DE707914C - Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Gasen unter gleichzeitiger Gewinnung von Schwefel - Google Patents

Description

• Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Gasen unter gleichzeitiger Gewinnung von Schwefel Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von schwefelwasserstoffhaltigen Gasen, bei welchem gleichzeitig mit der Entfernung von Schwefelwasserstoff auch Schwefel gewonnen wird und das unter Anwendung von Thiosulfatlös.ung als Waschflüssigkeit arbeitet.
• Die Grundlage der Erfindung bildet die Feststellung, daß Thiosulfosäuren und Thiosulfate in Gegenwart gewisser Katalysatoren Sauerstoff anlagern und sich dabei aktivieren, wonach dieser Sauerstoff die Oxydation des Schwefelwasserstoffes bewirkt.
• Obwohl die Behandlung einer Thiosulfatlösung mit SO, bekanntlich zu einem ähnlichen Ergebnis führt wie ,die Aktivierung mit Luftsauerstoff, ist .der Weg mit S 02 doch unvergleichlich schwieriger und erfordert bei der Durchführung des Verfahrens eine sorgfältige Überwachung des Reaktionsverlaufes. Der Ersatz der schwefeligen Säure .durch Sauerstoff vereinfacht und verbilligt das Verfahren wesentlich und ist ohne- besondere Überwachung des Verfahrens durchführbar.
• Es wurde nämlich gefunden, daß eine vollkommene und erheblich beschleunigte Entfernung des Schwefelwasserstoffes unter gleichzeitiger Gewinnung von Schwefel dadurch erzielt wird, daß man zum Auswaschen eine Thiosulfatlösung verwendet; der man eine geringe Menge solcher organischer Sauerstoffüberträger zugesetzt hat, die das Thiosulfat nicht zersetzen oder durch Thiosulfat oder dessen sauerstoffhaltige Verbindungen und durch Schwefelwasserstoff nicht zersetzt, nur reduziert werden, und die Sauerstoff an Thiosulfat anlagern. Eine solche Waschflüssigkeit behandelt man mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen inerten Gasen und entfernt den während der Reinigung des Gases aus der Lösung ausgeschiedenen Schwefel.
• Ohne Anwendung eines organischen Sauerstoffüberträgers lagern die Thiosulfate nur in geringem Maße Sauerstoff an. Erst nach mehrstündigem Einleiten von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen in eine Thiosulfatlösung tritt in der Lösung eine merkbare 2#nderung ein, die sich in der Abnahme des Thiosulfatgehaltes der Lösung äußert. Nach der Behandlung einer so mit Sauerstoff aufgeladenen Lösung mit reduzierenden Gasen oder Stoffen, wie Schwefelwasserstoff, erscheint der ursprünglicheThiosulfatgehalt der Lösung wieder. Die Anlagerung des Sauerstoffes an Thiosulfat und die Oxydation des Schwefelwasserstoffes geht jedoch, wie gefunden wurde, wesentlich schneller vor sich, wenn man in die Lösung organische Katalysatoren als Sauerstoffüberträger zufügt. Solche Sauerstoffüberträger sind z. B. die Oxybenzole, Polyoxybenzole, Chinone, Naphthole, aromatische Amine, organische Sulfonsäuren, Salze der Oxysäuren usw.
• Die gemäß der Erfindung benutzten Sauerstoffüberträger werden durch den Sauerstoff in eine oxydische Form übergeführt und dann vom Thiosulfat wieder reduziert. Dabei entsteht ein Primäroxyd des Thiosulfates, welches sich unter gewissen Bedingungen auch während der Behandlung von Thiosulfat mit Schwefeldioxyd bildet. Jedoch ist die Sulfatisierungsneigung bei niedrigeren Temperaturen einer mit Sauerstoff behandelten Thiosulfatlösung geringer.
• Die Wirkung der erwähnten Sauerstoffüberträger ohne Anwesenheit von Thiosulfat ist ebenso wie einer reinen Thiosulfatlösung sehr gering. Die Kombination eines Sauerstoffüberträgers mit Thiosulfat führt aber zu praktisch anwendbaren Ergebnissen, und es wird eine beträchtliche Entfernung von H, S aus Gasen bewirkt.
• Die Sauerstoffanlagerung an Thiosulfat tritt z. B. durch die Wechselwirkung zwischen Hydrochinon und p-Chinon deutlich in Erscheinung. Fügt man einer Thiosulfatlösung geringe Mengen -o,oi°l, Hydrochinon zu und leitet gleichzeitig Sauerstoff in die Lösung, so sinkt der Thiosulfatgehalt der Lösung; diese wird durch das entstandene Chinon und seine Zwischenverbindungen braun gefärbt. Hört man mit der Sauerstoffzuführung auf oder leitet man in diese Lösung Schwefelwasserstoff ein, so erscheint wieder der ursprüngliche Thiosulfatgehalt bzw. der Farbton der Lösung geht zurück, und es scheidet sich ein feinverteilter, in Schwefelkohlenstoff löslicher Schwefel aus. Diese Reaktion zwischen Sauerstoff und Schwefelwasserstoff geht in der Thiosulfatlösung in Anwesenheit von einem Sauerstoffüberträger mit praktisch brauchbarerReaktionsgeschwindigkeit vor sich.
• Von -den gemäß der Erfindung in Betracht kommenden Sauerstoffüberträgern genügen sehr geringe Mengen, etwa 0,02 bis o,o5 °/o, als Zusatz zu einer etwa 2- bis 5°/oigen Thiosulfatlösung, um eine gute Übertragung zu erreichen. Die Überträger können auch kombiniert werden.
• Bei der technischen Durchführung des Verfahrens, z. B. bei Reinigung von schwefelwasserstoffhaltigen Gasen bei gleichzeitiger Schwefelgewinnung, wird zweckmäßig diesen Gasen die entsprechende Menge Sauerstoff zugemischt, falls dieser in ihnen noch nicht enthalten ist, und das Gasgemisch dann mit einer Thiosulfatlösung behandelt, der einer der obenbeschriebenen Überträger zugefügt wurde. Diese Lösung wird zweckmäßig bei einer Temperatur von 3o bis 50° C gehalten. Man arbeitet mit möglichst kleinen Lösungsmengen und hält diese in einem kurzen Kreislauf, in welchen zur Entfernung des ausgeschiedenen Schwefels eine Filtriervorrichtung geschaltet ist.
• Bei niedrigen H2 S-Konzentrationen genügt manchmal schon der im Gas vorhandene Sauerstoff, um eine Aufrechterhaltung des Aktivierungsgrades der Lösung zu sichern. Reicht aber dieser Sauerstoffgehalt nicht, aus und ist eine weitere Zumischung von Sauerstoff nicht möglich, so wird in den Kreislauf der Lösung ein Rieselturm oder ein Gradierwerk, nötigenfalls ein mechanischer Wäscher, eingeschaltet, in dem dann die Lösung mit Sauerstoff oder Luft behandelt wird. Von hier aus wird dann die mit Sauerstoff aufgeladene Lösung in den Gaswäscher geleitet.
• Die schematische Darstellung gibt ein klares Bild des Verfahrens.
• Aus dem Beschickungsbottich i fließt die Lösung durch die Leitung 9 in einen Wäscher 3. Hier wird der Schwefelwasserstoff aus dem Gas ausgewaschen. Die mit dem ausgeschiedenen Schwefel beladene Lösung fließt durch die Leitung io in den Lösungsbottich q., von hier durch die Leitung i i, das Filter 6 und die Leitung 12 in den Sammelbottich 5. Leitung 13 führt zur Pumpe 7, welche die Lösung zur Sauerstoffaufnahme durch die Leitung 14 in den Rieselturm oder in ein Gradierwerk 2 befördert. Die Luft tritt bei 2o in den Rieselturm und verläßt diesen bei 21. Der Überschuß der Lösung fließt vom Beschickungsbottich i durch die Leitung 15 ebenfalls in den Rieselturm 2. Durch die Leitung 16 saugt .die Pumpe 8 die Lösung an und drückt sie durch die Leitung 17 wieder in den Beschickungsbottich i.
• Falls die Gase neben Schwefelwasserstoff noch die notwendige Menge Sauerstoff enthalten, sind der Rieselturm 2, die Pumpe 8 und die Leitungen 15, 16 und 17 überflüssig. Die Leitung 14. führt in diesem Fall direkt in den Beschickungsbottich i.
• Das Gas tritt bei 18 in den Wäscher und verläßt diesen bei i9, vom Schwefelwasserstoff befreit. Der ausgeschiedene Schwefel wird, wie üblich, aufgearbeitet.
• Durch die vorliegende Erfindung sind diejenigen Gasreinigungsverfahren, welche zum Auswaschen von Schwefelwasserstoff aus Gasen Thiosulfate anwenden, zu einer weitgehenden Vervollkommnung gelangt.

Claims (2)

1. PATI:NTANSPRÜCHR i. Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Gasen unter gleichzeitiger Gewinnung von Schwefel mittels einer im Kreislauf geführten, aktivierten Thiosulfatlösung, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gase in Gegenwart von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen inerten Gasen, wie Luft, mit einer Thiosulfat- und einen organischen Sauerstoffüberträger, vorzugsweise Oxybenzole enthaltenden Waschflüssigkeit behandelt und die während der Entschwefelung inaktiv gewordene Lösung zwecks Wiederbeleben derselben bis zur Aufnahme der erforderlichen Sauerstoffmenge mit Luft oder Sauerstoff behandelt und von dem während der Gasreinigung ausgeschiedenen Schwefel befreit.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurchgekennzeichnet, daß die Waschflüssigkeit während des Auswaschens des Schwefelwasserstoffes bei einer Temperatur von 30° und höher gehalten wird.