DE627327C - Verfahren zur Aufarbeitung von Abfallschwefelsaeuren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Aufarbeitung von Abfallschwefelsauren Das Hauptpatent 626481 bezieht sich auf .ein Vierfahren zur Aufarbeitung von Abfallschwefielsäuren,, die z. B. bei der Erdölrafflnation anfallen, durch Verbrennung der Säuren mit ;organischen Stoffen und Umwandlung des hierbei entstehenden Schwefeldioxyds in konzentrierte Schwefelsäure: Es hesteht darin, daß die Abfallsäuren in einen Drehrohrofen eingeführt werden, indem sie zusammen mit schwer v(erbrennbarten Abfallstoffen, wie Säureharz oder erschäpften Bleicherden aus der Ölreinigung, in der Weise mit Luft verbrannt werden, daß meinem ersten Teil des Drehrolirofens zunächst leine Entgasung und. Verkokung der Briennstoffie und in einem zweiten Teil des Ofens darauf die Verbrennung des entstandenen Kokses mit Luft erfolgt, wobei der Verbrennungsvorgang die für die Entgasung und Verkokung der brennbaren kohlenstoffhaltigen Masse sowie die Zersetzung der Abfallsäuren erforderliche Wärme liefert. Das Verfahren löst ,also die Aufgabe, die Umsetzung von Abfallschwefelsäure mit Kohlenstoff zu Schwefeldioxyd unter Verwendung möglichst geringer Mengen Zusatzbrennstoffe durchzuführen. -Durch die vorliegende Erfindung gelingt es, die Menge des erforderlichen Zusatzbrennstoffes noch weiter herabzusetzen.
• Es wurde ;gefunden, daß die Aufarbeitung der Abfallschwefelsäure unter dem geringstm6glichenAufwand an Zusatzbrennstoff dann gelingt, wenn die Abfallsäure in den Feuerrauen -des Drlehnohrofens eingespritzt, z. B. eingestäubt wird. Das Einspritzen erfolgt in der Weise, daß die äußeren Strahlen des Einspritzkegels so gerichtet werden, däß sie das Mauerwerk- des Dnehrohrofens und den im Ofen verbrennenden Brennstoff nicht berühren, die Abfallsäure also in dem Gasraum des Ofens verdampft und zersetzt wird.
• Es ist bekannt, Abfallsäure zwecks Aufarbeitung in einen -Rieselturm einzuspritzen. Bei diesem Verfahren wurde indessen die Abfallsäure in dem Rieselturm nicht verdampft und zersetzt, sondern es fand lediglich .eine Konzentration der. Säure statt, während ,gleichzeitig die leichter flüchtigen Bestandteile aus der Säure ausgetrieben werden sollten. Ferner hat man schon Gemische von Abfallsäuren und Hieizölen unter Zusatz von Alkalien hergestellt und diese Gemische in

  den üblichen- Zerstäuberbrennern verbrannt.

  Dabei sineaaher;, verhältnismäßig große Öl-

  mengten @er££örderlich, da sönst das Gemisch

  nicht mehr brennbar -ist. Die Brennergase

  enthalten demgemäß nur wenig Schwefel-

  dioxyd und sind zur Schwefelsäuregewinnung

  kaum geeignet.

  Auch Säureharze wurden schon verbrannt.

  Dies geschah entweder durch Einspritzen

  des Säureharzes in einen Schwefelverbren-

  nungsofen oder Pyritröstofen, oder es -wurde

  das Säureharz in einen Verbrennungsraum

  eingespritzt, der vorher mittels einer besan-

  denen Feuerung bis zur Rotglut. erhitzt wor-

  den war. Praktisch scheinen sich diese -Vor-

  schläge nicht bewährt zu haben, da derartige

  Verfahren nirgendwo in Anwendung stehen

  und die Verbrennung von Säureharz praktisch

  einwandfrei erst durch die Benutzung von

  Drehrohpöfen gelungen ist. Die Erfindung

  betrifft indessen nicht das Einspritzen von

  Säureharz in seinen- Verbrennungsräüm; son-

  dern ies soll Abfallschwefelsäure, - die, ,be-

  kanntlich weniger Kohlenwasserstoffe- enthält

  als Säureharz; auf eine besondere Art in einen

  Drehrohrofen eingespritzt werden, der durch

  Verbrennung von Brennstoffen, die getrennt

  von der Abfallschwefelsäure eingeführt wer-

  den, auf der',erforderlichen Temperatur ge-

  halten wird.

  Der Drehrohrofen, der für das Verfahren

  gemäß der Erfindung verwendet wird, kann,

  von verschiedener ,Bauart sein. Gute-E.rgieb-

  nisse werden z. B. erzielt mit einem an sich

  bekannten brehrohrofen, der .sich auch für

  die. Durchführun_,g des- Verfahrens .nach dem

  Flauptpatent als besonders -geeignet erwiesen

  hat. Dieser Ofen weist an - der Einfxihrungs-

  stelle -des Irennstöffes zunächst eine -beson-

  delle F,ntgasungskammer auf, ,an die sich ;dann.

  die - ieigentliche - Yerbrennungskamsn@er an-

  schließt, ,deren Durchmesser größer als der

  der Entgasungskammer ist. Hinter -der Ver-

  brennungskammer kann noch--.eine - Naclhvex-

  brennungskammer angeordnet- sein, die wie-

  der-etwa sengeren Durchmesser als -die ,e@gent-

  lirhe Verbrennungskammer, h_at, :,oder- es ist

  die- Verbrennungskammer an ihrer der -Ent-

  gasungskammer. -abgekehrten . Seite etwas:- zu-

  sammengezogen, .damit in _ der Verbre_nnungs-

  kdmmer sich...anhä.ufender Koks-nicht heraus-

  fallen heraus-

  fallen kann- bevor-er, völlig -verbrannt ist.

  l@7azi,1@ann . aber,. wenn auch. -weniger- vnxeil-

  haft,= .andere Drehrohröfen, z. B. solche. mnit

  zylindrischer - Innenwandung,. für. das - Verfah-

  ren giemäß.- der EYfindung be utzen,_ - voraus-

  gesetzt, xläß@ -diz - Entgasungs- und Verbren-

  nuAgsuorgänge sowie ;das Einspritzen, _- Ver-

  dampfen und Zersetzen der Abfallsäure darin

  in der gleichen Weise geregelt werden:--

  Die Abfallschrvefelsäuren werden erfn-

  dungsgemäß mit seiner oder mehreren Düsen in den Drehrohrofen eingespritzt. Diese Düsen sind zweclrmäßig dicht .oberhalb der Drehachse des Ofens angeordnet, und es . ,erfolgt das Einspritzen in der Weise, daB. der Strahl im freien Ofenraum sich etwa an der Stelle auflöst, an der der Hauptverbrennungsvorgang verläuft. Dabei wird dafür Sorge getragen, daß Abfallschwefelsäure nicht auf -den in Glut befindlichen Brennstoff bzw. den aus dem Brennstoff gebildeten brennenden Koks und Nebenfalls auch nicht auf die Ofenwandungen auftrifft. Der Einspritzkegel wird also. so ausgestaltet, daß er sich im Gasraum des Ofens auflöst. Demgemäß. wird die Abfallsäure im Gasraum des Drehrohrofens zersetzt. Der Brennstoff und, falls bei der Zersetzung der Abfallsäure noch Koks :entsteht, auch dieser Koks verbrennen in nächster Nähe der Wandungen des Ofens mit der auf beliebige Weise zugeführten Verbrennungsluft. Dadurch, daß die flüssige Abfallsäure "wieder mit dem Brennstoff bzw. Koks noch nfit - den, heißen Ofenwandungen in unmittelbare Berührung kommt, werden -unregelmäßige Abkühlungen im Ofenraum vermieden, die dazu führen könnten, den Ver-@rennungsvorgang zu verzögern -oder sogar vollständig zu unterbinden, wenn sehr große Säuremengen- in den Ofen eingeführt werden.
• -,Die Abfallsäure kann sowohl im Gleichstrom .als auch im Gegenstrom zu den Ofengasen 'in den Drehrohrofen eingespritzt Der Drehrohrofen kann ähnlich wie der nach dem Hauptpatent mit Kohlenstaub-, Gas-oder .ölzusatzfeuerung ausgerüstet sein.
• An Hand des in der Zeichnung beispielsweise dargestellten Schemas sei. die Erfindung des näheren @erläutert. -Die, Abfallsäürereduktionsanlage besteht im wesenlichen aus- einem -Drehrohrofen-i und feiner feststehenden. Kammer 2. Der Drehrohroten ist nvt einer engeren, Eritgasungszone 3, mn,er eigentlichen Verbrennungs-- und keduktionszone q.. für die Abfallsäure -und einer .Nachverbrexinungszone 5 ausgestattet. Er « hat innen seine feuerfeste Ausmäüerung, die .durch Stauringe 6 unterteilt sein - kann. In der Kammer 2 ist ein Rost 7 angeordnet; auf diesem verbrennt der Koks, der im Drehrohrofen i nicht aufgezehrt werden kann innd über den Außenrand des Nächverbrennungs= raumes 5 herausfällt. Eine Prallwand 8 . in der -Kammer -2 dient-. dazu, den mitgerissenen Koksstaub aus dem Gasstrom niederzuschlagen und außerdem eine -kute Durchwirbelung der aus -.dem Ofen austretenden -Gase zu err eichen. i Die 'Vieibr#ennun-gs-gas#e werden dann weiter durch den Abzug g zur Verwertungsstelle, z. B- zur Kontaktanlage, _ geleitet. Die Zufuhr der Abfallsäure geschieht durch die Rohrleitung i o und den Zerstäuber -i i. In diesen tritt Druckluft aus der Leitung ihinzu und zerstäubt die Abfallsäure in Form eines Kegels, dessen Spitze naturgemäß im Zerstäuber i i liegt. Der Zerstäuber erhält einte Regelvorrichtung 13, so. daß man in der Lage ist, auch bei verschiedener Beschaffenheit der Abfallsäuren stets die richtige Mischung vonAbfallsäure-undLuft herzustellen. Die Zerstäubung wird durch Regulierung der Luft so geführt, daß der Zerstäubungskegel möglichst weit in die Zone 4 hineinreicht.
• Zu gleicher Zeit wixd *aus dem Bunker 14 ein fester oder flüssiger Brennstoff durch das Aufgabenohr 15 in die Entgasungszone 3 eingeführt, der Brennstoff wird in der Zone 3, zunächst entgast und verkokt. In der Zone ¢ findet die Verbrennung der festen und gasförmigen Entgasungserzeugnisse statt. Diese Verbrennung liefert die Wärme für die Zersetzung der Abfallsäure und den Entgasungsvorgang in der Zone 3. Die Rückstrahlung der Wärme aus der Zone 4 in die Zone 3 hat zur Folge, daß die Verbrennung der gasfärmigen Entgasungserzeugnisse schon in dieser Zone einsetzt. Die Verbrennung des erzeugten Kokses vollzieht sich in der Hauptsache in der Zone 4 und endet in der Zone 5 bzw, in der Kammer 2. Die Zufuhr des Brennstoffes, z. B. Säureharz, wird mittels des Organs 16 so geregelt, da.ß die durch die Verbrennung erzeugte Wärme genügt, um die Reduktion der Abfallsäuren durchzuführen und dabei gleichzeitig die gewünschte Gaskonzentration im abziehenden Gas «u [erhalten.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung erfordert nur sehr wenig Brennstoff, z. B. gelingt es, mit i Gewichtsteil Säureharz 4 bis 5 Gewichtsbeile Abfallsäure zu verbrennen. Wegen des geringen Brennstoffverbrauches ist die Durchführung des Verfahrens auch dann noch wirtschaftlich, wenn feste oder flüssige Brennstoffe verbrannt werden, die hochwertiger als Säureharz sind. Natürlich müssen diese Brennstoffe aber immer so gewählt werden, daß sie genügende Wärmemengen zur Erhitzung des Mauerwerks der Verbrennungszone auf ausreichend hohe Temperaturen liefern, und sie müssen so in den Ofen !eingeführt werden, daß sie in der Nähe des Mauerwerks des Ofens verbrennen, während die eingespritzte Abfallsäure schon im Gasraum des Ofens verdampfen und in flüssiger Form weder mit dem Brennstoff noch mit der glühenden Ofenwandung in Berührung kommen soll.
• Abb. 2 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A auf Abb. i. Beispiel In einer der Zeichnung entsprechenden Anlage wurden z. B. Abfallsäuren mit folgender Zusammensetzung aufgearbeitet: Schwefelsäure . . . . . . . . . . . . . 7 5 0/0; Kohlenstoff . . . . . . . . . . . . . . . 18 %, Wasser und sonstige Stoffe 7 0,'o . Die Säure wurde durch die Düse in den Drehrohrofien eingespritzt, und zwar in einer Menge von 8oo kg stündlich. Ferner wurde mittels der Aufgabevorrichtung Säureharz in den Ofeneingeführt, das 3o% Schwefelsäure und 65% Kohlenstoff enthielt, und zwar wurden pro Stunde i 5o kg Säureharz benötigt. Dabei !entstand ein Gas, dessen Schwefeldoxydgehalt zwischen .4 und 5 % schwankte. Es konnte ohne weiteres in einer nachgeschalteten Kontaktanlage auf 98prozentige Schwefelsäure verarbeitet werden. 11 Die Temperaturen betrugen 200°C in der Entgasungszone 3, 9oo bis iooo° C in der Verbrennungszone ¢ und goo bis iooo° C in der Nachverbrennungszone 5.
• Ein Vergleich dieser Ergebnisse mit denen, die durch das Verfahren gemäß, dem Hauptpatent !erzielt werden, ergibt, daß @es durch die Erfindung gelingt, den Bedarf an Zusatzbrennstoff für die Zersetzung der Abfallschwefelsäure noch erheblich zu verringern, und dies sogar in den Fällen, in denen @erfindungsgemäß reine Abfallsäure mit geringerem Kohlenstoffgehalt verbrannt wird als nach dem Verfahren gemäß dem Hauptpatent.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Aufarbeitung von Abfallschwefelsäuren, z. B. aus der Erdölraffination, durch Verbrennen der Säuren mit organischen Stoff-en und Umwandeln des hierbei entstehenden Schwefeldioxyds in konzentrierte Schwefelsäure nach Patent 626 481, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallschwefelsäure in einen aus :einer Entgasungskammer und einer unmittelbar an diese sich anschließenden Verbre;nnungskammer bestehenden Drehrohrofen, der auch noch reine Nachverbrennungskammer haben kann, eingespritzt, z. B. mit Luft eingestäubt wird, so daß sich ein Einspritzkegel entwickelt, der die Ofenwandung und den im Ofen verbrennenden Brennstoff nicht trifft und die Abfallsäure schon in dem freien Ofenraum zersetzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallsäure im Gegenstrom oder im Gleichstrom zu den. Ofengasen in den Ofen eingespritzt wird.