DE969083C

DE969083C - Verfahren zur Herstellung von Schwefelsaeure durch Verbrennung von technischen Gasen, die viel Schwefelwasserstoff und daneben nennenswerte Mengen von Stickstoffwasserstoffverbindungen enthalten

Info

Publication number: DE969083C
Application number: DEZ1637A
Authority: DE
Inventors: Dr Herbert Drechsel
Original assignee: Chemiebau Dr A Zieren GmbH and KG
Current assignee: Chemiebau Dr A Zieren GmbH and KG
Priority date: 1950-12-31
Filing date: 1950-12-31
Publication date: 1958-04-30

Description

Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure durch Verbrennung von technischen Gasen, die viel Schwefelwasserstoff und daneben nennenswerte Mengen von Stickstoffwasserstoffverbindungen enthalten Die Gewinnung von Schwefeldioxyd durch Verbrennung von Schwefelwasserstoff in Öfen besonclerer Konstruktionen und die anschließende Aufarbeitung der entstehenden Verbrennungsgase in NO-, naßkatalytischen oder klassischen Kontaktsvsteinen zu Schwefelsäure ist bekannt. Bei Anwendung des NO-Verfahrens in Kammer-, Turm- oder anderen Intensivsystemen ist, je nach den Kühlverhältnissen in dein Berieselungssystem und der Größe der Regenerations- und Absorptionsräume, für die bei der Reaktion frei werdenden Stickoxyde stets ein zusätzlicher laufender Aufwand von Salpetersäure erforderlich, der sich in einer Größenordnung von 5 bis 2o kg H N O; 36° Be und darüber pro t Schwefelsäure 6o° Be bewegt.
Die zur Aufarbeitung kommenden schwefelwasserstoffhaltigen Ausgangsgase stammen in den meisten Fällen aus der Koksofen-Gasentschwefelung in Naßsystemen oder aus Gasen, die bei der Aufarbeitung von Rohölen oder der Hydrierung von Kohle oder Öl auftreten. Diese Gase enthalten in den meisten Fällen neben Schwefelwasserstoff und Kohlendioxyd auch wechselnde Mengen Cyanwasserstoff und Ammoniak.
Es wurde nun gefunden, daß die Verbrennung der vorgenannten Gase so geleitet werden kann, daß in den Verbrennungsgasen solche Mengen Stickstoffoxyd auftreten, die es ermöglichen, bei Erzeugung von Schwefelsäure in Kammer-, Turm- oder anderen Intensivsystemen praktisch jeden zusätzlichen Aufwand von Salpetersäure für die Oxydation des Schwefeldioxyds zu vermeiden oder den Salpetersäureverbrauch auf äußerst geringe Werte zu begrenzen.
Man hat bereits Schwefelwasserstoff im Gemisch mit Luft in liegenden oder stehenden schamottegefütterten Zylindern verbrannt, wobei die Zuführung von Luft und Schwefelwasserstoff nach dem Bunsenschen Prinzip erfolgte. Auf diese Art und Weise wurden Gase mit einem S02 Gehalt von 6 bis 8 Volumprozent erzeugt, die mit einer Temperatur um iooo° C den Ofen verließen. Die Temperatur innerhalb des Ofens dürfte dabei nicht über 1150° C betragen haben. Der hohe Wärmeinhalt der Verbrennungsgase wurde zum Vorwärmen der Frischgase in Gegenstromwärmeaustauschern, zur Dampferzeugung in Hilfsdampfkesseln oder zum Konzentrieren von Kammersäure benutzt. Daraufhin wurden die Gase mit etwa 25o° C in den Gloverturm eingeführt.
Voraussetzung für die gefundene gleichzeitige Bildung von Schwefeldioxyd und Stickstoffoxyd ist die Gegenwart von Stickstoff-Wasserstoff-Verbindungen, wie Cyanwasserstoff oder Ammoniak, die aber praktisch bei allen technisch gewonnenen schwefelwasserstoffhaltigen Gasen gegeben ist. Von großem Einfluß auf die Bildung und Erhaltung von Stickstoffoxyd hat sich die Höhe der angewandten Verbrennungstemperatur und die Strömungs- und Kühlungsgeschwindigkeit, mit welcher das Stickstoffoxyd aus der Bildungszone weggeführt wird, erwiesen. Es ist erfindungsgemäß erforderlich, nicht 6- bis 8%iges S02 Gas zu erzeugen, sondern vor der Verbrennung weniger Luft zuzusetzen, so daß ein Verbrennungsgas mit 9,5 bis i2°/o S02 entsteht. Durch diesen geringeren Luftzusatz werden Verbrennungstemperaturen von über ii5o° C, beispielsweise 1300° C, erhalten. Außerdem wird die Verbrennung nicht nach dem bekannten Bunsenschen Prinzip durchgeführt, sondern in einem Spezialbrenner, der eine intensive Durchwirbelung von dem zu verbrennenden Gas mit der erforderlichen Verbrennungsluft herbeiführt. Ferner wird direkt an den Verbrennungsofen ein Abhitzekessel angeschlossen, der so leistungsfähig sein muß, daß die Gase innerhalb von etwa o,i Sekunden auf mindestens 35o° C abgekühlt werden. Auf diese Weise ist es möglich, einen großen Teil des bei der hohen Temperatur gebildeten Stickstoffoxyds zu erhalten, um ihn nutzbringend in einer nachgeschalteten Kammer-, Turm- oder anderen NO-Intensivanlage für die Oxydation von Schwefeldioxyd zwecks Gewinnung von Schwefelsäure anzuwenden. Die Gegenwart von überhitztem Wasserdampf wirkt dabei stabilisierend auf das bei der Verbrennung gebildete Stickstoffoxyd.
In einer großtechnisch betriebenen Schwefelwasserstoffverbrennungsanlage mit einem dahintergeschalteten Turmsystem war es durch die erwähnten Maßnahmen möglich. Schwefelsäure über einen längeren Zeitraum ohne jeden zusätzlichen Aufwand von Salpetersäure zu erzeugen. Der N itrosegehalt der erforderlichen Berieselungssäuren blieb über lange Zeit konstant und zeigte in vielen Fällen sogar eine Zunahme.
Beispiel Ein Gasgemisch, bestehend aus 70 Volumprozent H 2S 18 Volumprozent C02 7 Volumprozent HCI\T a. Volumprozent N2 0,5 Volumprozent O., o,5 Volumprozent CI44 wurde bei Temperaturen über ii5o° C unter Verwendung von Wirbelbrennern in einem mit feuerfesten Steinen ausgekleideten Brennraum mit anschließender Nachverbrennungskammer verbrannt. Es wurde vor der Verbrennung nur so viel Luft zugemischt, daß ein Verbrennungsgas mit io `'oluniprozent S02 erhalten wurde. Die Abkühlung des Verbrennungsgases geschah in einem Abhitzedampfkessel innerhalb von 0,12 Sekunden auf 320° C. Nach dem Abschrecken betrug der NO-Gehalt des Gases etwa o,o8 Volumprozent NO. Hinter dem Abhitzelcessel wurde noch so viel Luft zugemischt, daß ein Gas mit 7% S02 erhalten wurde. Dieses Gas wurde dann in einer Intensivturmanlage durch Berieselung mit Nitrosesäure zu Schwefelsäure 6o° Be aufgearbeitet. Der Stickstoffoxydgehalt des Verbrennungsgases genügte, um den Nitrosegehalt der Umlaufsäure für lange Zeit konstant zu halten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure durch Verbrennung von technischen Gasen, die viel Schwefelwasserstoff und daneben nennenswerte Mengen von Stickstoffwasserstoffverbindungen enthalten, zu schwefeldioxyd-und wasserdampfhaltigen Gasen und deren weitere Verarbeitung in einem NO-Schwefelsäureverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennung unter Anwendung eines Wirbelbrenners durch Dosierung die Verbrennungsluft bei Temperaturen über ii5o° C durchgeführt wird, die Verbrennungsgase unter Anwendung hoher Strömungsgeschwindigkeit in einem Kühlsystem rasch so weit abgekühlt werden, daß Sticlcoxyd nicht mehr merklich zerfällt, und die Gase dann in Bleikammer-, Turm- oder ähnlichen Systemen ohne oder fast ohne zusätzlichen Aufwand an Stickoxyd oder Salpetersäure weiterverarbeitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsgase in einem Abhitzedampfkessel gekühlt werden. In. Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 258935, 217079, 227 490, 314 948 USA,-Patentschrift Nr. 2 301 65o;