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Verfahren zur Regenerierung von 1Vletalloxyden, die zur Entschwefelung
von Gasen und Dämpfen gedient haben Die Reinigungsmassen, welche dazu bestimmt sind,
den Schwefel zu beseitigen, den die Gase und Dämpfe enthalten, die z. B. bei der
Ent- oder Vergasung von kohlenstoffhaltigen oder bituminösen Rohstoffen o. dgl.
entstehen, werden im allgemeinen aus Metalloxyden gebildet, die durch die Berührung
mit dem Schwefel sich ganz oder teilweise in Schwefelverbindungen umsetzen.
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Zur Regenerierung derartiger mit Schwefel vergifteter Reinigungsmassen
oder zur Entfernung des Schwefels daraus und zu ihrer Rückbildung in Oxyde hat man
bereits vorgeschlagen, sie der Einwirkung eines Stromes heißer Luft auszusetzen,
wobei der Sauerstoff der Luft dann ein Schwefligsäureanhydrid mit dem Schwefel und
ein Oxyd mit dem Metall des Sulfides bildet.
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Man hat bereits weiter vorgeschlagen, als Entschwefelungshilfsmittel
für die durch Schwefel vergiftete Reinigungsmasse Wassergas oder ein hydriertes
Gas zu benutzen, um Schwefelwasserstoff zu bilden.
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Ferner ist schon für einen besonderen Zweck die nacheinanderfolgende
Regenerierung durch Luft und die Regenerierung durch ein reduzierendes Gas, wie
z. B. Wassergas, vorgeschlagen. Die Erfinderin hat nun erkannt, daß die Regenerierung
einer Reinigungsrnasse, wenn sie wirklich wirksam sein soll, bei einer hohen Temperatur,
und zwar über 6oo' C, durchgeführt werden muß. Unterhalb dieser Temperatur entsteht
bei der Bildung der Metalloxyde ein Sulfat, dessen Menge im Verlauf der aufeinanderfolgenden
Arbeitsvorgänge der Regenerierung allmählich wächst und schließlich den Reiniger
vollkommen unwirksam macht. Außerdem gibt die Menge des Metallsulfats, das in der
Masse verbleibt und das überdies in der Nähe des Austritts des Reinigers besonders
reichlich vorhanden ist, ganz besonders an dieser Stelle bei Berührung mit den zu
reinigenden Gasen Anlaß zur Bildung von Schwefelwasserstoff. Man könnte demzufolge
diese umgenügend regenerierten Reiniger nicht in den Arbeitskreislauf einer Anlage
einfügen, in der die aus diesen Apparaten kommenden Gase beispielsweise einer katalytischenBehandlung
unterworfen, werden müßten; denn der mitgeführte Schwefelwasserstoff würde sehr
schnell die Katalysatoren vergiften.
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Die notwendige hoheTemperatur zur Rückbildung des Metalloxydes muß
praktisch zum größten Teil durch die bei der Reaktion der
Regenerierung
frei werdende Hitze erzeugt werden, da man die Anlage bzw. den Apparat nicht während
einer längeren Zeit auf einer genügend hohen Temperatur durch äußere Erhitzung in
wirtschaftlicher Weise erhalten kann.
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Die vorliegende Erfindung hat nun zum Gegenstand, im Verlauf der Regenerierung
die Bildung von schädlichen Metallsulfaten zu verhindern, wobei gleichzeitig- an
den erforderlichen Stellen der Reinigungsvorrichtung die zur Verhinderung dieser
Bildung notwendige Temperatur aufrechterhalten wird.
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Die Erfindung besteht im Prinzip darin, die Reinigungsmasse in dem
Apparat, in welchem die Sulfide sich in allmählich geringer werdenden Mengen von
dem Eintrittsende der zu reinigenden Gase und Dämpfe bis zum Austrittsende gebildet
haben, zunächst der Einwirkung am Austrittsende des Apparates heiß zügeführten Reduktionsgases
bei einer Temperatur von 3oo bis q.oo° C in dem Behälter des Reinigers selbst zu
unterwerfen, welch letzterer vorher auf eine Temperatur von über 35o° C gebracht
ist. Dieses Gas, das somit in der Zone mit geringem Schwefelgehalt wirkt, bringt
dort eine durchgreifende Reduktion gleichzeitig der Schwefelver-. Bindung und der
verbleibenden Metalloxyde hervor. Man läßt also in einer beschränkten Zone des Apparates
reines Metall entstehen.
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Unmittelbar danach kann man zu der eigentlichen Regenerierung übergehen,
und zwar mit Hilfe des an sich bekannten Mittels eines heißen Luft- oder Sauerstoffstromes.
Das reine Metall oxydiert sich bei Weißglut, und man erzielt so in dem Apparat eine
lokale Zone erhöhter Temperatur, die durch die Hitze erzeugt wird, die bei der Reaktion
zwischen dem reinen Metall und dem Sauerstoff frei wird. Die so erzeugte Wärine
wird demnach zur Unterstützung der Einwirkung des Sauerstoffs auf die in dem übrigen
Teil der Vorrichtung vorhandenen Schwefelverbindungen benutzt. Man erzielt also
auf diese Weise eine lebhafte Verbrennung dieser Sulfide und gleichzeitig eine Aufrechterhaltung
der ziemlich erheblichen notwendigen Temperatur für die vollständige Regenerierung
bis zum Eintrittsende des Reinigers, ohne die Hinzufügung von Wärme von außen.
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Zur Ausführung dieses Verfahrens kann man zweckmäßig Reiniger benutzen,
die in der aus der beiliegenden Zeichnung ersichtlichen Weise ausgebildet sind.
Der Hauptteil des Apparates kann aus einem Behälter bestehen, der zylindrisch ist
oder irgendeine andere geeignete Form hat oder aus einer Rohrschlange besteht. Worauf,
es ankommt, ist lediglich, daß er an seinem Eintritts- und am Austrittsende mit
Rohrstutzen, mit Hähnen oder Ventilen ausgestattet ist, die notwendig sind zur Durchführung
der Arbeitsstufen der vorläufigen oder einleitenden und ,ier eigentlichen Regenerierung,
die im folgenden beschrieben werden: Gemäß der Zeichnung ist der Behälter A an seinem
Eintrittsende mit einem Rohrstutzen B mit Hahn b ausgestattet, der
für die Einführung der zu reinigenden Gase und Dämpfe üblich ist. An dieser selben
Seite ist an denn Boden des Behälters oder an irgendeinem anderen geeigneten Punkte
ein Stutzen G mit Hahn g zur Evakuierung der in der einleitenden Phase sich bildenden
Gase (Schwefelwasserstoff und Wasserdampf), das heißt also der Gase, die während
der Bildung von reinem Metall unter Erhöhung der Temperatur in der Zone H nahe an
dem Austrittsende entstehen, und weiter ein Stutzen F mit Hahn f zum Abführen der
schwefligen Säure während der eigentlichen Regenerierung angebracht.
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An seiner Austrittsseite ist der Behälter A mit einem Stutzen E mit
Hahn e zum Austritt der gereinigten Gase und Dämpfe ausgestattet; weiter ist an
dem Boden des Behälters oder in der Nähe desselben ein Stut-zen C mit Hahn
c zur Einführung des reduzierenden Gases (Wassergas', hydrierte oder Rückstandsgase,
Wasserstoff u. dgl.) und schließlich ein Stutzen D mit Hahn d zur
Zuführung der zur Regenerierung dienenden Luft oder des Sauerstoffs vorgesehen.
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Um den Apparat zur Regenerierung einer Reinigungsmasse zu benutzen,
schließt man die Hähne b, f, d und e und öffnet die Hähne c und g.
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Wem nun. ein heißes Reduktionsgas durch c eingeführt wird, so vollzieht
sich in der Zone H, wo die Reinigungsmasse nur in geringem Maße mit Schwefel -beladen
ist und einen erheblichen Prozentsatz von Oxyd enthält, außerordentlich schnell
eine Reduktion der Sulfide und Oxyde in Metall, wobei der gebildete Schwefelwasserstoff
und Wasserdampf durch den Stutzen G abgeführt werden.
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Wenn die Reduktion sich auf eine Zone von genügender Tiefe ausgedehnt
hat, so schließt man die Hähne c und g und öffnet die Hähne d und
f. Man führt dann durch d
einen heißen Luft- oder Sauerstoffstrom zu,
und es vollzieht sich darin die Reinigung unter Abführen der schwefligen Säure durch
den Stutzen F durch allmähliches Fortschreiten der bei der Reaktion frei werdenden
Wärme gegen das Eintrittsende des Apparates; die Temperatur wird dadurch genügend
hoch gehalten, um die Bildung .von Sulfaten zu verhindern.
Es .ist
selbstverständlich, daß man in der Praxis mehrere Reiniger, die in der angegebenen
Weise ausgebildet sind, zusammen gruppieren kann. Man kann beispielsweise drei gleiche
Apparate parallel zueinander anordnen, so daß in dem einen desselben die Entschwefelung
stattfindet, während im zweitens die Phase der vorläufigen oder einleitenden Regenerierung
und in dem dritten die Phase der endgültigen oder eigentlichen Regenerierung sich
abspielt.
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Die während des einleitenden Vorganges evakuierten Gase, ebenso wie
das Schwefligsäureanhydrid, das während der eigentlichen Regenerierung sich bildet,
1cönnen durch -bekannte Hilfsmittel zu -ihrer weiteren Verwendung aufgefangen werden.
Da die Stutzen F-f und G-g nur nacheinander verwandt werden, kann man evtl. einen
derselben entbehren.