DE2221997B2

DE2221997B2 - Verfahren zur Entfernung von anorganischen und organischen Schwefelverbindungen aus Abgasen

Info

Publication number: DE2221997B2
Application number: DE19722221997
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz Dipl.-Ing. 6500 Mainz Doerr; Hugo 6000 Frankfurt Grimm; Robert Dipl.-Chem. 8420 Kelheim Peichl; Ekkehard Dipl.-Ing. 6104 Jugenheim Seitz; Michael 6050 Offenbach Tacke
Original assignee: Metallgesellschaft AG; Sued Chemie AG
Current assignee: GEA Group AG; Sued Chemie AG
Priority date: 1971-11-24
Filing date: 1972-05-05
Publication date: 1978-10-05
Also published as: BE791830A; JPS4859075A; DE2158139B2; DE2158139C3; DE2221997C3; RO63970A; DE2158139A1; SE399649B; FR2160844B3; FR2160844A1; CA971336A; DE2221997A1; IT971052B; GB1397256A; NL7215619A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anwendung des Verfahrens zur Entfernung von SO₂ aus Abgasen durch Behandlung der Gase mit peroxydischwefelsäurehaltiger verdünnter Schwefelsäure gemäß Patentanmeldung P 2158139.

Viele Abgase enthalten relativ geringe Mengen an SO₂. Als Beispiel seien genannt Abgase von Schwefelsäurekontaktanlagen, Verbrennungsgase von schwefelhaltigen Brennstoffen und metallurgische Abgase. Im Hinblick auf die Reinhaltung der Luft sollen die Abgase möglichst geringe Mengen an SO₂ enthalten.

Der Patentanmeldung P 2 158139 liegt die Aufgabe zugrunde, die Entfernung von SO₂ aus Abgasen in technisch einfacher Weise und möglichst wirtschaftlich zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Entfernung von SO₂ aus Abgasen durch Behandlung der Gase mit peroxydischwefelsäurehaltiger verdünnter Schwefelsäure, wobei
a) die Abgase mit peroxydischwefelsäurehaltiger verdünnter Schwefelsäure in einem venturiartigen Apparat im Gleichstrom unter Einleitung der Gase und der Säure im Kopf des Venturi behandelt werden,

b) die aus dem Venturi austretenden Gase und Säure auf eine Füllkörperschicht geleitet werden,

c) das dabei durch Oxydation des SO₂ entstanden

SO₃ in der verdünnten Schwefelsäure absorbiert wird,

ίο d) die Säure weitgehend in einem Sumpf abgeschieden wird,

e) das Gas mit restlicher Säure aufsteigend in einem Turm durch einen Tropfenabscheider geleitet wird,

f) die Peroxydischwefelsäure unter Verwendung ständig frischer verdünnter Schwefelsäure als Zellensäure elektrolytisch erzeugt wird,

g) die Zellensäure, welche Peroxydischwefelsäure in einer Konzentration von 200—300 g/l enthält, der verdünnten Schwefelsäure zugemischt wird, und

h) die bei der Behandlung der Gase zerfallene Peroxydischwefelsäure und die aus dem SO₃ gebildete Schwefelsäure zusammen mit der verdünnten Schwefelsäure abgezogen wird,

wobei die Schritte c), g) und h) bekannt sind.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß die Gase in einer unteren Schicht des Tropfenscheiclers an porösen Füllkörpern mit einer Korn-JO größe von 5-20 mm, vorzugsweise 9—15 mm, nachabsorbiert werden, und daß eine Nachabscheidung in einer auf den porösen Füllkörpern liegenden Schicht von Füllkörpern mit einer Korngröße von etwa 20 bis 50 mm erfolgt. In der unteren Schicht findet eine Vor-J5 abscheidung von mitgerissenen Säuretröpfchen statt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schicht wird an den Füllkörpern ein Flüssigkeitsfilm aufrechterhalten, an dem eine Nach-Absorption eintritt. Dadurch wird eine weitgehende Adsorption des im Gas vorhandenen SO₃ bewirkt. Wird der Flüssigkeitsfilm dicker, so tropft eine entsprechende Menge an Schwefelsäure aus der Schicht herunter. Die porösen Füllkörper müssen natürlich säurebeständig sein. Die obere Schicht besteht aus säurefesten aber nicht porösen Füllköpern. Sie dient gleichzeitig als Beschwerung der darunter liegenden feinkörnigen Schicht und als Nachabscheider für im Gas vorhandene Säuretröpfchen.

Das Verfahren ist insbesondere für Behandlung von so Endgasen von Schwefelsäurekontaktanlagen geeignet, da dort die anfallende verdünnte Schwefelsäure in den Säurekreislauf gegeben und aufkonzentriert werden kann. Weiterhin kann die anfallende verdünnte Schwefelsäure direkt verarbeitet werden, z. B. bei der Herstellung von Düngemitteln.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß das Verfahren der Patentanmeldung P 2158139 neben der Entfernung von SO₂, SO₃ und Schwefelsäurenebel auch zur Entfernung von zu elementarem Schwefel und/oder zu SO₃ oxydierbaren organischen Schwefelverbindungen - wie z. B. Merkaptane - und zur Entfernung von SO₂ verschiedenen anorganischen Schwefelverbindungen — wie z. B. H₂S - sowie zur Oxydation gleichzeitig anwesender organischer Verbindungen zu CO₂ und H₂O geeignet ist.

Die Erfindung besteht in der Anwendung des Verfahrens zur Entfernung von SO₂ aus Abgasen durch Behandlung der Gase mit peroxydischwefelsäurehal-

tiger verdünnter Schwefelsäure, wobei

a) die Abgase mit peroxydischwefelsäurehaltiger verdünnter Schwefelsäure in einem venturiartigen Apparat im Gleichstrom unter Einleitung der Gase und der Säure im Kopf des Venturi behandelt werden,

c) das dabei durch Oxydation des SO₂ entstandene SO₃ in der verdünnten Schwefelsäure absorbiert wird,

d) die Säure weitgehend in einem Sumpf abgeschieden wird,

gj die Zellensäure, welche Peroxydischwefelsäure in einer Konzentration von 200-300 g/l enthält, der verdünnten Schwefelsäure zugemischt wird, und

h) die bei der Behandlung der Gase zerfallene Peroxydischwefelsäure und die aus dem SO₃ gebildete Schwefelsäure zusammen mit der verdünnten Schwefelsäure abgezogen wird.
wobei die Schritte c), g) und h) bekannt sind, gemäß Patentanmeldung P2158 139 auf die Entfernung von zu elementarem Schwefel und/oder zu SO₃ oxydierbaren organischen und von SO₂ verschiedenen anorganischen Schwefelverbindungen.

Eine Ausgestaltung besteht in der Anwendung auf die Oxydation gleichzeitig anwesender organischer Verbindungen zu CO₂ und H₂O.

Die Ausgestaltungen des Unteranspruches der Patentanmeldung P 2158139 lassen sich ebenfalls auf die Erfindung anwenden.

Die Erfindung wird anhand der Figur näher und beispielsweise erläutert.

Die Figur zeigt ein Fließschema der Elektrolyse mit einer nachgeschalteten venturiartigen Behandlungsstufe im Anschluß an eine Schwefelsäurekontaktanlage (nicht dargestellt).

Über Leitung 1 wird Schwefelsäure aus dem Endabsorber der Schwefelsäurekontaktanlage und über Leitung 2 Verdünnungswasser in ein Mischgefäß 3 geleitet. Mittels einer Pumpe 4 wird die verdünnte Schwefelsäure als Zellensäure über Leitung 3, Säurekühler 6 und Leitung 7 in die Elektrolyse 8 geleitet, wo Peroxydischwefelsäure erzeugt wird. Peroxydischwefelsäurehaltige Zellensäure wird über Leitung 9 aus der Elektrolyse 8 abgezogen. Von der verdünnten Schwefelsäure, die im Säurekühler 6 gekühlt wird, wird ein Teilstrom über Leitung 10 in das Mischgefäß 3 zurückgeleitet.

In den Kopf des venturiartigen Apparates 11 wird über Leitung 12 das Abgas dei Schwefelsäurekontaktanlage geleitet. Mit der Düse 13 wird peroxydischwefelsäurehaltige verdünnte Schwefelsäure eingedüst und mit dem Gas vermischt. Unterhalb der

ίο Erweiterung des Venturi ist eine Füllkörperschicht 14 angeordnet, auf die die mit der Säure vermischten Gase treffen und beim Durchgang noch inniger vermischt werden. Ein großer Teil der Säure wird in dem Sumpf 15 abgeschieden. Das Gas mit der restlichen Schwefelsäure gelangt durch den Stutzen 16 in das Gehäuse 17, in dem ein Tropfenabscheider 18 angeordnet ist. Die restliche Schwefelsäure gelangt in den Sump 19 am Boden des Gehäuses 17. Das reine Abgas wird über Leitung 20 abgeführt. Der untere Teil des Tropfenabscheiders 18 besteht aus einer Schicht von feinkörnigen porösen Füllkörpern, der obere Teil aus einer Schicht von grobkörnigen Füllkörpern. In der unteren Schicht erfolgt eine Nach-Absorption, in der oberen Schicht eine Nachabscheidung von Säuretröpfchen. Die Säure aus dem Sumpf 19 fließt durch eine Verbindungsleitung 21 in den Sumpf 15. in der Verbindungsleitung 21 wird über Leitung 9 peroxydischwefelsäurehaltige Zellensäure zugemischt. Aus dem Sumpf 15 wird über Leitung 22,

jo Pumpe 23 und Leitung 24 peroxydischwefelsäurehaltige Zellensäure in die Düse 13 geleitet. Aus der Verbindungsleitung 21 wird über Leitung 25 vor der Zugabe der peroxydischwefelsäurehaltigen Zellensäure eine Säuremenge abgezogen, die der bei der Behandlung der Gase zerfallenen Peroxydischwefelsäure und der aus dem SO, gebildeten Schwefelsäure entspricht.

Die Vorteile der Erfindung bestehen hauptsächlich

darin, daß es möglich ist, auf technisch einfache Weise und in wirtschaftlicher Weise aus Abgasen neben SO₂ und falls vorhanden SO₃ und Schwefelsäurenebel andere Schwefelverbindungen weitgehend zu entfernen und organische Verbindungen in CO₂ und H₂O umzuwandeln. Dadurch wird ein sehr sauberes Abgas erzielt, zu dessen Abführung keine hohen und speziellen Säurekamine erforderlich sind. Bereits vorhandene Kamine werden von dem Abgas weit weniger angegriffen. Die Elektrolyse wird nicht verunreinigt und zerstört, so daß die Gutschrift für die gewonnene Schwefelsäure einen beträchtlichen Teil der Betriebskosten deckt. Die anfallende verdünnte Schwefels? ure kann in einen bestehenden Säurekreislauf geleitet werden oder direkt weiterverarbeitet werden.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anwendung des Verfahrens zur Entfernung von SO₂ aus Abgasen durch Behandlung der Gase mit peroxydischwefelsäurehaltiger verdünnter Schwefelsäure, wobei

d) die Säure weitgehend in einem Sumpf abgeschieden wird,

g) die Zellensäure, welche Peroxydischwefelsäure in einer Konzentration von 200-300 g/l enthält, der verdünnten Schwefelsäure zugemischt wird, und

h) die bei der Behandlung der Gase zerfallene Peroxydischwefelsäure und die aus dem SO₃ gebildete Schwefelsäure zusammen mit der verdünnten Schwefelsäure abgezogen wird, gemäß Patentanmeldung P 2158 139 auf die Entfernung von zu elementarem Schwefel und/oder zu SO₃ oxydierbaren organischen und von SO₂ verschiedenen anorganischen Schwefelverbindungen.

2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf die Oxydation gleichzeitig anwesender organischer Verbindungen zu CO₂ und H₂O.