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Verarbeitung von Rohschwefel Verschiedene Verfahren zur Entfernung
des Schwefelwasserstoffes aus Gasen, wie Destillationsgasen bituminöser Brennstoffe
(lsokereigas, Leuchtgas, Braunkohlenschwelgas usw. ), Generatorgas, Wassergas usw.,
liefern als Endprodukt einen rohen, meist feuchten, mit organischen Substanzen mehr
oder minder verunreinigten Schwefel, welcher außerdem noch in kleinerer oder größerer
lt-Ienge gewisse, für das angewandte Waschverfahren typische Verunreinigungen enthält.
So liefern z. B. die mit wäßrigen Eisenhvdroxvdaufschlämmungen arbeitenden Verfahren
einen mit Eisenverbindungen verunreinigten Schwefel. In gleicher Weise liefert das
altbekannte Trockenreinigungsverfahren auch einen vorwiegend Eisenverbindungen als
aus dem Verfahren stammende typische Verunreinigungen enthaltenden Schwefel. Verfahren,
«-elche statt mit Eisen mit Nickel oder mit anderen Metallen arbeiten, liefern dementsprechend
als typische, aus dem Verfahren stammende Verunreinigungen einen Nickel oder andere
Metalle enthaltenden Schwefel. Die Verarbeitung eines solchen Schwefels auf reinen
bis reinsten Schwefel ist nach verschiedenen Verfahren möglich, so z. B. auf nassem
Wege, der für große Mengen rationell, für kleinere Anlagen mit geringem Ausbringen
zu umständlich ist. Das bekannte Destillationsverfahren, welches zwar einfach ist,
hat sich in der Praxis als mit gewissen Mängeln behaftet erwiesen, da es im Prinzip
diskontinuierlich arbeitet und infolgedessen den Raum der Apparatur nicht dauernd
gleichmäßig maximal belastet, sondern, wie @es in der Natur des diskontinuierlichen
Betriebes liegt, zeitweilig nicht voll ausnutzen kann. Man hat bei Ausführung dieses
Destillationsverfahrens ferner bereits vorgeschlagen, den Schwefel vor Einführung
in das eigentliche Destillationsgefäß in einem anderen Gefäß zu schmelzen, um den
festen Verunreinigungen Gelegenheit zum Absitzen zu geben und die gasförmigen auszutreiben.
Der so geläuterte flüssige Rohschwefel soll dann durch ein Rohr in das Destilliergefäß
geleitet werden. Indessen arbeitet auch dieses abgeänderte Verfahren nicht kontinuierlich.
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Gemäß der Erfindung wird die Verarbeitung des verunreinigten Schwefels
in fließender Arbeitsweise durchgeführt. Es gelingt dabei, die erheblichen Schwierigkeiten,
welche in der wechselnden Zusammensetzung des
Rohschwefels liegen,
auszuschalten. .Zur Erläuterung sei erwähnt, daß vom Ausgangsmaterial bis zum fertigen
Reinschwefel die folgenden Einzeloperationen im fließenden Betriebe vereinigt sein
müssen: z. Austreibung des stark schwankenden Wassergehaltes.
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a. Schmelzen des getrockneten Gutes.
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3. Halten des geschmolzenen Gutes während längerer Zeit auf Temperaturen.
über dem Schmelzpunkt.
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. Destillation des Schwefels.
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. Austragen des festen rückbleibenden Schwefeleisens, das sich infolge
der feinen Verteilung leicht entzündet.
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(i. Als getrennt angeschlossene Schlußoperation: Verarbeitung des
Schwefeleisens auf wieder im Waschverfahren verwendbare Eisenaufschlämmung.
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Der Gang des Verfahrens spielt sich folgendermaßen ab: Der rohe Schwefel
wird zunächst in einer Trockentrommel a von dem größten Teil seines Wassergehaltes
befreit. Die Trommel a ist mit einer Rührwelle b versehen. Bei c wird das Gut laufend
zugeführt und bei d laufend abgeworfen, während bei e das ausgetriebene Wasser in
Dampfform entweicht, anschließend kondensiert und auf etwaige wertvolle darin enthaltene
Produkte verarbeitet werden kann. Mit dieser Vorrichtung gelingt es, das sehr schwer
zu handhabende Rohprodukt, welches oft als lehmartige Masse anfällt und sehr schwankenden
Wassergehalt aufweist, zu meistern und in ein leicht förderbares krümeliges Produkt
zu überführen. Schwankungen im Wassergehalt äußern sich in Schwankungen des Restwassergehaltes
im getrockneten Gut, während die geförderte Menge geringen Schwankungen unterliegt,
so daß die fließende Produktion nicht gestört wird. Das vorgetrocknete krümelige
Produkt gelangt dann in einen Behälter f, nach Art des Behälters a. ebenfalls mit
Rühr-,v.elle ausgerüstet. In diesem Kessel f wird die Erhitzung fortgesetzt, der
Restwassergehalt völlig ausgetrieben, das in ständiger Bewegung gehaltene Gut zum
Schmelzen gebracht und die Schmelze bis in .die Nähe des Siedepunktes des Schwefels
erwärmt. Der Kessel ist so eingerichtet, daß er die Produktion an vorgewärmtem bzw.
geschmolzenem Schwefel von einer so langen Zeit in sich aufzuspeichern vermag, als
der geschmolzene Schwefel Zeit braucht, um eine Selbstreinigung vorzunehmen. Durch
das Verweilen des geschmolzenen Schwefels bei erhöhter Temperatur erfolgt eine Selbstreinigung,
da die in der Masse enthaltenen organischen Verbindungen so weit zersetzt und ausgetrieben
werden, daß bei der nachfolgenden Destillation reiner Schwefel erhalten . wird.
Um die in dem Raum f stattfindende Selbstreinigung zu beschleunigen und wirkungsvoller
zu gestalten, werden in den Behälter f bei o zweckmäßig Gase eingeleitet, die mit
dem Schwefel nicht reagieren, beispielsweise Stickstoff. Diese Gase streichen über
die Schmelze und reißen die im wesentlichen aus Salznebeln u. dgl. bestehenden Verunreinigungen
schnell mit fort. Das Material für die Herstellung dieses Kessels ist so zu wählen,
daß es dem Angriff des geschmolzenen unreinen Schwefels widersteht, wozu geeignete
Legierungen oder speziell behandeltes, an sich angreifbares Material heute verfügbar
ist. Als Beispiel sei alitiertes oder alumetiertes Eisen erwähnt. Die durch die
schwankende Zusammensetzung des Ausgangsmaterials bedingten Unregelmäßigkeiten in
,der Produktion oder Zusammensetzung des Materials werden in diesem Vorschmelzkessel
f aufgefangen oder übersetzt. So wird -dadurch z. B. eine große Schwierigkeit, welche
darin liegt, daß zu stark eisenhaltiger Schwefel, welcher nicht oder schlecht schmilzt,
verarbeitet werden muß, insofern gemildert, als ein derartiges schwer schmelzbares
Gut im Behälter f bereits große Mengen geschmolzenen Schwefels antrifft und sich
mit diesem durchmischen kann. Wechselnder Feuchtigkeitsgehalt des ankommenden Gutes
wird durch den Behälter f einfach' in Temperaturschwankungen übersetzt dergestalt,
daß j e nach höherem oder niedrigerem Feuchtigkeitsgehalt die Endtemperatur des
geschmolzenen Schwefels am Ende der Trommel f jeweils etwas höher oder niedriger
sein wird. Die Rühreinrichtung des Behälters f bewirkt ein geregeltes Durchwandern
des Gutes und gewährleistet, daß die Aufenthaltsdauer der einzelnen Teilchen die
erforderliche Zeit zur Selbstreinigung beträgt. Ferner wird ein Absetzen der unschmelzbaren
Eisenteilchen verhindert, ein gleichmäßiges Gut hergestellt und die Zersetzung und
das Austreiben organischer Bestandteile begünstigt. Die Austragv orrichtung kann
nach Art eines Überlaufes oder eines Schöpfrades h ausgebildet sein. Die aus dem
Kessel f bei g entweichenden Dämpfe können entweder mit den übrigen Abgasen zusammengeführt
oder für sich getrennt abgeleitet werden, gegebenenfalls, um aus ihnen etwaige Verbindungen,
wie z. B. Ammoniumverbindungen, zu gewinnen.
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Vom Behälter f gelangt das geschmolzene Gut dann in die z. B. darunter
angeordnete Blase i, in welcher die Destillation erfolgt. Da der Behälter i wegen
des ständig stattfindenden Destillationsvorganges mit reinem Schwefeldampf gefüllt
ist, so ist Vorkehrung zu treffen, daß die Abgase aus dem Behälter i
nicht
in den Behälter f gelangen können und umgekehrt. Eine der vielen möglichen diesbezüglichen
Anordnungen ist aus der Abbildung ersichtlich. Der Behälter i ist im übrigen grundsätzlich
ebenso ausgebildet wie der Behälter a und f, d. h. ein liegender Kessel
mit Rührwelle, «-elchen das Gut durchwandern muß, wobei es auf seinem Wege durch
den Behälter so weit erhitzt wird, daß sich aller Schwefel verflüchtigt und zum
Schluß nur trockenes Schwefeleisen übrigbleibt; dieses wird durch die Rührer weiter
zur Austragöffnung k gefördert und dort unter Vermeidung einer Berührung mit Luft
gegebenenfalls erst nach geeigneter Abkühlung, z. B. bei 1, ins Freie
gebracht. Die Schwefeldämpfe werden aus der üffnung in oben am Behälter i entnommen
und in einer Anlage zu Reinschwefel kondensiert. Es läßt sich auf diese Weise auch
aus stark verunreinigtem Gut ein vollständig reiner Schwefel gewinnen. Im Behälter
i äußern sich die Schwankungen im Gang des Prozesses infolge des verschiedenen Feuchtigkeitsgehaltes
lediglich in geringen Temperaturschwankungen derart, daß der vorgeschmolzene Schwefel
etwas wärmer oder kälter in die Destillationsblase i gelangt. Diese fängt die Schwankungen
in der Weise auf, daß der Punkt, an welchem der letzte Schwefel aus den Eisenrückständen
ausgetrieben ist, je nach dem Grad der Vorwärmung etwas näher oder ferner der Austragöffnung
für das Schwefeleisen liegt.
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plan erkennt, daß das Verfahren gemäß der Erfindung hierdurch in wirkungsvoller
und einfachster Weise die Ungleichmäßigi-zeiten des zu verarbeitenden Materials
in der Apparatur selbst ausgleicht. Das heiße Schwefeleisen kann man, wie schon
erwähnt, in Schleusenvorrichtungen zur Abkühlung bringen, so daß es an der Luft
nicht mehr entzündlich ist, oder in Wasser geben o. d-1.
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Die Aufarbeitung kann in beliebiger Weise ertol.gen, z. B. durch Lagernlassen
an der Luft, wobei unter Vitriolbildung ein Teil des Schwefels oxvdiert und die
Hauptmenge des Eisens wieder - in reaktionsfähige, für den Waschprozeß brauchbare
Form übergeführt wird. Man vermeidet auf diese Weise Gerrrchsbelästigungen und Verunreinigungen
der Atmosphäre mit Dämpfen von schwefliger Säure.
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Die Anordnung der gesamten Anlage ist in der Abbildung beispielsweise
dargestellt; insbesondere bei übereinander angeordneten Behältern hat man eine sehr
einfache Führung der Flammengase und eine gute Wärmeausnutzung. Doch ist natürlich
jede andere Anordnung auch unter Verwertung von Abhitze möglich. Die Leistungsfähigkeit
einer verhältnismäßig kleinen Apparatur ist wegen ihres ununterbrochenen Betriebes
hoch und eine Apparatur von einer Leistungsfähigkeit von i t in einem Raum von nur
wenigen Kubikmetern einschließlich Heizzügen und Mauerwerk unterzubringen. Die Zusammenfassung
zu einer Batterie von hoher Leistungsfähigkeit ist ebenso möglich.
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Der wirtschaftliche Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Verarbeitung
des schwefelhaltigen Ausgangsmaterials, die so einfach wie möglich sein muß, -,weil
es sich beim Schwefel um ein billiges Massengut handelt, durch Bewältigung großer
Massen bei niedrigen Verarbeitungskosten geschieht. Das wird erfindungsgemäß erreicht,
indem ein Minimum an Wartung erforderlich ist und mit geringem Apparateraum wirklich
große Mengen bewältigt werden können. Auch für die Betriebssicherheit ist die Erfindung
von besonderer Bedeutung, da mit dem Stillsetzei des Rührwerkes auch zwangsläufig
die ganze fließende Produktion zum Stillstand gebracht werden kann, ohne daß in
der zweiten oder dritten Stufe sofort ein Überlaufen, Überhitzen und damit ein Brand
eintreten kann.