DE944309C

DE944309C - Verfahren zum Ausgleichen des schwankenden S O-Gehaltes in Roestgasen

Info

Publication number: DE944309C
Application number: DEZ4010A
Authority: DE
Inventors: Dr Helmut Knauer; Johann Mueller; Dipl-Ing Heinz Schaedel
Original assignee: Zahn and Co GmbH
Current assignee: Zahn and Co GmbH
Priority date: 1954-02-19
Filing date: 1954-02-19
Publication date: 1956-06-14

Description

Verfahren zum Ausgleichen des schwankenden S O,-Gehaltes in Röstgasen Beim Abrösten von Eisen- und Zinksulfiden erhält man in der Regel einen kontinuierlichen Anfall von S 02 Gasen, die sich nach Art und Zusammensetzung von vornherein bestens zur Verarbeitung auf Schwefelsäure in den verschiedenen bekannten Systemen eignen.
Nicht so ist es jedoch vielfach bei anderen Sulfiden, da sich bei deren Verarbeitung Gase wechselnder Zusammensetzung und Menge unter dauernden Schwankungen des S 02 Gehaltes bilden. Es sei hier nur beispielsweise auf die Kupferverhüttung hingewiesen, vor allem auf den Konverterbetrieb. Hierbei und auch in anderen Fällen fallen die Gase mit einem teils hohen, teils niederen S 02-Gehalt an, wobei oft über längere Zeiten der S 02-Anfall gleich Null ist. Dann stößt die Verarbeitung auf kaum überwindbare Schwierigkeiten, und die Schwefelsäureherstellung wird oft unwirtschaftlich, wobei auf der anderen Seite die Notwendigkeit bestehenbleibt, die S 02 Gase zu vernichten, um schädigende Einwirkungen auf die Umgebung zu vermeiden.
Es wurde nun ein Verfahren gefunden, welches in einfacher Weise einen Ausgleich ermöglicht. Erfindungsgemäß verarbeitet man die gesamte S 02 Menge zunächst auf Oleum. In einem Wärmeaustauscher wird dann in Zeiten geringen S 02 Gehaltes in den Gasen aus dem Oleum S 03 wieder ausgetrieben, indem das Oleum erhitzt wird. Diese Erhitzung kann durch die heißen Röstgase erfolgen, und nur wenn diese Wärme ausnahmsweise nicht genügen sollte, kann man zusätzlich mit Abdampf heizen. Das freigemachte S 03 wird durch Erhitzen auf etwa iooo° wieder in S 02 und 02 zersetzt. Das kann beispielsweise im Flammofen geschehen. Sehr vorteilhaft läßt es sich dort verwenden, wo ein Wirbelschichtofen vorhanden ist, weil dann auch noch durch die benötigte Spaltungsenergie ein Kühleffekt erreicht wird.
Das Oleum verläßt den Wärmeaustauscher mit einem geringen Gehalt an freiem S 03. Um auf Monohydrat-oder Säure von 98%: zu kommen, kann man mit Wasser verdünnen oder in Fällen, wo es der Reinheitsanspruch, der an die Säure gestellt wird, erlaubt, mit Waschsäure. Beispiel Während 16 Stunden stehen 840 000 Nm3 Gas mit einer Zusammensetzung von S 02 zu 4,80/a, 02 zu 7,760/a, N2 zu 87,44% zur Verfügung. Während der restlichen 8 Stunden beträgt die zur Verfügung stehende Gasmenge aus dem Flammofen Zoo ooo Nm3 Gas mit einer Zusammensetzung von SO, zu 2,4%, 02 zu 4,8511/o, N2 zu 92,750/0. Soll die Belastung der Kontaktapparate gleichmäßig sein, so muß während der letzten 8 Stunden die Gasmenge etwa 420 ooo Nm3 mit einem S 02 Gehalt von etwa 4,8'/o sein. In der Kontaktapparatur werden dann in 24 Stunden 126o ooo Nm3 mit 4,80/0 SO2 verarbeitet. Die SO2-Menge beträgt 177t. Diese Menge ergibt 252t Oleum mit 25% freiem S 03. Werden etwa 55 t S 03 ausgetrieben, bleibt Oleum mit etwa 5% freiem SO.-Gehalt zurück. Durch Zersetzung des S O3 im Flammofen entstehen etwa 43 t S 02 entsprechend 1470o Nm3. Diese- Menge kann während der 8 Stunden den Flammofengasen zugefügt werden, so daß mit der in den Gasen enthaltenen. S 02-Meng@e r9 50o Nm3 S 02 enthalten sind. Um auf 4,8% S 02 zukommen, führt man Luft zu, so daß alsö 4o6 ooo Nm3 Gas in 8 Stunden im Kontakt verarbeitet werden gegenüber 420000 Nm3 während 8 Stunden Betriebszeit mit Konverter. Die Belastungen sind also ziemlich gleich. Die Zusammensetzung des Gases einschließlich des Sauerstoffes aus dem S 03 ist dann folgende: S02 zu 4,80/a, 02 zu 13,60/a, N2 zu 81,6 0/0.
Nachstehend wird an Hand der schematischen Zeichnung eine für das Verfahren geeignete Apparatur beschrieben.
Die S 02 haltigen Gase treten bei 1 in die Apparatur ein. Insoweit diese Gasse stark genug sind, um in der Kontaktanlage verarbeitet zu werden, werden sie sofort zu dem Waschturm 2 geleitet. Von dort aus gehen die Gase dann weiter in dLie eigentliche Kontaktapparatur 3, die hier auch die Reinigung und Trocknung mit umschließen soll: Die konvertierten und getrockneten Gase werden im 0l.eumturm 4 zu Oleum und die weitergehenden im Absorptionsturm 5 zu Monohydrat verarbeitet. Die Pumpvorlage 6 und Pumpe 7 dienen der Zirkulation der Absorptionssäure. Bei 8 wird das in der Absorption gegebenenfalls benötigte Wasser zugegeben. Aus der Zirkulationsleitung wird das für die Oleumherstellung benötigte Monohydrat zum Oleumturm 4 abgezweigt. Die Oleumpumpe 9 hewd,rkt den Umlauf des absorbierenden Oleums, während das Gefäß so gleichzeitig als Pumpvorlage und Vorratsgefäß für Oleum dient. Mit Hilfe der Pumpe 11 wird in den Zeiten des Anfalls schwacher Röstgase Oleum durch den Wärm@eaustauscher 12 gedrückt. Dieser Wärmeaustauscher wird beispielsweise mit Röstgasen beheizt. Das frei werdende SO, wird über ein Gebläse 13 in. einen Ofen 14, beispielsweise einen Flammofen, geschickt, wo es zu S 02 und 02 zerlegt wird, um wieder in die Röstgasleitung bei 1 eingeführt zu werden.
Das an freiem S 03 verarmte Oleum fließt in ein Gefäß 15, in dem es durch Zugabe von entweder Wasser bei 16 oder Waschsäure bei. 17 auf Monohydrat eingestellt wird. Die Waschsäure aus dem ,Waschturm 2 wird mit Hilfe der Pumpe 18 aus der Vorlage z9-zugepumpt. Die Produktionssäure wird über die Pumpe 2o bei - 2.1 -abgegeben, während überschüssige Waschsäure bei 22 abgestoßen werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Ausgleichen des schwankenden S 02 Gehaltes in Röstgasen für die Weiterverarbeitung in Schwefelsäurekontaktanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Anfall von Röstgasen mit höherer S 02-Konzentration Oleum herstellt und aus dem Oleum in Zeiten niederen S 02 Gehaltes der Gase S 03 abtreibt, das S 03 in S 02 und Sauerstoff zersetzt und das S 02 armen Röstgasen wieder zusetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das S.03 aus dem Oleum durch indirekte Erhitzung mit den Röstgasen, gegebenenfalls auch anderer Wärme; austreibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das S 03 im Flammöfen, Wirbelschicht- oder einem anderen Ofen in S 02 und Sauerstoff zersetzt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nach der Abtreibung im Wärmeaustauscher an freiem S 03 verarmte Oleum mit Wasser oder Waschsäure so, verdünnt wird, daß Schwefelsäure beliebiger Konzentration entsteht. Angezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften Nr. 652 040, 903 570; britische Patentschrift Nr. 452 525;. Wünnacker-Wenngaertner, Chemische Technologie, Bd. 1I, 1950, S. 30.