DE852840C - Verfahren zur Verarbeitung von Schwefelwasserstoff oder schwefel-wasserstoffhaltigen Gasen auf Schwefel bzw. Schwefelsaeure - Google Patents

Description

• Verfahren zur Verarbeitung von Schwefelwasserstoff oder schwefelwasserstoffhaltigen Gasen auf Schwefel bzw. Schwefelsäure Es ist bekannt, Schwefelwasserstoff oder schwefelwasserstoffhaltige Gase mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen, insbesondere Luft, zu Schwefeldioxyd zu verbrennen, die entstehende Wärme in einem Kessel abzuführen und das Schwefeldioxyd durch Umsetzung mit Schwefelwasserstoff in Schwefel oder mit sauerstoffhaltigen Gasen, insbesondere Luft, in Schwefeltrioxyd und Schwefelsäure überzuführen. Man kann auch den Schwefelwasserstoff mit einer beschränkten Menge Sauerstoff oder Luft in freier Flamme unmittelbar zu Schwefel umsetzen und auch hierbei die Wärme in einem Kessel abführen. Im ersten Fall besteht die Möglichkeit, daß bei der Verbrennung gewisse Mengen Schwefeltrioxyd gebildet werden, die dann zu Korrosionen des Kessels führen; im zweiten Fall wird diese Art der Korrosion zwar vermieden, jedbch kann hier der elementare Schwefel auf den Kessel oder die weiteren Vorrichtungen korrodierend wirken.
• Es wurde nun gefunden, daB man die Verbrennungswärme des Schwefelwasserstoffs sehr vorteilhaft ausnutzen kann, wenn man Schwefelwasserstoff oder schwefelwasserstoffhaltigeGase mit- mindestens der für die Verbrennung zu Schwefeldioxyd notwendigen Menge Sauerstoff oder sauerstoffhaltiger Gase, insbesondere Luft, in einem -Verbrennungsmotor verbrennt, wobei ein großer Teil der- Verbrennungswärme zur Energieerzeugung ausgenutzt wird, und die schwefeldioxydhaltigen Abgase, die praktisch frei von Schwefel und Schwefeltrioxyd sind, nach Zusatz von weiteren Mengen Schwefelwasserstoff oder schwefelwasserstoffhaltiger Gase oder von Sauerstoff oder Luft katalytisch zu Schwefel bzw. Schwefeltrioxyd und Schwefelsäure umsetzt.
• Das Verfahren kann mit reinem Schwefelwasserstoff oder auch mit genügend schwefelwasserstoffhaltigen Gasen beliebiger Art durchgeführt werden. Die schwefelwasserstoffhaltigen Gase können neben dem Schwefelwasserstoff andere brennbare Gase und bzw. oder inerte Bestandteile, insbesondere Kohlendioxyd oder Wasserdampf, enthalten. Sehr geeignet sind beispielsweise Gemische von Schwefelwasser-, Stoff und Kohlendioxyd, wie sie bei manchen nassen Gasreinigungsverfahren erhalten . .werd@eh.@.: :bei Schwefelwasserstoffgehalt in solchen Gemischen kann beispielsweise 5o oder nur 2o % oder noch weniger betragen, muß aber hoch genug sein, daß sich die Verarbeitung der Abgase noch lohnt. Falls dlie Gase infolge ihres hohen Gehalts an inerten Bestandteilen, wie Kohlendioxyd, schlecht zünden, kann man geringe Mengen anderer brennbarer Gase zusetzen, z. B. Kohlenoxyd, Wasserstoff, Wassergas, Kraftgas, Kokereigas oder Abgase der Druckhydrierung kohlenstoffhaltiger Stoffe.
• Die genannten Gase werden dem Verbrennungsmotor mit mindestens so viel Sauerstoff oder Luft oder deren Gemischen zugeführt, daß die brennbaren Gase möglichst vollständig verbrannt werden. Man kann die schwefelwasserstoffhaltigen und die sauerstoffhaltigen Gase als Gemisch dem Motor zuführen oder sie getrennt dem Motor zuleiten und erst im Zylinder miteinander mischen. Für die Verbrennung eignen sich sowohl Motoren mit Fremdzündung als auch solche mit Eigenzündung, also solche, die nach dem Otto- oder Dieselprinzip arbeiten.
• In den Auspuffgasen des Motors ist der Schwefelwasserstoff vollständig in Schwefeldioxyd übergeführt. Die Gase haben eine Temperatur von etwa 4oo bis 5oo°. Will man Schwefel herstellen, so werden die Gase mit so viel Schwefelwasserstoff vermischt, wie zur Reduktion des Schwefeldioxyds zu Schwefel erforderlich ist, und dann über die für diesen Zweck bekannten Katalysatoren, insbesondere Bauxitkatalysatoren, geleitet. In der Regel ist eine besondere Einstellung der Gastemperatur nicht erforderlich, doch kann man gewünschtenfalls entweder die schwefeldioxydhaltigen Gase oder den zugesetzten Schwefelwasserstoff oder das diesen enthaltende Gemisch kühlen oder erhitzen. Falls die Verbrennungsgase einen Ü'berschuß an Sauerstoff- enthalten, muß man ihnen naturgemäß entsprechend mehr Schwefelwasserstoff oder diesen enthaltende.Gasgemische zusetzen, um eine vollständige Umwandlung in Schwefel zu erzielen. Will man die Abgase des Verbrennungsmotors auf Schwefeltrioxyd oder Schwefelsäure verarbeiten, so wird ihnen erforderlichenfalls die nötige Menge Sauerstoff oder sauerstoffhaltiger Gase, wie Luft; beigemischt; die Gase werden dann in bekannter Weise über zur Schwefeltrioxydbildung geeignete Katalysatoren, insbesondere Vanadinpentoxydkatalysatoren, geleitet. Diese Umsetzung erfolgt bekanntlich bei Temperaturen von etwa 35o bis 55o°, so daß auch in diesem Fall meist eine besondere Regelung der Temperatur nicht erforderlich ist.
• Die neue Arbeitsweise ermöglicht es, die Verhrennungswärme des Schwefelwasserstoffs mit hoher Nutzwirkung im Motor zur Energieerzeugung zu verwerten. Dabei verbleibt aber so viel Wärme in den Abgasen, daß diese in der Regel unmittelbar der katalytischen Umsetzung zugeführt werden können.
• Beispiel Einem Ottomotor mit einer Leistung von io PS führt man stündlich io m3 eines aus gleichen Raumteilen-.Scliwefelwasserstoff und Kohlenoxyd bestehenden Gasgemisches zusammen mit etwa 4o m3 Luft zu. Bei einem Kompressionsverhältnis i zu 6 läuft der Motor völlig ruhig. An den aus Chromnickelstahl hergestellten Kolbenringen, Ventilen und Ventilsitzen ist keine Korrosion zu beobachten. Die schwefeldioxydhaltigen Abgase verlassen den Motor mit einer Temperatur von etwa 5oo°. Sie werden mit stündlich 2o m3 des obengenannten Gemisches von Schwefelwasserstoff und Kohlendioxyd vermischt und dann von oben nach unten über einen aus zwei Schichten von je 5o 1 bestehenden Bauxitkatalysator geleitet. Zwischen den beiden Katalysatorschichten werden stündlich etwa 5 1 heißes Wasser in die Gase eingespritzt. In der oberen Katalysatorschicht stellt sich eine Temperatur von etwa 4oo bis 450', in der unteren eine solche von 300 bis 35o° ein. Die den Katalysator verlassenden Gase werden durch Einspritzen von Wasser auf etwa 18o° abgekühlt, wobei sich ein großer Teil des gebildeten Schwefels unmittelbar abscheidet. Weitere Mengen Schwefel werden in einem nachgeschalteten elektrischen Abscheider niedergeschlagen. Die Gesamtausbeute an Schwefel beträgt etwa 93 °/o.
• Die Abgase können vom Rest ihres Schwefelgehalts in bekannter Weise befreit werden, z. B. durch Waschen oder durch Behandeln mit Adsorptionsmitteln, wie aktiver Kohle. Man kann auch die Schwefelverbindungen nach Luftzugabe durch weitere katalytische Umsetzung in Schwefeldioxyd überführen und dieses durch Oxydation als Schwefelsäure gewinnen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Verarbeitung von Schwefelwasserstoff oder schwefelwasserstoffhaltigen Gasen durch Verbrennung mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen, insbesondere Luft, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwefelwasser-, Stoff oder die schwefelwasserstoffhaltigen Gase mit mindestens so viel Sauerstoff oder sauerstofflialtigen Gasen, wie zur Umsetzung in Schwefeldioxyd notwendig ist, in einem Verbrennungsmotor verbrannt und die hierbei gewonnenen Abgase nach Zusatz von Schwefelwasserstoff oder diesen enthaltenden Gasen zu Schwefel oder von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen, soweit solche noch erforderlich sind, katalytisch zu Schwefeltrioxyd und Schwefelsäure umgesetzt werden.