DE233155C

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Publication number: DE233155C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

Ig 233155 -KLASSE 26 d. GRUPPE

Schwefelverbindungen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. Juni 1909 ab.

Die Erfindung betrifft ein Gasreinigungsverfahren sowie eine Einrichtung, .welche dasselbe in einfacher und billiger Weise auszuführen ermöglicht, und zwar wird zwecks Überführung der weniger aktiven Schwefelverbindungen, insbesondere des Schwefelkohlenstoffs und der organischen Sulfide, in Schwefelwasserstoff das Gas in bekannter Weise erhitzt. Dieses Erhitzen soll aber gemäß der Erfindung erst erfolgen, nachdem der im Gas enthaltene Schwefelwasserstoff bereits entzogen ist, und zwar unter sehr hoher Temperatur. Wenn Leuchtgas aus besonders gasbildenden Stoffen, insbesondere aus schwefelhaltigen Rohölen, hergestellt wird, zeigt sich der Übelstand, daß das Gas gewöhnlich sehr viel Schwefel enthält, und zwar teils an Wasserstoff gebunden in Form von Schwefelwasserstoff, einem chemisch sehr wirksamen Körper, welcher mittels der gewöhnlichen Reinigungsmittel, wie Kalk, Eisenoxyd o. dgl., leicht entfernt werden kann, teils gebunden als Schwefelkohlenstoff oder als organische Sulfide, beispielsweise als Sulfide der Schwefelwasserstoffradikale, oder andere organische, Schwefel enthaltende Körper, wobei der Schwefel wegen der geringen chemischen Reaktionsfähigkeit dieser Verbindungen mit den gewöhnlichen Hilfsmitteln nur sehr schwer entfernt werden kann. Der Schwefel des Schwefelkohlenstoffes und der organischen Schwefelverbindungen kann bekanntlich durch einfache Erhitzung des Gases auf hohe Temperatur in den chemisch aktiven Schwefelwasserstoff übergeführt werden, welcher alsdann wie gewöhnlich leicht entfernt werden kann. Der zur Bildung des Schwefelwasserstoffs erforder-.liche Wasserstoff wird durch den im Gas selbst vorkommenden Wasserstoff und die wasserstoffhaltigen Körper, insbesondere durch die Kohlenwasserstoffe, geliefert. Bei der hohen nach dem Verfahren angewendeten Temperatur' haben diese Kohlenwasserstoffe das Bestreben, sich zu zersetzen oder sich zu spalten, wobei Wasserstoff im status nascendi frei wird. Die Reaktion wird bei Gegenwart von Dampf erleichtert, welcher bei der hohen angewendeten Temperatur und in Gegenwart der Gasbestandteile ebenfalls Wasserstoff im chemisch wirksamen status nascendi abgibt. Wenn das Leuchtgas an sich schon, wie dies gewöhnlich der Fall ist, bedeutende Mengen Schwefelwasserstoff enthält, so muß dieser, um eine möglichst vollkommene Reinigung zu erzielen, vorher entfernt werden, da anderen-

falls infolge der Massenwirkung oder der sogenannten »Phasenregel« die Bildung weiteren Schwefelwasserstoffs verzögert wird, mit anderen Worten, die gewünschte Zersetzung des Schwefelkohlenstoffs aufgehalten oder verhindert wird. Wenn der Partialdruck oder die Schwefelwasserstoffmenge in der Gasmischung einen gewissen Prozentsatz überschreitet, so hört die Bildungweiteren Schwefelwasserstoffs entweder ganz

ίο auf oder geht nur langsam vonstatten. Um diesen Übelstand zu beseitigen, werden gemäß der Erfindung die Gase, welche sehr viel Schwefelwasserstoff enthalten, von diesem zunächst dadurch befreit, daß sie mit den gewohnlichen, zur Entfernung des Schwefelwasserstoffs dienenden Reinigungsmitteln behandelt werden, worauf die organischen Sulfide ■ in der erwähnten Weise umgewandelt werden. Um die Bisulfide und die organischen Sulfide in Schwefelwasserstoff in der angegebenen Weise überzuführen, kann jede beliebige Temperatur zwischen 400 und 1000⁰C, zweckmäßig zwischen 400 und 900 ° C, verwendet werden. Das Leuchtgas kann in beliebiger Weise erhitzt werden; zweckmäßig wird hierfür ein billiges Heizgas benutzt, durch welches Überhitzerkammern erwärmt werden, ähnlich denen, wie sie oft bei der Anreicherung von Wassergas verwendet werden. Diese Kammern können mit Ziegeln aus feuerfestem Material, beispielsweise feuerfesten Steinen, ausgefüllt sein, die zweckmäßig wie bei Regeneratoren gegeneinander versetzt übereinander geschichtet werden. Für die Erhitzung kann Generatorgas, Wassergas, Ölgas ο. dgl. verwendet werden. Die Kammern werden zweckmäßig paarweise angeordnet, so daß die eine Hitze abgeben kann, wenn die andere beheizt wird und umgekehrt. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die Feuergase innerhalb dieser Kammern zu verbrennen, wobei die Abwärme zur Erhitzung von Generatorgas benutzt werden kann. Zweckmäßig wird jede Kammer abwechselnd durch Verbrennung von Gas im Innern derselben erhitzt und darauf durch Hindurchführen von Leuchtgas wieder gekühlt. Um den Vorgang der Wärmeabgabe in jeder Kammer zu verlängern, ist es vorteilhaft, Wärmeaustauschvorrichtungen zu benutzen, mittels deren das ausströmende, bereits behandelte Gas seine Hitze an das einströmende, noch zu behandelnde Gas abgeben kann.

Soll das Verfahren bei bereits bestehenden Gasanstalten verwendet werden, so werden die Überhitzer für das Leuchtgas derart angeordnet, daß sie das Gas, welches von den gewöhnlichen, für die Entfernung des Schwefelwasserstoffs dienenden Reinigern kommt, aufnehmen und es hoch erhitzen, worauf es durch eine weitere Reinigungsvorrichtung zur Abscheidung des neu erzeugten Schwefelwasserstoffs hindurchgeleitet wird. Die neue Vorrichtung kann, mit anderen Worten, einfach in das bestehende Rohrsystem eingeschaltet werden, wobei die Überhitzer und die dazugehörigen Räume sozusagen einen Umweg bilden.·

Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführungsform der zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens erforderlichen Anordnung dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. ι eine Ansicht und

Fig. 2 eine Aufsicht der Vorrichtung.

In diesen Figuren sind die Hauptbestandteile der Einrichtung mit A₁B₁C bezeichnet. A stellt einen beliebigen Gaserzeuger dar, welcher das zur Heizung der Überhitzer oder Sulfidkonverter B und C erforderliche Gas zu liefern bestimmt ist. Diese Überhitzer sollen abwechselnd benutzt werden, d. h. während der eine durch Heizgase erhitzt wird, soll der andere für die Erhitzung des Leuchtgases benutzt werden, um die Sulfide in der beschriebenen Weise zu zersetzen. Im Innern sind die Überhitzer zweckmäßig, wie bereits angeführt, mit gegeneinander versetzten Ziegelreihen angefüllt.

Der Gaserzeuger A von beliebiger; zweckmäßig der dargestellten Bauart liefert Ölgas, Wassergas, Generatorgas o. dgl. Er dient lediglich zur Beheizung der Kammern B und C und kann demgemäß auch durch andere Wärmequellen ersetzt werden. Der dargestellte Generator, welcher für Zugrichtung von oben oder unten oder für wechselnde Zugrichtung ein-, gerichtet sein kann, ist mit einem Beschickungstrichter 2 für festen oder mit Brennern für flüssigen Brennstoff sowie mit Reinigungstüren 3, 4, 5 und einem Lufteinlaß 6 versehen. Das zur Erhitzung von B bestimmte Gas kann von oben durch das Rohr 7, die Ventile 16 und 17 und durch das Rohr 9 oder von unten durch das mit dem Rohr 9 durch Ventil 14 in Verbindung stehende Rohr 8 entnommen werden. In gleicher Weise steht C durch das Rohr 10, die Ventile 15 und 18 und Rohr 12 sowie durch Rohr 11, Ventil 13 Und Rohr 12 mit dem Gaserzeuger in Verbindung. Wenn beispielsweise der Konverter B durch das aus A entnommene Gas genügend erhitzt ist, wird das Ventil 17 geschlossen und das Ventil 18 geöffnet, um das Heizgas in den Konverter C zu leiten. Wenn C warm ist, werden die Verbindungen umgeschaltet, und alsdann wird B wieder erhitzt. Wenn feste. Brennstoffe in dem Gaserzeuger verwendet werden, so werden die Ventile 13 und 14 geschlossen und die Heizgase aus dem oberen Teil des Gaserzeugers entweder durch die Rohre 7 und 9 nach B oder durch die Rohre 10 und 12 nach C ge-

führt. Wird flüssiger Brennstoff in A verwendet, so werden die Ventile 15 und 16 geschlossen und das Gas den beiden Konvertern durch 8 und 9 bzw. 11 und 12 zugeführt, in welchem Falle der Trichter 2 durch einen Stutzen 6 zur Einführung von Wind ersetzt ist.

Der Konverter B ist mit einem Einlaß 19 und der Konverter C mit einem Einlaß 20 für das zu behandelnde Gas versehen. Bei der Verwendung von Dampf wird dieser durch Rohre 21 bzw. 22 eingeführt. Oben stehen die Konverter B und C durch Rohre 25 und 26 und Ventile 23 bzw. 24 mit der Außenluft in Verbindung, so daß die Verbrennungsgase während der Heizperiode nach außen entweichen können. Das in den Konvertern zwecks Überführung der Sulfide erhitzte Gas entweicht durch die Leitungen 27 bzw. 28 und die Ventile 27ⁿ und 28^Λ, die natürlich geschlossen sind, wenn B oder C durch Verbrennung von Gas in denselben erhitzt werden. Diese Gasleitungen führen durch die Rohre 29 und 30 nach einem gemeinsamen Behälter D, aus welchem das Gas durch Rohr 31 austritt, und einem ge-

wohnlichen, mit Kalk, Eisenoxyd o. dgl. gefüllten Reiniger 31* zuströmt. In diesem wird der Schwefelwasserstoff, der sich während der Erhitzung gebildet hat, entfernt. Der Behälter D ist mit einem Wasserüberlaufrohr 32 versehen, welches nach dem zur Erhaltung des richtigen Wasserspiegels in dem Behälter D erforderlichen Behälter 33, führt. Der Einfachheit halber sind Pumpen und sonst zur Anlage gehörende Teile nicht dargestellt.

Den zu behandelnden Gasen wird der freie, in ihnen bereits vorhandene Schwefelwasserstoff in einem gewöhnlichen Reiniger 35 entzogen, welcher durch die Leitung 35^a mit irgendeiner beliebigen Rohleuchtgasquelle in Verbindung steht. Aus diesem Reiniger 35 . gelangt das Gas durch die Leitung 36 und die durch Ventile abschließbaren Abzweigungen 37, 38 unmittelbar entweder nach dem Behälter B oder C, je nachdem der eine oder andere in Wirkung ist.

. Um Wärme und damit Brennstoff zu sparen, wird zweckmäßig die Hitze des behandelten, aus dem Konverter kommenden Gases dem eintretenden Gas mitgeteilt, wodurch der angeheizte Konverter länger arbeiten kann. Zu diesem Zwecke können Rekuperatoren oder Wärmeaustauscher vorgesehen sein. Ein einziger solcher Wärmeaustauscher kann unter Benutzung geeigneter Ventile für beide dargestellten Konverter verwendet werden, oder es kann jeder Konverter einen eigenen Wärmeaustauscher besitzen, wie es auf der Zeichnung dargestellt ist. Das zur Ableitung des behandelten Gases dienende Rohr, beispielsweise 27, verzweigt sich vor und hinter dem Ventil 2,η^α in die durch Ventile abschließbären Leitungen 39 bzw. 40. Diese Leitungen sind mit einem Rekuperator oder einem doppelwandigen Austauscher E verbunden und sind entweder durch ein Rohrsystem hindurchgeführt oder umgeben dasselbe. Kühle, bereits vorher gereinigte Gase können aus dem Rohr "36 durch die mit Ventilen versehene Leitung 41 entnommen werden; sie werden durch den Wärmeaustauscher geführt, wo sie die Hitze der behandelten Gase aufnehmen, und strömen dann nach 19 durch die Leitung 42 zurück. In ähnlicher Weise ist der Behälter C mit einem Wärmeaustauscher F verbunden, in welchem die heißen Gase, welche durch die Rohre 28 und 43 zuströmen und durch Rohre 44 abgeführt ^: werden, ihre Wärme an das noch zu behandelnde Gas abgeben. Letzteres strömt dem Austauscher durch Rohr 45 zu und wird nach der Erhitzung durch 46 nach 20 zurückgeleitet.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist aus dem vorgehenden ersichtlich. Die Kammern B und C werden abwechselnd durch Gas aus dem Gaserzeuger erhitzt, wobei Lufteinlässe 47 und 48 vorgesehen sind, um die Verbrennung in den Kammern herbeizuführen. Sobald B erhitzt ist, wird Gas, welches Kohlenstoffbisulfid und organische Sulfide enthält, zweckmäßig mit dem durch 22 go zuströmenden Dampf gemischt, durch den Behälter geführt, in welchem diese Körper unter Bildung von Schwefelwasserstoff zersetzt werden, welcher hierauf in 31" entfernt wird. Die verwendete Temperatur kann in der Praxis zwischen 400 und 900 ° C. schwanken. Die Konverter geben ihre Hitze an das Gas ab, indem sie abwechselnd bald Hitze aufnehmen, bald abgeben. Durch die vorhergehende Erhitzung des Gases unter Benutzung der Wärmeaustauscher wird die Zeitdauer, während welcher die Konverter wirksam arbeiten, bedeutend verlängert, und demgemäß wird die gesamte Heizgasmenge für die Erhitzung verringert. In der Praxis hat es sich gezeigt, daß die Umwandlung der Sulfide bedeutend erleichtert wird, wenn dem zu behandelnden Leuchtgas Dampf zugemischt wird, einerseits wegen der Wärmeeigenschaften desselben und andererseits, weil er Wasserstoff zur Bildung no von Schwefelwasserstoff liefert. Das Verfahren kann jedoch ohne Benutzung von Dampf durchgeführt werden.

Claims

Patent-Ansprüche: ¹¹S

i. Verfahren zum Reinigen von Kohlengasen durch Erhitzen derselben zwecks Überführung des Schwefels in lösliche Schwefelverbindungen, dadurch gekenn-

zeichnet, daß das Gas erst nach der Entziehung des in ihm bereits enthaltenen Schwefelwasserstoffes erhitzt und sodann durch einen zweiten Reiniger geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase auf 400 bis 900 ° C. erhitzt werden.
3. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung des Gases in einem Regenerator erfolgt.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweckmäßig paarweise angeordneten, abwechselnd benutzten Regeneratoren durch in ihrem Innern stattfindende Verbrennung von Heizgasen erhitzt werden. 1
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überhitzer (B, C) mit einem Gaserzeuger (A) verbunden sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überhitzer (B, C) durch Ventile (14, 13) mit dem unteren "und durch Ventile (16, 15) mit dem oberen Teil des Gaserzeugers (A) in Verbindung stehen.
7. Einrichtung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überhitzer (B, C) mit Rohren (47 bzw. 48) für die Zuführung der zur Erhitzung erforderliehen Verbrennungsluft, mit Dampfeinlaßrohren (21 bzw. 22) und mit Auslaßventilen (23 bzw. 24) für die verbrannten Gase versehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen