DE749502C - Verfahren zur Gewinnung von Schwefel aus schwefelwasserstoffhaltigen Gasen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, zur Abscheidung von Schwefel aus schwefelwasserstoffhaltigen Gasen. Es ist erkannt worden, daß die aus derExperimentalchemie schon bekannte Synthese von Schwefel aus schwefliger Säure und Schwefelwasserstoff gemäß der Gleichung 2H₂S -j- S O₂ = 3S + 2H₂O dann sich technisch zur Abscheidung von Schwefel aus schwefelwasserstoffhaltigen Gasen, insbesondere den Abgasen der viscoseverarbeitenden Industrien, sehr gut eignet, wenn das Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxyd enthaltende Gasgemisch mit Wasserdampf bei einer Temperatur, bei der die Lösungskoeffizienten von Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxyd ungefähr gleich sind, das ist bei 75 bis 8o°, ' zur Reaktion gebracht werden.

Aus der deutschen Patentschrift Jy 335 weiß man, daß man Schwefel aus dem in

ao Rede stehenden Gasgemisch vorteilhaft dann gewinnen kann, wenn die Gase im trocknen bzw. getrockneten Zustand gemischt und erhitzt werden und dann erst durch Zuleitung von Wasserdampf die Umsetzung eingeleitet wird. Man weiß weiter, daß die Temperatur hierbei mindestens ioo° betragen muß. Die in Rede stehende Reaktion ist weiterhin auch schon bei einem Verfahren ausgenutzt worden, für das wesentlich ist, daß die beiden Gase in einem Reaktionsturm einander entgegengeführt werden, damit die Einwirkung innerhalb der Berührungsschicht stattfindet, das ferner durch die weitere Bedingung gekennzeichnet ist, daß in die Reaktionsschicht wasserhaltiger Nebel eingeleitet wird.

Demgegenüber besteht die neue Arbeitsweise darin, daß die beiden zur Reaktion kommenden Gase im Gleichstrom geführt und hierbei Temperaturbedingungen eingehalten werden, bei denen die Lösungskoeffizienten von Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxyd ungefähr gleich sind. Dadurch ist es möglich,

eine über o.o°/₀ige Umsetzung ohne jede Xebenreaktion herbeizuführen, weil durch die erfindungsgemäß angewandte Reaktionstemperatur (sie liegt bei 75 bis So°) die Bildung von Polythionsäure verhindert und der anfallende Schwefel von amorpher Struktur in leicht filtrierbarem Zustand erhalten wird.

Die bei der Reaktion frei werdenden Wärmemengen können dadurch nutzbar gemacht werden, daß man sie dem neu zur Umsetzung gelangenden Abgas zuführt, um dieses auf Reaktionstemperatur zu bringen.

Es wurde auch gefunden, dal;! die Umsetzung der Gase gefördert wird, wenn der Gasts strom entgegen seinem Auftrieb geführt wird und die Wasserdämpfe im Gegenstrom der Reaktionszone zugeleitet werden.

Es ist dabei gleichgültig, ob die Wasserbrüden aus der Yerdüsung von heißem Wasser oder der Kondensation von schwach gespanntem Dampf stammen; entscheidend für die Wahl der einen oder anderen Methode ist lediglich die Frage der Wirtschaftlichkeit.

Gemäß dem vorliegenden Verfahren isf es möglich. Abgase schon von einer Schwefelwasserstoffkonzentration von 1,4 Volumprozent aufwärts fast völlig zu entschwefeln. Offenbar umhüllen die in einem bestimmten Temperaturbereich erzeugten Wassernebel im aeroiden Zustand die Gasmoleküle, bringen sie zur Lösung und ermöglichen auf diese Weise die Umsetzung von Schwefel wasser-Mviff und Schwefeldioxyd zu Schwefel und Wasser.

Der Grad der Umsetzung richtet sich im wesentlichen nicht nach der niederen oder höheren Konzentration des Schwefelwasser-Stoffs in den Abgasen, sondern in erster Linie nach der Menge des zur Lösung der Reaktionsgase zur Verfügung stehenden Wassernebels.

Besonders wirtschaftlich gestaltet sich das Verfahren, wenn man das zur Umsetzung benötigte Schwefeldioxyd durch Umsetzung von Sulfitablauge und Abfallschwefelsäure gemäß den Gleichungen

Na₂SO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + S0_a + H₂O Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₁ -f SO₂ + H₂O + S

gewinnt.

Abgesehen davon, daß man auf diese Weise nahezu kostenlos Schwefeldioxyd gewinnt, erhält man (wie aus der vorstehenden Gleichung 2 ersichtlich) auch noch eine zusätzliche Menge von elementarem Schwefel. Im einzelnen gestaltet sich die Entschwefeiung der Abgase aus der Viscoseindustrie folgendermaßen:

Die neben dem Schwefelwasserstoffanteil auch annähernd gleich große Mengen an Schwefelkohlenstoff enthaltenden Abgase werden nach bekannten Verfahren, wie Absorption, Tiefkühlung oder chemische Umsetzung, von Schwefelkohlenstoff befreit und entgegen ihrem Auftrieb einer Reaktionskolonne zugeleitet. Hier werden sie zwec-k- mäßig mit einem Überschuß (etwa 10 %) an SO₂-Gas vermischt und treffen dann im Gegenstrom in der Reaktionszone mit heißen Wasserbrüden zusammen, die unter Druck durch eine Spezialdüse verstäubt werden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, in einem gewissen Abstand von der ersten Düse noch eine zweite anzubringen, um allenfalls noch nicht umgesetztes Gasgemisch restlos zu erfassen. Wenn die Aerosole die Reaktionskolonne bei 65 bis 65 ~ verlassen, ist der Ilauptanteil des Schwefels bereits gewonnen, der Rest wird in einer Kühl- bzw. Kondensationskolonne erfaßt. Der Schwefel fällt in amorphem Zustand völlig rein an und ist außerordentlich leicht vom Kondensationswasser zu trennen. Er kann periodisch oder kontinuierlich am Boden der Kolonne abgelassen und hierauf filtriert werden.

Die Endgase, die die Kühl- bzw. Kondensationskolonne durchlaufen haben, verlassen das Kolonnensystem bei einer Temperatur von etwa 30° und enthalten nur noch ganz geringe Mengen an Schwefeldioxyd. Zwecks restloser Erfassung etwa noch vorhandener Schwefelwasserstoff- und Schwefeldioxydmengen können die von Schwefel befreiten Gase mit verdünnter Alkalilauge berieselt werden.

In der beiliegenden Zeichnung ist die Durchführung des neuen Verfahrens in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt. Das von der Yiscoseverarbeitung kommende Gasgemisch, das Schwefelkohlenstoff, Schwefehvasserstoff und neben anderen Schwefelverbindungen noch andere Gase enthält, tritt bei ι in eine lotrechte Kolonne 2 ein, die zur Abscheidung des Schwefelkohlenstoffs dient. Zu diesem Zweck sind in dieser Kolonne zwei Düsen 3 und 4 vorgesehen. Die Entfernung des Schwefelkohlenstoffs geschieht nämlich in der Weise, daß der Schwefelkohlenstoff durch in der Düse 3 und 4 zerstäubtes Öl absorbiert wird. Es handelt sich hierbei um Düsen, die zwecks Vermeidung von Verstopfungen zweckmäßig konisch zulaufende Bohrungen besitzen und gleichzeitig die Möglichkeit bieten sollen. Wasser nachzusaugen für den Fall, daß der Wasserdampf zu trokken sein sollte. Bei 5 kann der sich in der Kolonne abscheidende Schwefelkohlenstoff

entfernt werden. Die so vorgereinigten Abgase werden durch die Leitung besonders nach der eigentlichen Reaktionskolonne 7 geführt, in welche sie oben bei 8 eintreten. In diese Kolonne wird im Gleichstrom mit dem schwefelwasserstoffhaltigen Gas Schwefeldioxyd durch die Leitung 9 eingebracht und im Gegenstrom dazu mittels der Düse 10 und io_(I Wasserdampf bei einer Temperatur von 75 bis 8o° eingeblasen, daß die Lösungskoeffizienten von Schwefehvasserstofi: und Schwefeldioxyd annähernd gleich sind. An diese eigentliche Reaktionskolonne schließen sich noch weitere Abscheidungskolonnen 11 und 12 an, aus denen der Schwefel durch die Mannlöcher I3_a und 13j ausgebracht werden kann. Bei 14 verlassen die praktisch schwefelfreien Abgase die Vorrichtung.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Gewinnung von Schwefel aus schwefelwasserstoffhaltigen Gasen, insbesondere aus den in bekannter Weise von Schwefelkohlenstoff befreiten Abgasen der viscoseverarbeitenden In-

   dustrien, mittels gasförmiger schwefliger Säure, die den Abgasen in einer dem vorhandenen Schwefelwasserstoff annähernd äquimolaren Menge in Gegenwart von Wasserdampf beigemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei einer Temperatur von 75 bis 8o° durchgeführt wird.
2. 2.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwefel wasserstoff- und Schwefeldioxydgasgemisch entgegen dem Auftrieb in eine Reaktionskolonne mit im Gegenstrom geführten Wasserbrüden geführt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und/ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gasgemisch sich ein Überschuß von S Oo-Gas befindet.

   Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegen-Standes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

   deutsche Patentschriften .... Nr. yj 335, 303 233· ' So

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen