DE2144652A1

DE2144652A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von schwefel und/oder schwefelwasserstoff aus einem schwefeldioxid enthaltenden gas

Info

Publication number: DE2144652A1
Application number: DE2144652A
Authority: DE
Inventors: William Edward Watson
Original assignee: Allied Chemical Corp
Current assignee: Allied Corp
Priority date: 1970-09-15
Filing date: 1971-09-07
Publication date: 1973-07-26
Also published as: FR2112925A5; US3865927A; AU3351471A; AU450413B2; CA968127A; GB1363656A; ES395092A1

Description

Dr. Hans-Heinrich Willrath Dr. Dieter Weber

PATENTANWÄLTE

Telegrammadresse: WIIXPATENT Postsdiedc: Frankfiirt/Main 6763 Bank: Dresdner Bask AC, Wiesbaden

Konto Nr. 276807

D - 62 WIESBADEN
Postfeci 1327

S. Sep. 1371

Gustav-Ereytag-Straße 25 Telefon (06121) 572720

I/Go P.D. File 5600-328

Allied Chemical Corporation, Morristown / New Jersey, USA

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Schwefel und/oder

Schwefelwasserstoff aus einem Schwefeldioxid enthaltenden Gas

Priorität: vom 15. September 1970 in USA, Ser. No. 72 455

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Schwefel und/oder Schwefelwasserstoff aus einem Schwefeldioxid enthaltenden Gas, insbesondere der Reduktion von Schwefeldioxid mit einem reduzierenden Gas in Gegenwart eines Katalysators. Bei dem Verfahren nach der Erfindung leitet man ein gasförmiges Reaktionsgemisch durch eine vorerhitzte durchlässige Schicht aus feuerfestem Material, wodurch sie sich auf annähernd

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820° G (etwa 1500° P) erhitzt, dann durch eine vorerhitzte, durchlässige, feuerfeste Katalysatorschicht, die auf einer Temperatur zwischen etwa 650 und 1370° C (1200 und 2500° F) gehalten wird, wobei eine chemische Reduktion des Schwefeldioxides erfolgt, dann das heiße Grasprodukt durch eine zweite aber im wesentlichen kalte, durchlässige Schicht aus feuerfestem Material, um so den Hauptteil seines Wärmeinhaltes unter Anhebung der Schichttemperatur abzugeben, und führt schließlich das Gemisch bei einer ausreichenden Temperatur ™ ab,, um Kondensation des darin enthaltenen Schwefels zu verhindern, wobei die Fließrichtung der Reaktionspartner durch daa System periodisch gewechselt wird, so daß das relativ kalte, eintretende Reaktionsgemisch durch die heiße Schicht' erhitzt wird, durch die vorher die Produktgase geleitet wurden, und man die heißen Gase von der exothermen Reduktionsreaktion durch die relativ kalte, durchlässige, feuerfeste Schicht leitet, die vor dem Betriebsweohsel den Hauptteil ihrer Wärme an das eintretende Reaktionsgemisch abgegeben hatte.

Die Erfindung ist anwendbar als ein praktisches uni billiges Mittel zur Rückgewinnung von Schwefelgehalten aus hüttentechnischen und ähnlichen schwefelhaltigen lasen, zur Herabsetzung der Luftverunreinigung und Verbesserung der Wirtschaftlichkeit von hüttentechnischen und anderen Verfahren, deren Abgase reich an Schwefeldioxid sind.

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Die Unsettling von Schwefeldioxid und Naturgas Methan) ist eine erste Stufe bei der Herstellung von el er^entarem Schwefel aus Schwefeldioxid enthaltenden

wie solche durch die Röstung, Schmelzimg von
und Sinterung/Chalcοpyrit (OuFeS₂), Eisenpyriten p

Pyrrhotit (FeS) und sonstigen Metallsulfiderzen während hüttentechnischen Arbeitsweisen anfallen. Schwefeldioxid findet sich auch in den Abgasen aus Kraftwerken, die Fohle oder sonstiges schwefelhaltiges Material verwenden, und aus anderen Industriebetrieben, in denen schwefelhaltige Brennstoffe verbrannt werden. Der Ausstoß solcher Gase verunreinigt nicht nur die Atmosphäre, sondern bedeutet auch eine unwirtschaftliche und nahezu unverständliche Verschwendung einer wertvollen natürlichen "Rohstoffquelle.

Bei etwa 65O bis 1370° C (1200 bis 2500° F) herrschen an einem geeigneten Katalysator und unter Gleichgewicht sbedingungen zwei Reaktionen vor»

2 SO₂ + OH₄ > S₂ + 2H₂O + 0O₂

6 SO₂+ 4OH₄ > 4 H₂S + 4 0O₂ + 4 H₂O + S₂

Auf diese Weise etwa erzeugter Schwefelwasserstoffüberschuß kann mit weiterem SO₂ in einer üblichen Claus-Anlage zur zusätzlichen Schwefelerzeugung umgesetzt werden.

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Die Reduktion von Schwefeldioxid ist in der Vergangenheit extensiv untersucht worden, und es sind viele Aufsätze über dieses Problem veröffentlicht worden. Beispielsweise wird in den USA-Patentschriften 2 270 427, 2 388 und 2 431 236 die Reduktion von Schwefeldioxid mit Methan, z. B. Naturgas, beschrieben, wobei der Schwefelgehalt in einem im wesentlichen dreistufigen Verfahren gewonnen wird. In der ersten Stufe wird Schwefeldioxid, das in den Abgasen von Kupferschmelzbetrieben enthalten ist, mit Methan bei Temperaturen von annähernd 1250 bis 1850° C (2280 bis 2360⁰I mit einem feuerfesten Material umgesetzt, das als Oberflächenkatalysator dient. Die hauptsächlichen schwefelhaltigen Nebenprodukte sind öarbonylsulfid und Schwefelwasserstoff. Das Öarbonylsulfid wird dann mit weiterem Schwefeldioxid bei Temperaturen von etwa 430 bis 450° 0 (etwa 800 bis 840° P) über einem Bauxit-Katalysator unter Lieferung von Schwefel umgesetzt, und der Schwefelwasserstoff wird mit noch weiteren Mengen Schwefeldioxid bei einer Temperatur von etwa 210 bis 230° G (410 bis 450° P) in Gegenwart von P Bauxit zu Schwefel nach der bekannten Olaus-Reaktion umgesetzt.

Auch in der USA-Patentschrift 3 199 955 wird ein ähnliches System beschrieben, bei dem drei katalytische Konverter verwendet werden, um Schwefeldioxid in ele-

wobei mentaren Schwefel umzuwandeln,/jedoch in dem ersten die

Reduktion von Schwefeldioxid mit Methan bei Temperaturen

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von 800 bis 1000° 0 (1470 bis 1830° F) in Gegenwart eines Katalysators erhielt wird, der aktive Tonerde, "Bauxit, Oalciumsulfid und Quarz enthält. Bei diesem Verfahren wird berichtet, daß zwischen etwa 40 und 60 fr des eintretenden Schwefeldioxids in den Produktgasen aus der ersten Stu^e als elementarer, gasförmiger Schwefel erscheint, während der Rest sich als Schwefelwasserstoff, Carbonylsulfid, Schwefelkohlenstoff und Schwefeldioxid vorfindet. ¹He zweite und dritte Stufe dieses Verfahrens sind im wesentlichen dieselben, wie sie in den früheren Patentschriften angegeben wurden. Das Carbonylsul"fid und der Schwefelkohlenstoff werden mit Schwefeldioxid nnter Bildung von Schwefel bei einer Temperatur von etwa 390° 0

^w) in Gegenwart eines geeigneten Katalysators, wie Tonerde, umgese+zt, und in der Endstufe wird der Schwefelwasserstoff mit Schwefeldioxid bei einer Temperatur von etwa 200 bis 280° 0 (etwa 390 bis 530° ¹F¹) in Gegenwart eines Katalysators, wie aktivierte Tonerde, ^we~ks Breensung zusätzlichen Schwefels umgesetzt. Bei den in diesen Patentschriften beschriebenen Verfahren besteht ein Hauptproblem in den hohen Anlagekosten, die erforderlich sind, um die mittlere Reaktionsstufe der Umwandlung des Carbonylsulfids und/oder dea Kohlenstoffs in weiteren Schwefel durchzuführen.

Ein ahn]iches Verfahren ist in dem Aufsatz von lushkevich und Mitarbeitern in ZH.KH.M. PROM., Fo. 2,

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Seiten 33 bis 3⁷ (1934) beschrieben, worin über eine untersuchung der Reduktion von Schwefeldioxid mit Methan berichtet wird. In diesem Aufsatz erörtern die Verfasser im einzelnen die verschiedenen möglichen Reaktionsprodukte, die gebildet werden können, einschließlich Kohlendioxid, Wasser, Kohlenmonoxid, Schwefelwasserstoff., Garbonylsulfid, Schwefelkohlenstoff und Schwefel, ie haoh der Temperatur, der ^ließgeschwindigkeit und dem Verhältnis der verwendeten Reaktionspartner. Bei Gleichgewichtsbedingungen ist es möglich, die Zusammensetzung des Gasgemisches, das man bei der Reduktion von Schwefeldioxid mit Methan erhält, zu berechnen. Unter diesen Bedingungen wird das Methan vollständig mit dem Schwefeldioxid umgesetzt, wie oben angegeben wurde. 'Ferner "bilden sich praktisch nicht feststellbare Mengen öarbonylsulfid und/oder Schwefelkohlenstoff bei der Reduktion von Schwefeldioxid unter Gleichgewichtsbedingungen. Wenn also chemisches Gleichgewicht erzielt ist, besieht kein Erfordernis, ei- W ne zusätzliche Einrichtung zur Umwandlung dieser Nebenprodukte in zusätzlichen Schwefel vorzusehen, wie dies nacn den Lehren der oben genannten Patentschriften erforderlich ist, und es tritt auch kein Verlust an iinumgesetztem Methan auf. Auf Grund von Versuchen, die von nishkevich und Mitarbeitern unter Anwendung von Temperaturen, schwankend von ungefähr 700 bis 1000° C, Raumgeschwindigkeit von 70 bis 1000 (Kontaktzeiten von 1,8 bis 26 Sekunden bei Annahr« von 50 ^ Hohlraum in der Schicht)

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und linearen Oberfläohengeschwindigkeiten von etwa 0,1 Fuß/sec, schließen die Verfasser, daß Gleichgewicht bei der Reduktion von SOp mit Methan bei Temperaturen von 800 bis 1000° C erzielt wird, indem man die Raumgeschwindi»keit der Reaktionsgaspartner durch die Katalysatorschicht in der Größenordnung von bis zu etwa 500 hält (Kontaktzeit 3,6 Sekunden). i'ushkevich und Mitarbeiter fanden, daß bei Temperaturen von 900 bis 1000° C und Raumgeschwindigkeiten von 1000 (Kontaktzeit 1,8 Sekunden) die Reaktionsprodukte 2,1 bzw. 0,7 $ Methan enthielten. Dies bedeutet, daß chemisches Gleichgewicht von Yushkevich und Mitarbeitern nicht erzielt wurde, bis die Raumgeschwindigkeiten auf 500 oder darunter gehalten wurden.

Wenn die Raumgeschwindigkeit der Reaktionspartner, die in die Reaktion eintreten, zwecks Erzielung eines Gleichgewichtes herabgesetzt wird, so bedeutet diese Herabsetzung zwangsläufig, daß eine Verfahrensanlage von größerem Maßstabe für dieselbe Menge behandelten Gases zu verwenden sein würde, wodurch die Anlagekosten einer .Industrieanlage erheblich erhöht werden.

Normalerweise befinden sich Hüttenwerksabgase aus Rost- oder Sinterbetrieben auf genügend hoher Temperatur (in der Größenordnung von etwa 870° C) (1600° P)), so daß die umsetzung mit einem reduzierenden Gas in Gegenwart eines Katalysators spontan auftreten würde. Solche Gase

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sind normalerweise mit Staub und flüchtigen metallischen Verunreinigungen beladen, die jedoch entfernt werden müssen, wenn der Produktschwefel normalen gewerblichen Qualitätsanforderungen entsprechen soll. Leider gibt es kein Verfahren zur Entfernung der normalen Verunreinigungen aus Hüttenbetrieben, es sei denn bei Temperaturen von 160° 0 (150°?) oder darunter. Wenn die gereinigten Gase der katalytischen Umsetzung bei relativ hohen Temperaturen unterzogen werden sollen, müssen sie also wieder erhitzt werden, was weitere Kosten einführt.

Die Konstruktion üblicher Wärmeaustauscher ist für diesen Zweck wegen der begrenzten Temperaturdifferenzen und den Problemen des Baumaterials ziemlich unpraktisch.

einen neueren Erfindungsgedanken, der in der schwebenden Patentanmeldung P 20 57 660.3 vom 24. November 1970 (internesAktenzeichen 5600-327) offenbart ist und auf den hier ausdrücklich Bezug genommen wird, wurde die exotherme Reaktionswärme durch ein Regenerierverfahren ausgenutzt, bei dem Öfen mit Kieselsteinen oder Pellets zur Wärmesenkung benutzt werden, um das gereinigte Gas ohne Wärmeeinführung von außen wieder zu erhitzen. Nach diesem Vorschlage wurden Gleichgewichtsumwandlungen von Schwefeldioxid in elementaren Schwefel und/oder andere gasförmige Schwefelprodukte unter Benutzung extrem kurzer Kontaktzeiten und hoher linearer Oberflächengas-

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geschwindigkeiten durch eine durchlässige, feuerfeste ICatalysatorschicht erzielt. Reaktionstenmeraturen von etwa 930 "bis 1100° 0 wurden bei Katalysatorkontaktzeiten von 0,5 Ms 1,5 Sekunden und linearen Gasoberfläohengeschwindigkeiten von etwa 60 bis 300 cm (2 bis 10 T>uß) je Sekunde empfohlen.

"Die kontinuierliche Methode .^ur Erzeugung des Produktgases in den vorgeschlagenen Verfahren umfaßte die Verwendung von drei Behältern, nämlich zwei Kieselsteinöfen, praktisch ohne katalytischen Effekt auf die Reaktionsmischung,und einen feuerfesten Katalysator enthaltenden Reaktor. Die Reaktionsmiaehung wurde zunächst mittels Durchleitung durch eine vorerhitzte, durchlässige, feuerfeste Schicht aufReaktionstemperatur erhitzt. Dann ging sie durch die Katalysatorschicht,und die aus der exothermenReduktionsreaktion erhaltenen heißen G-ase gingen durch den zweiten Kieselsteinofen, um das Gas zu kühlen und durch Wärmeaustausch die feuerfeste Schicht zu erhitzen. Periodisch wurde der Gasfluß umgekehrt, so daß die eintretende Reaktionsmischung durch den vorher mittels des Produktgases erhitzten Ofen auf Reaktionstemperatur erhitzt wurde und das Produktgas denjenigen Ofen erhitzte, der gerade seinen Hauptwärmeinhalt an das eintretende Reaktionsgemisch abgegeben hatte. Unabhängig davon, ob der Kieselsteinofen zur Erhitzung des eintretenden Reaktionsgemisches benutzt wurde, trat die er-

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hitzte Reaktionsmischung vom selben Ende, nämlich von oben, in die katalytische Kammer ein. Daher verlief der G-aafluß- durch den Reaktor immer in einer Richtung.

Ein Nachteil dieses Vorschlages "besteht darin, daß drei Baueinheiten oder Kammern erforderlich sind, nämlich ein katalytischer Reaktor und zwei Kiesels^einöfen oder Wärmesenker.

k "Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein

wirtschaftliches Verfahren zur kontinuierlichen Reduzierung von Schwefeldioxid, wie ea sich z. B. in Abgasen aus der Röstung von Sulfiderzen der Mittentechnischen Aufbereitung findet, durch Umsetzung in einem reduzierenden Gas, wie Naturgas, entweder in einem einfachen, einzigen oder einem Zweikammer-Reaktor und Wärmeaustauscher,zu schaffen, wodurch die Reaktionswärme konserviert wird, so daß für das System kein Wärmezusatz erforderlich ist, obgleich die katalytisch^, exotherme Reduktionsreaktion

™ nur bei erhöhten Temperaturen erläuft.

"Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Reaktionsmischung aus schwefeldioxi.dreichen Gas zusammen mit einem reduzierenden Gas, wie einem methanreichen Naturgas, bei einer Temperatur zwischen 2^Λ0 und 370° C (500 und 700° Έ¹), vorzugsweise zwischen etwa 290 und 345° 0 (550 bis 650° F), durch eine vorerhitzte, durch-

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lässige Schicht aus feuerfester Maternal geleitet wird, worin sie auf etwa 540 bis 990° C (1000 "bis 1800° P), •"•orsugeweiae 760 bis 870° C (HOO bis 1600° F), erhitzt wird, dann durch eine vorher erhitzte, durchlässige Schicht aus katalytisch aktivem, feuerfestem Material, und schließlich durch eine zweite, aber unerhitzte, Schicht aus durchlässigem, feuerfestem Material, ähnlich der ersten, geleitet wird, und zwischen die beiden Schichten die katalytisch aktive Schicht eingebettet ist.

Während der exothermen Reaktion wird die Temperatur der Produktgase um etwa 100 bis 200° G (etwa 200 bis 400° P) auf etwa 925 bis 1370° 0 (etwa 1700 bis 2500° F) angehoben. Wenn die G-ase in einer Richtung weiterfließen, fällt die Temperatur des ersten Wärmesenkers oder der Schicht aus nicht-katalytischem Material, da sie ihre Wärme an das eintretende Reaktionsgemisch abgibt. "Die durch die unbeheizte Schicht aus feuerfestem Material gekühlten heißen Produktgase heizen dementsprechend diese Schicht auf. Die erste Schicht verliert bald ihre "Fähigkeit, das eintretende Reaktionsgemisch genügend aufzuheizen,und die letzte Schicht verliert ihre Fähigkeit, die Produktgase genügend abzukühlen. Vorzugsweise wird vor Erreichen dieses Punktes der Gasfluß in seiner Richtung mittels eines Vierwegeschaltventiles oder

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einer sonstigen Ventileinrichtung so umgekehrt, daß das relativ kühle Reaktionsgemisch durch die heiße Kieselsteinschicht, erwärmt wird, die vorher durch die heißen Produktgase aufgeheizt wurde, während die heißen Produktgase durch die Kieselsteinschi.cht gekühlt werden, die vorher ihre Wärme an das eintretende Reaktionsgemisch abgegeben hatte. Diese Umkehr des G-asflusses erfolgt in Intervallen, so daß praktisch optimale Bedingungen aufrecht erhalten werden.

Die Reäktionsmischung muß immer auf eine genügend hohe Temperatur erhitzt werden, um die exotherme Reaktion einzuleiten. Die erforderliche Temperatur hängt von der Aktivierungstemperatur des jeweils gewählten Katalysators ab. Ferner soll das Produktgas nicht unter den Punkt gekühlt werden, bei dem der darin enthaltene Schwefeldampf sich kondensiert (diese Temperatur, die der Taupunkt für den enthaltenen Schwefel ist, schwankt mit dem Schwefelgehalt des Austrittsgases, der seinerseits eine Funktion des Schwefeldioxidgehaltes des Eintrittsgases ist). Da die sich aufbauende Temperatur den gewünschten Grad für günstigsten Betrieb überschreiten kann, ist eine Umleitung vorgesehen, so daß ein Teil des heißen Produktgases die Katalysatorschicht oder vorzugsweise die nioht-katalytisehe feuerfeste Schicht an einer Stelle in der Nähe der Katalysatorschicht verlassen kann, kurz nachdem die Reaktion eingetreten ist. Die zu benutzende

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Umleitung wird mit der Richtung des Gasflusses schwanken, und zwar in der Weise, daß sie immer das heiße Produktgas gerade nach der Reaktion entfernt. Die an dieser Stelle entfernte ITenge kann abgewandelt, werden, um die Reaktionstemperatur innerhalb der gewünschten Grenzen, nämlich bei ΐ/ahl von öalciumaluminat als Katalysator, zwischen 810 und 1370° C (1500 und 2500° F), vorzugsweise zwischen 925 und 1100° C (1700 und 2000° ?), zu halten.

Bei einer anderen Ausfuhrungsform werden zwei im wesentlichen Identische Kammern statt einer Kammer verwendet, und die Katalysatorschicht liegt in jeder Kammer über der nicht-katalytlschen, durchlässigen, feuerfesten Schicht.

Es ist ersichtlich, daß es sich hierbei nur um eine Ausführungsform einer Anlage mit einer Einzelkammer handelt. Wenn die einzige Kammer rechtwinklig zu ihrer Achse in zwei Teile geschnitten und die abgetrenntenEnden der beiden Abschnitte abgedichtet, jedoch mit einer Leitung verbunden wurden, so würde man das ?»weikarmrersystem erhalten. Es ist jedoch zu betonen, daß im angenommenen Beispiel jede Kammer die halbe Menge an Katalysator enthalten würde, die in der ursprünglichen einzigen Einheit enthalten ist. T)a die Katalysatormenge in der einzigen Einheit ausreichend sein soll, um die Reaktion vor Abzug des Umgebungsgases für die Tempera-

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turkontrolle ein Gleichgewicht erreichen zn lassen, soll folglich die Katalysatormenge in den zwei "Halbeinheiten" gesteigert werden, Ms die Schiohttiefe in jeder Hälfte im wesentlichen gleich derjenigen der ursprünglichen einzigen Einheit ist.

Zu Beginn jedes Zyklus in dem Zweikammersystem werden die nicht-katalytische und die katalytnsche Schicht in einer Kammer -vorgeheizt, während die entsprechenden Schichten in der anderen Kammer im wesentlichen kühl sind. Die Gase des Reaktionsgemisches, die relativ kühl sind (etwa 320° 0 (etwa 600° F)), treten in die vorgeheizte,

Kieselsteinnicht-katalytische/Schicht ein und gehen in die darüber liegende, vorgeheizte Katalysatorschicht mit einer Temperatur,· die mindestens gleich der Aktivierungstemperatur des gewählten Katalysators ist. Im lalle eines Oalciumaluminatkatalysators "beträgt diese mindestens etwa 810 0 (etwa 1500° F). Me exotherme Reaktion erhöht die Temperatur der Produktgase um etwa 100 "bis 220° C (etwa 200 bis 400° F) auf vorzugsweise 925 Ms 1100° 0 (1700 bis 2000⁰F) für den vorgenannten Katalysator. Die heißen Produktgase verlassen diese Kammer am oberen Ende und gehen durch eine Leitung, wandern abwärts durch die KatalysatorscLIcht und darunter in die nicht-katalytische Kieselsteinschicht der zweiten Kammer, wobei beide erhitzt werden. Die relativ kühlen Produktgase, die sich jedoch noch oberhalb des Tau-

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Punktes für den darin enthaltenen Schwefel befinden, verlassen das System an dieser Stelle zur weiteren Verarbeitung. Sowohl bei dem System mit nur einer Kammer als auch bei dem mit zwei Kammern sind die G-asgeschwindigkeiten derart, daß sich Kontaktzeiten mit dem vorerhitzten Katalysator zwischen 0,25 und 3,0 Sekunden, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5 Sekunden, ergeben.

v/ie bei einer einteiligen Anlage wird die Richtung des Gasflusses mittels eines Vierwegeschaltventiles oder einer sonstigen Ventileinriohtung periodisch umgekehrt,
bevor der kalte Kieselsteinofen sich so weit erhitzt hat, daß das Produktgas bei zu hoher Temperatur austritt, um
das Wärmegleichgewicht einzuhalten, und/oder bevor der
heiße Kieselsteinofen sich auf einen Punkt abgekühlt hat, an dem er die Reaktionsmischung bei zu niedriger Temperatur (unterhalb der Aktivierungstemperatur für den gewählten Katalysator) an die Katalysatorschicht abgibt. !Da,wie. bei der Anlage mit nur einer Kammer, mehr Wärme als nötig erzeugt wird, können sich übermäßig hohe Temperaturen in der Katalysatorschicht entwickeln. Eine Nebenschlußleitung ist eingebaut, um einen Teil des Produktgasflusses
abzuzweigen, der in üblicher Weise Wärme an die kühle
Schicht abgibt und zu der Claus-Anlage oder zu irgendeiner anderen gewählten Verfahrensstufe geleitet wird.

Oas Schwefeldioxid, das im Verfahren nach der Er-

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findung reduziert wird, kann praktisch rein sein, oder seine Konzentration im Hüttenabgasstrom, der aufzuarbeiten ist, kann ziemlich niedrig, aber nicht niedriger als 5,0 Volumen-^,sein, während die anderen Bestandteile im wesentlichen aus Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf bestehen.

Als Reduktionsmittel kann man wenigstens ein Gas, wie Kohlenmonoxid.und Wasserstoff oder einen der gasför- ψ raigen Kohlenwasserstoffe verwenden. Zur Benutzung beim vorliegenden Verfahren bestehen die bevorzugten gasförmigen Kohlenwasserstoffe aus solchen, die 1 bis 4 Kohlenstoff atome enthalten einschließlich Naturgas, das ein Gemiso_h gewöhnlich aus Wasserstoff, Methan, Äthan, Propan, Butanen, Pentanen, Stickstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid ist. Die Wahl des Kohlenwasserstoffs richtet sich gewöhnlich nach den Konten statt nach technischen Überlegungen. Kohlenmonoxid und Wasserstoff können einzeln oder kombiniert als Nebenproduktgase anderer chemischer Reaktionen verwendet werden, wie beispielsweise Generatorgas, Wassergas und Synthesegas, die alle Wasserstoff und Kohlenmonoxid in schwankenden Mengenanteilen enthalten. Andere Gase, in denen entweder Kohlenmonoxid und/oder Wasserstoff die vorherrschenden Bestandteile sind, können mit Erfolg benutzt werden, so weit sie in der Lage sind, das Schwefeldioxid mit wirksamer Geschwindigkeit zu reduzieren.

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Wie oben erwähnt, beträgt die zur Erzielung dea Gleichgewichtea in der Reduktion des Schwefeldioxids bei der Durchführung der Erfindung erforderliche Temperatur etwa 650 bia 1370° G (etwa 1200 bis 2500° F), vorzugsweise etwa 925 bis 1100° 0 (etwa 1700 bia 2000⁰F), je nach dem gewählten Katalysator.

Irgendwelche bekannten Katalysatoren, die früher für die Reduktion von Schwefeldioxid verwendet wurden, wie Bauxit, Tonerde, Kieaelaäure, Calciumaulfid, Yanadiumoxide u. dgl. können benutzt werden. Ein Katalysator, der sich jedoch als überraschend wirksam für die Umwandlung von Schwefeldioxid in elementaren Schwefel und/oder andere gasförmige Schwefelverbindungen bei Temperaturen vorzugsweise von 925 bis 1100° C in Gegenwart eines der vorstehend genannten Reduktionsmittel erwiesen hat, ist Calciumaluminat, wie es in der Patentanmeldung P 20 08 466.6 vom 24. "Februar 1970 offenbart wurde.

"Die Reduktion von Schwefeldioxid unter Verwendung eines gaaförmigen Kohlenwasaeratoffes als Reduktionsmittel wird im Gleichgewicht unter Reduktion dea Schwefeldioxids zu elementarem Schwefel und/oder schwefelhaltigen Gasen durchgeführt, wobei der Hauptanteil der Produkte aus Schwefel und/oder Schwefelwasserstoff besteht. Das Molverhältnis der Reaktionspartner (Schwefeldioxid ι reduzierendem Gas) soll in der Größenordnung von etwa

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1,33 "bis 2,0 : 1 liegen, und "bevorzugt ist ein Verhältnis von Schwefeldioxid zu reduzierendem Gas von 1,7 "bis 1,9 :

Die Verweil !seit, die zur Erzielung des Gleichgewichts zwischen der Reaktion des schwefeldioxidhaltigen Gases mit dem reduzierenden Gas in der Katalysatorschioht erforderlich ist, liegt im Bereich von etwa 0,25 "bis 3 Sekunden, vorzugsweise 0,5 Ms 1,5 Sekunden, mit linearen Gasoberflächengeschwindigkeiten bei Annahme eines Schichthohlraumes von 50 $ von etwa 10 bis 600 cm/sec. (1/3 bis 20 I¹US je Sekunde), vorzugsweise 60 bis 300 cm/sec (2 bis 10 Fuß je Sekunde). Bei einer Kontaktzeit von weniger als 0,25 Sekunden ist die Umwandlung unvollständig, während Kontaktzeiten von mehr als 3 Sekunden keine Vorteile ergeben, da das Gleichgewicht bereits erreicht worden ist. Bei Oberflächengeschwindigkeiten von weniger als etwa 10 cm/sec (etwa 1/3 Fuß/sec) wird der Gefäßdurchmesser unpraktisch groß, und bei Oberflächengasgeschwindigkeiten oberhalb 600 cm/sec tritt ein scharfer Anstieg im Druckverlust durch die Katalysatorschicht ein, wodurch sich die Energiekosten entsprechend erhöhen.

Fig. 1 erläutert schematisch eine Ausführungsform der Erfindung, während Fig. 2 in einer Abwandlung eine zweite und bevorzugte Ausführungsform erläutert.

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fe ORiGfNAt

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In "beiden Figuren tritt das schwefelaioxidhaltige (Jas, z. B. Abrüstgas aus der Schmelzung von Pyrrhotiterz, das ungefähr 13 $> Schwefeldioxid, 86 # Stickstoff und 1 # Sauerstoff, auf Wasserfreiheit bezogen, enthält, üblicherweise bei einer Temperatur von etwa 290 bis 345° 0 (etwa 550 bis 650° F) durch Leitung 7 in das System ein. Ein Reduktionsmittel, wie Methan, wird in ausreichender Menge für das gewünschte Molverhältnis von Schwefeldioxid und Reduktionsgas im Reaktionsgemischeund von Schwefelwasserstoff zxx. Schwefeldioxid im Produkt gas, durch Leitung 9 eingeführt und mit dem sohwefeldioxidhaltigen Gas in Leitung 11 vermischt. Die Gasmischung geht durch das S trolling sumkehrventil 13 und folgt dem in durchgehenden Linien dargestellten Weg. Eine geeignete Ventilanordnung kann benutzt werden, die das Volumen heißer Gase bewältigt und die gewünschte Strömungsumkehr ergibt. Die Gase, die das Umschaltventil 13 in der dargestellten Lage verlassen, gehen durch Leitung 17 zur Wärmeaustauschkammer Die Kammern 3 und 4 sind mit einem geeigneten Wärmeadsorptionsmaterial, wie feuerfeste Ziegel, Kieselsteine, Kugeln, Pellets o. dgl. beschickt. Dieses Füllmaterial, das während eines vorhergehenden Zyklus aufgeheizt worden ist, kühlt sich ab, wenn die Reaktionsgase hindurchgehen. Die Wärme, die aus der Packung freigesetzt wird, erhöht die Temperatur der Reaktionsgase für den Eintritt in die Katalysatorschicht und den Reaktorbereich 5. Da sich die Temperatur in dem Wärmesenker 3 dieses Zyklusses ständig

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ändert, wird die Temperatur der in die Katalysatorschicht eintretenden Gase schwanken, aber man darf sie nicht unter die Katalys at oraktivie rungs temperatur fallen oder so hoch sein lassen, daß sich in der Katalysatorschicht Temperaturen entwickeln, die den gewählten Katalysator physikalisch schädigen. Wenn die Gase die Katalysatorschicht erreichen, die auch vorerhitzt worden ist, erfolgt die exotherme Reduktion unter Erhöhung der Temperatur des Produktgases um etwa 100 bis 220° C auf vorzugswi
einem Oaloiumaluminatkatalysator.

etwa 100 bis 220° C auf vorzugsweise 925 "bis 1100° C bei

Im Falle der Fig. 1 fließt das heiße Produktgas weiter in den relativ kühlen Wärmesenker 4, wo es einen grossen Teil seines Wärmeinhalts unter Erhöhung der Temperatur der Packung An den Wärmesenker abgibt. Im Falle der Fig. 2 geht das heiße Produktgas durch Leitung 19 zu der relativ kühlen Katalysatorschicht 6 und dem darunter liegenden Wärmesenker 4, in tfi« bmL4m ·· im* Hauptteil seines Wärmeinhaltes abgibt.

Bei beiden Ausführungsformen nach Fig. 1 und Fig. 2 verläßt das teilweise gekühlte Produktgas, das sich jedoch noch oberhalb des Taupunktes des darin enthaltenen elementaren Schwefels befindet, den Wärmesenker durch leitung 15 und wird im Strömungsumkehrventil 13 über Leitung 25 zu einer Claus-Einheit 33 oder irgendeiner anderen ausgewählten Stelle für weitere Aufarbeitung geschickt.

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Im allgemeinen wird die Kieselateinaohicht 3 innerhalb 2 bis 10 Strömungaminuten ala Wärmequelle weniger wirksam, ao daß die Katalysatorschioht durch eine Reaktionsmischung nicht mehr auf die gewünschte Temperatur gebracht wird. Entaprechend wird die Kjeeelsteinachicht hier zu heiß werden, um daa heiße Produktgas wirkaam zu kühlen. Daa Flußumkehrventil 13 wird dann umgeaehaltet, um daa durch Leitung 10 kommende Reaktionagemiach durch Leitung 15 zur heißen Kieselsteinschicht 4 und die zurückkehrenden heißen Produktgase auf die relativ kühle Kieselsteinschicht 3 bzw. im Falle der Fig. 2 auf die Katalysatorschicht 5 umzuaehalten.

"Daa durch Leitung 25 nach 33 gehende Gas enthält normalerweise einen Überschuß an Schwefelwasserstoff gegenüber dem für die Claus-Reaktion erforderlichen Verhältnis von 2 Raumteilen Schwefelwaaaeratoff je Raumteil Schwefeldioxid. Bin Teil dea zugeleiteten Schwefeldioxids kann deshalb durch Leitung 29 umgeleitet werden, um die der Olaus-Anlage zugeführte Gasmischung einzuateilen.

Oa durch die exotherme Reaktion mehr Wärme ala nötig entwickelt wird, kann das Dreiwegeventil 21 der T?ig.1 einen Teil des heißen Produktgaaes,sogleich nachdem ea Gleichgewichtszuatand in der Katalysatorschicht erreicht

hat, durch Leitungen 19 oder 20, Ventil 23 und. Leitung

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zur Claus-Anlage 33 gelenkt werden. Dieses Ventil 21 wird atets in Verbindung mit dem Strömungaumkehrventil ?'j> "betätigt, so daß der freigelegte Kanal immer derjenige ist, der den Durchgang von heißem Gas gestattet, d. h. Gas, das sowohl die Kieselsteinpackung als auch die Katalysatorschicht durchströmt hat. Die zur Glaus-Anlage 33 .abgezweigte Menge wird durch Ventil 23 derart geregelt, daß sich ein Mittel zur Entfernung überschüssiger Wärme aus dem System ergibt, die andernfalls eine Überhitzung der Kieselsteinschicht und damit der Katalyaatorschicht verursachen würde.

Bei dem in "B¹Ig. 2 dargestellten System wird Überschußwärme aua dem System durch Abzweigung eines Teils des heißen Produktgases durch Leitungen 22, 27 und 25 mit Ventil 23 entfernt} dieser abgezweigte Teil würde andernfalls die Katalysatorachicht und die Kieaelateinschicht überhitzen.

Beispiel 1:

Schwefeldioxidröatgaa mit 10,6 Volumen-^ Schwefel- . dioxid wird mit Methan im Mol-Verhältnia 1,7 : 1 ^SO₂: CH^) nach dem Verfahren der Erfindung unter Anwendung der Anlage nach Pig. 1 umgesetzt. Die Reaktionspartner fließen durch leitung 11, Strömungaumachaltventil 13, Leitung 17 (bzw.15) und treten mit einer Temperatur von etwa 305 bis 320 C

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(etwa 580 bis 600° F) in die vorerhitzte Kieselschient oder den Wärmesenker 3 ein, der aus gebrannten Tonkugeln besteht. Die Reaktionamischung geht durch die hieße Kieselsteinschioht, worin sie sich auf etwa 970° 0 (1780° F) erhitzt^ nnd tritt dann in die Katalysatorschicht ein, die aus Kugeln mit öalciumaluminat auf einem Tonerdeträger besteht. Die lineare Oberflächengasgeschwindigkeit durch das System beträgt etwa 1,5 m/sec (5,0 Fuß/sec) bei einer Gaskontaktzeit von etwa 1,0 Sekunden. Ein Teil des heißen G-ases wird durch Leitung 20 abgezweigt und umgeht so den Kieselsteinofen 4, wodurch die bei der Vorheizung der Schicht 4 zu erzielende Temperatur begrenzt wird. Darauf wird der Reaktionsfluß ungefähr alle 6 Minuten durch Betätigung des TJmaehaltventils 13 umgekehrt. Wenn die Reäktionspartner in die Kieselschicht 4 eintreten, dient die Leitung 19 zur Abzweigung eines Teils des heissen Produktgases mit seinem überschüssigen Wärmeinhalt, der sonst einen übermäßigen Temperaturaufbau in der Katalysatorschicht hervorrufen würde. Wenn dagegen die Reaktionspartner in die Kieselschicht 3 eintreten, wird die Leitung 20 zur Abzweigung eines Teiles des heißen Produktgases für die Temperaturkontrolle benutzt. Diese Abzweigung von heißem Produktgas durch Ventil 23 und Leitung 27 zur Claus-Einheit 33 wird eingestellt, bis die Höchsttemperatur des Katalysators auf etwa 1100 bis 1250⁰C (etwa 2000 bis 2300° F) eingehalten wird.

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Der Hauptteil des Produktgases wird mittels Durchleitung durch diejenige Kieselschicht abgekühlt, die gerade ihren Hauptwärmeinhalt an die eintretenden Reaktionspartner im vorhergehenden Zyklus abgegeben hat. Wenn man ' so verfährt, wird jene Schicht in Vorbereitung auf den folgenden Zyklus wieder-erhitzt,

Eine bezeichnende Analyse des durch Leitung 11 in das System eintretenden Reaktions gemisches in Mol-56 und * des das System durch Leitung 25 verlassenden Gemisches ist folgende:

SO₂ O₂ H₂ F₂ CH₄ H₂O H₂S CO CO₂ S eintretend 10,0 0,8 — 68,4 5*8 15,0 — — — — austretend 1,8 — 2,1 68,3 — 17,4 2,0 1,1 4,4 2,8

Im folgenden wird ein Vergleich zwischen diesem "System mit einer einzigen Einheit und dem System mit zwei Ein- ^ heiten gezogen.

Beispiele 2 und 3*

Sohwefeldioxidröstgas mit '10,6 Volumen-^ Schwefeldioxid wird mit Methan nach dem Verfahren der Erfindung unter Verwendung des Gerätes nach Fig. 2 umgesetzt. Es werden zwei Durchgänge ausgeführt, welche die Beispiele 2 und 3 darstellen. Die Reaktionapartner fließen durch Leitung 11, Strömungsumschaltventil 13, Leitung 17 (bzw. 15)

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und treten in die vorerhitzte Kieselschicht oder den Wärmesenker 3 mit einer Temperatur von etwa 305 "bis 320° 0 (etwa 580 bis 600° P) ein. Die Reaktionsmischung geht durch die heiße Kieaelschicht, worin aie auf eine Temperatur von etwa 900° 0 (1650° P) angehoben wird und tritt in eine Katalyaatorachicht derselben physikalischen Porm und Zusammensetzung wie in Beispiel 1 ein. Die lineare Oberflächengeschwindigkeit durch das System beträgt etwa 1,5 m/sec (5 Puß/seo) bei einer Kontaktzeit von etwa 1 Sekunde. Die in der Katalysatorschioht erzielte Höchsttemperatur beträgt etwa 1230° ö (2250° F)»Bin Teil dea heißen Gases wird durch leitung 22 abgezweigt, um die Katalysatorschicht 6 und die Kieselschicht 4 zu umgehen und damit die bei der "Vorheizung zu erzielende Temperatur zu begrenzen. Darauf wird der Pluß der Heaktionspartner ungefähr alle sechs Minuten umgeschaltet. Die Abzweigung von heißen Produktgasen durch Leitung 22, Ventil 23 und Leitungen 27 und 25 zur Olaus-Anlage 33 wird eingestellt, bis die Höchsttemperatur des Katalysators auf etwa 1010 bis 1120° C (etwa 1850 bis 2050° P) eingehalten wird.

Der Hauptteil des Produktgases wird mittels Durchganges durch diejenige Kieselschioht abgekühlt, die gerade ihren Hauptwärmeanteil an die eintretenden Reaktionspartner im vorhergehenden Zyklus abgegeben hat. Wenn man so verfährt, wird die Kieseischicht zur Vorbereitung für den folgenden Zyklus wieder aufgeheizt.

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Eine bezeichnende Analyse des durch Leitung 11 in das System eintretenden Reaktionagemisches in Mol-$ und des daa System duroh Leitung 25 verlassenden Produktgaaes findet sich nachstehend. Es ist absichtlich nicht gesagt, dafl es sich um das bei 33 austretende G-as handelt, denn dies würde die Umgehungsgase aus Leitung 27 und das reine, nicht umgesetzte Hütteiiwerkabgas umfassen, das aus Leitung 29 durch Ventil 31 eintritt, um das Verhältnis von H₂S und SOg für die Ölaua-Anlage einzustellen.

SO₂ O₂ H₂ N₂ OH₄ H₂O H₂S CO CO₂ S

eintretend

Beispiel 1» 10,0 0,8 — 68,4 5,8 15,0 — — — — Beispiel 2» 10,0 0,8 — 6 8,4 5,8 15,0 -- — — — Beispiel 3» 10,0 0,8 — 68,4 5,8 15,0 — — -- —

austretend:

Beispiel 1: 1,8 — 2,1 68,3 -- 17,4 2,0 1,1 4,4 2,8

Beispiel 2: 1,65 — 1,7 68,3 — 17,5 2,4 0,78 4,8 2,8

Beispiel 3: 1,65 — 1,65 68,3 — 17,3 2,5 0,72 5,0 2,8

Es ist eine vergleichsweise kleine Differenz zwischen den Durchgängen festzustellen. Die Anlage mit einer einzigen Einheit nach Fig. 1 neigt jedoch dazu, heißer zu laufen als die Doppelanlage nach Fig. 2, und sie ist schwieriger zu kontrollieren. Die höheren Temperaturen verkürzen die Lebensdauer des Katalysators, was zu einer rascheren

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Zerstörung der Kugelkörper führt. Aus diesem Grunde wird das System mit zwei Einheiten bevorzugt.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herateilung von Schwefel und Schwefelwas aera toff aus schwefeldioxidhaltigem Gas durch Gleichgewichtsreaktion dee Gases mit einem gasförmigen Reduktionsmittel, bestehend aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid und/oder gaaförmigemi Kohlenwasserstoff, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Reakt ions gemisch der Gase durch ein Reaktorsyetem in Wärmeaustausch mit einer gasdurchlässigen Schicht feuerfesten Materials, die einen ersten Abschnitt aus katalytisch inertem Material aufweist, leitet, um die Temperatur des Gasgemisches auf etwa 540 bie 980°0 (etwa 1000 bis 1800° F) zu bringen, das erhitzte Gasgemisch durch mindestens einen katalytisch aktive» Material aufweisenden Abschnitt der Schicht leitet, worin das Gasgemisch mit dem katalytischen Material während eines Zeitraumes von 0,25 bis 3,0 Sekunden in Kontakt steht, und das Gasgemisch durch die Katalysatorschicht mit einer linearen Oberflächengasgeschwindigkeit von 10 bis 600 cm/sec (1/3 bis 20 luß/sec) leitet, während man die Temperatur in der Katalysatorschient im Bereich von etwa 650 bis 1370° 0 (1200 bis 2500° P) unter Umwandlung des Schwefeldioxids in Schwefel und Schwefelwasserstoff hält, das Produktgas durch einen zweiten Abschnitt aus im wesentlichen katalytisch inertem, feuerfesten Material leitet, um die Temperatur des Produkt-

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gases auf etwa 450 bis 540° 0 (etwa 850 bis 1000° F) zu senken, den Schwefel aua dem gekühlten Gasstrom gewinnt und die Gasflußrichtung durch den Reaktor periodisch wechselt, um den Katalysatorabschnitt auf der Reaktionstemperatur zu halten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Reaktionspartner enthaltende Gasstrom auf etwa 260 bis 370° 0 (500 bis 700° F) vorerhitzt wird, bevor er in den ersten Abschnitt aus katalytisch inertem Material eingeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgemisch auf mindestens 800° 0 (1500° F) vorerhitzt wird und die .Katalysatorschicht mit einer Temperatur zwischen 930 und 1370° C (1700 und 2500° F) verläßt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Produktgase periodisch den aweiten Abschnitt der katalytisch inerten Schicht zur Regelung der Reaktionstemperatur umgehen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktorsystem aus dem Reaktionsgefäß mit katalytisch aktivem, feuerfestem Material, eingelagert zwischen katalytisch inertem, feuerfestem Material, besteht.'

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6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß daa Realctorayatem aua zwei Gefäßen besteht, von denen jedes einen Abachnitt aua katalytisch aktivem, feuerfestem Material und einen Abachnitt aua katalytiach inertem, feuerfeatem Material enthält.

7t Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwefelwasserstoff in dem Produktstrom mit Schwefeldioxid unter ausreichenden Bedingungen weiter umgesetzt wird, um den Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid zu weiterem elementaren Schwefel umzusetzen.

8, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß daa Verhältnis von Schwefeldioxid zu reduzierendem Gas im Bereich von 1,0 big 6,5 ί 1 liegt und die Temperatur im Xatalysatorabschnitt etwa 920 bia 1100° C (1700 bis 2000° F) beträgt.

9. Verfahren nach Anapruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die wirksame Kontaktzeit im Reaktorsystem tischen 0,33 und 1,0 Sekunden liegt.

10. Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lineare Oberflächengasgeachwjr/ligkeit der durch die Katalysatorschicht gehenden Reaktionsgase etwa 60 bis 300 cm/sec (2 bis 10 ?uß/aec) beträgt.

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BADORtQtNAt

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das katalytisehe" Material aus Calciumaluminat besteht.

1?. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel aus Wasserstoff "besteht.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel aus Kohlenmonoxid besteht.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel aus einem Naturgas und/oder einem niedermolekularen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Methan, besteht.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Mol-Verhältnis von Schwefeldioxid zu Methan im Bereich von 1,33 bis 2,0 t 1 liegt.

16. Vorrichtung zur Durchführung exothermer Reaktionen bei hoher Temperatur in der Gasphase, gekennzeichnet durch ein einziges mit einer Packung versehenes Reaktorgefäß mit Gaseinlässen an jedem Ende, ÖH* eine gasdurchlas8ige, feuerfeste, katalytische Schicht in der Mitte innerhalb

aus

des Gefäßes, eingeschaltet zwischen zwei/gasdurchlässigen, feuerfesten Material bestehenden, im wesentlichen katalytisch inerten Schichten, wobei die beiden Gasanschlüsse durch Leitungen mit einem Strömungsumkehrventil verbunden sind.

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17. Torrichtung nach. Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß je eine von zwei Leitungen an eine der "beiden nichtkatalytischen Schichten des Reaktors angeschlossen ist, die Verbindung in jedem Fall dicht zur Grenzflache zwischen der Katalysatorschicht und der nicht-katalytischen Schicht ist, die Leitungen auch an zwei öffnungen eines Dreiwegeventils angeschlossen sind, und die dritte und geraeinsame öffnung des Ventils durch eine Leitung an die Produktleitung derart angeschlossen ist, daß Gras von jeder nicht-katalytischen Schicht wechselweise in der Produktleitung abgezweigt werden kann.

18. Vorrichtung, zur Durchführung von exothermen Reaktionen bei hoher Temperatur in der Gasphase, gekennzeichnet durch ein System von zwei Reaktoren, deren jeder am einen Ende mit einem gasdurchlässigen, feuerfesten, katalytischen Material und am anderen Ende mit einem gasdurchlässigen, feuerfesten, im wesentlichen nicht katalytisehen Material beschickt ist, wobei die Reaktoren durch eine Leitung an ihren mit dem feuerfesten Katalysator beschickten Enden und am anderen Ende durch eine Leitung mit einem Vierwege-Umkehrventil derart verbunden sind, daß in das Ventil eintretendes Speisegas abwechselnd zu der inerten Schicht eines der beiden Reaktoren,

durch dessen Katalysatorschicht, durch die Leitung zu der Katalysatorschicht des anderen Reaktors und dann durch dessen katalytisch inerte Schicht zurück sum Ventil und von dort zur angeschlossenen Proriuktleitung geführt wird. 309830/0982

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19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ansteile einer Begrenzungsebene zwischen den zwei unterschiedlichen Packungen ein Übergangsbereieh von der einen Art zur anderen vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-katalytische, feuerfeste Material aus
Kieseln aus gebranntem, feuerfestem Ton und das katalytisch aktive, feuerfeste Material aus Calciumaluminat besteht.

21. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kiesel aus gebranntem, feuerfestem Ton unregelmäßig oder regelmäßig gestaltete Körper von 0,5 bis 7,5 cm (1 bis 3 Zoll) sind.

22. Vorrichtung nach AnsDruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das katalytisch aktive Material aus Kieseln aus
aktiviertem Bauxit oder aktivferter Tonerde besteht.

23. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Calciumaluminatkatalysator mit Tonerde zu feuerfesten Kugeln verformt ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Calciumaluminatpackung aus unregelmäßigen oder regelmäßigen Körpern von ungefähr 9,5 bis 16 mm (3/8 bis 5/8 Zoll) besteht.

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