DE1542640C - Verfahren zur Herstellung von Schwe feisaure - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Schwe feisaureInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert zu seiner
von Schwefelsäure aus SO2- und stickoxidhaltigen Durchführung keine besonderen Apparate. Die zuGasen
durch katalytische Oxydation des SO2 zu SO3 sätzliche SO2-Oxydation findet in den Türmen und
und Absorption des SO3 in Schwefelsäure oder Einrichtungen statt, die auch sonst zum Zwecke der
Kondensation des SO3 mit Wasserdampf zu Schwefel- 5 Absorption des SO2 oder der Kondensation des
säure mit anschließender Abscheidung noch im Gas H2SO4 aus den Kontaktgasen zu jeder Anlage gehören,
enthaltener Säuretröpfchen. Diese Einrichtungen brauchen nicht anders als bei Es ist bekannt, daß beim Verbrennen von Schwefel normalen Kontaktanlagen dimensioniert zu werden,
oder Schwefelwasserstoff, beim Spalten von Abfall- In diesen Einrichtungen erfolgt die zusätzliche SO2-schwefelsäure
und bei der Reduktion von Anhydrit io Oxydation mit etwa 67- biß 80°/0igem Umsatz, obdurch
Oxydation von Luftstickstoff oder Stickstoff- gleich die Anfangskonzentration des SO2 nur 0,10
Wasserstoffverbindungen SO2-haltige Gase entstehen, bis 0,15 Volumprozent beträgt. Die Stickoxidverdie
auch NO enthalten. Es ist auch bekanntgeworden, fahren zur Gewinnung von Schwefelsäure aus einem
Schwefelwasserstoff in Gegenwart von Stickstoff- Gas mit etwa 7% SO2 arbeiten mit mehreren und
Wasserstoff-Verbindungen bei über 11500C zu ver- 15 größeren Reaktionsräumen sowie höheren Nitrosebrennen,
das SO2-haltige Gas schnell auf 3200C konzentrationen in der Schwefelsäure als das erfinabzukühlen
und in Bleikammer- oder Turmanlagen dungsgemäße Verfahren. Zum Unterschied von dem
unter Ausnutzung des NO-Gehaltes zur Erzeugung Stickoxidverfahren enthält das Abgas nach dem
von Schwefelsäure zu verwerten. Auch Schwefel oder erfindungsgemäßen Verfahren nur etwa 0,002 bis
schwefelhaltige Ausgangsstoffe liefern bei über 1000° C 20 0,008 Volumprozent NO.
SO2- und NO-haltige Gase für die Schwefelsäure- Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfingewinnung
in Bleikammer- oder Turmanlagen. dung werden die stickoxidhaltigen Ausgangsgase Aus der deutschen Patentschrift 427 650 ist ein durch Spaltung von Abfallschwefelsäuren gebildet,
Kontaktverfahren zur Herstellung von Schwefelsäure die Ammoniumverbindungen enthalten. Durch Spalten
bekannt, bei dem nach der Absorption des SO3 das 25 dieser Abfallschwefelsäuren bei Temperaturen oberrestliche SO2 mit Salpetersäure zu Schwefelsäure halb 9000C, übliche Kühlung, Wäsche, Entnebelung
oxydiert wird. Hierzu ist neben der Kontaktapparatur und Trocknung des Spaltgases, Kontaktoxydation
eine besondere Oxydationsanlage erforderlich, in der des SO2 und erfindungsgemäße Absorption des SO3
das restliche SO2 zu einer nur etwa 78°/oigen Schwefel- bzw. Umsetzung des restlichen SO2 in einer Schwefelsäure
umgesetzt wird. In ähnlicher Weise wird bei 30 säure mit z. B. 8 bis 10 ppm N als Nitrosylschwefeldem
Verfahren nach der deutschen Patentanmeldung säure erhält man 98°/0ige Schwefelsäure mit einem
S 20 021 IVa/12/i (bekanntgemacht am 27.11.1952) Gesamtumsatz von etwa 99,7%.
das SO2 des Abgases einer Kontaktanlage mit einer Der erforderliche Stickoxidgehalt des Ausgangsstick oxidhaltigen Schwefelsäure in flüssiger Phase gases kann durch Oxydation vom Luftstickstoff zu Schwefelsäure umgesetzt. Auch hierbei sind eine 35 oder Stickstoffwasserstoffverbindungen auch bei VerReihe von Reaktoren für die Umsetzung des rest- brennung von Schwefel oder Schwefelwasserstoff, liehen SO2 erforderlich, und es entsteht hierbei eine Reduktion von Anhydrit oder auch bei der Kontakthalbkonzentrierte Schwefelsäure, die denitriert werden Oxydation SO2-haltiger Gase erzeugt werden. Beim muß. Schließlich ist aus der französischen Patent- Kühlen des katalysierten Gases vor oder während schrift 870 511 ein Verfahren zur Entfernung von 40 der Absorption des SO3 oder der Kondensation des SO2 aus Abgas bekannt, das beispielsweise aus einer H2SO4 wird das NO zu N2O3 oder NO2 oxydiert Kontaktanlage kommen kann. Dieses Abgas wird und von der Schwefelsäure aufgenommen. Auf diese nach Vermischung mit einem NO-haltigen Gas einer Weise entsteht die für das erfindungsgemäße Ver-Schwefelsäurewäsche unterworfen, wobei eine sal- fahren benötigte Nitrosylschwefelsäure ganz ohne petersäurehaltige 62- bis 78°/oige Schwefelsäure ent- 45 zusätzliche Kosten. .
steht. Diese bekannten Verfahren konnten sich wegen Beisüiell
der erhöhten Investitionskosten im Vergleich zu der
das SO2 des Abgases einer Kontaktanlage mit einer Der erforderliche Stickoxidgehalt des Ausgangsstick oxidhaltigen Schwefelsäure in flüssiger Phase gases kann durch Oxydation vom Luftstickstoff zu Schwefelsäure umgesetzt. Auch hierbei sind eine 35 oder Stickstoffwasserstoffverbindungen auch bei VerReihe von Reaktoren für die Umsetzung des rest- brennung von Schwefel oder Schwefelwasserstoff, liehen SO2 erforderlich, und es entsteht hierbei eine Reduktion von Anhydrit oder auch bei der Kontakthalbkonzentrierte Schwefelsäure, die denitriert werden Oxydation SO2-haltiger Gase erzeugt werden. Beim muß. Schließlich ist aus der französischen Patent- Kühlen des katalysierten Gases vor oder während schrift 870 511 ein Verfahren zur Entfernung von 40 der Absorption des SO3 oder der Kondensation des SO2 aus Abgas bekannt, das beispielsweise aus einer H2SO4 wird das NO zu N2O3 oder NO2 oxydiert Kontaktanlage kommen kann. Dieses Abgas wird und von der Schwefelsäure aufgenommen. Auf diese nach Vermischung mit einem NO-haltigen Gas einer Weise entsteht die für das erfindungsgemäße Ver-Schwefelsäurewäsche unterworfen, wobei eine sal- fahren benötigte Nitrosylschwefelsäure ganz ohne petersäurehaltige 62- bis 78°/oige Schwefelsäure ent- 45 zusätzliche Kosten. .
steht. Diese bekannten Verfahren konnten sich wegen Beisüiell
der erhöhten Investitionskosten im Vergleich zu der
üblichen Kontaktanlage und wegen des Anfalls eines Eine Schwefelsäurefabrik verarbeitet Spaltgas aus
Teils der Produktsäure in halbkonzentrierter Form ammoniumsalzhaltiger Abfallsäure nach dem KaItnicht
durchsetzen. ■ _ 50 gasverfahren. Das getrocknete Gas tritt- mit 7,0 bis
Es wurde nun gefunden, daß ein wesentlicher Teil 7,3 Volumprozent SO2 in den Kontaktapparat ein.
des am Kontakt nicht umgesetzten SO2 oxydiert Während der Kontaktoxydation wird tiurch Ein-
und ohne den bisher erforderlichen apparativen blasen von getrockneter Luft gekühlt. Das Austritts-Aufwand
für die Schwefelsäuregewinnung nutzbar gas enthält vor der SO3-Absorption 0,12 Volumgemacht
werden kann, wenn erfindungsgemäß der 55 Prozent SO2 und nach derselben 0,02 Volumprozent
Stickoxidgehalt der Ausgangsgase so gewählt wird, , SO2. Der gesamte Umsatz des SO2 zu SO3 war also
daß sich in der' Schwefelsäure der Absorptions- oder 99,7 °/0 der eingeführten SO2-Menge. Die produzierte
Kondensationsstufe ein Gehalt an Stickstoff in Form 98%ige Schwefelsäure enthielt 10 bis 15 mg N/kg
von Nitrosylschwefelsäure zwischen 5 und 5000 mg in Form von Nitrosylschwefelsäure.
N/kg Säure einstellt. Der SO2-Gehalt des Abgases 60 .
von Anlagen, die nach dem erfindungsgemäßen Ver- , e ·s P ·e
N/kg Säure einstellt. Der SO2-Gehalt des Abgases 60 .
von Anlagen, die nach dem erfindungsgemäßen Ver- , e ·s P ·e
fahren arbeiten, liegt zwischen 0,02 und 0,05 Volum- Eine Feuchtgaskontaktanlage für 78°/oige Schwefelprozent,
obgleich durch die Kontaktoxidation alleine säure verarbeitet heiß entstaubtes Röstgas aus Gasnur
etwa 0,10 bis 0,15 Volumprozent SO2 erreicht reinigungsmasse, das nach dem Konverter 4,26 Vowerden.
Je nach der Anfangskonzentration des SO2 65 lumprozent SO3, 0,097 Volumprozent SO2 und
werden statt 97,7 bis 98,3% bei normaler Kontakt- 0,075 Volumprozent NO enthält. Nach dem Schwefeloxydation
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren säurekondensationsturm und zwei hintereinander ar-99,0
bis 99,7 % des SO2 umgesetzt. beitenden Turbulenzabscheidern (Prallabscheidern mit
Glaskugeln) für Schwefelsäurenebel enthält das Gas noch 0,02 Volumprozent SO3, 0,04 Volumprozent
SO2 und 0,0083 Volumprozent NO. Bei der Kontaktoxydatiori
wurden also 97,8 °/0 und insgesamt 99,1 °/0
der ursprünglichen SO2-Menge umgesetzt. Die produzierte
Schwefelsäure enthielt 240 mg N/kg in Form von Nitrosylschwefelsäure.
Eine Feuchtgaskontaktanlage für 78%ige Schwefelsäure
aus H2S-Schwaden einer Kokerei, die Stickstoffwasserstoffverbindungen
enthalten, liefert Gase, die hinter dem Kondensationsturm und der Nebelabscheidung
noch 0,015 Volumprozent SO3 und 0,036 Volumprozent SO2 enthalten. Vor der Kontakt-Oxydation
ist die SO2-Konzentration des Gases unter
Anrechnung der Verdünnung mit Kühlluft 5,6 Volumprozent, nach derselben 0,11 Volumprozent.
Durch die Kontaktoxydation sind also 98,0% und insgesamt 99,4 % der eingesetzten SO2-Menge um- ao
gesetzt worden. Die produzierte Schwefelsäure enthielt 370 mg N/kg als Nitrosylschwefelsäure. Je Tonne
Säure sind 800 g Harnstoff zugesetzt worden. Der Nitrosegehalt ist dadurch, auf 60 mg N/kg zurückgegangen.
..·..;-.'.' Bei spiel 4
Eine Heißgaskontaktanlage für Schwefelverbrennungsgas
mit 7 bis 8 Volumprozent SO2 liefert 980/„ige
Schwefelsäure mit 5 bis 25 mg N/kg in Form von Nitrosylschwefelsäure. Von den keramischen Körpern
des Sprühabstreifers tropft Schwefelsäure mit 5830 mg N/kg in den Absorber zurück. Das Abgas enthält
0,02 Volumprozent SO2 und 0,002 Volumprozent NO. Unter Berücksichtigung der Einblasluft zum
Kühlen des Gases im Konverter wurden am Kontakt 98,2 °/o und insgesamt 99,7 °/0 der erzeugten SO2-Menge
umgesetzt.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure aus SO2- und stickoxidhaltigen Gasen durch katalytische
Oxydation des SO2 zu SO3 und Absorption
des SO3 in Schwefelsäure oder Kondensation des SO3 mit Wasserdampf zu Schwefelsäure mit
anschließender Abscheidung noch im Gas enthaltener Säuretröpfchen, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stickoxidgehalt der Ausgangsgase so gewählt wird, daß sich in der Schwefelsäure
der Absorptions- oder Kondensationsstufe ein Gehalt an Stickstoff in Form von Nitrosylschwefelsäure
zwischen 5 und 5000 mg N/kg Säure einstellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stickoxidhaltigen Ausgangsgase
durch Spaltung von Abfallschwefelsäuren gebildet werden, die Ammoniumverbindungen enthalten
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