DE1127879B

DE1127879B - Manufacture of sulfur powder

Info

Publication number: DE1127879B
Application number: DET15710A
Authority: DE
Inventors: Dr Ing Heinz Leithaeuser
Original assignee: Thiosan Ges Weigel & Co G M B
Current assignee: Thiosan Ges Weigel & Co G M B
Priority date: 1958-10-02
Filing date: 1958-10-02
Publication date: 1962-04-19

Description

Herstellung von Schwefelpulver Schwefelpulver wird bisher allgemein entweder durch Sublimieren oder Vermahlung von Brockenschwefel hergestellt. Wenn Pulver größerer Feinheit und gleichmäßiger Korngröße erhalten werden soll, wird die Vermahlung vorgezogen. Sie ist auch wirtschaftlicher und besser für die Massenproduktion geeignet.Production of sulfur powder Sulfur powder has become common up to now produced either by subliming or grinding lump sulfur. if Powder of greater fineness and uniform grain size is to be obtained the grinding preferred. It is also more economical and better for mass production suitable.

Es ist auch bekannt, den festen Schwefel zunächst zu schmelzen und aus der Schmelze durch Zerstäuben und Kühlen des Sprühes pulverförmigen Schwefel zu gewinnen. Der geschmolzene Schwefel wurde hierbei mit einer Temperatur von 141 bis 158° C bzw. oberhalb 200° C zerstäubt. Diese Verfahren bedingen jedoch, da der Rohschwefel zunächst geschmolzen werden muß, höhere Betriebs- und Anlagekosten als die übliche Schwefehnahlung und haben daher keine praktische Bedeutung erlangt.It is also known to first melt the solid sulfur and powdered sulfur from the melt by atomizing and cooling the spray to win. The molten sulfur was here with a temperature of 141 atomized up to 158 ° C or above 200 ° C. However, these procedures require that the Crude sulfur must first be melted, higher operating and plant costs than the usual sulfur payment and therefore have no practical significance.

Es ist bereits erkannt worden, daß es für die direkte Umwandlung von geschmolzenem Schwefel in ein feines Pulver darauf ankommt, die Zerstäubung bei Temperaturen nur wenig oberhalb des Schmelzpunktes vorzunehmen.It has already been recognized that it can be used for direct conversion of Molten sulfur into a fine powder is important in the atomization process To make temperatures only slightly above the melting point.

In neuerer Zeit hat die Gewinnung von elementarem Schwefel aus gasförmigem Schwefelwasserstoff oder solchen enthaltenden Gasen durch Umsetzen mit Sauerstoff an Katalysatoren bei erhöhter Temperatur an Bedeutung gewonnen. Der Schwefel fällt hierbei in Form einer Schmelze an, die man in Blöcken oder Barren erstarren läßt. Auch bei dieser Art Schwefelgewinnung ist man zur Herstellung von Schwefelpulver bisher bei der Vermahlung geblieben, obgleich der Umstand, daß der Schwefel primär in geschmolzenem Zustand vorliegt, die Anwendung des vorerwähnten Zerstäubungsverfahrens an sich begünstigt. Es hat sich indessen gezeigt, daß dieses Verfahren in seinem bisherigen Entwicklungsstand dafür aus verschiedenen Gründen nicht brauchbar ist.More recently, the extraction of elemental sulfur from gaseous Hydrogen sulfide or gases containing such by reaction with oxygen gained importance on catalysts at elevated temperature. The sulfur falls here in the form of a melt that is allowed to solidify in blocks or bars. This type of sulfur production is also used to produce sulfur powder so far remained with the grinding, although the fact that the sulfur is primarily is in the molten state, the use of the aforementioned atomization method favored in itself. It has been shown, however, that this method is in his The current state of development cannot be used for various reasons.

Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß der mit relativ hoher Temperatur (etwa 400° C oder höher) anfallende Schwefel zunächst in flüssiger Phase auf Temperaturen unterhalb etwa 145' C gekühlt und erst danach zerstäubt wird, wobei die Kühlung im Temperaturbereich von etwa 145 bis 250° C dadurch erfolgt, daß der auf etwa 225 bis 250° C vorgekühlte flüssige Schwefel in eine auf Temperaturen unterhalb 145° C gehaltene Menge von flüssigem Schwefel derart eingetragen wird, daß die Temperatur des Gemisches nicht über etwa 145° C steigt, wobei das Gemisch im Kreislauf zwischen einem Mischbehälter und einem indirekten Kühler bewegt wird. Schwefel mit einer Temperatur von unterhalb 145° C kann aus dem Kreislauf, z. B. hinter dem Kühler und vor dem Mischer, abgezogen werden.The invention consists in the fact that the relatively high Temperature (approx. 400 ° C or higher), the resulting sulfur is initially in the liquid phase cooled to temperatures below about 145 ° C. and only then atomized, with the cooling in the temperature range from about 145 to 250 ° C takes place in that the to about 225 to 250 ° C precooled liquid sulfur in a to temperatures below 145 ° C held amount of liquid sulfur is entered such that the temperature of the mixture does not rise above about 145 ° C, with the mixture in the circuit between a mixing tank and an indirect cooler is moved. Sulfur with a Temperature below 145 ° C can be removed from the circuit, e.g. B. behind the radiator and before the mixer.

Der aus dem Kreislauf abgezogene Schwefel wird anschließend indirekt in an sich bekannter Weise auf eine Temperatur wenig oberhalb des Schwefelschmelzpunktes gekühlt und schließlich, wie an sich bekannt, unter Anwendung eines geeigneten Treibgases zerstäubt und in Pulverform zur Erstarrung gebracht.The sulfur withdrawn from the circuit is then indirect in a manner known per se to a temperature a little above the melting point of sulfur cooled and finally, as is known per se, using a suitable propellant gas atomized and solidified in powder form.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß der auf hoher Temperatur befindliche geschmolzene Ausgangsschwefel in einem kontinuierlichen, einheitlichen Arbeitsgang, ohne daß er also, wie bisher, zunächst in Blöcken od. dgl. verfestigt, dann mechanisch vorgebrochen und anschließend wieder geschmolzen werden müßte, unmittelbar in ein feines Schwefelpulver umgewandelt werden kann. Es ergibt sich daraus eine wesentliche Vereinfachung der Apparatur und entsprechende Verringerung der Anlage- und Betriebskosten. Ferner gelingt, da Schwefel nahe seinem Schmelzpunkt nur eine sehr geringe Zähigkeit hat, eine äußerst feine Zerstäubung. Gegenüber einer Zerstäubung des geschmolzenen Schwefels mit seiner Ausgangstemperatur oder einer Temperatur oberhalb etwa 225° C hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß sich der Schwefel bei bzw. unmittelbar nach der Zerstäubung sofort ganz verfestigt, ohne zerstäubt in dem Bereich hoher Zähigkeit bzw. in klebrigem Zustand zu verbleiben, wobei eine nachträgliche Agglomeration zu groben Körnern eintreten würde. Wegen der geringen Zähigkeit des Schwefels bei Temperaturen nahe seinem Schmelzpunkt gelingt eine äußerst feine Zerstäubung in der Zweistoffdüse schon mit einem Treibgasdruck von etwa 2 bis 2,5 atü, wobei die erforderliche Treibgasmenge gering ist. Die Abtrennung des zu einem trockenen Pulver erstarrten Schwefels aus dem Kühlgasstrom erfolgt zweckmäßig zunächst in Fliehkraftabscheidem od. dgl., wobei auf die Abscheidung der Gesamtmenge der feinsten Anteile verzichtet wird.The main advantage of the method according to the invention is that that the high temperature molten starting sulfur in one continuous, uniform work process without, as before, initially Solidified in blocks or the like, then mechanically pre-broken and then again would have to be melted, immediately converted into a fine sulfur powder can. This results in a significant simplification of the apparatus and corresponding Reduction of investment and operating costs. It also succeeds because sulfur is close to his Melting point has only a very low viscosity, an extremely fine atomization. Compared to atomization of the molten sulfur at its initial temperature or a temperature above about 225 ° C., the process according to the invention has the The advantage is that the sulfur is immediately removed during or immediately after the atomization completely solidified without being atomized in the area of high toughness or in the sticky area State to remain, with a subsequent agglomeration to coarse grains would occur. Because of the low viscosity of sulfur at temperatures close to Its melting point enables extremely fine atomization in the two-substance nozzle already with a propellant gas pressure of about 2 to 2.5 atmospheres, whereby the required propellant gas amount is low. The separation of the solidified to a dry powder Sulfur from the cooling gas stream is expediently first carried out in centrifugal separators or the like, the total amount of the finest fractions not being deposited will.

Das noch Schwefelstaub enthaltende Kühlgas wird .dann erfindungsgemäß in einem indirekten Kühler gekühlt, dessen Kühlflächen im Fall- bzw. Bewegungsbereich von Kugeln aus Metall- oder vorzugsweise einem inerten Kunststoff oder damit überzogenen Metallkugeln liegen, welche bei ihrem Anprall gegen die Kühlflächen den daran haftenden Schwefelstaub ständig entfernen, so daß ein hoher Wirkungsgrad des. Kühlers erhalten bleibt. Für die Umlaufbewegung des Schwefelstaub enthaltenden Kühlgasstromes durch die Zerstäubungskammer und den indirekten Kühler wird vorteilhaft ein Gebläse od. dgl. benutzt, dessen Schaufeln mit einem gegen Schwefel inerten Kunststoff belegt sind, so daß sich im Gebläse Schwefelstaub nicht ansammeln bzw. absetzen kann..The cooling gas still containing sulfur dust is then according to the invention cooled in an indirect cooler, the cooling surfaces of which are in the area of fall or movement of balls made of metal or preferably an inert plastic or coated with it Metal balls are located, which when they hit the cooling surfaces the adhering to it Constantly remove sulfur dust, so that a high efficiency of the cooler is obtained remain. For the circulation movement of the cooling gas flow containing sulfur dust through the atomization chamber and the indirect cooler is advantageously a blower od. Like. Used, the blades of which are covered with a plastic inert to sulfur so that sulfur dust cannot collect or settle in the fan.

Als Treibgas wird vorteilhaft sauerstofffreies bzw. -armes Verbrennungsgas benutzt, gegebenenfalls auch Restgas, aus der katalytischen Oxydation des Schwefelwasserstoffs, aus dem der flüssige Ausgangsschwefel gewonnen wurde.Oxygen-free or oxygen-poor combustion gas is advantageously used as the propellant gas used, possibly also residual gas, from the catalytic oxidation of hydrogen sulfide, from which the liquid starting sulfur was obtained.

In der Zeichnung ist eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Einrichtung schematisch dargestellt.The drawing shows one for carrying out the method according to the invention suitable facility shown schematically.

Der flüssige Ausgangsschwefel wird in der katalytischen Apparatur 1 erzeugt, die in bekannter Weise ausgebildet ist und aus der der Schwefel mit einer Temperatur von etwa 400° C in dem Vorratsbehälter 2 gesammelt wird. Der Schwefel fließt von dort in geregeltem Strom durch einen indirekten Kühler 3, dessen Mante14 oder sonstigen Kühlelementen kalte Luft durch die Leitung 5 zugeführt wird. Dieser Kühler wird auch mit Zu- und Ableitungen 6 für ein Heizmittel, z. B. gespanntem Dampf, zu den Kühlelementen ausgestattet, um den im Kühler bei einem etwaigen Betriebsstillstand erstarrten Schwefel wieder schmelzen zu können.The starting liquid sulfur is in the catalytic apparatus 1 generated, which is formed in a known manner and from which the sulfur with a Temperature of about 400 ° C is collected in the storage container 2. The sulfur flows from there in a regulated current through an indirect cooler 3, whose Mante14 or other cooling elements, cold air is supplied through line 5. This The cooler is also provided with inlet and outlet lines 6 for a heating medium, e.g. B. tensioned Steam, to the cooling elements, in order to avoid the in the cooler in case of a possible shutdown to be able to melt solidified sulfur again.

Vom Kühler 3 fließt der auf etwa 250 bis 225° C vorgekühlte Schwefel durch die Leitung 7 zu einem Mischbehälter 8, der zweckmäßig mit einem Rührwerk ausgerüstet ist. In dem Mischbehälter 8 befindet sich eine gewisse Menge flüssigen Schwefels. mit einer Temperatur von unterhalb 145° C, vorteilhaft 120 bis 125° C, die durch die Pumpe 9 im Kreislauf durch Mischbehälter 8 und einen indirekten Kühler 10 gehalten wird. Die umlaufende Schwefelmenge, die Temperatur des Kühlers 10 und die zulaufende Menge von vorgekühltem Schwefel aus dem Kühler 3 werden so eingestellt, daß an keiner Stelle des Kreislaufs eine Temperatur oberhalb etwa 145° C herrscht und aus der Leitung 11 hinter der Pumpe 9 flüssiger Schwefel mit einer Temperatur unterhalb 145° C, vorteilhaft 120 bis 125° C, abgezogen werden kann.The sulfur, which has been pre-cooled to around 250 to 225 ° C., flows from the cooler 3 through line 7 to a mixing container 8, which is expediently equipped with an agitator is equipped. In the mixing container 8 there is a certain amount of liquid Sulfur. with a temperature below 145 ° C, advantageously 120 to 125 ° C, by the pump 9 in the circuit through mixing tank 8 and an indirect cooler 10 is held. The amount of sulfur circulating, the temperature of the cooler 10 and the inflowing amount of pre-cooled sulfur from the cooler 3 is set so that that at no point in the circuit is there a temperature above about 145 ° C and from the line 11 downstream of the pump 9 liquid sulfur at a temperature below 145 ° C, advantageously 120 to 125 ° C, can be withdrawn.

Dieser Teil des Schwefels gelangt durch die Leitung 12 in einen Nachkühler 13, in dem die Temperatur des Schwefels auf den für die nachfolgende Zerstäubung günstigsten Wert eingeregelt wird.This part of the sulfur passes through line 12 into an aftercooler 13, in which the temperature of the sulfur is set for subsequent atomization the most favorable value is regulated.

Vom Nachkühler 13 führt eine Schwefelleitung 14 zur Zerstäubungsdüse 15, die hier als Zweistoi£düse ausgeführt ist, der als Treibmittel sauerstofffreies bzw. -armes Verbrennungsgas zugeführt wird. Das Treibgas wird in der Verbrennungskammer 16 erzeugt, im Kühler 17 gekühlt und im Verdichter 18 auf den für die Zerstäubung erforderlichen Druck (etwa 2 bis 2,5 atü) gebracht und dann durch die Leitung 19 der Düse 15 zugeführt.A sulfur line 14 leads from the aftercooler 13 to the atomizing nozzle 15, which is designed here as a Zweistoi £ nozzle, which is an oxygen-free propellant or-poor combustion gas is supplied. The propellant gas is in the combustion chamber 16 generated, cooled in the cooler 17 and in the compressor 18 to the atomization required pressure (about 2 to 2.5 atü) and then through line 19 the nozzle 15 supplied.

Die Zerstäubungsdüse oder -düsen sind in einer von außen gekühlten Kammer 20 angeordnet, die oben einen gelochten Zwischenboden 21 hat, durch den kaltes Umlaufgas (Verbrennungsgas) in die Kammer, über deren Querschnitt verteilt, eingeleitet wird. Der in diesem Kaltgasstrom von der Düse 15 aus zerstäubte Schwefel kühlt sich schnell ab, so, daß der in Form eines feinen Pulvers erstarrt, das von dem Kaltgasstrom mitgenommen wird. Im Zyklon 22 wird der feinverteilte Schwefel bis auf äußerst feine Anteile abgeschieden und aus dem Zyklon durch die Rohrleitung 27 ausgetragen. Das staubhaltige Gas gelangt dann in einen indirekten Röhrenkühler 23 od. dgl., auf dessen Kühlelemente 34 ständig Kugeln (aus Metall oder Kunststoff) fallen, die sich auf dem konischen Boden 24 sammeln und nach Passieren eines Siebes 25, auf dem der mitgenommene Schwefelstaub abgetrennt wird, durch den mechanischen oder pneumatischen Elevator 26 wieder oben auf den Kühler 23 aufgegeben werden.The atomizing nozzle or nozzles are in an externally cooled Chamber 20 arranged, which has a perforated intermediate bottom 21 above, through the cold Circulating gas (combustion gas) is introduced into the chamber, distributed over its cross-section will. The sulfur atomized in this cold gas stream from the nozzle 15 cools down quickly, so that the solidifies in the form of a fine powder that of the cold gas stream is taken. In the cyclone 22 the finely divided sulfur becomes extremely fine Shares separated and discharged from the cyclone through the pipe 27. That Dust-containing gas then passes into an indirect tube cooler 23 or the like whose cooling elements 34 constantly fall balls (made of metal or plastic), which are Collect on the conical bottom 24 and after passing a sieve 25 on which the Sulfur dust that has been taken along is separated by the mechanical or pneumatic Elevator 26 can be placed on top of cooler 23 again.

Das erzeugte Schwefelpulver fällt in feinverteilter Form bei 27 an. Das Kühlgas zirkuliert vom Gebläse 29 durch die Anlageteile 30, 21, 20, 32, 22, 33, 23, 28 und von letzterem zurück zum Gebläse 29.The sulfur powder produced falls in finely divided form at 27. The cooling gas circulates from the fan 29 through the system parts 30, 21, 20, 32, 22, 33, 23, 28 and from the latter back to the fan 29.

Der Patentanspruch 1 schützt ausschließlich die Gesamtkombination der in ihm enthaltenen Merkmale.Claim 1 only protects the overall combination of the features it contains.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for converting molten sulfur, which has a temperature of about 400 ° C or higher, in powdered sulfur Atomizing the melt of the starting sulfur in a cold gas atmosphere, characterized by combining the following continuously running process steps: a) the liquid starting sulfur is in a known manner to a temperature between 225 and 250 ° C pre-cooled; b) the liquid sulfur obtained in step a) is through slow entry into the circulating liquid sulfur, which through external Cooling kept at a temperature below the range of increased viscosity is cooled to a temperature below 145 ° C, preferably 120 to 125 ° C; e) the liquid sulfur discharged from stage b) is used in a manner known per se indirectly to the atomization temperature, which is a little above the melting point of sulfur chilled; d) the sulfur from step c) is in a known manner using a Propellant gas is atomized, solidified and discharged.

2. The method according to claim 1, characterized in that the solidified sulfur discharged from the gas stream from the atomization chamber is deposited in a centrifugal separator and the gas still containing sulfur dust is cooled indirectly on solid cooling surfaces, with balls made of metal against the cooling surfaces to remove the sulfur powder deposited thereon or plastic to impact and these balls are then separated from the sulfur powder, and the gas freed from the sulfur is returned to the atomization chamber as cooling gas. Documents considered: German Patent No. 966 832; British Patent No. 652,421; U.S. Patent Nos. 2,608,471, 2,767,061; Angewandte Chemie, 67 (1955), p. 338.