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Kontakt für die Verbrennung von Schwefelverbindungen und Verfahren
zu seiner Herstellung Im sogenannten Claus-Ofen erfolgt die Verbrennung des Schwefelwasserstoffes
mit gewöhnlicher oder sauerstoffangereicherter Luft über einem Kontakt, als dessen
wirksamer Bestandteil die Tonerde angesehen wird. Man verwendete als Kontakt bisher
vielfach Bauxite, die nur einer gewissen Aufbereitung unterworfen wurden und eine
befriedigende Umsetzung ergaben. Es zeigte sich jedoch, daß die Wirksamkeit eines
mit Bauxiten gefüllten Ofens mit der Zeit stark nachließ. Bei der Untersuchung über
das Nachlassen der Wirksamkeit des Kontaktes zeigte sich, daß nach dem Einsatz des
Kontaktes bei der Erhitzung auf die Betriebstemperatur, die zwischen 350
und 5oo° C liegt, ein erheblicher Glühverlust des Kontaktes eintritt, der io und
2o betragen kann und wahrscheinlich von dem Gehalt des verwendeten Bauxits an Fez03
abhängt. Dieser Glühverlust wirkt sich nicht nur in oinem Verlust an Masse aus,
sondern bewirkt ein teilweises Zusammenballen des vorher körnigen Gutes, so daß
sich vielfach Nester bilden, die völlig mit feinkörnigem Gut angefüllt sind und,
da das Gas praktisch hier nicht eindringen kann, für den Umsetzungsvorgang wirkungslos
bleiben. Es ist anzunehmen, daß beim Überleiten der stark schwefelwasserstoffhaltigen
Gase über den Kontakt eine Zwischenbildung von Eisenschwefelverbindungen eintritt,
die sich je nach dem Partialdruck der Schwefelverbindungen wieder in Eisenoxyd zurückbilden,
so daß eine fortwährende Ein- und Auslagerung des Schwefels im Kontakt stattfindet.
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Nach diesen Erfahrungen haben sich die Erfinder die Aufgabe gestellt,
einen Kontakt ausfindig zu machen, dessen Gestalt während der Betriebszeit
des
Ofens unverändert bleibt und der keine Eisenverbindungen in größerem Umfange enthält,
die irgendwelche Umlagerungen im Kontakt zur Folge haben könnten. Bei den Untersuchungen,
die die Erfinder angestellt haben, ergab sich, daß die Tonerde in der Tat der wirksame
Bestandteil bei den bekannten nachfolgenden Umsetzungen ist: H2S+ i'/20$=SOy+ H20
2H,S+S02=2H20+3S. Es wurde erkannt, daß die Tonerde unwirksam ist, solange sie noch
bei den natürlich vorkommenden Tonen im sogenanntenKaolinit (A1203 . 2 S'02 - 2
H20) an Kieselsäure gebunden ist, daß sie aber bei schwach geglühten Tonen reaktionsfähig
geworden ist; beim Brennen der Tone zu Schamotte tritt wiederum eine Bindung zwischen
Tonerde und Kieselsäure ein, die diese unwirksam macht.
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Das neue Verfahren zur Herstellung eines tonerdehaltigen Kontaktes
für die Verbrennung von Schwefelverbindungen, insbesondere im Claus-Ofen, besteht
demgemäß darin, daß Tone oder Kaoline verformt, nämlich in die für den Kontakt bestimmten
Formen gebracht und so weit erhitzt werden, daß ein wesentlicher Zerf alldes Kaol'nits
eintritt. Die Erhitzung darf aber nicht so weit getrieben werden, daß eine erneute
Bindung zwischen Kieselsäure und Tonerde eintritt, wie es beim Brennen von Schamottesteinen
der Fall ist. Als geeignete Glühtemperatur haben sich solche zwischen 400 und 700°C
ergeben. Die besten Ergebnisse lieferte eine Ton-Kaolin-Mischung, die bei 6oo°C
geglüht war.
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Als geeignete Größe für die Kontakte dürften Körper von i cm oder
mehr Durchmesser in Frage kommen. Der Kontakt kann zu Kugeln gepreßt werden, in
vielen Fällen ist auch die Herstellung von Zylindern von etwa gleicher Höhe und
Durchmesser angebracht, da derartige Körper durch Verformung in der Strangpresse
und Abschneiden des austretenden Stranges leicht hergestellt werden können. Es können
auch auf der Ziegelstrangpresse Steine ähnlich dem Ziegelsteinformat gezogen werden,
die später, nach dem Brennen, in geeigneter Weise gebrochen werden, oder aber Wabensteine
erzeugt werden, die infolge der darin vorgesehenen Hohlräume eine große Oberfläche
bilden.
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Durch das Austreiben des Wassers beim Zerfall des Kaolinits ergibt
sich beim Glühen schon eine natürliche Porosität, die auch eine Teilnahme der inneren
Schichten der Körper an der Umsetzung sicherstellt. Um die Porosität zu erhöhen,
können der zu verfonnenden Masse aus Ton oder Kaolin Stoffe zugesetzt werden, die
bei der Erhitzung sich verflüchtigen oder ausbrennen. Ein bekanntes Mittel hierfür
ist Naphthalin, das bei der Erwärmung abdestilliert und zur erneuten Verwendung
wiedergewonnen werden kann. Bei der Verwendung ausgesprochener Ausbrennstoffe muß
Sorge getragen werden, daß die bei deren Entzündung eintretende Wärmedehnung nicht
ein Überschreiten der für den beabsichtigten Kaolinitaerfall vorgesehenen Temperatur
zur Folge hat.
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Beispiel 25 Teile Ransbacher Ton (Ransbach, Westerwald), 75 Teile
Schnaitenbacher Kaolin (Schnaitenbach, Oberfranken) werden in einem Mischkneter
oder Mischkollergang gut miteinander gemischt, mit Wasser angefeuchtet, daß sie
sich gut in einer Ziegelstrangpresse ziehen lassen. Die Strangpresse wird mit einem
geeigneten Mundstück ausgerüstet. Es können runde Stränge, Rohre, Vollziegel oder
Wabensteine gezogen werden, die jeweils auf die gewünschte Länge abgeschnitten werden.
Will man besonders poröse Massen haben, so fügt man obiger Zusammensetzung noch
3o Teile gekörntes Naphthalin hinzu, welches bei etwa 300°C abdestilliert werden
kann. Die Formlinge müssen nun 3 bis 5 Stunden auf 580 bis 62o' C erhitzt werden
und ergeben dann eine Kontaktmasse, die eine 9o- bis 95 %ige Umsetzung des in den
Kontaktofen als Schwefelwasserstoff eintretenden Schwefels zu freiem Schwefel bewirkt.
Das bedeutet eine Erhöhung des S-Ausbringens um etwa io bis 15 % gegenüber einem
Naturbauxit.