DE1095447B - Verfahren zum Entfernen von Schwefelwasserstoff aus Gasgemischen - Google Patents
Verfahren zum Entfernen von Schwefelwasserstoff aus GasgemischenInfo
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entfernen des Schwefelwasserstoffes allein oder zusammen
mit Kohlendioxyd aus Gasgemischen durch Auswaschen mit arsenhaltigen Lösungen.
Arsenhaltige Lösungen wurden bereits früher zur Absorption von Schwefelwasserstoff nach dem Thyloxverfahren
entsprechend dem deutschen Patent 478 140, dem USA.-Patent 1 719 762 und der britischen Patentschrift
286 633 verwendet.
Bei diesem Verfahren werden die Eigenschaften der mehrfach geschwefelten Verbindungen des fünfwertigen
Arsens, welche durch Schwefelung und Oxydierung des Arsen-3-oxyds erhalten werden, benutzt, wobei es
bekannt ist, daß das Verfahren im laufenden Betrieb eine Absorptionsstufe, bei welcher der Schwefelwasserstoff
gemäß einer Reaktion der folgenden Art gebunden wird:
Na3AsS3O + H2S = Na3AsS4 + H2O oder
2 Na2HAsS3O+ 2 H2S = 2 Na2H3AsS4O oder
2 Na2HAsS3O+ 2 H2S = 2 Na2H3AsS4O oder
Na4As2S5O2 +
H2S
= Na4As2S6O + H2O,
und eine Regenerationsstufe umfaßt, bei welcher Elementarschwefel gemäß einer Reaktion der folgenden Art
anfällt:
Na3AsS4 + O
2Na2H3AsS4O + Oa
Na4As2S6O + O
= Na3AsS3O + S oder
= 2Na2HsS3O + 2 H2O
+ 2 S oder = Na4As2S6O2 + S.
Die bei Verwendung der obenerwähnten mehrfach geschwefelten Verbindungen des fünfwertigen Arsens
weisen folgende Nachteile auf:
a) Die Absorption des Schwefelwasserstoffes ist keine vollständige.
b) Beim Arbeiten in der Wärme fällt infolge sekundärer Umsetzungen eine beachtliche Menge Thiosulfat
an.
c) Bei einer Kohlendioxydkonzentration von über 10 bis 15% wird das Verfahren selbst bei atmosphärischem
Druck unbrauchbar.
d) Die Lösung nimmt nur beschränkte Mengen Schwefelwasserstoff, bekanntlich 0,5 bis 0,8 kg Schwefel
je Kubikmeter Lösung, auf.
Der Hauptzweck vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zum restlosen Entfernen von Schwefelwasserstoff
aus Gasgemischen, und zwar bei Raumtemperatur wie auch bei erhöhter Temperatur, bei Raumdruck wie
auch bei Überdruck, selbst bei Vorhandensein beliebiger CO2-Konzentrationen. Ein weiterer Zweck besteht darin,
ein Verfahren zum Entfernen von Schwefelwasserstoff zusammen mit Kohlendioxyd aus Gasgemischen mit
gesonderter Rückgewinnung von Schwefel als Elementarscuwefel
und Kohlendioxyd im Reinzustand zu schaffen.
von Schwefelwasserstoff
aus Gasgemischen
Anmelder:
S. p. A. »Vetrocoke«, Turin (Italien)
S. p. A. »Vetrocoke«, Turin (Italien)
Vertreter: Dipl.-Ing. A. Bohr,
Dipl.-Ing. H. Bohr, Münchens, MüHersttr, 31,
und Dr.-Ing. H. Fincke, Berlin-Lichterfelde,
Patentanwälte
Beanspruchte Priorität:
Italien vom 30. Juni 1955 und 13. Februar 1956
Italien vom 30. Juni 1955 und 13. Februar 1956
Giuseppe Giammaxco, Porto Marghera (Italien),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
Ein weiterer Zweck besteht darin, zur Absorption von Schwefelwasserstoff Verbindungen zu verwenden,
welche die gleichzeitige Absorption des Kohlendioxyds bedeutend fördern.
Ein weiterer Zweck besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, welches die Bildung von Thiosulfat fast vollständig
ausschließt und den Alkaliverbrauch herabsetzt. Ein weiterer Zweck besteht darin, eine Lösung vorzusehen,
welche geeignet ist, bei verringertem Energieaufwand und bei Überdruck erhebliche Mengen Schwefelwasserstoff
zu absorbieren.
Ein weiterer Zweck besteht darin, eine Lösung vorzusehen, welche in bezug auf Schwefelwasserstoff eine
hohe Absorptionsgeschwindigkeit besitzt, wodurch die Abmessungen der Apparatur verringert werden können.
Die Erfindung sieht ein Verfahren vor, welches zur Absorption von Schwefelwasserstoff ungeschwefelteArsenverbindungen,
d. h. Arsenit und Arsenat, verwendet, den Schwefelwasserstoff als geschwefelte Verbindung
bindet, bei welcher das Verhältnis von Schwefel- zu Arsenatomen (Monothioarsenat) 1:1 beträgt, und welche
diese geschwefelte Verbindung unter Wiederherstellung von Arsenit und Arsenat, welche in den Kreislauf zurückgeführt
werden, und unter Abscheiden des Schwefels als Elementarschwefel regeneriert.
Das Verfahren umfaßt vier Arbeitsstufen. Bei einer mit »Absorption« bezeichneten Stufe wird das Schwefelwasserstoff enthaltende Gasgemisch mit einer Arsenitlösung in Berührung gebracht, die den Schwefelwasserstoff als Thioarsenit bindet. Bei der nächstfolgenden, mit »Digerierung« bezeichneten Stufe wird das Tbio-
Das Verfahren umfaßt vier Arbeitsstufen. Bei einer mit »Absorption« bezeichneten Stufe wird das Schwefelwasserstoff enthaltende Gasgemisch mit einer Arsenitlösung in Berührung gebracht, die den Schwefelwasserstoff als Thioarsenit bindet. Bei der nächstfolgenden, mit »Digerierung« bezeichneten Stufe wird das Tbio-
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arsenit mit Arsenat in einem Verhältnis von mindestens welchen eine aus 260 g/l K2CO3 und 150 g/l As2O3
3 Mol Arsenat zu 1 Mol Thioarsenit zwecks Bildung vorbereitete, zweckmäßig geschwefelte Lösung zu dem
von Monothioarsenat, d. h. der geschwefelten Arsen- oben angegebenen Zweck verwendet und bei welcher
verbindung, bei welcher das Verhältnis von Schwefel- der pH-Wert durch Behandlung mit Kohlendioxyd
atomen zu Arsenatomen 1:1 beträgt, behandelt. Bei 5 verändert wurde; in diesem Diagramm ist die g/l-Arsen-
der nächstfolgenden Stufe, welche mit »Ansäuerung« 3-sulfld-Menge als Ordinate aufgetragen, welche bei
bezeichnet wird, wird die Monothioarsenat enthaltende einer Temperatur von 60°C (Kurve«) bzw. 200C
Lösung vorzugsweise durch Einwirkung von Kohlen- (Kurve b) je nach dem ρπ-Wert der Lösung selbst,
dioxyd einer Alkalitätserniedrigung unterzogen, wodurch dessen Werte als Abszissen aufgetragen sind, in Lösung
das Monothioarsenat unter Abscheidung von Elementar- io enthalten sein kann. Die durch die Anwesenheit von
schwefel in Arsenit umgewandelt wird. Bei der nächst- den ρπ-Wert der Lösung erniedrigendem Kohlendioxyd
folgenden, mit »Oxydierung« bezeichneten Stufe wird im zu reinigenden Gasgemisch verursachte und mit
ein Teil des aus der vorhergehenden Stufe stammenden Sinken der Arbeitstemperatur ansteigende Füllung von
Arsenits wieder in Arsenat umgewandelt. Das anfallende festem Arsen-3-sulfid wird dadurch verhindert, daß die
Arsenit und Arsenat werden dem Kreislauf während 15 Absorptionslauge auch — wie nachstehend näher
der Absorptions- bzw. der Digerierungsstufe wieder erläutert — Arsenat M3AsO4 enthält,
zugeführt.
zugeführt.
Diese vier Stufen können in der angegebenen oder Digerierstufe _
einer anderen Reihenfolge, in vier gesonderten Appa- Bei der zweiten Stufe, Digerierstufe, wird die aus der
raturen oder gemeinsam in kleiner gehaltenen Appa- 20 Absorptionsstufe stammendes Thioarsenit oder festes
raturen durchgeführt werden. Arsen-3-sulfid (As2S3) enthaltende Lösung mit einer
Durch das Verfahren kann Schwefelwasserstoff allein Arsenat(M3As04)-Lösung versetzt, wobei die Mengenoder
gewünschtenfalls Schwefelwasserstoff zusammen Verhältnisse derart eingestellt werden, daß je Mol Thiomit
Kohlendioxyd absorbiert werden. Letzterenfalls arsenit mindestens 3 Mol Arsenat zugegeben werden,
kommt zu den vier oben geschilderten Stufen eine 25 Schließlich wird die anfallende Lösung stehengelassen,
fünfte Stufe hinzu, bei welcher aus der Lösung mittels bis die durch die folgende Gleichung (2) dargestellten
der bekannten Regenerierungsvorgänge, wie Sieden oder chemischen Veränderungen auftreten.
Entgasen, das absorbierte Kohlendioxyd ausgetrieben
Entgasen, das absorbierte Kohlendioxyd ausgetrieben
und welche deshalb mit »Kohlendioxyd-Austreibung« M3AsS3 + 3 M3AsO4 = M3AsO3 + 3 M3AsO3S (2)
bezeichnet wird. 30 Gemäß dieser Umsetzung geht der Schwefel des Thio-
Die Stufen des Verfahrens sollen unter Bezugnahme arsenits unter Bildung von Monothioarsenat ins Arsenat
auf die Zeichnung nachstehend ausführlich beschrieben über, während das Thioarsenit wieder in Arsenit um-
werden. In der Zeichnung zeigt gebildet wird. Diese Umsetzung erfordert zu ihrer voll-
Fig. 1 ein Löslichkeitsdiagramm des Arsen-3-sulfids in ständigen Abwicklung einige Zeit und kann durch Ver-
der erfindungsgemäßen Absorptionslauge, 35 Wendung eines Arsenatüberschusses oder durch Tempe-
Fig. 2, 3 und 4 die Ansäuerungsstufe erläuternde raturerhöhung beschleunigt werden.
Diagramme, Es ist ferner zu berücksichtigen, daß das Arsenat,
Fig. 5 schematisch eine Apparatur zur gleichzeitigen nachdem es bei der Digerierstufe in Monothioarsenat
Absorption von Schwefelwasserstoff und Kohlendioxyd. umgewandelt worden ist, mit Schwefel eine Verbindung
. 40 eingeht, die sich gegen sekundäre, den Schwefel auf I. Absorption Thiosulfat oxydierende Umsetzungen als äußerst bein
der ersten Stufe, der Absorptionsstufe, wird der ständig erweist. Demzufolge kann die Lösung selbst bei
Schwefelwasserstoff entfernt, indem das zu reinigende erhöhter Temperatur mit Luft und sonstigen oxydie-Gasgemisch
mit einer wäßrigen Lösung in Berührung renden Mitteln behandelt werden. Im industriellen
gebracht wird, die Arsen-3-oxyd, Arsenit, in einer zur 45 Betrieb nimmt die Digerierumsetzung mit einem Arsenat-Absorption
des gesamten Schwefelwasserstoffs aus- Thioarsenit-Verhältnis von 3:1 bei Raumtemperatur
reichenden Menge enthält. Der Schwefelwasserstoff wird 2 bis 3 Stunden in Anspruch. Beim Arbeiten in der
gemäß nachstehender Umsetzung entfernt, bei welcher Wärme bei ungefähr 8O0C und mit einem Arsenatüberan
Stelle der dreibasischen Verbindung die zwei- und schuß erfolgt die Umsetzung praktisch augenblicklich.
einbasischen Verbindungen verwendet werden können. 50 TT .
I + II: Absorption / Digerierung
M3AsO3 + 3 H2S = M3AsS3 + 3 H2O (1) Die Stufen χ und J1 können zweckentsprechend
Die Umsetzung geht äußerst rasch vor sich, so daß gemeinsam durchgeführt werden, indem das zu reiniman
gegenüber dem bekannten Verfahren mit einer viel gende Gasgemisch mit einer Arsenit und Arsenat entkleineren
Absorptionsapparatur auskommt. Ferner ist 55 haltenden Lösung behandelt wird. Unter solchen Bedie
Umsetzung quantitativ, wodurch der Schwefelwasser- dingungen wird das Thioarsenit, welches durch die Einstoff
sowohl bei Raum- als auch bei erhöhter Tempe- wirkung des Schwefelwasserstoffs auf das Arsenit währatur
bis zu den letzten Spuren entfernt werden kann, rend der Absorption entsteht, allmählich durch das in
weil die Thioarsenitlösung auch in der Wärme keinen der Lösung anfänglich enthaltene Monothioarsenat unter
nennenswerten Schwefelwasserstoff-Dampfdruck aufweist. 60 Neubildung von Arsenit nach Maßgabe der Formel (2)
Erfahrungsgemäß kann das im zu reinigenden Gas- umgewandelt, wodurch die Arsenitmenge bei der Abgfemisch
vorhandene Kohlendioxyd, insbesondere wenn sorption gleichbleibt. Hieraus ergeben sich zwei Vorteile,
dasselbe absorbiert werden soll, bei der Absorptionsstufe 1. Bei der Absorption liegt nicht nur dasjenige Arsenit
eine Füllung von Arsen-3-sulfid (As2S3) in fester Form vor, welches als solches in die Absorptionsapparatur
herbeiführen, denn die Fähigkeit der Alkalilösungen, 65 eingeführt wurde, sondern auch das infolge der Umdas
Arsen-3-sulfid in Lösung zu erhalten, ist nicht setzung (2) aus dem Arsenat stammende,
unbegrenzt, sondern hängt von der Temperatur und von 2. Der Schwefel im Schwefelwasserstoff wird als Monoder Alkalität der Lösung ab, wie dies das Diagramm thioarsenat gebunden, welches keine nachteilige Füllung nach Fig. 1 zeigt, welches die Ergebnisse der erfmdungs- von festem Arsen-3-sulfid infolge etwaigen, im zu reinigemäß durchgeführten Versuche veranschaulicht, bei 70 genden Gasgemisch vorhandenen Kohlendioxyds bewirkt.
unbegrenzt, sondern hängt von der Temperatur und von 2. Der Schwefel im Schwefelwasserstoff wird als Monoder Alkalität der Lösung ab, wie dies das Diagramm thioarsenat gebunden, welches keine nachteilige Füllung nach Fig. 1 zeigt, welches die Ergebnisse der erfmdungs- von festem Arsen-3-sulfid infolge etwaigen, im zu reinigemäß durchgeführten Versuche veranschaulicht, bei 70 genden Gasgemisch vorhandenen Kohlendioxyds bewirkt.
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Dadurch, daß die Digerierumsetzung (2) beim Arbeiten teile, und zwar je auf den einzelnen Kurven des Diain
der Wärme begünstigt wird, eignet sich das Verfahren gramms Natriumoxyd (mit Methylorangs titrierbares
insbesondere zur Absorption von Schwefelwasserstoff Na2O), (als As2O ausgedrücktes) Arsenit, als Schwefel (S)
bei erhöhter Temperatur, ganz besonders in Anwesenheit ausgedrücktes Monothioarsenat aufgetragen,
von Kohlendioxyd. Dadurch, daß das Kohlendioxyd bei 5 Aus den Diagrammen geht hervor, wie eine anfänglich Vorhandensein von Arsenat kein Arsen-3-sulfid mehr 15,6 g/l mit Methylorange titrierbares Na2O, 46,4 g/l füllt, können beim vorliegenden Verfahren an Arsen- (als As2O3 ausgedrücktes) fünf wertiges Arsen, 22,0 g/l verbindungen höchstkonzentrierte Lösungen (100 bis (als As2O3 ausgedrücktes) dreiwertiges Arsen und 150 g/l As2O3 und mehr) zur Anwendung gelangen, 12,3 g/l als Monothioarsenat gebundenen Schwefel entworaus sich hohe Absorptionsleistungen (bis zu 30 kg io haltende, einen pH-Wert von ungefähr 8,0 aufweisende Schwefel je Kubikmeter Lösung und mehr) ergeben. Lösung mit der Zeit unter der Wirkung von Kohlendioxyd bei einem Druck von 1 bzw. 6 at verändert 111. Ansauerung wird> Dabei sinkt der Gehalt ^ als Schwefel ausge-
von Kohlendioxyd. Dadurch, daß das Kohlendioxyd bei 5 Aus den Diagrammen geht hervor, wie eine anfänglich Vorhandensein von Arsenat kein Arsen-3-sulfid mehr 15,6 g/l mit Methylorange titrierbares Na2O, 46,4 g/l füllt, können beim vorliegenden Verfahren an Arsen- (als As2O3 ausgedrücktes) fünf wertiges Arsen, 22,0 g/l verbindungen höchstkonzentrierte Lösungen (100 bis (als As2O3 ausgedrücktes) dreiwertiges Arsen und 150 g/l As2O3 und mehr) zur Anwendung gelangen, 12,3 g/l als Monothioarsenat gebundenen Schwefel entworaus sich hohe Absorptionsleistungen (bis zu 30 kg io haltende, einen pH-Wert von ungefähr 8,0 aufweisende Schwefel je Kubikmeter Lösung und mehr) ergeben. Lösung mit der Zeit unter der Wirkung von Kohlendioxyd bei einem Druck von 1 bzw. 6 at verändert 111. Ansauerung wird> Dabei sinkt der Gehalt ^ als Schwefel ausge-
Diese Stufe verwertet neue Eigenschaften der vor- drücktem Monothioarsenat unter gleichzeitiger Ausliegenden
Arsenlösungen. Es wurde nämlich festgestellt, i5 scheidung von Elementarschwefel während der ersten
daß Lösungen von Monothioarsenat, wie sie aus dem Stunden rasch und darauf langsamer, wobei die titrier-Digeriervorgang
kommen, eine chemische Veränderung bare Alkalität der Lösung (Na2O) und die Menge an
erfahren, wenn ihre Alkalität erniedrigt wird, wodurch dreiwertigem Arsen entsprechend zunehmen. Der Vor-Elementarschwefel
freigegeben und gleichzeitig fünf- gang geht mit Kohlendioxyd bei 6 at viel rascher vor
wertiges Arsen in dreiwertiges umgewandelt wird. Ins- so sich als mit Kohlendioxyd bei 1 at. Wird z. B. mit
besondere wird je freigegebenes Schwefelatom (32 g) Kohlendioxyd bei 1 bzw. 6 at gearbeitet, so bilden
ein Atom fünfwertigen Arsens (99 g As2O3) in drei- sich nach 3 Stunden 12,3—6,7=5,6 kg Schwefel je
wertiges Arsen umgewandelt, wobei die durch Titrierung Kubikmeter Lösung bzw. 12,3—3,0=9,3 kg Schwefel
mit Methylorange bestimmbare Alkalität der Lösung je Kubikmeter Lösung. Am Ende des Vorganges beträgt
mit jedem wie oben umgewandelten Arsenatom ent- 25 der pH-Wert der Lösung bei Verwendung von Kohlensprechend der Bildung eines neuen Alkaliäquivalents, dioxyd bei 1 bzw. 6 at 7,4 bzw. 7,1.
z.B. 31g Na2O oder 47 g K2O usw., steigt. Diese Das Diagramm gemäß Fig. 3 bezieht sich auf eine chemische Veränderung wird als folgende Umsetzung Kali-Arsen-Salze enthaltende, mit reinem Kohlendioxyd ausgelegt: bei einem absoluten Druck von 5 at behandelte Alkali-M3AsO3S = M3AsO3 + S (3) 3° lösung. Die Kurven stellen die Änderungen der g/1-Κοη-33 sei w zentrationen des mit Methylorange titnerbaren K2O,
z.B. 31g Na2O oder 47 g K2O usw., steigt. Diese Das Diagramm gemäß Fig. 3 bezieht sich auf eine chemische Veränderung wird als folgende Umsetzung Kali-Arsen-Salze enthaltende, mit reinem Kohlendioxyd ausgelegt: bei einem absoluten Druck von 5 at behandelte Alkali-M3AsO3S = M3AsO3 + S (3) 3° lösung. Die Kurven stellen die Änderungen der g/1-Κοη-33 sei w zentrationen des mit Methylorange titnerbaren K2O,
Die Zersetzung des Monothioarsenats ist um so voll- des dreiwertigen, als As2O3 ausgedrückten Arsens und
ständiger, je niedriger der ρπ-Wert der Lösung am Ende des als Schwefel ausgedrückten Monothioarsenats in
der Behandlung ist, denn es wurde festgestellt, daß Lösung während der Behandlung mit Kohlendioxyd dar.
jedem pH-Wert eine Monothioarsenat-Gleichgewichts- 35 Auf der Abszisse ist die Zeit in Stunden, während welcher
konzentration entspricht, während der Überschuß über die Lösung der ansäuernden Wirkung des Kohlendioxyds
diese Konzentration hinaus zersetzt wird. Zum Beispiel unterworfen ist, aufgetragen. Auf den Ordinaten sind
enthält eine Lösung von Natrium-Arsen-Verbindungen die g/1-Konzentrationen des mit Methylorange titrierbei
einem pn-Wert = 8 bzw. 7,5 bzw. 6,8 12,3 g bzw. baren K2O, des als As2O3 ausgedrückten dreiwertigen
6,5 g bzw. 1,0 g als Schwefel ausgedrücktes Monothio- 40 Arsens und des als Schwefel ausgedrückten Monothioarsenat.
arsenats in Lösung aufgetragen. Das Diagramm zeigt,
Die Umsetzung (3) liegt der Regeneration bzw. wie sich aus einer anfänglich 123,8 g/l K2O, 70 g/l drei-Aktivierungsstufe
des Verfahrens zugrunde. Entgegen wertiges, als As2O3 ausgedrücktes Arsen, 96,4 g/l fünffrüheren
Verfahren, welche fünf wertige Arsen verbin- wertiges, als As2O3 ausgedrücktes Arsen und 28,3 g/l
düngen verwenden und die Lösung immer noch im 45 als Schwefel ausgedrücktes Monothioarsenat in Lösung
Bereich des fünfwertigen Arsens regenerieren, führt die enthaltende Lösung bei gleichzeitiger Ausscheidung von
Regeneration erfindungsgemäß zur Bildung von Arsenit Elementarschwefel in Abhängigkeit der Zeit der Be-(dreiwertiges
Arsen), welches unter den Arsen verbin- handlung mit reinem Kohlendioxyd bei einem absoluten
düngen die für die Absorption von Schwefelwasserstoff Druck von 5 at Arsenit regeneriert wird, wobei der
wirksamste und leistungsfähigste ist und im Gegen- 50 ρπ-Wert am Ende dieser Behandlung 7,8 beträgt,
satz zu anderen Arsenverbindungen auch bei der Ab- Das Diagramm gemäß Fig. 4 zeigt die Ergebnisse von sorption von Kohlendioxyd wirksam ist. Untersuchungen über den restlichen Gehalt von nach
satz zu anderen Arsenverbindungen auch bei der Ab- Das Diagramm gemäß Fig. 4 zeigt die Ergebnisse von sorption von Kohlendioxyd wirksam ist. Untersuchungen über den restlichen Gehalt von nach
Die Alkalitätserniedrigung erfolgt am besten durch Behandlung mit Kohlendioxyd als Monothioarsenat vor-Behandlung
der Lösung mit Kohlendioxyd, und zwar liegendem Schwefel in Lösung. Auf der Abszisse ist die
mit Rücksicht darauf, daß das im zu reinigenden Gas- 55 g/1-Konzentration an K2O von Monothioarsenat enthalgemisch
enthaltene Kohlendioxyd verwendet werden tenden Alkalilösungen und auf der Ordinate ist die
kann. Der Verlauf der Ansauerung bei Verwendung von g/1-Konzentration an als Schwefel ausgedrücktem restreinem
Kohlendioxyd ist in den Diagrammen der Fig. 2, lichem Monothioarsenat in der Lösung nach Behandlung
3 und 4 dargestellt. Das Diagramm nach Fig. 2 bezieht mit Kohlendioxyd bei einem Druck von 4 at und der
sich auf Natriumlösungen niedriger Alkalität (15,6g/l 60 Temperatur von 400C bis zum Gleichgewicht, d.h.
mit Methylorange titrierbares Na2O). genügend lange, ungefähr 24 Stunden, damit die Lösung
Die ausgezogenen Kurven betreffen mit reinem keine Änderungen ihrer Zersetzung mehr erfährt, auf-
Kohlendioxyd bei einem absoluten Druck von 1 at getragen. So z. B. weisen die Lösungen, welche am Ende
behandelte Lösungen, während sich die gestrichelten der Behandlung 50, 100, 150 g/l mit Methylorange
Kurven auf eine ähnliche Behandlung, jedoch bei einem 65 titrierbares K2O enthalten, eine Menge an restlichem
absoluten Druck von 6 at beziehen. Auf den Abszissen als Schwefel ausgedrücktem Monothioarsenat von 2,5,
ist die Zeit in Stunden aufgetragen, während welcher 6,2 bzw. 10,0 g/l auf. Über die K2O-Konzentration von
die Lösungen der ansäuernden Wirkung des Kohlen- 150 g/l hinaus besitzt die Kurve keinen praktischen
dioxyds unterworfen werden. Auf den Ordinaten sind die Wert, weil die Löslichkeit des Natriumbicarbonats ein
g/1-Konzentrationen der verschiedenen Lösungsbestand- 70 Überschreiten dieser K20-Konzentration nicht zuläßt.
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Es ist zu bemerken, daß am Ende der Behandlung mit die Oxydation durch Behandlung der Lösung mit Luft
Kohlendioxyd die Lösung eine der Löslichkeit des Bi- oder sonstigen Sauerstoff enthaltenden Gasen, vorzugs-
carbonats bei der in Frage stehenden Temperatur ent- weise unter Heranziehen von Katalysatoren, vorge-
sprechende Konzentration aufweist. Für die Herbei- nommen. Die Behandlung kann durch Durchstreichen in
führung der chemischen Veränderung gemäß der Glei- 5 einem Behälter oder Berührung in einem Turm durch-
chung (3) ist es wesentlich, daß die Lösung Monothio- geführt werden.
arsenat unter Ausschluß sonstiger geschwefelter Arsen- Die Behandlung mit Luft oder sonstigen Sauerstoff
verbindungen enthält. Falls nämlich der Digeriervorgang enthaltenden Gasen ist auch deshalb wertvoll, weil das
wegen ungenügender Umsetzungsdauer oder Nichtein- bei der Ansäuerung gebundene Kohlendioxyd dabei aus
haltung des oben bestimmten 3:1-Verhältnisses die io der Lösung ausgetrieben wird. Während der Oxydation
geschwefelte Arsenverbindung nicht restlos in Mono- findet — wie oben ausgeführt — infolge der Umwandlung
thioarsenat umgewandelt hat, so werden die anderen des Arsenits zu Arsenat eine Erniedrigung der Alkalität
als Monothioarsenat geschwefelten Arsenverbindungen der Lösung statt.
bei der Ansäuerung nicht auf Arsenit regeneriert, sondern Das erfindungsgemäße Verfahren kann durch Vollfällen
Arsensulfid in festem Zustand, welches sich zu- 15 ziehen der vier Stufen gesondert oder nacheinander in
sammen mit dem Schwefel niederschlägt. vier verschiedene Apparaturen, selbst in anderer Reihen-
Vom industriellen Standpunkt aus kann Kohlendioxyd folge als oben beschrieben, bzw. durch verschiedenartige
bei der Ansäuerung entweder bei Atmosphären- oder Vereinigung der Stufen in einer geringeren Anzahl von
Überdruck rein oder verdünnt verwendet werden. Zum Apparaturen durchgeführt werden. Vorstehend wurde
Beispiel lassen sich 10 bis 20°/0 Kohlendioxyd enthal- 20 bereits die Kombination I + II beschrieben, bei welcher
tende Verbrennungsgase bei Überdruck oder ein 20 bis die Absorptions- und Digerierstufen vereinigt werden.
30% enthaltendes, im allgemeinen bereits unter Druck Nachstehend sollen weitere betrieblich wertvollere Zubefindliches
Gas, wie Konvertergas, vorteilhaft ver- sammenstellungen beschrieben werden.
wenden. Besonders günstig ist die Verwendung des im ~Ä. Das Verfahren kann so durchgeführt werden, daß zu reinigenden Gasgemisch enthaltenen Kohlendioxyds, 25 die Absorptions-, Digerier- und Ansäuerungsstufen wie nachstehend unter 4 und Bezugnahme auf Fig. 5 gleichzeitig in der nämlichen Apparatur vollzogen werden, näher erläutert werden soll. Die Ansäuerung erfolgt Dies empfiehlt sich insbesondere dann, wenn die Gaszweckmäßig in einem mit Rührwerk ausgestatteten gemische nebst Schwefelwasserstoff nennenswerte Mengen Behälter. Kohlendioxyd enthalten, namentlich aber auch, wenn eine
wenden. Besonders günstig ist die Verwendung des im ~Ä. Das Verfahren kann so durchgeführt werden, daß zu reinigenden Gasgemisch enthaltenen Kohlendioxyds, 25 die Absorptions-, Digerier- und Ansäuerungsstufen wie nachstehend unter 4 und Bezugnahme auf Fig. 5 gleichzeitig in der nämlichen Apparatur vollzogen werden, näher erläutert werden soll. Die Ansäuerung erfolgt Dies empfiehlt sich insbesondere dann, wenn die Gaszweckmäßig in einem mit Rührwerk ausgestatteten gemische nebst Schwefelwasserstoff nennenswerte Mengen Behälter. Kohlendioxyd enthalten, namentlich aber auch, wenn eine
Eine weitere Möglichkeit zur Erniedrigung der Alka- 30 gleichzeitige Absorption erwünscht ist und bei Überdruck
lität der Lösung besteht in der Verwendung einer Lösung gearbeitet wird. Das Gasgemisch wird mit einer Arsenit
von Arsen-Ammonium-Salzen und im Entfernen eines und Arsenat enthaltenden Lösung behandelt, welche
Teils des Ammoniakgehaltes aus derselben durch Auf- nach der fast augenblicklich stattfindenden Entfernung
heizen oder Abspaltung im Vakuum. des Schwefelwasserstoffs weiter mit dem Gasgemisch
Dabei sinkt der ρπ-Wert der Lösung, und es schlägt 35 selbst in Berührung gehalten wird, wodurch das darin
sich Schwefel nieder. Das abgeschiedene Ammoniak enthaltene Kohlendioxyd absorbiert und der pn-Wert
wird z. B. durch Zugabe zu der der Absorption zu unter- mit damit verbundener Füllung von Elementarschwefel
werfenden Lösung in den Kreislauf zurückgeführt. erniedrigt wird. Die in dieser Apparatur an Arsenit ange-
Eine weitere wertvolle Möglichkeit zur Erniedrigung reicherte Lösung wird entnommen, zur Neubildung ihres
der Alkalität der Lösung besteht in der Oxydierung eines 40 ursprünglichen Arsenatgehalts mit Luft oder sonstigen
Teils des in der Lösung selbst enthaltenen Arsenits auf Mitteln oxydiert und nach Abscheidung des Schwefels
Arsenat, welch letzteres weniger hydrolisiert, also weniger erneut der Absorption zugeführt.
alkalisch als das Ausgangsarsenit ist. Dieses Verfahren B. Eine weitere Abwandlung dieses Verfahrens besteht
eignet sich besonders vorteilhaft zum Entfernen des darin, die Absorptions- und Digerierstufen in einer ersten
Schwefelwasserstoffes mittels einer Lösung mit niedrigem 45 und die Ansäuerungs- und Oxydationsstufen in einer
anfänglichem pn-Wert, wobei die Regenerierung der zweiten Apparatur durchzuführen. Hierzu werden
Lösung und die Schwefelfällung lediglich durch die ge- Lösungen geringerer Alkalität, d. h. mit einem vorzugs-
ringe von der Oxydierung des Arsenits auf Arsenat her- weise zwischen 6,8 und 7,8 liegenden pH-Wert herange-
rührende Alkalitätserniedrigung erfolgt, wie nachstehend zogen. Aus Lösungen dieser Art scheidet sich bei der
ausführlicher beschrieben wird. 50 Oxydation Schwefel ab, weil die Umwandlung des Arse-
Der bei diesem Arbeitsschritt abgeschiedene Elementar- nits zu Arsenat bei letzterem Vorgang den pn-Wert in
schwefel wird durch bekannte Maßnahmen entfernt. ausreichendem Maße erniedrigt, damit die Ansäuerung
gleichzeitig stattfinden kann. Nach Abscheiden des
IV. Oxydation Schwefels gelangt die Arsenit und Arsenat enthaltende
55 Lösung zur Absorption. Nachdem der pn-Wert der hier
Vor Abschluß des Arbeitskreises ist das bei der Digerie- verwendeten Lösungen dem bei der Ansäuerung normalerrung
eingeleitete, in Arsenit umgewandelte Arsenat weise vorliegenden entspricht, erfolgt bereits bei der
wiederherzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren Absorption eine erste Füllung von Elementarschwefel,
wird daher mit einer weiteren, mit »Oxydation« be- wobei bei gleichzeitiger Alkalitätserhöhung eine entzeichneten
Stufe abgeschlossen. Die Lösung wird zum 60 sprechende Arsenitmenge entsteht.
Teil zwecks Oxydierung des Arsenits zu Arsenat der C. Sämtliche vier Stufen werden in einer einzigen Oxydation, danach der Digerierung zugeführt, wobei der Apparatur vorgenommen. Dies ist dann der Fall, wenn übrigbleibende Teil von der Ansäuerung unmittelbar der das zu reinigende Gasgemisch Schwefelwasserstoff nebst Absorption zugeführt wird. Werden aber die Absorption Sauerstoff, z. B. bei der Reinigung von durch Schwefel- und die Digerierung in ein und derselben Apparatur, wie 65 wasserstoff verunreinigter Luft, enthält. Das Gasgemisch oben unter I -f- II dargelegt, gemeinsam vollzogen, so wird dann mit einer Arsenit und Arsenat enthaltenden wird die gesamte, aus der Ansäuerung stammende Lösung Lösung geringer Alkalität, d. h. mit einem vorzugsweise zwecks teilweiser Umwandlung des Arsenits auf Arsenat unterhalb 7,8 liegenden ρκ-W'ert wie beim oben beder Oxydation und danach dem kombinierten Absorp- schriebenen Fall B behandelt. Eine solche Lösung abtions- und Digeriervorgang unterworfen. Am besten wird 70 sorbiert den Schwefelwasserstoff unter gleichzeitiger
Teil zwecks Oxydierung des Arsenits zu Arsenat der C. Sämtliche vier Stufen werden in einer einzigen Oxydation, danach der Digerierung zugeführt, wobei der Apparatur vorgenommen. Dies ist dann der Fall, wenn übrigbleibende Teil von der Ansäuerung unmittelbar der das zu reinigende Gasgemisch Schwefelwasserstoff nebst Absorption zugeführt wird. Werden aber die Absorption Sauerstoff, z. B. bei der Reinigung von durch Schwefel- und die Digerierung in ein und derselben Apparatur, wie 65 wasserstoff verunreinigter Luft, enthält. Das Gasgemisch oben unter I -f- II dargelegt, gemeinsam vollzogen, so wird dann mit einer Arsenit und Arsenat enthaltenden wird die gesamte, aus der Ansäuerung stammende Lösung Lösung geringer Alkalität, d. h. mit einem vorzugsweise zwecks teilweiser Umwandlung des Arsenits auf Arsenat unterhalb 7,8 liegenden ρκ-W'ert wie beim oben beder Oxydation und danach dem kombinierten Absorp- schriebenen Fall B behandelt. Eine solche Lösung abtions- und Digeriervorgang unterworfen. Am besten wird 70 sorbiert den Schwefelwasserstoff unter gleichzeitiger
Bildung von Elementarschwefel. Das entwickelte Arsenit Kali, dessen Sulfid kaum löslich ist, aus der Lösung einwird
dabei allmählich durch den im Gasgemisch ent- fach auskristallisiert werden kann,
haltenen Sauerstoff wieder auf Arsenat oxydiert, wodurch Das Verfahren wird nachstehend an Hand zahlender Arbeitskreis in ein und demselben Behälter konti- mäßiger Anwendungsbeispiele erläutert,
nuierlich vor sich gehen kann. Die Apparatur ist derart 5
haltenen Sauerstoff wieder auf Arsenat oxydiert, wodurch Das Verfahren wird nachstehend an Hand zahlender Arbeitskreis in ein und demselben Behälter konti- mäßiger Anwendungsbeispiele erläutert,
nuierlich vor sich gehen kann. Die Apparatur ist derart 5
zu bemessen, daß das durch die Oxydierung des Arsenite .Beispiel
entstandene Arsenat stets im Verhältnis von je 3 Mol zu Ein 20% Kohlendioxyd; und 24,2 g Schwefelwasser-
1 Mol des infolge der Schwefelwasserstoffabsorption ent- stoff je Nm8 enthaltendes Gas wird bei 5 at Druck und
standenen Thioarsenits vorhanden ist. einem Flüssigkeit-Gas-Verhältnis von 1: 950 mit einer
Wie bereits oben ausgeführt, ermöglicht das Verfahren io Lösung gewaschen, welche beim Eintritt in die Absorp-
das gleichzeitige Abscheiden von Kohlendioxyd und tionsstufe im laufenden Betrieb
Schwefelwasserstoff Eigentlich absorbieren Lösungen- mit Methylorange titrierbare
mit einem pn-wert gleich oder unterhalb 7,8 nur Schwefel- Alkalität K O = 100 e/1
wasserstoff. Soll aber Kohlendioxyd gleichzeitig ab- Arsenit) ausg;'drü'ckt'ais''.'.'.'.'.'.'.'.'. As2O3 = 40 gß
sorbiert werden, so ist die Alkalitat der Lösung durch i5 Arsenat>
ansgedrüdrt als As o = 72>7 gß
Zugabe beliebiger alkalisch reagierender Stoffe wie Monothioarsenat, ausgedrückt als S= 7,2 g/l
Carbonate, Phosphate, Arsenate, Borate usw., der Alkalimetalle und des Ammoniums oder Aminoalkohole zu enthält.
steigern; die letzteren absorbieren Kohlendioxyd unter Nach erfolgter Absorption wird die Lösung, deren
Umwandlung in Carbonate und Bicarbonate. Die Zugabe ao Schwefelgehalt auf 28,9 g/l gestiegen ist, in eine Apparatur
dieser Stoffe wird von der zu absorbierenden Kohlen- eingeleitet, in welcher die Digerierung erfolgt, und danach
dioxydmenge abhängig gemacht, vorzugsweise derart, mit Kohlendioxyd bei 4 at Druck behandelt, wodurch
daß der pH-Wert der absorbierenden Lösung auf ungefähr 21,7 kg Schwefel je Kubikmeter behandelte Lösung im
9,0 bis 10,5 gebracht wird. Elementarzustand niedergeschlagen werden. Die Analyse
Es wird hierdurch also vorteilhaft möglich, Kohlen- 25 der angesäuerten Lösung ergibt:
dioxyd zusammen mit Schwefelwasserstoff wirkungsvoll m Methylorange titrierbare
zu absorbieren. Alkalität KO = 1319 gß
Der Arbeitskreis ist bei gleichzeitiger Absorption von Argenit ^^^^'als''.'.'.'.'.'.'.'.'. As2O3 = 107,2 g/l
Kohlendioxyd und Schwefelwasserstoff dem früher be- Arsenat ausgedrückt als s As 0* = 55 JJ1
schnebenen zur Abscheidung von Schwefelwasserstoff 30 Monothioarsenat, ausgedrückt als S = 7,2 gß
allein wesentlich ähnlich, wobei zu den vier beschriebenen
Arbeitsstufen eine weitere Stufe hinzukommt, die mit Die Lösung wird zwecks Wiederoxydierung des bei der
»Kohlendioxyd-Austreibstufe« bezeichnet wird. Bei letz- Ansäuerung entstandenen Arsenite (= 67,2 g/l As2O3) auf
terer wird das absorbierte Kohlendioxyd durch in der Arsenat mit Luft behandelt. Gleichzeitig wird das bei
Technik bekannte Maßnahmen, z. B. Sieden bzw. Be- 35 der Ansäuerung gebundene Kohlendioxyd durch die Luft
handlung der Lösung in der Wärme mit Luft oder ausgetrieben, wobei die Ausgangszusammensetzung der
sonstigen Gasen, ausgetrieben. Die Abscheidung von Lösung zur Wiederverwendung der letzteren bei der
Kohlendioxyd durch Behandlung mit Luft wird deshalb Absorption wiederhergestellt wird,
vorgezogen, weil die beiden Vorgänge der Kohlendioxydabscheidung und der Oxydation des Arsenits zu Arsenat 40 Beispiel 2
in ein und derselben Apparatur durchgeführt werden
vorgezogen, weil die beiden Vorgänge der Kohlendioxydabscheidung und der Oxydation des Arsenits zu Arsenat 40 Beispiel 2
in ein und derselben Apparatur durchgeführt werden
können. Ein Verfahren zur gleichzeitigen Absorption 4000 Nm3/h Koksofengas mit einem Gehalt von 3,6 g
von Schwefelwasserstoff und Kohlendioxyd bei Über- Schwefelwasserstoff pro Nm3 werden bei Atmosphärendruck
ist im Beispiel 4 unter Bezugnahme auf Fig. 5 druck mit 8m3/h aus Natriumcarbonat, Arsen-3-oxyd
erläutert. 45 und Natriumarsenat hergestellter Lösung in einem
Es wurde festgestellt, daß die Bildung von Thiosulfat Absorptionsturm gewaschen. Die Analyse der Lösung
beim vorliegenden Verfahren durch das Vorhandensein im laufenden Betrieb ergibt:
des Arsenits, vorzugsweise beim Arbeiten bei erhöhter Mit Methylorange titrierbare
Temperatur und hochalkalischen Lösungen zuverlässiger Alkalität K O = 9 ε/1
vermieden wird, d. h. unter gegenüber dem bekannten 50 Arsenit ^^^ ]'.'.'.'.'.]['. As2O3 = 35 gß
Verfahren gerade entgegengesetzten Verhaltnissen. Diese Arsenat>
aus 5 gedrückt als As O 3= 21,2 g/l
Erscheinung ist auch auf den praktisch festgestellten Monothioarsenat, ausgedrückt als S = 3,5 g/l
Umstand zurückzuführen, daß das einmal entstandene
Thiosulfat gemäß der Umsetzung Beim Austritt aus dem Absorptionsturm hat die 5,3 g/l
■vr c η λ/γ δ η Μ cn , ,, Α η c 55 Schwefel enthaltende Lösung bereits größtenteils den
m2i52u3 + M3AsU3 - JVL2bU3 + JYL3AsU3I3 Digeriervorgang erfahren, der auf jeden Fall in einem
durch das Arsenit zersetzt werden soll. Diese Umsetzung besonderen Behälter vervollständigt wird. Bei der
geht um so rascher und vollständiger vor sich, je höher die nächstfolgenden Behandlung mit 20%igem Kohlendioxyd
Temperatur und Alkalität der Lösung sind. bei Atmosphärendruck schlagen sich 14,4 kg/h Elementar-
Dies ergibt sich aus folgenden Versuchsergebnissen. 60 schwefel nieder, wobei die Zusammensetzung der Lösung
Wird eine 170 g/l K2O, 100g/l As2O3 und 30 g/1 als die folgende ist:
Thiosulfat vorhandenen Schwefel enthaltende Lösung mt Meth lorange titrierbare
wahrend 2 Stunden bei 105, 80, 60, 4O0C bzw .Raum- Alkaütat _s N 0 = 1075 ß
temperatur behandelt, so zersetzt sich das Thiosulfat ^^ ^^t als A 0 = 40)7 gß
unter Bildung folgender, als g/l Schwefel ausgedruckter 65 ^^ ausgedrückt als As o _ 15 5 g/1
Monothioarsenatmenge: 6,5, 2,7, 1,7, 10 bzw. Spuren. Monothioarsenat, ausgedrückt als S= 3,5 g/l
Das aus der Zersetzung stammende Monothioarsenat
kann als unter Zersetzung in Schwefel und Arsenit in den Die Lösung wird danach zwecks Wiederoxydierung des
Kreislauf zurückgeführt werden, wobei das sich auf Sulfat Arsenits auf Arsenat bei gleichzeitiger Abscheidung des
oxydierende Sulfid, insbesondere bei Verwendung von 70 bei der Ansäuerungsstufe gebundenen Kohlendioxyds
Claims (1)
11 12
mit Luft behandelt und schließlich wieder zur Absorption erwärmt wird. Die Lösung gelangt dann in den Behälter?,
verwendet. wo die höhere Temperatur die Vervollständigung des
Beispiel 3 Digeriervorganges gewährleistet. In diesem Behälter 7
wird ungefähr 40% des bei der Absorption und An-
Ein 4,7 g H2S/Nm3 enthaltendes Gas wird bei Atmo- 5 säuerung gebundenen Kohlendioxyds durch Ausdehnung
Sphärendruck und einer Temperatur von 60/700C mit in reinem Zustand freigegeben und bei 8 ausgelassen,
einer Lösung gewaschen, deren Analyse 17 g/l mit Methyl- Die Lösung fließt aus dem Behälter 7 über 9 dem Turm 10
orange titrierbares Na2O, 32,3 g/l als As2O3 ausgedrücktes zu, in welchem die Kohlendioxydabscheidung und Oxy-
Arsenit, 76,6 g/l als As2O3 ausgedrücktes Arsenat, 1,5 g/l dation stattfinden. Das in der Lösung noch enthaltene
als Schwefel ausgedrücktes Monothioarsenat ergibt: io Kohlendioxyd wird auf bekannte Weise mittels eines
PH-Wert = 6,9. Luftstromes ausgetrieben. Die durch das Gebläse 11 abge-
Die Abscheidung von Elementarschwefel setzt bereits saugte, erwärmte und mittels Heißwasser im Turm 12
bei der Schwefelwasserstoffabsorption ein, wobei der angefeuchtete Luft tritt bei 13 in den Turm 10 ein und
pH-Wert auf 7,6 steigt. Darauf wird die Lösung mit Luft verläßt denselben bei 14, wird mit dem Kohlendioxyd
behandelt, wobei der pH-Wert infolge der Oxydation des *5 vermischt und gelangt ins Türmchen 15, in welchem dessen
Arsenits zu Arsenat unter reicher Schwefelfüllung wieder Wärme mittels Kühlwasser zurückgewonnen, worauf die
auf 6,9 sinkt. Nach Abscheidung des Schwefels wird die Luft schließlich bei 16 ausgelassen wird. Das zur Zurück-Lösung
dem Kreislauf wieder zugeführt. gewinnung der Wärme bei 15 und zum Aufheizen bei 12
erforderliche Wasser wird durch die Pumpe 19 in Lei-Beispiel 4 30 tungen 17 und 18 in Umlauf gesetzt. Im Turm 10
Hier wird auf das Diagramm nach Fig. 5 Bezug ge- bewirkt die Luft gleichzeitig mit der Kohlendioxydab-
nommen. 10 000 Nm3/h Konvertergas mit 30% Kohlen- scheidung noch die Oxydation des Arsenits zu Arsenat
dioxyd und 0,5 g Schwefelwasserstoff je Nm3 und einem unter Bildung einer Arsenatmenge = 14,6 kg/h As2O3,
absoluten Druck von 13 at werden bei einer Temperatur welche der zur Schwefelabscheidung bei der Ansäuerung
von 6O0C durch die Leitung 1 in den Waschturm 2 einge- »5 verbrauchten Menge entsprechen.
leitet. Hier wird das Gas mit 100 m3/h einer durch die Die nunmehr von Kohlendioxyd und Schwefelwasser-Leitung
4 zugeleiteten Lösung gewaschen, deren Analyse stoff gereinigte, an Arsenat angereicherte, wieder konzenergibt:
trierte Lösung weist die oben angegebene Zusammen-
Mit Methylorange titrierbare set*unS auf und whrd Jf Absorption wieder zugeführt.
Alkalität KO = 180 e/1 3° r Ansäuerung m 25 kann anstatt des im zu remigen-
Arsenit, ausgedrückt'als''.'.'.'.'.'.'.'.'. As2O3= 140 g/l den <**! enthaltend Kohlendioxyds das im Ausdeh-
Arsenat, ausgedrückt als As2O = 16,4 g/l nungsbehalter 7 frei werdende reine Kohlendioxyd be-
Monothioarsenat, ausgedrückt als S= 14,1 g/l nutzt werden welches der Leitung 8 entnommen und
über 29 dem Verdichter 30 zugeleitet wird, welcher das
Im Turm 2 findet außer dem Absorptionsvorgang auch 35 Kohlendioxyd mit dem gewünschten Druck über 31 in
zum Teil der Digeriervorgang statt. Das den Turm 2 bei 3 den Ansäuerungsbehälter 25 einleitet. Der Kohlenverlassende
gereinigte Gas hat einen restlichen Gehalt an dioxydüberschuß wird bei 34 ausgelassen.
Kohlendioxyd von 0,15% und weist keinen Schwefelwasserstoff mehr auf. Jeder Kubikmeter Lösung hat Patentansprüche:
30 Nm3 Kohlendioxyd und 5 g Schwefelwasserstoff ab- 40
Kohlendioxyd von 0,15% und weist keinen Schwefelwasserstoff mehr auf. Jeder Kubikmeter Lösung hat Patentansprüche:
30 Nm3 Kohlendioxyd und 5 g Schwefelwasserstoff ab- 40
sorbiert. Die erschöpfte Lösung, deren als Schwefel aus- 1. Verfahren zum Entfernen von Schwefelwassergedrückter
Monothioarsenatgehalt auf 14,147 g/l ge- stoff allein oder zusammen mit Kohlendioxyd aus
stiegen ist, wird geteilt. Der eine 5 m3/h entsprechende Gasgemischen durch Verwendung von arsenhaltigen
Teil tritt bei 22 aus und wird in den Druckbehälter 23 Lösungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abeingeleitet,
in welchem der Digeriervorgang erforder- 45 sorptionslösung ungeschwefelte Arsenverbindungen
lichenfalls vervollständigt wird, danach über das Ventil 24 enthält, durch welche der Schwefelwasserstoff als
in den Druckbehälter 25 eingeführt. Hier findet die An- Monothioarsenat gebunden wird, bei welchem das
säuerung durch Berührung der erschöpften Luft mit Verhältnis von Arsen- zu Schwefelatomen 1 :1 beeinem
Teil des bei 27 der Leitung 1 entnommenen, zu trägt, wobei die Regeneration unter Wiederherstellung
reinigenden Gasgemisches selbst statt. Dies kommt der 50 der ungeschwefelten Verbindungen, welche in den
Verwendung reinen Kohlendioxyds bei einem absoluten Kreislauf zurückgeführt werden, unter Ausscheidung
Druck von 3,9 at gleich. Durch 28 strömt das Gas der von elementarem Schwefel erfolgt.
Leitung 1 zu. Zur Förderung der Ansäuerungsum- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennsetzung wird die Lösung durch bei 32 eingeleitetes Wasser zeichnet, daß das Verfahren sich durch einen Kreislauf verdünnt, bis die K20-Konzentration auf 140 g/1 herab- 55 von Arbeitsstufen vollzieht, durch welche der Schwefelgesetzt ist. Die Lösung verweilt im Behälter 25 während wasserstoff mittels einer arsenithaltigen Lösung unter einer zur Bicarbonatierung ausreichenden Zeit. In den Bildung von Thioarsenit absorbiert, die Thioarsenit 5 m3/h derart angesäuerter Lösung, wobei die Verdün- enthaltende Lösung mit Arsenat in Berührung genung einfachheitshalber nicht berücksichtigt wird, sinkt bracht wird, welches das Thioarsenit in Monothiodie Konzentration an als Schwefel ausgedrücktem Mono- 60 arsenat und Arsenit umwandelt, die anfallende Monothioarsenat in Lösung von 14,147 g/l auf 13,2 g/l unter thioarsenat enthaltende Lösung einer Alkalitätsernieentsprechender Füllung von 0,94 g/l Elementarschwefel drigung unter Bildung von Arsenit und Abscheidung = 4,7 kg/h (entsprechend durch das Gas getragenen von elementarem Schwefel unterzogen, das vor-5 kg/h Schwefelwasserstoff). Mit Rücksicht auf die ge- handene Arsenit zum Teil auf Arsenat oxydiert und ringe zu füllende Schwefelmenge geht die Ansäuerung 65 das Arsenit und Arsenat dem Kreislauf wieder zugerasch vonstatten. führt werden.
Leitung 1 zu. Zur Förderung der Ansäuerungsum- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennsetzung wird die Lösung durch bei 32 eingeleitetes Wasser zeichnet, daß das Verfahren sich durch einen Kreislauf verdünnt, bis die K20-Konzentration auf 140 g/1 herab- 55 von Arbeitsstufen vollzieht, durch welche der Schwefelgesetzt ist. Die Lösung verweilt im Behälter 25 während wasserstoff mittels einer arsenithaltigen Lösung unter einer zur Bicarbonatierung ausreichenden Zeit. In den Bildung von Thioarsenit absorbiert, die Thioarsenit 5 m3/h derart angesäuerter Lösung, wobei die Verdün- enthaltende Lösung mit Arsenat in Berührung genung einfachheitshalber nicht berücksichtigt wird, sinkt bracht wird, welches das Thioarsenit in Monothiodie Konzentration an als Schwefel ausgedrücktem Mono- 60 arsenat und Arsenit umwandelt, die anfallende Monothioarsenat in Lösung von 14,147 g/l auf 13,2 g/l unter thioarsenat enthaltende Lösung einer Alkalitätsernieentsprechender Füllung von 0,94 g/l Elementarschwefel drigung unter Bildung von Arsenit und Abscheidung = 4,7 kg/h (entsprechend durch das Gas getragenen von elementarem Schwefel unterzogen, das vor-5 kg/h Schwefelwasserstoff). Mit Rücksicht auf die ge- handene Arsenit zum Teil auf Arsenat oxydiert und ringe zu füllende Schwefelmenge geht die Ansäuerung 65 das Arsenit und Arsenat dem Kreislauf wieder zugerasch vonstatten. führt werden.
Nach Entnahme des Schwefels bei 26 werden die 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
5 m3/h bei 33 ausgelassen und mit dem übrigen Teil der gekennzeichnet, daß die Arbeitsstufen zusammen oder
erschöpften Lösung vereinigt und zusammen über 5 dem einzeln auch in veränderlicher Reihenfolge durchge-
Wärmeaustauscher 6 zugeführt, wo die Lösung auf 85° C 70 führt werden können.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erniedrigung der Alkalität
der Monothioarsenat enthaltenden Lösung durch Behandlung derselben mit Kohlendioxyd, das im Gasgemisch
selbst enthalten sein kann, durchgeführt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Absorption verwendete
Lösung ungeschwefelte Arsensalze des Ammoniums enthält und die Alkalitätserniedrigung der Monothioarsenat
enthaltenden Lösung durch teilweises Entfernen des darin enthaltenen Ammoniaks erfolgt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkalitätserniedrigung der
Monothioarsenat enthaltenden Lösung durch Oxydation von Arsenit zu Arsenat mittels Sauerstoff enthaltenden
Gasen erfolgt.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydation des Arsenits auf
Arsenat durch Behandlung der Lösung mit Sauerstoff ao enthaltenden Gasen unter gleichzeitigem Austreiben
des zur Alkalitätserniedrigung verwendeten Kohlendioxyds aus der Lösung vorgenommen wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 6, wobei das Gasgemisch neben Schwefelwasserstoff auch
Sauerstoff enthält, dadurch gekennzeichnet, daß alle Arbeitsstufen in derselben Apparatur durchgeführt
werden.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, bei dem Schwefelwasserstoff und Kohlendioxyd gleichzeitig
aus dem Gasgemisch entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionslösung Arsenit,
Arsenat und solche Alkalimengen enthält, daß deren PH-Wert zwischen 9,0 und 10,5 schwankt, ferner, daß
das absorbierte Kohlendioxyd danach durch Aufheizen der Lösung bzw. durch Behandlung der Lösung
mit Sauerstoff enthaltenden und gleichzeitig Arsenit auf Arsenat oxydierenden Gasen ausgetrieben wird.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Behandlung des zu reinigenden Gasgemisches mittels der Arsenit und Arsenat
enthaltenden Lösung bei erhöhter Temperatur erfolgt.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das in der alkalischen,
arsenhaltigen Lösung enthaltene Thiosulfat durch Aufheizen der Lösung zersetzt wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 478 140, 847 320.
Deutsche Patentschriften Nr. 478 140, 847 320.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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Applications Claiming Priority (2)
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IT833451X | 1955-06-30 | ||
IT2685156 | 1956-02-13 |
Publications (1)
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DEV10847A Pending DE1095447B (de) | 1955-06-30 | 1956-06-28 | Verfahren zum Entfernen von Schwefelwasserstoff aus Gasgemischen |
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GB (1) | GB833451A (de) |
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