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Verfahren zur Entschweflung von Gasen mit geformter Gasreinigungsmasse
DiQ bisher übliche Reinigung schwefelhaltiger Gase in Kästen weist eine Reihe technischer
Unvollkommenheiten auf, die den Betrieb umständlich und teuer machen. Durch die
Schichtung ®der Massen (Luxmasse, Lautamasse, Raseneisenerz, Brauneisenstein oder
Gemische dieser Komponenten) auf Holzhorden in verhältnismäßig dünnen Lagen, zwischen
denen ausreichend Platz sein muß, um das Gas längere Zeit mit den Massen in Berührung
zu bringen, sind,die zur Reinigung benötigten Räume sehr groß, so daß das Gas nur
mitGeschwindigkeiten von 5 bis 8mm/Sek. bewegt werden kann. Eine Steigerung der
Geschwindigkeit bringt unvollständige Entschwefelung und ungleichmäßiges Beladen
der Masse mit sich, da sich das Gas dann diejenigen Wege aussucht, die ihm den geringsten
Widerstand bieten.
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Es ist nun möglich geworden, durch Verwendung geformter, poröser Gasmasse
diese Nachteile bis zu einem gewissen Grade zu beseitigen. Die geformte Masse, zweckmäßig
wird sie zu Kugeln gestaltet, erlaubt, die Reinigerkästen vollständig, also unter
Weglassung der Holzhorden und leeren Zwischenräume der einzelnen Lagen, mit der
Masse zu füllen und den Reiniger infolgedessen besser auszunutzen, das heißt also,
in den Kastenraum mehr Massengewicht einzubringen. Aber auch .diese Ausübung des
Verfahrens leidet an einem Grundübel des Kastenbetriebs, der Notwendigkeit, die
verschwefelte Masse der Kästen von Zeit zu Zeit auszupacken und durch frische zu
ersetzen. Da aber eine rationelle Gewinnung des aufgenommenen Schwefels der Massen
und damit auch die Erzielung eines befriedigenden Verkaufspreises für die schwefelhaltigen
Massen nur bei Erreichung eines hohen Schwefelgehaltes (Massen unter 40 °/o Schwefel
sind praktisch tuiverkäuflich und daher wertlos) möglich ist, so ist man gezwungen,
die Masse möglichst hoch und gleichmäßig anzureichern. Man hilft sich .dabei so,
daß man mehrere Kästen, meist vier, hintereinanderschaltet und in bestimmter Wechselfolge
in den Gasweg einschaltet. Der vorderste Kasten nimmt dann die Hauptmenge des Schwefels
auf, rückt dann an die letzte Stelle, um dort regeneriert zu werden, wird dann als
dritter und zweiter Kasten verwendet, um dann wieder als vorderster zur Schwefelaufnahme
herangezogen zu werden. Diese Notwendigkeit, den Kasten gleichmäßig verschwefeln
zu lassen, ist daher mit die Ursache,. daB, nur geringe Strömungsgeschwindigkeiten
im Kasten benutzt werden können.
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Bei Gasen mit hohen Schwefelgehalten .ist die notwendige Arbeit des
Aus- und Einbringens so groß, daß sich Reinigeranlagen
in Kastenform
überhaupt .nicht mehr oder doch nur mit großem Aufwand an Betriebskosten aufrechterhalten
lassen. ' Vorliegende Erfindung beschreibt nun eine Verfahrensweise, nach der -die
Schwefelreinigung des Gases, auch unter den ungünstigsten Bedingungen, in technisch
und wirtschaftlich fortschrittlicher Weise betrieben werden kann.
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Die geformte Masse wird zu diesem Zweck nicht mehr in Kästen, sondern
in Türmen gelagert. Die Türme selbst sind ohne Einbauten, wie Holzhorden u. dgl.,
mit Massekugeln in einer Schicht von mehreren Metern Höhe gefüllt. Das schwefelwasserstoffhaltige
Gas wird von unten her in den Turm eingeführt, durchstreicht .diese Schicht Kugeln
unter Bindung des Schwefelwasserstoffs und verläßt den Turm schwefelfrei am oberen
Ende. Hier= durch wird erzielt, daß die untersten Kugeln die Hauptmenge des Schwefelwasserstoffs
aufnehmen, während nach oben hin eine Abnahme des Schwefelgehaltes der Formkörper
stattfindet und schließlich der oberste Teil des Turms nur noch völlig schwefelfreie
Masse enthält.
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Hat der Turm eine gewisse Betriebsdauer, die sich natürlich je nach
dem Schwefelgehalt des Rohgases ändert,. als Entschwefler gearbeitet, so wird das
Gas auf einen anderen Turm umgeleitet und der verschwefelte Turm nun für sich mit
Luft regeneriert. Während dieser Regenerationsperiode ist der Turm also nur von
Luft und nicht von Gas durchströmt, so daß der hohe Sauerstoffgehalt der Luft mit
vollem Partialdr,uck zur Regenerätion:ausgenutzt werden kann, wodurch diese schnell
und vollständig =durchgeführt werden kann.
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Abgesehen von dieser Hauptregenerierung kann aber auch, wie heute
allgemein üblich, dem Gas bereits Regenerierluft züge§etzt werden. Ebenso kann 'dem
Gas ' Dampf zugesetzt werden. Die Formung erlaubt sogar eine Berieselung der Mässe
mit Wasser oder Lösungen, was bei loser Masse Verschlämmung bewirkt.
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Durch mehrfachen Wechsel von Verschwefelungs- und Regenerationsperiode
werden die untersten Formkörper auf einen Schwefelgehalt von 4.o bis 5o °/.o gebracht
und sind fertig zur Schwefelgewinnung. Sie werden daher am unteren Turmende abgezogen
und- ein entsprechender Teil schwefelfreier Kugeln am oberen Ende zugegeben. Diese
Arbeit wird zweckmäßig am Ende der Regenerationsperiöde ausgeführt, da hier die
Kugeln fertig regeneriert vorliegen und die Beschickung des luftgefüllten Turmes
völlig gefahrlos vor sich gehen kann. Die Menge der abzuziehenden Masse richtet
sich natürlich, wie auch die Häufigkeit des Masseabzuges, nachdem Schwefelgehalt
des Rohgases.
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Ferner kann bei dem Verfahren die Gewinnung des Schwefels, sei es
als elementarer Schwefel in bekannter Weise durch Extraktion oder Destillation mit
neutralen Gasen bzw. Wasserdampf, sei es durch Abrösten als Schwefeldioxyd, in den
Reinigern selbst vorgenommen werden. Die von Schwefel befreiten Kugeln sind dann
wieder neu verwendbar. .
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Verzichtet man auf die Gewinnung des Schwefels in den Reinigeranlagen
selbst, so kehren die aufgearbeiteten schwefelfreien Kugeln wieder in den Prozeß
zurück, indem man sie wieder oben auf die Türme aufgibt.
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Es ist also charakteristisch für vorliegende Erfindung, daß sich nach
ihr die Reinigungsmasse in geformtem Zustand (Kugeln haben sich als am zweckmäßigsten
erwiesen) im Gegenstrom zum Gas bewegt, wodurch es ermöglicht wird, dem schwefelwasserstoffreichsten
Gas die schwefelreichsten Massen entgegenzustellen, andererseits aber auch die Feinreinigung
des Gases durch die Gegenwart völlig schwefelfreier Massen am Gasaustritt zu erzielen.
Durch diesen kontinuierlichen Abzug der.Massen fällt das kostspielige und teuere
Entleeren und Füllen der Kastenreiniger mit den damit verbundenen Betriebsstillständen
und Reparaturen vollständig weg Die Türme besitzen infolge des hohen Massenraumgewichtes
bedeutend kleinere Abmessungen, bezogen auf gleichen Gasdurchsatz. Infolge der Turmanordnung
ist auch der Platzbedarf ein geringer.
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Außer der schon hierdurch bedingten größeren Gasgeschwindigkeit- des
Gases in den Türmen erlauben sie auch eine weitere Steigerung der Gasgeschwindigkeit
dadurch, daß nicht mehr Rücksicht auf die gleichmäßige Verschweflung einer größeren
Massemenge genommen werden muß, da die Gegenstromanordnung zwangsläufig die schwefelreichsten
Kugeln ans unterste Ende des Turmes zum Masseabzug führt.
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Der Druckverlust in den Turinreinigern ist gleichfalls ein weit geringerer
als in den Kästen.
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Es ist bereits bekannt, Gase in mit geformter Gasreinigungsmasse beschickten
Türmen zu entschwefeln. Man hat aber wegen der mangelnden Festigkeit dieser geformten
Massen- offenbar nicht gewagt, in der Weise zu arbeiten, daß man die mit Schwefel
angereicherten -Formkörper am Ende des Behälters laufend oder zeitweilig abzog.
Man hatte nicht erkannt, daß die Massen durch .die Einlagerung des Schwefels bedeutend
an Festigkeit gewinnen.