Pierwszenstwo: 2 1 czerwca 1933 r. \ Wielka Brytanja).Wynalazek niniejszy dotyczy obróbki takich gazów, zawierajacych dwutlenek siarki i otrzymywanych przy rozmaitych procesach chemicznych lub hutniczych, jak np. gazy, otrzymywane podczas prazenia rud siarkowych, a glównym celem wyna¬ lazku jest gospodarcza metoda ich obrób¬ ki, umozliwiajaca handlowe zuzytkowanie dwutlenku siarki, zawartego w gazach, których sklad jest nieodpowiedni albo w których zawartosc dwutlenku siarki jest zbyt niska, w celu traktowania ich zwykle- mi znanemi dotychczas sposobami, sluza- cemi do odzyskiwania i zuzytkowania za¬ wartego w gazach dwutlenku siarki.Jak wiadomo, dwutlenek siarki jest la¬ two rozpuszczalny w wodzie; jesli utrzy¬ muje sie stala temperature i cisnienie, to rozpuszczalnosc w wodzie dwutlenku siar¬ ki, zawartego w mieszaninie gazów, jest wprost proporcjonalna do ilosci dwutlen¬ ku siarki, zawartego w tej mieszaninie.Zmienna rozpuszczalnosc dwutlenku siarki w wodzie w róznych temperaturach i cisnieniach stosowano przy procesach, zmierzajacych do odzyskiwania dwutlen¬ ku siarki w postaci zasadniczo stezonej, przyczem postepowanie ogólne, stanowiace podstawe znanych procesów, polega prze- dewszystkiem na wprowadzeniu mieszani¬ ny, zawierajacej dwutlenek siarki, w ze¬ tkniecie z woda w odpowiednio niskiej temperaturze tak, aby rozpuscic maksy¬ malna ilosc dwutlenku siarki, poczem pod-nosi sie temperature nasyconego wodnego roztworu dwutlenku siarki az do punktu wrzenia i obniza cisnienie, np. odpowiednio ogrzewajac roztwór do potrzebnej tempe¬ ratury w tak zwanej komorze prózniowej, w której utrzymuje sie temperature bar¬ dzo niska tak, aby odpedzic z roztworu dwutlenek siarki wolny od normalnych skladników atmosfery lub innych tak zwa¬ nych gazów trwalych albo produktów spa¬ lania, zawierajacych np, tlen, wodór, me¬ tan, tlenek wegla, dwutlenek wegla i t. d.Rózne znane procesy, stosujace powyzsze postepowanie, pomimo ze sa stosowane np, jako stadja przy wyrobie stezonego lub zasadniczo czystego dwutlenku siarki, maja te wade, ze sa stosunkowo kosztow¬ ne, zwlaszcza, jesli prowadzi sie odzyski¬ wanie dwutlenku siarki z gazów o niskiej jego' zawartosci, a to z powodu strat, zwia¬ zanych z ochladzaniem i gotowaniem na- przemian duzych objetosci cieczy chlon¬ nej; poniewaz zas straty ciepla zmieniaja sie zaleznie od ilosci cieczy,, wynika stad, ze im mniejsza jest zawartosc dwutlenku siarki w obrabianych gazach, tern wyzszy jest koszt jednostki odzyskanego dwutlen¬ ku siarki. Wskutek tego gazy, wytwarza¬ ne w ciagu zwyklych procesów hutniczych, sa, praktycznie biorac, zupelnie pomijane, jako zródlo dwutlenku siarki, dajacego sie odzyskiwac handlowo.W porównaniu z dwutlenkiem siarki, który jest gazem latwo sie skraplajacym i bardzo rozpuszczalnym w wodzie, normal¬ ne skladniki atmosfery albo produkty prze¬ myslowego spalania, zawierajace np. azot, tlen, wodór, metan, tlenek wegla i dwutle¬ nek wegla, trudno daja sie skraplac i sa znacznie mniej rozpuszczalne lub zupelnie nierozpuszczalne w wodzie; w ciagu ni¬ niejszego opisu takie trudno skraplajace sie i trudno rozpuszczalne gazy nazywane beda gazami, niedajacemi sie skraplac i nierozpuszczalnemu W przypadku mieszanin gazowych, za¬ wierajacych mieszanine dwutlenku siarki z gazami zasadniczo niedajacemi sie skro¬ plic i nierozpuszczalnemi, okazalo sie o- becnie, ze zawartosc dwutlenku siarki w mieszaninie gazowej o odpowiednim skla¬ dzie lub w mieszaninie, zawierajacej mala ilosc dwutlenku siarki, mozna zuzytkowac handlowo bez koniecznosci otrzymywania najpierw wszystkiego dwutlenku siarki w postaci praktycznie czystej i stezonej, do¬ stosowujac w pewnych zadanych grani¬ cach sklad i proporcje gazów rozciencza¬ jacych tak, aby wytworzyc inna miesza¬ nine gazowa, zawierajaca dwutlenek siar¬ ki, nadajacy sie do peWnych szczególnych procesów, stosujacych wzmiankowana mie¬ szanine gazowa.W tym celu zgodnie z wynalazkiem ni¬ niejszym dwutlenek siarki z mieszaniny gazowej, zawierajacej dwutlenek siarki i gaz albo gazy, niedajace sie skroplic oraz nierozpuszczalne, przenosi sie do innego gazu albo gazów nieskraplajacych sie i nie¬ rozpuszczalnych przez wprowadzenie w zetkniecie z woda mieszaniny gazowej, zawierajacej dwutlenek siarki i przezna¬ czonej do obróbki tak, aby wytworzyc wodny roztwór dwutlenku siarki przez po¬ chlanianie go z obrabianej mieszaniny ga¬ zowej, a nastepnie rozpuszczony dwutle¬ nek siarki odpedza sie z roztworu, wpro¬ wadzajac go w dokladne zetkniecie ze srodowiskiem gazowem, zawieraj acem nieskraplajacy sie i nierozpuszczalny gaz albo gazy o zadanym skladzie tak, aby wytworzyc mieszanine gazów o zadanej zawartosci w niej dwutlenku siarki i o o- kreslonym skladzie w zaleznosci od pro¬ cesu, do którego dwutlenek siarki ma slu¬ zyc. Pochlanianie dwutlenku siarki woda oraz pózniejsze jego odpedzanie do innego srodowiska gazowego najlepiej jest usku¬ teczniac przez prowadzenie cieczy i mie¬ szaniny gazowej w przeciwpradzie przez odpowiedni aparat. Absorbcje dwutlenku siarki uskutecznia sie zwykle przez wpro - 2wad&anie gazu, zawierajacego dwutlenek siarki, w zetkniecie z woda w temperatu¬ rze w przyblizeniu atmosferycznej, poczem odpjedzanie dwutlenku siarki z roztworu wodnego mozna uskuteczniac w tempera¬ turze atmosferycznej lub wyzszej, zalez¬ nie od ilosci dwutlenku siarki, zadanej w gazie wytwarzanym.Przeniesienie dwutlenku siarki z po¬ czatkowego gazu obrabianego do drugiego niesfcraplajacego sie i nierozpuszczalnego gazu lub gazów mozna uskuteczniac ze zmiana lub bez zmiany stosunkowego ste¬ zenia dwutlenku siarki. Zarówno pochla¬ nianie poczatkowe dwutlenku siarki z po¬ czatkowego gazu, jak i odpedzanego tego dwiitlenku z roztworu wodnego sa oparte na zmiennej rozpuszczalnosci dwutlenku siarki w wodzie zaleznie od temperatury i cisnienia. Przy odpowiednio dokladnem i dlugotrwalem zetknieciu zmieszanego ga¬ zu z woda osiaga sie równowage dwutlen¬ ku siarki wzgledem gazu i cieczy we wszystkich punktach zetkniecia, zalezna od temperatury i cisnienia czastkowego, panujacego w tych punktach.Ponizej podano przypadek, w którym pozadane jest przeniesienie dwutlenku siarki z jednego srodowiska gazowego do innego bez zmiany stezenia dwutlenku siar¬ ki. Gaz, zawierajacy 3% dwutlenku siar¬ ki, wprowadza sie na dno odpowiedniej wiezy, przez która wznosi sie on, stykajac sie ze splywajaca nadól odpowiednia ilo¬ scia wody, wolnej od dwutlenku siarki, która wprowadzono do wiezy u jej wierz¬ cholka. Gaz uchodzi z wierzcholka wie¬ zy, praktycznie biorac, wolny od dwutlen¬ ku siarki, podczas gdy roztwór, splywaja¬ cy z dna wiezy, jest nasycony gazem, za¬ wierajacym 3% dwutlenku siarki. W celu odpedzenia pochlonietego gazu odwraca sie proces, nie zmieniajac temperatury, nasyoony roztwór wprowadza sie u wierz¬ cholka ipodobnej wiezy, na dno zas tej¬ ze — strumien powietrza. Strumien ten wznosi sie do góry i styka sie ze splywaja¬ cym roztworem, z którego pochlania dwu¬ tlenek siarki, przyczem ze szczytu wiezy uchodzi mieszanina powietrza i dwutlenku siarki, zawierajaca 3% dwutlenku siarki.Ponadto woda, opuszczajaca dno wiezy, jest wolna w zupelnosci lub wolna prak¬ tycznie od dwutlenku siarki.Jesli z drugiej strony pozadane jest zwiekszenie stezenia dwutlenku siarki w wytwarzanym gazie, to nalezy tylko odpo¬ wiednio podniesc temperature srodowisk w stadjum odpedzania. W przykladach powyzszych, w których gaz, sluzacy do od¬ pedzania dwutlenku siarki z roztworu, za¬ wiera powietrze, a stezenie dwutlenku siar¬ ki w otrzymanej mieszaninie powietrza i dwutlenku jest mniej wiecej takie samo, jak stezenie dwutlenku siarki w gazie pier¬ wotnym, uzyskuje sie mieszanine dwu¬ tlenku siarki i powietrza, szczególnie na¬ dajaca sie do uzytku zamiast zwyklego po¬ wietrza do prazenia rud siarczkowych (takich, jak piryty) w procesie odzyskiwa¬ nia z nich siatki.W tym przypadku wzmiankowany po¬ wyzej gaz pierwotny stanowilby gaz o ma¬ lej zawartosci dwutlenku siarki, pocho¬ dzacego z prazenia rudy siarkowej. Ilosc dwutlenku siarki, zawartego w tym gazie, jest niewielka, co jest powodowane jedna z dwóch przyczyn: badzto ruda siarczko¬ wa, poddawana procesowi prazenia, sa¬ ma jest uboga w siarke, wskutek czego ga¬ zy, pochodzace z tego zabiegu, posiadaja, oczywiscie, mala zawartosc dwutlenku siarki, badz tez usunieto juz uprzednio z gazu, zawierajacego znaczna ilosc dwutlen¬ ku siarki, znaczniejsza ilosc pierwotnego dwutlenku siarki zapomoca innej obróbki, w rodzaju np. redukcji na siafke wiekszej ilosci dwutlenku siarki, jak to np. opisa¬ no w patencie Nr 22410.Jako przyklady srodowisk gazowych róznych od powietrza, z któremi dwutlenek siarki moze tbyc zmieszany albo do które- — 3 —go moze byc pozadane jego przeniesienie z pierwotnej mieszaniny gazowej, mozna wymienic gazy nastepujace: gaz generato¬ rowy, gaz wodny, gaz z pieca koksowego, gaz ziemny i podobne gazy redukujace; metoda obróbki gazów, zawierajacych dwutlenek siarki, wedlug wynalazku ni¬ niejszego jest zwlaszcza odpowiednia w przypadkach, w których pozadane jest o- trzymanie mieszaniny odpowiedniej ilo¬ sci dwutlenku siarki z gazem redukujacym takim, jak np. gaz generatorowy, potrzeb¬ nej do zastosowania] przy procesach reduk¬ cji dwutlenku siarki, zawartego w miesza¬ ninach gazowych, na siarke pierwiast¬ kowa.Przy wykonywaniu sposobu wedlug wynalazku mozna stosowac jakikolwiek odpowiedni aparat, jak np. zaladowane wieze, komory zraszalne, skrubery wirów¬ kowe, mechaniczne plóczki gazowe i t. d.Pierwszym warunkiem jest zastosowanie zasady mozliwie skutecznego wymywania przeciwpradowego zarówno w procesach pochlaniania dwutlenku siarki z gazu, jak i jego odpedzania z cieczy. Poniewaz, jak wspomniano powyzej, zawartosc dwutlen¬ ku siarki w otrzymanym gazie zalezy od temperatury srodowiska podczas stadjum odpedzania dwutlenku siarki z cieczy, wiec jesli stezenie dwutlenku siarki w otrzyma¬ nym gazie ma byc zwiekszone, to nalezy zachowac cieplo, potrzebne do jego odpe¬ dzania, stosujac odpowiednie wymiennice ciepla, skad cieplo, zawarte w zuzytej cie¬ czy, z której juz odpedzono dwutlenek siarki, zostaje przeniesione mozliwie cal¬ kowicie do nasyconego wodnego roztworu dwutlenku siarki, którego temperatura ma byc podniesiona.Urzadzenie odpowiednie do wykony¬ wania procesu wedlug wynalazku podano schematycznie na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie szereg wiez pochlaniajacych, a fig. 2 — schematycznie szereg zbiorników, w których wykonywa sie odpedzanie dwutlenku siarki z roztwo¬ ru wodnego.Do pochlaniania dwutlenku siarki z po¬ czatkowej mieszaniny gazowej najlepiej jest stosowac szereg wiez 1, 2, 3 (fig. 1).Swieza woda doplywa do wierzcholka wiezy / przewodem 4 i splywa przez wie¬ ze 1, która opuszcza przewodem 5, a na¬ stepnie doplywa do wierzcholka drugiej wiezy 2, przeplywa przez nia wdól, a po¬ tem przewodem 6 dostaje sie do wierzchol¬ ka wiezy 3, z której dna odprowadza sie nasycony roztwór dwutlenku siarki prze¬ wodem 7. Natomiast gaz, zawierajacy dwu- tlenek siarki, doprowadza sie przewodem 8 do podstawy ostatniej wiezy 3, poczem przeplywa on przez wszystkie wieze 3, 2, 1 przeciwpradowo wzgledem cieczy, prze¬ plywajac przez przewody 9 i 10, i osta¬ tecznie uchodzi przewodem 11 u wierzchol¬ ka wiezy 1 zasadniczo wolny od dwutlen¬ ku siarki. Do odpedzania dwutlenku siar¬ ki z jego roztworu wodnego mozna stoso¬ wac szereg zamknietych zbiorników 12, 13, 14, 15 (fig. 2), umieszczonych na róznych poziomach tak, iz roztwór, wchodzacy do najwyzszego zbiornika przewodem 16, mo¬ ze dzieki swemu ciezarowi splywac z jed¬ nego zbiornika do nastepnego, nizej polo¬ zonego w szeregu, przyczem kazdy zbior¬ nik jest zaopatrzony w mieszadlowy kra¬ zek obrotowy 17 lub szereg takich krazków (pomagajacych scislemu zetknieciu cie¬ czy i gazu ze soba) oraz w przewód, la¬ czacy dno jednego zbiornika z wierzchol¬ kiem nastepnego. Nasycony roztwór, za¬ wierajacy dwutlenek siarki, doprowadza sie przewodem 16 do wierzcholka pierw¬ szego zbiornika 12, nastepnie plynie on dzieki swemu ciezarowi przez caly szereg zbiorników, a wreszcie po odpedzeniu zen dwutlenku siarki wyplywa przewodem 19 z dna ostatniego zbiornika 15; gaz odpe¬ dzajacy doprowadza sie przewodem 20 do dna ostatniego zbiornika 15, skad wzno¬ si sie on przeciwpradowo wzgledem sply- — 4 —wajacej cieczy przez caly szereg zbiorni¬ ków, przeplywa przez te same przewody 18, przez które ciecz przechodzi ze zbior¬ nika do zbiornika, i ostatecznie przewo¬ dem 21 u wierzcholka pierwszego zbiorni¬ ka uchodzi wzbogacony w dwutlenek siar¬ ki, pochloniety z roztworu. PL