DE587797C - Verfahren zur Entschwefelung von Gasen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Entschwefelung von Gasen Ein Weg zur- Entschwefelung von Gasen besteht darin, daB man einen Teil des Schwefelwasserstoffs durch katalytische Oxydation in Schwefeldioxyd überführt und dieses mit dem unveränderten Teil. des Schwefelwasserstoffs unter Bildung von elementarem Schwefel zur Reaktion bringt. Die unmittelbare Umsetzung von Schwefeldioxyd mit Schwefelwasserstoff verläuft indes sehr träge, und man hat deshalb vorgeschlagen,-den Schwefelwasserstoff 'und das Schwefeldioxyd gemeinsam mit Ammoniak auszuwaschen und die so gewonnene, im wesentlichen Thiosulfat bzw. Polythionate neben schwefliger Säure enthaltende Waschlauge auf. Sulfat und Schwefel weiterzuverarbeiten. Da die katalytische Oxydation des Schwefelwasserstoffs zu Schwefeldioxyd in dem Gasstrom selbst vorgenommen wird, so gelangt mit der für den Kontaktprozeß' zugeführten Luft Stickstoff in das Gas, was in gewissen Fällen unerwünscht ist. Die Oxydation des Schwefelwasserstoffs verlangt eine Vorvvärmung der Gase auf etwa 300°, die durch Regeneration der Wärme der vom Kontakt abziehenden -Gase ermöglicht wird. Die hierbei auftretenden unvermeidlichen Wärmeverluste können durch die Reaktionswärme gedeckt werden, sofern der Gehalt der Gase an Schwefelwasserstoff größer als etwa 5 g pro Kubikzentimeter ist. Gase mit einem geringeren Gehalt an Schwefelwasserstoff bedürfen zu ihrer Vorwärmung auf Reaktionstemperatur einer zusätzlichen Beheizung, was aber Kosten verursacht.
• Es wurde nun gefunden,. daß die Entschwefelung von Gasen, die - entweder einen geringen Gehalt an Schwefelwasserstoff aufweisen oder nicht durch den Stickstoff der zugesetzten Verbrennungsluft verdünnt werden dürfen, in einfacher Weise dadurch bewirkt wird, daß man diese' Gase mit einer Ammonsulfitbisulfitlauge bzw. - Polythionatlauge wäscht und die nunmehr Thiosulfat und evtl. Polythidnäte enthaltende Lauge getrennt hiervon mit einem anderen Gasstrom, der von dem erstgenannten abgezweigt ist oder aus einer anderen Quelle stammt und in dem- Schwefelwasserstoff durch katalytische Oxydation in Schwefeldioxyd übergeführt ist, in Berührung bringt. Beim Auswaschen des Schwefeldioxyds wird bei Gegenwart einer ausreichenden Menge Ammoniak eine ammonsulfitbisulfithaltige Waschlauge bzw. Polythionatlauge erhalten, . die zum Aus-. waschen des Schwefelwasserstoffs des anderen Gasstromes .dienen kann, so daß die wechselseitige Auswaschung des schwefelwasserstoff- und des schwefeldioxydhaltigen Gases eine Zunahme .der Thiosalzkonzentration bedinkt. Eine Mischung der beiden zu reinigenden. Gasströme Endet. bei dieser Arbeitsweise nicht statt. Je nach der Menge der zu verarbeitenden Gase und `ihres. Gehaltes- an Schwefelverbindungen mizß von Fäll zu' Fall die Menge des katalytisch zu oxydierenden Anteils des Schwefelwasserstoffs bestimmt werden. Ist die Schwefelwasserstoffmenge des Gases, das katalytisch nicht behandelt werden soll, kleiner als die Menge, die zur Umsetzung des katalytisch erzeugten Schwefeldioxyds des anderen Gases zu Thiosulfat benötigt wird, so kann die katalytische Schwefelwasserstoffumsetzung auch nur zum Teil durchgeführt werden, so daß das für die Thiosulfatbildung notwendige Verhältnis zwischen Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxyd hergestellt wird. Wenn im umgekehrten Fall - das Schwefeldioxyd für die Thiosulfatbildung nicht ausreichend ist, so kann die fehlende Menge aus beliebiger anderer Quelle zugeführt werden.
• Die Einstellung des Verhältnisses der miteinander in Reaktion gebrachten Komponenten Ammoniak, Schwefeldioxyd und Schwefelwasserstoff richtet sich nach den zu erzeugenden Endlaugen. Wird z. B. auf eine beim Erhitzen unmittelbar umsetzbare Thiosulfatbisulfatlauge gearbeitet, so wird das Verhältnis Ammoniak :Schwefeldioxyd : Schwefelwasserstoff wie 12:11: 2 gehalten. Soll dagegen eine beim Erhitzen direkt umsetzbare Lauge aus Thiosulfatpolythionat gewonnen werden, so werden die Komponenten im Verhältnis 12 :11 :4 zusammengebracht. Arbeitet man .dagegen auf Thiosulfatlauge allein, so muß das Verhältnis 12 :8 :4 eingehalten werden.
• Beispiel i Leuchtgas wird in zwei Teilströme im Verhältnis von etwa 1 : 3 zerlegt, der größere Teilstrom wird nach Vorwärmen im Wärmeaustauscher auf etwa 300° gebracht. Hierauf wird eine für die. Oxydation des Schwefelwasserstoffs ausreichende Menge Luft zugesetzt"und das Gemisch über einen Katalysator geleitet, der aus Nickel besteht. Das nunmehr Schwefeldioxyd enthaltende Gas wird in dem Wärmeaustauscher bzw. Kühler auf gewöhnliche Temperatur abgekühlt und in einem Wäscher, evtl, unter Zusatz einer bestimmten Menge Ammoniak, mit Wasser berieselt. Das Schwefeldioxyd wird in Form eines Gemisches von Ammonsulfit und. -bi° sulfit absorbiert und zusammen mit dem Ammoniak aus dem Gas entfernt.
• Mit der nunmehr Ammonsulfit und -bisulfit und evtl. Ammonthiosulfat und Polythionat enthaltenden Lauge wird in einem anderen Wäscher der kleinere Teilstrom des Gases, der den Schwefelwasserstoff noch enthält, berieselt. Aus dem Ammonsulfit und -bisulfit bzw. Polythionat bildet sich mit dem in .dem Gas enthaltenen Schwefelwasserstoff Thiosulfat. Gleichzeitig wird das Ammoniak durch das Bisulfit als Ammonsulfit gebunden. Die von diesem Wäscher ablaufende Lauge enthält Thiosulfat und Ammonsulfit und kehrt nun zur. Absorption des Schwefeldioxyds aus dem großen Teilstrom auf den ersten Wäscher zurück. Bei diesem Kreislauf der Waschlauge zwischen diesen beiden Wäschern reichert sich diese immer mehr mit Thiosulfat an, bis sie schließlich auf Sulfat und Schwefel weiterverarbeitet werden kann.
• Das im Gaswasser enthaltene Ammoniak kann in einer Kalkkolonne abgetrieben "werden und je nach dem Gehalt der Gase an Schwefeldioxyd und Schwefelwasserstoff .diesen oder der Waschlauge ganz oder zum Teil wieder zugegeben werden.
• Der kleinere Gasstrom kommt bei diesem Verfahren nur mit einer Waschlauge, die den Schwefelwasserstoff und das Ammoniak absorbiert, in Berührung und wird .durch keinen Luftzusatz für die Schwefelwasserstoffoxydation mit Stickstoff verdünnt, so daß dieser Teilstrom als hochwertiges Leuchtgas Verwendung finden kann.
• Beispiel e Zur Entschwefelung soll ein Braunkohlengeneratorgas mit etwa 16g Schwefel pro Kubikmeter und ein aus Grude erzeugtes Wassergas mit etwa 4 g Schwefel pro Kubikmeter kommen.
• Das erstgenannte Gas wird durch Vorwärmen oder unter Ausnutzung seiner von der Erzeugung herrührenden Eigenwärme bei. etwa 300° mit 9 bis io Volumprozent Luft vermischt und hierauf über einen Katalysator geleitet, der aus Nickel besteht. Hierbei findet die Umsetzung des Schwefelwasserstoffs zu Schwefeldioxyd statt, worauf das Gas auf etwa 30° (etwas über den Taupunkt .von Wasser) abgekühlt wird. Zur Auswaschung des Schwefeldioxyds wird :das Gas nach Zusatz einer bestimmten Menge Ammoniak durch einen oder mehrere Wäscher geleitet, die mit Wasser berieselt werden. Das Ammoniak und das Schwefeldioxyd werden unter Bildung eines Gemisches von Ammonsulfit und -bisulfit bzw. Polythionat entfernt.
• Mit der auf diese Weise gebildeten Ammonsuifitbisulfit- bzw. Polythionatlauge wird nun eine zweite Wäschergruppe berieselt, in welcher der Schwefelwasserstoff aus dem aus Grude erzeugten Wassergas ausgewaschen wird. Das Sulfitbisulfit- bzw. Polythionatgemisch bildet mit dem Schwefelwasserstoff und gegebenenfalls Ammoniak Thiosulfat. Während des dauernden Umlaufs der Lauge zwischen den beiden Wäschergruppen reichert sich diese mit Thiosulfat an, so daß .sie nach einiger Zeit abgeführt und durch Erhitzen auf Sulfat und Schwefel weiterverarbeitet werden kann. Das aus Grude erzeugte Wassergas wird auf diese Weise entschwefelt, ohne daß es selbst der katalytischen Behandlung unterworfen werden muß. Letzteres wäre infolge des geringen Schwefelwasserstoffgehaltes nur unter Zuführung von Wärme aus fremder Quelle möglich.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Entschwefelung von Gasen, insbesondere von Kohlendestillationsgasen, bei dem der Schwefelwasserstoff des Gases oder in einem Teilstrom desselben katalytisch in.Schwefeldioxyd übergeführt und das. Sehwefel.dioxyd. zusammen mit .dem Ammoniak des Gases oder nach Zusatz von Ammoniak durch Ammoniumsulfit, -sulfitbisulfit, -thiosu1-fat oder -polythionat enthaltende Laugen bei gewöhnlicher Temperatur ausgewaschen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die hierbei gebildete Lauge, gegebenenfalls nach Zusatz von Ammoniak, zum Auswaschen des Schwefelwasserstoffs und gegebenenfalls des Ammoniaks eines anderen Gases bzw. des .anderen Teilstroms desselben Gases unter Bildung von Ammoniumthiosulfat benutzt wird.