DE2037619B2 - Verfahren zur spaltung von schwefelsaeure - Google Patents

Description

Zweckmäßigerweise wird die verunreinigte, wäß-

rige Schwefelsäure vor Eintritt in die Konzentrierungsstufe durrh Wärmeaustausch mit der konzen-35 tiLrten Säure aus der Konzentrierungsstufe auf 40

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spaltung bis 100° C vorgewärmt. Ferner ist vorzugsweise vorvon wäßriger Abfallschwefelsäure mit 30 bis 60 Ge- gesehen, daß die Spaltgase in der Konzentrierungswichtsprozent H₂SO₄, die organische Verbindungen stufe von der Spalttemperatur, die beispielsweise und/oder Ammoniumsalze enthalten kann, bei Tem- 1000° C betragen kann, auf eine Temperatur von peraturen zwischen 900 und 1200° C zu SO₂-haltigen 40 100 bis 350° C abgekühlt werden. Diese Temperatur Spaltgasen unter Mitverbrennung von Kohlenwasser- der Spaltgase beim Verlassen der Konzentrierungsstoffen als Heizmittel. stufe bestimmt neben der Konzentration der in die

Bei einigen chemischen Prozessen, z. B. bei der Konzentrierungsstufe eingedüsten verdünnten Säure Methylmethacrylatherstellung, fällt eine gegebenen- den Wasserdampfgehalt des austretenden Spaltgases, falls verunreinigte wasserhaltige Schwefelsäure mit 45 Dieser Wasserdampfgehalt muß-so hoch sein, daß das 30 bis 60 Gewichtsprozent H₂SO₄ an, die aus Wirt- gesamte mit der wäßrigen Abfallschwefelsäure in den schaftlichkeitsgründen zu konzentrierter Schwefel- Prozeß eingetragene Wasser durch das Spaltgas absäure aufgearbeitet und wiederverwendet werden geführt wird. Zweckmäßigerweise liegt die Temperamuß. Da zugleich die gegebenenfalls enthaltenen tür des Spaltgases am Ausgang der Konzentrierungs-Verunreinigungen, wie z. B. Kohlenwasserstoffe, SuI- 50 stufe zwischen 100 und 350° C. fonsäuren, Ammoniumsalze, aus der Säure entfernt Die Spaltgase werden zweckmäßigerweise nach

werden müssen, genügt die Konzentrierung bis auf Passieren der Konzentrierungsstufe gekühlt und mit 98 % H₂SO₄ durch einfache Wasserverdampfung Schwefelsäure gewaschen, und die Schwefelsäure aus nicht. Man spaltet daher die Abfallschwefelsäure bei der Waschstufe kann zusammen mit der konzentrier-Temperaturen zwischen 900 und 1200° C zu SO., 55 ten Säure der Spaltung zugeführt werden. Durch die und Wasserdampf unter solchen Bedingungen, daß Kühlung der Spaltgase auf etwa 30 bis 40° C wird die Verunreinigungen der Säure zu Kohlendioxid, der in den Gasen enthaltene Wasserdampf konden-Wasser und Stickstoff oxidiert werden. Die SO₀- siert. Durch die anschließende Wäsche mit Schwefelhaltigen Gase können dann nach dem Kontaktver- säure wird der Wasserdampfgehalt des Gases weiter fahren zu konzentrierter Schwefelsäure verarbeitet 60 reduziert und eventuell in der Konzentrierungsstufe werden. Diese Säurespaltung ist um so wirtschaft- in das Spaltgas übergegangene flüchtige organische licher, je höher die Konzentration der Abfallschwefel- Verbindungen werden ausgewaschen. Nach der Kühlsäure ist, da für die Wasserverdampfung und die und Waschanlage mit nachgeschalteter nasser elek-Überhitzung des Wasserdampfes auf etwa 1000⁰C irischer Gas-Reinigung steht das Spaltgas zur Herzusätzlich Brennstoff erforderlich ist. 65 stellung reiner konzentrierter Schwefelsäure zur Ver-

Abfallschwefelsäuren mit weniger als 60 Gewichts- fügung.

prozent H₂SO₄ werden daher im allgemeinen bis auf Das aus dem Spaltgas auskondensierte Wasser

Konzentrationen von 65 bis 75 Gewichtsprozent enthält noch SO₂ und etwas H₂SO₄. Zur Entfernung

des SOa kann die Lösung in einer Stripper-Kolonne Ausführungsbeispiel

mit Luft behandelt werden. Die mit SO₈ beladene ,«nw/h Abfallschwefelsäure mit 32

Luft kann entweder dem Spaltga* vor der Kühlung Es werden 2250 kg/h AWalljenwwe« zugesetzt oder als Verbrennungsluft bei der Spaltung ^«ta^ÄVd« 140° C verwendet werden. S 20 C zunöcnsi^im Jl"¹'"⁰"" kommenden Säure

Die Erfindung wird nachfolgend an einer darge- heißen, aus ^m Konzentrator ™™™>_{c heißen} stellten Anlage zur Durchführung des erfindungs- auf50° C vojjjwtoj ^u"^d JJ»Xa 1000 kg/h gemäßen Verfahrens näher beschrieben. Spaltgasen ^nzenfriert. Dabei w»»«¹ ^J e

^S Nach der Zeichnung besteht die Anlage zur Spal- ^^V^^m^J^^^^SLuai tung wäßriger Abfallschwefelsäure im wesentlichen xo peratur von 40 C an, die ein«J _Diese

aus einem Spaltofen 1 mit einer unmittelbar ange- mit der verdünnten Säure aut au «- _SQ

schlossenen Nachverbrennungskammer 2 und einem Säure wird in dem Spa °ten °ei ι _ischen

nachgeschalteten Konzentrator 3. Ferner gehören zu und Wasserdampf eMg^⁰^ verbrennen, der Anlage ein dem Konzentrator 3 säureseitig vor- Verunreinigungen zu CO? una Yva»w geschalteter Tank 8 für die zu spaltende wäßrige 15 Der Spaltofen verbraucht Abfallsäure sowie ein dem Konzentrator säureseitig entsprechend 1,74 · iu λ>< nachgeschalteter Wärmeaustauscher 4 und eine trator auf etwa 12U Pumpvorlage 5 über eine Gasreinigung

Die wäßrige verunreinigte Abfallschwefelsäure anlage zugeleitet. Aus dem wird durch Pumpe 7 aus dem Tank 8 durch die *o fallenden^KondcnsaUvas er wirdIda J «J™^. Wärmeaustauscher 4 und 10 zum Kopf des Konzen- ausgetrieben. ^^^^SmT Bei dieser trators 3 gepumpt. In den Wärmeaustauschern 4 und ofen als Verb.e«^s™^Äaltgas mit einem 10 wird die Säure von 20° C auf etwa 100° C er- Arbeitsweise fallen2500 Nm /h bpa itgas m wärmt. Diese vorgewärmte Säure wird am Kopf des Gehalt von etwa 6 Volumprozent SO₂ an. Konzentrators 3 in den Gasraum eingesprüht. Sie 35 Vergleichsbeispiel

kommt dabei mit den etwa 1000° C heißen aufwärts 32prozentige Abfallschwefel-

strömenden Spaltgasen in Berührung und gibt an ..^{Es wer}^ 7^ _PS Tauchbrenner bis auf 70 Gediese einen wesentlichen Teil ihres Wassergehaltes saure.zunach t£™™.^*φ Hierzu sind etwa ab. Am Boden des Konzentrators fällt eine Säure mit Wichtsprozent H₂SO^^emgedampn Hie _ 70 Gewichtsprozent H₂SO₄ mit einer Temperatur 30 13,5 Nm /h^Methan en^ ^sP^r^™₀ ^ ₇₀p_ro_Zentige von 160° C an. Diese heiße konzentrierte Säure erforderlich. Man erhalt ejva 1 "^ÜU ^i ^_n dient dazu, in dem Wärmeaustauscher 4 die ver- Saure die in dern^SP^^¹^^ iO«KcaVh dünnte Säure- vorzuwärmen. Sie kühlt sich dabei auf ψ^^^^Ζ±Ττ>1^α Austritt der

dieser Temperatur in

Konzentrationsturm 3 ein. prozent SO₂.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

HsSQi eingedampft, wobei man sich zur Eindamp-Patentansprüche: fung Zi g, ehjes Tauchbrenners bedtent. Diese Ar-

1. Verfahren zur Spaltung von wäßriger beltswelse erfordert einen hohen Energieverbrauch, Schwefelsäure mit 30 bis 60 Gewichtsprozent da sowohl die Konzentrierung mit Tauchbrenner als HjSp₄, die organische Verbindungen und Am- β auch die Spaltung mit erheblichem Heizmitvelbedarf moniumsalze enthalten kann, bei Temperaturen arbeitet. t_ _t u_t ι j cur zwischen 900 und 1200° C zu SOa-haltigen Spalt- Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schafgasen unter Mitverbrennung von Kohlenwasser- fung eines Verfahrens zur Spaltung wäßriger, verstauen als Heizmittel, dadurch gekenn- unrelnigter Abfallschwefelsäure mit 30 bis 60 Gezeichnet, daß aus der wasserhaltigen Schwe- « wichtsprozent H₂SO₄ bei minimalem Brennstottverfelsäure durch direkten Wärmeaustausch mit den brauch für die Spaltung. Insbesondere soll durch die 900 bis 1100° C heißen Spaltgasen Wasser ver- Spaltung ein SO₂*haltiges Gas erzeugt werden, das dampft und die so auf 60 bis 75 Gewichtsprozent in üblicher Weise zu konzentrierter Schwefelsäure H₂SO₄ konzentrierte Säure der Spaltung zu- verabeitet werden kann.

geführt wird. 15 Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch ge-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- löst, daß aus der wasserhaltigen^Schwefelsäure> durch kennzeichnet, daß die verunreinigte wäßrige direkten Wärmeaustausch mit den 900 bis 1100 C Schwefelsäure vor Eintritt in die Konzentrie- heißen Spaltgasen Wasser verdampft und die so auf rungsstufe durch Wärmeaustausch mit der kon- 60 bis 75 Gewichtsprozent H₂SO₄ konzentrierte zentrierten Säure auf 40 bis 100° C vorgewärmt 20 Säure der Spaltung zugeführt wird. Auf diese Weise _wird. wird die Wärme der heißen Spaltgase für die Vci-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch dampfung des Wassers aus der verdünnten Säure gekennzeichnet, daß die Spaltgase in der Konzen- ausgenutzt, so daß für die Konzentrierung der Saure trierungsstufe auf eine Temperatur von 100 bis keine Fremdenergie erforderlich ist. Die ernndungs-350° C abgekühlt werden. 25 gemäße Konzentrierung kann in einem leeren Turm

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 erfolgen, der von den heißen Spaltgasen aufwärts bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltgase durchströmt wird, während die zu konzentrierende nach Passieren der Konzentrierungsstufe gekühlt Säure am Kopf des Turms versprüht wird. Bei ein- und mit Schwefelsäure gewaschen werden. maligem Durchgang durch einen derartigen Turm

30 fällt eine Säure mit der für die Spaltung erforderlichen Konzentration an.