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Verfahren zur Entfernung von Chlorschwefel aus Gasen Es hat sich gezeigt,
daß man Chlor aus chlorhaligen Gasgemischen mit Chlorschwefel herauslösen kann,
dabei gehen aher gewisse Mengen Chlorschwefel in das Gas über. Für die weitere Verwendung
der von Chlor l>efreiteii Gase ist es in manchen Fällen erforderlich, den Chlorschwefel
möglichst vollständig aus dem Gas wieder zu entfertigen. Durch Tiefkühlung der Gase,
sei es in der Vorrichtung iiir die Absorption des Chlors selbst oder auch anschließend
in einer besonderen Vorrichtung, kann man den Gehalt an Chlorschwefel stark herabsetzen.
Während z.B. ein Gas von i 200 je in noch Xo X Chlorschwefel in Dampfform enthält,
beträgt der Gehalt bei - 20° je m3 nur 8 g Chlorschwefel. Eine restlose Beseitigung
des Chlorschwefels gelingt aber selbst durch eine Abkühlung auf noch tiefere Temperaturen
nicht ohne weiteres; selbst lei - 500 wären immer durch o,8 g je in im Gas enthalten.
Durch Adsorptionsmittel. wie aktive Kohle, ist zwar eine vollständige Entfernung
des Chlorschwefels möglich, jedoch ist dieses Verfahren nicht ohne weiteres anwendbar,
wenn es sich um Gasgemische handelt, die noch andere, ebenfalls adsorbierbare Gase,
z.B. Chlorwassertoff, enthalten. Nachteilig ist auch, daß zur Wiederbelebung des
Adsorptionsmittels nicht, wie
ul>lich, \Vasserdampf verwendet
werden kann, da Chlorschwefel durch Wasser zersetzt wird. Ein Auswaschen des Chlorschwefels
aus den Gasen mit Lösungsmitteln, z. B. hochsiedenden Olen, bietet die Schwierigkeit,
daß insbesondere bei der Trennung des Chlorschwefels vom Öl durch Destillation leicht
unerwünschte Umsetzungen unter Verharzung des Öls eintreten. Eine andere Möglichkeit
hesteht darin, die Gase durch wäßrige Alkalien zu leiten.
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Dabei wird der Chlorschwefel unter Umsetzung zu Schwefel Sulfit und
Chlorid restlos zurückgehalten. Dieses Verfahren ist jedoch nicht nur kostspielig"
sondern auch nicht anwendbar, wenn das Gasgemisch außer Chlorschwefel Gase enthält,
die mit Alkalien reagieren, z. B. Chlorwasserstoff oder andere saure Gase, die den
Alkalienverbrauch noch erhöhen.
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Es wurde nun gefunden, daß sich Chlorschwefel aus Gasen, auch wenn
sie Chlorwasserstoff od. dgl. enthalten, in einfacher Weise und auch kontinuierlich
entfernen läßt, wenn man die Gase in Gegenwart von Chlor mit Wasser in Berührung
bringt.
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Die so hehandelten Gase sind vollständig frei von Schwefelverbindungen,
da der gesamte Schwefel als Schwefelsãure in der wäßrigen Lösung zurückgenalten
wird. Das Chlor des Chlorschwefels geht dabei in Chlorwasserstoff über. Dahei reicht
zur restlosen Entfernung des Chlorschwefels die fiür die Umsetzung des Chlorschwefels
zu Schwefelsäure und Chlorwasserstoff berechnete Menge Chlor aus, man braucht das
Chlor also nicht im Überschuß anzuwenden, und trotz der meistens starken Verdünnung,
in der sich die miteinander reagierenden Stoffe befinden, findet eine vollständige
Umsetzung statt.
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Die Ausfiihrung der Verfahrens erfolgt zweckmäßig so, daß die chlorschwefelhaltigen
Gase nach Zusatz von Chlor in einer mit Füllkörpern versehenen Kolonne mit Wasser
berieselt werden. Das Wasser kann Zusätze enthalten, wie z. B. Eisenchlorid. die
auf die Umsetzung beschleunigend wirken. Der bei der Umsetzung entstehende Chlorwasserstoff
löst sich im Wasser bis zur Sättigung und wird. wenn er vom Wasser nicht mehr aufgeilommen
werden kann, mit den Gasen weggeführt.
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Gegegebenenfalls kann er durch Auswaschen, z.B. mit Wasser, entfernt
werden.
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Das zur Berieselung verwendete Wasser kann im Kreislauf geführt werden,
wobei sich die gebildete Schwefelsäure bis zu hohen Konzentrationen anreichern kann.
Man kann an Stelle von Wasser auch von Anfang an wasserhaltige Schwefelsäure höherer
Konzentration, z.B. 70%ige Säure, gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur, im Kreislauf
führen und diese Konzentration dadurch aufrechtenthalten, daß man nach Maßgabe der
neu gebilunten Schwefelsäuremengen Säure abläßt und Wasser hinzufügt. Man hat dabei
den Vorteil, den im Chlorschwefel enthaltenen Schwefel als hochprozenteige Schwefelsäure
wiederzugewinnen. Die vom Cblorschwefel befreiten Gase enthalten nur noch soviel
Feuchtigkeit, wie der angewendeten Schwefelsaure entspricht. Bei Anwendung von 70%iger
Schwefelsäure verlassen sie die Vorrichtung praktisch trocken.
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Legt man Wert darauf, den im Chlorschwefel enthaltenen Schwefel zum
Teil als solchen zu gewinnen, so kann der Umsetzung mit Chlor und Wasser eine IBehandlung
mit Wasser allein vorausgehen. Dabei scheidet sich ein Teil des Schwefels in elementarer
Form ab. Auch in diesem Fall erhält man bei der nachfolgenden Umsetzung mit Chlor
und Wasser Gase, die vollständig frei von Schwefelverbindungen sind.
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Bei der Behandlung chlorschwefelhaltiger Gase init Wasser scheidet
sich der Schwefel im allgemeinen in fester flockiger Form ab. Es hat sich jedoch
gezeigt, dalJ er sich auch in flliissiger Form, und zwar als hochkonzentrierte Lösung
von Schwefel in Chlorschwefel abscheiden läßt, wenn das Wasser geeignete Zusätze
enthält. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn man statt Wasser konzentrierte Salzsäure
oder 70 bis 80°/oige Schwefelsäure anwendet. Eine derartige Abscheidung in flüssiger
Form ist für die praktische Durchführung des Verfahrens von besonderem Vorteil.
Man läßt z. B. die Gase durch die in einem Turm befindliche wäßrige Flüssigkeit
perlen, wobei sich im unteren Teil des Turms die Lösung von Schwefel in Chlorschwefel
sammelt, die in einfacher Weise abgetrennt werden kann.
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B e i s p i e l 1 1000 Volumteilen Luft, die bei - 20° mit Chlorschwefeldampf
gesättigt sind, werden stündlich 7 Volumteile Chlor zugesetzt und das Gasgemisch
durch einen 6 m hohen, mit Wasser von Raumtemperatur berieselten Ftillkörperturm
geleitet. Die Luft verläßt den Turm vollständig frei von Chlorschwefel und sonstigen
schwefelhaltigen Verbindungen.
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Beispiel 2 200 Volumteile bei Raumtemperatur mit Chlorschwefel gesättigter
Chlorwasserstoff werden stündlich unter Zusatz von 13 Volumteilen Chlor durch eine
mit Raschigringen gefüllte Kolonne geleitet und dort mit 50° warmer 70%iger Schwefelsäure
berieselt. Die Schwefelsäure wird im unteren Teil der Kolonne abgezogen und mit
einer Pumpe der Kolonne oben wieder zugeführt. Die Schwefelsäurekonzentration von
70 °/o wird dadurch aufrechterhalten, daß ein Teil der Säure dauernd aus dem Kreislauf
abgezweigt und ein entsprechender Teil Wasser in den Kreislauf eingebracht wird.
Der Chlorwasserstoff verläßt die Kolonne vollkommen frei von schwefelhaltigen Gasen
und praktisch trocken.
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Beispiel 3 Ein Gemisch von 100 Volumteilen Chlorwasserstoff und 100
Volumteilen Sauerstoff, das je m3 80 g Chlorschwefel in Dampfform enthält, wird
stündlich durch einen 2 m hohen, mit 40%iger wäßriger Salzsäure gefüllten Turm geleitet.
In dem Turm scheiden sich Tröpfchen einer elementaren
Schwefel enthaltenden
Chlorschwefellösung ab, die sich im unteren Teil sammelt und dort abgelassen werden
kann. Die den Turm verlassenden Gase werden nach Zusatz von 1.5 Volumteilen Chlor
in der Stunde durch einen 10 m hohen, mit Wasser berieselten Turm geleitet. Sie
sind dann vollständig frei von schwefelhaltigen Stoffen.