DE1133349B

DE1133349B - Verfahren zur Abroestung von Schwefelgestein im Wirbelschichtofen

Info

Publication number: DE1133349B
Application number: DEM42596A
Authority: DE
Inventors: Dr Guenter Friese; Dipl-Ing Friedrich Pape
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1959-09-01
Filing date: 1959-09-01
Publication date: 1962-07-19

Description

Verfahren zur Abröstung von Schwefelgestein im Wirbelschichtofen Elementarschwefel kommt bekanntlich häufig nicht nur gediegen, sondern in Form von Schwefelgestein vor, das sind solche Gesteine in denen der Elementarschwefel in Mengen von etwa 10 bis 5013/o neben Gangart vorliegt. Die Gangart ist meistens Kieselsäure oder Kalkstein. Es ist bekannt, solche Schwefelgesteine im Wirbelschichtofen zu SO., abzurösten. Bei Gesteinen mit saurer Gangart treten dabei - ebenso wie bei der bekannten Verbrennung von Elementarschwefel in einer Hilfswirbelschicht aus inertem Material - keine prinzipiellen Schwierigkeiten auf, da man es durch Einstellung der Wirbelschichttemperatur auf genügend hohe Werte in der Hand hat, den Schwefelgehalt des Abbrandes beliebig tief zu senken. Bettemperaturen von etwa 500 bis 6001 C reichen im allgemeinen aus, um Abbrände mit Schwefelgehalten von unter 1 O/o, zu erhalten. Zur Verbrennung von Elementarschwefel in einer Hilfswirbelschicht aus inertem Material werden sogar noch weit höhere Temperaturen, nämlich 890 bis 9101 C, angewendet.
Schwefelgestein mit basischer Gangart bereitet aber insofern Schwierigkeiten, als man bei den für saure Gesteine üblichen Temperaturen Sulfatbildung nicht vermeiden kann, so daß ein Abbrand mit zu hohem Schwefelgehalt anfällt, wobei der Schwefel praktisch ausschließlich in Form von Sulfat vorliegt. Andererseits ist es nicht möglich, die Bettemperatur zu sehr zu erniedrigen, weil sonst der Schwefel nicht vollständia abröstet. Ein Schwefelgestein mit 30% Schwefel gibt z.B. bei einer Abrösttemperatur von 250' C einen Abbrand mit beinahe 10111o Elementarschwefel, was selbstverständlich wirtschaftlich untragbar ist. Man begnügt sich daher in der Praxis bisher damit, die Abrösttemperatur unter 500' C zu halten und arbeitet im allgemeinen im Bereich von 400 bis 500' C. In diesem Bereich ist die Abröstung des Elementarschwefels genügend vollständig, so daß keine wesentliche Menge Elementarschwefel im Abbrand zurückbleibt, und die Sulfatbildung, die einem Rest-Schwefelgehalt von etwa 5 bis 10% Sulfatschwefel im Abbrand entspricht, muß als unvermeidliches übel in Kauf genommen werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Abröstung basischer Elementarschwefelgesteine in Wirbelschicht, das es ermöglicht, einen weitgehend entschwefelten Abbrand zu erzielen. Die Erfindung beruht in erster Linie auf der Erkenntnis, daß es möglich ist, bei noch tieferen Temperaturen, als man sie bisher für mindestens notwendig angesehen hat, den Elementarschwefel abzurösten. Es wurde aefunden, daß man bei geeigneter C Führung des Prozesses, d. h. insbesondere bei verhältnismäßig schwacher Durchwirbelung, noch bei Temperaturen bis zu 300' C herunter eine fast vollständige Abröstung des Elementarschwefels erzielen kann. Vorzugsweise wird im Bereich von etwa 330 bis 3501 C gearbeitet. Bei dieser niedrigen Temperatur besteht auch keine Gefahr der Sulfatbildung, so daß es erfindungsgemäß möglich ist, Abbrände mit 2 bis 4% Restschwefel zu erzielen.
Gleichzeitig wird erfindungsgemäß die spezifische Belastung niedriger gehalten, als sie bei der Abröstung saurer Gesteine zulässig ist. Vorzugsweise wird knapp oberhalb des Winklerpunktes gearbeitet, und die Gasgeschwindigkeit wird höchstens auf den Wert gesteigert, der dem doppelten der Winklergeschwindigkeit entspricht. Der Winklerpunkt ist bekanntlich die Gasgeschwindigkeit, bei der die Winklerbewegung oder Fluidisierung eben einsetzt.
Verhältnismäßig niedrige Gasgeschwindigkeiten, aber bei wesentlich höherer Bettemperatur sind schon für die Abröstung schwefelhaltiger Gesteine mit saurer Gangart bekanntgeworden, jedoch unter Anwendung wesentlich höherer Bettemperaturen als nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, nämlich bei etwa 850' C. Eine solche Betriebsweise ist zwar für die Abröstung von Schwefelgesteinen mit saurer Gangart, nicht aber für die von Schwefelgesteinen mit basischer, insbesondere kalkhaltiger Gangart, brauchbar, da die niedrigere Gasgeschwindigkeit nur in Verbindung mit der erfindungsgemäß angewendeten, außerordentlich niedrigen, im Wirbelbett aufrechterhaltenen Temperatur die weitgehende Unterdrückung der Sulfatbildung ermöglicht.
Außerdem ist es erfindungsgemäß zweckmäßig, eine möglichst einheitliche Komgröße zu verwenden, um zu verhindern, daß zuviel Staub ausgetragen wird und im Staubraum bei unkontrolliert hohen Temperaturen nachröstet, was Sulfatbildung verursachen könnte. Wenn das Korngrößenspektram des zu verarbeitenden Gesteins zu breit ist, ist es daher erfindungsgemäß zweckmäßig, dieses Gestein durch Absieben in mehrere Fraktionen gleichmäßiger Korngröße aufzuteilen und jede für sich bei Gasgeschwindigkeiten knapp oberhalb des Winklerpunktes abzurösten.

Das erfIndungsgemäße Verfahren ist nachstehend an Hand der Ausführungsbeispiele noch näher erläutert, von denen Beispiel 1 den bekannten Stand der Technik, Beispiel 2 die im Hauptanspruch niedergelegte erfindungsgemäße Arbeitsweise und Beispiel 3 die Arbeitsweise gemäß Anspruch 2 illustriert. Beispiel 1

Analyse des Schwefelgesteins:

S .......................... 28,80/0

Bitumen ................... 0,10/0

si02 11,91/0

CaCO, ... . ................ 43,5,)/o

so .............. 2,21/o

Al 3 0 - u.n. d.. #e 20 5,7%

2 3

MgO ...................... 1,41/o

Komgröße:

Größer als 4 mm ......... » . 4,340/0

Größer als 3 mm ........... 12,85()/o

Größer als 2,5 mm ......... 10,24,1/0

Größer als 2 mm ........... 11,44%

Größer als 1,5 mm ......... 9,911/0

Größer als 1 mm ........... 11,05 0/&

Größer als 0,54 mm ........ 14,650/0

Größer als 0,2 nun ......... 7,88%

Größer als 0,12 mm ........ 7,92%

Größer als 0,09 mm ........ 2,5%

Unter 0,09 mm ... . ......... 8,3l)/o

Belastung:

9 tato Schwefel pro m2 Rostfläche

Luftmenge:

2,500 NM3/h/M2

Temperatur im Wirbelbett:

4600 C

Abbrandanalyse:

Schwefel elementar ......... 0,091/0

Schwefel als Sulfat .......... 4,92%

Beispiel 2 Analyse des Schwefelgesteins: Siehe Beispiel 1 Komgröße: Siehe Beispiel 1 Belastung: 6 tato Schwefel pro M2 Rostfläche =250 kg/m2/h Luftmenge: 2,000 Nm3/h/M2 = 4500 m/h Temperatur im Wirbelbett: 3450 C Abbrandanalyse: Schwefel elementar .......... 0,311/o Schwefel als Sulfat .......... 3,80/0 Beispiel 3 Analyse des Schwefelgesteins: Siehe Beispiel 1 Komgröße: Größer als 4 mm ........... 6,6% Größer als 3 mm ........... 21,51/o Größer als 2,5 mm ......... 17% Größer als 2 mm ........... 191/0 Größer als 1,5 mm ......... 16,60/0 Größer als 1 mm ........... 18,5110 Unter 1 mm ................ 0"/o Belastung: 5,6 tato Schwefel pro M2 Rostfläche 237 kg/m2/h Luftmenge: 1,800 Nm3/h/M2=4000 m/h Temperatur im Wirbelbett: 3350 C Abbrandanalyse: Schwefel elementar .......... 0,2% Schwefel als Sulfat .......... 1,70/0

Claims

PATENTANSPRÜCHE-.

1. Verfahren zur Abröstung von basischen Schwefelgesteinen im Wirbelschichtofen, dadurch gekennzeichnet, daß die, Temperatur im Wirbelbett auf den Bereich von 300 bis 4001 C und die Gasgeschwindigkeit auf einen Wert eingestellt wird, der knapp oberhalb desjenigen liegt, bei dem die Winklerbewegung einsetzt und das Doppelte dieses Wertes nicht überschreitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im Wirbelbett auf 300 bis 3501 C gehalten wird. In Betrachtgezogene Druckschriften-Deutsche Auslegeschrift Nr. 1050 320; deutsche Patentschrift Nr. 938 545.