DE1956197A1

DE1956197A1 - Verfahren zur Entfernung von Schwefelverbindungen aus Abluft,Verbrennungsgasen und Produktionsgasen

Info

Publication number: DE1956197A1
Application number: DE19691956197
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung P Antrag
Original assignee: CHEMENGINEERING Co Ltd
Current assignee: CHEMENGINEERING Co Ltd
Priority date: 1969-11-07
Filing date: 1969-11-07
Publication date: 1971-06-09
Also published as: DE1956197C3; DE1956197B2

Description

Verfahren zur Entfernung von Schwefelverbindungen aus Abluft, Verbrennungsgasen und Produktionsgasen Zur Entfernung von Schwefelverbindungen aus Gasen sind eine große Anzahl von Verfahren entwickelt worden, die vorwiegend auf Ädsorptions- und Absorptionsmethoden oder auf chemischer Umsetzung der Schwefelverbindungen beruhen. I)ie angewendeten Metiioden sind je nach Art der Scllwefelverbindungen und der Gase verschieden. Organische Schwefelverbindutigen werden in der Regel erst nach Verbrennung zu Schwefeldioxyd entfernt.
Prozesse, die auf Absorption und Oxydation beruhen, sind nur für Schwefelwasserstoff bekannt. Die Oxydation erfolgt bei solchen Verfahren entweder nach der Absorption oder durch Zusatz wasserlöslicher Oxydationskatalysatoren zur Absorptionsflüssigkeit. Auch die Verwendung von Schwefeldioxyd als Oxydationsmittel wird empfohlen.
Keines der bekannten Verfahren ermöglicht jedoch die gleichzeitige Abtrennung verschiedenster Arten von Schwefelverbindungen mit einer einzigen Waschflüssigkeit und einem einzigen Absorptionsapparat.
Die vorliegende Erfindung schafft nun ein Verfahren, das es ermöglicht, praktisch alle in Yroduktionsgasen, Abgasen und Abluft vorkommenden Schwefelverbindungen mit hilfe einer einzigen Waschflüssigkeit zu reinigen. Diese Waseliflüssigkeit enthält orgailische Verbindtlngen, die Sauerstoffüberträger sind und nit Metallen Komplexe bilden, wie z.I3.
Natriumbibetahydroxyäthylglyzinat, Diäthylentriaminopentaessigsäure und Betahydromethyliminodiessigsäure.
Solche Verbindungen sind einzeln oder im Gemisch als Abfallprodukte der chemischen Industrie bekannt und können ohne Vorbehandlung im Gemisch mit Wasser verwendet werden.
Der Konzentrationsbereich' in dem diese Verbindungen im Gemisch mit Wasser für die Umsetzung der Schwefelverbindung geeignet sind, ist sehr groß und liegt zwiscllen 0,01 und 50 Gew..
Ein weiterer Vorteil dieser Waschflüssigkeit ist, daß ihre Entschwefelungswirkung vom pH-Wert der Lösung unabgängig ist.
Als Metalle, mit denen die in der Waschlösung vorhandenen organischen Substanzen Komplexe bilden, kotnmerl vor allem die Metalle der II., V. und Viii. Gruppe des periodischen Systems, wie z.I3. Eisen und Kupfer, in Betracht. Diese Metalle können entweder auf Träger aufgebracht werden, oder direkt in Form von Spänen, Netzen oder Formlingen, in die Reinigungsapparate eingesetzt werden.
Als Reinigungsapparate können Gaswäscher verschiedenster Bauart zur Anwendung kommen. Am geeignetsten sind Absorptionstürme, die mit den Metallen der vorher angegebenen Fonn gefällt sind und in denen die Waschflüssigkeit entweder im Gleich- oder im Gegenstrom zum Gas geführt wird.
Die Verweilzeit des Gases im Reinigungsapparat kann je nach Bauart des lisischers und je nach der Art und Konzentration der Schwefelverbindungen 0,5 - 30 sec. betragen.
Die Übertragung des Sauerstoffes, der zur Oxydation der Schwefelverbindungen notwendig ist, kann entweder dadurch erfolgen, daß mit dem zu reinigenden Gas gleichzeitig Sauerstoff resp. Luft in einer Konzentration von Inehr als 0,5% Sauerstoff durch den Reinigungsapparat geschickt wird, oder daß in einem getrelulten Apparat die lsascllflüssigkeit mit Luft oder Sauerstoff behandelt wird.
Die Wirkungsweise dieser Waschflüssigkeit beruht auf einer katalytischen Oxydation der Schwefelverbindungen zu elementarem Schwefel oder zu sauerstoff- und schwefelhältigen organischen Verbindungen, die vorwiegend an der Oberfläche der Metalle stattfindet. Die Aufnahmsfähigkeit der Waschflüssigkeit an Schwefel entspricht etwa dem Gewichtsanteil der konzentrierten, organischen Flüssigkeit.
Die Entfernung des Schwefels aus der Waschflüssigkeit kann durch milde Reduktion, z.B. mit Hydrazin, zu elementarem Schwefel und Abscheidung des elementaren Schwefels nach einer bekannten Methode erfolgen.
Beispiel 1 Stadtgas mit einer Schwefelwasserstoff-Konzentration von 300 ppm wurde mit einem Durchsatz von 1200 m3/h und m3 Absorptionsraum, bei einer Temperatur von 20°C und bei Atmosphärendruck, im Gegenstrom zur Waschflüssigkeit über Eisendrehspäne geleitet. Als Waschflüssigkeit wurde Satriutnsalz der Diäthylentriaminopentaessigsäure in einer 1 %-igen, wässrigen Lösung verwendet, die in einer Menge von 100 lit/ll ulld m3 Absorptionsraum über die Eisendrehsp:ine iln Gegenstrom zum Gas geleitet wurde. Das aus dem Reinigungsapparat austretende Gas war frei von Schwefelwasserstoff.
Beispiel 2 Ein Versuch unter den gleichen Bedingungen wie in bei spiel 1 wurde im Gleichstrom durchgeführt und ergab ebenfalls schwefelwasserstofffreies Endgas.
Beispiel 3 Der gleiche Versuch wie Beispiel 1 mit Kupferspänen statt Eisen als Füllung des Reinigungsapparates brachte eine sXhnahme des Schwefelwasserstoffgehaltes im Stadtgas xro11 250 ppm auf 5 ppm.
Beispiel 4 Luft mit einem Butylmerkaptangehalt von 30 ppm wurde unter den Bedingungen wie Beispiel 3 über Kupferspäne mit einer Geschwindigkeit von 1500 m3/m3 Absorption.qrnllm und Stunde durch den Reinigungsapparat geleitet. Die austretende Luft war merkaptanfrei.
Beispiel 5 4 Bei einer Temperatur von 800C wurde Luft mit einem Schwe- ...
felwasserstoffgehalt von 1200 ppm im Gleichstrom mit einem Durchsatz von 1500 m3/h und m3 Absorptionsraum über Eisen, das in feinverteilter Form auf Tonerde aufgebracht war, geleitet.
Als Waschflüssigkeit wurde ein Gemisch von Natriumbibetahydroxyäthylglyzinat, Diäthylentriaminopentaessigsäure und Betahydromethyliminodiosgigsure in einer Konzentration von 10 % in wässriger Lösung verwendet, die in einer Menge von 200 lit/h und m3 Absorptionsraum durch den Reinigungsapparat geführt wird. Die aus dem Apparat austretende Luft war frei von Schwefelwasserstoff.
Beispiel 6 Unter den Bedingungen des Beispieles 1 wurde Schwefeldioxyd in einer Konzentration von 2000 ppm in Luft durch den Reinigungsapparat geleitet. Das Schwefeldioxyd wurde dabei quantitativ aus der Luft entfernt.
Beispiel 7 Ein Gemisch von 50 ppm Schwefelwasserstoff, 20 ppm Athylmerkaptan, 10 ppm Schwefelkohlenstoff und 10 ppfl Kohlenoxisulfid in Luft wurde bei 500C und Atmosphärendruck mit einer Geschwindigkeit von 1000 nl3/h und m3 Absorptionsraum über Kupferspäne geleitet, die Init dor Waschflüssigkeit des Beispieles 6 benetzt waren. Die austretende Luft war frei von allen eingesetzten Schwefelverbindungen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Entfernung von Schwefelverbindungen, insbesondere von Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxyd Merkaptanen, Kohlenoxisulfid und Schwefelkohlenstoff aus Abluft, Verbrennungsgasen und Produktionsgasen bei Temperaturen von 0 - 1000C bei normalem oder erhöhtem Druck, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schwefelverbindungen enthaltenden Gase gleichzeitig mit einer wässrigen Lösung organischer Sauerstoffüberträger, z.B. mit Na Lriumbibetahydroxyätiiylglyzinat, Diäthylentriaminopentaessigsäure und Betahydromethyliminodiessigsäure und mit Metallen, die mit den organischen Sauerstoffüberträgern Komplexe bilden, VorzuGsweise die Metalle der II., V.

und VIII. Gruppe, wie Eisen und Kupfer, in Berührung gebracht werden, sodaß elementarer Schwefel oder schwefel-und sauerstoffhältige organische Verbindungen entstehen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Konzentration der organischen Sauerstoffüberträger in der wässrigen Lösung 0,01 - 50 % beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß der zur Oxydation der Schwefelverbindungen ito twendige Sauerstoff dein zu reinigenden Gaso in einer Konzentration von mehr als 0,3 % zugesetzt wird, wenn das Gas keinen oder zu wenig Sauerstoff enthält.

4. Verfahren nach Ansprucii 1 und L, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei der Reinigung sauerstofffreier Gase die Zufuhr von Sauerstoff in einer vom Reinigungsapparat getrennten Vorrichtung erfolgt, In der Luft oder Sauerstoff durch die Lösung geleitet wird

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 4. dadurch gekennzeichnet, daß als Reinigungsapparate Wäscher verschiedenst bekannter Bauarten, insbesondere Gegenstrorn-Absorptionskolonnen, die mit einem feinverteilten Metall, z.B. mit Drehspänen, Netzen, Formlingen, usw., gefüllt sind, verwendet werden.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß aus der gebrauchten Waschflüssigkeit durch schwache chemische oder elektrolytische Reduktion Schwefel in eleluelltarer Form ausgeschieden wird und die Waschflüsigkeit dadurch regeneriert werden kann.