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Gewinnung von Schwefel aus Schwefelwasserstoff Es ist vorgeschlagen
worden, Schwefel aus Schwefelwasserstoff oder solcher, enthaltenden Gasen dadurch
zu gewinnen, daß der Schwefelwasserstoff in einer senkrechten feuerfesten Kammer
umgesetzt wird, deren Boden gelocht ist, um das zu verarbeitende Gas-Luft-Gemisch
von unten in die Kammer einzuleiten. Mit derartigen Reaktionseinrichtungen konnte
man jedoch keine ausreichende Umsetzung bzw. Schwefelbildungerreichen. Daher wurde
der Claus-Ofen entwickelt, in welchem ein Gemisch von Schwefelwasserstoff und Luft
durch eine sehr ausgedehnte Schicht von Kontaktmasse bei vergleichsweise niedriger
Temperatur geleitet wurde. Der Claus-Ofen gibt zwar eine gute Ausbeute an Schwefel,
sein Raumbedarf ist jedoch so groß, daß er sich praktisch nicht zur Behandlung großer
Massen eignet.
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Es wurde nun gefunden, daß man eine ebenso weitgehende Umsetzung von
Schwefelwasserstoff mit Sauerstoff wie im üblichen Claus-Ofen auch dann erhalten
kann, wenn man zur Umsetzung eine vergleichsweise kleine feuerfeste Reaktionskammer
benutzt, die unten in eine Vielzahl von feuerfesten Kanälen unterteilt ist, die
mit Kontaktkörpern und mit getrennten Einlässen für H2 S-Gas
und
Luft versehen sind. Durch eine solche Ausbildung der Kontakteinrichtung wird erreicht,
daß ein Rückschlagen der Reaktion in die Gaszufuhrleitung nicht möglich ist, da
die Bildung des explosiblen Gas-Luft-Gemisches erst kurz vor der Kontaktkörperschicht
einsetzt und die Aufteilung der Kontaktkörperschicht in den feuerfesten Bodenkanälen
eine gleichmäßige Beaufschlagung der Kontaktmasse sichert.
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Es ist bekannt, katalytische Gasreaktionen in einer Kontakteinrichtung
durchzuführen, deren Kontaktschicht eine Mischkammer vorgeschaltet ist. In diese
Mischkammer wird das eine Reaktionsmittel durch eine Anzahl von Rohren und zwischen
diesen das andere Reaktionsmittel eingeführt. Eine gleichmäßige Verteilung der Reaktionsmittel
über die ganze Kontaktkörperschicht ist hierbei jedoch nicht erreichbar, da es unvermeidlich
ist, daß in der Kontaktkörperschicht mehr oder weniger große Zonen von größerem
oder geringerem Durchflußwiderstand für das Gas entstehen. Die Folge davon ist,
daß die Hauptmenge des Gases nur durch einen begrenzten Teil der Kontaktkörperschicht
zieht. Durch eine solche ungleichmäßige Deaufschlagung der Kontaktkörperschicht
kann es leicht zu starken örtlichen Überhitzungen kommen, die sich schließlich zu
einer Zündung des Gasgemisches in den Raum unter der Kontaktmasse auswirken kann,
was bei Vorhandensein eines explosiblen Gas-Luft-Gemisches zu Explosionen führen
kann.
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Mit der bekannten Einrichtung ist es im Gegensatz zu der erfindungsgemäßen
Einrichtung daher nicht mit Sicherheit möglich, alle Teile des umzusetzenden Gasgemisches
auf gleiche sehr hohe Reaktionstemperaturen zu bringen, da sich infolge der nicht-
möglichen vollkommen gleichmäßigen Schichtung der Kontaktkörper leicht Teilströme
des Gasgemisches der Einwirkung hoher Temperatur entziehen.
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Von der Erzielung einer hohen Reaktionstetnperatur ist aber bei Verarbeitung
von Schwefelwasserstoffgas abhängig, inwieweit die das Schwefelwasserstoffgas verunreinigenden,
reaktionsfähigen Stickstoffverbindungen abgebaut werden, welche die Bildung bzw.
Abscheidung des elementaren Schwefels empfindlich stören können.
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Die Kontaktkammer kann mit einem Intensivkühler, beispielsweise einem
Dampfkessel verbunden werden, der seinerseits zu einem weiteren Kühler, vorzugsweise
einem Luftkühler führt, in welchem die Reaktionsgase so weit abgekühlt werden, daß
sich der entstandene elementare Schwefel in flüssiger Form abscheidet.
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Die Einrichtung zur Gewinnung von Schwefel gemäß der Erfindung gibt
die Möglichkeit, auf sehr kleinem Raum grolle Mengen schwefelwasserstoffhaltiger
Gase zu verarbeiten. Während z. B. ein üblicher Claus-Ofen von 7,5m Durchmesser
nur ein Schwefelausbringen von 15 bis 20 t in 6 Tagen ergibt, läßt
sich bei An#,vendung der Erfindung in einer Kontaktkammer von etwa i,; 5 m2 Grundfläche
eine Schwefelmenge von rund 30t je Tag erzeugen.
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Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung wird nun die Kontaktkammer
mit einem Vorerhitzer für die Medien, vorzugsweise einem Lufterhitzer verbunden.
Durch Anwendung der Vorerhitzung der Medien erreicht man sehr hohe Reaktionstemperaturen,
die innerhalb der Kontaktmasse über den Eintritten. für Luft und Gas bei etwa i
ioo bis 120o'=' liegen, und zwar auch bei Verarbeitung verdünnter H2 S-Gase. Die
in dem Gas enthaltenen schädlichen Stickstoffverbindungen werden durch die hohe
Reaktionstemperatur bis zu elementarem Stickstoff abgebaut, so da.ß eine Verunreinigung
des abgeschiedenen Schwefels durch Stickstoffverbindungen nicht erfolgen kann.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten erfindungsgemäßen Einrichtung
ist eine aus feuerfestem Mauerwerk i bestehende. Reaktionskammer 2 vorgesehen. Das
Mauerwerk i wird von einem gasdichten Blechmantel 3 umgeben. In dem Boden der Reaktioiiskammer
2 sind konzentrisch zueinander verlaufende Rohrkörper d. und 5 vorgesehen. Die Rohrkörper
4 und 5 sind gleichmäßig über den ganzen Querschnitt der Kammer 2 verteilt.
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Die Rohrkörper 5 führen zu einer Verteilerkammer 6 und die Rohrkörper
d. zu einer Verteilerkammer 7. Beispielsweise wird in die Verteilerkammer 6 durch
die Zuleitung 12 Luft eingeleitet und in die Verteilerkammer durch die Zuleitung
13 das schwefelwasserstoffhaltige Gas. Die Luft tritt aus den Rohren 5 seitlich
in den Ringraum, der durch konzentrisch um die Rohre 5 angeordnete Rohrkörper d.
gebildet wird, und vermischt sich hier mit dem in die Verteilerkammer eingeleiteten
schwefelwasserstoffhaltigen Gas vor Eintritt in die Kontaktschicht B.
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In dem von den Rohrkörpern gebildeten Boden der Reaktionskammer 2
ist eine aus feuerfesten Formkörpern bestehende Kontaktschicht 8 angeordnet. Die
Kontaktmasse ist aus einem feuerfesten Grundstoff hergestellt, dem ein Katalysator
zugesetzt ist.
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Oberhalb der Kontaktschicht 8 ist in der Seitenwand der Kontaktkammer
2 der Gasaustritt 9 vorgesehen. In diesem rohrstutzeiiartigen Austritt 9 ist eine
weitere Kontaktschicht io vorgesehen, die gitterartig ausgebildet
ist
und die Wärmeabstrahlung der Kontaktkammer z in den als Dampfkessel ausgebildeten
Kühler i i vermindert.
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Die Reaktionsgase werden: in dem Kühler i i so weit gekühlt, daß sie
am Ende des Kühlers etwa eine Temperatur von 2,50 bis 300° haben. Die Gase
gelangen dann in einen nicht gezeichneten Luftkühler, wo sie weiter abgekühlt werden,
so daß sie am unteren Ende des Kühlers eine Temperatur von etwa i5o° aufweisen.
In einer anschließenden Vorlage sammelt sich der niedergeschlagene Schwefel an.