DE555472C

DE555472C - Process for the separation of the total ammonia content of gases with simultaneous recovery of only that part of the hydrogen sulfide corresponding to this amount by reacting 2 parts of ammonia with 1 part of hydrogen sulfide

Info

Publication number: DE555472C
Application number: DEB135846D
Authority: DE
Original assignee: FRANZ BOENNEMANN DR
Current assignee: FRANZ BOENNEMANN DR
Priority date: 1928-02-05
Filing date: 1928-02-05
Publication date: 1932-07-26

Description

Verfahren zur Abscheidung des gesamten Ammoniakgehaltes von Gasen bei gleichzeitiger Gewinnung nur des dieser Menge entsprechenden Teils des Schwefelwasserstoffs durch Umsetzung von 2 Teilen Ammoniak mit 1 Teil Schwefelwasserstoff Die bisher bekannt gewordenen Verfahren, den Schwefelwasserstoff von Kohlendestillationsanlagen o. dgl. an das in dem Gas enthaltene Ammoniak zu binden und das Gas somit schwefelfrei zu machen, wie dies für manche Verwendungszwecke, z. B. die Ferngasversorgung, Bedingung ist, arbeiten zufriedenstellend, solange ein Verhältnis zwischen Ammoniak und Schwefelwasserstoff von 2 : i gewahrt ist. Diese Verfahren werden aber undurchführbar oder mindestens außerordentlich verwickelt und schwierig, wenn, wie dies vielfach der Fall ist, dieses Verhältnis im Gase nicht vorhanden ist; meistens ist nämlich ein Cberschuß von Schwefelwasserstoff vorhanden. Für diesen Fall bleibt (vgl. Zeitschrift für angewandte Chemie, Jahrgang 192o, S. 26o ff. ) nichts anderes übrig, als dem Gasstrom so viel Ammoniak zuzufügen, daß sein Verhältnis zum Schwefehvasserstoff 2 : i wird, und zwar muß,, da dies Ammoniak im allgemeinen nicht zur Verfügung stehen wird, es hinzugekauft werden.Process for the separation of the entire ammonia content of gases with simultaneous recovery of only that part of the hydrogen sulfide corresponding to this amount by reacting 2 parts of ammonia with 1 part of hydrogen sulfide well-known processes, the hydrogen sulfide from coal distillation plants o. The like. To bind to the ammonia contained in the gas and the gas thus sulfur-free to do like this for some uses, e.g. B. the long-distance gas supply, condition will work satisfactorily as long as there is a ratio between ammonia and hydrogen sulfide of 2: i is preserved. However, these procedures become impracticable or at least impossible extraordinarily involved and difficult when, as is often the case, this ratio does not exist in the gas; there is usually an excess of hydrogen sulfide present. In this case (see journal for Applied chemistry, year 192o, p. 26o ff.) nothing else but the gas flow add so much ammonia that its ratio to hydrogen sulphide becomes 2: 1, namely, since this ammonia will generally not be available, it can be bought additionally.

Das Verfahren gemäß der Erfindung bezweckt die Abscheidung des gesamten Ammoniakgehaltes von Gasen bei gleichzeitiger Gewinnung nur des dieser Menge entsprechenden Teils des Schwefelwasserstoffs durch Umsetzungen von 2 Teilen Ammoniak mit i -heil Schwefelwasserstoff; hierbei wird ein dem Crberschuß des Schwefelwasserstoffs entsprechender Gasstrom vor der Umsetzung zwischen Ammoniak und Schwefelwasserstoff abgezweigt und dessen Ammoniakgehalt wieder in den Haupt gasstrom zurückgeführt. So wird in einfachster Weise das für die Umsetzung zwischen Ammoniak und Schwefelwasserstoff erforderliche theoretische Verhältnis von 2 : i geschaffen, wobei es zunächst gleichgültig ist, was mit dem abgeschiedenen Gasanteil bzw. seinem Schwefelwasserstoffgehalt geschieht.The method according to the invention aims at the deposition of the whole Ammonia content of gases with simultaneous recovery only of the amount corresponding to this amount Part of the hydrogen sulfide by reacting 2 parts of ammonia with i -heil Hydrogen sulfide; this becomes more corresponding to the excess of hydrogen sulfide Gas stream branched off before the reaction between ammonia and hydrogen sulfide and its ammonia content is fed back into the main gas flow. This is how in The simplest way is for the reaction between ammonia and hydrogen sulfide required theoretical ratio of 2: i created, it being initially indifferent is what with the separated gas fraction or its hydrogen sulfide content happens.

Angenommen, es seien in dem Gase, so wie es von den Öfen kommt, ii,i g Schwefelwasserstoff -je Kubikmeter und 8,.4 g Ammoniak im Kubikmeter enthalten, wie dies, den Angaben von F u n c k e im »Glückauf« 1924, 3.9031f. folgend, für den Ruhrbezirk als Mittelwert anzusehen ist. Dann ist in dem ursprünglichen Gesamtgasstrom ein Überschuß von 32,2 % an Schwefelwasserstoff in bezug auf die äquivalente. Menge Ammoniak enthalten. Bei der Teilung des Gasstromes werden nun 24,3 % des Gases abgezweigt, während sein Ammoniakgehalt in den Hauptgasstrom zurückgeführt wird. Dieser enthält dann 8,4 g Ammoniak und 8,2 g Schwefel in 0,757 cbm. Der abgezweigte Teilgasstrom von 24,3 % kann dann in einer zunächst beliebigen Weise behandelt werden. Es werden auf diese Weise im vorliegenden Falle z. B. rund 75 % des im Gase enthaltenen Schwefelwasserstoffs neben dem Gesamtammoniak gewonnen.Suppose that in the gas as it comes from the furnaces, ii, i g hydrogen sulfide per cubic meter and 8.4 g ammonia per cubic meter, like this, the information from Fu nck e in "Glückauf" 1924, 3.9031f. following, for the Ruhr district is to be regarded as the mean value. Then is in the original total gas flow a 32.2% excess of hydrogen sulfide with respect to the equivalent. lot Contain ammonia. When dividing the gas flow, 24.3% of the gas is now branched off, while its ammonia content is returned to the main gas stream. This contains then 8.4 g ammonia and 8.2 g sulfur in 0.757 cbm. The branched off partial gas flow of 24.3% can then be treated in any way initially desired. It will on this way in the present case z. B. around 75% of the gas contained hydrogen sulfide in addition to the total ammonia obtained.

Da sowieso vor der Umsetzung von Ammoniak und Schwefelwasserstoff eine Kühlung der Gase zwecks Teerscheidung zu erfolgen hat, so wird die Teilung des Gasstromes zweckmäßig erst nach der Kühlung vorgenommen, womit sie leichter durchführbar ist, während das ausgefallene, zum Teil bereits an Säuren im Rohgase gebundene Ammoniak in bekannter Weise mit Kalk und Dampf abgetrieben und in den Hauptgasstrom zurückgeführt wird. Der abgezweigte Teilstrom des Gases wird einer besonderen Ammoniakauswaschung unterworfen und das hier ausfallende Ammoniak über die Destillierkolonne dem Hauptgasstr om einverleibt.Since anyway before the implementation of ammonia and hydrogen sulfide a cooling of the gases has to take place for the purpose of tar separation, the division becomes the gas flow is expediently made only after cooling, which makes it easier is feasible, while the precipitated, partly already acids in the raw gases Bound ammonia expelled in a known manner with lime and steam and in the Main gas stream is returned. The branched off partial flow of the gas becomes one subjected to special ammonia leaching and the ammonia precipitating here over the distillation column is incorporated into the main gas stream.

Die Erfindung eignet sich besonders zum Betriebe von Gaserzeugungsanlagen, bei denen das Gas, wie für die Ferngasversorgung, im schwefelwasserstofffreien Zustande fremden Verbrauchsstätten zugeführt werden muß, andererseits jedoch ein Teil des Gases entweder für die Zwecke der Gasherstellung selbst (Unterfeuerung) oder für solche Verwendungszwecke benötigt wird, bei denen es auf eine Beseitigung des Schwefelwasserstoffes nicht ankommt. Besonders kann das Verfahren dort Verwendung finden, wo innerhalb einer bestehenden Gaserzeugungsanlage, bei der bislang nur das gesamte Ammoniak ausgewaschen wurde, nunmehr die Reinigung des Schwefelwasserstoffes unter Heranziehung des letzteren unter Bildung von Ammonsulfat erfolgen soll. Wird dieser abgezweigte, den Rest des Schwefelwasserstoffs enthaltende Teilgasstrorn für die Unterfeuerung der Gaserzeugungsöfen benutzt, wozu im allgemeinen 5o o,lo des erzeugten Gases benötigt werden, so sind dem abgezweigten Teilgasstrom sowieso weitere 25,7 % an gereinigtem Gas zuzuführen, wodurch sich der Schwefelwasserstoffgehalt des unter die Öfen zurückgehenden Gases auf die Hälfte verringert. Für diesen Fall, wo z. B. nur 5o % des Gesamtgases restlos vom Schwefelwasserstoff gereinigt werden sollen, kann der verbleibende Ammoniaküberschuß auch dazu benutzt werden, eine teilweise Reinigung des Gasrestes von Schwefelwasserstoff entsprechend dem Ammoniaküberschuß herbeizuführen.The invention is particularly suitable for the operation of gas generation plants, in which the gas, as for the long-distance gas supply, is free of hydrogen sulfide must be supplied to external places of consumption, on the other hand, however, a part of the Gas either for the purpose of gas production itself (underfiring) or for such uses are needed in which there is an elimination of the hydrogen sulfide does not arrive. In particular, the method can be used where within an existing gas generation plant that previously only used all of the ammonia was washed out, now the purification of the hydrogen sulfide using of the latter should take place with the formation of ammonium sulfate. If this branched off, the remainder of the hydrogen sulfide containing partial gas stream for the underfiring the gas generating furnaces used, which generally requires 5o o, lo of the gas produced are, the branched off partial gas flow is anyway a further 25.7% purified To supply gas, which reduces the hydrogen sulfide content of the under the ovens Gas reduced by half. In this case, where z. B. only 5o% of the total gas are to be completely cleaned of hydrogen sulfide, the remaining excess ammonia can can also be used to partially purify the gas residue from hydrogen sulfide to bring about according to the excess ammonia.

Sollte es erforderlich sein, z. B. in dem Falle, daß unter Fremdgasbeheizung der Öfen das gesamte erzeugte Gas nach außen abgegeben wird, das gesamte Gas von Schwefelwasserstoff zu befreien, ohne daß man von den eingangs erwähnten einfachen Umsetzungsanlagen abgehen will, so läßt sich dies unter Benutzung des Leitgedankens der Erfindung auch in der Weise erreichen, daß der abgezweigte Teilgasstrom in bekannter Weise, z. B. durch Trockenreinigung o. dgl., von seinem Schwefelwasserstoffgehalt befreit und dann in den Hauptgasstrom, und zwar zweckmäßig vor Eintritt in die Schwefelwasserstoffwäsche, zurückgeführt wird. Um eine den jeweiligen Verhältnissen angepaßte Gabelung des Gasstromes bewirken zu können, ist es lediglich erforderlich, die abzuzweigende Teilgasmenge von vornherein nach dem zu erwartenden Mittelwert des Verhältnisses von Schwefelwasserstoff zu Ammoniak bei der betreffenden Kohle zu bemessen. Schwankungen in diesem Verhältnis lassen sich dadurch ausgleichen, daß die in der Schwefelwäsche umlaufende Waschflüssigkeit schwach ammoniakalisch gehalten wird, wozu der jeweils erforderliche Bedarf an Ammoniak dadurch eingestellt werden kann, daß, ein Ausgleichsbehälter für Ammoniakwasser vorgesehen wird.Should it be necessary, e.g. B. in the event that under external gas heating of the furnaces all the gas produced is released to the outside, all the gas from To free hydrogen sulfide, without having to go through the simple ones mentioned at the beginning Implementation systems want to go off, so this can be done using the guiding principle the invention also achieve in such a way that the branched off partial gas stream in a known Way, e.g. B. by dry cleaning o. The like., From its hydrogen sulfide content freed and then in the main gas stream, expediently before entering the hydrogen sulfide scrubbing, is returned. To a fork of the adapted to the respective conditions To be able to effect gas flow, it is only necessary to branch off the Partial gas quantity from the outset according to the expected mean value of the ratio from hydrogen sulfide to ammonia for the coal in question. Fluctuations in this ratio can be compensated by the fact that the in the sulfur scrubbing circulating washing liquid is kept weakly ammoniacal, for which purpose each required ammonia requirement can be adjusted by using an expansion tank for ammonia water.

In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens in einer dazu geeigneten Anlage schematisch wiedergegeben.In the accompanying drawing is an embodiment of the method shown schematically in a suitable system.

Das Rohgas gelangt durch die Leitung i o in den Gaskühler i i ; das sich hier ausscheidende ammoniakhaltige Kondensat läuft durch Leitung 12 in den Vorratsbehälter 13 ab. Das gekühlte Gas strömt durch die Leitung 1 1 .The raw gas passes through line io into gas cooler ii; the ammonia-containing condensate which separates here runs off through line 12 into the storage container 13. The cooled gas flows through line 11 .

in den für die Schwefelreinigung bestimmten Waschturm 15; vorher wird jedoch ein Teil des Gases von Leitung 14 abgezweigt, wofür heutzutage befriedigend wirkende selbsttätige Regler zur Verfügung stehen, der durch Leitung 16 in den Ammoniakwascher 17 geht. Das hier ablaufende Ammoniaktvasser gelangt durch Leitung i 9 ebenfalls in den Vorratsbehälter 13. Das vom Schwefelwasserstoff befreite Rohgas zieht durch Leitung i$ ab. Das Kondensat aus dem Vorratsbehälter 13 läuft in einer durch den Regelschieber 2a genau bemeßbaren Menge auf den Abtreiber 2o, während die von hier abgetriebenen Ammonialcdämpfe durch Rohrleitung 2i in das Rohgas vor seinem Eintritt in den Waschturm 15 zurückgeführt werden. Die gewonnene, den Schwefelwasserstoff und das Ammoniak enthaltende Lauge läuft von dem Wascher 15 durch die Leitung 23 zur weiteren Verarbeitung ab.in the washing tower intended for sulfur cleaning 1 5; Before that, however, some of the gas is branched off from line 14, for which nowadays satisfactory automatic regulators are available, which goes through line 16 into the ammonia washer 17. The ammonia water running off here also passes through line i 9 into the storage container 13. The crude gas freed from hydrogen sulfide is withdrawn through line i $. The condensate from the reservoir 13 runs in an amount that can be precisely measured by the control slide 2a onto the expeller 2o, while the ammonia vapors expelled from here are returned through pipe 2i into the raw gas before it enters the scrubbing tower 15. The liquor obtained, containing the hydrogen sulfide and the ammonia, drains from the washer 15 through the line 23 for further processing.

Das Verfahren ist in allen den Fällen vorteilhaft anwendbar, in denen zunächst ein Überschuß an Schwefelwasserstoff besteht, wie es namentlich für das Ruhrgebiet und den Saarbezirk zutrifft. Es ist besonders da von Bedeutung, wo die Einschaltung einer Anlage zur Gewinnung von Ammonsulfat unter Benutzung des im Gas enthaltenen Schwefelwasserstoffs im Rahmen einer bereits vorhandenen Ammoniakgewinnungsanlage wünschenswert erscheint, da in einem solchen Falle die für die Ammoniakgewinnung vorhandene Wascheinrichtung benutzt werden kann.The method can advantageously be used in all cases in which at first there is an excess of hydrogen sulfide, as is especially the case for the Ruhr area and the Saar district apply. It is particularly important where the Activation of a plant for the production of ammonium sulphate using the in the gas contained hydrogen sulfide in the context of an existing ammonia production plant desirable appears, since in such a case the Ammonia recovery existing washing device can be used.

Claims

PATENT APPROVAL III ;: i. Process for the separation of the entire ammonia content of gases with simultaneous extraction of only the part corresponding to this amount of hydrogen sulfide by reacting a part of ammonia with i part of hydrogen sulfide, for example by scrubbing the gas containing ammonia and hydrogen sulfide with thionate solutions, characterized in that before the reaction between ammonia and hydrogen sulfide in an amount corresponding to the excess of hydrogen sulfide The gas stream is split off and its ammonia content is returned to the main gas stream will. a. Method according to claim i, characterized in that the division of the Total gas takes place after the cooling required anyway for tar separation, and that, the precipitating condensate and that by separate washing of the partial gas stream recovered ammonia after clearing by stripping with lime and steam the main gas flow is supplied again after the cleavage. 3. The method according to claim i and a, characterized characterized that the partial amount of gas to be withdrawn in a special system of freed of their hydrogen sulfide and then into the main gas stream before entering the sulphate recovery plant - is recycled. 4. The method according to claims i to 3, characterized in that with fluctuating ammonia and hydrogen sulfide content the bifurcation of the gas flow approximately corresponds to the mean value of the ratio from hydrogen sulfide to ammonia. and that the fine control in takes place in such a way that the washing liquid circulating in the reaction vessel is permanent is kept weakly ammoniacal.