DE1667370C3 - Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von SO tief 2-Wasser und -Gas mit niedrigem SO tief 2-Gehalt - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeiti gen Herstellung von SO:-Wasser und -Gas mit niedrigem SO^-Gehalt aus Schwefelverbrennungsgas mit hohem SCh-Gehalt. wobei nach der Kühlung SC): aus einem ersten Zweigstrom in Wasser absorbiert wird, und einem zweiten Zweigstrom Verdünnungsluft zugeführt wird.

Gemäß einem bekannten Verfahren können die beiden Produkte gleichzeitig in einer Anlage hergestellt werden, in der ein Verbrennungsstrom mit verhältnismäßig hohem SCh-Gehalt. das durch Verbrennung von Schwefel mit geringem Luftüberschuß erhalten wird, erst gekühlt und darauf in einen ersten Zweigstrom, aus dem SO: in Wasser zur Bereitung des SO:-Wassers absorbiert wird, und in einen zweiten Zweigstrom geteilt wird, dem Verdünnungsluft zur Bereitung des niedrigprozentigen SCh-Gases zugeführt wird, wobei die Strömung des Verb.ennungsgases und die Zufuhr der Verdünnungsluft durch die Saugwirkung von SCh-Gaspumpen in den Gasabstromleitungen der Anlage aufrechterhalten werden.

Dieses gesamte Verfahren wird bei Unterdruck betrieben, was Schwierigkeiten im Hinblick auf die Kühlung und eine wirksame Absorption mit sich bringt. Dazu kommt, daß die Gaspumpen sehr teuere Elemente der Anlage sind. Sie können nicht ohne Verbrauch von Dichtungswasser arbeiten, was zu bedeutenden Verlusten von in diesem Wasser unvermeidlich absorbiertem SO.· führt. Weiterhin werden sie. selbst wenn sie aus teuerem korrosionsbeständigem Material gebaut werden, verhältnismäßig schnell zerstört und müssen dann ersetzt werden. Schließlich verbrauchen sie viel Energie.

Die Erfindung bezweckt eine diesbezügliche Verbesserung des obigen Verfahrens und kennzeichnet sich dadurch, daß die Verbrennung. Kühlung. Absorption und Zufuhr von Verdünnungsluft bei Überdruck betrieben werden, der ebenso wie die genannten Verbrennungvgasströme dadurch aufrechterhalten wird, daß ein Druckluftstrom aus einem Kompressor in einen Zweigstrom als Verbrennungsluft für die Verbrennung und einen zweiten Zweigstrom als Verdünnungsluft aufgeteilt wird.

Hierdurch werden nicht nur die Vorteile, die das Betreiben des Prozesses unter Druck an sich hinsichtlich wirksamer Kühlung und Absorption mit sich bringt, erreicht, sondern es werden auch die teueren SO.'-Gaspumpen durch einen einzigen Kompressor für Luft ersetzt, der erheblich billiger ist.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, die als Ausführungsbeispiel ein Fließschema einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.

Geschmolzener Schwefel, der durch eine Leitung 1 mit Regelventil 2 zugeführt wird, wird z. B. bei 1.5 Atü oder höherem Überdruck in einem Ofen 3 verbrannt. Die "'erbrennungsgase. die /. B. etwa 19% SO: enthalten, werden durch eine Leitung 4 bei einer Temperatur von z.B. etwa 1250 C nach einem Kuhlturm 5 abgeleitet, der ein Kühlsystem enthält, das an der Spitze des Kühlturms aus einem indirekten Kühler 6. der das Kühlwasser von einer Hauptleitung 7 sowie einer Leitung 8 mit einem Regelventil 9 erhält, und einem darunterliegenden indirekten Kühlsystem besteht, aus dem Kühlwasser, das von der gleichen Hauptleitung über eine Leitung 10 mit Regelventil zugeführt wird, im Turm in Form von Duschen 12a und 12Z> unter Umlauf durch eine Umlaufleitung 13 mit Umwälzpumpe 14 und Regelventil 15 versprüht wird.

Das heiße Gas, das in den unseren Teil des Kühlturms eingeleitet wird, kommt dort zuerst mit den Duschen in Berührung, durch die es nach wie vor unter Druck mit Wasser gesättigt wird, das bei einer ersten Temperaturherabsetzung auf eine dem Druck entsprechende Ausgleichstemperatur von z. B. etwa 100^cC vergast, auf die das umlaufende Kühlwasser gleichzeitig erwärmt wird. Bei so hoher Temperatur wird die Absorption von SO: im Kühlwasser so unbedeutend, daß, wenn der geringe Überschuß an Kühlwasser, der mit der für die Sättigung erforderlichen Menge des durch die Leitung 10 zugeführten Kühlwassers aus praktischen Gründen zugeführt werden soll, wieder aus dem System über einen Überlauf 16 abströmt, irgendwelcher praktisch bedeutende oder überhaupt meßbare Verlust an SO2 auf diesem Wege nicht stattfinden kann. Wenn das gesättigte Gas darauf auf z. B. etwa 50°C in dem über dem Umlaufsystem gelegenen indirekten Kühler fertiggekühlt wird, wobei natürlich kein SO2-Verlust entstehen kann, kann das dabei aus dem Gas ausfallende Kondensat direkt zum Umlaufwasser im Kühlturm ohne Bedarf an einem besonderen Pumpensystem hierfür zurückfließen; ein solches würde sich sehr teuer stellen und infolge der starken Korrosivität dieses Kondensats im Betrieb unsicher sein.

Wenn man statt dessen das Gas direkt unter Druck bis auf die Schlußtemperatur von 50⁰C herabkühlen

wurde, so wurde dies dagegen völlig unannehmbare SO.··Verluste mit den großen Mengen des bc> diesem Druck und den niedrigen Temperaturen St).· stark absorbierenden Kühlwassers mn sich fuhren, die in diesem Kali durch den Turm geleitet werden mussea Das angegebene Verfahren i!ur Durchfuhrung der Kühlung stellt somit ein wichtiges Merkmal der Erfindung dar.

Die gekühlten und weiterhin an SOj hoch kon/en inerten Verbrennungsgase, die den Kühler durch die Leitung 17 verlassen, werden teilweist über tine Leitung 18 mit Regelventil '9 einem Absorbtionsturm 20 tugefuhrt. in dem der SO .»-Gehalt weiterhin unter Überdruck fast vollständig im Wasser absorbiert wird, das über die Leitung 7 und ein Regelventil 21 diesem Absorbtionsturm zugeführt wird. Das dabei gebildete SO.·-Wasser bzw. das von SOj befreite Gas werden aus dem Svstern durch eine Leitung 22 mit Regelventil 23 bzw eine Leitung 24 mit Regelventil 25 abgeleitet. Der Rest der Verbrennungsgase wird aus dem System durch eine Leitung 26 mit Regelventil 27 abgeleitet, während sie mit Verdunnungsluft durch eine Leitung 28 auf einen SO>-Geha!t von etwa 10% verdünnt werden, der für die Zuführung z. B. zu einer CIO.'-Anlage oder einer anderen Verbrauchungsvorrichtung geeignet ist. der in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Der Druck im Verbrennungsofen, auf dem sowohl der Druck in den übrigen Teilen der Anlage wie das Durchströmen des Gases durch die Anlage völlig beruht, wird von einem Kompressor 29 aufrechterhalten. der über Leitungen 30 und 31 die Verbrennungsluft mit dem erforderlichen Druck dem Verbrennungsofen 3 zuführt. Der gleiche Kompressor liefert auch die Verdunnungsluft über die Leitung 28. Diese doppelte Aufgabe des Kompressors bringt ein besonderes Regelungsproblem mit sich.

Füf einen konstanten Verbrcnnungsverlauf soll die Verbrennungsluftmerige konstant sein, wobei jedoch die gesamte Menge an Verbrennungsgas, die ebenfalls konstant ist, von der Leitung 17 auf die Leitungen 18 bzw. 26 ir. Proportionen verteilt werden soll, die m>t dem wechselnden Bedarf an SO.¹·Wasser stark schwenken. Fur die Verdünnung von wechselnden Gasmengen durch die Leitung 26 auf konstanten SO'-Gehalt sind somit wechselnde Mengen an Verdünnungsluft erforderlich, d. h. wechselnde Mengen Druckluft aus dem Kompressor in konstanter Menge durch die Leitung 31 und in derart schwankenden Mengen durch die Leitung 28 verteilt, daß der genannt unveränderliche SO; Gehalt aufrechterhalten wird

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Leitung 28 ein Regelventil 32 vorgesehen ist, das durch Impuls von einem Gasanalysator 33 in der Leitung 26 sich öffnet und schließt, wenn der SO.'-Gehalt in dieser Leitung den gewünschten Wert überschreitet bzw. unterschreitet, sowie dadurch, daß ein Mengenmesser 34 in der Leitung 31 angeordnet ist, der einen Impuls für die Erhöhung bzw. Verringerung der Drehzahl des Kompressors abgibt, wenn die Verbrennungsluftmenge durch diese Leitung geringer bzw. höher wird.

Ein besonders geeignetes Prinzip für die Verbrennung in diesem Zusammenhang ist in der britischen Patentschrift 8 38 208 beschrieben, gemäß der eine Primärverbrennung in einer Wirbelkammer und eine Schlußverbrennung in einem fluidisienL"i Bett erfolgt, das mit besonders niedrigem Luftüberschuß bei hohem SOü-Gehalt der Verbrennungsgase betrieben werden kann. Fur die Absorbtion, die zufolge des Druckes sehr erleichtert wird, kann ein üblicher Füllkörperturm mit einer Berieselungsvorrichtung für das Wasser angewandt werden. An Hand des dargestellten und beschriebenen Beispiels können Abänderungen des Verfahrens vom Fachmann vorgenommen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von SO?-Wasser und -Gas mit niedrigem SOj-Gehalt aus Schwefelverbrennungsgas mit hohem SO:-Gehalt. wobei nach der Kühlung SO: aus einem ersten Zweigstrom in Wasser absorbiert wird, und einem zweiten ZweigMrom Verdünnungsluft zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennung. Kühlung, Absorption und Verdünnungsluftzufuhr unter Überdruck durchgeführt werden, der ebenso wie die Ströme des Verbrennungsgases dadurch aufrechterhalten wira. daß ein Strom der Druckluft aus einem Kompressor in einen ersten Zweigstrom als Verbrennungsluft für die Verbrennung und einen zweiten Zweigstrom als Verdünnungsluft aufgeteilt wird.

2. Verfahren nach Anspmch ü. dadurch gekennzeichnet, daß der SO'-Gehalt im niedrigprozentigen SO?-Gas dadurch konstant gehalten wird, daß die Menge an Verdtmnungsfuft durch einen Impufs eines Messers dieses SOj-Gehalts erhöht bzw. verringert wird, wenn dieser SO:-Gehalt einen vorbestimmten Wert übersteigt bzw. unterschreitet, wobei gleichzeitig die Verbrennungsluftmenge für die Verbrennung dadurch konstant gehalten wird, daß die Menge an Druckluft aus dem Kompressor durch einen Impuls vom Verbrennungsluftmengenmesser erhöht bzw. verringert wird, wenn die Verbrennungsluftmenge einen vorbestimmten Wert unterschreitet bzw. überschreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der Druckluft aus dem Kompressor dadurch erhöht bzw. verringert wird. daß die Drehzahl des Kompressors erhöht bzw verringert wird.