DE525066C

DE525066C - Process for the purification of gas mixtures with the production of sulfur ammonia salts

Info

Publication number: DE525066C
Application number: DES79428D
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Baehr
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1927-04-28
Filing date: 1927-04-28
Publication date: 1931-06-24

Description

Verfahren zur Reinigung von Gasgemischen unter Gewinnung von Schwefelammoniaksalzen Es ist bekannt, Schwefelwasserstoff und Ammoniak enthaltende Gasgemische dadurch zu reinigen, daß man diese bei erhöhter Temperatur, gegebenenfalls nach Zusatz einer entsprechenden Luftmenge, über Kontakte leitet, wodurch der Schwefelwasserstoff in Schwefeldioxyd übergeführt wird, das mit dem gleichzeitig im Gas vorliegenden Ammoniak schwefligsaure Salze bildet. Hierbei wird vorausgesetzt, daß das Verhältnis der beiden salzbildenden Komponenten derart in dem Rohgas vorliegt, daß alles Ammoniak und alles Schwefeldiotvd direkt als Ammoniumsulfit bzw. -bisulfit gebunden und abgeschieden wird. Kleine Überschüsse können durch geeignete Lösungsmittel ausgewaschen werden.Process for the purification of gas mixtures with the recovery of sulfur ammonia salts It is known to produce gas mixtures containing hydrogen sulfide and ammonia to clean that you can do this at elevated temperature, optionally after adding a corresponding amount of air, passes through contacts, causing the hydrogen sulfide is converted into sulfur dioxide, which is present in the gas at the same time Ammonia forms sulphurous salts. It is assumed here that the ratio of the two salt-forming components is present in the raw gas in such a way that all ammonia and all sulfur dioxide bound and deposited directly as ammonium sulfite or bisulfite will. Small excesses can be washed out with suitable solvents.

In der Praxis können nun aber Fälle eintreten, in denen das Verhältnis der beiden salzbildenden Komponenten so weit verschoben ist, daß bei Durchführung des Verfahrens erhebliche Überschüsse entweder an Ammoniak oder an schwefliger Säure auftreten, deren Beseitigung aber unter Umständen erhebliche Kosten verursachen würde.In practice, however, cases can arise in which the relationship of the two salt-forming components is shifted so far that when carrying out the process has considerable excesses of either ammonia or sulphurous acid occur, but their removal may cause considerable costs would.

Es wurde nun gefunden, daß man auch derartige Gase nach dem genannten Kontaktverfahren mit Vorteil reinigen kann, wenn man das Rohgas, unter Gewinnung eines Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Kohlensäure enthaltenden Kondensats kühlt und die beim Abtreiben dieses Kondensats entstehenden Dämpfe bzw. Bestandteile dieser Dämpfe in einer solchen Menge dem Rohgas wieder zusetzt, daß das für die Salzbildung günstigste Verhältnis zwischen Ammoniak und schwefliger, Säure entsteht.It has now been found that such gases can also be used according to the above Contact process can be cleaned with advantage if you extract the raw gas a condensate containing ammonia, hydrogen sulfide and carbonic acid cools and the vapors or components of the condensate produced when this condensate is driven off Vapors are added to the raw gas in such an amount that this is responsible for the formation of salts best ratio between ammonia and sulphurous, acid is formed.

Das Verfahren läßt sich beispielsweise derart durchführen, daß man durch den Kühler i die Gase auf etwa 2o° bringt, wobei sich der größte Teil des Gaswassers an dem Boden des Kühlers abscheidet. Das Gaswasser enthält das Ammoniak in Form von Ammoniumsulfid und Ammoniumcarbonat bzw. -bicarbonat und läuft in einen Vorratsbehälter 3. Das kondensierte Gaswasser kann nun stetig einem Abtreiber 4 zugeführt werden, der das Ammoniak, den Schwefelwasserstoff und die Kohlensäure austreibt, die nun wiederum dein Rohgas am zweckmäßigsten vor dein ersten Kühler durch Leitung 5 zugeführt werden.The method can be carried out, for example, in such a way that through the cooler i brings the gases to about 2o °, with most of the Gas water separates at the bottom of the cooler. The gas water contains the ammonia in the form of ammonium sulfide and ammonium carbonate or bicarbonate and runs into one Reservoir 3. The condensed gas water can now continuously be sent to an aborter 4 which are supplied with ammonia, hydrogen sulfide and carbonic acid which in turn expels your raw gas, most appropriately in front of your first cooler are fed through line 5.

Die Regulierung des Verhältnisses zwischen Ammoniak und Schwefelwasserstoff in dem Rohgas kann nun in der Weise erfolgen, daß man zur Erzielung des jeweilig gewünschten Überschusses der beiden Bestandteile die aus dem Abtreiber .entweichenden Dämpfe entweder getrennt oder nur teilweise dem Rohgas wieder zusetzt.The regulation of the ratio between ammonia and hydrogen sulfide in the raw gas can now be done in such a way that one to achieve the respective desired excess of the two constituents, those escaping from the abortionist Vapors either separately or only partially added to the raw gas again.

Wenn z. B. das Ammoniak stark fegen den Schwefelwasserstoff im überschuß ist, so wird ein entsprechender Teil der aus dem Abtreiber 4 entweichenden Dämpfe im Ammoniakkühler 6 kondensiert und darin als konzentriertes Ammoniakwasser gewonnen. Ist dagegen der Schwefelwasserstoff in unzttl:in glichen Grenzen (über etwa io(IA im Überschuß im Gas vorhanden, so trennt man die sauren Dämpfebestandteile im sogenannten Elitsäurer.7 und zieht diese für sich durch Rohr S ab, während das Ammoniak in das Rohgas zurückgeführt wird. Kleinere Schwankungen sind für das Verfahren ohne Einfiuß; zweckmäßig arbeitet man heute so, daß in dem Gas stets ein kleiner überschuß an Schwefelwasserstoff gehalten wird, da auf diese Weise Ammoniakverluste vermieden werden. Selbstverständlich kann auch. mit einem kleinen Ammoniaküberschuß gearbeitet werden, sofern die Verhältnisse sich so ändern sollten, daß auf Ammoniakverluste kein Wert mehr gelegt -werden sollte.If z. B. the ammonia strongly sweep the hydrogen sulfide in excess is, a corresponding part of the vapors escaping from the expeller 4 condensed in the ammonia cooler 6 and obtained therein as concentrated ammonia water. is on the other hand, the hydrogen sulphide in uncounted: within the same limits (over about 10 (IA im If there is an excess in the gas, the acidic vapor components are separated in the so-called Elitic acid. 7 and withdraws this for itself through pipe S, while the ammonia enters the Raw gas is returned. Smaller fluctuations have no influence on the process; It is advisable to work today in such a way that there is always a small excess in the gas Hydrogen sulfide is kept, as in this way ammonia losses are avoided will. Of course you can too. worked with a small excess of ammonia if the conditions should change in such a way that on ammonia losses no more value should be placed.

Ist der Schwefelwasserstoffgehalt des Gases dem darin befindlichen Ammoniak so stark überlegen, daß durch die Abführung der Dämpfe aus dem Entsäurcr 7 noch kein genügender Ausgleich geschaffen werden kann, oder fehlt im extremen Falle das Ammoniak ganz in dem Gase, so -wird der überschuß an Schwefelwasserstoff durch Absorption, Auswaschen o. dgl. entfernt. Zweckmäßig wird dann das warme oder gekühlte Gas (.furch einen direkten Berieselungsturm o geschickt, der mit einer Absorptionsflüssigkeit für Schwefelwasserstoff berieselt wird. Das Gas kann auch durch Reinigungskästen geschickt werden, die nur den überschuß an Schwefelwasserstoff herausnehmen. Hierauf wird das Gas katalytisch behandelt und das etwaige entstehende Salz abgeschieden. Die noch im Restgas enthaltene schweflige Säure wird in einem direkt berieselten Schlußkühler io durch eine Absorptionsflüssigkeit entfernt. Da die letztere sulfithaltig wird, kann sie als Absorptionsmittel zur Abscheidung des Überschusses an Schwefelwasserstoff dienen. Umgekehrt kann die schwefelwasserstoff-llaltige Lauge des ersten Berieselungskühlers als Waschmittel für das schweflige Säure enthaltende Gas benutzt werden.Is the hydrogen sulfide content of the gas that of it So much superior to ammonia that the removal of the vapors from the deacidifier 7 no adequate compensation can yet be created, or it is absent in the extreme If the ammonia falls entirely in the gas, the excess of hydrogen sulfide becomes removed by absorption, washing or the like. Then the warm or cooled gas (. sent through a direct sprinkler tower o, which is connected to a Absorption liquid for hydrogen sulfide is sprinkled. The gas can too be sent through cleaning boxes that only remove the excess hydrogen sulfide remove. Then the gas is catalytically treated and any resulting Salt deposited. The sulphurous acid still contained in the residual gas is in one Directly sprinkled final cooler io removed by an absorption liquid. There If the latter contains sulfite, it can be used as an absorbent to separate the Serve excess hydrogen sulfide. Conversely, the hydrogen sulfide-containing Lye from the first sprinkler cooler as a detergent for the sulphurous acid Gas can be used.

Zweckmäßig läßt man die Waschflüssigkeit zwischen den beiden Berieselungskühlern 9, io zirkulieren, so daß die sullithaltige Lauge auf den Schwefelwass-erstoffwäscher 9 gelangt, während die hiervon ablaufende schwefelwasserstoffhaltige Flüssigkeit auf den Schlußwäscher io zur Entfernung der überschüssigen schwefligen Säure gepumpt wird.The washing liquid is expediently left between the two irrigation coolers 9, io circulate so that the sullite-containing lye is transferred to the hydrogen sulphide scrubber 9 arrives, while the liquid containing hydrogen sulfide draining from it pumped onto the final scrubber to remove the excess sulphurous acid will.

Mit Vorteil können alkalische und saure wiisserige Flüssigkeiten zur Zirkulation zwischen den beiden Berieselungskühlern verwendet --erden. Der Schwefelwasserstoff reagiert mit der gleichfalls darin aufgenoninienen schwefligen Säure unter Bildung von freiem Schwefel. Hierdurch. wird die Waschflüssigkeit dauernd regeneriert. Die Reaktion zwischen Schwefelwasserstoff und scliweflifer Säure kann durch einen Zusatz von Katalysatoren nach den bekannten Verfahren erhöht werden. Der hierbei ausgeschiedene Schwefel kann durch die Absetzkästen i i aus der 'Zirkulationsflüssigkeit dauernd entfernt werden.Alkaline and acidic watery liquids can be used to advantage Circulation between the two sprinkler coolers used - earth. The hydrogen sulfide reacts with the sulphurous acid also contained therein to form of free sulfur. Through this. the washing liquid is continuously regenerated. the Reaction between hydrogen sulphide and sulphurous acid can be caused by an additive of catalysts according to the known method. The here retired Sulfur can be continuously removed from the 'circulation fluid through the sedimentation boxes removed.

Wie schon oben erwähnt, wird normalerweise mit einem kleinen Überschuß an schwefliger Säure gearbeitet. Diese überschüssige schweflige Säure muß zur Vermeidung von Korrosionen in den Rohrleitungen und Apparaten aus dem Gase entfernt werden, wofür Waschen des Gases mit Wasser, Kalkwasser, Magnesiumoxyd usw. bereits vorgeschlagen wurde. Eine solche Auswaschung ist bei Verwendung von Wasser deshalb kostspielig. weil große Wassermengen wegen der geringen Konzentration an schwefliger Säure iii dem Gase notwendig sind, und die Benutzung von alkalischen Naschflüssigkeiten hat den Bezug der betreffenden Alkalien zur Folge.As mentioned above, it usually comes with a small excess worked on sulphurous acid. This excess sulfurous acid must be avoided of corrosion in the pipelines and apparatus from which gases are removed, for which washing of the gas with water, lime water, magnesium oxide etc. has already been suggested became. Such leaching is therefore costly when using water. because large amounts of water because of the low concentration of sulphurous acid iii that gases are necessary and has the use of alkaline sweets the purchase of the relevant alkalis.

Sofern das Verfahren in der hier beschriebenen Weise durchgeführt -wird, stellt aus dem Abtreiber ¢ ein kalkhaltiges Abwasser zur Verfügung. In diesem Abwasser findet sich der Kalk teilweise in Form von Calciumsulfid vor, das beim Ansäuern Schwefelwasserstoff abspalten kann.Provided the procedure is carried out in the manner described here -will provides calcareous wastewater from the abortionist ¢. In this In wastewater, the lime is partly found in the form of calcium sulfide, which in the Acidification can split off hydrogen sulfide.

Wenn nun dieses Abwasser mit schwefliger Säure angesäuert wird, so wird, im Gegensatz zum Verhalten des Calciumsulfids anderen Säuren gegenüber, kein Schwefelwasserstoff in Freiheit gesetzt, sondern die schweflige Säure oxydiert den Schwefelwasserstoff zu Schwefel, der sich in dem Abwasser abscheidet. Hierbei findet eine vollständige Entfärbung des durch -organische Substanzen dunkelbraun gefärbten Abwassers statt, so daß gleichzeitig eine Reinigung des Abwassers erreicht wird.If this waste water is now acidified with sulphurous acid, so becomes, in contrast to the behavior of calcium sulphide towards other acids, no Hydrogen sulphide is set free, but the sulphurous acid oxidizes the Hydrogen sulfide to sulfur, which is deposited in the wastewater. Here finds a complete discoloration of the dark brown colored by organic substances Waste water instead, so that a cleaning of the waste water is achieved at the same time.

'Zur Durchführung wird das aus dem Abtreiber 4. in den Vorratsbehälter 1 e ablaufende Kalkwasser auf den Wäscher ,i3 gepunipt, und hier wird das Gas von den letzten Spuren schwefliger Saure befreit. Durch das bohr 14 läuft das geklärte Abwasser in den Klärteich, ab. To carry out this, the lime water running off from the aborter 4. into the storage container 1e is popped onto the scrubber, i3, and the last traces of sulphurous acid are removed from the gas here. The clarified wastewater runs through the bore 14 into the clarification pond .

Claims

PATENT ANSl'ILÜCI1I :: i. A process for purifying Gasgemisclien yield sulfur z aninioni- aksalzen by catalytic U \ y- (lation of S (-Ilw (#felwasserstolfs to schwefli-er acid, wherein the deposited through the cooling gas Uncles (- (.Las \ l -: it is heated and the vapors (a gas, expediently before the catalytic oxidation), which are developed in the process and which consist of official coal, sulphurous water, carbonic acid and water vapor, are partially "" filled again, characterized in that this addition takes place in such an amount that Embodiment of the method according to claim i, characterized in that when there is an excess of ammonia in the raw gas from the vapors expelled from the separated gas water, a corresponding proportion condenses in a manner known per se as ammonia water and 3. embodiment of the method according to claim i, characterized in that at If there is an excess of hydrogen sulfide in the raw gas, the acidic components are removed from the stripping vapors in a manner known per se. :: -. Embodiment of the method according to claim i, characterized in that with such a large excess of hydrogen sulfide, whereby according to the method according to claim,; the ratio between hydrogen sulfide and ammonia, which is favorable for salt biology, is not sufficient; 5. Embodiment of the method nac: claim q., Characterized in that the liquid used to wash out the hydrogen sulphide is generated in a manner known per se by treatment with gases containing sulfuric acid, the regeneration of the liquid by corresponding liata can be accelerated. 6. embodiment of the method according to claims i to 5, characterized in that the remaining amount of sulphurous: acid in the end gas is removed by washing with the waste water of the abortionist