DE1264422C2

DE1264422C2 - Verfahren zum waschen und kuehlen von arsenik enthaltenden roestgasen

Info

Publication number: DE1264422C2
Application number: DE1965N0027724
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl -Ing Hennenberger Karl-Heinz Dr 2000 Hamburg Kartenbeck
Original assignee: Norddeutsche Affinene, 2000 Hamburg
Priority date: 1965-12-07
Filing date: 1965-12-07
Publication date: 1978-01-19
Also published as: FR1515068A; DE1264422B; BE690660A; ES334203A1; SE306304B

Description

Für die Hersteilung von Schwefelsäure spieh die Reinheit der verarbeiteten Gase eine wesentliche Rolle. Die Entstaubung der SO₂-haltigen Gase einer Erzröstung oder von Kupferkonvertoren muß, um eine Kondensation von Schwefelsäure zu vermeiden, bei hohen Temperaturen (um 350⁰C) durchgeführt werden. In diesem Temperaturbereich liegt das schädliche Arsentrioxid noch dampfförmig vor. Bei der anschließenden Kühlung fällt dieses Arsenik aus. Bei der indirekten Kühlung verkrustet es die Wände, wodurch die Kühlwirkung des Apparates in Kürze verlorengeht. Heute werden die Gase daher meistens direkt durch Berieselung mit verdünnter Schwefelsäure gekühlt Diese gleichzeitige Waschung und Kühlung erfolgt in zwei hintereinandergeschalteten Türmen. In dem ersten, leeren Turm wird eine gekühlte Schwefelsäure versprüht, die beim Zusammentreffen mit den heißen Gasen diese unter teilweiser Verdampfung von Wasser abkühlt. In dem zweiten, meist gefüllten Turm werden die Gase mit einer etwa 10%igen umgepumpten gekühlten Säure auf 30 bis 40° C abgekühlt.

In dem im ersten Waschturm herrschenden Temperaturbereich zwischen 100 und 300⁰C werden die Arsentrioxiddämpfe kondensiert, und in der Waschsäure wird die Sättigung überschritten; und überall dort, wo eine Abkühlung stattfindet, bilden sich kristalline Ansätze von Trioxid. Es wurden verschiedene Wege beschritten, diese unangenehme Ansatzbildung zu verhindern (s. Waeser, »Die Schwefelsäurefabrikation«, 1961, S. 178).

Ein Weg, der einen beträchtlichen Fortschritt bedeutet, ist in der deutschen Patentschrift 9 75 974 beschrieben. Nach dieser soll die Waschflüssigkeit im ersten Wasch- und Kühlturm überhaupt nicht mehr durch Außenkühlung in irgendwelchen Kühlaggregaten gekühlt werden, sondern eine Temperatursenkung von 300 auf etwa 95 bis 11O⁰C durch Verdampfungskühlung herbeigeführt werden. Hierbei soll die Säurekonzentration möglichst hoch gewählt werden. Mit der abgestoßenen Säure wird ständig Arsentrioxid in gelöster Form aus dem Kreislauf entfernt (s. S. 3 Zeile 61).

Für die Abscheidung dieser gelösten Mengen an As₂O₃ besteht das gleiche Problem wie bei der Abscheidung durch Umlaufkühlung. Nach Anspruch 2 soll die Säurekonzentration möglichst hoch gewählt werden. Das hat den Nachteil, daß, da die Löslichkeit des AS2O3 von einer Konzentration von 60% H₂SO₄ wieder ansteigt, sich erhöhte Mengen von AszOj in der Umlaufsäure lösen. Da gleichzeitig in diesem Bereich die Löslichkeit mit steigender Temperatur schnell zunimmt, besteht umgekehrt bei nur geringfügiger Abkühlung die Gefahr der Ausscheidung an den Wänden und somit der Verstopfung.

Während das herkömmliche Verfahren der äußeren Umlaufkühlung sich nur bei ganz geringen As-Gehalten in dem zu röstenden Gut eignet, können nach dem Verfahren der deutschen Patentschrift 9 75 974 auch etwas höhere Gehalte hingenommjn werden, bei noch höheren Gehalten versagte es jedoch ebenfalls.

Es wurde nunmehr gefunden, daß alle diese Schwierigkeiten umgangen werden, wenn man beim Kühlen und Waschen von Arsenik enthaltenden Röstgasen durch Verdampfungskühlung mit heißer Umlaufsäure bei Temperaturen um 100⁰C

1. die Umlaufsäure ständig auf einer Konzentration von zwischen 55 und 66% H₂SO₄ hält und

2. in der Umlaufsäure ständig As₂O₃ über die Sättigung hinaus in Suspension hält.

Die Löslichkeitskurven der A b b. 1 zeigen, daß für sämtliche Temperaturen in dem angegebenen Bereich von zwischen 55 und 66% H₂SO₄ das As₂O₃ die geringste Löslichkeit aufweist. Wenn Konzentrationsänderungen nach oben oder unten auftreten, geht das als Trübstoff vorhandene Arsenik in Lösung. Treten Abkühlung auf, so scheidet sich das ausfallende As₂O₃ auf dem bereits als Trübstoff vorhandenen Arsenik aus, ohne Anlaß zu Verkrustungen der Behälter oder Rohrleitungen zu geben. Das aus den Röstgasen in Dampfform in den Kühlturm gelangende Arsenik wird nicht mehr in der Umlaufsäure gelöst, sondern gleich als Feststoff kondensiert. Da in der Umlaufsäure bereits Arsenik als Trübstoff enthalten ist, scheidet sich das kondensierende As₂O₃ auf den vorhandenen Teilchen ab und bildet so ein verhältnismäßig grobes, sandiges, gut filtrierbare Gut. Aus der Umlaufsäure kann es in einem Teilstrom ständig heiß abfiltriert werden.

Ausführungsbeispiel

An Hand der schematischen Skizze der A b b. 2 wird die Erfindung näher erläutert.

Über Rohrleitung 1 gelangen die in einer, mechanischen oder elektrischen Gasreinigung vorgereinigten Gase in einen leeren Turm A. Dieser wird aus dem Vorlaufbehälter 2 mit der Pumpe 3 über Rohrleitung 4 und Düsen 5 mit Umlaufsäure beregnet. Die Konzentration der Kühlsäure wird laufend auf einer Konzentration von 45 bis 53° Be = 55 bis 66% H₂SO₄ gehalten, und zwar dadurch, daß über parallelliegende Düsen 6 aus dem Vorlaufbehälter 7 des zweiten Kühlturmes ß über Pumpe 8, Kühler 9 und Rohrleitung IO dünnere, etwa 10%ige Säure dem Kühlturm aufgegeben wird. Durch direkte Verdampfung des Wassers erfolgt die Kühlung der SOrhaltigen Röstgase von etwa 300⁰C auf etwa 80 bis 110° C. Die Kühlsäure heizt sich hierbei auf eine Temperatur von etwa 100⁰C auf. Bei dieser Temperatur beträgt die Arseniklöslichkeit etwa 17 g pro Liter Flüssigkeit. Diese Arsenikkonzentration wird in der geschilderten Weise aufrechterhalten. Dadurch wird alles Arsenik, das in den heißen Gasen in Gas- und Rauchform vorhanden ist, nicht gelöst, sondern gleich als Feststoff ausgeschieden. Es fällt in rein sandiger, leicht filtrierbarer Form an und wird mit der ablaufenden Kühlsäure in den Vorlaufbehälter 2 gespült. Der As20)-haltige Schlamm setzt sich verhältnismäßig schnell ab; er wird am Boden des Vorlautbehälters mit

hi Pumpe 11 abgezogen und auf dem Filter 12 abfiltriert. Die As₂Oj-freie Kühlsäure gelangt über Vorlaufbehälter 2 in den Kreislauf zurück oder kann über Leitung 13 einer anderweitigen Verwertung zugeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Kühlen und Waschen von Arsenik enthaltenden Röstgasen durch Verdampfungskühlung mit heißer Umlaufsäure bei Temperaturen um 100⁰C, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufsäure ständig auf einer Konzentration von zwischen 55 und 66% H₂SO₄ gehalten und in der Umlaufsäure ständig As₂Ch über die Sättigung hinaus in Suspension gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgeschiedene Arsenik in einem Teilstrom ständig heiß abfiltriert wird.