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Herstellung S 02-haltiger Gase aus Schwefelsäure und organische Abfallstoffe
enthaltenden Säureschlämmen Bei Verfahren der Erdölraffination mit Schwefelsäure
oder bei der sonstigen Behandlung von Erdölkohlenwasserstoffen mit Schwefelsäure
oder Oleum fallen sogenannte Säureschlämme an, die im. wesentlichen aus organischen,
zum Teil verkohlten Rückständen und Schwefelsäure bestehen. Da die unmittelbare
Wiedergewinnung der Schwefelsäure aus diesen Schlämmen oder teerartigen Abfallprodukten
wenig gangbar war, hatte man den Weg eingeschlagen, die Säureschlämme einer Hitzebehandlung
zu unterwerfen, bei welcher die in den Schlämmen enthaltenen organischen, zum Teil
koksartigen Stoffe reduzierend auf die Schwefelsäure einwirken; die dabei gewonnenen
S 02 haltigen Gase wurden dann einem Kontaktverfahren zur Schwefelsäureherstellung
zugeführt. Man hat weiterhin bei derartigen Verfahren die zu verarbeitenden Säureschlämme
mit anderen organische Stoffe enthaltenden bzw. koksartigen Abfallprodukten oder
auch mit erschöpften Bleicherden vermischt und mit diesen zusammen in einem z. B.
in mehreren Zonen arbeitenden Drehrohrofen behandelt. Nach einem anderen Verfahren
hat man die Säureschlämme mit fein verteiltem Koks in solcher Menge vermischt, daß
ein leicht mahlbares Trockenprodukt erhalten wurde; dieses wurde in fein vermahlenem
Zustand mittels Luft entweder einer indirekt beheizten oder einer mit heißer Luft
direkt beheizten Zersetzungskammer zugeführt, aus welcher dann die S 02 haltigen
Gase für den Kontaktofen zur Herstellung von Schwefelsäure entnommen wurden.
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Bei jedem Verfahren enthalten die gebildeten S 02 enthaltenden Gase
Kohlenwasserstoffe sowohl im gasförmigen als auch im verdampften Zustand zusammen
mit Spuren flüchtiger Schwefelverbindungen und Teilchen feinverteilten Kokses. Diese
Bestandteile werden gewöhnlich oxydiert, indem die Gase einer Verbrennungskammer
zugeleitet werden, in der sie auf eine erhöhte Temperatur in Gegenwart eines Sauerstoffüberschusses
gebracht werden. Diese Verbrennungskammer kann oder kann auch nicht mit weiterem
Brennstoff betrieben werden in Abhängigkeit von der Menge der verbrennbaren Verbindungen
in den S02
enthaltenden Gasen. Üblicherweise hält man den überschüssigen Sauerstoffgehalt
der Gase an dem Auslaß der Verbrennungskammer so gering wie möglich, um eine übermäßige
Verdünnung des SO, und Bildung von SO, in dem aus der Verbrennungskammer
austretenden Gas zu vermeiden.
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Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
S OZ haltiger Gase aus Schwefelsäure und organische Abfallstoffe enthaltenden Säureschlämmen
durch thermische Zersetzung und Reduktion in Gegenwart von kohlenstoffhaltigem Material.
Gemäß vorliegender Erfindung werden im kontinuierlichen Verfahren aus den Säureschlämmen
die S 02 haltigen Gase in der Weise gewonnen, daß die Säureschlämme durch Zumischung
von heißem Koks zersetzt werden; die brennbaren Komponenten der dabei gebildeten
Gase werden in einer besonderen Verbrennungskammer verbrannt und die daraus resultierenden
heißen Verbrennungsgase zwecks direkter Erhitzung über den Koks geleitet; an einer
hinter der Verbrennung der brennbaren Komponenten liegenden Stelle werden die S
02-haltigen Gase als Teilstrom aus dem System abgezogen.
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Das Inberührungbringen des heißen Gases und des Kokses zwecks Erhitzung
des Kokses kann durch bekannte Vorrichtungen, wie in einem ruhenden Koksbett, in
einem bewegten Koksbett, einem mechanisch in Bewegung gehaltenen Koksbett, einem
Drehofen, einer Fördervorrichtung oder Elevator, einem Fließbett des Kokses oder
irgendeiner Kombination dieser Vorrichtungen ausgeführt werden. Der zu zersetzende
Schlamm
kann bei irgendeiner dieser Stufen und/oder in einem getrennten Gefäß zugesetzt
werden, zu dem der heiße Koks von dem Erhitzungsgefäß aus zugeführt wird, und von
dem aus der abgekühlte Koks wieder in das Erhitzungsgefäß zurückgeführt wird.
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Wenn die Gase, die sich durch die Zersetzung des Schlamms ergeben,
einen hohen Prozentsatz kondensierbarer Kohlenwasserstoffe enthalten sollten, kann
der Schlamm einem von dem Erhitzungsgefäß getrennten Gefäß zugeführt werden, wie
vorher beschrieben wurde, und die aus diesem Gefäß austretenden S 02 enthaltenden
Gase werden getrennt behandelt, um eine größtmögliche Menge der Kohlenwasserstoffe
durch irgendeines der üblichen Abkühlungsverfahren zu entfernen, z. B. einen Sprühturm,
durch den gekühlte Flüssigkeit umläuft, oder irgendeine Form eines Wärmeaustauschers.
Wenn eine Entfernung der Kohlenwasserstoffe aus den S 02 enthaltenden Gasen nicht
notwendig ist, können die durch die Zersetzung des Schlammes gewonnenen Gase mit
SO, enthaltenden Gasen vermischt werden, die als Heizmedium für den Koks
entweder vor oder nach der Erhitzung des Kokses, vorzugsweise nach der Erhitzung
desselben, angewandt werden.
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Die S02 enthaltenden Gase, die als Heizmedium für den Koks
angewandt werden, nachdem dieselben direkt mit dem Koks in Berührung gebracht worden
sind, treten zu der Verbrennungskammer zurück. Vermittels Ventilen oder Drosselvorrichtungen
kann ein Teil des Gases unter Umgehen der Verbrennungskammer umgeleitet werden,
wobei der Rest des Gases in die Verbrennungskammer eintritt, wo es mit einem Sauerstoffüberschuß
erhitzt wird, um etwaige Kohlenwasserstoffe und Schwefelverbindungen zu oxydieren.
Ein Teil der heißen Gase, die aus der Verbrennungskammer austreten, wird umgeleitete
und mit den S O..2 enthaltenden Gasen vermischt, die die Verbrennungskammer umgangen
haben. Das Gasgemisch wird als Heizmedium für den Koks angewandt. Der Rest der heißen
Gase aus der Verbrennungskammer stellt das Endprodukt, die S 02 enthaltenden Gase
der Schlammzersetzung dar. Die als Heizmedium angewandten S02 enthaltenden Gase
werden durch irgendeine bekannte Vorrichtung, wie z. B. ein Gebläse, umgewälzt.
Eine derartige Umwälzvorrichtung kann in der Leitung angeordnet werden, in der die
heißen vermischten S02 enthaltenden Gase dem Abschnitt der Kokserhitzung
zugeführt werden oder vorzugsweise in der Leitung, aus der die kälteren S 02 enthaltenden
Gase abgezogen werden, die zur Erhitzung des Kokses verwandt worden sind. Diese
Gase werden von dem Abschnitt der Kokserhitzung zusammen mit den S 02 enthaltenden
Gasen der Schlammzersetzung abgezogen.
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Die überschüssige Luftzuführung der Verbrennungskammer sollte vorzugsweise
möglichst klein gehalten werden, so daß der Sauerstoffgehalt der S02 enthaltenden
Gase, die zu der Erhitzung des Kokses angewandt werden, die Oxydation des Kokses
beschränkt und somit die sich ergebende Verdünnung des S 02 möglichst klein gehalten
wird. Zusätzlicher Sauerstoff kann den Gasen zugesetzt oder direkt in den Koks für
eine direkte weitere Erhitzung des Kokses durch übliche Vorrichtungen für die Bereitstellung
eines Teiles der zur Zersetzung des Schlammes benötigten Wärme zugeführt werden,
Die direkte erfindungsgemäße Erhitzung des Kokses kann zusammen mit anderen üblichen
Erhitzungsverfahren, d. h. einer teilweisen Verbrennung des Kokses, indirekter Erhitzung
des Kokses und direkte Erhitzung durch einen außen angeordneten Ofen angewandt werden.
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In der Zeichnung ist Fig. 1 ein einfaches Arbeitsschema, das eine
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, und Fig. 2 ist ein ähnliches
Arbeitsschema, das eine Wiedergewinnungsphase für die kondensierbaren Kohlenwasserstoffe
in den S 02 enthaltenden Gasen der Zersetzung des Säureschlamms zeigt.
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In Fig. 1 ist eine Zersetzungsvorrichtung 1 gezeigt, in die bei 2
Säureschlamm eingeführt wird und aus der Koks bei 3 und S 02 enthaltende Gase bei
4 entfernt werden. Diese Gase werden zum Teil durch Leitung 5 zurückgeführt und
zum Teil einer Verbrennungskammer 6 zugeführt. Luft und gegebenenfalls Brennstoff
werden der Verbrennungskammer 6 bei 7 und 8 zugeführt und heiße SO, enthaltende
Gase bei 9 abgezogen. Ein Teil dieser Gase, die das Umsetzungsprodukt des Verfahrens
bilden, verläßt die Anordnung durch Leitung 10, wobei der Rest vermittels der Leitung
11 zu der Zersetzungsvorrichtung 1 zusammen mit den durch Leitung 5 zurückgeführten
Gasen treten. Das Gemisch der Gase dient zur Erhitzung des Kokses in der Zersetzungsvorrichtung
1.
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In Fig. 2 ist ein Kokserhitzer 12 gezeigt, in den Gasgemische durch
die Leitung 11 eingeführt und SO, enthaltende Gase durch Leitung 4 abgezogen werden.
Hierbei liegt die gleiche Anordnung und gleiche Verbindungen der Verbrennungskammer
6, wie in Fig. 1 gezeigt, vor. Erhitzter Koks wird bei 13 aus dem Kokserhitzer 12
in eine getrennte Zersetzungsvorrichtung 14 übergeführt, in die bei 15 Säureschlamm
eingeführt wird. Ein Teil des Kokses wird bei 16 abgezogen, wobei der Rest bei 17
in den Kokserhitzer zurückgeführt wird. Die in der Zersetzungsvorrichtung 14 gebildeten
S 02 enthaltenden Gase werden Vorrichtungen 18 für die Kondensierung der in diesen
Gasen enthaltenden Kohlenwasserstoffe zugeführt und treten, sodann durch die Leitung
19, um sich mit den durch Leitung 4 aus dem Kokserhitzer 12 austretenden Gasen zu
vereinigen.