DE466037C - Gewinnung von Schwefel aus Rohschwefel - Google Patents

Description

• Gewinnung von Schwefel aus Rohschwefel Durch das Patent q.28 087 ist ein Verfahren zur Gewinnung von Schwefel aus Ammonpolysulfidlösungen geschützt, gemäß dem man diese einer Flüssigkeit in einem geschlossenen Kochgefäß zuführt, dis bei gewöhnlichem oder erhöhtem Druck auf einer über dem Schunelzpunkt des Schwefels liegenden Temperatur gehalten wird.
• In dem Zusatzpatent 457:221 ist eine besondere Ausführungsform dieses Verfahrens beansprucht, darin bestehend, daß man die Polysulfidlösungen zwecks Gewinnung von Schwefel in einer Abtreibekolonne mit direktem Dampf im Gegenstrom behandelt und dabei einen solchen Überdruck aufrechterhält, daß sich der Schwefel bei Temperaturen ausscheidet, die über seinem Schmelzpunkt liegen.
• Es wurde weiter gefunden, daß das Verfahren des Hauptpatents, insbesondere in der in der Patentschrift 457:221 beschriebenen Ausführungsform, zur Reinigung von Rohschwefel vorzüglich geeignet ist. Man arbeitet derart, daß man den Rohschwefel, zweckmäßig unter Druck, in heißer Schwefelammoniumlösung auflöst, aus der erhaltenen Polysulfidlösung die unlöslichen Verunreinigungen abtrennt und die Lösung nach dem Verfahren des Hauptpatents auf reinen Schwefel verarbeitet.
• Das vorliegende Verfahren hat gegenüber den bekannten Arbeitsweisen, um aus rohem Schwefel handelsüblicher Oualität, z. B. amerikanischer oder sizilianischer Herkunft, reinen Schwefel zu gewinnen, die Vorteile, daß man in einfacher Weise kontinuierlich und im Kreislauf, unter Gewinnung eines sehr reinen Schwefels, arbeiten kann.
• Das Verfahren kann so ausgeführt werden, daB Verluste an Schwefelammonium nicht eintreten und ein kontinuierlicher Betrieb mit einem Minimum an Dampfenergie ermöglicht wird.
• Das Verfahren sei an Hand der beiliegenden Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
• Den Hauptteil der Apparatur bildet eine Zersetzungskolonne K, wie sie in ,dem Patent 457 22I beschrieben ist, für die Zerlegung der Polysulfidlösung durch direkten Dampf im Gegenstrom. Der Dampf tritt bei d ein, während die Ammonpolysulfidlösung oben bei d einläuft. Unten ist eine Erweiterung oder ein Behälter B vorgesehen; in dem sich der reine flüssige Schwefel an der tiefsten Stelle sammelt und durch den heizbaren Hahn b fortlaufend oder zeitweise abgelassen werden kann.
• Das von der Kolonne ablaufende -Wasser wird bei c schwefelammonfrei und entsprechend dem Stand in Schauglas s kontinuierlich entspannt und abgelassen.
• Am Kopf der Kolonne tritt ein Gemisch aus Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Wasserdampf aus, das sehr stark verdichtet ist, d. h. viel weniger Wasser enthält, als der Zusammensetzung der in der Kolonne einlaufenden Polysulfidlösung entspricht. Das Gas-Dampf-Gemisch gelangt durch eine entsprechend weite Rohrleitung f in das Schwefellösegefäß L, in dem sich auf einem Rost als Unterlage der zu lösende und zu reinigende Rohschwefel befindet, der durch ein Mannloch im Deckel des Lösegefäßes, z. B. in Form des sogenannten Brockenschwefels, oder kontinuierlich in flüssiger Form eingeführt wird. Im Deckel des Lösegefäßes L befinden sich Düsen oder Brausen e, durch die Wasser mittels der Pumpe P in fein verteilter Form eingespritzt wird. Zur Vergrößerung der Berührungsfläche zwischen den aus der Kolonne kommenden Dämpfen und dem eingespritzten Wasser kann man dieses auch über eine Schicht Füllkörper herabrieseln lassen, die im oberen Teil des Lösegefäßes vorgesehen ist. Das Wasser kondensiert die aus der Kolonne kommenden Dämpfe und bildet warme konzentrierte Schwefelammonlösung, die über den festen Schwefel herabrieselt und ihn zu einer konzentrierten Ammonpolysulfidlösung auflöst. Diese Lösung gelangt zunächst in den Klärbehälter C, in dem sich die unlöslichen Bestandteile absetzen, und von dort durch das Filter F und das Einlaufrohr g bei a in den Kopf der Kolonne. Die ungelösten Bestandteile des Rohschwefels, wie Verunreinigungen, Schmutz usw., sammeln sich in der Hauptsache unten im Klärbehälter an und werden durch Ventil k von Zeit zu Zeit entfernt. Zur Sicherheit und zum Zurückhalten kleinster Teilchen dient das Filter F. Als Filtermaterial können Drahtsiebe, Gewebe, Filtersteine o. dgl., auch Tierkohle und andere Adsorbentien benutzt werden.
• Das für das Verfahren erforderliche Schwefelammonium führt also einen Kreislauf aus, wobei es im Behälter L den rohen Schwefel auflöst und diesen in der Kolonne in elementarer Form wieder freigibt. Infolge der hohen Temperatur, die über dem Schmelzpunkt des Schwefels liegt, scheidet sich dieser dabei als Tropfen, also in geschmolzenem Zustand, aus und fließt mit dem Wasser abwärts in den Behälter B. Die Temperatur in der Kolonne ist abhängig von dem in der ganzen Apparatur herrschenden Überdruck, und dieser ist bestimmt durch den im Dampfleitungsnetz D allgemein vorhandenen Dampfdruck. Vorteilhaft liegt dieser 2 bis 3 Atm. über dem gewöhnlichen Druck, er kann aber auch beliebig höher sein.
• Das Dampfventil v ist während des Betriebes völlig geöffnet, so d.aß in der Apparatur keinerlei Druckschwankungen auftreten können, sondern stets der dem Dampfleitungsnetz entsprechende Druck herrscht.
• Das aus dem Behälter B zu entspannende reine Wasser hat dauernd eine Temperatur, die sehr nahe an dem Siedepunkt liegt, der dem Dampfdruck entspricht.
• Zuerst ist der Zulauf des Einspritzwassers in dem Lösebehälter bei z geschlossen, die Kolonne wird mit reinem Dampf unter dem Druck des Dampfnetzes gefüllt, und die Dampfmeßvorrichtung M zeigt keinen Ausschlag an. Etwa vorhandene Luft oder inerte Gase werden durch Öffnen des Entlüftungshahnes h .und Ausblasen mit Dampf entfernt.
• Wird nun kaltes oder mäßig warmes Wasser durch die Düsen in den Behälter L eingespritzt, dann findet dort eine Kondensation des Dampfes statt, und frischer Dampf strömt in die Apparatur bei d ein und durch die Kolonne aufwärts. Gleichzeitig fängt aber der Zulauf der Schwefelammon- bzw. der Polysulfidlösung in die Kolonne an; der Kreislauf des Schwefelammoniums beginnt. Durch Einregelung des Einspritzwassers wird also gleichzeitig und -ganz automatisch die Frischdarnpfmenge einerseits und die Zufuhr von Polysulfidlösung andererseits zur Kolonne geregelt.
• Der Klärbehälter C enthält dauernd fast die ganze Menge des Schwefelammoniums und dient auch bei Abstellung als Aufbewahrungsgefäß. In ihn ist eine Rohrschlange l eingebaut, durch die kaltes Wasser zum Kühlen oder das aus dem Behälter B kommende heiße Wasser geleitet wird. Es dient also im letzteren Falle gleichzeitig als Wärmeaustauscher.
• Schließlich ist auch noch eine Vorwärmung W des Einspritzwassers mittels des heißen Wassers aus B vorgesehen. Durch einmaliges Einregeln und Überwachen der Temperaturen bei T1, T2, T$ usw. kann man das am unteren Ende der Kolonne ablaufende und aus dem Behälter B zu entfernende Wasser vollständig schwefelammonfrei erhalten. Das überschüssige Wasser kann aus dem Behälter B auch mittels eines Schwimmers o. dgl. automatisch und gleichmäßig entfernt werden.
• Da die Apparatur im übrigen ganz geschlossen ist, können Verluste an Schwefelammonium nicht eintreten, was für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ausschlaggebend ist. Infolge des Gegenstromprinzips bei der Zersetzung der Polysulfidlösung, ferner der Erzeugung stark verdichteter Dämpfe und des weitgehenden Wärmeaustausches ist, gute Isolierung aller Teile torausgesetzt, der Dampfverbrauch sehr gering und beträgt pro Tonne gereinigten Schwefels nur etwa eine Tonne Dampf.
• Um den Betrieb der Raffination kontinuierlich zu gestalten, kann man zwei gleiche Lösegefäße vorsehen, die abwechselnd gefüllt und in den Schwefelanlnloniumkreislauf eingeschaltet «erden. Eine Vereinfachung der Apparatur und ein ganz kontinuierliches Verfahren erhält lnan, wenn der zu reinigende Rohschwefel nicht periodisch in fester Form in das Lösegefäß L eingebracht wird, sondern man ihn in flüssigem Zustande in ziem Maße Oinführt, wie der Vorrat des Behälters L in Lösung geht, ohne daß man diesen zu öffnen, ;l. h. die Apparatur abzustellen braucht.
• Zu dieseln Zweck ist der Schwefelschmelzbehälter S vorgesehen, der mit einem verschließbaren Mannloch zum Einfüllen ausgerüstet ist und entweder einen Dampfmantel besitzt oder direkt mit Feuergasen beheizt wird.
• Aus S läuft der geschmolzene Rohschwefel unter dem Druck des bei l: angeschlossenen direkten Dampfes durch ein geheiztes Rohr und den Regulierhahn r bei o in das Lösegefäß L und erstarrt hier unter Einwirkung des Einspritzwassers sofort zu mehr oder weniger großen Kugeln und Brocken, die der Berieselung durch die Schwefelammonlösung keinen Widerstand entgegensetzen. Durch Schaugläser im Behälter L läßt sich die Höhe der Schwefelschicht erkennen und danach der Zulauf an Rohschwefel bei r regulieren. Während das Schmelzgefäß S periodisch gefüllt wird, verläuft der eigentliche Raffinationsvorgang alsdann ganz kontinuierlich. Der geschmolzene Rohschwefel kann auch aus einem tiefstehenden drucklosen Vorratsbehälter mittels geheizter Kolbenpumpe dem Lösegefäß zugedrückt werden. Die Bedienung der Apparatur ist dabei denkbar einfach.
• Im einzelnen sind natürlich zahlreiche Abänderungen in der Ausführung der Apparatur möglich, insbesondere die Form des Klärbehälters, .des Filters, die Art der Einführung des geschmolzenen Rohschwefels, die Bauart der Zersetzungskolonne usw.
• Die Apparatur muß dem Arbeitsdruck des zur Verfügung stehenden Dampfes entsprechend druckfest gebaut sein, kann aus Guß-oder Schmiedeeisen bestehen, aber auch aus Aluminium oder irgendeinem anderen durch Schwefelammonium nicht angreifbaren Material, wie z. B. V2A-Stahl, alitiertem Eisen usw. Die Verwendung von Aluminium hat den Vorteil, daß man einen auch von Spuren Eisen freien Schwefel erhält. Benutzt man andererseits reine Schwefelammonlösungen, die man zweckmäßig in der beschriebenen Apparatur selbst aus Schwefelnatrium und Anlmonsulfat oder anderen Ammonsalzen herstellen kann, so erhält man sehr reinen Schwefel, dessen Reinheitsgrad dem durch Sublimation oder Destillation gewonnenen Schwefel, der sogenannten Schwefelblüte, gleichkommt.
• Sinngemäß läßt sich das Verfahren auch auf die Gewinnung von Schwefel aus schwefelhaltigen Massen, wie z. B. gebrauchte Gasreinigungsmasse, mit Schwefel beladene Absorptionskohle oder ähnliche Substanzen, anwenden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur kontinuierlichen Gewinnung von Schwefel gemäß Patent 4.28 087, dadurch gekennzeichnet, daß man Rohschwefel oder andere schwefelhaltige Massen, zweckmäßig unter Druck, in heißer Schwefelammoniumlösung auflöst und die erhaltene Polysulfidlösung nach dem Verfahren des Hauptpatents, insbesondere der Ausführungsform des Patents 457:221, auf reinen Schwefel verarbeitet, wobei das Schwefelammonium im Kreislauf benutzt wird.