DE1567704A1 - Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxyd aus Abgasen - Google Patents

Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxyd aus Abgasen

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DE1567704A1
DE1567704A1 DE19661567704 DE1567704A DE1567704A1 DE 1567704 A1 DE1567704 A1 DE 1567704A1 DE 19661567704 DE19661567704 DE 19661567704 DE 1567704 A DE1567704 A DE 1567704A DE 1567704 A1 DE1567704 A1 DE 1567704A1
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sulfur dioxide
sulfuric acid
reactor
concentrator
exhaust gases
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DE19661567704
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Dipl-Ing Tibor Bakay
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/74Preparation
    • C01B17/76Preparation by contact processes
    • C01B17/775Liquid phase contacting processes or wet catalysis processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
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    • B01D53/508Sulfur oxides by treating the gases with solids

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Description

  • Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxyd aus Abgasen Unter den bekannten Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxyd aus Abgasen hat sich speziell für geringe Schwefeldioxydkonzentrationen ein Verfahren bewahrt, bei dem das schwefeldioxydhaltige Abgas zuerst durch eine Waschapparatur geleitet und auf etwa 70°C abgekühlt wird; anschließend erfolgt in einer ruhenden Katalysatorschicht die Umsetzung von Schwefeldioxyd zu Schwefeltrioxyd und durch vorhandene Feuchtigkeit die Hydration zu Schwefelsäure. Als Katalysator wird meist Aktivkohle verwendet, in der zur Erhöhung der Aktivität Metalle und/oder Halbmetalle, wie Kupfer, Gold, Titan, Eisen, Zink, Nickel, Kobalt, Zinn, Arsen, Chrom, Vanadium, Molybdän zugesetzt werden0 In der Katalysatorschicht gebildete Schwefelsäure wird kontinuierlich mit Wasser extrahiert, wobei die Konzentration je nach Bedarf zwischen 10 und 20 eingestellt werden kann.
  • Diese dünne Säure wird vorzugsweise der Waschapparatur aufgegeben und dient zur Abkühlung und Vorreinigung des Abgases, wobei die Waschapparatur als Konzentrator ausgebildet list, da mit Hilfe der fühlbaren Wärme des Gases die Säurekonzentration auf etwa 60 bis 70 , noch zusätzlich erhöht werden kann. Dieses Verfahren reinigt nicht nur die Abgase von Schwefeldioxyd, sondern liefert als Endprodukt verkaufsfähige Schwefelsäure. zum Verständnis des Mechanismus der katalytischen Umsetzung kann man folgende Vorstellung zugrundelegen: Zunächst findet eine Oberflächenabsorption von Schwefeldioxyd und Sauerstoff an der Aktivkohle statt. In den Kapillaren der Aktivkohle erfolgt bei erhöhten Partialdrücken beider Komponenten die Umsetzung zu Schwefeltrioxyd, das bei Anwesenheit von Wasserdampf bzw. durch die feuchte Oberfläche der Aktivkohle - denn die Aktivkohle wird ständig mit Wasser und/oder schwefliger Säure und/oder stark verdünnter Schwefelsäure berieselt - in Schwefelsäure übergeführt wird. Die wesentliche Erkenntnis bei dem Sulfacitverfahren ist die, daß die Oxydation des Schwefeldioxyds unter bestimmten Bedingungen durch Spezialbehandlung der Aktivkohle bzw. durch Zusätze der bereits eingangs genannten Metalle oder Metalloide stark beschleunigt werden kann. Dadurch wird die Anwendung von billigeren Sorten der Aktivkohle, deren Leistung durch die Zusätze wesentlich über der von den teuersten hochwertigen Aktivkohlen liegt, ermöglicht.
  • Apparativ ist das Verfahren sehr einfach. Die einzelnen Anlageteile sind in der chemischen Technik bewährte, ausgereifte Konstruktionen. Darüberhinaus treten keine besonderen Werkstoffprobleme auf. Als Kühler bzw. Konzentrator kann entweder ein Glockenbodenapparat, ein Füllkörper, Wäscher oder ein Venturiwäscher verwendet werden. Das Material,aus dem der Wäscher gefertigt wird, richtet sich nach der Abgastemperatur und muß selbstverständlich säurebeständig sein. Bei höheren Temperaturen werden säurefeste Ausmauerungen verwendet, unter 1500C, Jedoch können schon spezielle Kunststoffe benutzt werden. Zur Unterbringung der Kontaktmasse eignen sich am besten die bekannten Horden apparate, wobei die einzelnen Schichten parallel geschaltet und übereinander angeordnet sind. Die dadurch entstehende turmartige Bauweise bewirkt eine gute Platzausnutzung, so daß die Unterbringung einer Gasreinigungsanlage auch bei bestehenden Betrieben mit engen RaumverhEltnissen möglich ist. Regelungstechnisch verursacht das Verfahren keine besonderen Probleme; lediglich ist die Eintrittstemperatur in den Reaktor bzw. in den Hordenapparat einigermaßen konstant zu halten.
  • Das Verfahren weist Jedoch einen erheblichen Nachteil auf.
  • Bei den bisher ausgearbeiteten Prozenten für die Entfernung von Schwefeldioxyd aus Abgasen bei höheren Schwefeldioxydkonzentrationen stellt sich heraus, daß ab etwa 1 96 Schwefeldioxyd das genannte Verfahren wegen der großen Abmessungen des Reaktors und der anfallenden hohen Dünnsäuremengen nicht mehr wirtschaftlich verwendbar ist. Auch reicht die im Abgas vorhandene Wärme meistens nicht zum Aufkonzentrieren der anfallenden Säure aus.
  • Da jedoch speziell in jüngster Zeit die Größe der projektierten Anlagen laufend zunimmt und die Entschwefelung von beispielsweise Erzröstungsanlagen und Bleikonzentratröstungsanlagen stärker in den Vordergrund tritt, schien eine neue Lösung für die Schwefeldioxydentfernung aus Abgasen unbedingt erforderlich. Es sind somit auch schon eine Reihe von Vorschlägen gemacht worden, deren Wirtschaftlichkeit sehr in Frage gestellt ist. Überraschend wurde gefunden, daß sich die Tatsache, daß in wässriger Lösung von Mangansulfat die Oxydation von Schwefeldioxyd zu Schwefelsäure wesentlich beschleunigt wird, auf das eingangs beschriebene Verfahren mit großem Erfolg angewendet werden kann.
  • Die Erfindung schlägt ein Verfahren vor zur Entfernung von Schwefeldioxyd aus Abgasen unter Gewinnung von Schwefelsäure an Großoberflächenadsorbentien wie Aktivkohle unter ständigem Bedüsen mit Wasser in Gegenwart von Sauerstoff bei Temperaturen unterhalb von etwa 10OOC, wobei den Adsorbentien aktivitätserhöhende Zusätze, Metalle oder Metalloide, beigefügt werden und die ablaufende Schwefelsäure außerhalb des Reaktors durch direkten Wärmeaustausch in einem Konzentrator mit dem zu behandelnden schwefeldioxydhaltigen Abgas zur Konzentrationserhöhung in Kontakt gebracht wird, wobei dem Bedüsungswasser im Reaktor Manganverbindungen, vorzugsweise in Form von Mangansulfat beigemischt werden und wobei der Konzentrator mit der Schwefelsäure im Umlauf betrieben wird.
  • Während die Manganionen den Abscheidegrad im Reaktor zwar auch, aber nur geringfügig erhöhen, findet nun im Konzentrator, im Waschturm oder Venturiwäscher eine Schwefeldioxydvorabscheidung statt. Wie Versuche gezeigt haben, liegt die Vorabscheidung bei etwa 20 bis 30 ,. Eine solche Vorabscheidung im Konzentrator bedeutet, daß die Abmessungen des Reaktors um etwa diesen Prozentsatz verkleinert werden können. Im gleichen Verhältnis wird auch die im Reaktor anfallende Dünnsäuremenge reduziert. Versuche haben gezeigt, daß bei einer Abgastemperatur von 2500C und einem Gehalt von 1 96 Schwefeldioxyd im Abgas durch eine 30 % ige Vorabscheidung die Säurekonzentration im Reaktor auf 20 bis 40 % gesteigert werden kann. Damit wird das eingangs beschriebene Verfahren auch für große Abgasmengen mit höherem Schwefeldioxydgehalt wieder wirtschaftlich.
  • Anhand eines Ausführungsbeispieles für eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend die Wirkungsweise des Verfahrens beschrieben.
  • Die Abbildung zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Entferung von Schwefeldioxyd aus Abgasen.
  • Bei 1 tritt das schwefeldioxydhaltige Abgas in den Vehtilator 2 ein und von dort in die Waschvorrichtung bzw. den Konzentrator 3, wo das Abgas mit verdünnter Schwefelsäure behandelt wird. Das abgekühlte und gereinigte Rohgas wird über Leitung 6 zu Reaktor 7 geführt und durchströmt dabei von oben nach unten die Aktivkohleschichten 8 und verläßt den Reaktor über Leitung 11. In der Aktivkohleschicht 8 wird das im Abgas enthaltene S02 adsorbiert und durch die Anwesenheit von Sauerstoff und Feuchtigkeit zu Schwefelsäure umgesetzt. Die gebildete Schwefelsäure wird mit mangansulfathaltigem Wasser ausgespült, das über Leitung 9 zugeführt und mit Hilfe der Düsen 10 über die Aktivkohleschicht versprüht wird. Die im Reaktor gebildete Säure fließt über Leitung 4 zum Vorlaufbehälter 12 und wird mit Pumpe 14 dem Konzentrator aufgegeben. Die auf 60 - 70 , aufkonzentrierte Schwefelsäure verläßt bei 5 den Konzentrator. Ein Teilstrom der konzentrierten Säure wird durch Leitung 13 zum Vorlaufbehälter 12 zurückgeführt. Patentanspruch

Claims (1)

  1. Patentanspruch Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxyd aus Abgasen, unter Gewinnung von Schwefelsäure an Großoberflächenadsorbantien, wie Aktivkohle, unter ständiger Bedüsung mit Wasser in Gegenwart von Sauerstoff bei Temperaturen unterhalb von 1000C, wobei den Adsorbentien aktivitätserhöhende Zusätze, Metalle oder Metalloide, beigefügt werden und die ablaufende Schwefelsäure außerhalb des Reaktors durch direkten Wärmeaustausch in einem Konzentrator mit dem zu behandelnden schwefeldioxydhaltigen Abgas zur Konzentrationserhöhung in Kontakt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bedüsungswasser im Reaktor Manganverbindungen, vorzugsweise Mangansulfat, beigemischt werden, und daß der Konzentrator mit der Schwefelsäure im Umlauf betrieben wird.
DE19661567704 1966-04-21 1966-04-21 Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxyd aus Abgasen Pending DE1567704A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2442748A1 (de) * 1974-09-06 1976-03-25 Gnii Promy I Sanitarnoi Otschi Verfahren zur verarbeitung von so tief 2-haltigen abgasen
DE3504386A1 (de) * 1984-02-10 1985-08-14 Atomic Energy of Canada Ltd., Ottawa, Ontario Verfahren zur herstellung von schwefelsaeure aus schwefeldioxid und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2442748A1 (de) * 1974-09-06 1976-03-25 Gnii Promy I Sanitarnoi Otschi Verfahren zur verarbeitung von so tief 2-haltigen abgasen
DE3504386A1 (de) * 1984-02-10 1985-08-14 Atomic Energy of Canada Ltd., Ottawa, Ontario Verfahren zur herstellung von schwefelsaeure aus schwefeldioxid und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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