CH357825A - Process for removing sulfur oxides from gases - Google Patents

Process for removing sulfur oxides from gases

Info

Publication number
CH357825A
CH357825A CH357825DA CH357825A CH 357825 A CH357825 A CH 357825A CH 357825D A CH357825D A CH 357825DA CH 357825 A CH357825 A CH 357825A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
ammonium
gases
solution
sulfur oxides
sulfur
Prior art date
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Egger Alfons
Original Assignee
Lonza Ag
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lonza Ag filed Critical Lonza Ag
Publication of CH357825A publication Critical patent/CH357825A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/10Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids
    • C10K1/103Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids alkali- or earth-alkali- or NH4 salts or inorganic acids derived from sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01CAMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/22Sulfites of ammonium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

  

      Verfahren    zur     Entfernung    von Schwefeloxyden aus Gasen    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfer  nung von Schwefeloxyden aus     Kohlendioxyd    und  kohlendioxydhaltigen Gasen, z. B. den bei der Ver  brennung von Kohle,     Mineralölen    und bei der Her  stellung von Synthesegasen anfallenden Gasen, unter  gleichzeitiger Gewinnung des Schwefels in verwend  barer Form.  



  Bei der Verbrennung von schwefelhaltigen Brenn  stoffen, wie Kohle, Erdöl, Gasen usw., entstehen  neben den üblichen Verbrennungsprodukten Schwe  feloxyde, insbesondere Schwefeldioxyd. Diese Schwe  feloxyde in den Abgasen wirken sowohl auf  Einrichtungen verschiedenster Art wie auf Lebe  wesen und Vegetation schädlich und müssen deshalb  vor Ablassen der Abgase     in    die Atmosphäre bzw.  vor der Weiterverarbeitung der Gase     abgesondert     werden.  



  Man hat schon verschiedentlich Verfahren zur  Entfernung des     Schwefeldioxydes    aus Gasen beschrie  ben. So wurden einerseits Rauchgase mit Erfolg durch  Flusswasser oder durch kalkhaltige Lösungen ge  waschen, wobei der Schwefel jedoch nicht zurück  gewonnen werden kann; anderseits ist die Absorption  der     Schwefeloxyde    in     ammoniakhaltigen    Lösungen  und deren Aufarbeitung zu verwertbaren Produkten  ebenfalls aus verschiedenen Verfahren bekannt.

   So  wurde vorgeschlagen, das Schwefeldioxyd aus deren  Absorptionslösungen in konzentrierter     Form    durch  Austreiben mittels Schwefelsäure unter Bildung von       Ammonsulfat    wieder zu gewinnen oder das     Ammon-          sulfit-Bisulfit-Gemisch    unter Druck und relativ hohen  Temperaturen zu Schwefel und     Ammonsulfat    umzu  setzen. Diese Verfahren befriedigen hinsichtlich Auf  arbeitung der     Ammonsulfitlösungen    jedoch nicht  und können nur selten wirtschaftlich     durchgeführt     werden, da sie     zusätzlich    Flusswasser, Schwefel  säure, Dampf und Druck benötigen.

      Nach einem weiteren bekannten Verfahren wer  den     schwefeldioxydhaltige    Gase zu     Ammonsulfat    ver  arbeitet, indem die Gase mit Luft oder an     Sauerstoff     angereicherter Luft gemeinsam in feiner Verteilung  in     ammonsulfathaltige    Lösungen gedrückt werden,  wobei Schwefeldioxyd als     Ammonsulfit    und     Ammon-          bisulfit        absorbiert    wird, und diese kontinuierlich in  der Lösung durch den Sauerstoff zu     Ammonsulfat     oxydiert werden.

   Das     Verfahren    ist zur     Gewinnung     von     Ammonsulfat    aus     schwefeloxydarmen    Gasen ge  eignet, kann jedoch nicht zur Reinigung von Gasen  herangezogen werden, da die     Absorption    der Schwe  feloxyde unvollständig ist, indem ihre Konzentration  nicht viel unter 0,1     Vol.-Prozent    gesenkt werden  kann.  



  Das     erfindungsgemässe        Verfahren    zur Entfernung  von Schwefeloxyden aus Kohlendioxyd und     kohlen-          dioxydhaltigen    Gasen, z. B. aus den bei der Verbren  nung von Kohle, Mineralölen     und    bei der Herstel  lung von Synthesegas     anfallenden    Gasen, unter gleich  zeitiger Gewinnung des Schwefels in verwendbarer  Form, ist dadurch     gekennzeichnet,    dass die Schwefel  oxyde mit einer     wässrigen    Lösung von     Ammonsulfat,          Ammonsulfit,        Ammonbisulfit    und     Ammonbicarbonat,

       deren     pH    mit Ammoniak     und(od'er        Ammoncarbonat     auf einen Wert zwischen 5-7,     vorzugsweise    zwischen  5,5 und 6,5, eingestellt wurde, unter Bildung von       Ammonsulfit    und     Bisulfit    aus den Gasen gewaschen  werden.

   Die Waschlösung     enthält    vorzugsweise pro  Liter 1-3 g     Ammonbicarbonat,    400-600 g     Ammon-          sulfat,    18-180 g     Ammonsulfit,    15-150 g     Ammon-          bisulfit.    Die unter Bildung von     Ammonsulfit    und       -bisulfit    aus den Gasen gewaschenen Schwefeloxyde  können nach bekannter Art zu     Ammonsulfat    oxydiert  und     auskristallisiert    werden.  



  Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens  liegt darin, dass man solche C02 und     CO-haltige         Gase, welche nur sehr wenig, z. B. höchstens 3-5%  Schwefeloxyde enthalten, praktisch     vollkommen     davon befreien kann, so dass die gereinigten Gase     ein          Schwefeloxydgehalt    von bis weniger als 0,0002     Vol.     enthalten. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass man  aus der Waschlösung mit vorzüglicher Ausbeute  reines     Ammoniumsulfat,    bezogen auf die aufgenom  mene     SO.-Menge,    gewinnen kann.    Das Verfahren soll an Hand der nachstehenden  beispielsweisen     Ausführungsform    dargestellt werden.

           Fig.    1 zeigt eine schematische beispielsweise An  lage zur kontinuierlichen     Durchführung    des erfin  dungsgemässen Verfahrens.  



  Die     schwefeloxydhaltigen    Gase, welche z. B. 0,01  bis 5     Vol.%    Schwefeloxyde enthalten, werden über  die Förderanlage 1 in den Waschturm 2 geführt.  Im oberen Teil des Waschturmes ist ein Abzug 3  für die von SO z befreiten Gase, eine Brause 4 und  ein aus z. B.     Raschigringen    bestehendes Waschbett  5 angeordnet.  



  Die z. B. von der Verbrennung herkommenden  heissen Gase werden durch das Waschbett geleitet und  mit der aus der Brause 4 strömenden Lösung ge  waschen. Dadurch werden gleichzeitig die Schwefel  oxyde als     Ammonsulfit    und     Ammonbisulfit    in Lö  sung genommen und die Waschlösung auf die günstige  Waschtemperatur erwärmt. Die     wässrige    Waschlösung  enthält     Ammonsulfat,        Ammonsulfit,        Ammonbisulfit     sowie     Ammonbikarbonat.    Der Gehalt an     Ammon-          sulfat    liegt etwas unterhalb der     Sättigung    bei Arbeits  temperatur und entspricht z.

   B. der Sättigungsmenge  bei Temperaturen, welche 10-30  C     unterhalb    der  Arbeitstemperatur liegen.     Vorteilhafterweise    wird die  vom     Kristallisator    kommende, mit     Ammonsulfat    ge  sättigte Mutterlauge     verwendet.    Der     Sulfitgehalt    be  trägt     vorteilhafterweise    etwa 10-100 g     SOZ    pro  Liter Lösung.

   Abgesehen von den steigenden     Teil-          drucken    an Schwefeldioxyd und Ammoniak mit zu  nehmender     Sulfitkonzentration    hat es sich erwiesen,  dass über etwa<B>100</B> g     S02/Liter    beträchtliche Salz  nebelbildung auftritt.  



  Es ist wesentlich zum einwandfreien Auswaschen  der Schwefeloxyde, dass die Waschlösung ein     pH    von  5-7,     vorzugsweise    5,5 bis 6,5, aufweist. Dieses     pH     wird durch eine entsprechende Zugabe von     NH3    ein  gestellt. Durch Einhalten dieses     pH-Bereiches        wird'     die bestmögliche     Absorption    des S02 mit möglichst  kleinen     Ammoniakverlusten    gewährleistet.  



  Im Sinne einer     Erniedrigung    der     Ammoniakver-          luste    wirkt auch der Kohlendioxydgehalt der zu wa  schenden Gase. Enthalten die Gase Kohlendioxyd,  oder wird ihnen vor dem     Waschprozess    solches zu  geführt, oder werden schliesslich statt Ammoniak  ganz oder teilweise     Ammoncarbonate    der Lösung       zugeführt,    so wird der     Ammoniakteildruck    für eine  bestimmte Temperatur und ein bestimmtes     pH    ge  senkt,     ohne    den     Schwefeldioxydteildruck    wesentlich  zu     ändern.       In kohlendioxydhaltigen Gasen wurde z.

   B. im  Gleichgewicht mit der Waschlösung 2- bis 4mal weni  ger Ammoniak gefunden als in kohlendioxydfreien  Gasen unter     gleichen    Bedingungen. Die gebildete Am  monbikarbonatmenge ist vom     pH-Wert,    vom CO       Teildruck    und von der Temperatur abhängig; das  gebundene Ammoniak steht der Neutralisation der  stärkeren schwefligen Säure weiterhin zur Verfügung.  



  Die Gase betreten den Waschraum mit Tempera  turen von z. B. 150-200  C und verlassen den Turm  mit Temperaturen von z. B. 45-70  C. Durch Ein  stellen der Abgangstemperatur der Abgase aus dem  Waschturm kann einerseits die Menge des jeweils im  Kreislauf zirkulierenden Wassers und das Aufnahme  vermögen der Kreislaufflüssigkeit für     Ammonsulfat     bzw.     Sulfite    geregelt werden. Die Mittel zur Einstel  lung     derAbgangstemperatur        derAbgasesind    dem Fach  mann geläufig. Eine bevorzugte Weise ist z.

   B. das  Abstimmen der zirkulierenden Menge Waschflüssig  keit auf die eintretende Abgasmenge, wobei vorzugs  weise die Abgangstemperatur bzw. der     Dampfdruck     der abziehenden Gase so gewählt werden kann, dass  einerseits die Flüssigkeitsmenge konstant bleibt und  anderseits das durchstreifende Gas praktisch voll  ständig von den Schwefeloxyden befreit wird. Vor  teilhafterweise wird ein Volumenverhältnis von  Waschlösung zu Abgas von 1 :400 bis 600 einge  halten. Es wird dadurch erreicht, dass die     Sulfit-          konzentration    in einem     Zirkulationsgang    nur wenig  ansteigt, z.

   B. bei 0,1     Vol.    % Schwefeldioxyd ent  haltenden Gasen um nur 0,14-0,2g     SO.,jLiter    Lö  sung, so     d'ass    der     Schwefeldioxyd-Teildruck    während  der Absorption nur unwesentlich erhöht wird.  



  Eine andere Weise, die Gase auszuwaschen, be  steht darin, diese in mehr oder weniger fein verteilter  Form durch die Waschlösung zu leiten.  



  Die Aufbereitung der Waschlösung kann auf  verschiedene Weise erfolgen. So z. B. gelangt die  Waschlösung nach dem Auswaschen der Gase in den  unteren Teil des Waschturmes, welcher als     Oxydator     ausgebildet ist, oder in einen separaten Oxydations  turm. In den Oxydationsraum 6 wird das sauer  stoffhaltige     Oxydationsgas,        vorteilhafterweise    Luft  oder mit Sauerstoff angereicherte Luft eingeführt, und  durch geeignete Vorrichtungen in     feinzerteilter    Form  in die Lösung getrieben.

   Durch die innige Durch  mischung von Oxydationsgas und Lösung wird die  Oxydation so stark gefördert, dass schon bei relativ  niedrigen Temperaturen auch ohne Katalysator allein  mit Luft die     Sulfite    zu     Sulfat    oxydiert werden können.  Die Oxydation kann bei gleicher Temperatur wie das  Auswaschen, kann aber auch etwas höher erfolgen,  wodurch die Oxydation beschleunigt wird. Zu hohe  Temperaturen, z. B. über 90  C, sind zu vermeiden,  da sonst die     Ammoniakverluste    zu hoch würden.  



  Die     Verweilzeit    im     Oxydator    ist so berechnet, dass  möglichst die aus den Abgasen aufgenommene Menge  Schwefeloxyde zu     Ammonsulfat    oxydiert wird. Die  Menge des benötigten Oxydationsgases ist vom       Sauerstoffteild'ruck,    von der Lösungsgeschwindigkeit      des Sauerstoffs und der Temperatur abhängig. Bei  1,5 m     Oxydatorhöhe    und 50  C werden z. B. auf ein  Kilogramm SO, pro Stunde 10     m3    Luft verwendet.  



  Die oxydierte Lösung wird nun mittels einer  Pumpe 7 in den Filter 8 geführt. Die Abgase,  insbesondere solche, welche durch Verbrennung ent  standen, führen je nach Fahrweise der Verbrennung  wechselnde Mengen Russ und Flugasche mit, die  z. T. ihrer geringen Masse wegen die Absorption  passieren. Ein Teil aber, vor allem die gröberen Par  tikel, bleiben in der Lösung, können aber leicht in  einem Filter üblicher Bauweise abgesondert werden.  Die nasse     Abscheidung    von Russ und Flugasche im  Absorber führt nebenbei zu einer     teilweisen    Ent  staubung der Gase, was vielfach erwünscht ist.  



  Die filtrierte Lösung gelangt nun in einen konti  nuierlichen, klassifizierenden     Kühlungskristallisator     9, in welchem der Lösung ständig der neu gebildete  Anteil des     Ammonsulfates    entzogen wird. Es kann  je nach Kühlwasser und Betriebstemperatur der Ab  sorption ein Temperaturgefälle von 20-35  C aus  genutzt werden, was einem Konzentrationsunterschied  von etwa 2-3,5<B>%</B> entspricht. Es können somit aus  100 kg Lösung 2-3,5 kg     Ammonsulfat    in einem       Zirkulationsgang    entzogen werden.

   Bei den genannten       Sulfitkonzentrationen    (unter 100 g SO, pro Liter)  kristallisiert nur     Ammonsulfat.    Die bei der Tem  peratur des Kühlwassers mit     Ammonsulfat    gesättigte  Mutterlauge wird der Absorption wieder zugeführt,  nachdem der     pH-Wert    durch eine     Ammoniakzugabe     10 wieder hergestellt worden ist.    <I>Beispiel</I>  In einer Anlage, wie in     Fig.    2 dargestellt, wurde  in dem oberen Teil des Wasch- und Oxydations  turmes ein Waschbett 1 aus     Raschigringen    von 1 m  Höhe angeordnet.

   Es werden Rauchgase mit     0a06          Vol.    %     SO.,-Gehalt,    12     Vol.    % CO, und 8,6     Vol.    %  Luftsauerstoff mit einer linearen Geschwindigkeit von  0,5 m     s-1    durch das mit 3     m3    m-2     h-1    Waschflüssig  keit berieselte Waschbett geleitet.

   Als Waschflüssig  keit wurde eine bei 30  C mit     Ammonsulfat    gesättigte  Lösung, welche 40 g pro Liter SO, als     Sulfit    und       Bisulfit    und 1 g CO., als     Ammonbicarbonat    enthält  und deren     pH-Wert    durch Zugabe von Ammoniak  auf 5,9 bis 6,3 eingestellt wurde, verwendet. Nach  dem     Waschprozess,    bei welchem die Lösung auf 50  C  erwärmt wurde, enthalten die Abgase 0,0023     Vol.     Ammoniak und 0,0005     Vol.    % SO,. Dies entspricht  einem Absorptionswirkungsgrad von<B>99,2%</B> für SO,  und einer     Ammoniakausbeute    von 98 %.  



  Nach der Absorption der     Schwefeloxyde    wird die  Lösung im     Oxydator    2 bei einer Temperatur von  50  C einem feinverteilten Luftstrom     unterworfen.     Zur Oxydation werden 10     m3    Luft pro Stunde und  Kilogramm umzusetzendes SO, verwendet. Die Lauge  wurde nach Filtration in einem Tuchfilter 3 in zwei  Fraktionen geteilt, von welchen die eine entsprechend  ungefähr     4!;;    der     Laugenmenge    wieder in den Wasch  prozess, die restliche Fraktion hingegen in einen auf    10  C gekühlten     Kristaller    4 geführt wird. Auf  je<B>100</B> kg Lauge werden 2 kg     Ammonsulfat    gewon  nen.

   Das Salz ist nach Zentrifugieren und Trocknen  rein weiss und weist folgende analytische Daten auf:  Stickstoff 21,13       Ammonthiosulfat        0,00%          Ammondithionat    0,00       Ammonsulfit    0,24  Feuchtigkeit 0,04  Glührückstand 0,007  Nach Abtrennen des     Ammonsulfates    wird die  Mutterlauge wieder dem Absorptionskreislauf zuge  führt; die     pH-Einstellung    erfolgt durch eine mit  einem     pH-Meter    5 geregelte     Ammoniakzufuhr    auto  matisch.  



  Eine weitere     Ausführungsweise    des Verfahrens  liegt darin, die     Absorption    der Schwefeloxyde im  gleichen Verfahrensgang mit der Oxydation des     Sul-          fits    zu Sulfat vorzunehmen. Dementsprechend kön  nen den Abgasen Sauerstoff bzw. Luft beigemischt  werden oder auch darin schon enthalten sein, so  dass die Oxydation während der Berieselung auf dem  Waschbett erfolgt, wobei die Reaktion auch so durch  eine grosse Oberfläche der Lösung sehr begünstigt  ist. Es kann aber auch die Oxydation nur teilweise  im Waschbett erfolgen und anschliessend in einem       Oxydator    zu Ende geführt werden, oder     schliesslich     ganz in einem von der Absorption getrennten Raum  erfolgen.



      The invention relates to a method for the removal of sulfur oxides from carbon dioxide and carbon dioxide-containing gases, eg. B. in the United combustion of coal, mineral oils and in the Her position of synthesis gases resulting gases, with simultaneous recovery of the sulfur in usable form.



  When burning sulfur-containing fuels such as coal, petroleum, gases, etc., sulfur oxides, in particular sulfur dioxide, are formed in addition to the usual combustion products. These sulfur oxides in the exhaust gases have a detrimental effect on various types of facilities as well as on living beings and vegetation and must therefore be separated before the exhaust gases are released into the atmosphere or before the gases are further processed.



  Methods for removing sulfur dioxide from gases have already been described on various occasions. On the one hand, flue gases were successfully washed with river water or with calcareous solutions, but the sulfur cannot be recovered; on the other hand, the absorption of sulfur oxides in ammonia-containing solutions and their processing into usable products is also known from various processes.

   It has been proposed to recover the sulfur dioxide from their absorption solutions in concentrated form by expelling them with sulfuric acid with the formation of ammonium sulfate or to convert the ammonium sulfite-bisulfite mixture under pressure and relatively high temperatures to sulfur and ammonium sulfate. However, these methods are unsatisfactory in terms of working up the ammonium sulfite solutions and can only rarely be carried out economically because they also require river water, sulfuric acid, steam and pressure.

      According to another known method who works the sulfur dioxide-containing gases to ammonium sulfate ver by the gases with air or oxygen-enriched air are pressed together in fine distribution into ammonium sulfate-containing solutions, with sulfur dioxide being absorbed as ammonium sulfite and ammonium bisulfite, and this continuously in the Solution can be oxidized by the oxygen to ammonium sulfate.

   The process is suitable for the production of ammonium sulfate from gases low in sulfur oxide, but cannot be used for cleaning gases, since the absorption of the sulfur oxides is incomplete, as their concentration cannot be reduced much below 0.1 percent by volume.



  The inventive method for removing sulfur oxides from carbon dioxide and carbon dioxide-containing gases, eg. B. from the combustion of coal, mineral oils and the produc- tion of synthesis gas produced gases, with simultaneous recovery of sulfur in a usable form, is characterized in that the sulfur oxides with an aqueous solution of ammonium sulfate, ammonium sulfite, ammonium bisulfite and ammonium bicarbonate,

       the pH of which was adjusted to a value between 5-7, preferably between 5.5 and 6.5 with ammonia and ammonia carbonate, with the formation of ammonium sulfite and bisulfite from the gases.

   The washing solution preferably contains 1-3 g of ammonium bicarbonate, 400-600 g of ammonium sulfate, 18-180 g of ammonium sulfite, 15-150 g of ammonium bisulfite per liter. The sulfur oxides washed out of the gases with the formation of ammonium sulfite and bisulfite can be oxidized to ammonium sulfate and crystallized out in a known manner.



  The advantage of the process according to the invention is that such C02 and CO-containing gases which only contain very little, e.g. B. contain a maximum of 3-5% sulfur oxides, practically completely free from them, so that the purified gases contain a sulfur oxide content of up to less than 0.0002 vol. Another advantage is that pure ammonium sulfate can be obtained from the washing solution with excellent yield, based on the amount of SO. The method is to be illustrated using the exemplary embodiment below.

           Fig. 1 shows a schematic example of an installation for the continuous implementation of the inventive method.



  The gases containing sulfur oxide, which z. B. 0.01 to 5 vol.% Sulfur oxides are fed into the washing tower 2 via the conveyor system 1. In the upper part of the washing tower is a vent 3 for the gases freed from SO z, a shower 4 and a z. B. Raschig rings existing wash bed 5 arranged.



  The z. B. coming from the combustion hot gases are passed through the wash bed and wash ge with the solution flowing from the shower 4. As a result, the sulfur oxides are taken into solution as ammonium sulfite and ammonium bisulfite and the washing solution is heated to the favorable washing temperature. The aqueous washing solution contains ammonium sulfate, ammonium sulfite, ammon bisulfite and ammonium bicarbonate. The ammonium sulfate content is slightly below saturation at working temperature and corresponds, for example, to approx.

   B. the saturation amount at temperatures which are 10-30 C below the working temperature. Advantageously, the mother liquor which comes from the crystallizer and is saturated with ammonium sulfate is used. The sulfite content be advantageously about 10-100 g SOZ per liter of solution.

   Apart from the increasing partial pressures of sulfur dioxide and ammonia with increasing sulphite concentration, it has been shown that considerable salt mist formation occurs above about 100 g SO2 / liter.



  In order to wash out the sulfur oxides properly, it is essential that the washing solution has a pH of 5-7, preferably 5.5 to 6.5. This pH is set by adding NH3 accordingly. Keeping this pH range ensures the best possible absorption of the S02 with the smallest possible loss of ammonia.



  The carbon dioxide content of the gases to be washed also has the effect of lowering ammonia losses. If the gases contain carbon dioxide, or if it is fed to them before the scrubbing process, or if ammonia is added to the solution in whole or in part instead of ammonia, the ammonia partial pressure is lowered for a certain temperature and a certain pH without significantly changing the sulfur dioxide partial pressure. In gases containing carbon dioxide, for.

   B. in equilibrium with the washing solution 2 to 4 times less ammonia found than in carbon dioxide-free gases under the same conditions. The amount of ammonium bicarbonate formed depends on the pH value, the CO partial pressure and the temperature; the bound ammonia is still available to neutralize the stronger sulphurous acid.



  The gases enter the washroom with tempera tures of z. B. 150-200 C and leave the tower with temperatures of z. B. 45-70 C. By setting the outlet temperature of the exhaust gases from the washing tower, on the one hand, the amount of water circulating in the circuit and the absorption capacity of the circulating fluid for ammonium sulfate or sulfites can be regulated. The person skilled in the art is familiar with the means for setting the outlet temperature of the exhaust gases. A preferred way is e.g.

   B. the matching of the circulating amount of scrubbing liquid speed to the incoming exhaust gas, with preference as the exit temperature or the vapor pressure of the exhausting gases can be chosen so that on the one hand the amount of liquid remains constant and on the other hand the roaming gas is practically completely freed from the sulfur oxides . Before geous enough, a volume ratio of scrubbing solution to exhaust gas of 1: 400 to 600 is kept. The result is that the sulphite concentration increases only slightly in one circulation, e.g.

   B. with 0.1 vol.% Sulfur dioxide ent containing gases by only 0.14-0.2g SO., JLiter Lö solution, so d'ass the sulfur dioxide partial pressure is only marginally increased during absorption.



  Another way of scrubbing the gases is to pass them through the scrubbing solution in a more or less finely divided form.



  The washing solution can be prepared in various ways. So z. B. passes the washing solution after washing out the gases in the lower part of the washing tower, which is designed as an oxidizer, or in a separate oxidation tower. In the oxidation chamber 6, the oxygen-containing oxidizing gas, advantageously air or air enriched with oxygen, is introduced and driven into the solution in finely divided form by suitable devices.

   The intimate mixing of the oxidizing gas and the solution promotes the oxidation to such an extent that even at relatively low temperatures, even without a catalyst, the sulfites can be oxidized to sulfate using air alone. The oxidation can take place at the same temperature as the washing, but it can also take place a little higher, whereby the oxidation is accelerated. Temperatures too high, e.g. B. over 90 C, should be avoided, otherwise the ammonia losses would be too high.



  The residence time in the oxidizer is calculated so that the amount of sulfur oxides absorbed from the exhaust gases is oxidized to ammonium sulfate. The amount of oxidizing gas required depends on the partial pressure of oxygen, the rate at which the oxygen dissolves, and the temperature. At a height of 1.5 m and 50 C, z. B. on one kilogram of SO, 10 m3 of air per hour is used.



  The oxidized solution is now fed into the filter 8 by means of a pump 7. The exhaust gases, especially those that were created by combustion, carry varying amounts of soot and fly ash depending on how the combustion is operated. T. their low mass because of the absorption. Some, however, especially the coarser particles, remain in the solution, but can easily be separated in a filter of the usual design. The wet separation of soot and fly ash in the absorber also leads to a partial dedusting of the gases, which is often desired.



  The filtered solution now passes into a continuous, classifying cooling crystallizer 9, in which the newly formed portion of the ammonium sulfate is continuously removed from the solution. Depending on the cooling water and the operating temperature of the absorption, a temperature gradient of 20-35 C can be used, which corresponds to a concentration difference of about 2-3.5%. This means that 2-3.5 kg of ammonium sulphate can be removed from 100 kg of solution in one circulation.

   At the sulphite concentrations mentioned (below 100 g SO, per liter) only ammonium sulphate crystallizes. The mother liquor, which is saturated with ammonium sulfate at the temperature of the cooling water, is returned to absorption after the pH value has been restored by adding 10 ammonia. <I> Example </I> In a system as shown in FIG. 2, a wash bed 1 made of Raschig rings 1 m high was arranged in the upper part of the washing and oxidation tower.

   Flue gases with 0a06 vol.% SO., - content, 12 vol.% CO, and 8.6 vol.% Atmospheric oxygen with a linear velocity of 0.5 m s-1 through the 3 m3 m-2 h- 1 washing liquid sprinkled with a wash bed.

   A solution saturated with ammonia sulfate at 30.degree. C., which contains 40 g per liter of SO, as sulfite and bisulfite and 1 g of CO., As ammonia bicarbonate and its pH value to 5.9 to 6.3 by adding ammonia, was used as the washing liquid was set, used. After the washing process, in which the solution was heated to 50 C, the exhaust gases contain 0.0023 vol. Ammonia and 0.0005 vol.% SO ,. This corresponds to an absorption efficiency of <B> 99.2% </B> for SO, and an ammonia yield of 98%.



  After the sulfur oxides have been absorbed, the solution in the oxidizer 2 is subjected to a finely divided stream of air at a temperature of 50.degree. 10 m3 of air per hour and kilogram of SO to be converted are used for the oxidation. After filtration, the liquor was divided into two fractions in a cloth filter 3, one of which corresponds to approximately 4! ;; the amount of lye back into the washing process, while the remaining fraction is fed into a crystallizer 4 cooled to 10 C. For every <B> 100 </B> kg of lye, 2 kg of ammonium sulfate are obtained.

   The salt is pure white after centrifugation and drying and has the following analytical data: Nitrogen 21.13 Ammonthiosulfate 0.00% Ammondithionate 0.00 Ammonium sulfite 0.24 Moisture 0.04 Ignition residue 0.007 After the ammonium sulfate has been separated off, the mother liquor is returned to the absorption circuit leads; the pH is adjusted automatically by an ammonia feed regulated with a pH meter 5.



  Another embodiment of the process is to carry out the absorption of the sulfur oxides in the same process step with the oxidation of the sulphate to sulphate. Accordingly, oxygen or air can be added to the exhaust gases or even already contained therein, so that the oxidation takes place during the irrigation on the wash bed, the reaction being greatly promoted by the large surface area of the solution. However, the oxidation can only take place partially in the wash bed and then be carried out to the end in an oxidizer, or finally take place entirely in a room separate from the absorption.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Entfernung von Schwefeloxyden aus Kohlendioxyd und kohlendioxydhaltigen Gasen, z. B. aus den bei der Verbrennung von Kohle, Mi neralölen und bei der Herstellung von Synthesegasen anfallenden Gasen, unter gleichzeitiger Gewinnung des Schwefels in verwendbarer Form, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schwefeloxyde mit einer wäss- rigen Lösung von Ammonsulfat, Ammonsulfit, Am- monbisulfit und- Ammonbikarbonat, PATENT CLAIM Process for removing sulfur oxides from carbon dioxide and gases containing carbon dioxide, e.g. B. from the gases resulting from the combustion of coal, mineral oils and the production of synthesis gases, with simultaneous recovery of the sulfur in usable form, characterized in that the sulfur oxides with an aqueous solution of ammonium sulfate, ammonium sulfite, am- monbisulfite and ammonium bicarbonate, deren pH durch Ammoniak undjoder Ammoncarbonat auf einen Wert zwischen 5-7 eingestellt wurde, unter Bildung von Ammonsulfit und Bisuifit aus den Gasen gewaschen werden. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Waschlösung pro Liter 400 bis 600 g Ammonsulfat, 18 bis 180 g Ammonsulfit, 15 bis 150 g Ammonbisulfit und 1 bis 3 g Ammon- bicarbonat enthält. 2. the pH of which has been adjusted to a value between 5-7 with ammonia and / or ammonium carbonate, with the formation of ammonium sulfite and bisulfite from the gases. SUBClaims 1. Method according to claim, characterized in that the washing solution contains 400 to 600 g of ammonium sulfate, 18 to 180 g of ammonium sulfite, 15 to 150 g of ammonium bisulfite and 1 to 3 g of ammonium bicarbonate per liter. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasch lösung im Kreislauf geführt wird, wobei das durch Oxydation gebildete Ammonsulfat ausgeschieden und durch Zuführung von NH3 das pH der Lösung vor der Absorption auf 5,5-6,5 eingestellt wird. 3. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Waschlösung im Kreislauf geführt wird, wobei der pH-Wert der -Lösung von 5-7 durch Zugabe von Ammoncarbonat eingestellt wird. 4. The method according to claim 1, characterized in that the washing solution is circulated, the ammonium sulfate formed by oxidation being excreted and the pH of the solution being adjusted to 5.5-6.5 by adding NH3 before absorption. 3. The method according to claim, characterized in that the washing solution is circulated, the pH of the solution being adjusted to 5-7 by adding ammonium carbonate. 4th Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Waschlösung bei Temperaturen unterhalb der Arbeitstemperatur mit Ammonsulfat gesättigt ist und 10-100g S02 als Sulfite pro Liter Lösung enthält. Process according to patent claim, characterized in that the washing solution is saturated with ammonium sulphate at temperatures below the working temperature and contains 10-100 g SO2 as sulphites per liter of solution.
CH357825D 1957-06-17 1957-06-17 Process for removing sulfur oxides from gases CH357825A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH357825T 1957-06-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH357825A true CH357825A (en) 1961-10-31

Family

ID=4511697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH357825D CH357825A (en) 1957-06-17 1957-06-17 Process for removing sulfur oxides from gases

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH357825A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2518386A1 (en) * 1974-06-28 1976-11-04 Walther & Cie Ag METHOD OF REMOVING SO DEEP 2 AND / OR OTHER ACID COMPONENTS FROM EXHAUST GASES

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2518386A1 (en) * 1974-06-28 1976-11-04 Walther & Cie Ag METHOD OF REMOVING SO DEEP 2 AND / OR OTHER ACID COMPONENTS FROM EXHAUST GASES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE68916104T2 (en) Process for the desulfurization of a gas stream containing sulfur dioxide.
DE2462681B1 (en) Process for separating nitrogen oxides from exhaust gas
DE1769350A1 (en) Removal of sulfur oxides from flue gas
DE2650755A1 (en) METHOD OF ABSORPTION OF SULFUR OXIDES FROM HOT GASES
DE2034453A1 (en) Process for separating sulfur dioxide from gases
DE2445445A1 (en) METHOD OF REMOVING SULFUR DIOXYDE FROM FLUE GASES AND SMOKE GASES
DE2624358C3 (en) Process for wet scrubbing of exhaust gases
DE2333518C3 (en) Process for removing ammonia from gases
DE2820357A1 (en) METHOD FOR REMOVING SULFUR OXIDS FROM COMBUSTION EXHAUST GASES
DE2363793C3 (en) Process for removing sulphurous gases from exhaust gases
DE2109095B2 (en) Process for removing sulfur dioxide from a gas stream containing SO2
DE2304585A1 (en) PROCEDURE FOR REMOVING SOTIEF 2
DE2432903A1 (en) PROCESS FOR SEPARATING SULFUR OXYDES AND NITROGEN OXYDES FROM COMBUSTION GASES
DE2848788C2 (en) Process for the treatment of an exhaust gas containing nitrogen and sulfur oxides
DE1247283B (en) Process for the removal of sulfur oxides from exhaust gases with the recovery of sulfuric acid
CH357825A (en) Process for removing sulfur oxides from gases
DE2736768A1 (en) METHOD OF EXHAUST GAS CLEANING
DE69603385T2 (en) Process for the removal of sulfur dioxide from gases containing it, with the simultaneous production of elemental sulfur
DE1174933B (en) Process for the purification of gases that have arisen through the combustion or gasification of coal or mineral oils
DE3507718C2 (en)
DE2736488B2 (en) Process for removing sulfur oxides from flue gases
DE2537061B2 (en) Process for the oxidation of nitrogen oxide to nitrogen dioxide
DE2232453C3 (en) Process for the separation of anthraquinone from the mixture of its vapor with a carrier gas
DE2053549A1 (en) Process for removing sulfur dioxide from the flue gas of burned, sulfur-containing, fossil fuels
DE2127190C3 (en) Process for removing sulfur dioxide from exhaust gases