DE2419103C2 - Process for removing sulfur oxides from gases by adsorption - Google Patents
Process for removing sulfur oxides from gases by adsorptionInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Schwefeloxiden aus Gasen durch Adsorption an einem großoberflächigen, mit Oxiden des Kobalts und Molybdäns oder Wolframs, oder des Nickels and Molybdäns oder Wolframs imprägnierten Adsorptionsmittel bis zum Durchbruch der Schwefeloxide und Regenerieren des imprägnierten Adsorptionsmittels mit erhitztem Gas.The invention relates to a method for removing sulfur oxides from gases by adsorption a large surface, with oxides of cobalt and molybdenum or tungsten, or of nickel and molybdenum or tungsten impregnated adsorbent until the sulfur oxides break through and regenerate of the impregnated adsorbent with heated gas.
Aus der DE-AS 10 84 248 ist ein Hydrierkatalysator bekannt, bei dem als Trägermaterial Tonmineralien verwendet werden. Dieser Katalysator ist mit Oxiden des Kobalts, Molybdäns, Nickels und/oder Wolframs imprägniert. Zum Regenerieren werden darauf abgelagerte Verunreinigungen mit Luft verbrannt, danach erfolgt die Reduktion des Katalysators, um ihn wieder gebrauchsfähig zu machen.From DE-AS 10 84 248 a hydrogenation catalyst is known in which clay minerals are used as carrier material will. This catalyst is impregnated with oxides of cobalt, molybdenum, nickel and / or tungsten. For regeneration, the impurities deposited on it are burned with air, then takes place the reduction of the catalyst to make it usable again.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einfach und wirtschaftlich mit der Möglichkeit zu arbeiten, die desorbierten Schwefelverbindungen zu elementarem Schwefel umzuwandeln. Beim eingangs genannten Verfahren geschieht dies dadurch, daß man als Adsorptionsmittel Aktivkohle verwendet und zum Regenerieren die adsorbierten Schwefeloxide durch Wasserstoff oder wasserstoffhaltiges Gas desorbiert, wobei die Adsorption der Schwefeloxide im Temperaturbereich von Normaltemperatur bis etwa 120° C und die Desorption im Temperaturbereich von etwa 200 bis 450°C erfolgt. Bei dieser Desorptionsbehandlung wird der Verbrauch von Aktivkohle vermieden, weil die Oxidation des Kohlenstoffs unterbleibt. Die adsorbierten Verbindungen SO2 und SO3 werden schon während der Desorption teilweise zu H2S reduziert.The invention is based on the object to work easily and economically with the possibility that to convert desorbed sulfur compounds into elemental sulfur. With the method mentioned at the beginning this is done by using activated carbon as the adsorbent and regenerating the adsorbed sulfur oxides are desorbed by hydrogen or hydrogen-containing gas, the adsorption the sulfur oxides in the temperature range from normal temperature to about 120 ° C and the desorption in Temperature range from about 200 to 450 ° C takes place. In this desorption treatment, the consumption of Avoided activated carbon because the carbon does not oxidize. The adsorbed compounds SO2 and SO3 are already partially reduced to H2S during the desorption.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung imprägniert man die Aktivkohle bis zu 10 Gew.-% ihres Eigengewichts mit den Oxiden des Kobalts, Nikkeis, Wolframs und Molybdäns mit einer Zusammensetzung, die dem Molverhältnis CoO bzw. NiO zu MO2O3 bzw. W2O3 von etwa 1 :1,5 entspricht Bevorzugt kann man dabei sowohl die Adsorption der Schwefeloxide als auch deren Desorption in bewegten Adsorptionsmittelbetten durchführen.According to a preferred embodiment of the invention, the activated carbon is impregnated up to 10% by weight their own weight with the oxides of cobalt, nickel, tungsten and molybdenum with a composition, the molar ratio of CoO or NiO to MO2O3 or W2O3 of about 1: 1.5 corresponds. Preference can be given to adsorption of the sulfur oxides as well as also carry out their desorption in moving adsorbent beds.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, das Desorptionsgas, welches aus Wasserstoff als Trägergas besteht und die desorbierten Schwefelverbindungen in Form von H2S und SO2 enthält, zur Durchführung der Claus-Reaktion und Aufarbeitung zu Elementarschwefel auf Temperaturen zwischen 100 und 300° C abzukühlen, über körnige großoberflächige, als Katalysator wirkende Feststoffe, wie z. B. Aktivkohle oder Aluminiumoxid zu leiten und anschließend den hierbei gebildeten Schwefel auszukondensieren. Der beim Abkühlen von Elementarschwefel befreite Wasserstoff kann zur weiteren Desorption von Schwefeloxiden aus damit beladener Aktivkohle verwendet werden, wobei man den Wasserstoff zweckmäßig im Kreislauf führt. Durch Kreislaufführung des Desorptionswasser-Stoffs, der bei Beginn der Desorption, solange die Temperatur noch niedrig ist, das SO2 zunächst als solches desorbiert, wird letzteres vollständig zu H2S reduziert. Man erhält auf diese Weise ein nur aus H2S und H2 bestehendes Gasgemisch, in welchem der Schwefelwasserstoff bis zu Konzentrationen von 30 Vol.-°/o und mehr angereichert ist.When using the method according to the invention, it is possible to use the desorption gas, which consists of hydrogen as the carrier gas and contains the desorbed sulfur compounds in the form of H 2 S and SO 2 , to carry out the Claus reaction and work up to elemental sulfur at temperatures between 100 and 300 ° C to cool over granular large-area solids acting as a catalyst, such as. B. to conduct activated carbon or aluminum oxide and then condense out the sulfur formed in this way. The hydrogen freed from elemental sulfur during cooling can be used for the further desorption of sulfur oxides from activated carbon loaded therewith, the hydrogen expediently being circulated. By circulating the desorption water substance, which at the beginning of the desorption, as long as the temperature is still low, initially desorbs the SO 2 as such, the latter is completely reduced to H 2 S. In this way, a gas mixture consisting only of H 2 S and H 2 is obtained, in which the hydrogen sulfide is enriched up to concentrations of 30% by volume and more.
Wenn man die Menge des im Kreislauf geführten Desorptionswasserstoffs vermindert, wird nicht das gesamte SO2 zu H2S reduziert und es kann ein Gasgemisch mit einem Volumenverhältnis H2S: SO2 = 2:1 erhalten werden, des an einem Claus-Kontakt bei Temperaturen von ca. 230 bis 28O0C zu Elementarschwefel umgesetzt werden kann. Nach Auskondensieren des Elementarschwefels erhält man den Wasserstoff zur erneuten Verwendung als Desorptionsgas.If the amount of desorption hydrogen circulated is reduced, not all of the SO 2 is reduced to H2S and a gas mixture with a volume ratio of H2S: SO2 = 2: 1 can be obtained, that of a Claus contact at temperatures of approx. 230 to 28O 0 C can be converted to elemental sulfur. After the elemental sulfur has condensed out, the hydrogen is obtained for reuse as a desorption gas.
Ein Rauchgas mit einem SO2-Gehalt von 0,5 Vol.-%,
einem Restsauerstoffgehalt von 4,2 Vol.-% und einem Wasserdampfgehalt von 3 Vol.-% wird bei einer Temperatur
von 69° C über eine körnige Aktivkohle mit einem Korndurchmesser von 4 mm geleitet. Die Aktivkohle
ist mit Kobalt-Molybdänoxid imprägniert. Die Imprägnierungsmenge an Oxid beträgt, als Summe Co-Metall
+ Mo-Metall ausgedrückt, 2,9 Gew.-%. Das stöchiometrische Verhältnis Co : Mo entspricht der Ver()
Nach Aufnahme von rund 10 Nl = 29 g SO2 pro 1 kg Kohle bis zum Durchbruch von SO2 wird die Beladung
mit Gas unterbrochen und die beladene Kohle zwecks Desorption des adsorbierten SO2 mit erhitztem Wasserstoff
auf eine Temperatur von 370°C hochgeheizt. Beim Hochheizen setzt die Desorption des SO2 ein, an dessen
Stelle mit weiter ansteigender Temperatur H2S tritt, das
sich durch die bei höherer Temperatur einsetzende katalytische Wirkung des Kobalt-Molybdänoxids bildet.
Das Gas ist völlig frei von CO2, das sich durch Oxidation
des Kohlenstoffs durch SO3 hätte bilden können, welches
selbst bei der Adsorption von SO.-, an Kohlenstoff in Gegenwart von O2 katalytisch entsteht.A flue gas with an SO 2 content of 0.5 vol .-%, a residual oxygen content of 4.2 vol .-% and a water vapor content of 3 vol .-% is at a temperature of 69 ° C over a granular activated carbon with a Grain diameter of 4 mm passed. The activated carbon is impregnated with cobalt molybdenum oxide. The amount of impregnation of oxide, expressed as the sum of Co metal + Mo metal, is 2.9% by weight. The stoichiometric ratio Co: Mo corresponds to the ver ()
After uptake of around 10 Nl = 29 g of SO 2 per 1 kg of coal until the SO 2 breakthrough, the gas loading is interrupted and the loaded coal is heated to a temperature of 370 ° C. with heated hydrogen for the purpose of desorption of the adsorbed SO 2. When the temperature rises, the desorption of SO 2 begins. As the temperature continues to rise, H 2 S takes its place. The gas is completely free of CO 2 , which could have been formed by oxidation of the carbon by SO3, which is produced catalytically even when SO.- is adsorbed on carbon in the presence of O2.
Durch Kreislaufführung des zum überwiegenden Teil aus Wasserstoff bestehenden Desorptionsgases überBy circulating the predominantly hydrogen desorption gas over
dieses heiße Adsorbens wird das in den ersten Gasanteilen noch vorhandene SO2 völlig zu H2S hydriert Es wird ein Desorptionsgas erhalten, das durch wiederholte Kreislaufführung in seinem Gesamtschwefelgehalt auf 29 VoL-% H2S angereichert istThis hot adsorbent completely hydrogenates the SO2 still present in the first gas fractions to H 2 S. A desorption gas is obtained, the total sulfur content of which is increased to 29% by volume of H 2 S by repeated circulation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1974
- 1974-04-20 DE DE19742419103 patent/DE2419103C2/en not_active Expired
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