DE2434993A1 - Verfahren zur entfernung von quecksilber aus industriegasen - Google Patents
Verfahren zur entfernung von quecksilber aus industriegasenInfo
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Description
49 513-BR
Anmelder j St. Joe Minerals Corporation 250 Park Avenue, New York, N.Y. / USA
Verfahren zur Entfernung von Quecksilber aus Industriegasen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von
Quecksilber aus Industriegasen.
Bei der Herstellung von Schwefelsäure aus Schwefeldioxyd enthaltenden Gasen kann die Gegenwart von Quecksilberdampf
in den Gasen zn einem unzulässig hohen Quecksilbergehalt in
der fertigen Säure führen«, Obgleich früher die Anwesenheit von Quecksilber in Schwefelsäure kein so großes Problem war,
gibt es Hinweise darauf, daß in Zukunft die maximal zulässigen Quecksilberkonzentrationen in Schwefelsäure auf solche
Werte festgesetzt werden könnten, die unterhalb der heute üblichen
Werte liegen. Mit den bisherigen Verfahren zur Herstellung
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von" Schwefelsäure aus metallurgischem Gas kann dieser Tatsache
in bezug auf den Quecksilberdampf, der üblicherweise in dem Schwefeldioxydgas aus Sulfidrösterzen, die in Schwefelsäure
umgewandelt werden sollen, mitgerissen wird, nicht in ausreichen» dem Maße Rechnung getragen werden.
Ziel der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Entfernung eines beträchtlichen Anteils des in dem aus metallurgischen
Röstprozessen stammenden -.ohen Schwefeldioxydgas enthaltenen
Quecksilberdampfes anzugeben. Ziel der Erfindung ist es ferner,
ein Verfahren zur Entfernung von Quecksilber anzugeben, das sich für die verschiedensten metallurgischen Gasreinigungssysteme
eignet. Ziel der Erfindung ist es außerdem, die Belastung bei der Endreinigung von Quecksilber aus der Produktsäure
durch Verringerung der zuerst in die Säure eingeführten Quecksilbermenge herabzusetzen. Ziel der Erfindung ist es
schließlich, mindestens einen Teil des Quecksilbers in einer solchen Form zurückzugewinnen, die einer weiteren Behandlung
für die Herstellung von metallischem Quecksilber unterzogen werden
kann·
Bei der Herstellung von Schwefelsäure aus metallurgischen Gasen
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(Iiüttengasen) ist es übliche Praxis, Sulfid enthaltende Mineralien,
vvie Eisenpyrite, Zinksulf id, BJ.eisulfid, Kupfersulfid
und dergleichen, zu rösten, d.h. zu oxydieren, unter Bildung eines ADgases, das 2 bis 17 % Schwefeldioxyd zusammen mit
Stickstoff, Sauerstoff, Wasserdampf und kleinere Mengen an gasförmigen Bestandteilen, wie Argon und Kohlendioxyd, enthält.
Die den Röster verlassenden Gase sind heiß und mit metallurgy- ·
sehen Stäuben und Rauch beladen.
Die erste Stufe der Reinigung besteht in der Regel darin, den Hauptanteil des partikelförmigen Materials dadurch zu entfernen,
daß man die Gase durch einen elektrostatischen Präzipitator (Hot-Cottrell) leitet. Die entstäubten Gase werden dann abgeschreckt
und durch Berieseln in einem gefüllten Turm mit Wasser oder schwacher Schwefelsäure gereinigt. In einigen Systemen
ist dem gefüllten Turm ein nicht-gefüllter Sprühturm, auch als Befeuchtungsturm bezeichnet, vorgeschaltet. Die abgekühlten,
entstäubten Gase werden dann durch einen*elektrostatischen Nebel-Cottrell
geleitet, der die winzigen Schwefelsäurenebeltröpfchen entfernt. In einigen Reinigungssystemen gelangt das von dem Nebe]
befreite Gas direkt in Gastrocknungstürme, während in anderen
Systemen das vori dem Nebel befreite Gas durch Durchleiten
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-durch ein Koksfilter, d.h. ein Bett aus Kokspartikeln, das in
der Regel eine Tiefe von 0,6 bis 1,8 m (2 bis 6 feet) aufweist,
weiter gereinigt wird. Die gereinigten Gase werden dann mit einer starken (etwa 93 %igen) Schwefelsäure behandelt, um den
Wasserdampf daraus zu entfernen.
Die gereinigten trockenen Gase werden anschließend durch eine
Reihe von Wärmeaustauschern geführt zur Präparierung des Schwe- ~ feldioxyds für die Verbrennung in Schwefeltrioxyd durch Dürchleiten
durch ein oder mehrere Katalysatorbetten (in der Regel Vanadinpentoxyd, gelegentlich Platinmohr)· Das so gebildete
SO, wird nach dem Kühlen im Gegenstrom durch die Wärmeaustauscher
dann durch Auswaschen mit 98,5 bis 99 %iger Schwefelsäure absorbiert. Diese Säure stellt nach der Einstellung der handelsüblichen
Stärke, beispielsweise 93 %iger Schwefelsäure, das normale Endprodukt des Verfahrens dar.
Wenn die Menge des in den aus dem Röster austretenden Gasen enthaltenen
Quecksilberdampfes hoch genug ist, wird ein Teil davon kondensiert, wenn die Gase abgeschreckt werden, und er tritt in
dem Nebel-Cottrell und/oder in der Verkokungsbox als Tröpfchen
aus metallischem Quecksilber in Erscheinung. Die meisten metallurgischen Gase enthalten nicht so viel Quecksilber und in
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jedem Falle wird der Quecksilberdampf in den unter dem Sättigungspunkt
abgeschreckten Gasen auf den Trockenturm aufgegeben, in dem er durch die Schwefelsäure absorbiert wirdo Da der Trockenturm
mit den SO^-Absorbern in einem geschlossenen Kreislauf angeordnet
ist, tritt ein Teil des Quecksilbers in der fertigen Säure in Erscheinung,
j .
Bisher war ess wenn die Kontrolle des Maximalgehaltes an Quecksilber in der Produktsäure erforderlich war, im allgemeinen
möglich, dies dadurch zu erzielen, daß man als Beschickungsmaterialien für den Röster solche auswählte, die keinen hohen
Quecksilbergehalt aufwiesen. Mit den n@ien9 viel niedrigeren
maximalen Quecksilbergelialtsvorschrift©B9 di@ nun für Schwefel«
w@rd@% @^g©b©a selbst soleh® Beschickungs-
^©rlslltiaisffiMBlg sdedrigen.Quecksilberge= halt
genügend Quecksilber^ um zu Ibewiifegfip daB der Quecksilber-"
gehalt in der Produktsäure die zulässigen Werte überschreitet.
Obgleich es verschiedene Verfahren gibt9 Quecksilber aus Schwefelsäure
durch Behandlung mit verschiedenen Reagentien und anschließendes Filtrieren, durch Zeit-Temperatur-Kontrolle und
andere Verfahren zia entfernens sind di@se Verfahren verhältnis-
mäßig teuer und aus wirtschaftlichen Gründen sollten sie für die Herstellung nur der reinsten Säure reserviert werden. Wenn solche
Säurereinigungsverfahren angewendet werden müssen, ist es jedoch zweckmäßig, so viel Quecksilber wie möglich an dem Eintreten in
die Säure zu Beginn zu hindern.
Es wurde nun gefunden, daß ein wesentlicher Anteil Quecksilberdampf
aus dem SO^-Gasstrom in dem Reinigungssystem ausgefällt
werden^ kann durch Einführung von bescheidenen Mengen an Schwefelwasserstoffgas
an ausgewählten Punkten in das Reinigungssystem· Im allgemeinen ist die Schwefelwasserstoff menge mindestens
äquivalent zu 1 Molekül H2S pro Atom Quecksilber in dem Gas.
Für solche Reinigungssysteme t die ein Koksfilter nach dem
Nebel-Cottrell enthalten, ist der bevorzugte Funkt der Einführung
des Schwefelwasserstoffs die Einführung in die Gasleitung zwisehen
dem Nebel-Cottrell und dem Koksfilter· Für solche Reinigungssysteme,
in denen das von dem Nebel befreite Gas direkt aus dem Nebel-Cottrell in den Trockenturm geleitet wird, kann
die Quecksilberentfernung in der Weise bewirkt werden, daß man
das Schwefelwasserstoffgas in die heiße Gasleitung zwischen dem
.Austritt des Hot-Cottrell und dem Eintritt in den Befeuchtungs-
SOii-11/Oii©
- 7 waschturm einführt.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegende
Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Gasreinigungsstufenfolge,
die ein Koksfilter enthält, und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer GasreinigungsStufenfolge,
die kein Koksfilter enthält.
In der Reinigungsstufenfolge gemäß Fig. 1 tritt das metallurgische
Röstergas in einen heißen elektrischen Präzipitator 1 ein und gelangt dann nacheinander durch den Anfeuchtungsturm, den
Waschturm (Reinigungsturm) 3, der durch die Rohrleitung 4 mit der Waschflüssigkeit beschickt wird, den primären Nebel-Präzipitator
5 und den sekundären Nebel-Präzipitator 6, das Koksfilter 7, den Trocknungsturm 8 und den katalytischen Konverter
9, in dem der Schwefeldioxydgehalt des Gases in Schwefeltrioxyd umgewandelt wird.
An einem oder an mehreren der Punkte 10, 11, 12 und 13 kann
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Schwefelwasserstoffgas in das System exngeführt werden. In
einem Probeversuch, in dem der Gasstrom aus einem Zinksulfiderzröster
481 440 1 (17 00Θ SCFM) pro Minute betrug unter Bildung einer etwa 40 ppm Quecksilber enthaltenden Schwefelsäure
(100 %ige H2SO,),wurde der Quecksilbergehalt der Säure durch
Einführung von 2,58 1 (0,091 SCFM) Schwefelwasserstoff an den
Punkte 13 in das System auf 7,5 ppm verringert.
In der Fig· 2 sind die Elemente der Reinigungsstufenfolge durch
gestrichelte Zahlen angegeben, die den jeweiligen Elementen der Fig. 1 entsprechen: In einem Probeversuch, in dem der Gasstrom
aus einem Zinksulfiderzröster in einer Menge von 600 384 1 (21 200 SCFM) in den Präzipitator I1 eingeführt wurde unter
Bildung von Schwefelsäure in einer Menge von 204,1 t (225 tons) (100 %ige H2SO,) pro Tag mit einem Quecksilbergehalt von etwa
20 ppnijwurde durch Einführung von 0,51 1 (0,018 SCFM) Schwefelwasserstoff
an dem Punkte 10* der Quecksilbergehalt der Schwefelsäure
auf 5,7 ppm herabgesetzt.
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Claims (1)
- P atentaxisprücheVerfahren zur Entfernung von Quecksilber aus Schwefeldioxyd enthaltenden Industriegasen· vor der katalytischen Oxydation des Schwefeldioxydsj, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gas mit Schwefelwasserstoff mischt und anschließend vor der katalytlschen Oxydation des Schwefeldioxyds einer suspendierten Feststoffentfernungsoperation unterwirftoο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,. daß die suspendierte Feststoffentfernungsoperation dazin besteht^ das Gas dur©h ein Koksf£lt©r lm±t@teFeststoff©pfefsrmassgoofios-afeioii darin besteht; da© Gas disyeh ©ia©2i ©l©hfcs£s©hem Fräiipitator leitetdurcli g©kenBs©ietm@fe^ daß man d@® @as ©ine folehe MetSg© asa Schwefelwasserstoff zusetzt^ so da© misidasteiss I Qu©eksilberato® im a@m GasLeerseite
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