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Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff und anderen Verunreinigungen
aus Gäsen (Kohlendestillationsgasen) Die Erfindung bezieht sich auf die vollständige
Entfernung von Schwefelwasserstoff und anderen Verunreinigungen aus Gasen, insbesondere
Kohlendestillationsgasen, die unter einem erhöhten Druck ferngeleitet werden, wobei
das Gas vor und nach der Verdichtung einer Wäsche unterworfen wird, welche die Hauptmenge
des Schwefelwasserstoffes vor der Verdichtung aus dem Gase entfernt.
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Es sind Verfahren zur Entfernung von Schwefel-,vasserstoffen aus Gasen
bekannt, bei welchen in einer ersten Verfahrensstufe bei im wesentlichen normalem
Druck das Gas mit einer Polythionatlösung gewaschen wird, worauf das Gas unter erhöhtem
Druck mit Wasser gewaschen wird und die dabei anfallende Waschlösung bzw. der anfallende
Schwefelwasserstoff, gegebenenfalls nach erneuter Verdichtung, mit Absorptionsflüssigkeiten
zur Umsetzung gebracht wird.
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Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß in der vor der Gasverdichtung
liegenden Waschstufe eine schwefelwasserstoffabsorbierende Lösung, in der durch
Behandlung mit Luft die für den Waschvorgang wirksamen Verbindungen unter Gewinnung
von Schwefel zurückgebildet werden, für die Gaswäsche verwendet wird, während in
der zweiten Waschstufe unter Fernleitungsdruck eine Waschlösung zur Anwendung gelangt,
aus der sich durch Druckverminderung ,der Schwefelwasserstoff abtreiben läßt, und
_daß der in der zweiten Stufe anfallende Schwefelwasserstoff nach Vereinigung mit
dem Rohgas in dem Wascher der ersten Stufe gebunden wird.
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Der wesentliche Vorteil des Erfindungsgegenstandes liegt darin, .daß
mit Mitteln, die sowohl in -der Anlage. wie Ach im Betrieb wohlfeil sind, die vergleichsweise
kleinen Mengen Schwefelwasserstoff aus dem Gase entfernt werden, welche nach der
Wäsche des Gases, unter normalem Druck noch im Gase zurückbleiben. Wenn man für
die Absorption dieser kleinen Restmengen Schwefelwasserstoff eine besondere Vera,rbeitungsvorrichxung
vorsehen wollte, so steigen die Anlage- und Betriebskosten des Verfahrens so erheblich,
daß die Vorteile der Gewinnung des Schwefelwasserstoffs in verwertbarer Form, insbesondere
in -Form von elementarem Schwefel gegenüber -der Absorption in der üblichen Gasreinigungsmasse
bei weitem aufgehoben werden. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung
besteht darin, daß die erste Waschstufe, welche im wesentlichen der bekannten nassen
Gasreinigung entspricht, nur eine solche Größe zu
erhalten braucht,
wie zur Entfernung der Hauptmenge des Schwefelwasserstoffs erforderlich ist. Dies
ist von besonderer Be-. deutung für die Anwendung derjenigen . Waschverfahren, bei
denen die für den Wasch.;x vorgang wirksamen Verbindungen, unter Gewinnung von Schwefel
durch einen Oxydationsvorgang, insbesondere eine Behandlung mit Luft, zurückgebildet
werden, weil die vollständige Entfernung von Schwefelwasserstoff nach diesem Verfahren
eine so hohe Konzentration der Waschflüssigkeit und eine solche Größe der Waschvorrichtung
erfordert, daß die Kosten für die Bewegung der im Umlauf durch die Waschvorrichtung
zu haltenden Waschflüssigkeit unwirtschaftlich hoch werden. Wenn indessen nur die
Hauptmenge des Schwefelwasserstoffs nach diesem Verfahren zu absorbieren ist, so
sind die Kosten für die Gasreinigung so niedrig, daß eine gewinnbringende Verwertung
des anfallenden Schwefels möglich ist. Andererseits ist die Entfernung der im Gase
verbleibenden Restmenge an Schwefelwasserstoff nach der Verdichtung wegen der wesentlich
höheren Schwefelwasserstoffkonzentration ohne Schwierigkeiten durchführbar, und
schließlich wird dadurch, daß der in der zweiten Verfahrensstufe gewonnene Schwefelwasserstoff
mit dem Rohgas in die erste Waschstufe zurückgeleitet wird, die Schwefelwasserstoffkonzenträtion
in der ersten Waschstufe in vorteilhafter Weise erhöht, so daß auch in der ersten
Waschstufe ein günstiger Wirkungsgrad erreicht wird.
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In der beiliegenden Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel
dargestellt. Das in üblicher Weise von Teer und Ammoniak befreite Gas gelangt in
gekühltem Zustand durch eine Gasleitung g zu einem Waschturm io, in welchem das
Gas mit geeigneten Waschflüssigkeiten zur Entfernung von Schwefelwasserstoff und
anderen Schwefelverbindungen behandelt wird. Bei der auf der Zeichnung dargestellten
Anlage ist die-Einrichtung i o zur Behandlung des Gases mit solchen Waschflüssigkeiten
bestimmt, die Arsensauerstoffschwefelverbindungen enthalten. Dieses Verfahren wird
beispielsweise gsnauer in der deutschen Patentschrift 478 140 beschrieben und ist
neuerdings unter dem Namen Thyloxverfahren allgemein bekanntgeworden. Die Thyloxwaschflüssigkeit
absorbiert in dem Waschturm i o Schwefelverbindungen aus dem Gase unter Bildung
höher geschwefelter Arsensauerstoffschwefelverbindungen, aus denen durch eine Behandlung
mit oxydierendem Gas (Luft) in den Oxydeuren i i elementarer Schwefel abgespalten
wird. Die Luft wird den Oxydeuren durch die Pumpe 8 zugeführt. Die angereicherte
Waschflüssigkeit gelangt aus dem Waschturm io über den Sammelbehälter 7, Pumpe 6
und Lei-'fitng 5 ebenfalls in den unteren Teil der Oxy-'' deute, aus welchem sie
nach Abspaltung des Schwefels durch die Leitung 4 dem oberen :Teil des Waschers
io wieder zugeführt wird. 'Die Thyloxwaschflüssigkeit ist alkalisch. Zur Aufrechterhaltung
der erforderlichen Alkalität dient vorteilhaft das im Gas enthaltene Ammoniak.
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Das von Schwefelwasserstoff befreite Gas strömt dann durch die Rohrleitung
12 einem in der Regel mit Säure berieselten Nachwascher 13 zu, in dem insbesondere
der Restgehalt des Gases an Ammoniak gebunden wird.
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Von dort kommt das Gas durch die Rohrleitung 14 in einen Kühler 15
mit unmittelbarer Kühlung, der durch die Rohrleitung 16 mit der Verdichtungsanlage
17 in Verbindung steht. An die Rohrleitung 16 ist außerdem eine Abzweigleitung 18
angeschlossen, die zu einer in der Zeichnung nicht dargestellten Benzolgewinnungsanlage
führt. Ein Teilstrom des Gases kann durch diese Benzolanlage geleitet werden, und
zwar diejenige Gasmenge, de gegebenenfalls zur Beheizung der Kohlendestillationsöfen
dient.
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Der in dem Verdichter 17 verdichtete Teil des Gases gelangt
durch die Rohrleitung 2 i in einen unmittelbar wirkenden Kühler 22, in dem das Gas
unter erhöhtem Druck mit Kaltwasser in Berührung gebracht wird. Das Kühlwasser nimmt
dabei aus dem Gase gewisse Bestandteile auf, die in dem Unterteil 23 des
Kühlturmes 22 entfernt werden, bevor das Kühlwasser mittels Pumpe 24 dem mittelbar
wirkenden Kühler 25 zugeführt wird, der andererseits durch die Rohrleitung 26 mit
dem Oberteil des Waschturmes 22 in Verbindung steht. Der gesamte Kühlwasserweg-
ist geschlossen, so daß Kühlwasser stets unter dem Druck des Ferngases steht und
eine Entspannung und Wiederverdichtung des Kühlwassers vermieden wird. Die Pumpe
24 hat somit nur diejenige Arbeit zu leisten, die notwendig ist, um das Kühlwasser
auf das obere Ende des Waschturmes 22 zu heben.
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Das im Kühler 22 behandelte Gas gelangt nun durch die Rohrleitung
27 in eine Schwefelwasserstoffwaschanlage 28, in der das Gas ebenfalls unter
Fernleitungsdruck gehalten wird. -In der Einrichtung 28 wird. das Gas mit einer
Pottaschelösung, zweckmäßig einer sauren Pottaschelösung, in Berührung gebracht.
Die mit Schwefelwasserstoff angereicherte Pottaschelösung fließt am Boden der Einrichtung
28 durch die Rohrleitung 29 ab und einer Einrichtung 30 zu, in der Schwefelwasserstoff
und gegebenenfalls auch Kohlensäure aus der Waschflüssigkeit entfernt werden,
beispielsweise
durch Verminderung des Druckes über der Waschflüssigkeit in einer Vakuumanlage.
Der ;aus der Flüssigkeit ausgetriebene Schwefelwasserstoff wird durch-die Rohrleitung
31 der Gasleitung 9 vor dem Thyloxwascher io zugeführt, in welchem der Schwefelwasserstoff
zwecks Erzeugung von elementarem Schwefel gebunden wird.
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Da das Gas im Schwefelwasserstoffwascher 28 unter erhöhtem Druck steht,
gelingt dort die praktisch vollständige Entfernung des Schwefelwasserstoffes, der
vermöge der Ausbildung der Einrichtung 28 in Veibindungmit dem Thyloxwascher io
restlos zur Gewinnung von elementarem Schwefel ausgenutzt .wird.
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Die in der Anlage 3o von Schwefelwasserstoff befreite Pottaschelösung
gelangt durch die Rohrleitung 32 wieder zurr oberen Ende des Waschers 28.
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Vom Wäscher 28 wird dann das Gas noch durch eine Rohrleitung 33 zu
einem in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Benzolwascher, Trockner und N.aphthalinwascher
zü geführt, worauf es, vollständig von Wert- und Ballaststoffen befreit, in das
Fernleitungsnetz gelangt.