CH360978A - Verfahren zur Wiederbelebung von Aktiv-Kohle, die zur Rückgewinnung von Schwefelkohlenstoff aus Abluft gedient hat - Google Patents

Description

  Verfahren     zur    Wiederbelebung von     Aktiv-Kohle,     die     zur        Rückgewinnung    von     Schwefelkohlenstoff    aus Abluft gedient hat    Bei der Rückgewinnung von Schwefelkohlen  stoff aus der Abluft, beispielsweise Abluft von       Viskosefabriken,    wird das     Aktiv-Kohle-Verfahren     mit Erfolg eingesetzt. Dieses Verfahren ist ohne  Schwierigkeiten durchführbar, wenn der normaler  weise in der Abluft ebenfalls enthaltene Schwefel  wasserstoff vorher bis auf geringe Restgehalte ent  fernt wurde.

   Dies ist erforderlich, um zu verhindern,  dass durch die Oxydation des Schwefelwasserstoffes  auf der Aktiv-Kohle Oxydationsprodukte des     H,S     abgelagert werden, welche die Aufnahmefähigkeit  des     Adsorbens    für den Schwefelwasserstoff herab  setzen.  



  Es hat sich aber nun gezeigt, dass trotz     praktisch     quantitativer Entfernung des     H..,S    aus der Abluft die  Bildung weiterer Schwefelbindungen auf der Kohle  nicht     verhindert    werden kann, so dass der Wirkungs  grad der Anlage ständig sinkt. Die Ursache dafür ist  in der Instabilität des     Schwefelkohlenstoffes    zu  suchen. Schwefelkohlenstoff setzt sich bei den Ver  fahrensbedingungen     mit        Wasserdampf    gemäss der  nachfolgenden Gleichung teilweise zu Schwefel  wasserstoff und Kohlendioxyd um.  
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    Diese Reaktion wird katalytisch durch die     Aktiv-          Kohle    begünstigt.

   Selbst bei schonendsten Arbeits  bedingungen muss immer mit der Zersetzung eines  bestimmten Anteils des aus der Abluft zurückge  wonnenen     Schwefelkohlenstoffes    gerechnet werden.  Der bei dieser Reaktion entstehende Schwefelwasser  stoff wird seinerseits oxydiert, und zwar zu Schwefel  säure und Schwefel.  
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    wobei die Schwefelsäure     überwiegt.     



       Während    die     Entfernung    der Schwefelsäure ver  hältnismässig     einfach    durch Auswaschen mit Wasser  erfolgen kann, ist die Beseitigung des elementaren  Schwefels ungleich schwieriger.  



  Der Anstieg der Konzentration der Aktiv-Kohle  an Schwefel ist nicht proportional der gebildeten       Schwefelmenge,    da ein kleiner Anteil des auf der  Kohle befindlichen Schwefels immer wieder bei der       Desorption    herausgelöst wird. Es     ist        einleuchtend,     dass die Menge des so entfernten Schwefels mit stei  gendem Schwefelgehalt der Aktiv-Kohle wächst.  Jedoch kann ein Gleichgewichtszustand, bei dem die  Menge des gebildeten Schwefels der     Menge    des bei  der     Desorption    vom     Schwefelkohlenstoff    heraus  gelösten Schwefels entspricht, nicht     eingehalten    wer  den.

   Die Praxis zeigt vielmehr, dass die gebildete  Schwefelmenge im Laufe der Zeit grösser wird als  die automatisch herausgelöste, so dass man gezwun  gen ist, die mit Schwefel beladene Kohle nach Über  schreiten einer     Grenzkonzentration    abzustossen. Die  Verfahren, die man bisher zur Beseitigung des von  der Kohle     abgelagerten    Schwefels     verwendete,    hatten  den grossen Nachteil, dass sie Lösungsmittel verwen  deten, die sekundär     eine        Beeinflussung    der     Aktivität     der Kohle     herbeiführten,    die so unangenehme Aus  wirkungen hat,

   dass man von diesen     Regenerations-          verfahren    abgekommen ist. Verwendung fanden für  die Entschwefelung der Kohle     wässrige    Lösungen von       Ammoniumsulfid    oder     Natriumsulfid.    Bei diesen  Verfahren wurde so gearbeitet, dass die Lösung auf      die Kohle gebracht wurde, wobei der grösste Teil des  vorhandenen Schwefels aufgenommen und so aus;  der     Kohle        entfernt    wurde. Die mit Schwefel angerei  cherte Waschlösung wurde abgelassen und verwor  fen.

   Es wurde dann versucht, durch Auswaschen der  Kohle     mit    Wasser das     Lösungsmittel    zu entfernen,  was aber wegen der Aktivität der Kohle nicht aus  reichend durchführbar war. Es verblieben im     Kapil          larsystem    der Kohle deshalb bestimmte Anteile des       Lösungsmittels,    deren     kationaktive        Bestandteile    eine       Schädigung    der     Adsorptionseigenschaften    der     Aktiv-          Kohle    zur Folge hatten.

   Im Endeffekt war es immer  eine Frage der Wirtschaftlichkeit, ob man die unzu  reichenden     Reinigungsverfahren    anwendete oder die  Kohle nach Erreichen eines bestimmten     Ver-          schmutzungsgrades    verwarf.  



  Die     Schwierigkeiten    würden sich jedoch über  winden lassen, wenn man für die Entfernung des  Schwefels ein Lösungsmittel einsetzen könnte, das  zwar ein grosses Lösungsvermögen für Schwefel hat,  aber keine die Kohle schädigenden Komponenten  enthält. Die Verwendung von Schwefelkohlenstoff,  der bekanntlich ein gutes Lösungsmittel für Schwefel  ist, wurde     bisher    nicht in Erwägung gezogen, da     die,     Aktiv-Kohle den     Schwefelkohlenstoff    nur unter Frei  werden     grosser    Wärmemengen     adsorbiert.    Man     musste     also damit rechnen,

   dass bei der Auswaschung der       Schwefelabscheidungen    von der Aktiv-Kohle     mittels          Schwefelkohlenstoff    so erhebliche Wärmemengen  frei werden, dass mit Explosionsgefahr im     Betrieb    zu  rechnen ist.  



  Überraschenderweise wurde aber gefunden, dass  die während des     Adsorptionsvorganges    mit     CS2    be  ladene Aktiv-Kohle ohne Auftreten nennenswerter       Adsorptionswärme    zur Entfernung des in ihr enthal  tenen Schwefels mit flüssigem Schwefelkohlenstoff  gespült werden kann.  



  Gemäss dem     Verfahren    nach der Erfindung wird  daher zur Entfernung des in der Aktiv-Kohle abge  lagerten elementaren Schwefels flüssiger     Schwefel-          kohlenstoff    verwendet.  



  Am einfachsten lässt sich das Verfahren in fol  gender Weise durchführen: Nach     Beendigung    der       normalen    Beladung der Aktiv-Kohle mit     CS2    im Ab  luftstrom wird der     Adsorber    mit Aussenluft beschickt,  um die     Aktiv-Kohle-Schicht    auf eine     mittlere    Tempe  ratur von etwa 35  C     einzustellen.     



  Danach wird der     Adsorber    mit     Inert    Gas zur  Verdrängung der Luft gespült und flüssiger Schwefel  kohlenstoff so weit eingebracht, dass etwa zwei Drittel  der Aktiv-Kohle mit Schwefelkohlenstoff benetzt  werden.  



  Nach einer     Verweilzeit    von     einhalb    bis     zwei     Stunden ist der Lösungsvorgang abgeschlossen. An  schliessend zieht man den     Schwefelkohlenstoff    ab. Er  enthält den aufgenommenen Schwefel und wird nach  Abtrennung desselben durch     Destillation    für den Be  trieb zur Verfügung gehalten.  



  Von dem zur Schwefelentfernung     eingesetzten          Schwefelkohlenstoff    bleibt ein gewisser Teil in der    Kohle, der durch Abtropfen nicht entfernt wird.       Dieser    -     etwa        20        bis        30%        der        eingesetzten        Menge     betragende - Schwefelkohlenstoff geht aber nicht  verloren, sondern wird bei dem dieser Reinigung  folgenden Verfahrensschritt der     Desorption    wieder  gewonnen,

   wobei in bekannter Weise Dampf von  oben nach unten durch die Aktiv-Kohle geschickt  und das hierbei anfallende     Dampf/CS..-Gemisch     durch Kondensation niedergeschlagen wird. Darauf  wird der Schwefelkohlenstoff abgeschieden und der  Wiederverwertung zugeführt.  



  Es ist aber auch möglich, die Entfernung des  Schwefels durchzuführen, nachdem die Kohle im  Anschluss an die normale Beladung mit     CS,    in der  üblichen Weise durch Spülen mit Dampf vom     CS2     befreit und durch Trocknen mit Heissluft und     Kühlen     mit Aussenluft in den normalen Betriebszustand ge  bracht wurde. In diesem Fall geht man z. B. wie  folgt vor: Die Luft wird durch     Inert-Gas        verdrängt     und     flüssiger    Schwefelkohlenstoff so weit einge  bracht, dass zwei Drittel der     Aktiv-Kohle-Schicht     mit Schwefelkohlenstoff bedeckt sind. Die weitere  Arbeitsweise erfolgt dann wie oben beschrieben.  



  Eine Entfernung des Schwefels aus der     Aktiv-          Kohle    durch die vorgeschlagene     CS,-    Auswaschung  ist auch möglich im Anschluss an die in regelmässi  gen Abständen von 4 bis 6 Wochen durchgeführte       Entfernung        d'er    Schwefelsäure. Diese Entfernung der  Schwefelsäure geschieht zweckmässig wie folgt: Die  Aktiv-Kohle wird mehrfach mit Wasser gespült. Da  bei wird die Schwefelsäure herausgelöst.

   Nach Been  digung dieser Spülung muss dann die Kohle getrock  net werden, was mittels Heissluft     erfolgt.    Man kann  nun die Entfernung des Schwefels mit der Schwefel  säureentfernung derart kombinieren:, dass im An  schluss an die letzte Spülung mit Wasser, das heisst  nach Ablaufen des Wassers, die Luft, die noch im       Adsorber    vorhanden ist, durch Verdrängen mittels       Inert-Gas        entfernt    wird. Der flüssige     Schwefelkohlen-          stoff    wird dann eingebracht, bis zwei Drittel der       Aktiv-Kohle    mit Schwefelkohlenstoff bedeckt sind.  Die Weiterbearbeitung     erfolgt    in der üblichen Weise.

    Selbstverständlich wird bei dieser Ausführungsform  des erfindungsgemässen Verfahrens der     Wirkungsgrad!     in gewissem Umfang durch das in der Kohle enthal  tene Wasser beeinträchtigt.  



  Nach den bisher bekannten betrieblichen Ver  fahren wurde, wie     gesagt,    in der Regel so vorgegan  gen, dass man die Aktiv-Kohle bis zur völligen Er  schöpfung ihrer Aktivität in Betrieb gelassen hat, um  sie dann zu verwerfen. Nach dem erfindungsgemässen  Verfahren geht man am besten so vor, dass man den       Reinigungsprozess    mittels des     Schwefelkohlenstoffes          einschaltet,        wenn        die        Kohle        ungefähr        20%        Schwefel     aufgenommen hat.

   Sie ist zwar auch dann noch  leistungsfähig, aber es hat sich als vorteilhaft erwie  sen, den Schwefelgehalt nicht höher ansteigen zu  lassen. Eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren  in Abständen von 10-12 Wochen     gereinigte        Aktiv-          Kohle    bleibt über eine sehr lange Betriebszeit brauch-      bar und erhöht damit die Wirtschaftlichkeit des Pro  zesses ausserordentlich.  



  Es ist jedoch selbstverständlich,     d-ass    das Ver  fahren nicht auf eine Entfernung des Schwefels aus  der Aktiv-Kohle innerhalb des     Adsorbers    beschränkt  ist. Zweifellos ist ein wesentlicher Vorteil darin zu  erblicken, dass man die Reinigung innerhalb des Ad       sorbers    selbst durchführt, doch darf nicht vergessen  werden, dass es im wesentlichen darauf ankommt,     die     Aktivität der Kohle möglichst lange zu erhalten.  



  Dies kann in vollauf befriedigender Weise auch  geschehen, wenn man die Kohle aus dem     Adsorber     entfernt, und die Reinigung in einem besonderen Re  generationsraum vornimmt. Ein solches Vorgehen  wird sich überall dort als zweckmässig erweisen, wo  die Ausgestaltung des     Adsorbers    einen zu grossen       Totraum    zeigt, der zur wirksamen Durchführung des  Verfahrens     mit        CSz    ausgefüllt werden müsste. Als       Totraum    wird der Raum unterhalb der     Kohleschicht     bis zum nächsten Absperrorgan bezeichnet.

   Da     insbe-          sondere    bei diesen Grossanlagen nach einer     bestimm-          ten    Betriebszeit die Kohle einer Sichtung unterzogen  werden muss, kann man den     Regenerationsprozess    im  Anschluss an diese Arbeiten vornehmen. Die Sich  tung ist notwendig, um den durch mechanischen Ab  rieb der einzelnen Kohlenkörper anfallenden     Kohlen-          grus    zu entfernen. Nach diesem Arbeitsvorgang führt  man die Kohle in einen Extraktionsraum über und  nimmt die Spülung mit     Schwefelkohlenstoff        in    der  oben     beschriebenen    Weise vor.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Wiederbelebung von Aktiv-Kohle, die zur Rückgewinnung von Schwefelkohlenstoff aus Abluft gedient hat, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entfernung des in der Aktiv-Kohle abgelagerten ele mentaren Schwefels flüssiger Schwefelkohlenstoff verwendet wird. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass nach Spülung mit Raumluft und sodann mit Inert-Gas zwei Drittel der mit CS2 be dadenen Aktiv-Kohle im Adsorber selbst mit flüssi gem CS2 bedeckt wird, worauf nach einer Einwir kungszeit bis zu 2 Stunden der CS2 abgelassen und die Aktiv-Kohle der Desorption unterworfen wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Entfernung des Schwefels mit tels flüssigen Schwefelkohlenstoffes nach Desorption, Trocknung und Kühlung vorgenommen wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Entfernung des Schwefels mit tels flüssigen Schwefelkohlenstoffes nach der Aus waschung der Schwefelsäure erfolgt. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Entfernung des Schwefels mit tels flüssigen Schwefelkohlentoffes in einem geson derten Extraktionsraum im Anschluss an die Sichtung der Kohle zur Entfernung des durch mechanischen Abrieb anfallenden Kohlengruses vorgenommen wird.