DE1289606B - Verfahren zur Entschwefelung von Abgasen - Google Patents

Verfahren zur Entschwefelung von Abgasen

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DE1289606B DES94945A DES0094945A DE1289606B DE 1289606 B DE1289606 B DE 1289606B DE S94945 A DES94945 A DE S94945A DE S0094945 A DES0094945 A DE S0094945A DE 1289606 B DE1289606 B DE 1289606B
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entschwefelung von Abgasen, die Schwefel, Schweteidioxyd und Schwefelwasserstoff enthalten, durch Adsorption und anschließende Regenerierung des Adsorptionsmittels durch Erhitzen.
Die Schwefelfabriken lassen mit ihren Abgasen einen Teil des Schwefels in Form von Schwefelverbindungen und freiem Schwefel durch die Kamine entweichen. Der freie Schwefel liegt dabei in Form feiner Nebeltröpfchen vor.
Die mittlere Zusammensetzung dieser Abgase ist folgende:
N2..
H2O
CO2
H2S.
54%
29%
16%
0,6%
SO2 0,4%
Schwefel in nebeiförmigem Zustand 6 g/m3
Eine Entschwefelung dieser Gase ist geboten, um erstens die Verschmutzung der Luft herabzusetzen und zweitens den in den Abgasen enthaltenen, freien und gebundenen Schwefel zu gewinnen.
Die bisher bekannten Verfahren zur Abgasentschwefelung sind unbefriedigend. Entweder erfordern sie schwer verfügbare bzw. kostspielige Adsorptionsmittel oder Reagenzien oder sie führen zu einem schwefelhaltigen Produkt ohne gewerbliche Verwertbarkeit. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bisher bekannten Verfahren zu überwinden.
Dies gelingt bei dem hier vorgeschlagenen Entschwefelungsverfahren der eingangs genannten Art dadurch, daß erfindungsgemäß als Adsorptionsmittel ein Gemisch aus aktivierter Tonerde und Kieselerde oder natürliche oder synthetische Zeolithe verwendet und die Adsorption bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und etwa 15O0C, die Regenerierung bei einer Temperatur zwischen 150 und 3000C unter Luftzufuhr durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, Abgase bzw. Rauchgase zu behändem, deren Gehalt an Schwefelverbindungen nur bis etwa 5 Volumprozent beträgt,
ein regenerierbares Adsorptionsmittel ohne Verluste zu verwenden,
den Energieaufwand verhältnismäßig gering zu halten,
den Schwefel bzw. dessen Verbindung mit einer höheren Konzentration als bisher zu gewinnen und sie in verschiedener und rentabler Weise wiederzuverwenden,
den in den Abgasen bzw. Rauchgasen enthaltenen nebeiförmigen Schwefel vollständig zu entfernen,
das Problem der Luftverunreinigung wirtschaftlich und wirksam zu lösen,
die Verwendung komplizierter oder kostspieliger Anlagen und Materialien zu vermeiden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit einem festen oder beweglichen Bett oder gemäß der Fließbettechnik im Parallelstrom oder im Gegenstrom durchgeführt werden.
Die Korngröße des verwendeten Adsorptionsmittels hängt im wesentlichen vom Beschickungsverlust der verwendeten Anlage und/oder der angewandten Technik ab.
Die Auswahl eines Adsorptionsmittels mit bestimmten physikalischen und chemischen Eigenschaften richtet sich nach der Art der zu adsorbierenden Schwefelverbindungen, den desorbierten Produkten und der gewünschten Ausbeute.
Die Erfindung wird weiter unten durch Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Bei diesen Beispielen wird mit beweglichem Bett im Parallelstrom und Gegenstrom sowohl bei Adsorption als auch bei
to Regeneration bzw. Desorption gearbeitet. Zu diesem Zwecke werden die Abgase durch ein Bett aus Adsorptionsmittel geleitet, welches sich in einer Adsorptionsvorrichtung befindet. Es tritt Adsorption von Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxyd, nebelförmigem Schwefel sowie jenem Schwefel ein, welcher sich durch Umsetzung von H2S mit SO2 gebildet hat.
Dieses Bett ist also der Sitz der chemisch-katalytischen Reaktion und des Adsorptionsvorganges.
Das beladene Adsorptionsmittel sinkt durch Schwerkraft in eine zweite, als Generator bezeichnete Vorrichtung, wo es in Gegenwart eines Luftüberschusses auf eine so hohe Temperatur (150 bis 3000C) erhitzt wird, daß der adsorbierte Schwefel desorbiert und verbrannt wird.
Wenn das Adsorptionsmittel regeneriert ist, wird es gekühlt und in einen Behälter zurückgeführt, welcher die Adsorptiönsvorrichtüng erneut speist.
Beispiel I Behandlung eines SO2- und H2S-haltigen Abgases
Es wird ein SO2- und H2S-haltiges Abgas behandelt, wobei man als Adsorptionsmittel einen synthetischen Zeolith in Form zylindrischer Teilchen von 3 mm Durchmesser und etwa 3 bis 6 mm Länge verwendet. Die Dichte liegt bei 0,7. Die Durchmesser der Poren betragen etwa 5 A. Das molekulare Verhältnis SiO2 zu Al2O3 liegt bei etwa 0,1. Die Arbeitsbedingungen sind die folgenden:
Adsorption
Abgabe der Abgase.. 1000 Nm3Zh
Gehalt an H2S 0,6 bis 0,8 Volumprozent
Gehalt an SO2 0,5 bis 0,7 Volumprozent
Temperatur der Gase
beim Eintritt 120 bis 140° C
Volumen des Adsorptionsmittels 4001
Abgabe an Adsorptionsmittel 200 l/h
Die Temperatur des Adsorptionsmittels plus nebeiförmigem Schwefel, welcher im freien, nicht kombinierten Zustand von den Abgasen und dem Rauch mitgeführt wird und sich auf 6 g/m3 beläuft, beträgt am Einlaß 100 bis 120° C.
Regeneration
Die Regeneration erfolgt durch Verbrennen des auf dem Adsorptionsmittel gebildeten Schwefels durch Einblasen von auf 280 bis 300° C erhitzte Luft mit einer Abgabe von 60 Nm3/h je 1201 Adsorptionsmittel. Die Abgabe des zu regenerierenden Adsorptionsmittels beträgt 200 I/h.
Die festgestellte Reinigungsleistung beläuft sich auf 85 bis 88%. Die Regeneration ist quantitativ,
d. h., der Zeolith enthält keine Schwefelverbindungen mehr.
Der in den Abgasen vorhandene, dampfförmige und nebeiförmige Schwefel wird mit einer Ausbeute von 100% gewonnen.
Beispiel II Behandlung der Abgase, die lediglich H2S enthalten
Unter den gleichen Arbeitsbedingungen wie im Beispiel I werden Kugeln von etwa 3,5 mm Durchmesser aus einem Gemisch aktivierter Tonerde mit Kieselerde im Gewichtsverhältnis SiO2 zu Al2O3 von 0,97 bereitet.
Die spezifische Oberfläche dieses Adsorptionsmittels beträgt 650 m2/g, der mittlere Durchmesser seiner Poren 20 A und sein spezifisches Gewicht 0,8 kg/dm3.
Es werden die nachstehend angegebenen Arbeitsbedingungen eingehalten:
Adsorption
Abgabe an Abgasen ... 1000 Nms/h
Gehalt an H2S 0,8 Volumprozent
Schwefel in nebeiförmigem Zustand 5 bis 7 g/m3
Temperatur der Restgase 130° C
Abgabe an Adsorptionsmittel 200 l/h
Volumen des Adsorptionsmittels 4001
Regeneration
Regeneration mit Heißluft 65Nm3/hbei300°C
Abgabemenge des zu regenerierendenAdsorp-
tionsmittels 200 l/h
Es wurden die folgenden Ergebnisse erzielt:
Adsorptionsleistung etwa 85 bis 88%
Regenerationsleistung etwa .. 100%
Der in den Abgasen vorhandene Schwefel in nebeiförmigem Zustand wird mit einer Ausbeute von 100% wiedergewonnen.
Beispiel III Behandlung der Abgase, die lediglich SO2 enthalten
Es wird wie im Beispiel I unter Verwendung von Zeolithkugeln und unter Einhaltung der nachstehenden Arbeitsbedingungen verfahren:
Adsorption
Abgabe von Abgasen 400 Nm3Zh
Gehalt an SO2 0,6 bis 2,5 Volumprozent
Nebeiförmiger
Schwefel 6 g/m3
Temperatur
der Abgase Zimmertemperatur
bis 200° C
Abgabe an Adsorptionsmittel 200 l/h
Volumen des Adsorptionsmittels 4001
Regeneration
Regeneration mit Heißluft 35 Nm3 bei 200° C Abgabe des zu regenerierenden Adsorptionsmittels .. 200 l/h
Es werden die folgenden Ergebnisse erzielt:
Adsorptionsleistung 97%
Regenerationsleistung 100%
Der nebeiförmige Schwefel wird mit einer Ausbeute von 100% gewonnen.
ao Es ist bemerkenswert, daß die Adsorptionsleistung bei etwa 97% liegt, selbst wenn der Anteil des auf dem Adsorptionsmittel abgelagerten Schwefels 24,5% erreicht, und daß diese Leistung nach etwa zehn Adsorptions- und Regenerationszyklen noch etwa 85 bis 88% beträgt.
Bei Tonerde als Adsorptionsmittel wird demgegenüber ein ausgesprochener Aktivitätsverlust festgestellt, wenn der Gehalt an auf dem Adsorptionsmittel abgelagertem Schwefel 2 Gewichtsprozent erreicht, und die Adsorptionsleistung sinkt nach etwa zehn Adsorptions- und Regenerationszyklen auf 35%.
Die vorstehenden Beispiele zeigen, daß das erfindungsgemäße Verfahren bei der Behandlung von Abgasen mit geringer Konzentration an Schwefelverbindungen angewendet werden kann, um diese Verbindungen zurückzugewinnen, sei es aus wirtschaftlichen Gründen oder aus Gründen der Unterbindung einer Luftverseuchung, beispielsweise durch die öfen von Zementfabriken, Industrieöfen, Wärmekraftwerke, Schwefelfabriken, die nach dem Claus-Verfahren arbeiten, Öfen von Petroleumraffinerien, Koksöfen.
35
40

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Entschwefelung von Abgasen, die Schwefel, Schwefeldioxyd und Schwefelwasserstoff enthalten, durch Adsorption und anschließende Regenerierung des Adsorptionsmittels durch Erhitzen, dadurch gekennzeichnet, daß als Adsorptionsmittel ein Gemisch aus aktivierter Tonerde und Kieselerde oder natürliche oder synthetische Zeolithe verwendet und die Adsorption bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und etwa 150° C, die Regenerierung bei einer Temperatur zwischen 150 und 3000C unter Luftzufuhr durchgeführt werden.
DES94945A 1964-01-07 1965-01-07 Verfahren zur Entschwefelung von Abgasen Pending DE1289606B (de)

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