DE3103923C2

DE3103923C2 - Verfahren zur Entfernung des Schwefelwasserstoffes aus Industriegasen

Info

Publication number: DE3103923C2
Application number: DE3103923A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr.rer.nat. 4330 Mühlheim Kleeberg; Werner Ing.(grad.) 4270 Dorsten Stehning
Original assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Current assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Priority date: 1981-02-05
Filing date: 1981-02-05
Publication date: 1985-09-19
Also published as: DE3103923A1; ZA82598B; JPS57147425A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung des Schwefelwasserstoffes aus Industriegasen mit niedrigem Sauerstoffgehalt, insbesondere mit einem Sauerstoffgehalt von unter 0,1%. Das schwefelwasserstoffhaltige Gas wird in einen Waschturm eingeführt und dort mit einer Antrachinonsäuren und/oder deren Salze enthaltenden Stretford-Waschflüssigkeit gewaschen. Das Reingas wird aus dem Waschturm abgeführt. Die Stretford-Waschflüssigkeit wird aus einem Waschturmverweilbehälter abgezogen und einem Oxidator zugeführt, in den Luft eingeblasen wird. Endlich wird aus dem Oxidator durch Flotation od.dgl. Schwefel abgezogen und einer Schwefelaufbereitung zugeführt, während die Stretford-Waschflüssigkeit in den Waschturm zurückgepumpt wird. In der Stretford-Waschflüssigkeit wird beim Waschvorgang Thiosulfat gebildet. Um zu erreichen, daß störende Verluste an den eingesetzten Antrachinonverbindungen nicht auftreten und um zu erreichen, daß eine Thiosulfatzerstörung in der Abwasserbehandlung nicht erforderlich ist, wird in das schwefelwasserstoffhaltige Gas Sauerstoff eingeführt. Dadurch wird in der Stretford-Waschflüssigkeit ein Thiosulfatspiegel von über 15 Gramm pro Liter, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 200 Gramm pro Liter, aufrechterhalten. Überraschenderweise lassen sich so störende Verluste an den eingesetzten Antrachinonverbindungen vermeiden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entfernung des Schwefelwasserstoffes aus Industriegasen mit niedrigem Sauerstoffgehalt, insbesondere mit einem Sauerstoffgehalt unter 0,1 %, wobei das schwefelwasserstoffhaltige Gas in einen Waschturm eingeführt, dort mit einer eine oder mehrere Anthrachinonsäuren und/oder deren Salze enthaltenden Stretford-Waschflüssigkeit gewaschen und Reingas aus dem Waschturm abgeführt wird, wobei ferner die Stretford-Waschflüssigkeit aus einem Waschturm-Verweilbehälter abgezogen und einem Oxidator zugeführt wird, in den Luft eingeblasen wird, wobei endlich aus dem Oxidatur durch Flotation Schwefel abgezogen und einer Schwefelaufbereitung zugeführt sowie die Stretford-Waschflüssigkeit in den Waschturm zurückgepumpt wird —, in welcher Stretford Waschflüssigkeit beim Waschvorgang Thiosulfat gebildet wird. Die Anthrachinonverbindungen sind dabei die chemisch wirksame Substanz. Die Erfindung bezieht sich mit anderen Worten auf das sogenannte Stretford-Verfahren zur Entschwefelung von Industriegasen. Das ist bekanntlich ein Oxidationsverfahren zur Gasentschwefelung. Bei einem solchen Oxidationsverfahren wird der in der Waschflüssigkeit absorbierte Schwefelwasserstoff bei der Regeneration zu elementarem Schwefel und einer sauerstoffhaltigen Schwefelverbindung, hier hauptsächlich zu Thiosulfat, oxidiert — Industrieabgase mit a>edrigem Sauerstoffgehalt, die in der beschriebenen Weise behandelt werden, sind hauptsächlixch Abgase aus Rectisolwäschen, Aminwäschen und Gase der Kohlevergasung, insbesondere der Kohledruckvergasung.

Das bekannte gattungsgemäße Verfahren (vgl. Winnacker, Küchler, »Chemische Technologie«, Band 1,1970, S. 624 bis 627) hat sich an sich bewährt. Bei der Behandlung von Industriegasen mit niedrigem Sauerstoffgehalt, insbesondere mit einem Sauerstoffgehalt unterhalb der eingangs angegebenen Schwelle, treten jedoch erhebliche Verluste an dem jeweils eingesetzten, für die Entschwefelung wirksamen Anthrachinonverbindungen auf.

Auch ist der entstehende Schwefel wegen schlechter Agglomeration schwieriger zu verarbeiten. Bei sauerstoffhaltigen Gasen liegen die Verhältnisse anders. Bei sauerstoffhaltigen Gasen, wie z. B. Kokereigas, wird in überwiegendem Maß Thiosulfat gebildet und untergeordnet Sulfat. Dies führt zu einer hohen Abwasserbelastung durch Thiosulfat mit hohem CSB-Wert. Vor der Aufbereitung des Abwassers muß das Thiosulfat zerstört werden, da es aufgrund seiner leichten Löslichkeit kaum zu entfernen ist. Die Zerstörung erfolgt im allgemeinen durch Schwefelsäure. Nachfolgend kann das entstandene Sulfat kristallisiert werden und die Mutterlauge zum Prozeß zurückgeführt werden. Bei derartigen sauerstoffhaltigen Gasen ist gesichert, daß die Chemikalienverluste niedrig sind und ein gut verarbeitbarer Schwefel entsteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu führen, daß auch bei der Behandlung von hdustriegasen mit niedrigem Sauerstoffgehalt störende Verluste an den eingesetzten Anthrachinonverbindungen nicht auftreten, andererseits aber eine Thiosulfatzerstörung in der Abwasserbehandlung nicht erforderlich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß in das schwefelwasserstoffhaltige Gas Sauerstoff eingeführt wird und dadurch in der Stretford-Waschflüssigkeit ein Thiosulfatspiegel von über 15 Gramm pro Liter, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 200 Gramm pro Liter, aufrechterhalten wird. Dabei kann der Sauerstoff auf verschiedene Weise eingeführt werden. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die sich durch Einfachheit und Wirtschaftlichkeit auszeichnet, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff durch Einblasen von Luft eingeführt wird. Es kann aber auch jedes andere sauerstoffhaltige Gas eingesetzt werden. Auch der Ort der Einfii' rung ist weitgehend beliebig. Sowohl bei der Einführung des Sauerstoffes vor dem Waschturm als auch bei Einführung des Sauerstoffes in dem Waschturm, z. B. in den Waschturm-Verweilbehälter, kommt man zu dem angestrebten Ergebnis, wobei stets die Menge des eingeführten Sauerstoffes nach dem Thiosulfatspiegel geregelt oder gesteuert wird, der bekanntlich bei einem sogenannten Stretford-Verfahren leicht und betriebsmäßig gemessen werden kann. Im Rahmen der Erfindung liegt es, in Kombination zu den vorbeschriebenen Maßnahmen auch Schwefelwasserstoffionen aus dem Waschturm in den Oxidator einzuführen, — wodurch sich

ebenfalls die Bildung von Thiosulfat regeln bzw. steuern läßt

Überraschenderweise lassen sich bei Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens störende Verluste an den eingesetzten Anthrachinonverbindungen vermeiden. Die Neubitdung von Thiosulfat läßt sich so steuern, daß eine Thiosulfatzerstörung bei der Abwasserbehandlung vermieden werden kann. Unvermeidbare, geringe Verluste können durch Mitfäliung bei der Sulfatabscheidung durch gezielte Neubildung ausgeglichen werden. 5

Ausführungsbeispiel 1

In einer Stretford-Versuchsanlage wurden 2,4 mVh eines Gases, bestehend aus 98,5 VoL-% CO₂,0,01 VoL-% O₂ und 1,5% Stickstoff, behandelt Dem Gas wurden 37,5 g/h Schwefelwasserstoff gasförmig zugesetzt Der 10 Flüssigkeitsinhalt der Anlage betrug 1501 einer Stretford-Lauge mit einer Anfangskonzentration von 1,1 g/l V, 3,15 g/l Antrachinondisulfonsäure (ADS), 25 g/l NaHCO₃,0,7 g/l Na₂COj, 1,96 g/l Na₂S₂O₃ und 2£1 g/l Na₂SO₄. Die Versuchsdauer betrug 20 Stunden.

Es wurden die Veränderungen der Konzentrationen c von Anthrachinondisulfonsäure, Na₂S₂O₃ und Na₂SO₄ gemessen: · 15

Beginn Ende c Änderung ADS 3,15 g/l 2,95 g/l 0,20 g/l - 30 g 20 Na₂S₂O₃ 1,96 g/l 1,98 g/l 0,02 g/i + 3 g

Na₂SO₄ 2,81 g/l 2,90 g/l 0,09 g/I + 13,5 g S-Durchsatz 706 g

(Nebenreaktion Schwefel zu Natriumthiosulfat:0,17°/o 25

Nebenreaktion Schwefel zu Natriumsulfat: 0,43%) Verlust an Antharachinondisulfonsäure: 7,6% in 24 Std.

Ausführungsbeispiel Il

In der gleichen Versuchsanlage wurde ein Gas, bestehend aus 2,5 Vol.-% CO₂,23% C_nHm, 0,3% O₂,5,6% CO, 56,8% H₂, 23,2% CH₄, 8,9% Inerte und 0,4% (6,3 g/m³) H₂S, behandelt Der Gasdurchsatz betrug 2,4 m³/h. -Das Gas wurde mit einer Stretfordlösung folgender Ausgangskonzentration gewaschen:

1,1 g/l V; 3,23 g/l ADS; 20,3 g/l Na₂CO₃; 24,84 g/l Na₂S₂O₃ und 18.67 g/l Na₂SO₄. 35

Der Lösungsinhalt betrug 1501. Die Versuchsdauer betrug 40 Stunden. Es wurden die Veränderungen der Konzentrationen von Na₂S₂O₃, Na₂SO₄ und ADS gemessen.

Beginn Ende c Änderung

ADS 3,23 g/l 3,18 g/l 0,05 g/I - 7,5 g Na₂S₂O₃ 24,84 g/l 25,25 g/l 0,41 g/l +61,5g 45 Na₂SO₄ 18,67 g/l 18,96 g/l 0,29 g/l + 43,5 g S-Durchsatz 706 g

(Nebenreaktion Schwefel zu Natriumthiosulfat: 4,4%

Nebenreaktion Schwefel zu Natriumsulfat: 1,7%) 50 Verlust an Antharachinondisulfonsäure: 0,9% in 24 Std.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Entfernung des Schwefelwasserstoffes aus Industriegasen mit niedrigem Sauerstoffgehalt, insbesondere mit einem Sauerstoffgehalt von unter 0,1%, wobei das schwefelwasserstoffhaltige Gas in einen Waschturm eingeführt, dort mit einer Anthrachinonsäuren und/oder deren Salze enthaltenden Stretford-Waschflüssigkeit gt »raschen und das Reingas aus dem Waschturm abgeführt wird, wobei femer die Stretford-Waschflüssigkeit aus einem Waschturmverweilbehälter abgezogen und einem Oxidator zugeführt wird, in den Luft eingeblasen wird, wobei endlich aus dem Oxidator durch Flotation Schwefel abgezogen und einer Schwefelaufbereitung zugeführt sowie die Stretford-Waschflüssigkeit in den Waschturm zurückgepumpt

ίο wird —, in welcher Stretford-Waschflüssigkeit beim Waschvorgang Thiosulfat gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß in das schwefelwasserstoffhaltige Gas Sauerstoff eingeführt und dadurch in der Stretford-Waschflüssigkeit ein Thiosulfatspiegel von über 15 Gramm pro Liter, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 200 Gramm pro Liter, aufrechterhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff druch Einblasen von Luft eingeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff vor dem Waschturm dem schwefelwasserstoffhaltigen Gas beigemischt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff in den Waschturm, z. B. in den Waschturmverweilbehälter, eingeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination dazu Schwefelwasserstoffionen aus dem Waschturm in den Oxidator eingeführt werden.