DE2006758A1

DE2006758A1 - Gas-desulphurizing material

Info

Publication number: DE2006758A1
Application number: DE19702006758
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Gastechnik GmbH, 4200 Oberhausen
Priority date: 1970-02-14
Filing date: 1970-02-14
Publication date: 1971-08-19

Abstract

The cost of desulphurization of gases can be reduced by using a material having increased absorption capacity and discarding it after use without any regeneration. The material contains 65-70 wt.% of a technically processed or natural iron oxide having an active iron content as high as possible, a loosening agent (e.g. sawdust or peat), a binder (pref. 10% of cement or binding clay), and calcium carbonate (about 5%) to adjust the alkalinity of teh composn. Water is added to form a paste, which is shaped into balls or small cylinders and dried to a residual moisture content of 5-15%.

Description

Verfahren zur Herstellung geformter Gasentschwefelungsmässen und deren Anwendung.Process for the production of shaped gas desulphurisation measures and their Use.

Es ist -bekannt, Gasentschwefelungsanlagen so zu betreiben, daß geformte Gasreinigungsmassen in Kugel oder Zylinderform dem aufsteigenden Gasstrom entgegengeführt werden.: Je nach den Bedingungen. konnen zur Verlängerung des Berührungsweges ein oder mehrere Türme hintereinander geschaltet werden Der Einstandspreis und. das Anreicherungsvermögen mit Schwefel der geformten Massen ergab eine Wirtschaftlichkeit des Verfahrens nur dann, wenn die geformten Massen mehrfach zum Einsatz kamen, ihnen also nach erstmaliger Aufschwefelung der elementare Schwefel durch Extraktion mit geeigneten Lösungsmitteln, vorzugsweise Schwefelkohlenstoff, entzogen wurde und so die extrahierte Masse etwa wie frische unbenutzt Masse wieder aufs neue zur Gasentschwefelung eingesetzt werden konnte. Die Extrakt tion ist kostenmäßig ein sehr unsicherer Faktor, da die Extraktionskosten sehr vom Schwefwlweltmarktpreis abhängen, der seinereseits starken Schwankungen unterworfen ist. Die mehrfachen Extraktionen und Durchgänge der Massen durch das Reinigungssystem bedingten eine verhä.ltnismäßig widerstandsfähige feste Masse, wobei außerdem auch noch durch erhebliche IÇalkzusätze der Versäuerung entgegen gewirkt werden mußte.It is known to operate gas desulfurization systems so that shaped Gas cleaning masses in spherical or cylindrical shape counter to the rising gas flow be .: Depending on the conditions. can be used to extend the contact path or several towers can be connected in series The cost price and. the Enrichment ability with sulfur of the molded masses resulted in economy of the process only if the molded masses were used several times, them So after the first sulphurisation of the elemental sulfur by extraction with suitable solvents, preferably carbon disulfide, was removed and So the extracted mass is about like fresh unused mass again for gas desulphurization could be used. The extraction is a very uncertain factor in terms of cost, as the extraction costs depend very much on the sulfur market price on the world market is subject to strong fluctuations. The multiple extractions and passages of the masses caused by the cleaning system was a relatively resistant one solid mass, and in addition also still due to considerable additions of calcium carbonate to the acidification had to be counteracted.

Alle diese Schwierigkeiten beseitigt der nachstehend erläuterte erfinderische Vorschlag Nach ihm soll eine solche geformte Gasreinigungsmasse hergestellt und eingesetzt werden, die in der Lage ist, bei einem einmaligen Durchgang durch das Reinigungssystem soviel mehr Schwefel zu binden - also sich hoher an Schwefel anzureichern -, daß die Einsparung an Massekosten pro Einheit Gasschwefel die Verbilligung durch Einsatz extrahierter-Massen aufhebt oder gar übertrifft. Eine erläuternde Berechnung wird später gege ben.All of these difficulties are eliminated by the inventive method discussed below Proposal According to him, such a shaped gas cleaning compound should be produced and which is able to use the Cleaning system to bind so much more sulfur - that is, to enrich itself more in sulfur - That the saving in mass costs per unit of gas sulfur is reduced by the Use of extracted masses cancels or even exceeds. An explanatory calculation will be given later.

Eine Erhöhung des Schwefelaufnahmevermögens war nur möglich durch Erhöhung des Eisengehaltes und Verbesserung der Gasdurchlässigkeit; letzteres hat allerdings eine Verminderung der Festigkeit der Massen zur Folge. Überraschenderweise hat sich ich gezeigt, daß selbst bei Zulassung der Werte für die Abriebfestigkeit der geformten Nassen auf das Drei- bis Fünffache der bisherigen Kennzahlen, die Massen den einmaligen Durchgang durch die Entschwefelungsapparaturen ohne unzulässigen Zerfall iiberstehen Auch hier hat sich gezeigt, daß die Aufnahme schon von wenigen Prozenten Schwefel bei der gleichzeitig verlaufenden Ilegeneration durch den Sauerstoffgehalt des Gases.eine Verl;ittung und Verfestigung des Gefüges durch ausgeschiedenen Elementarschwefel ergibt, die die Nachteile der Minderung des Bindemittelzusatzes (Zement, Ton) schnell aufhebt. In den tiefer gelegenen Zonen der Reinigungstürine nehmen die Massen, obwohl sie bei der Aufgabe geringe 4briebfestigkeit ausweisen, steinähnliche Festigkeit an. An increase in the sulfur absorption capacity was only possible through Increasing the iron content and improving gas permeability; the latter has however, the result is a reduction in the strength of the masses. Surprisingly I have shown that even if the values for abrasion resistance are permitted the formed wet to three to five times the previous key figures, the Masses the one-time passage through the desulfurization apparatus without impermissible Survive disintegration Here, too, it has been shown that the absorption of a few Percentage of sulfur in the simultaneous generation of layers due to the oxygen content of the gas, a lengthening and solidification of the structure due to the precipitated elemental sulfur that the disadvantages of reducing the addition of binders (cement, clay) quickly cancels. In the deeper zones of the purification door, the masses are increasing, though they show low abrasion resistance when used, stone-like strength at.

Es ließ sich daher eine Verminderung des indemittelgehaltes, vorzugsweise Zement, um ein Drittel des bisher üblichen Gehalts erreichen, also von etwa 18 Gew.% auf ca. 10%. Anstelle des eingesparten Bindemittels konnte Eisenoxid eingesetzt werden, also eine Steigerung des Schwefelaufnahmevermögens herbeigeführt werden. Ähnliches wa. mit dem Kalkanteil möglich. Der kalk dient bekanntlich zur Bindung der zu Sulfat und Sulfit oxidierten Anteile des Gasschwefels, damit das -Eisenoxid zur H2S-Bindung verfÜgbar bleibt. Da die neu entwickelt Masse nur noch einmal aufgeschwefelt wird, also im Gegensatz zu der mit der Extraktion arbeitenden Masse auch nicht die mehrfache Sulfat- und Sulfitmenge zu binden hat, konnte auch der lialkgehalt zugunsten des Lisen- und Lockerungsinittelgehaltes auf etwa ein Drittel reduziert werden. It was therefore possible to reduce the agent content, preferably Cement, to achieve a third of the previously usual content, i.e. of about 18% by weight to about 10%. Instead of the binder saved, iron oxide could be used , i.e. an increase in the sulfur absorption capacity can be brought about. Similar wa. possible with the lime content. It is well known that the lime is used for binding the parts of the gas sulfur oxidized to sulphate and sulphite, thus the iron oxide remains available for H2S binding. Since the newly developed mass is only sulphurised once is, in contrast to the mass working with the extraction, not even the Has to bind multiple amounts of sulfate and sulfite, the lialk content could also benefit the lisen and loosening agent content can be reduced to about a third.

Als Eisenoxide kotnnien fiir die Gasentschwefelung aus wirtschaftlichen Gründen begreflicherweise nur natürliche oder aus technischen Verfahren herrührende Stoffe infrage, vorzugsweise z.B. Abfälle der Bauxitaufschlüsse - soweit sie aktives Material liefern - oder die sogenannten natürlichen Rasenerden. Eisenoxide mit hohen Gehalten an aktiven Eisenhydroxid sind als Ausgangsmaterial anzustreben, da hierdurch eine höhere Schwefelaufnahmefähigkeit zu erreichen ist. As iron oxides are suitable for gas desulphurisation for economic reasons Reasons understandably only natural or deriving from technical processes Substances in question, preferably e.g. waste from bauxite digestion - as far as they provide active material - or the so-called natural turf soils. Iron oxides with high levels of active iron hydroxide are used as the starting material should be aimed at, as this enables a higher sulfur absorption capacity to be achieved.

Die Herstellung solcher sogenannter "Einwegmassen" geschieht folgendermaßen, Wobei alle Gewichtsangaben bereits auf trockene Materialien umgerechnet sind.The production of such so-called "disposable masses" takes place as follows: All weights have already been converted to dry materials.

700 kg Eisenoxid, das gegen 50 G aktives Eisenhydroxid enthält, werden mit 130 kg Zement, 50 kg Calciumkarbonat und 120 kg Sägespänen gemischt. Gegebenenfalls wird zur richtigen Konsistenz noch Wasser zugesetzt, so daß ein formbares Gemenge entsteht Nach etwa viertelstündlichem Mischen wird das plastische Gemenge mittels Extruder in kleine Zylinder gleichen-Durchmessers und etwa gleicher Seitenlänge verformt, wobei vorzugsweise die Durchmesser von 8 bis 12 mm gewählt werden.700 kg of iron oxide, which contains around 50 g of active iron hydroxide, will be mixed with 130 kg cement, 50 kg calcium carbonate and 120 kg sawdust. Possibly water is added to the correct consistency, so that a malleable mixture After about quarter of an hour of mixing, the plastic mixture is created by means of Extruders into small cylinders of the same diameter and approximately the same side length deformed, the diameter preferably being selected from 8 to 12 mm.

Bei Verwendung von Zement als Bindemittel läßt man die Formlinge etwa 20 bis 24 Stde abbinden und trocknet dann mit Warmluft oder Rauchgase gewählt Hat man Ton als Dindemittel#, so erübrigt sich die Abbindezeit und man kann sofort mit der Trocknung beginnen. Erfahrungsge mäß ist für die Trocknung warme Luft von 100 bis 1100 C am geeignetsten.When using cement as a binding agent, the moldings are left about Set for 20 to 24 hours and then dry with warm air or smoke gases If you use clay as a binder #, the setting time is unnecessary and you can use it immediately begin drying. Experience has shown that warm air of 100 is required for drying most suitable up to 1100 C.

Anstelle des zwangsläufig wirkendenExtruders, der gemäß seiner Bohrungen Massen eines e.inmal vorbestimmten Durchmessern gleichmäßig erzeugt, läßt sich auch der Drehteller verwenden, Dessen Produktion kann je nach Drehzahl und Neigungswinkel des Tellers sowie des Feuchtigkeitsgehaltes der Masse beeinflußt werden, so daß auch kugelförmige Massen kleineren Durchmessers wirtschaftlich erzeugt werden können. Instead of the inevitably acting extruder, which according to its bores Masses of a predetermined diameter can also be produced evenly Use the turntable, whose production can vary depending on the speed and angle of inclination the plate and the moisture content of the mass are influenced so that spherical masses of smaller diameter can also be produced economically.

Anschließend sei eine Wirtschaftlichkeitsberechnung der Gasentschwefelung gegeben, die eine Gegenüberstellung bei Benutzung der in vorliegender Erfindung beschriebenen Masse und einer solchen unter Einschaltung einer Extraktionsanlage ausweist. Then a profitability calculation of the gas desulphurisation is carried out given that a comparison when using the one in the present Invention described mass and such with the involvement of an extraction system identifies.

Frischmasse sei mit 180.-- DM/t bewertet, was den heutigen Verhältnissen entspricht, wenn die Gasentschwefelungsanlage ca. 50 km von der Massenproduktionsstätte entfernt liegt Uei dem Verfahren mit Extraktion liegt der Einsatz von Frischmasse so, daß ca. 10 % des Gasschwefels an diese gebunden werden. Die restlichen 90 % des Gasschwefels werden an exrahierte Masse gebunden. Letztere enthält noch nach der Extraktion 5 % Restschwefel und wird wie Frischmasse auf 25 % Endschwefelgehalt angereichert. Die Tonne extrahierte Masse mit 5 % Rertschwefel kostet zurzeit ca. DM 100.--.Fresh mass is valued at 180 DM / t, which is the current situation corresponds if the gas desulphurization system is approx. 50 km from the mass production site The process with extraction requires the use of fresh matter so that approx. 10% of the gas sulfur is bound to this. The remaining 90% of the gas sulfur are bound to extracted mass. The latter still contains after the extraction 5% residual sulfur and is like fresh mass to 25% final sulfur content enriched. The ton of extracted mass with 5% Rertschwefel currently costs approx. DM 100.

Für 1.000 kg Gasschwefel sind also aufzuwenden: 100 Kg x 75 b 300 kg Frischmasse 25 ################=900x##=3.600 kg extrahierte Masse.For 1,000 kg of gas sulfur you have to spend: 100 kg x 75 b 300 kg fresh mass 25 ################ = 900x ## = 3,600 kg extracted mass.

Setzt man die Einstandskosten ein, so ergibt sich: 0,300 t Frischmasse x 180.-- = DM 60.-3,600 t extrahierte Masse x 100.-- n DM 360.-Aufwand für 1.000 kg Gasschwefel = DM 420.-Demgegenüber benötigt man bei der höheren Anreicherung der neuen Masse an Massenmengen und Massekosten: DM Bei 30% S in der abgezogenen Masse ######### = 2.300 Kg = 420.-Bei 31% S in der abgezogenen Masse ######### = 2.230 Kg = 400.-Bei 32% S " " " " ######### = 2.130 Kg = 385.-Es ist mit der neuen Masse demnach möglich, durch eine Schwefelanreicherung auf 30 % und mehr ohne Extraktion nicht nur die gleichen Entschwefelungskosten ZU erreichen, sodern diese sogar erheblich zu unterbierten. Hierdurch ist ein technischer und wirtschaftlicher Fortschritt nachgeweiesen, insbesondere, weil durch den Kleineren Masseeinsatz auch die Manipulationskosten merklich zurückgehen.If the purchase costs are included, the result is: 0.300 t fresh mass x 180 .-- = DM 60 .-- 3,600 t extracted mass x 100 .-- n DM 360 .-- expenditure for 1,000 kg of gas sulfur = DM 420.-In contrast, you need with the higher enrichment the new mass of mass quantities and mass costs: DM At 30% S in the deducted Mass ######### = 2,300 kg = 420.-With 31% S in the deducted mass ######### = 2.230 kg = 400.-At 32% S "" "" ######### = 2.130 kg = 385.-It is with the new one Mass therefore possible through a sulfur enrichment to 30% and more without extraction not only to achieve the same desulphurisation costs, sodern even to underscore this considerably. This makes it a technical and economical one Proven progress, especially because of the smaller use of mass the manipulation costs decrease noticeably.

Claims

Patent claims:

X) Process for the production of shaped gas desulphurisation masses, characterized in that 65 to 70% by weight (based on dry weights) of one technically processed or natural iron oxide of the highest possible Active quiet content with about 10 to 15% by weight of loosening agents, such as Sawdust or peat or a proportion of synthetic material corresponding in terms of effect Substances of great spes. Volume, such as styrofoam waste or the like. by adding a few percent - preferably 10% - cement or binding clay and regulating the alkalinity by adding about 5% calcium carbonate - if necessary adding the necessary Amount of water - to be made into a paste, after which the mixture is mechanically put into balls or Cylinder deformed by 8 to 12 mm and then after a reasonable setting time atif a water content of 5 to 15 dries 2) method according to claim 1) thereby characterized in that several types of iron oxide are mixed.

3) Method according to 1) and 2), characterized in that one for deformation turntable used in a manner known per se.

4) According to 1) and 2), characterized in that the molding in performs in a known manner by means of an extruder.

5) Use of the masses produced according to 1) to 4) characterized in that that the masses in a single pass to the rising gas stream in towers are counteracted, the movement of the masses being periodic or continuous can be done.