DE298844C

DE298844C -

Info

Publication number: DE298844C
Application number: DENDAT298844D
Authority: DE

Description

AUSGEGEBEN
AM 2. AUGUST 1920

CF, Claus gelang es, die Schwefelgewinnung aus Schwefelwasserstoff gemäß H₂S + O = H₂O + S mit Hilfe eines Kontaktstoffes, und zwar mit Raseneisenstein, ununterbrochen zu gestalten. Zur Aufrechterhaltung der Reaktion genügte eine verhältnismäßig kleine Kontaktschicht. Claus selbst hat die Höhe dieser Schicht nach Lunge, Sodaindustrie, mit 30 cm angegeben. Der Gasdurchgang durch den Ofen wurde nach Temperaturmessungen in der Mitte des Austrittsrohres geregelt. Diese Messungen gaben zwar Anhaltspunkte für die Regelung des Gasdurchganges, nicht aber Aufschluß über die Reaktionstemperatur. Die Schwefel Verluste in den Abgasen der Claus-Öfen betrugen nach Lunge 10 bis 15 Prozent des gesamten als Schwefelwasserstoff in dem Prozeß eingeführten Schwefels.

Infolge des Vorschlages, an Stelle des Raseneisensteins den Bauxit als Kontaktmaterial zu benutzen, wurden die Schwefelverluste in den Abgasen der öfen bei gleicher Korngröße und Schichthöhe des Kontaktstoffes auf etwa die Hälfte verringert.

Der bis dahin für unüberwindlich gehaltene Gleichgewichtszustand zwischen den Reaktionen

H₂S +O = H₂O+ S und

wurde durch eine bessere Kontaktwirkung zugunsten eines besseren Schwefelausbringens und reinerer Abgase verschoben.

Bemerkt sei hier, daß die Kontaktmasse (Bauxit) unter der Einwirkung des H₂S-haltigen Gasgemisches eine durchgreifende Veränderung erfährt. Zunächst wird unter Wärmeabgabe H₂S absorbiert, bald aber erfolgt die Entzündung des Gasgemisches in der Kontaktmasse, mit welchem Zeitpunkte der eigentliche Prozeß eingeleitet wird.

Die Kontaktmasse erreicht erst nach einiger Zeit die volle Wirksamkeit; sie hat dann einen großen Teil des Hydratwassers verloren und zeigt neben einem noch etwas Sauerstoff enthaltenden Schwefeleisen und der Tonerde die Sulfate der beiden Hauptbestandteile.

Die fertige Bauxit-Kontaktmasse ist außerordentlich reaktionsfähig. Ein völlig erkalteter, lange Zeit außer Betrieb gewesener Ofen tritt beim Überleiten des kalten Gasgemisches aus Schwefelwasserstoff und Luft sofort wieder in Tätigkeit und erreicht in kurzer Zeit die normale Reaktionstemperatur.

Das vorliegende Verfahren bedeutet einen weiteren Fortschritt in der Schwefelgewinnung aus H₂S-haltigen Gasen auf dem Kontaktwege. Durch eingehende Untersuchung der Vorgänge in einem Versuchs-Bauxitofen mit erhöhter Kontaktschicht und Einrichtung zur Entnahme von Gasproben aus verschiedenen Schichthöhen wurde festgestellt, daß nach Durchtritt der oberen, der alten Clausofenfüllung entsprechenden Kontaktschicht, nach Verbrauch des Luft-Sauerstoffes und nach Beendigung der Reaktion

H₂S + O = H₂O + S

in den unteren neuen Kontaktschichten der Gehalt der Abgase an H₂S und SO₂ bei abfallender Temperatur allmählich abnahm, gemäß

2H₂S + SO₂ = 2H₂O + 3S.

Diese Erscheinung bildet die Grundlage des vorliegenden Verfahrens.

Nachdem noch ermittelt worden war, daß die Hauptreaktion bei annähernd 330⁰ am günstigsten verläuft, und ferner, daß die schädliche Einwirkung von Wasserdampf auf Schwefel bei 200° nur noch schwach ist, war die Möglichkeit gegeben, durch Schaffung einer genügend hohen Kontaktschicht für die Rückvereinigung von H₂S und SO₂ die Schwefelverluste in den Abgasen noch weiter zu verringern.

Die Bestätigung brachte vergleichende Versuche, welche sich nur dadurch unterschieden, daß bei dem einen ohne bei dem anderen mit einer Zusatzkontaktschicht aus demselben Stoff, der unmittelbar unter der Hauptkontaktschicht angeordnet war, gearbeitet wurde, und zwar betrug in dem einen Falle die Höhe der Kontaktschicht gemäß der Füllhöhe der alten Claus-Öfen 30 cm, im anderen Falle 100 cm. Beide öfen erhielten den gleichen Gasdurchgang. Der Schwefelgehalt der Abgase betrug bei der gewöhnlichen Füllhöhe etwa 21 g im Kubikmeter, bei der höheren Füllhöhe nur etwa 10 g im Kubikmeter. Hiermit ist aber die Nutzbarmachung des Schwefels der Abgase noch nicht erschöpft. Durch weitere Schichterhöhung, welche sich auch nach dem Gehalt der Eintrittsgase und der Durchgan gsgeschwindigkeit zu richten hat, kann die Rückvereinigung noch weiter getrieben werden, vorausgesetzt, daß durch richtige Zusammensetzung der Eintrittsgase dafür gesorgt ist, daß in den Abgasen auf 2H₂S bis 1SO₂ vorhanden ist. Einen weiteren Vorteil bietet das vorliegende Verfahren gegenüber dem älteren im Großbetrieb, wo zeitweise unter Erhöhung des Gasdurchganges die Ofenleistung, die Schwefelerzeugung, erhöht werden muß. Infolge des hiermit verbundenen Steigens der Reaktionstemperatur waren in diesen Fällen die Schwefelverluste in den Abgasen größer. Bei dem vorliegenden Verfahren mit erhöhter Kontaktschicht veranlaßt ein erhöhter Gasdurchgang selbstverständlich ebenfalls ein Steigen der Reaktionstemperatur in der oberen Zone über die günstigste Temperatur von etwa 330⁰ hinaus; auch hier wächst der Gehalt der Abgase dieser Zone an H₂S und SO₂, doch ist einem Verlust dieses Schwefels durch die Rückvereinigung vorgebeugt.

Das vorliegende Verfahren gestattet auf diese Weise eine erhebliche Mehrleistung unter gleichzeitiger Verringerung der Schwefelverluste.

Eine weitere Verbesserung betrifft die Gasführung durch den Ofen.

Temperaturmessurigen dicht über dem Rost, an verschiedenen Stellen genommen, ergaben Unterschiede von 150 ° und darüber. Die öfen gingen nach der Mitte zu heiß. Der Grund lag darin, daß die Gase nicht mit gleichmäßiger Geschwindigkeit auf dem ganzen Ofenquerschnitt vorrückten, sondern ihren Weg mehr quer durch die Mitte der flachen öfen und die auf dem Rost ausgebreiteten Kontaktmassen nahmen.

Der Übelstand mußte sich um so mehr geltend machen, je größer die Rostfläche gewählt wurde. Durch kegelartige Aufschüttung des Kontaktstoffes in der Mitte der Oberfläche, an welcher der zum Ausgange drängende Gasstrom etwas gebrochen wird, wurde diesem Ubelstande entgegengewirkt.

Claims

P ATENT-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Schwefel aus Schwefelwasserstoff oder solchen enthaltenden Gasgemischen durch Hindurchleiten der Gase von oben nach unten durch eine Kontaktschicht aus Bauxit

0. dgl. von etwa 30 cm Höhe, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar unter dieser Schicht eine weitere Schicht aus demselben Stoff von solcher Höhe angeordnet wird, daß in ihr die Reaktionstemperatur bis zur Grenze der Ausnutzbarkeit abfällt, d. i. bis etwa 200°.

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenfüllung auf der Oberfläche eine kegelartige Aufschüttung des gleichen Stoffes trägt. .