DE1571772B2 - Absorptionsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Absorption von SO₃ aus Gasen und zur Trocknung von SO.,-haltigen Gasen oder Luft mittels Schwefelsäure, mit einem mit der Austrittsöffnung nach unten senkrecht und gasdicht in der Decke eines Gehäuses angeordnetem Venturirohr, in dem Kopf des Venturirohres angeordneter Gaszuleitung und Zuleitung für die Schwefelsäure, einem am Boden des Gehäuses angeordneten Schwefelsäurebad, einer Gasableitung im oberen Teil des Gehäuses, einem Abfluß für die Schwefelsäure aus dem Gehäuse, bei der um den unteren Teil des Venturirohres eine bis zur Gehäusewand reichende gasdurchlässige Platte so angeordnet ist, daß zwischen der Oberfläche des Schwefelsäurebades und der gasdurchlässigen Platte ein Raum ent-·, steht.

Für die Absorption von SO₃ oder Feuchtigkeit aus Gasen mittels Schwefelsäure sind verschiedene Vorrichtungen bekannt.

Die heute allgemein gebräuchlichen Absorptionsund Trockentürme bestehen aus säurefest ausgekleideten mit Schikanen versehenen Türmen, in denen das Gas aufsteigt und die Absorptionssäure von oben herunterrieselt. Sie haben die Nachteile, daß sie eine beträchtliche Höhe benötigten, große Investitionskosten erfordern und ein hohes Gewicht haben. Außerdem muß die Absorbersäure hochgepumpt werden.

Es wurden auch schon Tauchabsorber vorgeschlagen, bei denen das Gas mittels eines in die Absorptionssäure eintauchenden Rohres oder einer Glocke eingeleitet wird, durch die Säure aufsteigt und den Absorber wieder verläßt (DT-PS 1 33 247, DT-PS 133 933, DT-PS 211999, DT-PS 8 82 539, US-PS 6 92 018, US-PS 7 22 981, US-PS 7 37 233).

Diese Tauchabsorber konnten sich jedoch in der Praxis für große Duichsatzleistungen nicht durchsetzen, so daß heute praktisch nur Absorptionstürme verwendet werden.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, sogenannte Schaumabsorber zu benutzen. Diese Vorrichtungen erfordern jedoch zur Erzielung eines guten Absorptionsgrades mehrere hintereinandergeschaltete Stufen, so daß eine größere Bauhöhe erforderlich ist (Chem. Technik, 16, 1964, Seite 350).

Es ist auch bekannt, zur Naßreinigung staubhaltiger oder nebelhaltiger Gase Gaswäscher zu verwenden, die nach dem Prinzip der Venturirohre arbeiten (DT-AS 1173 433, DT-AS 1176 099, Hegenbarth: Herstellung der Schwefelsäure, 1952, S. 60).

Weiterhin ist es bekannt, gasförmige Bestandteile mittels Flüssigkeiten in Venturirohren zu absorbieren, wobei mehrere Venturirohre hintereinandergeschaltet und nacheinander mit dem Gas und der Flüssigkeit beaufschlagt werden. Der Nachteil dieser Vorrichtungen besteht darin, daß große Flüssigkeitsmengen umgewälzt werden müssen und mehrere Absorptionsstufen für einen Absorptionsvorgang erforderlich sind (Chemical Engineering, Auaust 16, 1965).

Eine solche Anordnung ist auch aus Chimia i Cimiceskaja Technologia (1964) Nr. 5, S. 852—854 bekannt. Auch hier werden mehrere Venturiabsorber hintereinandergeschaltet und nach jedem Venturiabsorber ein Zyklon zur Trennung von Gas und Säure angeordnet. Dadurch tritt ein höherer Druckverlust auf und die Absorption wird aufwendig.

Aus der US-PS 24 09 558 ist ein Gaswäscher zur Abscheidung von Feststoffen aus Gasen bekannt, bei dem ein Behälter durch eine gasundurchlässige Platte in einen oberen und unteren Teil abgeteilt wird. An beiden Seiten bleibt zwischen Behälterwand und Platte ein Spalt frei. Das Gas tritt durch ein Rohr in einen Gasraum zwischen der Oberfläche eines Bades im unteren Teil des Behälters und der Platte, wird durch Schikanen über die Oberfläche des Bades zum Rand des Behälters geleitet und strömt durch die Spalte in den oberen Teil. Auf der gasdurchlässigen Platte befindet sich eine Flüssigkeitsschicht, die durch die Spalte in den unteren Teil fließt. Das Gas strömt durch die fließende Schicht in den Spalten, wird durch Einbauten über die Oberfläche der Schicht geleitet und strömt zur Ableitung. Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung, deren Aufgabe die Abtrennung von Feststoffen ist, ist für eine Absorption von Gasbestandteilen aus Gasen nicht geeignet. Bei der Abtrennung von festen Stoffen handelt es sich um einen physikalischen Vorgang, während es sich bei der Absorption um chemische Reaktionen handelt, die im allgemeinen entsprechend andere Verfahrensschritte oder konstruktive Ausgestaltungen erfordern.

Aus der GB-PS 911271 und FR-PS 1158 721 sind Venturiwäscher zur Abtrennung von festen Stoffen aus Gasen bekannt. Die Verwendung dieser Venturiwäscher als Absorber würde zu schlechten Absorptionsgraden führen.

Aus der GB-PS 7 47 473 ist ein Wäscher bekannt, bei dem mehrere gasdurchlässige Böden übereinander angeordnet sind und die nacheinander von dem Gas durchströmt werden. Auf jedem Boden ist eine Schicht der Waschflüssigkeit angeordnet, die jeweils

durch Ableitungen auf die nächst niedrigere Platte und den Boden des Behälters fließt. Für einen guten Absorptionsgrad wären viele Böden erforderlich, die einen hohen Druckverlust und eine große Bauhöhe erforderten.

Aus der PO-PS 45 132 ist ein Schaumentstauber bekannt, bei dem das Gas in einen senkrechten Venturi mit Wasser bedüst wird, der grobe Staub in einen Trichter unter dem Venturi abgeschieden wird, das Gas anschließend von unten nach oben durch mehrere gasdurchlässige Platten mit auf diesen befindliche Schaumschichten geleitet und nach Passieren eines Tropfenabscheiders aus dem Entstauber abgeführt wird. Die Schaumschichten werden von oben mit Wasser bedüst, wohl um ein Hochwirbeln des Staubes zu vermeiden. Die Schaumschichten müssen durch Schaumstabilisatoren mit zickzackförmig. ausgeführten Böden stabilisiert werden. In den Schaumschichten wird der restliche Staub abgeschieden und fließt ebenfalls in den Trichter unter dem Venturi. Der Tenor dieser Patentschrift ist auf die Verhinderung von Verstopfungen durch Staub und das Absetzen von Staub gerichtet, wobei das Wesen der Arbeitsweise in der Verwendung von Schaumschichten in Verbindung mit einer Venturi-Düse liegt. Es wird zwar ausgeführt, daß die Anlage, d. h. die Verbindung von Venturi mit Schaumschichten, auch von Vorteil bei der Neutralisation von Gasen oder Dämpfen, wie SO₂, SO₃, CO₂, H₂SO₄, HCl, HNO₃ usw., sein kein, "weil die Oberfläche zwischen Flüssigkeits-, und Gasphase sehr groß ist. Diese Ausführung kann nur so verstanden werden, daß staubhaltige Gase, die diese sauren Bestandteile enthalten, in Schaumschichten — die basischer Natur sind — neutralisiert werden können, wobei die sauren Gasbestandteile dann in neutrale Verbindungen überführt und mit dem abgeschiedenen Staub abgeführt werden. Abgesehen davon, daß im allgemeinen die Übertragung von Maßnahmen aus dem Gebiet der Gaswäsche zur Entfernung von Feststoffen aus Gasen auf das Gebiet der Absorption von gasförmigen Bestandteilen aus Gasen nicht möglich ist, da es ■ sich einmal um einen physikalischen Vorgang und einmal um eine chemische Reaktion handelt, würde eine Übertragung die bereits genannten Nachteile der Schaumabsorber ergeben, nämlich die Hintereinanderschaltung mehrerer Schaumschichten mit größerer Bauhöhe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden und kleine Absorptionseinheiten für die absorptive Behandlung von großen Gasmengen zur Entfernung von SO₃ oder zur Trocknung mit hohem Absorptionsgrad zu schaffen, wobei die Absorption sowohl in kalter als auch in heißer Absorptionsflüssigkeit erfolgen kann.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß das Schwefelsäurebad mit dem Raum über der gasdurchlässigen Platte durch Steigrohre verbunden ist und daß der Abfluß für die Schwefelsäure in Höhe der Oberfläche der sich auf der gasdurchlässigen Platte bildenden Schwefelsäureschicht angeordnet ist.

Der Absorber kann ganz oder teilweise aus keramischem Material hergestellt werden und/oder glasemailliert und/oder glasverkleidet werden.

Die Gasaustrittsöffnung wird zweckmäßigerweise mit einem Tropfenfänger ausgestattet, so daß eventuelle mitgerissene Flüssigkeitströpfchen abgeschieden und in den Absorber zurückgeführt werden.

Für die gasdurchlässige Platte kann jedes Material verwendet werden, dessen mechanische und chemische Eigenschaften den jeweiligen Betriebsanforderungen entsprechen. Die Platte kann mit Bohrungen oder Schlitzen versehen sein oder als poröse, gasdurchlässige Platte ausgebildet sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere für die Absorption des SO₃-Inhaltes von Kontaktkatalysegasen geeignet, wobei sie als Zwischenabsorber und als Endabsorber verwendet werden kann. Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß sie als Heißabsorber betrieben werden können, wobei sie infolge ihrer geringen Bauhöhe und geringem Gewicht in einer solchen Höhe angeordnet werden können, daß die heiße Absorbersäure durch statischen Druck in die vor- bzw. nachgeschalteten Verfahrensstufen fließen kann.

Für bestimmte Verwendungszwecke, wie z. B. dem Trocknen von feuchter Luft oder SO.,-haltiger Gase mittels Schwefelsäure oder der Erzeugung von Oleum, muß die Temperatur des flüssigen Mediums relativ niedrig gehalten werden. In diesem Falle werden vorzugsweise Kühlkörper, z. B. Kühlschlangen, in der wallenden Schicht angeordnet. Durch diese Kühlkörper wird ein Kühlmedium geführt, das die überschüssige Wärme abführt. Die Wärmeableitung ist infolge der sehr günstigen Wärmeübergangswerte sehr gut, so daß nur klein dimensionierte Kühlkörper erforderlich sind.

Die Erfindung und ihre Arbeitsweise wird nachstehend an Hand der Figur für die Absorption von SO₃ mittels Schwefelsäure beispielsweise erläutert.

In dem Deckel 1 des Absorbergehäuses 2 ist das Venturirohr 3 gasdicht mit der Austrittsöffnung 4 nach unten angeordnet. Im Kopf 5 des Venturirohres 3 ist die Gaszuleitung 6 für das Gemisch aus SO₃, O₉, N₁, — und bei der Zwischenabsorption

SO₂ — angeordnet sowie die Zuleitung 7 für die Schwefelsäure, die aus dem Trockenkreislauf entnommen wird. Die eingespritzte Schwefelsäure vermischt sich im Venturirohr innig mit dem Gas, wobei bereits eine teilweise Absorption des SO₃-Gehaltes erfolgt. Um das untere Ende des Venturirohres 3 ist eine gasdurchlässige Platte 8 angeordnet, die sich bis zur Wand des Gehäuses 2 erstreckt. Am Boden des Gehäuses 2 ist ein Bad 9 aus Schwefelsäure und auf der Platte 8 eine Schicht 10 aus Schwefelsäure angeordnet. Das Bad 9 ist mit der Schicht 10 durch Steigrohre 11 verbunden. Zwischen der Unterseite der Platte 8 und der Oberfläche des Bades 9 wird durch den Gasdruck und den Strömungswiderstand der Platte 8 ein Gasraum 12 aufrechtgehalten. Das aus der Austrittsöffnung 4 ausströmende Gemisch prallt auf die Oberfläche des Bades 9. Dabei wird ein großer Anteil der im Gas enthaltenen Schwefelsäure in das Bad 9 geführt. Das Gas wird umgelenkt und strömt aufwärts durch die Platte 8 und durch die

^δ° Schicht 10, die dabei in wallende Bewegung versetzt wird. In der Schicht 10 erfolgt die Absorption des restlichen SO₃-Gehaltes. Eine Volumenvergrößerung des Bades 9 infolge der zugeführten Schwefelsäure wird durch die Steigrohre 11 verhindert, durch die das entsprechende Flüssigkeitsvolumen in die Schicht 10 geführt wird. An der Oberfläche der Schicht 10 isi ein Säureabfluß 13 mit einem nicht dargestellten Flüssigkeitsverschluß angebracht. Durch diesen fließt eine

entsprechende Menge an Schwefelsäure ab, die der durch die Steigrohre 11 fließenden Menge entspricht, so daß auch die Höhe der Schicht 10 konstant bleibt. Das von SO₃ befreite Gas verläßt durch den Gasaustritt 14 den Absorber. In Austritt 14 ist ein Tropfenfänger 15 angeordnet, der eventuelle mitgerissene Säuretröpfchen abscheidet und wieder in den Absorber zurückführt. Falls im Säurebad gekühlt werden soll, werden in der Schicht ip Kühlrohre 16 angeordnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zur Absorption von SO₃ aus Gasen und zur Trocknung von SCX-haltigen Gasen oder Luft mittels Schwefelsäure, mit einem mit der Austrittsöffnung nach unten senkrecht und gasdicht in der Decke eines Gehäuses angeordnetem Venturirohr, in dem Kopf des Venturi- ίο rohres angeordneter Gaszuleitung und Zuleitung für die Schwefelsäure, einem am Boden des Ge^ häiises angeordneten Schwefelsäurebad, einer Gasableitung im oberen Teil des Gehäuses, einem Abfluß für die Schwefelsäure aus dem Gehäuse, bei der um den unteren Teil des Venturirohres eine bis zur Gehäusewand reichende gasdurchlässige Platte so angeordnet ist, daß zwischen der Oberfläche des Schwefelsäurebades und der gasdurchlässigen Platte ein Raum entsteht, d a durch gekennzeichnet, daß das Schwefelsäurebad (9) mit dem Raum (12) über der gasdurchlässigen Platte (8) durch Steigrohre (11) verbunden ist und daß der Abfluß (13) für die Schwefelsäure in Höhe der Oberfläche der sich auf der gasdurchlässigen Platte bildenden Schwefelsäureschicht angeordnet ist.