DE2448056B2 - Verfahren zur Gewinnung von flüssigen Schwefeldioxyd - Google Patents
Verfahren zur Gewinnung von flüssigen SchwefeldioxydInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von flüssigem Schwefeldioxyd aus Schwefeldioxyd
enthaltenden Gasen durch Absorbieren von Schwefeldioxyd in Wasser, Kühlen und Kondensieren.
Flüssiges Schwefeldioxyd wird u. a. bei der Herstellung
von Bleichmitteln für die Zelluloseindustrie und zur Herstellung von Schwefelsäure benötigt Bei beiden
Anwendungsgebieten wird ein hoher Reinheitsgrad des Schwefeldioxyds gefordert, so daß die in Röstgasen
vorhandenen Verunreinigungen entfernt werden müssen, da diese Verunreinigungen ansonsten dem erhaltenen
kondensierten Schwefeldioxyd bei der Weiterverarbeitung folgen würden.
Flüssiges Schwefeldioxyd wird üblicherweise aus Röstgasen hergestellt, die durch die Verbrennung von
schwefelhaltigen Substanzen erzeugt werden. Diese Gase sind normalerweise Abgase bei Sulfidröstprozessen,
wobei jedoch auch Gase verwendet werden können, die von der Verbrennung von reinem Schwefel
herrühren. Beim Rösten von Metallsulfiden in Luft wird normalerweise ein Gas mit einem Schwefeldioxydgehalt
zwischen 2—16% erhalten. Um den Schwefeldioxydgehalt zu erhöhen, kann beim Röstprozeß mit Sauerstoff
ίο angereicherte Luft verwendet werden; auf diese Weise
läßt sich der Schwefeldioxydgehalt beträchtlich erhöhen. Es sind verschiedene Verfahren bekannt, um Gase
zu konzentrieren, die Schwefeldioxyd enthalten, und um
daraus flüssiges Schwefeldioxyd herzustellen.
Ein Verfahren zur Herstellung von flüssigem Schwefeldioxyd aus Röstgasen mit einer SO2-Konzentration
von 6—7% ist in Ulimanns Enzyklopädie der technischen Chemie (1964), Band 15, Seite 420, beschrieben.
Bei diesem Verfahren wird die gesamte Röstgasmenge auf etwa -6O0C abgekühlt, wobei gleichzeitig der
Druck erhöht wird, so daß das SO? kondensiert Dieses
Verfahren ist aufgrund des hohen Energiebedarfs nachteilig. Die zur Durchführung dieses Verfahrens
benötigte Anlage ist aufgrund der hohen Verfahrensdrücke aufwendig und kompliziert.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung von flüssigem Schwefeldioxyd aus Röstgasen mit niedrigen Schwefeldioxydanteilen
ist beschrieben in Kemisk Tidskrift Nr. 1, 1970, Seiten 34—40. Bei diesem Verfahren werden die
JO Röstgase zuerst durch einen Absorptionsturm geleitet,
in dem das Schwefeldioxyd von kaltem Wasser (5—10° C) absorbiert wird, bevor das Schwefeldioxyd in
einer Rektifizier- oder Austreibekolonne mit Dampf abgetrennt bzw. ausgetrieben wird; das Schwefeldioxyd
wird dann unter Anwendung von Schwefelsäure getrocknet und anschließend entweder durch Kompression
auf 4 Bar oder Abkühlung bei atmosphärischem Druck auf etwa -15° C in den flüssigen Zustand
gebracht Diese Verfahrensweise ist unter der Voraussetzung, daß für die Absorption kaltes Wasser zur
Verfügung steht, der zuletzt beschriebenen bekannten Verfahrensweise vorzuziehen.
Ein weiteres bekanntes Verfahren, das mit dem in Kemisk Tidskrift beschriebenen Verfahren vergleichbar
ist, ist in Kirk Othmer Band 19, Seite 414, beschrieben, wobei in diesem Fall das SO2 von Dimethylanilin
absorbiert wird.
In der deutschen Patentschrift 16 67 745 ist ein Verfahren zum Konzentrieren von Schwefeldioxyd
enthaltendem Gas beschrieben, wobei eine Absorption mit kaltem Wasser und eine Desorption bei ständig
fallendem Druck erfolgt, wobei das Schwefeldioxyd, das
bei dem niedrigsten Druck abgetrennt bzw. ausgetrieben wird, bei sukzessiv ansteigendem Druck im
Gegenstrom die verschiedenen Austreibestufen passiert, und wobei zwischen diesen einzelnen Austreibestufen
Pumpen angeordnet sind, um den Druck des Schwefeldioxyds fortlaufend zu erhöhen.
In der schwedischen Patentschrift 1 67 993 ist ein Verfahren beschrieben, um von Abgasen eines Sulfitkessels
den Schwefeldioxydanteil als flüssigen Schwefeldioxyd zu gewinnen. In diesem Fall werden die Abgase
zum Zwecke der Kondensation in einer Reihe von Wärmetauschern abgekühlt Aus den Kesselgasen wird
das Schwefeldioxyd unter Druck mittels kaltem Wasser ausgewaschen. Das Schwefeldioxyd wird dann bei
einem Druck, der unter dem Kesseldruck liegt, jedoch
nicht bei atmosphärischem Druck, in einem Wärmetau-
scher ausgetrieben bzw. abgetrennt, bevor das Schwefeldioxyd nach Komprimierung in einem Wärmetauscher durch Kühlung getrocknet und kondensiert wird.
In der deutschen Patentschrift 15 67 462 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem Schwefeldioxydgas
unter Vakuum aus dem Spülwasser abgetrennt bzw. ausgetrieben wird, wobei das in dem Gas vorhandene
Schwefeldioxyd gleichzeitig erwärmt und konzentriert wird, indem der Dampf verschiedenen Stufen zugeführt
wird, in denen der Druck und die Temperatur des Gases fortschreitend erhöht wird. Der Dampf wird durch
Erhöhen des Druckes kondensiert Bei diesem Verfahren werden jedoch große Energiemengen benötigt, und
der Dampfverbrauch. liegt bei 535 Tonnen je Tonne
erzeugtem SO2.
In der deutschen Auslegeschrift 17 69 303 ist ein Verfahren zur Reinigung von Gas beschrieben, wobei
das Schwefeldioxyd unter Vakuum abgetrennt bzw. ausgetrieben wird Das Verfahren wird durchgeführt,
ohne daß von außen her zum Abu innen bzw. Austreiben des ScJbwefeJdioxyds Dampf zugeführt
werden muß, so daß die zum Schwefeldioxydaustreiben bzw. -abtrennen benötigten Drücke sehr gering sind Bei
diesem Verfahren wird die gesamte Gasmenge durch die Vakuumpumpe gepumpt Für große Gasmengen
wird eine außerordentlich großräumige Anlage benötigt und die Vakuumpumpen verbrauchen große Energiemengen. Dieses Verfahren ist bei der Verarbeitung von
großen Gasmengen und bei der Herstellung von flüssigem Schwefeldioxyd in großtechnischem Maßstab
nicht geeignet
Die wesentlichen Nachteile, die den bekannten Verfahren anhaften, bestehen darin, daß der Energieverbrauch sehr hoch liegt, insbesondere wenn für die
SO2-Absorption kein kaltes Wasser zur Verfügung steht
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem bekannten Verfahren verbessertes
Verfahren zur Gewinnung von flüssigem Schwefeldioxyd zu schaffen, wobei es insbesondere um eine
Herabsetzung des Energieverbrauches geht
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß das absorbierte
Schwefeldioxyd bei Unterdruck und einer Temperatur von 15—98°C in einer Austreibe- bzw. Rektifizierkolonne durch Einblasen von Dampf ausgetrieben wird, daß
das feuchte Schwefeldioxydgas danach gekühlt wird, so daß Wasser kondensiert, daß das Gas danach weiter
getrocknet und durch Abkühlung in einem Wärmetauscher kondensiert wird, wobei das ganze Sastem in den
einzelnen Stufen dadurch unter Unterdruck gehalten wird, daß nach der Schwefeldioxydkondensationsstufe
die Gase abgesaugt werden.
Die Ausgangsgase werden vorzugsweise vorher einem Staubreinigungsprozeß unterworfen. Die Abkühlung des feuchten Schwefeldioxydgases kann mit kaltem
Wasser oder unter Verwendung von anderen Kühlmitteln wie beispielsweise flüssigem Schwefeldioxyd
erfolgen, um den größten Teil des in dem Gas enthaltenen Wassers zu kondensieren. Zum Trocknen
des weitgehend von Wasser befreiten Gases wird vorzugsweise Schwefelsäure verwendet
Das aus dem feuchten Schwefeldioxydgas kondensierte Wasser kann anschließend wieder der Austreibebzw. Rektifizierkolonne zugeführt werden, um das
gelöste Schwefeldioxyd abzuscheiden.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens iäßt sich der Energieverbrauch beträchtlich dadurch
herabsenken, daß der Dampfverbrauch nur niedrig ist,
wenn das Abtrennen bzw. Austreiben von SO2 unter Vakuum erfolgt Die Menge der Restgase, die
weggepumpt werden muß, ist zusätzlich nur sehr klein,
so daß das gesamte System von einer verhältnismäßig kleinen Vakuumpumpe unter Vakuum gehalten werden
kann, d h. einer Pumpe, die einen geringen Energieverbrauch hat Die mk Schwefeldioxyd gesättigten
Restgase lassen sich wieder dem Absorptionsturm bzw.
der Absorptionsanlage zuführen.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, vor den Kondensator eine zusätzliche Vakuumpumpe zu schalten. Dadurch ist es möglich, im Bereich des Kondensators mit einem höheren Druck zu arbeiten, obwohl
dieser Druck vorzugsweise noch unter dem atmosphärischen Druck liegen soll. Dieses bedeutet, daß die
Abkühlungstemperatur des in dem Kondensator gebildeten flüssigen Schwefeldioxyds angehoben werden
kann. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen
Verfahrens besteht darin, daß die sogenannten niederwertigen Kalorien wie Abhitze in Form von heißem
Wasser oder Dampf mit niedrigerem Druck in der Austreibe- bzw. Rektifizierstufe wieder verwendet
werden können.
Eine Anlage zur Herstellung von Schwefelsäure aus Sulfiden umfaßt einen Absorptionsturm, dem das
Schwefeldioxyd enthaltene Gas zugeführt wird und in dem das Schwefeldioxyd von kaltem Wasser absorbiert
wird Der Absorptionsturm ist vorzugsweise mit einer
jo säurebeständigen Auskleidung versehen und mit Füllkörpern, beispielsweise aus Polypropylen oder keramischem Material, gefüllt Es können auch andere Arten
von Absorptionstürmen verwendet werden, etwa Glockenbodenkolonnen, wobei jedoch die Materialpro-
J5 bleme in dieser Hinsicht gewisse Einschränkungen
erforderlich machen. Im oberen Teil der Kolonne bzw. des Turmes ist vorzugsweise ein Tröpfchenabscheider
angebracht, um zu verhindern, daß Tröpfchen von dem gewaschenen Gas mitgerissen werden.
Das Wasser wird nach dem Absorptionsturm in einer Austreibe- oder Rektifizierkolonne behandelt, die,
ebenso wie der Absorptionsturm, vorzugsweise mit einer säurebeständigen Auskleidung versehen ist Die
Austreibe- bzw. Rektifizierkolonne ist vorzugsweise
ebenfalls mit Füllkörpern aus Kunststoff oder keramischem Material gefüllt.
Bevor das Schwefeldioxyd in der Austreibe- bzw. Rektifizierkolonne ausgetrieben wird, kann es vorteilhaft sein, das dieser Kolonne zugeführte Wasser
beispielsweise in einem Plattenwärmeaustauscher aus säurebeständigem Stahl, Titan oder Paladium-Titan im
Gegenstrom zu dem die Austreibe- bzw. Rektifizierkolonne verlassenden Wasser zu führen.
Das Schwefeldioxyd enthaltende Gas, das aus dem
Wasser ausgetrieben worden ist, wird danach beispielsweise in einem Wärmetauscher aus säurebeständigem
Stahl, Titan oder Paladium-Titan gekühlt
Das gekühlte Gas wird dann unter Verwendung von Schwefelsäure in einem Trockenturm getrocknet der
bo vorzugsweise mit Füllkösrpern gefüllt ist Anstelle eines
denkolonne verwendet werden, die jedoch einen
höheren Druckabfall zur Folge hat
Verwendung eines geeigneten Kühlmittels, beispielsweise Freon, in einem Kühler kondensiert Der Kühler
enthält Einrichtungen zum Zuführen von flüssigem Freon, beispielsweise einen Schneckenverdichter, und
einen Kondensator für das Kühlmittel sowie einen Kondensator für das Schwefeldioxyd, wobei dieser
Kondensator vor dem Kühlmittelsystem getrennt ist. Rohrwärmetauscher bilden für diesen Zweck die besten
Kondensatoren.
Es ist weiterhin ein Pumpenaggregat vorgesehen, um nicht kondensierte Gase wegzuführen, beispielsweise
Schwefeldioxyd, Stickstoff und Sauerstoff sowie andere Inertgase. Diese Restgase werden vorzugsweise wieder
dem Absorptionsturm zugeführt.
Zwischen dem Trockenturm und dem Kondensator ist vorzugsweise ein weiteres Pumpaggregat angebracht,
um den Druck in dem Kondensator genngfügig zu erhöhen, da dann die Kondensation bei höheren
Temperaturen erfolgen kann. Da die gesamte Gasmenge durch diese Pumpe gefördert werden muß, sollte die
Druckerhöhung verhältnismäßig klein sein, um unnötige Energieverluste zu vermeiden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Das Gas, das
Schwefeldioxyd enthält, wird durch die Leitung 2 einem Absorptionsturm 1 zugeführt, den das gereinigte Gas
durch die Leitung 3 verläßt. Zur Absorption des Schwefeldioxyds wird dem Absorptionsturm durch eine
Leitung 4 kaltes Wasser zugeführt, welches den Absorptionsturm durch eine Leitung 5 verläßt und in
einen Wärmetauscher 6 gelangt. Das den Wärmetauscher verlassende Gas gelangt durch eine Leitung 7 in
eine Austreibe- bzw. Rektifizierkolonne 8, der durch die Leitung 9 Dampf zugeführt wird. Das erwärmte Wasser
verläßt die Kolonne 8 durch eine Leitung 10 und wird dem Wärmetauscher 6 zugeführt, den es curch die
Leitung 11 verläßt. Das Schwefeldioxyd enthaltende Gas verläßt die Kolonne 8 durch eine Leitung 12 und
wird einem Kühler 13 zugeführt, in dem ein Teil des aus der Kolonne 8 kommenden Wasserdampfes kondensiert
wird; dieses Kondensat wird der Kolonne 8 durch eine Leitung 14 zugeführt. Das gekühlte Gas gelangt
durch eine Leitung 15 in einen Trockenturm 16, dem durch eine Leitung 17 Schwefelsäure zugeführt wird, die
durch eine Leitung 18 wieder abgeleitet wird. Das getrocknete Gas wird anschließend durch eine Leitung
19, vorzugsweise auch mittels einer zusätzlichen Vakuumpumpe 20, einem Kondensator 21 zugeführt,
dem durch die Leitung 22 Kühlmittel zugeführt wird, das den Kondensator wieder durch die Leitung 23 verläßt.
Die nicht kondensierten Gase werden durch die Leitung 24 zu einer Vakuumpumpe 25 abgeführt Die Restgase
gelangen vorzugsweise von der Vakuumpumpe über eine Leitung 26 wieder in den Absorptionsturm I1
während das kondensierte Schwefeldioxyd durch die Leitung 27 aus dem Kondensator 21 abgeleitet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich durch das folgende Beispiel, welches dem Beispiel 3 der folgenden
Tabelle entspricht, darstellen: Dem Kopf der Austreibebzw. Rektifizierkclonne werden etwa HOOmVStd.
Wasser mit einem SO2-Gehalt von 1,5% zugeführt dieses Wasser hat eine Temperatur von etwa 7O0C
Infolge der augenblicklichen Verdampfung eines Teile; des Wassers und des SO2 fällt die Temperatur auf etwi
63° C, was die Temperatur des ausgetriebenen SOrGa ses ist, wenn es die Austreibe- bzw. Rektifizierkolonne
verläßt. Der Druck in der Kolonne beträgt beispielsweise am Kopf etwa 235 mm Hg und am Boden etw;
240 mm Hg. Die Temperatur am Boden der Kolonne
in liegt dann etwa bei 72°C, was der Temperatur vor
gesättigtem Wasserdampf bei etwa 240 mm Hg ent spricht. Die für den Austreibe- bzw. Rektifiziervorganj
benötigte Wärme wird in Form von Dampf zugeführt der direkt in den Boden der Kolonne eingeblasen wird.
Die Kolonne verläßt ein Gas mit f H2O= 170 mm Hg und ρ SO2 = 65 mm Hg. Dieses
entspricht etwa 16 t/Std SO2 und etwa 11,8 t/Std. H2C
oder 5600 bzw. 14 700 NmVStd.
Das Gas wird in dem Rücklaufkühler mit kalterr
Wasser auf 5° C abgekühlt, wodurch der größte Antei;
des in dem Gas enthaltenen Wassers kondensiert wird wobei ein Restwassergehalt von nur 150 kg/Std
zurückbleibt Auf diese Weise werden etwa 5,81 Wasser
kondensiert; dieses Wasser wird wieder in die Austreibe- bzw. Rektifizierkolonne zurückgeleitet
Dem Schwefelsäuretrockenturm werden 15 t/Std
SO2 und 150kg/Std Wasserdampf zugeführt, wodurch
der Wasserdampf völlig abgeschieden wird, und das getrocknete Gas wird dem SO2-Kondensator zugeführt
in dem die Temperatur auf etwa -45° C abgesenkt wird d. h. auf eine Temperatur, bei der flüssiges Schwefeldioxyd
gebildet wird. Der Sinn der an den Kondensator angeschlossenen Vakuumpumpe besteht darin, restliche
Anteile an SO2-, O2-, N2- und COrGasen zu entfernen
und den Druck in dem Kondensator auf etwa 150 mm Hg zu halten. Das Restgas, das hauptsächlich
aus SO2 besteht (p SO2 = 119 mm HgX wird in den
Absorptionsturm 1 zurückgeleitet Das Volumen dieser Restgasmenge beträgt etwa 200Nm3/Std, wovon
147 NmVSIdSO2 ist
Bei bekannten Verfahren zum Austreiben von SO; aus Wasser, das 0,5—2,0% SO2 enthält, liegt der normale
Dampfverbrauch zwischen 2—6 Tonnen je Tonne ausgetriebenem SO2-GaS.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt der Dampfverbrauch nur 1 — 1,5 Tonnen Dampl
je Tonne SO2.
Bei den folgenden Vergleichsbeispielen stammen die Werte von verschiedenen Versuchen her, die in einer
so Anlage durchgeführt wurden, die in der oben beschriebenen
Weise aufgebaut ist Das Beispiel 3 entspricht dem oben beschriebenen Versuchsbeispiel. Die Tabellenwerte
repräsentieren demzufolge diesen Testversuch, wobei die drei anderen Versuche unter genngfügig
abgewandelten Parametern gefahren worden sind
Vergleichsbeispiele | Beispiel | 2 | 3 | 4 |
1 | 48 | 70 | 95 | |
35 | ||||
Temp, des der Rektifizierkolonne | 85 | 235 | 755 | |
zugeführten Wassers (0C) | 42 | |||
Druck am ,Kopf der Rektifizier | 90 | 240 | 760 | |
kolonne (mm Hg) | 47 | |||
Druck am Boden der Rektifizier | ||||
kolonne (mm Hg) | ||||
Fortsetzung
Beispiel 1
28
Temp, des abgehenden
Dampfes ("C)
Dampfes ("C)
Temp, am Boden der Rektifizierkolonne (0C)
Druck hinter dem Rücklaufkondensator (mm Hg)
Druck nach der H2SO4-Trocknung 35
Druck nach der SO2-Kondensation 27
(mm Hg)
Druck nach der H2SO4-Trocknung 35
Druck nach der SO2-Kondensation 27
(mm Hg)
Kondensations-Temperatur im
SO2-Kondensator ("C)
Gewicht des SO2 aus der Rektifi- 16 000 zierkolonne (kg/h)
Gewicht des H2O aus der Rektifizierkolonne (kg/h)
Gewicht H2O zu H2SO4 (kg/h)
SO2-Kondensator ("C)
Gewicht des SO2 aus der Rektifi- 16 000 zierkolonne (kg/h)
Gewicht des H2O aus der Rektifizierkolonne (kg/h)
Gewicht H2O zu H2SO4 (kg/h)
37
38
-74
9 400
930
41 | 63 | 92 |
50 | 72 | 100 |
65 | 200 | 700 |
45 | 160 | 600 |
35 | 100 | 500 |
-65 | -50 | -25 |
16 000 | 16 000 | 16 000 |
10 500 | 11 800 | 13 700 |
500 | 150 | 43 |
Aus der Tabelle ist zu entnehmen, daß das erfindungsgemäße Verfahren hinsichtlich des Druckes,
der Temperatur und der Wärmemenge mit verschiedenen Parametern benutzt werden kann. Beim Vergleichsbeispiel 1 zeigen die Verfahrenswerte, daß in dem
System mit niedrigen Drücken gearbeitet wird. Dieses bedeutet, daß vor. der Austreibe- bzw. Rektifizierkolonne
eine kleinere Wassermenge abgetrieben wird, die in dem Rücklaufkondensator kondensiert werden muß,
und daß im Verlauf des Schwefelsäuretrocknungsprozesses von der Schwefelsäure eine größere Wassermenge
absorbiert werden muß. Das Gas muß zusätzlich auf eine niedrige Temperatur abgekühlt werden, um es zu
kondensieren, wobei dieses dadurch ausgeglichen werden kann, daß Überschußwärme in Form von
Wasser oder Dampf mit niedrigem Druck benutzt wird. Bei höherem Druck in dem System kann die Temperatur
des Schwefeldioxydkühlers erhöht werden, und die Menge des von der Schwefelsäure absorbierten
Wassers wird reduziert. Andererseits sind die Energiekosten etwas höher und es muß eine größere Menge
hochwertiger Kalorien verwendet werden.
Das Bestreben muß dahin gehen, unter Berücksichtigung der örtlichen Bedingungen ein optimales Verhältnis
zwischen der benutzten Temperatur und dem benutzten Druck zu erreichen. In bestimmten Fällen ist
Schwefelsäure von einer Schwefelsäureherstellungsanlage verfügbar, und diese Säure kann dann ohne
wesentliche Kostenerhöhungen beim Trocknungsprozeß benutzt werden, um große Wassermengen von der
Schwefelsäure zu absorbieren. Die auf diese Weise erhaltene verdünnte Säure kann dann wieder in die
Absorptionsstufe der Schwefelsäureherstellungsanlage zurückgeführt werden. In bestimmten Fällen muß die
Schwefelsäure verdampft und nach Entfernen des Wassers wieder dem Trocknungssystem zugeführt
werden; in diesem Fall ist es wünschenswert, daß die von der Schwefelsäure absorbierte Wassermenge
kleiner 'st. Wenn eine Sauerstoffaniage vorhanden ist, ist es möglich, unter vertretbaren Kosten eine
Abkühlung auf niedrige Temperaturen zu erreichen, was soviel bedeutet, daß im Bereich des Schwefeldioxydkondcnsators
mit niedrigen Temperaturen gearbeitet werden kann. Wie bereits erwähnt, hängt somit die
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hinsichtlich der angewandten Parameter von den jewiligen
örtlichen Gegebenheiten ab, und es ist besonders
J» vorteilhaft, daß das erfindungsgemäße Verfahren in
dieser Hinsicht außerordentlich flexibel und anpassungsfähig ist.
Im folgenden wird das Abtrennen bzw. Wiedergewinnen von flüssigem Schwefeldioxyd aus den Abgasen
J'i einer ölfeuerungsheizungsanlage beschrieben. Das
verwendete öl enthielt 3% Schwefel, was in dem Abgas einen Schwefeldioxydanteil von 0,2 Vol.-% ergab. Das
Abgas enthielt weiterhin 12% CO2, 12% H2O und 75%
N2. Die Menge des Abgases betrug bei einer Temperatur von 175° C 106 m3/Std. Die Abgase wurden
auf 50°C abgekühlt, wobei diese Abkühlung ohne Kondensation von Wasser erfolgte. Durch den Kühlprozeß
wurden 50 Tonnen Dampf je Stunde erzeugt. In einer zweiten Kühlstufe wurden die Abgase weiter auf
4"> 30°C abgekühlt, was je Stunde zu 75 Tonnen kondensiertem Wasser führte. Das kondensierte Wasser
enthielt eine kleine Menge Schwefeldioxyd, und das kondensierte Wasser wurde mit Luft behandelt, um
diese SO2-Menge abzutreiben, bevor das Wasser einem
>ti Behälter zugeführt wurde. Das ausgetriebene Gas
wurde zusammen mit dem Rest an abgekühlten Gasen einem Absorptionsturm zugeführt. Die Gase wurden in
dem Absorptionsturm mit einer Wasserlösung eines Zitrates (1600 mVStd.) behandelt; eine derartige Was-
« serlösung hat eine bessere SO2-Löslichkeit als Wasser
ohne Zusatz einer Puffersubstanz. Nach dem Absorptionsprozeß wurde das Schwefeldioxyd enthaltende
Absorptionswasser mit einer Temperatur von 250C unter Zwischenschaltung eines Wärmetauschers einer
bo Austreibe- bzw. Rektifizierkolonne zugeführt, in der das
Absorptionswasser mit 25 t/Std. Dampf auf 500C erwärmt wurde. Der Druck in der Kolonne wurde bei
120 Torr gehalten. Das ausgetriebene Gas wurde aus der Kolonne einem Kondensator zugeführt, in dem das
μ Gas indirekt mit Wasser gekühlt wurde; das kondensierte
Wasser wurde in die Austreibe- bzw. Rektifizierkolonne zugeführt und das Absorptionswasser wurde in
den Absorptionsturm zurückgeleitet, und zwar nach
Durchführung eines Wärmetausches mit SO2 enthaltendem
Absorptionswasser, wodurch die Temperatur von 55° C auf 220C abgesenkt wurde. Das nunmehr bei einer
geringen Temperatur mit Wasserdampf gesättigte Gas wurde mit Schwefelsäure getrocknet, wodurch ein
praktisch völlig getrocknetes Gas, das aus SO2 und kleineren Inertgasmengen bestand, erhalten wurde.
Nach dem Trockenprozeß wurde das Gas auf eine Temperatur von -6O0C abgekühlt, wodurch je Stunde 6
Tonnen Schwefeldioxyd kondensierten. Die kondensierte Schwefeldioxydmenge wurde abgeleitet. Nach der
Kondensation des Schwefeldioxyds wurde das restliche Gas mittels einer Vakuumpumpe bei normalem Druck
abgezogen.
10
Dieses Gas, das hinsichtlich des Schwefeldioxyds gesättigt war, wurde wieder in den Absorptionsturm
zurückgeleitet. Dieses Gas lag in einer Menge von 650m3/Std. vor und enthielt 10 Tonnen SO2 und 6
Tonnen CO2 je Stunde.
Einer der Vorteile der Rückführung des Restgases in den Absorptionsturm liegt darin, daß der Schwefeldioxydgehalt
das Absorptionsmedium saurer macht, wodurch die Löslichkeit von Kohlendioxyd reduziert
wird. Dadurch wird die Kohlendioxydmenge in dem abgetriebenen Gas reduziert, was zu einer proportionalen
Erhöhung der abgetriebenen Schwefeldioxydmenge führt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Verfahren zur Gewinnung von flüssigem Schwefeldioxyd aus Schwefeldioxyd enthaltenden
Gasen durch Absorbieren von Schwefeldioxyd in Wasser, Kühlen und Kondensieren, dadurch
gekennzeichnet, daß das absorbierte Schwefeldioxyd bei Unterdruck und einer Temperatur von
15—98° C in einer Austreibe- bzw. Rektifizierkolonne durch Einblasen von Dampf ausgetrieben wird,
daß das feuchte Schwefeldioxydgas danach gekühlt wird, so daß Wasser kondensiert, daß das Gas
danach weiter getrocknet und durch Abkühlung in einem Wärmetauscher kondensiert wird, wobei das
ganze System in den einzelnen Stufen dadurch unter Unterdruck gehalten wird, daß nach der Schwefeldioxydkondensationsstufe
die Gase abgesaugt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kondensierte Wasser wieder in die
Austreibe- bzw. Rektifizierkolonne zurückgeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das feuchte Gas in einem
Wärmetauscher bei einer Temperatur von 0—100C
abgekühlt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmetausch
zwischen dem die Austreibe- bzw. Rektifizierkolonne verlassenden Wasser und dem der Austreibebzw.
Rektifizierkolonne zugeführten, Schwefeldioxyd enthaltenden Wasser durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck hinter der
Trockenstufe des Schwefeldioxydgases mit Schwefelsäure und vor der Kondensation des Schwefeldioxyds
mittels einer Hilfspumpe erhöht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Austreiben des
Schwefeldioxyds bei einer Temperatur von 30—7O0C, vorzugsweise von 40—5O0C, durchgeführt
wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Restgase wieder
der Absorptionsanlage zugeführt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Trocknung
des Schwefeldioxydgases mittels Schwefelsäure erfolgt.
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