DE854205C

DE854205C - Herstellung von Schwefelsaeure

Info

Publication number: DE854205C
Application number: DEF5349A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr Schueth
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1950-12-31
Filing date: 1950-12-31
Publication date: 1952-10-30

Description

Herstellung von Schwefelsäure Die bisherigen Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure aus S 02-haltigen Gasen, d. h. die Katalyse an festen Kontakten bei 4oo bis 6oo° C und die Stickoxydverfahren, versagen bei der Aufarbeitung von Gasen mit SO.-Gehalten unter etwa 1,5 Volumprozent. Deshalb entweichen beträchtliche Mengen SO,-armer Abgase ungenutzt in die Atmosphäre. Zwar ist eine Verarbeitung solcher Gase durch Absorption mit basischen Medien möglich, jedoch können die erhaltenen großen Mengen von Nebenprodukten nur beschränkt abgesetzt werden.
In anderen Fällen interessiert die Verwertung von Gasen mit höheren S 02-Gehalten, deren örtlich geringe -Menge die Errichtung kompletter Schwefelsäurefabriken nicht lohnt oder deren Beimengungen eine Verarbeitung nach den beiden Hauptverfahren nicht zulassen.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine direkte Herstellung von Schwefelsäure aus den oben charakterisierten Gasen ohne Bildung von Nebenprodukten durch die Anwendung von aktiver Kohle als Katalysator.
Die Bildung von Schwefelsäure an aktiven Kohlen ist .bereits früher beobachtet worden. Die ausführlichste Veröffentlichung darüber erschien 1917 von A. G. Doroschewski und G. S. P'a w 1 o w (Journ. Russ. Phys. Chem. Ges. Bd. 49 1917], 173 bis 175), worin gezeigt wird, @daß es gelingt, Schwefeldioxyd mit Hilfe von Sauerstoff und Wasser an Kohlekcmtaakkten in Schwefelsäure zu überführen. Sie gingen hierbei in der Weise vor, daß sie zunächst aktive Kohle mit Schwefeldioxyd sättigten, danach Sauerstoff und anschließend Wasser zur Einwirkung brachten und schließlich die gebildete Schwefelsäure aus der Kohle auswuschen.
Diese komplizierte Arbeitsweise ergab eine sehr geringe Mengenleistung in der Zeiteinheit und schloß eine technische Anwendung der Kohlekatalyse aus. Daher wurden in den letzten drei Jahrzehnten keine weiteren Arbeiten in dieser Richtung bekannt.
Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure durch Oxydiation von Schwefeldioxyd mit Sauerstoff in Gegenwart von Wasser an Kohlekontakten, das darin besteht, daß Schwefeldioxyd und Sauerstoff gleichzeitig in Form von Gasgemischen in Gegenwart von Wasser mit Kohle in Berührung gebracht werden. Es wurde gefunden, daß die Umsetzung der S 02-Gase an den Kdhleteilchen durch die Berieselung mit Wasser oder verdünnter Schwefelsäure nicht gehemmt, sondern entgegen der Er-Wartung sehr beschleunigt wird, so daß die Mengenleistung der Kohle in der Zeiteinheit gegenüber den früheren Befunden stark ansteigt. Bei höheren Säurekonzentrationen geht die Leistung der Kohle zurück, so daß es sich empfiehlt, den H2 S 04-Gehalt nicht Über 35 % ansteigen zu lassen. Das Verfahren kann bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur durchgeführt werden; es ist vorteilhaft, bei höherer Temperatur zu arbeiten, da hierbei die Kohle steigende Mengen von Schwefeldioxyd umzusetzen vermag. Temperaturen bis zum Siedepunkt des jewei 1 s vorliiegendenWasser-Schwefelsäure-Gern isches können mit Erfolg angewandt werden.
Eine bevorzugte Anwendung des neuen Verfahrens liegt in der Gewinnung von Schwefelsäure aus SO,-armen Abgasen, z. B. der Schwefelsäurefabriken, die etwa 1,5 Ibis ,o,i Volumprozent SO2 enthalten.
Die Durchführung des Verfahrens erfolgt z. B. in der Weise, @daß die Schwefeldioxyd und Sauerstoff enthaltenden Gasgemische durch Rieseltürme oder kastenartige Behälter geleitet werden, die mit körniger oder feinstückiger aktiver Kohle gefüllt sind. Die Kohle wird gleichzeitig, dauernd oder in kurzen Zeitabstäryden, mit verdünnter Schwefelsäure berieselt, vorzugsweise im Gleichstrom mit den Gasen. Nach Erreichen der gewünschten Säurestärke wird ein Teil des Säurevorrats laufend oder periodisch abgezapft und die Säuremenge und -stärke durch Wasserzusatz geregelt.
Beispiel i In einem Roher von i 5o murr 0 und 6oo mm Höhe liegt auf einer Lochplatte und einer niedrigen Zwischenschicht von io mm Porzellanringen die Füllung von 2,8o kg Aktivkohle, Korngröße 4 mm. Während die Kohle in dauerndem Kreislauf mit verdünnter Schwefelsäure, steigend von o bis 17,5'/o H, S 04, ;bei 25a C berieselt wird, strömen stündlich 2000 bis 4000 1 Gas mit 0,35 Volu:mprozerit S 0Q und etwa 20% 0q durch die Kohlefüllung. Aus der Zunahme des Säuregehaltes der Umpumpsäure ergibt sich eine tägliche Umsatzleistung von 103 g H2 S 04/ 1 kg Kohle. Mit der gleichen Anordnung ergeben sich bei Variationen der Gasmengen zwischen 200 und 4ooo 1/Sad. des SO.-Gehaltes zwischen o,3 und 6,3 Volumprozent, der Säurestärke zwischen 7 und iio@% H2 S 04 und der Berieselungsgeschwindigkeit zwischen 8 und 55 1/Std. tägliche Umsatzleistungen zwischen ioo und 170 g H2 S 04/kg Kohle.
Beispiel e 15 g Aktivkohle werden mit verschiedenen Wassermengen zusammen in einer dauernd' rollenden 3-1-Flasche der Einwirkung von stündlich 25o 1 Gas mit i,o Volumprozent SO, bei etwa 15° C ausgesetzt. Nach 7 bis -16 Stunden Laufzeit wird der Gehalt der Flüssigfkeit an freier Sehwefelsäure ermittelt. Die gut ausgewaschene Kohle findet dann zum nächsten Versuch wieder Verwendung.
A) Einsatz ii5 g Kohle, Körnung 2 bis 3 mm @.

Versuch Wasser Laufzeit Tagesleistung

g

Stunden g H2 S O, i kg Kohle

I 140 7,5 290

2 490 15,0 4i4.

3 140 7,0 314

4 490 15,0 373

Mittel 140 - 302

490 - 393

B) Einsatz 15 g Kohle, Körnung o bis 0,25 mm 0 .

Versuch Wasser Laufzeit Tagesleistung

g

Stunden

g H2 S 04 / i kg Kohle

1 140 16,O 1213

2 290 7,5 136o

3 9o 8,o 1290

4 590 15,0 1620

Durch Steigerung der Temperatur wird die Leistung erheblich erhöht; bei 8o° C wird etwa das Dreifache der obigen Ergebnisse erzielt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure durch Oxydation von Schwefeldioxyd mit Sauerstoff in Gegenwart von Wasser an Kohlekontakten, dadurch gekennzeichnet, : daß Gasgemische, die Schwefeldioxyd und Sauerstoff enthalten, in Gegenwart von Wasser mit aktiver Kohle in Berührung gebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Abgase mit geringen Gehalten an Schwefeldioxyd (etwa 1,5 bis o;i Volumprozent Schwefeldioxyd) eingesetzt werden.
3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß körnige Kohle mit Wasser bzw. verdünnter Schwefelsäure berieselt und das Schwefeldioxyd und Sauerstoff enthaltende Gasgemisch vorzugsweise im Gleichstrom mit der Flüssigkeit durch die Kohle geführt wird.