DE465764C

DE465764C - Gewinnung von Schwefel aus gasfoermigen Schwefelverbindungen in Gasgemischen

Info

Publication number: DE465764C
Application number: DES73397D
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Baehr
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1926-02-23
Filing date: 1926-02-23
Publication date: 1928-09-25

Description

Gewinnung von Schwefel aus gasförmigen Schwefelverbindungen in Gasgemischen Die Gewinnung von elementarem Schwefel aus Gasgemischen, die Schwefelverbindungen enthalten, mit Hilfe von Kontaktstoffen ist bekannt. Es ist bereits vorgeschlagen worden, das mit Luft gemischte Gasgemisch über Metalloxyde zu leiten, durch die eine Umsetzung des HZS in H20 und S erfolgt. Hierbei wird nur ein Teil der Schwefelverbindungen in Form von elementarem Schwefel aus dem Gas entfernt, während der Rest überhaupt nicht umgesetzt wird oder als S02 die Apparatur verläßt, wodurch in den Abgasen ein Verlust von io bis 1s ".!;, des zur Reaktion gebrachten Gesamtschwefels entsteht. Auch durch den vorgeschlagenen Ersatz der Metalloxvde durch andere Kontaktstoffe, z. B. Bauxit, tritt noch ein erheblicher Schwefelverlust auf, der auf die unvollständige Umsetzung des H,S und teilweise auf die Bildung von SO, zurückzuführen ist.
Gemäß der- Erfindung werden zur Gewinnung von elementarem Schwefel aus Gasgemischen, die Schwefelverbindungen enthalten, abwechselnd verschieden wirkende Kontaktstoffe benutzt, die einmal das H2S zu H2O -,- S oxvdieren und andererseits das in einer ebenreaktion gebildete SO, wieder reduzieren, teilweise unmittelbar zu S und teilweise zu H,_S. Der so entstandene H.,S wird durch eine folgende Reaktionsschicht mit spezifischen Eigenschaften für die Oxydation wieder in S oder SO, übergeführt. Hierdurch gelingt es, die ursprünglich vorhandenen Schwefelverbindungen H..,S und S02 fast restlos in elementaren Schwefel überzuführen.
Als Katalvsatoren haben sich besonders Legierungen bewährt, die jeweils als eine Komponente Chrom, Vanadin, Malybdän, Aluminium oder auch deren Mischungen und als andere Komponente Zink, Nickel, Eisen, Kupfer oder ebenfalls eine Mischung dieser Metalle aufweisen, z. B. eine Legierung aus 8o °:o Chrom und 2o @'o Zink oder aus 8o o'o Chrom und 2o % Nickel ermöglicht die quantitative Überführung der etwa i o,% betragenden SOS Menge in einem Destillationsgas in elementaren Schwefel.
Für die Oxydation des Schwefelwasserstoffes zu schwefliger Säure schaltet man zuerst mehrere Lagen der besonderen Oxydationskatalvsätoren vor. Hierauf läßt man abwechselnd Reduktion und Oxydation bewirkende Katalysatoren folgen. Die Wirkungsweise dieser Katalysatorenanordnung ist die, daß primär der Schwefelwasserstoff in schweflige Säure übergeführt wird. Diese wird durch die Einwirkung des nun folgenden Reduktionsbeschleunigers größtenteils zu eletnentarem Schwefel abgebaut, während gleichzeitig auch kleine Mengen Schwefelwasserstoff auftreten. Durch die Zwischenschaltung ":än Oxydationsbeschleunigern wird der jeweils auftretende Schwefelwasserstoff sofort wieder in schweflige Säure übergeführt, worauf die obenerwähnte Umsetzung von neuem erfolgt.
Die Menge des durch N ebenreaktion auftretenden Schwefelwasserstoffes beträgt bei jedem Reaktionswechsel etwa 1 o bis 15 %, so daß nach dem Durchgang eines 2 °,ö 112S oder S02 enthaltenden Gases durch die dritte Katalvsatorenanlage etwa nur noch o,oo2 °jo Schm-efelverunreinigungen in diesem enthalten sind, während 1,9980/" der Schwefelverbindung als -elementarer Schwefel gewonnen wird.
Durch folgende Versuche wurde eine vergleichende Untersuchung zwischen den älteren Verfahren und dem vorliegenden Verfahren durchgeführt. Das zu' reinigende Gas enthielt 7,5 g Schwefel in Form von HZS. Diesem wurden 5 Volumprozent Luft beigemischt, so daß das Gasgemisch einen Gesamtsauerstofgehalt von 1,2% aufwies. Die Kontaktinassen wurden in je ein Glasrohr von 7tnrn Lichter Weite gefüllt. Der eine Versuch wurde mit Bauxit als Kontaktstoff durchgeführt, und zwar betrug die Schichtlänge des Bauxit 4öo mm, während die Gesamtlänge des Katalysators gemäß .der vorliegenden Erfindung 3oo mm betrug. Er bestand aus sechs Schichten von je 5o mm Länge, wobei jeweils zwei er schieden zusammengesetzte Katalysatoren aufeinanderfolgten.
Die Katalysatoren hatten für Schicht 1, 3, 5 folgende Zusammensetzung: 40 °") MnO, 4o °io Fe203 und 20 0(o Chromoxyd und für die Schichten z, ¢, b: 40 oio C1203, 40 °-b M002 und 20 ?,ö Ni0.
Zur Erhöhung der mechanischen Widerstandsfähigkeit wurden die Metalloxy dgemische mit Kaolin gemischt, angefeuchtet und gebrannt.
Bei einem Gasdurchgang von Zoo lfstd. durch beide Röhren konnte bei einer Temperatur zwischen 25o bis 45o° das Gas mit dem Bauxit als Kontaktstoff nicht vollständig entschwefelt werden. Bei der günstigsten Temperatur von 33o° C waren noch 1,4% Schwefel gasförmig in dem Abgas. Die Mischkatalysatoren reinigten dagegen bei 3q.o bis 42o° das Gas vollständig. Günstig ist auch der relativ große Temperaturbereich, in dem die Reaktion quantitativ verläuft.
Fiir die Durchführung des Verfahrens ist es gleichgültig, ob die Katalysatoren in Form von Legierungen, als Oxyde, Salze, überzüge oder Niederschläge auf poröse Materialien angewendet werden; ebenso kann erfindungsgemäß die für das Verfahren notwendige Reaktionstemperatur entweder durch Erwärmen des zu behandelnden Gases geliefert werden oder durch die direkte oder indirekte Beheizung der Katalysatoren selbst. Genau so übt die absolute Druckhöhe, unter der das zu behandelnde Gas steht, keinen Einfluß auf den Verlauf der Reaktion aus, so daß diese bei jedem Druck stattfinden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Gewinnung von Schwefel aus gasförmigen Schwefelverbindungen in Gasgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch bei erhöhter Temperatur abwechselnd mit Oxydations- und Reduktionsbeschleunigern für Schwefelwasserstoff und schweflige Säure in Berührung gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator als Hauptbestandteil Chrom, Vanadin; Molybclän, Aluminium oder deren Mischungen und als Zusatz in geringer Menge Eisen, Nickel, Zink, Mangan, Kupfer o. dgl. oder deren Mischungen enthält.
3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydationsbeschleuniger aus den gleichen Komponenten bestehen wie die Reduktionsbeschleuniger nach Anspruch 1, wobei jedoch die Mengen der Komponenten im umgekehrten Verhältnis der Zusammensetzung nach Anspruch 1 zueinander stehen.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatoren in Form von Legierungen, Oxyden, Salzen, Überzügen oder Niederschlägen verwendet werden.