NO139034B - Fremgangsmaate til aa redusere svoveldioksyd - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte til å redusere svoveldioksyd for fremstilling av svovel, spesielt svoveldioksyd som et avfallsprodukt og forurensende stoff i røk og andre avfallsgasser.

Forholdsregler mot luftforurensning har gjort det nødvendig

å fjerne svoveldioksyd fra avgasser, som f.eks. forbrennings-produkter, som slippes ut i atmosfæren. En rekke prosesser er kjent, f.eks. vasking av gassene med en alkalisk oppløsning.

Etter at svoveldioksyd er fjernet fra avgassen, har man fremdeles det problem at man enten må bli kvitt den svovelholdige vaskeoppløsning, eller man må, fortrinnsvis, fjerne svovelet fra denne.

Vaskeoppløsningen eller lignende kan regenereres under frigivelse av svoveldioksydet, og det er blitt foreslått flere prosesser til å redusere svoveldioksydet til svovel. Disse prosesser har nødvendiggjort bruk av kostbare reduksjonsmidler så som naturgass og har således ikke funnet praktisk anvendelse, spesielt i betraktning av den mangel på naturgass som skyldes etterspørselen etter lite forurensende brennstoffer.

Oppfinnelsen tar derfor sikte på å tilveiebringe en mer økonomisk prosess for reduksjon av svoveldioksyd.

I henhold til oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte

til å redusere svoveldioksyd i en svoveldioksydholdig gass,

hvor gassen i nærvær av vanndamp bringes i kontakt med karbon-

holdig materiale, og fremgangsmåten er karakterisert ved at gassen bringes i kontakt med granulært kull ved en temperatur mellom 6 21 og 844°C, hvorved kullet oksyderes og svoveldioksydet reduseres til svovel og/eller hydrogensulfid.

Foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er presisert i patentkravene. j

Ved denne fremgangsmåte benyttes kull som er et forholdsvis billig reduksjonsmiddel og kan ha den ytterligere fordel at det granulære kull kan være et kull med høyt svovelinnhold, og sådant

kull er langt billigere enn naturgass eller andre vanlige reduksjonsmidler, og det er et produkt som er lett tilgjengelig,

idet det ikke lenger er sterkt etterspurt til bruk i kraftverk på grunn av de strengere regler når det gjelder luftforurensning. Oppfinnelsen skaffer således en ny anvendelse for kull med høyt

svovelinnhold. I henhold til oppfinnelsen har man derfor den fordel at svoveldioksydet som er et avfallsprodukt, og som fjernes i

i fra avgasser med sikte på å hindre forurensning, utnyttes til j fremstilling av svovel, som er et anvendelig produkt.

En annen fordel ved oppfinnelsen er at reduksjonen av

svoveldioksyd i nærvær av vanndamp ved anvendelse av granulært kull hensiktsmessig utføres ved en relativt lav temperatur, vanligvis vesentlig lavere enn hva som tidligere har vært mulig i praksis ved anvendelse av andre reduksjonsmidler.

Den svoveldioksyd-holdige avgass mettes i almindelighet

med damp før reduksjonen med kull. Andelen av damp synes imidlertid å påvirke forholdet mellom svovel og hydrogensulfid i produktet.

For å øke dannelsen av hydrogensulfid i forhold til svovel, må man således vanligvis tilsette mer damp til den svdveldioksydholdige gass.

Videre vil mengden av fremstilt svovel i forhold til

mengden av hydrogensulfid vanligvis øke når man reduserer tempera-

turen ved hvilken svoveldioksydet og kull omsettes.

De produkter som fåes ved den foreliggende fremgangsmåte,

er flytende svovel og/eller hydrogensulfid. Svovelet er et produkt som

er gjenstand for stor etterspørsel, og hydrogensulfid er også industrielt anvendelig for en rekke formål, eksempelvis kan det omsettes med svoveldioksyd under dannelse av svovel. Etter at svovel eller hydrogensulfid er fjernet fra avfallsgassen, har denne vanligvis bare et lite svovelinnhold, idet 90-92% av svovelet i den opprinnelige svoveldioksyd-holdige gass vil være fjernet, og restgassen kan resirkuleres til den opprinnelige avfallsgass.

Svoveldioksydet blir fortrinnsvis bragt i kontakt med

kullet i en reaktorbeholder som det granulaere kull føres gjennom. Under passasjen gjennom denne beholder oksyderes kullet til et askeprodukt som man lett kan bli kvitt, og hastigheten som kullet tilføres med, er fortrinnsvis slik at en stor del av kullet oksyderes til aske.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning

til den skjematiske tegning, hvor

fig. 1 er et flyt-skjema for en forsøksapparatur til ut-førelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og

fig. 2 er et flyt-skjema for et industrielt anlegg til utførelse av fremgangsmåten.

Forsøksapparaturen 10 på fig. 1 omfatter et gasstilførsels-system 12, hvor nitrogen tilføres ved 14 og svoveldioksyd ved 16, idet gasstrømmene måles ved hjelp av rotametere 18. En tilførsels-ledning 20 forbinder rotameterne 18 med en fuktebeholder 22, som har en innløpsåpning 24 som mottar tilførselsledningen 20, en sentral åpning 26 for et termometer 28, samt en utløpsåpning 30

for en avløpsledning 32. Fuktebeholderen 22 tilføres vann via en ledning 34, og vannet holdes ved en gitt temperatur ved hjelp av heteelementet 36.

Ved utførelse av reduksjonen i henhold til oppfinnelsen tilveiebringes en reaktorbeholder 38, som er utformet med en innløps-åpning 40, som er forbundet med avløpsledningen 32. En rist 42

er anordnet i den nedre del av en reaktorbeholder 38 og bærer en søyle av granulært kull 44. Reaktorbeholderen 38 er forsynt med en ytre ringformet elektrisk heteanordning 46, som er anordnet rundt det granulaere lag av kull 44. Heteanordningen 46 tjener til å holde temperaturen på minst 427°C i kullskiktet 44. En forvarmer 48, som er antydet med strek-prikkede linjer, strekker seg fra den øvre del av fuktebeholderen 22 til innløpet av reaktorbeholderen 38, tjener til å opprettholde det riktige fuktighet-temperatur-forhold.

Temperaturen i kullskiktet 44 måles med termoelementer 50

og 52, hvor termoelementet 50 er forbundet med en temperaturskriver 54, mens termoelementet 52 regulerer heteelementets 46 ytelse.

Det bemerkes at termoelementene 50 og 52 fortrinnsvis er plassert henholdsvis i en posisjon omtrent 1/2 og 3/4 av kullskiktets 44 lengde i reaktorbeholderen 38.

Reaktorbeholderen 38 er utformet med en utløpsåpning 5 6,

som er forbundet med en produktmottager 58, som i sin tur er forbundet med en utløpsledning 60. Ledningen 60 er forsynt med en ventil 62 som slipper en strøm videre til et kromatograferings-apparat som analyserer gassens sammensetning, samt en ventil 64 som slipper strømmen videre til en kalibrert fortrengningssylinder for måling av den utstrømmende gassens volum.

Reduksjonen av svoveldioksydet utføres i anlegget 10 ved at man fører svoveldioksyd-holdig gass gjennom ledning 20 til fuktebeholderen 22. Den svoveldioksydholdige gass og damp som dannes i fuktebeholderen 22 føres så videre gjennom ledningen 32 til reaktorbeholderen 38, og den svoveldioksydholdige gass bringes i kontakt med det granulaere kullskiktet 44 i nærvær av damp. På denne måte reduseres svoveldioksydet til svovel og hydrogensulfid, mens kullet i skiktet 44 oksyderes.

På fig. 2, som illustrerer et industrielt anlegg 100, er deler som tilsvarer deler i apparaturen i anlegget 10, betegnet med de samme henvisningstall, men i en "100"-serie. I denne utførelses-form av oppfinnelsen er det vist en reaktorbeholder 138 utformet med et øvre innløp 140, som er forbundet med en ventil 142 og en matetrakt 144 for granulært kull. Reaktorbeholderen 138 er utformet med et nedre utløp 154 og en ventil 156, som er plassert rett over et trau 158 for askeproduktet. Det vil forstås at kullet i reaktorbeholderen 138 ikke behøver noen ekstra tilførsel av varme for opprettholdelse av den nødvendige reaktorkull-temperatur på minst 427°C, slik tilfellet var for forsøksanlegget 10. Dette skyldes at den kontinuerlige prosess frembringer og opprett-holder den nødvendige minimumstemperatur.

På fig. 2 er det skjematisk vist et system 160 for fjerning av svoveldioksyd. Dette kan enten være et.tørr-rensesystem eller et våtrensesystem, hvorav det ér kjent flere typer. Videre er det skjematisk vist en dampkilde 162. Ved bunnen av reaktorbeholderen 138 er det anordnet en svovelavløpsledning 164 med en kjøler 166,. hvorfra det produserte svovel uttas.

Den kontinuerlige prosess for reduksjon av en svoveldioksyd-holdig avgass i henhold til den foreliggende oppfinnelse omfatter at den svoveldioksydholdige gass fra systemet 160 føres inn i reaktorbeholderen 138 i nærvær av damp fra kilden 162. En kontinuerlig tilførsel av granulært kull fra trakten 144 føres inn i reaktorbeholderen 138 for reduksjon av svoveldioksydet, hvorved kullet oksyderes og danner et askeprodukt. Dette askeprodukt blir kontinuerlig fjernet fra reaktorbeholderen 138 og ført til trauet 158. Den mengde kull som tilføres til trakten 144 og mengden av askeprodukt reguleres ved hjelp av ventilene henholdsvis 142 og 156, slik at en relativt stor andel av kullet anvendes for reduksjonen av svoveldioksydet. Det vil forstås at dampkilden 162 er nødvendig bare når avgassen fra svoveldioksyd-rensesystemet 160 ikke inneholder en tilstrekkelig mengde fuktighet for reduksjonsreaksjonen.

I de følgende eksempler I og II er det gitt en sammen-stilling av data erholdt ved forsøk som ble utført i anlegget 10.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til å redusere svoveldioksyd i en svoveldioksydholdig gass, hvor gassen i nærvær av vanndamp bringes i kontakt med karbonholdig materiale, karakterisert ved at gassen bringes i kontakt med granulært kull ved en temperatur mellom 621 og 844°C, hvorved kullet oksyderes og svoveldioksydet reduseres til svovel og/eller hydrogensulfid.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at kullet er av en type med høyt svovelinnhold.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den utføres kontinuerlig ved at den svoveldioksydholdige gass og vanndamp føres inn i en reaktorbeholder gjennom hvilken det granulære kull beveges, hvorved svoveldioksydet kommer i kontakt med kullet under dannelse av svovel og/eller hydrogensulfid og kullet oksyderes til et askeprodukt som fjernes fra reaktorbeholderen, og at strømmen av kull inn i reaktorbeholderen og hastigheten som askeproduktet uttas med, reguleres slik at en relativt høy andel av kullet oksyderes.