der Einlaß der Verweilkammer gegenüber dem Auslaß der Verweilkammer liegt.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6,. bei der die Leitbleche, welche die erste (16) und zweite Stoffübertragungszone (18) trennen, zwei beabstandete, überlappende senkrechte Leitbleche (48, 50) sind, die sich innerhalb des flüssigen Reagens überlappen, um zu ermöglichen, daß flüssiges Reagens zwischen den Stoffübertragungszonen strömt, während verhindert wird, daß in die ersten Stoffübertragungszone eingeführtes Gas in die zweite Stoffübertragungszone eintritt.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, ferner umfassend eine Leitung (14), die zwischen der Verweilkammer (20) und der zweiten Stoffübertragungszone (18) betriebsfähig angeschlossen ist, wobei die erste Stoffübertragungszone (16) sowohl mit der Verweilkammer als auch der zweiten Stoffübertragungszone in Flüssigkeitsverbindung steht, und die Leitung eine Vorrichtung zur Einstellung des Stoms des reagierten flüssigen Reagens von der Verweilkammer zur zweiten Stoffübertragungszone umfaßt.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, bei der die Verweilkammer (20) einen abwärts zur Leitung für das Führen von elementaren Schwefel in die Leitung zum Entfernen von dem umgesetzten flüssigen Reagens geneigten Schrägboden umfaßt.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, ferner umfassend eine Vielzahl von Abschnitten (18A, 18B, 18C) der zweiten Stoffübertragungszone die miteinander in Flüssigkeitsverbindung stehen, zum Bewirken von Stoffübergang zwischen dem flüssigen Reagens und dem zweiten Gas.