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Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Gasen. Die Erfindung bezieht
sich auf die Entfernung von Schwefelwasserstoff und anderen schädlichen Bestandteilen,
wie Cyanwasserstogsäure, aus Gasen.
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Zweck der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung
solcher Gase zu schaffen, wodurch nicht allein die Hauptmenge des Schwefelwasserstoffs,
sondern auch die letzten Spuren davon entfernt werden, so daß es unnötig wird, das-so
gereinigte Gas noch einer Eisenox_vdhehandlung zu unterwerfen.
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Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der
Hauptteil der Verunreinigungen aus dem Gas in einer ersten Reinigungsbehandlung
mittels einer verhältnismäßig großen Menge einer Lösung entfeAt wird, ünd daß die
zurückbleibenden kleineren Mengen der Verunreinigungen in einer zweiten Behandlung
mit einer entsprechend kleineren Menge von Lösung ausgeschieden werden.
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In den Zeichnungen ist beispielsweise und schematisch eine Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht.
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Abb. i ist eine Schnittansicht einer Einrichtung, mit der das Verfahren
nach der Erfindung durchgeführt werden kann.
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Abb. z ist ein Grundriß der Vorrichtung nach Anspruch i.
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Abb. 3 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Regelung
des absatzweisen Zurückpumpens der regenerierten Lösung in den zweiten Skrubber.
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Bei dem gewählten Beispiel wird die Erfindung zum Zwecke der Reinigung
von Koksofengas
angewendet, und im nachstehenden soll der Einfachheit
halber weiter nur von diesem Beispiel die Rede sein. Die Erfindung läßt sich aber
auch bei der Reinigung anderer Gase benutzen.
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Das zu reinigende Gas wird zuerst durch die erste Absorptionsvorrichtung,
einen Skrubber A, geleitet. Hier wird das Gas in Berührung mit einer Lösung von
Natriumcarbonat gebracht, die aus dein ersten Sammelgefäß B durch ein Rohr r, die
Pumpe C, das Rohr a und die Berieseler 3 gepumpt wird. Das unreine Gas tritt am
Fuße des ersten Skrubbers durch das Rohr 5o ein, und das von dem Haupttteil dieser
Verunreinigungen befreite Gas wird am oberen Teil durch das Rohr 51 abgeleitet.
Die mit den absorbierten Verunreinigungen beladene Lösung läuft vom Fuß des ersten
Skrubbers durch das Rohr q. und wird durch die Berieseler 5 zum oberen Teil der
ersten Regeneriervorrichtung D geleitet. Hier «-erden die absorbierten Verunreinigungen
mittels am Boden der Regeneriervorrichtung durch den Einlaß 52 eingeblasener
Luft entfernt. Die Luft entweicht durch das Rohr E, welches in dein gewählten Beispiel
von dem oberen Teil der ersten Regeneriervorrichtung ausgeht und durch die Mitte
des ersten Skrubbers hindurchgeführt ist. Die so regenerierte Lösung läuft in den
ersten Sammelbehälter B und wird nun immer wieder benutzt.
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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß der größere Teil der
Verunreinigungen aus dem Gas im ersten Skrubber entfernt wird, und daß der verbleibende
kleinere Teil der Verunreinigungen durch eine zweite Behandlung mit einer entsprechenden
kleineren Menge von Flüssigkeit erfolgt, welche zuvor einer zweiten Regenerierung
unterworfen worden ist.
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Es hat sich herausgestellt, daß es am bequemsten und wirtschaftlichsten
ist, in der Art vorzugehen, daß annähernd 9o Prozent des Schwefelwasserstoffs und
der Cyanwasserstoffsäure aus dem Gas bei der ersten Behandlung entfernt werden.
Eine vollständige Reinigung ist schwierig mit einer einmaligen Behandlung dieser
Art zu erreichen, ohne den Durchsatz der Vorrichtung stark zu verringern. Bei der
Anwendung eines aus nur einer Stufe bestehenden Reinigungsverfahrens bleibt ein
wenig Schwefelwasserstoff in Form von Alkalisulfhydrat in der Lösung, die von der
Regeneriervorrichtung D zu dem ersten Vorratsbehälter B geht. Um diese Lösung zur
Entfernung der letzten Spuren von Schwefelwasserstoff aus dem Gas bei der zweiten
Stufe des Verfahrens zu benutzen, müssen die letzten Spuren der Sulfhydrate aus
der Lösung entfernt werden. Andererseits ist, da nur Spuren von Schwefelwasserstoff
in dent Gas zurückbleiben, das aus dem ersten Skrubber A herauskommt, nur eine geringe
Menge der Lösung erforderlich, um diejenige Menge Alkali zu liefern, die nötig ist,
um den gesamten Schwefelwasserstoff zu entfernen. Eine wesentliche Bedingung ist,
daß die so zur Entfernung dieser Spuren von Schwefelwasserstoff aus dem Gas zu benutzende
Lösung frei von Sulfidverbindungen ist, da diese einen Partialdruck in bezug auf
den Schwefelwasserstoff ausüben, und als weitere wichtige Bedingung kommt hinzu,
daß die Lösung in der zweiten Stufe des Verfahrens über eine sehr große Oberfläche
verteilt wird, um eine vollständige Berührung mit dem Gase zu sichern. Entsprechende
Grundsätze werden in bezug auf Cyanwasserstoffsäure und die Cyanverbindungen angewendet.
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Um also die letzten Spuren von Schwefelwasserstoff aus dem Gas zu
entfernen, wird ein Teil der regenerierten Lösung aus dem ersten Sammelbehälter
durch das Rohr 6 abgezogen und durch die Berieseler 7 in eine zweite Regenerierungsvorrichtung
F eingeleitet. Beim gewöhnlichen Betriebe kann die so abgezogene Lösung etwa ein
Zehntel des Volumens der in der ersten Stufe des Verfahrens umlaufenden Lösung betragen.
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Luft wird in den Boden der zweiten Regeneriervorrichtung F durch den
Einlaß 53 eingeblasen und entfernt die letzten Spuren von Sulfid- und Cyanwasserstoffsäureverbindungen
aus der Lösung. Die Luft entweicht aus der zweiten Regeneriervorrichtung durch den
Au@slaß G. Die vollständig gereinigte Lösung fließt von dem :Boden der zweiten Regeneriervorrichtung
in das zweite Sammelgefäß H. Die Arbeit der zweiten Regeneriervorrichtung kann ununterbrochen
ausgeführt ive-rden. Es hat sich aber als zweckmäßig erwiesen und kann als Merkmal
:der Erfindung gelten, die doppelt ,gereinigte Flüssigkeit aus dem zweiten Sammelgefäß
H absatzweise in den zweiten Skrubber überzuführen, während das Gas aus dem ersten
Skrubber ununterbrochen durchströmt. Absatzweises Pumpen der Lösung zu dem zweiten
Absorber ist aus dem Grunde zweckmäßig, weil eine viel bessere Verteilung der Lösung
über die Beschickung in dem zweiten Absorber dadurch erzielt werden kann, daß ein
großes Volumen von Lösung in kurrar Zeit eingepumpt wird, als wenn ein kleines .Volumen
uniunterbrochen eingepumpt wird. Die Vorrichtung zur Entfernung der letzten Spuren
von Schwefelwassersttoff umfaßt den zweiten Skrubber I, welcher in üblicher Weise
mit einer Schicht von nicht reaktionsfähigem festem Material beschickt ist, z. B.
von groben Holzspänen, Koksklein oder anderen geeigneten Stoffen.
Bei
der praktischen Durchführung ist im zweiten Skrubber eine Füllung von Holzspänen
benutzt worden, die genügend Lösung festhalten, um di;e letzten Spuren von Schwefelwasserstoff
aus dem Gas während eines Zeätraaimes von drei Stunden zu entfernen. Die aktiven
Oberflächen des zweiten Skrubbers sind von erheblich größerer Ausdehnung als diejenigen
des ersten Skrubhers.
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Das Gas geht aus dem ersten Skrubber A durch die Leitung J zu dem
Boden des zweiten Skrubbers I. Wenn der zweite Sammelbehälter H voll ist, veranlaßt
ein Schwimmer W in diesem Vorratsbehälter selbsttätig das Umlaufen der zweiten Pumpe
K, welche .die klare Lösung durch Leitungen 8 und 9 und durch Berieseler i o pumpt.
Dde verbrauchte Lösung läuft durch eine Leitung i i in den ersten Vorratsbehälter
B. Die zum Pumpen erfoorderliahe Zeit kann sich erheblich ändern. Bei der praktischen
Ausführung nimmt es gewöhnlich io bis 2o Minuten in Anspruch, den zweiten Vorratsbehälter
zu leeren. Die Pumpe K hält dann selbsttätig an und braucht nicht eher angelassen
zu werden, bis der Vorratsbehälter H wieder aufgefüllt isst.
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Eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Regelung des absatzweisen
Pumpens der Lösung von dem Vorratsbehälter H zu dem zweiten Absorber I ist schematisch
in Abb. 3 dargestellt. Der Schwimmer W in dem Vorratsbehälter H hängt an einem biegsamen
Seil oder einer Schnur 6o, die über die Tragrollen 61 läuft. Wenn die Flüssigkeit
in diesem Vorratsbehälter auf eine vorher bestimmte gewisse Höhe steigt, bewegt
Tier Ansatz 62 auf dem Seil 6o den schwenkbaren Schaltarm 63, zurr Zwecke, das bewegliche
Kontaktglied 64 in Eingriff mit dem festen Kontaktglied 65 zu bringen, und hierdurch
wird der Motorstromkreis 66 des Motors 67,
der die Pumpe K hedtient, geschlossen.
Wenn anderersedts die Flüssigkeit in dem Vorratsbehälter Il auf eine vorherbestimmte
niedrige Höhe fällt, hebt das Abwärtsgehen des Schwimmers W den Ansatz 68 wieder
an, wodurch der Arm 63 rückwärts bewegt wird und den Motorstromkreis unterbricht.
Bevor dieser vorherbestimmte niedrige Flüssigkeitsspiegel erreicht wird, bleibt
der Kontakt 64 in Stromvsehlußstellung.
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Außer dem erheblichen Vorteil, der in der vollständigen Ausschaltung
einer Reinigung durch Eisenoxyd besteht, hat es sich herausgestellt, daß man bei
Benutzung der Erfindung den Umfang der zur Entfernung der letzten Spuren von Schwefelwiasserstoff
nötigen Einrichtung sehr erheblich verkleinern kann. Eine Verringerung von 5o Prozent
oder mehr ist in dieser Beziehung erreicht worden. Ein etwaiger Sodazusatz, der
erforderlich wird, um natürliche Verluste im Umlauf auszugleichen, wird vorzugsweise
zu der Lösung im zweiten Vorratsbehälter H gemacht, so daß die frische Soda zuerst
dazu benutzt wird, die letzten Spuren von Schwefelwasserstoff aus .dem Gas zu entfernen.