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Verfahren zur Oxydation von Schwefelwasserstoff in Gasen Man hat bereits
versucht, Schwefelwasserstoff in wasserhaltigen Gasmoder Gasgemischen durch Sauerstoff
in schweflige Säure bzw. Schwefel umzuwandeln, indem man das Gas über eine Kontaktmasse
(Raseneisenerz) leitete. Erfolg hat ein derartiges Verfahren nicht ,aufweisen können,
da die Reaktionstemperatur (6oo bis 8o0°) so hoch war, daß bereits die übrigen reaktionsfähigen.
Gasbestandteile umgesetzt wurden, während der Schwefelwasserstoff unangegriffen
blieb.
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Es ist ferner ein Verfahren bekannt, nach welchem die Oxydation in
Gegenwart eines Katalysators bei Temperaturen von reichlich 200° durchgeführt wird.
Dadurch wird zwar auch Schwefelwasserstoff in Schwefelsäure bzw. Sulfat übergeführt,
aber die Umsetzung bleibt unvollkommen, wenn nicht besondere zusätzliche Maßnahmen
getroffen werden. Es ist zwar auch bekannt, das nach jenem Verfahren erhaltene Gemisch
aus Sulfit, Bisulfit und Sulfat durch Leiten über Kontakte weiterzuoxydieren oder
die sauren Ammonsulfitlösungen durch Druckerhitzung auf Ammonsulfat zu verarbeiten.
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Diese zusätzlichen Maßnahmen sind aber umständlich; auf einfachere
Weise und mit größerer Sicherheit erhält man nach der vorliegenden Erfindung seine
wesentlich höhere Ausbeute an Schwefelsäure bzw. Sulfat. Nach der Erfindung wird
das an sich bekannte Verfahren zur Oxydation von Schwefelwasserstoff in sauerstoffhaltigen
Gasen mittels Katalysatoren bei Temperaturen von etwa Zoo bis 35o° dadurch weiter
ausgebildet, daß das Gas bis zur praktisch vollständigen Entfernung des Wassers
getrocknet, nach Erhitzung über den Katalysator geleitet, darauf nochmals getrocknet,
anschließend mit einer den Schwefelwasserstoffgebalt des Ausgangsgases entsprechenden
Menge Ammoniak und Wasserdampf (etwa 378 1 NH3 und 16o g Wasserdampf je ioo 1 A.S)
versetzt und nochmals in Gegenwart von Sauerstoff über den gleichen Katalysator
geleitet wird.
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Eine weitere Verbesserung des Verfahrens nach der Erfindung besteht
darin, daß. die durch das Überleiten des Gases über den Katalysator entstandenen
festen Reaktionsprodukte nach der zweiten Trocknung abgetrennt und gesondert mit
Wasser bzw. Wasserdampf in Gegenwart von Sauerstoff behandelt werden. Es kann auf
diese Weise z. B. aus Kokereigasen !ein Salz hergestellt werden, das praktisch aus
Sulfat mit nur geringen Beimengungen von Sulfit besteht. Die Nachbehandlung mit
Wasserdanpf, kann bei gewöhnlicher odererhöhter Temperatur mit oder lohne Druck
unter Anwendung oder Ausschluß von Katalysatoren vorgenommen werden. Unter Umständen
kann -es zweckmäßig sein, z. B. wenn die Zerlegung von Gasen. (unter Tiefkühlung,
Druck usw.) beabsichtigt ist, vor dem gesamten Prozeß das Gas zu komprimieren. Für
den Reaktionsverlauf und die Erzielung von trockenem Salz ist es vorteilhaft, die
Wasserdampfmenge so zu bemessen, daß sie dem theoretischen Bedarf
entspricht
oder etwas geringer ist. Als Katalysatoren können angewandt werden: Platin, Eisen,
Kobalt, Nickel, Silber, Kupfer, Mangan, Chrom, Vanadium, Arsen., die seltenen Erden,
aktive Kieselsäure usw. Idierbei können diese Stoffe als Metalle, rein Moder in
Legierungen, als Oxyde oder Salze angewandt werden. Ebenso können Gemische als Katalysatoren
verwandt werden. Zur Erzielung einer großen Oberfläche ist ges vorteilhaft, sie
auf inerten Trägern niederzuschlagen. Als besonders wirksam hat sich die Anwendung
von aktiver Kieselsäure als Träger erwiesen. In diesem Falle wirkt die Kieselsäure
sowohl durch die Oberflächenvergrößerung als auch durch die eigene katalytische
Fähigkeit.
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Die Behandlung mit Wasserdampf in Gegenwart von Sauerstoff kann auch
gesondert vorgenommen werden. Man trennt in diesem Falle die durch die katalytische
Behandlung des wasserfreien Gases erhaltenen Reaktionsprodukte in bekannter Weise
durch Kühlung und Filtration, Absorption usw. ab und behandelt sie für sich mit
Wasserdampf in Gegenwart von Sauerstoff, Luft oder anderen oxydierenden Gasen. Der
Vorteil dieses Verfahrens besteht darin., daß die Vorzüge, die ein trockenes Gas
für die verschiedenen Verwendungszwecke besitzt, erhalten bleiben. Beispiel i .(Vergleichsversuch)
Bei gewöhnlicher Temperatur wasserdampfgesättigtes Kekereigas mit ¢ g H2 S/m3 Gas
und 2,50/0 02 wurde auf 28o' erhitzt und über einen Katalysator aus Nickeloxyd auf
aktiver Kieselsäure geleitet. In die abziehenden Gase wurde eine dem Schwefelwasserstoffgehalt
des ursprünglichen Gases entsprechende Menge Ammoniak eingeblasen und das Gas nach
vorheriger Kühlung unter Wärmeaustausch durch Staubfilter geschickt. Das abgeschiedene
Salz enthielt 23 0/0
(NH4)2S04. Das Gas war praktisch frei von Schwefelwasserstoff.
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Beispiel z Dasselbe Kokereigas wie in Bleispiel I mit q. g H2 S/ms
Gas und 2,5 % 02 wurde getrocknet, auf 28o° erhitzt und über einen Katalysator
aus Nickeloxyd auf aktiver Kieselsäure geschickt. Die abziehenden Gase wurden getrocknet
und eine dem Schwefelwasserstoffgehalt des Ausgangsgases entsprechende Menge NH3
und Wasserdampf (3781 NH3 und i 6o g Wasserdampf/ i oo 1 H2 S) ,eingeblasen, wobei
das Gas nochmals über einen Kontakt obiger Zusammensetzung geleitet wurde. Die Trocknung
der Gase erfolgte bis zur praktisch vollständigen Entfernung des Wassers. Das bei
der Kühlung und Filtration entfallende Salz enthielt 98,9 a/o (N H4) 2 S04. Das
Gas war praktisch frei von Schwefelwasserstoff.
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Beispiel 3 . Dasselbe Kokereigas wie in Beispiel i mit q. g H2
S /M3 Gas und -2,5 % 02 wurde getrocknet, auf 28o° erhitzt und über
einen Katalysator aus Nickeloxyd auf aktiver Kieselsäure geleitet. Das abziehende
Gas wurde getrocknet und Ammoniak entsprechend dem Schwefelwasserstoffgehalt des
Ausgangsgases zugemischt. Die Trocknung der Gase erfolgte his zur praktisch vollständigen
Entfernung des Wassers. Das beim Kühlen und Filtrieren anfallende feste Reaktionsprodukt
wurde einer mit Heizmantel versehenen Förderschnecke entgegengeführt, wobei im.
Gegenstrom ein auf i oo° erhitzter feuchter Luftstrom entgegengeschickt wurde. Das
die Förderschnecke verlassende Salz enthielt .98,3 % (NH4)2S04.