-
Gewinnung von Schwefeldioxyd aus verdünnten schwefeldioxydhaltigen
Gasen Es ist bekannt, Schwefeldioxyd aus verdünnten Gasen durch Absorption in flüssigen
Absorptionsmitteln unter erhöhtem, gegebenenfalls bis zum Kondensationspunkt des
Schwefeldioxyds im Gasgemisch gesteigertem Druck und Entspannen des Absorptionsmittels
unter teilweiser Entbindung des gelösten Schwefeldioxyds zu gewinnen, wobei auch
eine Austreibung des nach der Entspannung in dem Absorptionsmittel noch gelöst bleibenden
Schwefeldioxyds durch Erwärmen oder Verminderung des Druckes und eine Wiederverwendung
des auf die genannte Art weitgehend oder vollständig vom Schwefeldioxyd befreiten
Absorptionsmittels zur erneuten Absorption bereits vorgeschlagen ist. Diese Verfahren
sind wirtschaftlich ungünstig, da für das Austreiben des Schwefeldioxyds nach der
Entspannung ein erheblicher Aufwand an Energie erforderlich ist, sei es in Form
von Wärmeenergie zur Erhitzung des Absorptionsmittels, sei es in Form von mechanischer
Energie zum Absaugen des unter Unterdruck in Freiheit gesetzten Schwefeldioxyds.
Wenn auch theoretisch bei derartigen Verfahren eine teilweise Regeneration der erforderlichen
Wärme für die Erhitzung des Absorptionsmittels möglich erscheint, so ist dies in
der Praxis nur unter Verwendung von umfangreichen und kostspieligen Wärmeregeneratoren
zu erreichen. Die Vakuumentgasung, des Absorptionsmittels hat weiterhin den -Nachteil,
daß infolge von Undichtigkeiten der unter Unterdruck stehenden Apparatur leicht.
eine Verunreinigung des Schwefeldioxyds mit Luft eintritt, was für manche Verwendungszwecke
des Schwefeldioxyds, beispielsweise für die Hydrosulfitfabrikation, sehr schädlich
ist.
-
Weiterhin ist bekannt, das Austreiben des in dem Absorptionsmittel
enthaltenen Schwefeldioxyds mit schwefeldioxydarmen Gasen, z. B. dem zu absorbierenden
Rohgas, bei gleichzeitiger Druckverminderung oder Temperaturerhöhung vorzunehmen,
wobei die ausgetriebenen Gase zur erneuten Absorption der Absorptionsflüssigkeit
wieder zugeführt werden.
-
Es wurde gefunden, daß man ohne Druckverminderung oder Temperaturerhöhung
das Austreiben des Schwefeldioxyds aus der Absorptionsflüssigkeit durchführen kann,
wenn man nach Entspannung und nach der Austreibung mit dem Rohgas eine weitere Entgasung
der Absorptionsflüssigkeit mit einem Teil des aus der Druckabsorption entweichenden
und entspannten Restgases vornimmt. Auch das hierbei entstehende schwefeldioxydhaltige
Gas wird der Druckabsorption zugeleitet. Es genügt für das vorliegende Verfahren
die Verwendung einer so geringen Menge Restgas, daß eine nennenswerte Steigerung
der Kompressionsarbeit nicht eintritt.
Die bei der Entspannung des
Absorptionsmittels gewonnene Kälte ,wird zweckmäßig zur Kühlung des Absorptionsmittels
während der Druckabsorption verwendet. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen,
die Entspannung des Absorptionsmittels in Vorrichtungen vorzunehmen, die in direktem
@Värmeaustausch mit dem Absorptionsmittel in der Absorptionsstufe stehen. Doch kann
die Entspannung auch in besonderen Entspannungsmaschinen vorgenommen werden und
die hierbei gewonnene Kälte indirekt durch Wasser oder eine Salzlösung auf das Absorptionsmittel
in der Absorptionsstufe übertragen werden.
-
Ebenso ist es vorteilhaft, die Energie bei der Entspannung der unter
Druck stehenden Restgase, insbesondere zur Verringerung der bei dem Verfahren zu
leistenden Kompressionsarbeit, nach Vollendung der Absorption auszunutzen. Die bei
der Entspannung der Restgase entstehende Kälte wird hierbei zweckmäßig zur Vernichtung
der Kompressionswärme ausgenutzt.
-
Als Absorptionsmittel kommen Wasser, wäßrige Salzlösungen, ferner
organische Lösungsmittel, insbesondere solche von hohem Siedepunkt, wie Teeröle,
Tetrahydronaphthalin, Phthalsäurediäthylester, Trikresylphosphat u. a., in Betracht.
Die Verwendung organischer Flüssigkeiten bietet den Vorteil, daß die Absorption
der getrockneten Gase in eisernen Apparaturen durchgeführt werden kann. Beispiel
Technisches Röstgas mit einem Gehalt von 7,5N Schwefeldioxyd wird in einem
Kompressor E (vgl. die Zeichnung) . auf 3o at unter Abführung der Kompressionswärme
komprimiert und in einem unter dem gleichen Druck befindlichen Rieselturm A einem
flüssigen, hochsiedenden Absorptionsmittel, wie Teeröl, Phthalsäurediäthylester,
Trikresylphos.-phat oder wasserfreien Aminen, wie Dimethylamin oder Triäthanolamin,
entgegengeführt. Die gesättigte Absorptionslauge, in der die Tension des Schwefeldioxyds
etwa 2 at beträgt, wird in eine Entspannungskammer B übergeführt. Hierbei tritt
ein spontanes Entweichen von Schwefeldioxyd ein, wobei die Tension auf etwa 1 at
fällt. Die Temperatur bei der Absorption im Turme A 1vird zweckmäßig unter Ausnutzung
der im Gefäß B frei werdenden Entspannungskälte möglichst niedrig gehalten. Das
aus der Kammer B entweichende Schwefeldioxyd kann nach Reinigung in einem Abstreifer
C und, falls erforderlich, in einem mit festen Adsorptionsmitteln für die Lösungsmitteldämpfe
gefüllten Behälter (in der Zeichnung nicht dargestellt) durch ein Fördergebläse
der Verbrauchsstelle zugeführt werden. Die entspannteAbsorptionsflüssigkeit wird
in einen Rieselturm D geführt, in dem sie zuerst mit einem Teil des neu der Absorptionsanlage
zugeführten Röstgases bei gewöhnlichem Druck in innige Berührung gebracht wird.
Hierbei wird der Absorptionslauge Schwefeldioxyd so weit entzogen, bis die Tension
der Lösung an Schwefeldioxyd auf einen annähernd dem Partialdruck von
0,07 5 at entsprechenden Wert gesunken ist. Es wird alsdann im unteren Teil
des Turmes D ein weiteres Entgasen der Absorptionsflüssigkeit mit einem kleinen
Teilstrom der entspannten Restgase der Druckabsorption, die nur einen Partialdruck
an Schwefeldioxyd von o,oo3 at besitzen, vorgenommen. Die bei der Entgasung gewonnene
Kälte kann dazu benutzt werden, eine möglichst geringe Temperatur bei der Absorption
im Turme A herbeizuführen. Die zur Entgasung benutzten Teilströme des Röstgases
und der Restgase werden zusammen mit dem aufgenommenen Schwefeldioxyd der Hauptmenge
des zu komprimierenden Röstgases wieder zugesetzt. Die von Schwefeldioxyd weitgehend
befreite Lauge wird durch eine Druckpumpe 0 in den DruckabsorptionsturmA
eingepreßt und hier wiederum im Gegenstrom zu den komprimierten Gasen geleitet.
Entsprechend der geringen Tension dieser Lauge kann der Partialdruck des Schwefeldioxyds
in den komprimierten Gasen auf einen sehr niedrigen Wert herabgedrückt werden. Die
von 3o at auf Normaldruck entspannten Restgase der Absorption besitzen demgemäß
nur noch einen sehr geringen Gehalt an Schwefeldioxyd. Die bei der Entspannung frei
werdende Energie wird zur Leistung mechanischer Arbeit in der mit dem Kompressor
E gekuppelten Entspannungsmaschine H ausgenutzt.
-
Bei kontinuierlichem Betrieb stellt sich infolge der Wechselwirkung
von Druckabsorption, Entspannung und Entgasung des Absorptionsmittels durch das
eingeführte Röstgas ein stationärer Zustand ein, bei dem jeweils eine bestimmte
Menge Schwefeldioxyd im Kreislauf gasförmig vom Entgasungsturm D zum Absorptionsturm
-4 geführt und, in der Lauge absorbiert, über die Entspannungskammer B wieder in
den Entgasungsturm D zurückgeleitet wird.
-
Eine vorteilhafte Abänderung des Verfahrens besteht darin, daß man
einen Teil der Restgase der Absorption nur auf etwa q. bis 5 at entspannt und die
letzten Spuren von Schwefeldioxyd in einem besonderen Waschturm F mit Hilfe einer
Sodalösung o. dgl. entfernt. Das Gas kann dann z. B. als Druckluft zum Fördern von
Flüssigkeiten u. dgl.
\-er «-endet werden. Da der Sauerstoffgehalt
dieser Druckluft nur etwa ioo/o beträgt, so kann sie insbesondere zum Fördern feuergefährlicher
Flüssigkeiten, ferner als Schutzgas in :VIühlenbetrieben vorteilhaft Verwendung
finden.