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Verfahren zur Gewinnung des Schwefels aus Gasen. Es ist seit langem
bekannt, daß, wenn man durch die angesäuerte Lösung eines Eisenoxydsalzes (Sulfat,
Chlorid usw.) einen Strom von Schwefelwasserstoff hindurchleitet, dieser unter Abscheidung
von Schwefel zersetzt wird. Man kann auf diese Weise den Schwefel selbst aus Gasen
gewinnen, die ihn in Form von Schwefelwasserstoff in sehr verdünntem Zustande enthalten,
so z. B. aus las aus Koks(")fcn. ans Leuchtgas, Gaserzeugern usw. Durch ein einfaches
Filtrieren oder Zentrifugieren kann man die Absonderung des ausgefällten Schwefels
bewirken. Die 1?isenoxydlösung wird jedoch nach und nach unwirksam, da das Eisenoxydsalz
in der sauren Lösung zu Eisenoxydul reduziert wird, das auf Schwefelwasserstoff
nicht mehr reagiert. Man könnte nun (las Eisenoz_vdsalz gemäß der Gleichung: 21@eSCt@+
H_SOk+O-Fe2(SO.,)3 ->- H20 wieder in das Otv(lsalz überführen. doch wirkt weder
der Sauerstoff noch die Luft unter diesen Bedingungen schnell, tind die R%iekoxy(lation
durch einen l.tiftstroln ist praktisch gleich Null.
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Gemäß der Erfindung wird diese Rückoxydation durch einen selbst keinen
Oxydationswert besitzenden Luftstrom mit Hilfe eines Katalysators erzielt, der den
Sauerstoff bindet, ohne selbst verbraucht zu werden, so (laß schließlich der Schwefel
durch ein Reagenz gefällt wird, das man immer wieder erneuert; man hat also keine
weiteren Verluste als die unbedeutenden, die bei den verschiedenen Hanlierungen
im Laufe des Verfahrens immer eintreten müssen. Ein solcher Katalysator wurde in
der Salpetersäure oder al trig ii Säure gefunden, die zu Beginn - pe ele
der Reaktion entweder als Säure oder als Salz der sauren Eisenoxydullösung zugefügt
wird, die rück@@@@-@liert N%-cr(lcii soll.
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Man weiß seit den Arbeiten voll S c h 1 e -s i n g, daß die Reaktion
der Salpetersäure auf die Eisenoxydtilsalze, die in der Wärme (so bis ioo")
vor sich geht, wie folgt verliitift GFe5O4+2HNO3+3H@S04 3 Fee (S04)2 -f- 2 NO +
q. H20 und die der salpetrigen Säure nach folgender Gleichung: =.1-'V S(), -,- 2
1-i NO- H2 SO, -= l:(._ (S0_,)3 -!- 2 NO -i- 21-1.0. Diese Reaktionen verlaufen
quantitativ. Der ganze Stickstoff entweicht als gasförmiges Stickoxyd (NO), und
die Flüssigkeit häl hiervon keine Spur zurück. Man kann also mit Hilfe des sich
entwickelnden gasförmigen Stickoxyds die verbrauchte Salpetersäure oder salpetrige
Säure wiedergewinnen. Stickstoffoxyd gibt in Gegenwart von Luft die wohlbekannten
rötlichen Dämpfe (N02), die in Berührung finit Wasser in ein Gemisch von Salpetersäure
und salpetriger Säure über-; gehen. Man sieht also, daß die hier vor sich gehenden
Reaktionen einen Kreislauf bilden, bei .dem der zu Beginn der Reaktion eingeführte
Stickstoff nicht verloren geht, und die Lösung eines Eisenoxydulsalzes zumSchlusse
durch die Einwirkung des Sauerstoffes in ein Eisenoxydsalz umgewandelt wird.
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Bei der praktischen Ausführung des Verfahrens wird wie folgt vorgegangen.
Zunächst wird die Ausfällung des Schwefels in irgendeiner Umrührvorrichtung (Kontaktsäule,
Säule mit Platten o. dgl.), am besten nach I.#ili I "ialaufv:rfahrcn l:ewirkt. Dic
:ien Schwefel enthaltende Flüssigkeit läßt man umlaufen; der Schwefel wird durch
Abfiltrieren oder Ausschteudern entfernt und die Flüssigkeit zum Auffrischen weitergeleitet.
Dies geschieht in der Weise, daß man von der eisenoxy(lulhaltigen Flüssigkeit, die
wieder in Eisenoxyd übergeführt werden soll, das Gemisch von 2 NO -(- 02, das bei
einer vor-! hergehenden Behandlung entwickelt worden ist, aufsaugen läßt. Zu diesem
Zwecke läßt man die Eisenoxydullösung in einem Absorptionsturm niederrieseln, zu
dessen Boden das Gemisch von Luft und Stickoxyd gelangt. In dem :Maße, wie die Flüssigkeit
herabfällt.
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' belädt sie sich mit den Oxydationsmitteln ' Salpetersäure und salpetriger
Säure. Die unten sich ansammelnde Flüssigkeit wird alsdann erhitzt und dadurch in
Eisenoxydsalz übergeführt. Die Salpetersäure, die 'absorbiert worden war, wird in
Form von Stickstoffoxyden wieder abgegeben, die dann wiederurn
zur
Behandlung einer neuen l-Ienge Eisenoxydulflüssigkeit dienen.
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In der Zeichnung zeigt Abb. i schematisch ein Ausführungsbeispiel
einer zur Ausführung des Verfahrens dienenden Vorrichtung. a bezeichnet einen Behälter
zur Aufnahme der eisenoxydulhaltigen Flüssigkeit, die sich als Rückstand aus den
vorherigen Verfahren ergeben hat. Diese Flüssigkeit fließt aus dem Behälter a in
einen Absorptionsturm b, der mit Koks o. dgl. angefüllt ist, über den die Flüssigkeit
rieseln soll, um in großer Oberfläche mit der mit oxydierend wirkenden Stickstoffverbindungen
geschwängerten Luft in Berührung zu kommen, die vom Boden des Turmes her durch die
Rohre c und d zugeführt wird. Die Flüssigkeit, die zum Boden des Turmes herabfließt
und sich mit der entstandenen Salpetersäure gesättigt hat, wird in einer Schale
e aufgefangen, aus der sie in einen Kessel f befördert wird. Das Stickoxyd wird
frei und steigt durch das Rohr c: in die Säule b, wie oben erklärt. Das wiedergewonneneEisenoxydsalz
geht in ein Becken g über, aus dem es alsdann entnommen werden kann.
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Die Anordnung der Vorrichtung nach Abb. 2 ist genau dieselbe wie diejenige
nach Abb. i, nur mit dem Unterschied, daß zwischen, dem Kessel f und dem Boden c
des Turmes ein Gasbehälter h eingeschaltet ist. Am oberen Teile des Kessels kann
eine Kühlvorrichtung i. angebracht werden, die dazu bestimmt ist, das entstandene
Wasser zu kondensieren, um es daran zu hindern, in die Gasbehälteranlage einzudringen.
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Abb.3 veranschaulicht eine andere Ausführungsforrn der Erfindung,
nach der die Erwärmung derEisenoxyd enthaltendenFlüssigkeit zum Zwecke ihrer Befreiung
von Stickoxyd inn°rhalb des Turmes b selbst geschieht, und zwar an dessen-Boden.
In diesem Falle ist der Turm b unten mit einem Heizmantel j und oben mit einem Kühlmantel
k ausgestattet. Die eisenoxydulhaltige Flüssigkeit wird in den Behälter a eingefüllt
und die eisenoxydhaltige Flüssigkeit in der Schale g aufgefangen. Der Stickstoff
führt im Innern des Turmes b seinen geschlossenen Umlauf aus. Hieraus geht hervor,
Saß man mit einem genügend hohen Absorptionsturm, indem man in geeigneter Weise
einerseits den Strom der Luft und der salpetrigen Gase, und anderseits den Zufluß
der sauren Eisenoxydullösung regelt, diese vollständig rückoxydieren kann, ohne
den Katalysator entweichen zu lassen, der von oben bis unten in der Absorptionsvorrichtung
verteilt bleibt und auch nicht mit der Eisenoxydlösung, aus der er durch die Hitze
ausgetrieben wird, entweicht.
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Anstatt in einem einzigen Kolonnenapparat, der unten erhitzt und oben
abgekühlt wird, zu arbeiten, kann man die Reaktionen natürlich auch in mehreren
einzelnen Vorrichtungen nacheinander ausführen. Wenn der Schwefelwasserstoff sich
in dem zu verarbeitenden Gase in einer großen Verdünnung befindet, so kann man zur
Ausfällung des Schwefels auch ein Reagenz benutzen, das empfindlicher ist als das
Eisensulfat, so z. B. das schwefelsaure oder essigsäure Zink. Das gebildete Schwefelzink
wird alsdann nach dem Abscheiden aus der Flüssigkeit von dem Schwefelwasserstoff
befreit, den man in einer Eisenoxydsalzlösung auffangen kann. Das ; Zinksalz wird
dann wieder zur Ausfällung benutzt, und das vom Schwefel befreite l?isenoxvdulsalz
zwecks seiner Rückoxydation wie vorstehend angegeben behandelt.
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Die hier. angegebenen Anordnungen sollen ' nur als Beispiele dienen.
Alle- Einzelheiten in der Ausführung der einzelnen Stufen des Verfahrens können
abgeändert werden, ohne claß das Wesen der Erfindung dabei geändert wird.