DE3103924A1

DE3103924A1 - "verfahren zur entfernung des schwefelwasserstoffes aus industriegasen"

Info

Publication number: DE3103924A1
Application number: DE19813103924
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr.rer.nat. 4330 Mülheim 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: 1982-09-02
Also published as: DE3103924C2

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 Oxidator durch Flotation od. dgl. Schwefel abgezogen und einer Schwefelaufbereitung zugeführt sowie sie 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 Entschwefelunq von industriegasen. Das ist bekanntlich ein Oxidatlonsverfallren 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. - Industriegase mit niedrigem Sauerstoffgehalt, die in der beschriebenen Weise behandelt werden, sind hauptsächlich 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 industrlegasen 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, z. B. Kokereigas, wird in überwiegendem Maße 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 Industriegasen 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 Schwefelwasserstoffionen aus dem Waschturm in den Oxidator 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. Das kann durch Bypaß-Uberführung von Waschlösung aus dem oberen Bereich des Wascheurm-Verweilbehälters in den Oxidator erfolgen.
Im Rahmen der Erfindung liegt es, in Kombination dazu in das schwefelwasserstoffhaltige Gas Sauerstoff einzuführen. Dabei kann die Sauerstoffeinführung beispielsweise dadurch erfolgen, daß Luft in das schwefelwasserstoffhaltige Gas eingeblasen wird.
Der Sauerstoff kann vor dem Waschturm beigemischt oder auch in den Waschturm eingeführt werden.
Uberraschenderweise gelingt es bei Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens, störende Verluste an dem eingesetzten Anthrachinonsalz bzw. an den eingesetzten Anthrachinonsalzen zu vermeiden. Die Neubildung von Thiosulfat läßt sich so steuern, daß eine Thiosulfatzerstörung bei der Abwasserbehandlung vermieden werden kann. Unvermeidbare geringe Verluste können durch Mitfällung bei der Sulfatabscheidung durch gezielte Neubildung ausgeglichen werden.
Ausführungsbeispiel: I In aus Vers einer Stretford-Versuchsanlage wurden 2,4 m3/ eines Gases bestehend aus 98,5 Vol. % Gas 0,01 Vol. % 02 und 1,5 % Stickstoff behandelt. Dem Gas wurden 37,5 g/h Schwefelwasserstoff gasförmig zugesetzt. Der Flüssigkeitsinhalt der Anlage betrug 150 1 einer Stretford-Lauge mit einer Anfangskonzentration von 1,1 g/l V, 3,15 g/l Anthrachinondisulfonsäure (ADS), 25 g/l NaHC03, 0,7 g/l Na2C03, 1,96 g/l Na2S203 und 2,81 g/l Na2S04.
Die Versuchsdauer betrug 20 Stunden.
Es wurden die Veränderungen der Konzentrationen c von Anthrachinondisulfonsäure, Na2S203 und Na2S04 gemessen.
Beginn Ende c. Änderung ADS 3,15 g/l 2,95 g/l 0,20 g/l - 30 g Na2S203 1,96 g/l 1,98 g/l 0,02 g/l + 3 g Beginn . Ende c Änderung Na2SO4 2,81 g/l 2,90 g/l 0,09 g/l + 13,5 g S Durchsatz 706 g (Nebenreaktion Schwefel zu Natriumthiosulfat: 0,17 % Nebenreaktion Schwefel zu Natriumsulfat: 0,43 %) Verlust an Anthranchinondisulfonsäure 7,6 % in 24 Std.
II Ein Gas aus 98,5 % C02, 0,01 % O, und 1,5 % N2 wurde mit einer Stretfordlösung in der gleichen Versuchsanlage behandelt. Dem Gas wurden 38,5 g/h Schwefelwasserstoff zugesetzt. In der Anlage wurden 2,4 m3/h Gas umgewälzt. Die Lösung hatte folgende Zusammensetzung: 1,1 g/l V; 3,12 g/l ADS; 0,9 g/l Na2C03; 24,8 g/l NaHC03; 104,67 g/l Na2S203 und 86,43 g/l Na2SO4.
Von der im Umlauf befindlichen Lösung wurden 10 %, nämlich 15 l/h vor Eintritt in den Verweilbehälter im Waschersumpf abgezweigt und direkt dem Oxideur zugeführt.
Die Versuchsdauer betrug 24 Stunden.
Es wurden die Konzentrationsänderungen c von Anthrachinondisulfonsäure, Natriumthiosulfat und Natriumsulfat bestimmt.
Beginn Ende c. änderung ADS 3,12 g/l 3,11 g/l 0,01 g/l - 1,5 g Na2S203 104,67 g/l 105,52 g/l 0,85 g/l + 127,5 g N'lSS04 tut"30 cj/l 86,43 g/l 0,13 g/l + 19,5 g S-Durchsatz 869,6 g (Nebenreaktion Schwefel zu Natriumthiosulfat: 5,9 % Nebenreaktion Schwefel zu Natriumsulfat: 0,51 %) Verlust an Anthrachinondisulfonsäure 0,32 %

Claims

"Verfahren zur Entfernung des Schwefelwasserstoffes aus Industriegasen Patentansprüche: @ 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 eine oder mehrere Anthrachinonsäuren und/oder deren Salze enthaltenden Stretford-Waschflüssigkeit gewaschen und das 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 Oxidator durch Flotation od. dgl. Schwefel abgezogen und einer Schwefelllufberei tUIIt} zugeführt sowie Stretford-Waschflüssigkeit in den Waschturm zurückgepumpt wird, in welcher Stretford-Waschflüssigkeit beim Waschvorgang Thiosulfat gebildet wird, d a d u r c h g e -k e n z e i c h n e t, daß Schwefelwasserstoffionen aus dem Waschturm in den Oxidator 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 in Kombination dazu in das schwefelwasserstoffhaltige Gas Sauerstoff eingeführt wird.