DE1083015B

DE1083015B - Verfahren zum Auswaschen von Schwefelwasserstoff aus Gasen

Info

Publication number: DE1083015B
Application number: DEP21101A
Authority: DE
Original assignee: Pintsch Bamag AG
Current assignee: Pintsch Bamag AG
Priority date: 1958-07-31
Filing date: 1958-07-31
Publication date: 1960-06-09

Description

Verfahren zum Auswaschen von Schwefelwasserstoff aus Gasen Die Erfindung bezieht sich auf das Auswaschen von Schwefelwasserstoff aus Gasen oder Abgasen, wie sie beispielsweise hinter alkalischen Wäschen, Tieftemperaturwäschen oder Zersetzungsprozessen auftreten.
Es ist bekannt, den Schwefelwasserstoff mit Salzen des dreiwertigen Eisens zu elementarem Schwefel zu oxydieren und das aus dem dreiwertigen Eisen bei dieser Reaktion entstehende zweiwertige Eisen anschließend in einem Reoxydationsvorgang zu regenerieren. Es ist üblich, zur Durchführung dieses Verfahrens alkalische oder neutrale Aufschlämmungen von Eisenhydroxyd zu benutzen. Es ist aber auch vorgeschlagen worden, saure Ferrisalzlösungen zu benutzen, die unter besonderen Maßnahmen, wie z. B. erhöhter Temperatur oder erhöhtem Druck, regeneriert werden.
Es ist ferner bekannt, mit FerrosulfatlösungenSchwefelwasserstoff z. B. aus Kokereigas zu entfernen, wobei gleichzeitig das im Gas enthaltene Ammoniak zu Ammonsulfat gebunden wird und der Schwefelwasserstoff das Eisen in Form von unlöslichem Eisensulfid niederschlägt.
Diese Verfahren haben verschiedene Nachteile.
Die Verwendung von neutralen oder alkalischen Lösungen bzw. Suspensionen bringt eine starke Verunreinigung des anfallenden elementaren Schwefels mit Eisenoxyd oder basischen Substanzen mit sich. Die Trennung des Schwefels von diesen oft erheblichen Verunreinigungen gelingt nicht oder nur unvollständig und ist jedenfalls kostspielig.
Ferner bildet sich bei den alkalischen Suspensionen ein Anteil von Alkali-Thiosulfat und Sulfat, der das Verfahren verteuert.
Außerdem fallen Ferrisalze in der Technik nicht an.
Ihre Herstellung ist recht kostspielig. Bei der Reaktion entsteht freie Säure neben dem Ferrosalz. Handelt es sich bei der freien Säure um Salzsäure, so tritt apparativ die Schwierigkeit auf, daß der freien Säure nur Tongefäße standhalten. Bei der Bewältigung großer Massen in Tongefäßen entstehen erhebliche Kosten.
Ferner hat es sich gezeigt, daß die Rückoxydation von Ferrosalzlösungen sehr langsam verläuft, um so langsamer, je höher die Azidität ist. Praktisch sind Ferrosalzlösungen dieser Art erst nach vielen Monaten aufoxydiert.
Die Erfindung beseitigt die bestehenden Schwierigkeiten. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Auswaschen von Schwefelwasserstoff aus Gasen oder Abgasen, bei dem der Schwefelwasserstoff durch ein Ferrisalz zu elementarem Schwefel oxydiert wird unter Reduktion des Ferrisalzes zu Ferrosalz und das letztere mit Sauerstoff wieder zu Ferrisalz aufoxydiert wird.
Hierbei wird nach dem Grundgedanken der Erfindung so vorgegangen, daß das Gas oder Abgas, erforderlichenfalls mit Sauerstoff oder Luft gemischt, mit einer Ferro- salzlösung, vorzugsweise einer Ferrosulfatlösung gewaschen wird und dabei die Arbeitsbedingungen dem Gehalt des Gases oder Abgases an Schwefelwasserstoff so angepaßt werden, daß keine merkliche Bildung von Ferrisalz stattfindet, das Ferrosalz also im wesentlichen keine Veränderung erleidet und nur als Katalysator wirkt. Die Zugabe von Sauerstoff oder Luft kann unterbleiben, wenn das Gas oder Abgas sauerstoff- oder lufthaltig ist.
Die Erfindung geht dabei von der Beobachtung aus, daß der Oxydationsvorgang von Ferrosalzlösungen so verläuft, daß die ersten Anteile sehr rasch, fast momentan oxydiert werden, daraufhin aber die Oxydation immer langsamer verläuft. Es ist unmöglich, ohne Luftabschluß ein ferrisalzfreies Ferrosalz zu erhalten. Andererseits handelt es sich dabei um so geringe Mengen, daß sie bei keiner, auch der schärfsten Titration von Eisenlösungen meßbar erfaßt werden. Nach ganz kurzer Zeit ist die Oxydationsgeschwindigkeit so klein geworden, daß sie bei einer Titration nicht mehr stört.
Dementsprechend entstehen bei dem Verfahren nach der Erfindung in der neutralen Ferrosulfatlösung, sobald sie mit der Luft oder dem Sauerstoff im Gas oder Abgas in Berührung kommt, verhältnismäßig schnell sehr kleine Mengen von Ferrisulfat, die bereits ausreichen, entsprechende Mengen Schwefelwasserstoff zu elementarem Schwefel und Wasser zu oxydieren. Werden also im Sinne der Erfindung die die Reduktion beeinflussenden Arbeitsbedingungen dem Schwefelwasserstoffgehalt im Gase angepaßt, so wird fortlaufend Schwefelwasserstoff oxydiert, ohne daß die Waschlösung erschöpft wird.
Die Anpassung an den Schwefelwasserstoffgehalt kann in erster Linie durch entsprechende Wahl der Konzentration der Waschlösung an Eisensalz erfolgen. Ferner kann die Menge der zur Einwirkung gebrachten Waschlösung und/oder die Dauer der Einwirkung entsprechend bemessen werden. Beispielsweise kann bei einer Berieselungswaschstrecke mit veränderlicher Beaufschlagung der Düsen oderlund Umschaltung zwischen verschieden hoch angeordneten Düsen gearbeitet werden. Ferner können auch Temperatur und Druck entsprechend gewählt werden.
Zur Regelung der Reaktion kann der Ferrosulfatlösung eine geringe Menge freier Schwefelsäure zugesetzt werden.
Unter Umständen kann die Wirkung durch Ozonisierung oder Ultraviolettbestrahlung gesteigert werden.
Um Spuren von basischem Ferrisulfat, die zusammen mit dem Elementarschwefel niedergeschlagen werden können, aus dem Schwefel zu entfernen, wird der in der Hauptwäsche angesammelte Schwefelschlamm über eine Reinigungsanlage, die mit einem Teilstrom des Gases bzw. Abgases beaufschlagt wird, im Kreise umgepumpt.
Dadurch daß in der Vorwäsche ein Überschuß von Schwefelwasserstoff gegenüber dem entstehenden Ferrisulfat vorliegt, ist die Lösung in der Lage, kleine Mengen von basischem Ferrisulfat als Ferrosulfat zu lösen. Die Lösung hellt sich vollkommen auf und besteht nur noch aus wäßriger Ferrosulfatlösung und Schwefel, der in reingelber, feinkristalliner Form über ein Filter abgeführt werden kann.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung ist eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung schematisch dargestellt.
Durch einen Turm 1 wird das H2S-haltige Gas von 2 nach 3 hindurchgeleitet, während es im Gegenstrom mit der aus Düsen 4 austretenden Waschlösung berieselt wird. Diese sammelt sich unverbraucht am Boden des Turms und wird nach Abscheidung des Schwefelschlamms aus einem Sammelbehälter 5 mittels einer Pumpe 6 wieder den Düsen 4 zugeführt.
Als Waschlösung kann eine 100(ige Ferrosulfatlösung mit einem p-Wert von 3,5 venvendet werden.
Der Turm kann etwa eine Höhe von 10 m und einen Durchmesser von 1 m besitzen. Doch richten sich seine Abmessungen und die Durchgangsgeschwindigkeit nach dem H2S-Gehalt der Gase. Ein Gas bis etwa 0,5 g H2S Nm3 wird bei hinreichend dichter Berieselung bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 1 m/sec bei 10 m Höhe völlig oxydiert.
Falls eine Reinigung des Schlammes von Ferrisulfatspuren erforderlich ist, wird der Schlamm aus dem Behälter 5 in einen Behälter 7 übergeleitet und aus diesem durch eine Pumpe 8 in einen kleinen Waschturm 9 abgeregnet, durch den das zu reinigende Gas von 10 nach 11 hindurchgeleitet wird, bevor es bei 2 in den Turm 1 eintritt. Ist der Schlamm bei seinem Umlauf zwischen dem Behälter 7 und dem Turm 9 von Sulfatresten befreit, so wird er nach Schließen des Schiebers 12 und Öffnen des Schiebers 13 über- ein Filter 14 abgeführt, während die abfiltrierte Lösung in den Behälter 5 zurückläuft.
PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zum Entfernen von Schwefelwasserstoff aus Gasen oder Abgasen, wie sie etwa hinter alkalischen Wäschen, Tieftemperaturwäschen oder Zersetzungsprozessen auftreten, bei dem der Schwefelwasserstoff durch Sauerstoff zu elementarem Schwefel oxydiert wird, dadurch gekennteichnet, daß die Oxydation des Schwefelwasserstoffes mit im Gas vorhandenem oder zugesetztem Sauerstoff in Gegenwart einer lediglich als Katalysator dienenden Ferrosulfatlösung durchgeführt wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steigerung der Oxydation des H2S eine Ozonisierung oder Ultraviolettbestrahlung des Gases bzw. der Ferrosulfatlösung vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der anfallende Schwefelschlamm zwecks Reinigung von etwa mitgeführten ungelösten Eisenverbindungen durch Beaufschlagung mit Schwefelwasserstoff enthaltendem Gas, vorzugsweise frischem Prozeßgas, gereinigt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 521 648.