DE2632091B2

DE2632091B2 - Verfahren zur Erzeugung von Schwefelsäure

Info

Publication number: DE2632091B2
Application number: DE2632091A
Authority: DE
Inventors: Edmund-Theo Dipl.- Chem. Dr. 4630 Bochum Herpers
Original assignee: Dr C Otto & Comp 4630 Bochum GmbH
Current assignee: Dr C Otto & Comp 4630 Bochum GmbH
Priority date: 1976-07-16
Filing date: 1976-07-16
Publication date: 1980-09-04
Also published as: DE2632091A1; GB1538187A; BE856803A; IT1079324B; ES460778A1; FR2358358A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von Schwefelsäure aus hhS-haltigen Gasen, die bei der Reinigung von Kohledestillationsgasen anfallen und außer Schwefelwasserstoff insbesondere Kohlendioxyd, Cyanwasserstoff, Ammoniak und Wasserdampf enthalten, bei dem das Gas in einer Verbrennungseinrichtung verbrannt, das überschüssige Wasser durch Kühlung auskondensiert und das Gas wieder erwärmt und unter Zusatz von Luft katalytisch oxydiert wird, wobei das in dem Gas enthaltene Schwefeldioxyd in Schwefeltrioxyd umgesetzt wird und die oxydierten Gase mit verdünnter Schwefelsäure gekühlt und kondensiert werden.

Bei der Verbrennung von Ammoniak und Schwefelwasserstoff entsteht Wasserdampf. Die Wasserdampfmenge in' Rauchgas wird noch dadurch erhöht, daß die konzentrierten Schwaden, die der Schwcfelsäureanlage zugeführt werden, meist eine Temperatur ven 70 bis 90"C haben und gesättigt sind. Das nach der Oxydation des Schwefelwasserstoffs vorhandene Verhältni-. von Wasserdampf zu Schwefeltrioxyd läßt bei der Kondensation nur die Erzeugung einer verdünnten Säure zu.

Es sind zwei Verfahren bekannt, die es möglich machen, unter diesen Voraussetzungen eine konzentrierte Säure zu erzeugen. Das eine Verfahren betreibt die Kondensation der gebildeten Schwefelsäure bei einer Temperatur, die es erlaubt, das überschüssige Wasser über die mit Wasserdampf gesättigten Äestgase ins Freie auszustoßen.

Bei dem anderen Verfahren wird das überschüssige Wasser nach der Verbrennungsstufe und vor der katalytischen Oxydationsstufe der Schwefelsäureanlage durch Abkühlen auskondensiert Das hierbei anfallende saure Kondensat wird verworfen bzw. einer Neutralisalionseinrichtung zugeführt

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt besteht darin, konzentrierte Schwefelsäure unter Vermeidung von übermäßigem Wasserdampfausstoß aus dem Kamin in die Atmosphäre herzustellen und gleichzeitig zu vermeiden, daß eine größere Menge Kondensat neutralisiert werden muß.

Ausgehend von dem eingangs erwähnten Verfahren besteht die Erfindung darin, daß das bei der Kühlung der Gase nach der Verbrennungsstufe anfallende Kondensat in einer Strippkolonne mit Luft gestrippt und die aus der Strippkolonne :tustretende, mit SO2 angereicherte Luft in den Prozeß zurückgeführt wird, während ein Teil des überschüssigen Kondensates in die Absorptionseinrichtung für die SOj-haltigen Gase geleitet wird. Erfindungsgemäß wird die aus der Strippkolonne austretende Luft teilweise zur Verbrennung der Ausgangsgase und teilweise gegebenenfalls nach einer Vorwärmung als Sekundärluft für die Oxydationsstufe verwendet

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die aus der Strippkolonne austretende Luft, bevor sie in die Oxydationskolonne gelangt, zur Abkühlung der aus der Verbrennungsstufe austretenden Gase verwendet

Die Erfindung sieht ferner vor, daß das aus der Strippkolonne austretende Kondensat in der Strippkolonne im Kreislauf gefahren wird, bis eine verdünnte Schwefelsäure entstanden ist. Die Erfindung sieht ferner vor, die aus dem Kondensat gewonnene verdünnte Schwefelsäure zu konzentrieren und der Produktionssäure zuzusetzen.

Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung ermöglicht die Herstellung konzentrierter Schwefelsäure, ohne daß eine übermäßige Wasserdampfmenge in die Atmosphäre austritt und ohne die Notwendigkeit, eine größere Menge an Kondensat zu neutralisieren.

Auf der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

Etwa 70 000NmVh Koksofengas werden mit einer ammoniakwassererhaltigen Lösung von Schwefelwasserstoff und durch eine anschließende Phosphatwäsche von Ammoniak befreit. Aus dem Waschwasser für die Schwefelwasserstoffwäsche wird der Schwefelwasserstoff in einem Entsäurer entfernt. Die hierbei anfallenden Dämpfe haben etwa folgende Zusammensetzung:

Schwefelwasserstoff	530 kg/h
Ammoniak	130 kg/h
Kohlendioxyd	100 kg/h
Cyanwasserstoff	100 kg/h
Wasserdampf	500 kg/h

Diese Dämpfe werden über die Leitung 10 einer Verbrennungseinrichtung 11 einer Schwcfelsäureanlage zugeführt. Über die Leitung 12 werden etwa 370Om'

Luft in die Verbrennungsanlage M gegeben. Die heißen Prozeßgase verlassen die Brennkammer über die Leitung 13 und geben ihre Wärme in der Abhitzeeinrichtung 14 zur Erzeugung von Wasserdampf ab. Die gekohlten Prozeßgase verlassen die Abhitzeeinrichtung über die Leitung 15 und werden zunächst im Wärmetauscher 16 gegen gekühltes Prozeßgas weitergekühlt, bevor »ie über die Leitung 17 in einen zweiten Wärmeaustauscher 18 gelangen, in dem die Sekundärluft aufgeheizt wird und das Prozeßgas weiter gekohlt wird. Aus dem Wärmetauscher 18 gelangt das Prozeßgas Ober eine Leitung 19 in einen Kühler 20, in dem eine Kühlung auf eine Temperatur von etwa 30 bis 50"C erfolgt

Die gekühlten Prozeßgase verlassen den Kühler 20 über eine Leitung 21 und werden in dem Wärmetauscher 16 wieder vorgewärmt Sie gelangen über eine Leitung 22 nach Zumischen der Sekundärluft die über die Leitung 30 und 23 eintritt in den Katalysereaktor 31, in dem die Umsetzung von Schwefeldioxyd in Schwefeltrioxyd stattfindet Die oxydierten F-rozeßgase verlassen den Reaktor 31 über eine Leitung 32 und werden in einem Absorber 33 mit verdünnter Schwefelsäure gekühlt und kondensiert Die Inert gase verlassen den Absorber 33 und treten über ein Filter 35 in den Kamin 36.

Das in dem Kühler 20 anfallende Kondensat wird über eine Leitung 24 aus dem Kühler abgezogen. Bei der Kühlung auf 50⁰C ist dies etwa eine Menge von 613 kg/h mit 10,7 g/l SO₃ und 6,8 g/l SO₂. Bei der Kühlung auf 40⁰C fallen etwa 785 kg pro Stunde mit 8,3 g/l SO₃ und 9,6 g/l SO₂ an, bei der Kühlung auf 30° C etwa 884 kg pro Stunde mit 7,4 g/l SO₃ und 13,4 g/l SO₂.

Das Gaskondensat wird mit der Pumpe 25 über die

Leitung 23 in eine Strippkolonne 27 eingeleitet, die es von oben nach unten durchläuft In die Strippkolonne wird Luft über die Leitung 42 unten eingeführt, die den Stripper am oberen Ende über die Leitung 29 verläßt

ι Dabei wird das Kondensat weitgehend vom SO₂ befreit, während das gestrippte SO₂ die Kolonne zusammen mit der Luft verläßt

Das Kondensat wird über eine Pumpe 28 und eine Leitung 43 in der Strippkolonne 27 im Kreislauf geführt

ίο Überschüssiges Kondensat wird teilweise über die Leitung 44 zur Absorptionseinrichtung 33 geleitet, in der es zur Einstellung der gewünschten Konzentration an Schwefelsäure dient Die Schwefelsäure wird über die Leitung 37, die Pumpe 38 und die Leitung 39 in der

is Absorptionseinrichtung im Kreislauf geführt und die Produktionssäure über die Leitung 40 abgezogen. Ober die Leitung 41 wird der Oberschuß an Kondensat aus der Strippkolonne 27, der nicht zur Absorptionseinrichtung geführt wird, entweder einer tumzenatrationsein- richtung oder einer Neutralisationseinrichtung zugeführt. Das Kondensat enthält noch das gesamte Schwefeltrioxyd und je nach der Stripptemperan-r. die zwischen 50 und 30⁰C liegt zwischen 10 und 80 mg Schwefüldioxyd pro Liter.

>■; Da das Schwefeltrioxyd nicht gestrippt wird, andererseits aber die Strippluft je nach der Temperatur eine bestimmte Menge Wasserdampf aufnimmt, reichert sich das Wasser im Strippkreislauf mit Schwefelsäure an. Auf diese Weise ist es möglich, verdünnte Schwefelsäu re je nach der Fahrweise mit 1 bis 10Gew.-°/o Schwefelsäure herzustellen. Es ist daher auch möglich, einen Verwendungszweck für die verdünnte Schwefelsäure zu finden bzw. eine Aufkonzentrierung vorzunehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche;

1. Verfahren zur Erzeugung von Schwefelsäure aus H2S-haltigen Gasen, die bei der Reinigung von Kohledestillationsgasen anfallen und außer Schwefelwasserstoff insbesondere Kohlendioxyd, Cyanwasserstoff, Ammoniak und Wasserdampf enthalten, bei dem das Gas in einer Verbrennungseinrichtung verbrannt, das überschüssige Wasser durch Kühlung auskondensiert und das Gas wieder erwärmt und unter Zusatz von Luft katalytisch oxydiert wird, wobei das in dem Gas enthaltene Schwefeldioxyd in Schwefeltrioxyd umgesetzt wird und die oxydierten Gase in einer Adsorptionseinrichtung mit verdünnter Schwefelsäure gekühlt und kondensiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Kühlung der Gase nach der Verbrennungsstufe anfallende Kondensat in einer Strippkolonne mit Luft gestrippt und die aus der Strippkolonne austretende; mit SO2 angereicherte Luft in den Prozeß zurückgeführt wird, während ein Teil des überschüssigen Kondensates in die Absorptionseinrichtung für die SO₃-haltigen Gase geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die aus der Strippkolonne austretende Luft teilweise zur Verbrennung der Ausgangsgase und teilweise gegebenenfalls nach einer Vorwärmung als Sekundärluft für die Oxydationsstufe verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Strippkolonne austretende Luh, bevot sie in die Oxydationskolonne gelangt, zur Abkühlung dsr aus der Verbrennungsstufe austretende ; Gase verwendet wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Strippkolonne austretende Kondensat in der Strippkolonne im Kreislauf gefahren wird, bis eine verdünnte Schwefelsäure entstanden ist.

5. Verfahren nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Kondensat gewonnene verdünnte Schwefelsäure konzentriert und der Produktionssäure zugesetzt w ird.