-
Verfahren zur gleichzeitigen Gewinnung von Ammoniak und Schwefelwasserstoff
aus teer- und cyanfreien, Kohledestillationsgasen Zur Gewinnung von Ammoniak und
Schwefelwasserstoff aus Kohledestillationsgasen werden die beiden Bestandteile meist
getrennt dem Gas entzogen durch Kondensation und Auswaschung mittels Wasser oder
Säure, Schwefelwasserstoff mittels Absorption durch Eisenhydroxyd in sog. Trockenreinigern.
Diese Arbeitsweise bedingte aber vor allem hohe Anlagekosten und ist umständlich
in der Bedienung.
-
Es sind auch bereits Verfahren bekannt,, bei denen Ammoniak und Schwefelwasserstoff
gleichzeitig entfernt werden, doch gelang dabei nicht eine restlose Entfernung des
Schwefelwasserstoffs.
-
Das Neue der Erfindung besteht darin, daß man meinem Arbeitsgang bei
hoher Konzentration des ,anfallenden Schwefelwasserstoffs und Verwendung ,einer
denkbar Zeünfachen Apparatur Ammoniak und Schwefelwia.sserstoff aus teer- und cyanfreien
Kohlendestil-_ lationsgasenentfernt, und zwar unter Anreicherung der Metallsulfide.
-
Gemäß dem neuen Verfahren' kommt man mit geringen Anlage- und Betriebskosten
aus, unerwünschte Nebenreaktionen sind ausgeschlossen. Die einfache Apparatur erfordert
zudem wenig Bedienung. Bei dein neuen Verfahren wird verhindert, daß das in der
Betriebslösung vorhandene freie und an Kohlensäure gebundene Ammoniak sich in unerwünschtem
Maße in der Regeneration mit Schwefelsäure umsetzt, und der im Gas vorhandene Schwefelwasserstoff
wird restlos entfernt.
-
Zur Ausführung des 'neuen Verfahrens zur Entfernung von Ammoniak und
Schwefelwasserstoff aus teer- und cyanfreien Kohledestillat'onsgasen meinem Arbeitsgang
verwendet man zu der Gaswäsche Eisensalzlösungen, z. B. Eisensulfatlösung, die sich
im Laufe des Waschverfahrens mit Ammoniak anreichern.
-
Das. gebildete Eisensulfid wird mit den Säuren, reit Ausnahme stark
oxydiereinder, zerlegt, deren. Ammonsalze man gewinnen will. Die Eisensalze kehren
zur Gaswäsche zurü:clk, wodurch- der Kreislauf der Waschflüssigkeit geschlossen
wird. Der bei der Sulfidzersetzungentwickelte Schwefelwasserstoff wirdabgeleitet
und verwertet: Die erzeugte Am- ' moniaksalzlösung wird. konti;nuüerlic'h der Anlage
ientzogen und @a'uf Salz verarbeitet.
-
Ein Schema. der zur Aus-führung des Verfahrens erforderlichen Apparatur
ist auf der Zeichnung dargestellt.
-
Das "Gas strömt unter Druck stehend zuerst durch einen Cyanwascher
a, in dem in' bekannter Weise der. Cyanwasserstoff in Rhodan umgewandelt wird. '
In
der Waschanlage, die aus einem oder mehreren Hauptwäschern b und d bekannter Bauart
besteht, wandert die Betriebslösung .dem Gas ;entgegen, und es finden im Falle der
Verwendung von Eisensulfatläsung folgende Umsetzungen statt:
Den Was.cher b schließt man vorteilhaft an ,eine Heizvorrichtung an oder rüstet
ihn selbst mit einer Heizschlange aus. Die Heizung @erfolgt, um den Ammoniakgehalt
der der Regeneration bzw. der Konzentration zufließenden ' Betriebslösung durch
Temperaturerhöhung der Betriebslösung erniedrigen zu können. Das gebildete Ammonsulfat
läßt man bis zu einer Konzentration von etwa 35o bis 46ö g pro Liter ansteigen.
-
Das in der Gaswäsche gebildete FeS wird einem Regenerations- oder
Zersetzungsgefäß i zugeleitet und mit Säure zersetzt, was nach folgender Formel
geschieht: FeS+H2S04 = FeS04+H2S Das so regenerierte - Metallsalz kehrt im Kreislauf
zur Gaswäsche zurück. Der im Rohgas in einer Konzentration von etwa 014 bis o,6
Volumprozent vorhandene Schwefelwasserstoff fällt in der Regeneration mit einem
Gehalt von etwa 9o Volumprozent an und kann als Ausgangsmaterial zur Herstellung
von SO2, H2 S 04 .oder in anderer Weise, in der chemischen Industrie verwendet werden.
-
Um das Regenerationsgefäß i in mäßig Ausmaßen halten zu können, ferner
hochkonzentrierten Schwefelwasserstoff zu gewinnen und um zu verhindern, daß das
in der Betriebslösung vorhandene freie und an Kohlensäure gebundene Ammoniak sich
in unerwünschtem; Maße in der Regeneration mit Schwefelsäure umsetzt, wird die von
dem Hauptwascher b kommende Waschlösung durch Absitzenlassen, Filtrieren oder Zentrifugieren
in h meinen im. wesentlichen von FeS freien und einen an FeS aingereicherten Teil
getrennt. Diese Anreicherung ist bei Metallsalzgehalten in der- Betriebslösung unter
e,,6 bis 0,7 Mol FeS pro Liter notwendig für das technische Gelingen von
Wasch- und Regenerationäprozeß. , Während der an Fe S angereicherte Anteil: aus
h der Sulfidzersetzung i zugeführt wird, wird der von Fe S im wesentlichen freie
Teil der ammoniakalischen Waschlösung in zwei Teilströme zerlegt, von denen der
eine in dem. letzten Hauptwascher d zurückkehrt, während der andere in den Fällungswascher
c bzw. den diesem zugeordneten Bottich f geführt wird. Durch Rückführung eines .Teils
der ammoniakalischen Waschlösung in den letzten Hauptwascher wird in diesem stets
ein Ammaniaküberschuß sichergestellt, was wesentlich ist, um die letzten Spuren
von H2 S in dem Gas zu binden.
-
Auf ;gerbe des Fällungswaschers c ist ,es, das in der abzustoßenden
'Ammonsulfatlösung noch in löslicher Form vorhandene Eisen im unlösliches
Fe S zu verwandeln. Dies geschieht dadurch, .daß in dem außerhalb des Flüssigkeitsstromes
der Hauptwascher angeordneten Fällung swäscher die Lösung @erschöpfend mit schwefelwasserstoffhaltigem
Gas behandelt wird, worauf die alles Eisen in unlöslicher Form enthaltende Ammonsulfatlösung
einem Absitzgefäß g zugeleitet wird. Die klare Ammonsulfatlösung fließt zur Salzfabrik,
der FeS-haltige Bodensatz kehrt ins Waschsystem zurück.
-
Während sämtliche Arbeitsgänge durchlaufend ,gestaltet sind, ,arbeitet
der Fällungswascher diskontinuierlich; der sog. Dreiteilerb ottich f ermöglicht
dies, da von seinen drei Zellen jeiveilseine auf Zulauf, eine auf Ablauf und eine
-.auf Umpumpen über den Fällungswascher gestellt ist. Ist ein Zelleninhalt vollständig
gefällt, so erfolgt Umstellung, wodurch die bisher auf Zulauf stehende Zelle zur
Fällung gelangt, während die vorher gefällte zurrt Ablauf kommt usw.
-
Um zu verhindern, - daß aus dem Waschsystem mit seiner ammoniakalischen
Betriebslösung NH3 verlorengeht, ist zum Schluß des Systems ein ' mit schwacher
Säure, z. B. Schwefelsäure, berieselter Nachwaschere aufgestellt, der dem Gas die
letzten Reste NH3 entzieht und dessen Ablauf zur Sulfatfabrik geht.
-
Das Verfahren ist bestimmt für ammoniak= und schwefelwasserstoffhaltige
Kohledestillationsgaase, wie sie von Kokereien und Gaswerken erzeugt werden. Es
wird angewandt in allen Fällen, in denen das Gewichtsverhältnis Ammoniak zu Schwefelwasserstoff
im Gas größer :als i : i ist. Die Anlage wird der üblichen .--Aufeinanderfolge der
Apparaturen bei der sog. Nebenprodukten,gewinnung je nach den obwaltenden Bedingungen
vor oder nach der Benzolfabrik in den Gasweg eingeschaltet.
-
Aus der Patentschrift 323 3o6, K1. 26d, ist es zwar bekannt, NH3-
und H2 S-haltige Gase,
z. B. Koksofengase, und zwar ,auch solche,
bei denen das Verhältnis von N H,3 zu H2 S größer als i : i sein kann,
mit Eisensulfatlösung zu reinigen, doch wird bei diesem Verfahren das Ammoniak aus
der gebrauchten Waschlösung ausgetrieben und dem in den Wascher eintretenden Ausgangsgas
zugesetzt, während am Gasaustrittsende eine neutrale Eisensulfatlösungeingeführt
wird. Bei dieser Arbeitsweise wird also im Gegensatz zu dem Verfahren gemäß Erfindung
-kein überschuß an NH3 im Wascher sichergestellt.