DE2227086C2

DE2227086C2 - Verfahren zur Reinigung eines Industrieabgases

Info

Publication number: DE2227086C2
Application number: DE2227086A
Authority: DE
Inventors: Andre Chatou Yvelines Deschamps; Claude Maisons-Laffite Yvelines Dezael; Philippe Noixy-Le-Roi Yvelines Renault
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1971-06-07
Filing date: 1972-06-03
Publication date: 1983-04-28
Also published as: SU593645A3; BE783783A; NO135772B; CA970136A; DE2227086A1; SE390702B; NL7207632A; GB1398986A; DK140875C; NO135772C; IT959785B; JPS5611489B1; US3883643A; DK140875B

Description

a) genanntes Erhitzen zwischen 110 und 18O⁰C durchgeführt wird,

b) man dann zwischen 180 und 350° C die verbleibende flüssige Phase mit Schwefel, Schwefelwasserstoff, Kohlenmonoxid, Wasserstoff oder Amoniumthiosulfat weiter erhitzt,

c) man das Schwefeldioxid und den Ammoniak, welche in Stufe a) und b) entstanden sind, mit Schwefelwasserstoff zwischen 100 und 200°C zur Herstellung von Schwefel in Kontakt bringt,

und man den Schwefel abtrennt, die Dämpfe, die Ammoniak und Wasser enthalten, kondensiert und man das resultierende Kondensat in die Kontaktzone des zu reinigenden Gases mit dem Absorptionsmittel zurückführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Stufe c) in Gegenwart einer organischen Flüssigkeit durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Flüssigkeit ein Alkylenglykol, ein Polyalkylenglykol oder ein Glykol- oder Polyalkylenglykoläther und/oder -ester ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die verdünnte wäßrige Sulfitlösung, die aus der Nachwäsche der Gase mit Wasser stammt, mit einem schwech anionischen Harz in Kontakt bringt, daß man die regenerierte Lösung in die Zone des letzten Kontaktes mit dem Industrieabgas zurückführt, daß den Kontakt mit dem Harz in regelmäßigen Abständen unterbricht und dieses Harz durch Behandlung mit dem aus Stufe c) kommenden Kondensat regeneriert und daß man dieses Harz mit der wäßrigen Lösung aus der Nachwäsche der Gase in Kontakt bringt.

herabsetzen will.

Die DE-OS 18 17 015 beschreibt die Behandlung eines Gases, das SO₂ und SO₃ enthält, mit einer wäßrigen Lösung von Ammoniumsulfit, und die anschließende Desorption des SO₂ durch Erhitzen dieser Lösung auf 105° C im Sumpf und 70 bis 75° C am Kopf.

Das desorbierte Gas entweicht bei dieser Temperatur. Es besteht im wesentlichen aus SO₂ mit höchstens Spuren von Ammoniak.

Die DE-OS 18 17 015 verwendet eine zusätzliche Vorwäsche, um den Gehalt an chemischen Verbindungen, wie Asche und Stickstoffoxide, welche die Oxidation von Schwefeldioxid und damit die Entstehung von Sulfaten begünstigen, zu verringern.

Entstehende Sulfate werden aus dem Verfahren abgezogen.

Die Verfahren gemäß dem bisherigen Stand der Technik weisen die Nachteile des Anfalles von gasförmigem SO₂ und von Sulfat sowie den Verlust von Ammoniak, der im Ammoniumsulfat verloren geht, auf.

Demgegenüber liegt vorliegender Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reinigung von SO₂ und/oder SO3, neben Sauerstoff, enthaltenden Industrieabgasen zu liefern, das ein lagerfähiges Abfallprodukt ergibt und nur geringen Bedarf bzw. Ersatzbedarf an Chemikalien für die Adsorption benötigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß

a) genanntes Erhitzen zwischen 110 und 180⁰C durchgeführt wird,

b) man dann zwischen 180 und 350⁰C die verbleibende flüssige Phase mit Schwefel, Schwefelwasserstoff, Kohlenmonoxid, Wasserstoff oder Ammoniumthiosulfat weiter erhitzt,

c) man das Schwefeldioxid und den Ammoniak, welche in Stufe a) und b) entstanden sind, mit Schwefelwasserstoff zwischen 100 und 200⁰C zur Herstellung von Schwefel in Kontakt bringt,

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung eines Industrieabgases, welches zugleich Schwefeldioxid und Sauerstoff und/oder Schwefeltrioxid enthält, bei dem man dieses Gas in Kontakt bringt mit einem Absorptionsmittel das aus einer wäßrigen Lösung von Ammoniak und/oder neutralem Ammoniumsulfit besteht, und daß man die erhaltene Lösung erhitzt.

Zahlreiche Industrieabgase, z. B. der Rauch von Wärmekraftwerken, enthalten Schwefeldioxid und -trioxid, Das Ausstoßen dieser Abgase in die Atmosphäre führt zur Luftverschmutzung und wirft Probleme auf, deren Lösung kostspielig ist.

In der Regel überwiegt der Gehalt an Schwefeldioxid, während das Schwefeltrioxid nur in verhältnismäßig geringen Mengen vorhanden ist. Dennoch ist es wesentlich, beide Gase zu eliminieren, wenn man den Schwefelgehalt in Industrieabgasen auf tragbare Werte und man den Schwefel abrennt, die Dämpfe, die Ammoniak und Wasser enthalten, kondensiert und man das resultierende Kondensat in die Kontaktzone des zu reinigenden Gases mit dem Absorptionsmittel zurückführt.

Besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind dadurch gekennzeichnet,
daß man die Stufe c) in Gegenwart einer organischen Flüssigkeit durchführt,

daß die organische Flüssigkeit ein Alkylenglykol, ein Polyalkylenglykol oder ein Glykol- oder Polyalkylenglykoläther und/oder -ester ist, und

daß man die verdünnte wäßrige Sulfitlösung, die aus der Nachwäsche der Gase mit Wasser stammt, mit einem schwach anionischen Harz in Kontakt bringt, daß man die regenerierte Lösung in die Zone des letzten Kontaktes mit dem Industrieabgas zurückführt, daß man den Kontakt mit dem Harz in regelmäßigen Abständen unterbricht und dieses Harz durch Behandlung mit dem aus Stufe c) kommenden Kondensat regeneriert und daß man dieses Harz mit der wäßrigen Lösung aus der Nachwäschen der Gase in Kontakt bringt.

Das Reinigungsverfahren der vorliegenden Erfindung weist die bemerkenswerte Eigenschaft auf, daß es den SO2- und SOß-Gehalt in Industrieabgase, insbesondere

in dem Rauch von Wärmekraftwerken und in manchen Abgasen chemischer Fabriken herabsetzt, indem es sie in Schwefel überführt, welcher eine ieicht zu lagernde, nicht verunreinigende und industriell verwertbare Substanz ist. Dieses Verfahren besteht aus mehreren Stufen: In einer nicht erfindungsgemäßen Stufe wird ein unreines Gas, welches an Verunreinigung Schwefeldioxid und Sauerstoff und/oder Schwefeltrioxid enthält, bei einer gewöhnlich zwischen 0 und 10O⁰C liegenden Temperatur und vorzugsweise zwischen 40 und 60° C mit einer wäßrigen Absorptionslösung in Kontakt gebracht

Die wäßrige Absorptionslösung enthält Ammoniak und/oder neutrales Ammoniumsulfat und kann geringe Mengen Schwefelwasserstoff enthalten, deren Herkunft nachstehend erklärt wird. Das verunreinigende Gas geht mit einem verringerten SO2 und SO3-Gehalt aus dem Reinigungsprozeß hervor, während die Lösung mit SO; und SO3 in Form von Ammoniumsulfiten und -sulfaten angereichert ist, die selbst als wäßrige Lösung vorliegen; die Sulfite sind hauptsächlich das neutrale und/oder das saure Ammoniumsulfit, und die Sulfate bestehen hauptsächlich aus dem neutralen Ammoniumsulfat. Die Sulfate gehen aus der Umsetzung von SO₃ mit dem Ammoniak oder den Ammoniumsulfiten hervor, wobei das SO3 entweder aus dem behandelten Gas oder aus der Oxidation von SO2 mit Luft oder dem in der Absorptionszone vorhandenen Sauerstoff stammt. Die Lösung kann auch Thiosulfate enthalten die bei der Umsetzung der Sulfite mit dem Schwefelwasserstoff entstehen.

Die erfindungsgemäße Arbeitsweise des vorliegenden Verfahrens besteht darin, daß die Lösung der Ammoniumsulfite und -sulfate auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der Wasser verdampft und zumindest der größte Teil der Sulfite ohne wesentliche Umwandlung der Sulfate zersetzt wird (das neutrale Ammoniumsulfat kann jedoch in saures Ammoniumsulfat umgewandelt werden; das Thiosulfat kann in bestimmten Fällen teilweise in Schwefel, SO2 und NH3 umgewandelt werden). Wenn man bei einem Druck nahe dem Atmosphärendruck arbeitet, liegt diese Temperatur gewöhnlich zwischen etwa 110 und 18O⁰C. Es ist jedoch gleich, mit welchem Druck man arbeitet. So erhält man zum einen eine Gasphase, die hauptsächlich SO2, NH3 und H₂O enthält, und und zum anderen eine im wesentlichen flüssige Phase, die Ammoniumsulfat (im wesentlichen das saure Ammoniumsulfat), gegebenenfalls Ammoniumihiosulfat und gegebenenfalls noch Ammoniumsulfit enthält. Diese Phase kann eine beträchtliche Menge Wasser enthalten.

In einer weiteren Stufe wird die flüssige Phase, die aus der zweiten Stufe kommt, weiter erhitzt, z. B. auf eine Temperatur zwischen 180 und 350°C, und bei dieser Temperatur mit einem Reduktionsmittel, welches Schwefel, Schwefelwasserstoff und Ammoniumthiosulfat sein kann, umsetzt. Die Reaktionen sind die folgenden:

► 3SO2 + 2NH3 + 2H2O

2SO4HNH4 + S

3SO4HNH4

2 SO₄HNH₄-FS₂O₃ (NH₄)₂-4 SO₂+ 4 NH₃+ 3 H₂O

Wenn man will, kann man einen Überschuß an einem oder dem anderen Reaktionsteilnehmer verwenden. Das Reduktionsmittel kann Ammoniumthiosulfat oder

65 der aus dessen Zersetzung stammende Schwefel sein, von dem bereits in der Beschreibung der erwähnten Stufen die Rede war. Man kann auch Kohlenoxid oder Wasserstoff einsetzen.

Falls jedoch die Menge an Ammoniumthiosulfat nicht ausreicht, um den vorstehend angegebenen Beziehungen zv entsprechen, kann man Schwefel oder Schwefelwasserstoff zugeben, um die Umwandlung des Ammoniumsulfats in das Schwefeldioxid + Ammoniak-Gemisch zu gewährleisten. Wenn jedoch umgekehrt die Ammoniumsulfatmenge zu gering ist, kann man ohne weiteres Schwefelsäure oder Ammoniumsulfat zusetzen. Der Rückstand der dritten Stufe, falls vorhanden, besteht im wesentlichen aus Asche und kann ausgeschieden werden.

In einer weiteren Stufe werden die Gasphasen der vorherigen Stufen, die Wasser, Schwefeldioxid und Ammoniak oder die aus ihrer Rekombination stammenden Ammoniumsulfite enthalten, bei einer Temperatur von 100 bis 200° C, mit Schwefelwasserstoff behandelt. Folgende Umsetzung findet statt:

SO2 + 2H2S-3S + 2H2O

Das Ammoniak reagiert normalerweise nicht, wirkt jedoch als Katalysator der oben genannten Umsetzung.

Man erhält zum einen Schwefel und zum anderen ein Gas, welches Ammoniak, Wasserdampf sowie gegebenenfalls geringe Mengen an nicht umgewandeltem Schwefeldioxid und/oder Schwefelwasserstoff enthält. Dieses Gas kann nach Kühlung und Kondensation in den Kreislauf der ersten Verfahrensstufe zurückgeführt werden und so die Absorptionslösung wiederherstellen.

Die Stöchiometrie der Umsetzung dieser Stufe wird

TJC *)

bei einem Molverhältnis von -rrr- gleich — erhalten.

Man kann dieses Verhältnis jedoch nach Belieben verändern und z. B. einen Überschuß an Schwefelwasserstoff verwenden, um noch mehr Ammoniumthiosulfat in der Zone der ersten Stufe zu bilden. So kann man das Verhältnis Sulfat/Thiosulfat im Hinblick auf die Umsetzung einstellen.

Diese Stufe wird vorzugsweise in Gegenwart einer organischen Flüssigkeit durchgeführt. Zahlreiche Lösungsmittel können in dieser Stufe verwendet werden. Genannt seien Tetramethylensulfon, das N-methyl-pyrrolidon, die schweren Alkohole mit z.B. 12 bis 20 Kohlenstoffatomen, die Alkoholester und im allgemeinen alle bei der Umsetzungstemperatur gegenüber Verbindungen wie H₂S und SO₂ inerten Flüssigkeiten.

Man verwendet vorzugsweise die folgenden Lösungsmittel, die sich durch eine ausgezeichnete Stabilität auszeichnen: Die Alkylenglykole, die Alkylefiglykoläther und/oder -ester, die Polyalkylenglykole und ihre Ester und/oder Äther, und von diesen Verbindungen vor allem das Äthylenglykol, die Polyäthylenglykole, die Äther und/oder Ester der Polyäthylenglykole. Diese Lösungsmittel werden allgemeiner als »Lösungsmittel von der Art des Glykols« bezeichnet.

Als Beispiele, die jedoch keine Einschränkungen sein sollen, seien angeführt: Das Äthylenglykol, das Triäthylenglykol, das Heptaäthylenglykol, das Di-l,3-propylenglykol, das Tetra-1,4-butylenglykol, das Polyäthylenglykol mit einem mittleren Molekulargewicht in der Größenordnung von 400, das Essigsäuremonoester und das Buttersäuremonoester des Monopropyläthers des Hexaäthylenglykols.

Gemäß einer Variante des vorliegenden Verfahrens geht man von der Absorptions-Stufe direkt zu der

Reduktion über, indem man die Temperatur rasch von dem Temperaturstand der Absorptions-Stufe auf den für die Reduktions-Stufe erforderlichen Temperaturstand bringt: Dazwischen läuft eine Stufe direkt in dem Apparat ab, in dem die Reduktions-Stufe abläuft.

Die vorliegende Erfindung wird durch F i g. 1 erläutert, die nicht als Beschränkung gelten soll:

Das zu reinigende Abgas, das SO2 und eine geringe Menge SO3 enthält, wird durch Leitung 1 in die Waschkolonne 2 geleitet, und die wäßrige Absorptionslösung wird durch Leitung 3 eingegeben. Das gereinigte Gas strömt durch Leitung 4 aus. Es kann noch einer ergänzenden Waschung unterzogen werden, welche dazu dient, das mitgeführte Ammoniak zu gewinnen, z. B. durch Waschen mit einer Schwefelsäurelösung oder einer Lösung aus saurem Ammoniumsulfat, welche man in eines der Geräte des Verfahrens zurückleiten kann. Leitung 15 ermöglicht eine Rezirkulation der absorbierenden Lösung. Zumindest ein Teil der wäßrigen Ammoniumsulfitlösung wird durch Leitung 5 in den Verdampfer 6 geleitet. Die Dampfphase wird durch Leitung 7 in die Kolonne 8 geleitet, in der die Umsetzung mit dem durch Leitung 9 zugeführten H2S stattfindet. Diese Kolonne enthält vorzugsweise eine organische Flüssigkeit, z. B. ein Polyäthylenglykol. Der gebildete Schwefel wird durch Leitung 10 abgezogen. Die Dämpfe, im wesentlichen NH3 und H2O, werden nach Durchströmen des Kondensators 11 (die in 11 zurückgehaltenen Kalorien können zum Verdampfen der Charge in 6 verwendet werden) durch Leitung 3 in den Kreislauf zurückgeführt. Es können Spuren von H2S und SO2 enthalten sein. Die in 6 nicht verdampfte Flüssigkeit kann durch Leitung 12 in das Reaktionsgefäß 13, in dem die Umsetzung des Ammoniumsulfats mit dem Ammoniumthiosulfat und/oder mit H2S oder S stattfindet, geleitet werden. Die erhaltenen Gase werden durch Leitung 14 in die Kolonne 8 geleitet.

Nachstehend wird eine zweite Variante des Verfahrens beschrieben:

In einer ersten Stufe wird ein unreines Gas, welches als Verunreinigung Schwefeldioxid enthält, bei einer Temperatur zwischen 0 und 100° C und vorzugsweise zwischen 40 und 60° C zunächst mit einer wäßrigen Absorptionslösung, dann mit Wasser in Kontakt gebracht Die wäßrige Absorptionslösung enthält Ammoniak und/oder neutrales Ammoniumsulfit. Die absorbierende Lösung hat eine Normalität an NH3 oder NH4 zwischen 0,1 und 10 N und vorzugsweise zwischen 1 und 5 N. Das gereinigte Gas hat einen verminderten SO2-Gehalt, während die Absorptionslösung und das Wasser mit SO2 in Form von Ammoniumsulfiten angereichert sind, welche selbst als wäßrige Lösung vorliegen; die Sulfite sind im wesentlichen das saure und/oder das neutrale Ammoniumsulfit. In manchen Fällen kann auch eine geringe Menge an Ammoniumsulfaten enthalten sein. Die Sulfate sind ein Produkt der Umsetzung von SO3 mit dem Ammoniak oder den Ammoniumsulfiten, wobei das SO3 mit dem Ammoniak oder den Ammcniumsulfiten, wobei das SO3 entweder aus dem behandelten Gas oder aus der Oxidation von SO2 mit Luft oder dem in der Absorptionszone vorhandenen Sauerstoff stammt

Der Kontakt zwischen dem zu reinigenden Abgas und der Absorptionslösung kann in einem anderen Apparat als dem für das spätere Waschen des Gases mit Wasser stattfinden. Man kann auch eine Kolonne mit mehreren Etagen verwenden, wobei das Waschen mit Wasser in dem oberen Teil und das Abziehen von Flüssigkeit am Fuße dieses oberen Teils erfolgt.

Die der Waschzone mit Wasser vorgeordnete Absorptionszone kann in mehrere Abschnitte unterteilt sein, in denen man eine Rezirkulation der Flüssigkeit durchführt. Dadurch kann die Wirksamkeit der Absorption erhöht und unten eine wäßrige Lösung mit hoher Konzentration an Ammoniumsulfiten abgezogen werden.

Die Ammoniumsulfitkonzentration der konzentrierten Lösung aus dieser Stufe liegt über 200 g/l und geht bis zur Sättigung; die Lösung kann 600 g/l enthalten.

Die zweite Stufe der Variante besteht darin, die konzentrierte Ammoniumsulfitlösung auf eine Temperatur zu erhitzen, bei der die Sulfite zersetzt werden. Diese Temperatur liegt gewöhnlich zwischen 110 und 180° C, wenn man mit einem Druck nahe dem Atmosphärendruck arbeitet. Es ist jedoch gleich, mit welchem Druck man arbeitet. So erhält man zum einen eine Gasphase, die hauptsächlich SO2, NH3 und H₂O enthält, und zum anderen eine wäßrige oder feste Phase, die Ammoniumsulfat enthält.

Das Ammoniumsulfat kann als Düngemittel verwendet oder zu anderen wertvollen Produkten verarbeitet werden. Man kann es z. B. mit Schwefel, Schwefelwasseerstoff oder Ammoniumthiosulfat bei 180 bis 350⁰C umsetzen, um Schwefeldioxid und Ammoniak zu erhalten, die in dem vorliegenden Verfahren direkt verwendet werden können.

In einer dritten Stufe der Variante wird die aus der zweiten Stufe stammende Gasphase, die Wasser, Schwefeldioxid und Ammoniak oder die aus ihrer Rekombination stammenden Ammoniumsulfite enthält, bei einer Temperatur von 100 bis 200° C mit Schwefelwasserstoff behandelt: Man erhält zum einen Schwefel und zum anderen ein ausströmendes Gas, das Ammoniak, Wasserdampf sowie gegebenenfalls geringe Mengen an nicht umgewandeltem Schwefeldioxid und/oder Schwefelwasserstoff enthält. Dieses Gas wird nach Kühlen und Kondensation in die erste Stufe des Verfahrens zurückgeführt und stellt so die ammoniakalische Absorptionslösung relativ konzentriert wieder her.

Die Stöchiometrie der Umsetzung wird bei einem Molverhältnis von H2S/SO2 gleich 2/1 erhalten. Man kann jedoch mit leicht unterschiedlichen Mengen Reaktionskomponenten arbeiten.

Die dritte Stufe wird vorzugsweise in Gegenwart einer organischen Flüssigkeit, z. B. einer der vorstehend im Zusammenhang mit der entsprechenden Stufe des Hauptverfahrens beschriebenen Flüssigkeiten durchgeführt

Die vierte Stufe der Variante besteht aus der Konzentrierung der aus dem letzten Waschen der Gase mit Wasser stammenden verdünnten wäßrigen Ammoniumsulfitlösung: Diese Lösung wird mit einem schwach anionischen Harz, z. B. einem Harz von der Art eines Polyamine in Kontakt gebracht Das Harz hält SO2 zurück und läßt NH3 durch, so daß man eine stark verdünnte NH3-Lösung erhält

Das Harz kann regelmäßig mittels eines Teils der aus der dritten Stufe der Variante kommenden konzentrierten ammoniakalischen Lösung regeneriert werden: Man zieht eine relativ konzentrierte Ammoniumsulfitlösung ab, die in die Absorptionskolonne zurückgeleitet wird. An die Regeneration schließt sich zweckmäßigerweise ein Waschen des Harzes mit Wasser an.

Beispiel 1
100 000 N mVh eines Rauches mit folgendem Gehalt

(bezogen auf das Volumen)

SO,

CO₂ H₂O N₂

2000 ppm 50 ppm 12% 12% 74% 2%

werden in einem Absorber mit 2 Etagen (Nr. 2 der Figur) bei einer Temperatur von 50⁰C mit einer absorbierenden wäßrigen Lösung der folgenden Konzentrationen behandelt:

NH₄OH	ION
H₂S	0,15 N
SO₂	0,05 N

(in Form von Ammoniumsulfiten und -sulfid).

Der so behandelte Rauch enthält nur noch 160 ppm SO2 und kein SO3 mehr.

Am unteren Ende des Absorbers erhält man eine Salzlösung aus Ammoniumsulfiten und -Sulfaten der folgenden Zusammensetzung (in Mol pro Liter):

NH,

Sulfat

S₂O₃(NH₄ )₂

10

0,35

0,17

Diese Salzlösung wird in einem Verdampfer 6 auf 140 bis 160°C erhitzt; in diesem Verdampfer werden 80% der enthaltenen Sulfite in gasförmiges SO₂ und NH₃ zersetzt, welche in das Reaktionsgefäß 8 geleitet werden, in dem durch Umsetzung mit H₂S die Umwandlung von SO₂ in Schwefel erfolgt. Gleichzeitig wird ein großer Teil des Wassers der Salzlösung verdampft.

Die aus dem unteren Ende des Verdampfers ausströmende Menge hat die folgende Zusammensetzung (in Mol-%):

NH₁

Sulfat

S₂O₃(NH₄J₂ H₂

25,9

5,6

4,1

und gelangt in das Reaktionsgefäß 13, wobei 280° C die Zersetzungsreaktion der Sulfate durch das Ammoniumthiosulfat stattfindet Die aus diesem Reaktionsgefäß entweichenden Dämpfe enthalten ausschließlich SO₂, NH₃ und H₂O. Sie werden in das Reaktionsgefäß 8 geleitet In dieses Reaktionsgefäß leitet man reines H₂S und erhält unten flüssigen Schwefel und oben Dämpfe, die kondensiert die Zusammensetzung der absorbierenden Lösung haben.

Beispiel 2

100 000 N mVh eines Rauches mit folgendem Gehalt (bezogen auf das Volumen)

SO₃

CO,

H₂O N₂

2000 ppm 50 ppm 12% 12% 74%

werden in einer in Fig. 2 dargestellten Anlage behandelt. Der Rauch strömt durch Leitung 101 am unteren Ende einer Kolonne 102 ein, in deren unteren Teil eine partielle Absorption von SO₂ und die Konzentration der in der Kolonne strömenden Ammoniumsulfitlösung und in deren mittleren Teil das Abfangen eines anderen Teils SO₂ mittels einer Ammoniaklösung stattfindet, die durch die Leitungen 119 und 103 von der regelmäßigen Regenerierung der in

ίο Kolonne 104 enthaltenen Ionenaustauscherharze und durch die Leitungen 105 und 103 aus dem Reaktionsgefäß 109 kommt. In dem oberen Teil der Kolonne wäscht man mit durch Leitung 118 zugeführtem Wasser die restlichen SO₂- und NH₃-Mengen, so daß der Rauch am Ausgang 106 nur noch 100 ppm (bezogen auf das Volumen) SO₂ und 80 ppm NH₃ enthält.

Die aus 107 erhaltene Lösung enthält 5,5 g/l saures Ammoniumsulfit. Sie störmt durch die Kolonne 104, die 2 m³ Harz (Partikeldurchmesser 0,8 bis 0,32 mm) enthält.

Dieses Harz hält das Schwefeldioxid zurück. Die durch 108 abgehende Flüssigkeit enthält sehr wenig Ammoniak, nämlich 0,9 g/l. Nach einer Stunde Umsetzung wird die Ammoniaklösung aus der Leitung 107 nicht wieder in die Kolonne 104, sondern in eine andere gleiche, nicht dargestellte Kolonne geleitet, und mit dem aus dem Reaktionsgefäß 109 kommenden und durch den Kondensator 116 und die Leitung 117 strömenden Ammoniak wird dann die Regeneration des Harzes in Kolonne 104 durchgeführt. Diese Ammoniaklösung setzt das Schwefeldioxid des Harzes frei und leitet es durch die Leitungen 119 und 103 in die Rauchabfangzone.

Nach jeder Regeneration spült man die Harze mit Wasser, das durch 110 zuströmt und das durch die Leitungen 119 und 103 in die Kolonne geleitet wird. Infolge des Spülens beträgt in der Leitung 111 die mittlere Konzentration an Ammoniumsulfiten 770 g/l.

Die am unteren Teil der Kolonne durch Leitung 111 erhaltenen Sulfite werden in einen Verdampfer 112 geleitet, an dessen unteren Ende die Aschen und die Sulfate durch 113 abgelassen werden.

Der ausströmende, aus SO₂, N H₃ und H₂O bestehende

Dampf wird in das Reaktionsgemäß 109 geleitet, wo die 44,7 Umwandlung in Schwefel mit Hilfe einer Schwefelwasserstoffzufuhr durch Leitung 114 in Gegenwart von Polyäthylenglykol mit dem mittleren Molekulargewicht 400 erfolgt Der Schwefel wird durch 115 gewonnen.

Die Dämpfe, die oben aus dem Reaktionsgefäß entweichen und im wesentlichen Wasser und Ammoniak enthalten, werden in 116 kondensiert, wobei Ammoniak entsteht, das zur Regeneration der Harze (Leitung 117) und zum Abfangen von SO₂ (Leitungen 105 und 103) dienen solL Ein Zusatz an Ammoniak kann durch Leitung 123 erfolgen.

Wenn das Harz der Kolonne 104 regeneriert ist, kann man diese wieder in Betrieb nehmen und das Harz der anderen Kolonne (nicht dargestellt) regenerieren.

Außerdem kann man, um den Durchsatz an Waschflüssigkeit in der Kolonne 102 zu erhöhen, partielle Rezirkulationskreise wie 120 und 121 vorsehen. Die Flüssigkeit kann trotzdem entweder in Kolonne 102 selbst oder durch Leitungen wie 122 von einer Etage in die andere fließen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reinigung eines Industrieabgases, welches zugleich Schwefeldioxid und Sauerstoff und/oder Schwefeltrioxid enthält, bei dem man dieses Gas in Kontakt bringt mit einem Absorptionsmittel, das aus einer wäßrigen Lösung von Ammoniak und/oder neutralem Ammoniumsulfit besteht, und daß man die erhaltene Lösung erhitzt, dadurch gekennzeichnet, daß