DE2108756A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Schwefeldioxyd aus einem Gas - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Schwefeldioxyd aus einem GasInfo
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Description
Priorität: 26.Februar 197o V.St.A. Nr.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entfernen von
Schwefeldioxyd aus einem Gas, wobei das Schwefeldioxyd von
einem Feststoffakzeptor gebunden wird, der durch Spülen mit
einem Gas wieder regeneriert wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
In der Industrie fallen sehr viele Abgase an, beispislsweise
Rauchgase, Abgase aus der Eisenverhüttung sowie beim Claus-Verfahren
entstehende Abga.se, bei welchem Schwefeldioxyd und
Schwefelwasserstoff unter Bildung· von Schwefel reagieren.
Diese Abgase enthalten Schwefeldioxyd in unterschiedlichster
Konzentration. Die Vorschriften für den Umweltschutz und insbesondere
für die üeinhaltimg der Atmosphäre erfordern jedoch,
daß das SO aus den Abgasen bis auf ganz geringe Mengen entfernt wird, bevor ά.άπ die Abgase in die Atmosphäre entlassen
darf. Außerdem will man weiterhin wertvolle, im Abgassirom
enthaltene Stoffe zurückgewinnen.
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Bei der Entfernung von SO0 aus einem heißen Gasstrom mit großei*
Volumenstromdichte treten viele Probleme auf. Mischt man beispielsweise das strömende Gas mit einer SO absorbierenden
Flüssigkeit, so muß das Gas unter den Siedepunkt der absorbierenden Flüssigkeit abgekühlt werden. Danach muß das Gas
wieder erhitzt werden, damit der Auftrieb für das Hochsteigen im und Ausströmen aus dem Schornstein ausreicht. Insbesondere
bei Gasen mit hoher Volumenstromdichte und geringem Gehalt an SO ergeben sich durch das Abkühlen und Wiedererhitzen große
Schwierigkeiten, die in der Praxis auf rationelle Weise kaum zu überwinden sind.
So hat man bereits für das Entfernen von SO0 Feststoffakzeptoren
verwendet, welche das SO aus einem Gasstrom bei. gege-
Cl
bener Gasstromtemperatur absorbieren, wodurch ein Abkühlen
und Wiedererhitzen des Gases vor dem Ablassen in den Schornstein nicht erforderlich ist. Durch die Verwendung von Feststoff
akzeptoren ergeben sich jedoch v/eitere Probleme, beispielsweise wird ein höherer Druck erforderlich, um die Gase
durch das Feststoff teilcheiibett zu führen. Dieses Bett verstopft
sich durch im Gasstrom suspendierte Stoffe, wie Asche, Kohlenstoffteilchen oder andere Feststoffe. Eine weitere
Schwierigkeit bei der Verwendung von Feststoffakzeptoren besteht
darin, daß sie nach Erreichen ihrer Aufnahmegrenze für SO regeneriert werden müssen. Dafür muß der Feststoffakzeptor
mit großen Msngen von Regenerationsgas kontaktiert werden. Dies erfordert eine große Umschichtung von Akzeptormaterial.
Um dies zu vermeiden, kann man auch zwei Feststoffbetten bereitstellen,
wobei durch eine Schiebervorrichtung die Gasströme abwechselnd durch das eine und dann durch das andere
bett geführt werden.
Die Aufgabe cer vorliegenden Erfindung besteht darin, ein
Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem ein kontinuierliches Entfernen von Schwefeidioxyd aus einem
Schwefeldioxyd enthaltenden Gasstrom Mit Hilfe eines Akzeptors
möglich ist.
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Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelost, daß gleichzeitig das SO enthaltende
Gas durch eine erste Leitung und das Regenerationsgas durch eine von der ersten Leitung getrennte zweite^ Leitung geführt
werden und der in Segmenten eines Rotationselementes getrennt gehaltene Akzeptor zwischen den beiden Leitungen gedreht
und somit abwechselnd mit dem SO enthaltenden Gas und dem Regenerationsgas in Kontakt gebracht wird.
Die Rotation des den Akzeptor enthaltenden Rotationselementes kann intermittierend oder kontinuierlich erfolgen.
Zweckmäßigerweise durchströmt das SO2 enthaltende Gas den Akzeptor
in den Segmenten des Rotationselementes im Gegenstrom zu dem Regenerationsgas.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, d--M der Akzeptor in den
Segmenten des Rotationselementes bei seiner Rotation vor der Kontaktierung mit dem SO enthaltenden Gasstrom und nach der
Kontaktierung mit dem Regenerationsgasstrom mit einem Säuerst off strom oder einem Sauerstoff enthaltenden Gasstrom kontaktiert
wird.
Der Akzeptor kann auch bei seiner Rotation nach der Kontaktierung mit dem Rogeiierationsgasstrom, jedoch vor der Kontaktierung
mit dem Sauerstoffstrom mit einem Reinigungsgasstrom kontaktiert
werden. Als Reinigungsgas verwendet man Stickstoff,
Kohlendioxyd oder ein Gemisch beider Gase. Die Reinigung ist dann erforderlicl), wenn die Gefahr einer Bildung eines explosiven
Gasgemisches aus Regenerations- und Oxydationsgas besteht.
Zur Durchführung des Verfahrens benutzt man eine Vorrichtung,
die durch ein in Segmenten unterteiltes Rotationselement gekennzeichnet
ist, das zwischen wenigstens zwei voneinander getrennten,
Kamme?.-η bildenden Leitungen auf einer Welle sitzend
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angeordnet ist, wobei die die Akzeptoren aufnehmenden Segmente voneinander und gegen die Atmosphäre am Umfang durch gasdichte
Wände getrennt und ihre Stirnflächen gasdurchlässig sind.
Die gasundurchlässigen Wände zwischen den Segmenten verhindern, daß Schwefeldioxyd enthaltendes Gas und ,Regenerationsgas im
Inneren des Rotationselements miteinander in Berührung kommen können. Die beiden gasdurchlässigen Wände sind erforderlich,
damit die Gase durch jedes der voneinander getrennten Segmente strömen können.
Ein besonders günstiger Weg, der einen maximalen Kontakt zwischen Gasstrom und FeststoXfakzeptor zuläßt, wird dadurch geschaffen,
daß zwischen und/oder in den Akzeptoren in den Segmenten Strömungskanäle ausgebildet sind.
ErfindungsgGinäß wird also ein Feststoffakzeptor für SO0 in
voneinander getrennten Segmenten eines Rotationselementes gehalten,
wobei die Segmente durch die Rotation des Elements abwechselnd in eine Aufnahmezone, wo der Akzeptor mit einem
SO enthaltendem Gasstrom kontaktiert wird, und eine Regenerationszone
geführt werden, wo der Akzeptor mit einem RegenerationsgasstroB!
kontaktiert wird. Auf diese konstruktiv wie verfahrenstechnisch sehr einfache Weise wird ein kontinuierliches
Entfernen von SO aus einem SO enthaltenden Gasstrom möglich.
Bevorzugt verwendet man als Feststoffakzeptoren Kupfer und/oder
Kupferoxyd, das auf einem feuerfesten, also schwer schmelzbaren Oxyd gel ragen ist, wie Alumiiiiumoxyd bzw. Tonerde oder Siliciumdioxyd
bzw. Kieselerde oder einem anderen Oxydimiterial, das die
verwendet en Gasteraperalureji aushält. Andere geeignete Akzeptoren
weisen Aikal ijnotalloxyd und Vanadd.liinoi.yd mjf, die auf einem
hitzeheständigen Material, wie oben erwähnt, gelragen sJikI,
1 0 « V ϊ 7 / 1 L V f:
Bei Verwendung von Akzeptoren, die Kupfer/Kupferoxyd oder Vanadiumoxyd aufweisen, erfolgt die Aufnahme in Anwesenheit
von Sauerstoff oder einem Sauerstoff enthaltenden Gas, wobei Rauchgas von Natur aus eine für diesen Zweck ausreichende
Sauerstoffmenge besitzt.
Anhand der beiliegenden Zeichnung wird eine beispielsweise Ausführungsform der vorliegenden Erfindung näher veranschaulicht
.
Fig. 1 zeigt die Vorrichtung in einer Ansicht längs der Linie 1-1 von Fig. 2.
Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf das Rotationselement.
Fig. 4 zeigt einen zweckmäßig gestalteten Akzeptor.
Wie in den Figuren dargestellt ist, strömt das SO enthaltende
Gas durch einen Einlaß Io in eine sektorförmige Kammer 11 und
dann durch ein Segment 12 eines Rotationselementes 13· Das Rotationselement wird durch eine Welle l4 langsam und kontinuierlich
oder um einen bestimmten Winkel intermittierend gedreht. Die Segmente 12 sind von den benachbarten Segmenten
durch gasundurchlässige Wände 15 getrennt und werden an den
beiden Seiten durch Umfangswände l6 und IJ7 vervollständigt,
welche die Segmente gegenüber der Atmosphäre abdichten. Gasdurchlässige Wände l8 und 19, die als Gitter veranschaulicht
sind, erlauben es dem Gas, durch den Feststoffakzeptor 2o zu
strömen, der in jedem Segment enthalten ist. Der Feststoffakzeptor 2o besteht bei der gezeigten Ausführungsform aus
Kupfer, das auf einem hitzebeständigen Oxyd wie Siliciumdioxyd oder Aluminiumoxyd dispergiert ist. Der Feststoffakzeptor
2o hat beispielsweise eine Form, wie sie in Fig. 4
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dargestellt 1st. Die einzelnen Akzeptoren werden in jedes Segment 12 so gelegt, daß ihre Achsen parallel zur Rotationsachse
des Elements 13 ausgerichtet sind. Dadurch enthält man gerade, langgestreckte Kanäle zwischen den Akzeptoren, wodurch
die Kontaktfläche zwischen dem Schwefeldioxyd enthaltenden Gas
und dem Akzeptor vergrößert wird. Die Akzeptoren 2o können durch Träger gehaltert werden oder bei geeigneter Form, beispielsweise
wenn sie rund sind, aneinanderliegen, so daß die Kanäle durch die entstehenden Zwischenräume gebildet werden,
wobei die Akzeptoren mit einer Axialbohrung versehen sein können, die für die Halterung oder als weiterer Strömungskanal
dienen kann. Beispielfvftise können die Feststoffakzeptoren
in den Segmenten angeordnet werden, wie es anhand eines Segmentes in Fig. 3 gezeigt ist.
Das in die Kammer 11 eingetretene SO0 enthaltende Gas strömt
lit
durch das Gitter l8 und durch das Bett des Feststoffakzeptors
20, in dem das in dem Gas enthaltene SO0 absorbiert wird. Der
danach wesentlich weniger SOn enthaltende Gasstrom strömt aus
Gt
dem Bett 2o durch das Gitter 19 in eine sektorförmige Kammer
21, aus der er über eine Leitung 22 zu einem Schornstein oder einer Stelle transportiert wird, wo das Gas weiterverwendet
wird.
Die Segmente 12 kommen durch Drehung außer Kontakt mit dem SO enthaltenden Gas und über einen hintei' Zwischenwänden 23
angeoz*dneten Puheraum schließlich in Berührung mit dem Regenerationsgas.
Das Regenerationsgas aus der Leitung 27 strömt in eine sektorförmige Kammer Zk und von da durch ein Gitter
in den Feststoffakzeptor 2o, durch ein Gitter l8 in eine weitere
sektorförmige Kamme*· 25 f in der Gas gesammelt wird, von
wo es in die Leitung 26 eintritt.
Die Welle l4 der in den Figuren gezeigten Vorrichtung kann entweder
vertikal oder horizontal angeordnet sein. Als Feststoffakzeptoren können Tabletten, Pellets oder Akzeptoren
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unterschiedlicher Form und Größe verwendet werden, wobei der Aufbau verschieden kompliziert sein kann.
Das Regenerätionsgas desorbiert SO„ aus dem Feststoffaküeptor
und bringt den Akzeptor wieder in den Zustand, in welchem er zusätzliche Mengen von SO0 aus dem zu reinigenden Gasstrom
aufnehmen kann. Bei der gezeigten Ausführungsform strömt das
Regenerationsgas durch den Feststoffakzeptor für SO entgegengesetzt
zur Strömungsrichtung des SO enthaltenden Gases, wodurch
Asche oder andere · Partikel welche zu einer Verstopfung bzw. zu einem Zusammenbacken des Bettes führen, entfernt werden.
Dabei kann der Mengenstrom an Regenerätionsgas wesentlich *
geringer sein als der Gasstrom, aus dem eine Komponente absorbiert
wird. Als Regenerätionsgas können Wasserstoff, ein Wasserstoff enthaltendes Gas oder niedrigere Kohlenwasserstoffe,
wie Methan, Athan und dergleichen, verwendet werden. Das Regenerätionsgas kann weiterhin Verdünmmgsstoffe, wie
Kohl endioxyd, Stickstoff und/oder Dampf enthalten. Zur Gewinnung
von SO oder elementarem Schwefel wird das Regenerationsgas
nach bekannten Verfahren behandelt. Bevorzugt wird das Regenerationsgas umgewälzt, um zusätzlichen Feststoffakzeptor
zu regenerieren.
Das erfjndungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß es bei
Rauchgasen hoher Temperatur verwendet werden kann, ohne daß M die Temperatur des Rauchgases und dadurch der Auftrieb für
das Hochsteifen im Schornstein veri-iiigert werden. Es kann ein
relativ diiimcs und leicht zu durchdringendes Bett aus Feststoffakzept
oren verwendet werden, was insbesondere dadurch leicht zu erzielen ist, wenn geformte Feststoffakzeptoren zur
Anwendung gelangen, die gerade und langgestreckte Durchlässe
in Strömung.·™rj chtimg haben, so daß beim Purchsi rönien des SO0
ent haltenden Gases durch das IhMi nur ein .«ehr kleiner Druckab'all
aufii iM. Das crl'i iidungi-gcmäßo Vnrlnlii en ist mirh dann
1 η 9 8 '\ 7 / 1 /. ij \\
noch wirksam, wenn nur geringe Mengen von Feststoffakzeptor
verwendet werden, da der Akzeptor in rotierenden Segmenten unteingebracht ist, die leicht vielen Be- und Entladxmgszyklen
ohne Schwierigkeiten oder Unterbrechungen ausgesetzt werden können, die durch wechselnde Gasströme· hervoxgerufen werden.
Aufgx-mid des erfindungsgemaßen Verfahrens ist es nicht mehr
erforderlich, einen großen und teueren Bestand an Feststoffakzeptoren
außerhalb der Vorrichtung aufrechtzuerhalten.
109Ö3? / 1A
Claims (6)
1. Verfahren zum Entfernen von SO aus einem Gas', wobei
das SO von einem Feststoffakzeptor gebunden wird,
der durch Spülen mit einem Gas wieder regeneriert wird, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig das
SOg enthaltende Gas durch eine erste Leitung und das
Regenerationsgas durch eine von der ersten Leitung getrennte zweite Leitung geführt werden und der in
Segmenten eines Rotationselementes getrennt gehaltene
Akzeptor zwischen den beiden Leitungen gedreht und somit abwechselnd mit dem SO enthaltenden Gas und
dem Regenerationsgas in Kontakt gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Akzeptor enthaltende Rotationselement
intermittierend oder kontinuierlich gedreht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das SO0 enthaltende Gas den Akzeptor in den
Segmenten des Rotationselementes im Gegenstrom zu dem Regenerationsgas durchströmt.
4» Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Akzeptor in den Segmenten
des Rotationselements bei dessen Rotation vor der Kontaktierung mit dem SOn enthaltenden Gasstrom
und nach der Kontaktierung mit dem Regenerationsgasstrom mit einem Sauerstoffstrom oder einem Sauerstoff
enthaltenden. Gasstrom kontaktiert wird.
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- Io -
5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Akzeptor bei der Rotation nach der Kontaktierung mit dem Regenerationsgasstrom jedoch vor der
Kontaktierung mit dem Sauerstoffstrom mit einem Reinigungsgasstrom
kontaktiert wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein
in Segmente (l2) unterteiltes Rotationselement (l3)f das zwischen wenigstens zwei voneinander getrennten,
Kammern (ll, 21; 24, 25) bildenden Leitungen (lo, 22;
271 26) auf einer angetriebenen Welle [ l^j» sitzend angeordnet
ist, wobei die die Akzeptoren (2o) aufnehmenden Segmente (12) voneinander und gegen die Atmosphäre
am Umfang durch gasdichte V/ände (15, l6, 17) getrennt
und ihre Stirnflächen (l8, 19) gasdurchlässig sind.
7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen und/oder in den Akzeptoren (2o) in den Segmenten (l2) Strömungskanäle ausgebildet sind.
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| EP0023611A1 (de) * | 1979-07-12 | 1981-02-11 | HERKO Pyrolyse GmbH & Co. Recycling KG | Verfahren zur Reinigung von Prozessgas der Abfallpyrolyse |
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1971
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- 1971-04-19 GB GB2243371A patent/GB1344934A/en not_active Expired
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| FR2079007A5 (de) | 1971-11-05 |
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