DE1032722B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung schwefeldioxydhaltiger Gase durch gleichzeitige Verbrennung von Schwefel und Schwefelwasserstoff - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung schwefeldioxydhaltiger Gase durch gleichzeitige Verbrennung von Schwefel und Schwefelwasserstoff Es ist bekannt, für die Erzeugung schwefeldioxydhaltiger Gase Schwefel oder auch Schwefelwasserstoff zu verbrennen.
• Die Verbrennung von Schwefelwasserstoff wird mit geeigneten Brennern in langgestreckten, meistens liegenden Öfen durchgeführt. Der Schwefelwasserstoff, der bei der Reinigung verschiedener technischer Gasgemische nach einem geeigneten Verfahren anfällt, enthält häufig INTH3 oder organische Verbindungen, deren restlose Zersetzung Schwierigkeiten macht. Außerdem kommt es häufig vor, daß die anfallende Schwefelwasserstoffmenge zeitlichen Schwankungen unterliegt, die eine wirtschaftliche Weiterverarbeitung des Schwefelwasserstoffs stören oder unmöglich machen. Der Schwefel wird je nach Reinheit des zu verarbeitenden Materials in verschiedenen Öfen verbrannt. Enthält der Schwefel erhebliche Mengen an anorganischen Verunreinigungen, so kann man ihn in Drehöfen verbrennen. Reinerer Schwefel wird zunächst geschmolzen und nach Klärung durch Absetzen der Verunreinigungen in flüssigem Zustand in eine Verbrennungskammer eingedüst. Diese Öfen enthalten häufig gitterartige Einbauten, um die Verbrennung zu vervollkommnen.
• Es ist bisher nicht bekanntgeworden, in einem Ofen gleichzeitig Schwefelwasserstoff und Schwefel, wie nachfolgend beschrieben, zu verbrennen. Das mag vor allen daran liegen, daß man bei Schwankungen des Druckabfalls in den dem Ofen nachgeschalteten Apparaten mit Schwankungen in der Luftzufuhr zum Ofen rechnen muß, wobei infolge der gleichzeitigen Anwesenheit von verdampfenden brennenden Schwefeltröpfchen und Schwefelwasserstoff die Bildung explosibler Gemische besonders befürchtet wurde. Wie sich jedoch gezeigt hat, sind solche Befürchtungen unbegründet.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine dafür geeignete Vorrichtung zur Herstellung schwefeldioxydhaltiger Gase für beliebige Verwendungszwecke durch Verbrennung von Schwefel und Schwefelwasserstoff in einer Reaktionsphase und bei beliebigen Mischungsverhältnissen dieser beiden Stoffe unter Zusatz eines sauerstoffhaltigen Gases. Zweckmäßigerweise wählt man die Menge des sauerstoffhaltigen Gases so groß, daß das entstehende schwefeldioxydhaltige Gas überschüssigen Sauerstoff in einer für den nachfolgenden Prozeß geeigneten Menge enthält. Das sauerstoffhaltige Gas wird dabei in den oder die Schwefelbrenner, in den oder die Schwefelwasserstoffbrenner und gegebenenfalls auch in eine oder mehrere zusätzliche Düsen in voneinander unabhängiger Weise eingedüst. Diese Düsen können an der Stirnseite oder auch an geeigneter anderer Stelle in den Ofenraum münden. Dadurch, daß für die verschiedenartige Zuführung der sauerstoffhaltigen und schwefelwasserstoffhaltigen Gase je ein Gebläse verwendet wird, die unter geringem Druckabfall durch eine Drossel in den Ofen fördern, wird genügende Stabilität und Unabhängigkeit der Gasströme erreicht. Außerdem kann die Menge des flüssigen eingedüsten Schwefels gemessen und die am Schwefelbrenner zugeführte Luft nach dieser Schwefelmenge geregelt werden. Dadurch erreicht man eine erhöhte Betriebssicherheit, weil dann im Verbrennungsraum kein elementarer Schwefel auftreten kann. Die eingedüste Schwefelmenge kann man durch einen regelbaren Motor oder durch Zurückführen eines regelbaren Teilstromes der von der Pumpe geförderten Schwefelmenge in die Schmelzgrube einstellen.
• Der Verbrennungsraum ist so bemessen, daß er für die höchste zu verbrennende Schwefelmenge ausreicht. Der Schwefelwasserstoff- und der Schwefelbrenner, beide an der Stirnwand des Ofens eingesetzt, sind mit ihren Achsen so gegeneinander geneigt, daß sich diese Achsen im Mittelpunkt des Verbrennungsraumes schneiden.
• Durch Einstellen einer hohen Flammentemperatur am Schwefelwasserstoffbrenner, z. B. durch Regulierung der Sauerstoffzufuhr auf die stöchiometrische Menge, kann eine vollkommene Verbrennung organischer Verunreinigungen erreicht werden. Eine solche Arbeitsweise verbietet sich bei einem gewöhnlichen Schwefelwasserstoffbrenner, da dann die Gefahr einer Schwefelausscheidung hinter dem Ofen besteht. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird eventuell auftretender Schwefel zusammen mit dem übrigen Schwefel durch die am Schwefelbrenner eingeblasene Luft verbrannt.
• Besonders vorteilhaft Wird das erfindungsgemäße Verfahren bei der Herstellung von Schwefelsäure aus Schwefelwasserstoff angewandt, wenn der Schwefelwasserstoff in zeitlich veränderlicher Menge anfällt. Die Eindüsung des flüssigen Schwefels in den Verbrennungsofen wird dann so reguliert, daß eine zeitlich konstante Schwefeldioxydmenge erzeugt wird oder daß sonst vorhandene Schwankungen in dem Schwefeldioxydgehalt der Verbrennungsgase möglichst ausgeglichen werden. Diese Regelung kann auch automatisch dadurch erreicht werden, daß die in den Ofen eingedüste Schwefelmenge in Abhängigkeit von der zur Verbrennung kommenden Schwefelwasserstoffmengegeregelt wird. In dem Fall wird dann auch die an jedem Brenner zugeführte Sauerstoffmenge selbsttätig geregelt.
• Zum Beispiel kann auch der bei der Grobentschwefelung von Gasen nach einem beliebigen Schwefelwasserstoffwaschverfahren anfallende SchwefeWasserstoff. der beispielsweise mit C02, NH3 oder anderen Gasen verunreinigt sein kann, gleichzeitig mit dem Schwefel, der bei der Feinreinigung nach einem Trockenverfahren mit anschließender Extraktion der Reinigungsmasse anfällt,.verarbeitetwerden.
• Es kann auch Naturschwefel, der in geeigneter Menge in Vorrat gehalten wird, zum Ausgleich der Schwankungen benutzt- werden. Das Verhältnis von Schwefel zu Schwefelwasserstoff läßt sich auch unter dem Gesichtspunkt wählen, welches Verhältnis von Schwefeldioxyd und Wasserdampf in dem erhaltenen Verbrennungsgas erwünscht ist. Dies ist z. B. bei der Weiterverarbeitung auf Schwefelsäure von Bedeutung.
• Falls für die Verarbeitung der S 02 haltigen Verbrennungsgase konstanter Mengenstrom wichtiger ist als eine konstante S 0.-Konzentration, kann bei zeitlich veränderlichem I-1. -S-Anfall die zugeführte Schwefelmenge auch so geregelt werden, daß der Mengenstrom des Verbrennungsgases konstant bleibt.
• Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt vor allem in der Anpassungsfähigkeit an veränderliche Betriebsverhältnisse bei geringeren Investitionskosten gegenüber einer Aufstellung von zwei Verbrennungsöfen, von denen einer zur Verbrennung von Schwefel, der andere zur Verbrennung von Schwefelwasserstoff dient. Bei der getrennten Aufstellung zweier Ofen kann die in jedem Ofen zu verbrennende Schwefel- bzw. Schwefelwasserstoffmenge nicht beliebig erniedrigt werden, da sonst die Ofen zu kalt gehen. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt die Drosselung der einen oder anderen Menge bis auf den Wert Null zu, wenn nur der jeweils andere Stoff in genügender Menge verbrannt wird. Außerdem ermöglicht es durch Einstellung einer hohen Flammentemperatur im Schwefelwasserstoffbrenner eine rückstandsfreie Verbrennung der organischen Beimengungen. der Blausäure und des Ammoniaks, ohne claß unv erbrannter Schwefel übrigbleibt, da der nötige Sauerstoffüberschuß durch den Schwefelbrenner oder besondere Düsen zugeführt wird.
• Die beschriebene Arbeitsweise kann noch dadurch verbessert werden, daß außer Schwefel und Schwefelwasserstoff gleichzeitig Leuchtgas, Kokereigas, Generatorgas, Wassergas, Erdgas oder ein anderes brennbares Gas ähnlicher Zusammensetzung in demselben Verbrennungsraum verbrannt wird, wie es bei der H. S-Verbrennung schon bekannt ist. Durch zusätzliche Verbrennung eines der genannten Gase ist es möglich, die kleinste zulässige Belastung des Ofens noch erheblich nach unten zu erweitern. Da man mit dem Zusatzgas den Ofen auf einer Temperatur von beispielsweise 850° C halten kann, wäre es möglich, den Ofen auch zur vorübergehenden Verbrennung beliebig kleiner Mengen von Schwefel oder Schwefelwasserstoff zu benutzen, ohne das erfindungsgemäße Verfahren anzuwenden. In der Praxis wird die unterste Belastungsgrenze durch den gewünschten kleinsten Schwefeldioxydgehalt im Verbrennungsgas gesetzt.

Claims (11)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung schwefeldioxydhaltiger Gase, dadurch gekennzeichnet, daß flüssiger Schwefel, Schwefelwasserstoff und sauerstoffhaltige Gase gleichzeitig in einen gemeinsamen Verbrennungsraum eingedüst werden, wobei je ein Brenner für Schwefel und Schwefelwasserstoff oder auch mehrere verwendet werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sauerstoffhaltige Gase durch zusätzliche Düsen eingeblasen werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Schwefelwasserstoffbrenner so viel sauerstoffhaltiges Gas zugemischt wird, daß der Schwefelwasserstoff mit maximaler Flammentemperatur verbrennt, während am Schwefelbrenner oder durch besondere Düsen so viel sauerstoffhaltiges Gas zugemischt wird, daß im gesamten Verbrennungsgas ein für die Weiterverarbeitung des Gases erforderlicher Sauerstoffgehalt erreicht wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei veränderlicher Zuführung des einen schwefeldiox@7dhildenden Stoffes der andere in solcher Menge zugeführt wird, daß eine zeitlich konstante Schwefeldioxydmenge erzeugt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei veränderlicher Zuführung des einen schwefeldioxydbildenden Stoffes der andere in solcher Menge verbrannt wird, daß eine zeitlich konstante Menge Verbrennungsgas gebildet wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei veränderlicher Zuführung des einen schwefeldioxvdbildenden Stoffes der andere in solcher Mengenverbrannt wird, daß der Prozentgehalt des Schwefeldioxyds im Verbrennungsgas konstant bleibt.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des einen Stoffes in jeweils erforderlicher Abhängigkeit von der Menge des anderen Stoffes selbsttätig derart geregelt wird, daß z. B. durch Produktbildung aus der Menge und Konzentration des schwefelwasserstoffhaltigen Gases eine Steuergröße gewonnen wird, die durch geeignete mechanische, pneumatische oder elektrische Übersetzungsglieder die zugeführte Schwefelmenge und die am Schwefelwasserstoff-und Schwefelbrenner zugeführte Sauerstoffmenge so steuert, daß das Verbrennungsgas entweder eine zeitlich konstante Schwefeldioxydmenge mitführt oder einen zeitlich konstanten Schwefeldioxydgehalt bekommt oder ein konstantes Volumen erhält. B.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich im gleichen Ofenraum, aber über einen besonderen Brenner, Leuchtgas, Kokereigas, Generatorgas, Wassergas, Erdgas oder ein anderes ähnlich zusammengesetztes brennbares Gas in solcher Menge verbrannt wird, wie es zur Aufrechterhaltung einer geeigneten Ofentemperatur, beispielsweise 850° C, erforderlich ist.
9. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen liegenden langgestreckten Verbrennungsraum mit mindestens je einem an der Stirnseite eingesetzten Schwefel- und Schwefelwasserstoffbrenner, wobei die Brennerachsen gegeneinander geneigt sind.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß außer Schwefel- und Schwefelwasserstoffbrennern ein oder mehrere Brenner für die in Anspruch 8 genannten Gase angeordnet sind.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß außer den Brennern noch besondere Düsen zum Einblasen sauerstoffhaltiger Gase angebracht sind, wobei die Düsen an der Stirnseite oder auch weiter zum Ofenausgang hin in den Ofenraum münden. In Betracht gezogene Druckschriften: Winnacker-Weingärtner, Chemische Technologie, Band 1I (1950), S. 57.