NO149378B - Fremgangsmaate for behandling av en gasstroem for fjerning av svoveldamp - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår utvinning av svovel, mere spesielt fjerning av svovel som er tilstede i forskjellige former, så som elementær svoveldamp, flytende elementær svoveldråper og blandinger av svovelforbindelser, så som hydrogensulfid og svoveldioksyd, som alle kan være tilstede i fortynnede konsentrasjoner i gasstrømmer. Mer spesielt angår oppfinnelsen fjerning av betydelige deler av elementært og kombinert svovel som er tilstede i gasser fra Claus-prosessanlegg hvor man omdanner hydrogensulfid til elementært svovel som så utvinnes.

Såkalte Claus-prosessanlegg brukes i industrien så som petroleumsraffinerier og anlegg som behandler naturgasser, for å omdanne giftig hydrogensulfid som oppstår ved selve raffineringen eller som er vasket ut fra naturgass (som i enkelte tilfelle kan inneholde opptil 25 til 40% hydrogensulfid) . I Claus-prosessen blir hydrogensulfidet reagert med luft til elementært svovel og vann som hovedprodukter. Det elementære svovelet blir så kondensert fra damptilstanden og i alt vesentlig utvunnet fra de ukondenserte gassene som i alt vesentlig er vanndamp og nitrogen, sammen med noe ukon-densert svoveldamp, uomsatt hydrogensulfid, svoveldioksyd, noe karbondisulfid, og karbonoksysulfid enten som er dannet under selve behandlingen eller som er tilstede i selve utgangsmaterialet.

De- ukondenserte utstrømmende gasser fra Claus-prosessen blir vanligvis forbrent slik at det gjenværende svovel blir sluppet ut som fortynnet svoveldioksyd fra forbrenningsovnen. Det totale utslipp av svoveldioksyd blir målt i pipen, og

det er dette utslippet som er begrenset av offentlige be-stemmelser. Til tross for at det har vært gjort betydelig fremgang med hensyn til å redusere mengden av svovel i forskjellige former som føres ut sammen med avgassene og til slutt slippes ut som svoveldioksyd, så er det visse kjemiske og fysikalske likevekter som setter øvre grenser for an-leggenes effektivitet, og videre utvinning må derfor oppnås i separate anlegg og ved hjelp av separate fremgangsmåter

hvor driftsbetingelsene muliggjør ytterligere svovelinn-vinning. Flere slike fremgangsmåter er kjente, og enkelte er i kommersiell drift.

Vann-vasking av gasstrømmen er meget brukt, men forsøk på å anvende denne fremgangsmåten på gassene fra Claus-prosessen støter på en alvorlig vanskelighet, nemlig en tendens til at det dannes kolloidalt svovel i det vandige medium. Kolloidalt svovel kan dannes ved kontakt mellom svoveldamp og vann. Det kan også fremstilles ved komplekse serier av kjemiske reaksjoner som opptrer når hydrogensulfid og svoveldioksyd rea-gerer i nærvær av vann. Ved denne sekvens av reaksjoner dannes det tiosvovelsyre og polytionsyrer, og enkelte av disse viser liten stabilitet og dekomponerer gradvis under dannelse av elementært svovel i kolloidal form. I denne formen er det ikke lett å skille svovelet fra vannet. Videre oppstår det alvorlige problemer ved at svovelet over tid felles ut i kritiske deler av anlegget.

Man har nå funnet at problemet med å regulere avsetningen av elementært svovel, enten dette er fra eksisterende elementære svoveldamper eller har oppstått ved vandige reaksjoner mellom hydrogensulfid og svoveldioksyd, kan løses ved at. det vandige vaskende medium tilsettes visse katalytiske faste stoffer i finfordelt form. Disse katalytiske faste stoffer er de som er kjente for sin evne til å katalysere dampfasereak-sjonen mellom hydrogensulfid og svoveldioksyd i systemer som opererer over vannets duggpunkt, dvs. aluminiumoksyd og aktivert karbon. Det kunne imidlertid ikke forutsies at et nærvær av disse katalytiske faste stoffer, for praktiske formål, i alt vesentlig vil fullstendig hemme de reaksjonssekvenser som finner sted i den vandige fase og som er nevnt ovenfor, og som fører til dannelsen av kolloidalt svovel, heller ikke ikke at slike katalytiske faste stoffer fullstendig ville hemme dannelsen av kolloidalt svovel når elementær svoveldamp kontaktet det vandige system. Man har nå funnet at en slik hemming skjer i nærvær av slike katalytiske faste partikler. På basis av denne oppdagelse er det nå blitt mulig å utforme fremgangsmåter for vasking av gasstrømmer fra Claus-prosessen hvor man anvender vandige suspensjoner av aktivert karbon eller aluminiumoksyd.

Man har også funnet at de findelte katalytiske faste stoffer som er effektive i foreliggende fremgangsmåte og som akkumu-lerer svovel under fremgangsmåten ved at "svovelet avsettes på partiklene som derved får en nedsatt effektivitet, kan regenereres og i alt vesentlig få igjen sin opprinnelige aktivitet uten at man ødelegger eller forbruker en vesentlig del av det katalytiske materialet.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt

en fremgangsmåte for behandling av en gasstrøm for fjerning av svoveldamp, medførte væskeformige svoveldråper, og blandinger av hydrogensulfid og svoveldioksyd, som er tilstede i fortynnet konsentrasjon i nevnte gasstrøm, og denne fremgangsmåte er kjennetegnet ved at gasstrømmen bringes i intim kontakt med en sur vandig suspensjon av minst 1 vekt-% av et findelt katalytisk materiale som er aluminiumoksyd eller aktivert karbon, idet suspensjonens surhet er den som utvikles ved absorpsjon av sure komponenter i gasstrømmen, hvorved elementært svovel, i gasstrømmen eller dannet fra gasser deri, avsettes på det katalytiske materiale, og ved at det katalytiske materiale deretter eventuelt regenereres ved behandling for å separere avsatt svovel derfra slik at dette materialet kan brukes på nytt for behandling av mer av gasstrømmen.

Det finfordelte katalytiske materialet hvorpå det er akkumulert svovel kan regenereres ved at man: 1) utskiller det findelte materialet fra det vandige medium i hvilket det er kontaktet gasstrømmen, 2) fører nevnte materiale i en fluid valgt fra gruppen be-stående av et flytende oppløsningsmiddel for svovel og gasser som er ikke-reaktive med nevnte materiale, hvistemperaturer som er tilstrekkelig til å oppløse svovelet når nevnte fluid er et flytende oppløsningsmiddel og å smelte og fordampe svovelet når væsken er en gass, inntil det absorberte svovelet er blitt skilt fra det katalytiske materialet tilstrekkelig til at dette har fått igjen sin katalytiske aktivitet.

Oppfinnelsen angår videre nevnte fremgangsmåte for regenerering av det finfordelte katalytiske faste materiale og retur-nere dette i form av en vandig dispersjon som katalysatoren i en fremgangsmåte for behandling av en gass, slik dette er beskrevet ovenfor.

Den intime komtakten mellom gasstrømmen og den vandige suspensjonen, slik denne utføres i foreliggende fremgangsmåte, kan oppnås ved en rekke typer gassvaske-kontaktutstyr. Et slikt utstyr innbefatter f.eks. vasketårn, så som pakkede tårn og silplate eller bobletårn, syklonvaskere, strålevaskere, forstøvningsvaskere, kaskadevaskere og Venturi-vaskere. Den mest foretrukne og praktiske anordning for kontakt mellom gassen og suspensjonen er en Venturi-vasker.

De vandige suspensjoner eller utrørte blandinger av aluminiumoksyd og aktivert karbon kan f.eks. lett fremstilles ved hjelp av kommersielt tilgjengelig finfordelte kvaliteter av aluminiumoksyd av den type 'som brukes i Claus-prosessen eller med forskjellige typer av pulverisert eller relativt fingranulert aktivert karbon. Mengden av suspenderte faste stoffer i den vandige suspensjonen i foreliggende fremgangsmåte ligger vanligvis i området fra 1 til 10 vekt-%. Mengder under 1% viser seg vanligvis å ha for lav kapasitet for fjerning av svovel i sine forskjellige former fra gassen, og mengder større enn 10% har en tendens til å skape problemer med behandlingen av suspensjonene. Et foretrukket konsen-trasjonsområde for faste stoffer i den vandige suspensjonen er fra 3 til 7%.

I den foreliggende fremgangsmåte så vil det finfordelte katalytiske materiale under kontaktingen virke som et av-setningssted for det svovel som fjernes fra gasstrømmen så-vel som en katalysator for reaksjonen mellom hydrogensulfid og svoveldioksyd, og det er følgelig en grense for den mengde svovel som kan fjernes fra en gasstrøm ved hjelp av en gitt mengde av det katalytiske materiale før dette må renses for akkumulert svovel. En praktisk grense for avsetningen av svovel på det katalytiske materialet er en vekt som er lik tørrvekten av selve materialet, og etter dette er det hensiktsmessig å regenerere materiale for ny bruk ved at man fjerner og utskiller svovelet. Deretter kan det katalytiske materialet igjen dispergeres i\ann, og suspensjonen kan så igjen brukes for kontakt med en gasstrøm for fjerning av mere svovel ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte.

Ettersom gasstrømmer hvor det er ønskelig å fjerne svovel vanligvis har temperaturer over det atmosfæriske kokepunketet for vann og ikke er mettet med fuktighet, så vil det bli betydelige varmemengder som overføres til den vandige suspensjonen og det skjer en fordampning av vann fra denne. Man kan lett anvende en driftstemperatur på suspensjonen som er slik at fordampningen fra suspensjonen i alt vesentlig er null. Denne temperatur kan f.eks. opprettholdes ved at man tilveiebringer en varmeveksler i sirkulasjonsløpet for suspensjonen. Alternativt kan varmefjerningen oppnås ved at man lar vannet fordampe fra suspensjonen og tilfører mere vann for å opprettholde suspensjonens volum. Kombinasjoner av disse to fremgangsmåter kan også brukes. Ved hjelp av nevnte kjøling vil man kunne holde temperaturen på suspensjonen i-området 60-80°C, mest foretrukket fra 65°C til 75°C.

Effektiviteten med hensyn til fjerning av svovel i alle dets forskjellige former fra en gasstrøm ved hjelp av foreliggende oppfinnelse er avhengig av flere faktorer. Disse innbefatter blant andre effektiviteten på det apparat som brukes for kontakt mellom gassen og væsken, den spesifikke type og den mengde av katalytisk materiale som anvendes, samt mengden av svovel som er tilstede på materialet før man utfører kontakten. Under gode og effektive driftsbetingelser kan man forvente at 50% eller mere av svovelet i alle dets forskjel-

lige former vil kunne fjernes fra gasstrømmer fra et Claus-prosessanlegg, hvorved man reduserer med mer enn 50% den mengde svovel som må forbrennes og som slippes ut i atmos-

færen eller føres til andre enheter for ytterligere svovel-utvinning.

Ettersom det er en grense for den mengde svovel som en gitt mengde av katalytisk materiale kan fjerne fra en gass før materialet blir ineffektivt, så er det nødvendig å regener-

ere materialet for å gjenskape dets effektivitet hvis prosessen skal kunne drives økonomisk. Regenerering av det katalytiske materiale oppnås lett så snart dette er skilt fra den vandige fasen, ved at man oppvarmer materialet over svovelets smeltepunkt, f.eks. ved hjelp av en luftstrøm, overopphetet damp, eller andre inerte gasser, eller blandinger av slike gasser, hvorved man driver av svovelet i en gasstrøm fra hvilken svovelet kan utkonsentreres. Det er foretrukket at man bruker overopphetet damp eller en blanding av varme for-brenningsgasser og overopphetet damp når man ønsker å regenerere aktivert karbon, ettersom slike gasser unngår et for-

bruk av karbonet ved partikkelforbrenning av dette. Det er også mulig å fjerne svovelet fra det katalytiske materialet og regenerere dette, ved at man oppløser det avsatte svovel ved hjelp av et egnet flytende oppløsningsmiddel for svovel, f.eks. karbondisulfid eller xylen, i en egnet ekstraksjons-prosess, hvoretter man skiller det faste katalytiske materialet fra væskeoppløsningen, f.eks. ved filtrering. Hele fremgangsmåten for innvinning av den regenererte katalysatoren fra den vandige suspensjonen lettes ved at det faste materialet lett kan skilles ut ved filtrering og kan regenereres in situ på filtermediet (etter tørkning hvis dette er ønskelig), ved at man fører enten en eller flere inerte gasser gjennom

filtermediet for derved å avdrive svovelet, eller ved å føre et flytende oppløsningsmiddel for svovel gjennom filtermediet for derved å oppløse svovelet. Ved en slik opera-

sjon kan det katalytiske materialet innvinnes fra filtrer-ingsmediet, kan igjen utrøres i vann og så resirkuleres for ny kontakt med en gasstrøm som inneholder svovel og svovelforbindelser .

De følgende eksempler er gitt for å illustrere anvendbarheten og den praktiske gjennomførbarheten av de forskjellige aspekter av fremgangsmåten. Eksemplene viser klart at man effektivt og i praksis kan anvende vandige suspensjoner av fast katalytisk materiale for å fjerne blandinger av hydrogensulfid og svoveldioksyd fra en gasstrøm og å fjerne svoveldamp fra en gasstrøm, i hvert enkelt tilfelle uten at det utvikles kolloidalt svovel i den vandige fasen. Eksemplene viser videre at det katalytiske materialet kan regenereres etterat det er pålagt svovel som er fjernet fra en gass-

strøm inneholdende svovel i en slik form at det avsettes fritt svovel på det faste stoff. Alle de angitte prosent-satser er pr. vekt hvis intet annet 'er angitt.

Det følgende eksempel illustrerer effektiviteten for en

vandig suspensjon av aktivert karbon for fjerning av svoveldamp fra en gasstrøm.

Eksempel 1

Det ble fremstilt en suspensjon av aktivert karbon ved at 1,0 g "Aqua Nuchar A" aktivert karbon ble dispergert i 100 ml vann i et kraftig rørt kar ved romtemperatur. En strøm av for-varmet nitrogengass i en mengde på 1,2 liter/min. ble ført over en viss mangde smeltet svovel som ble holdt på 182°C,

og den resulterende strøm av fortynnet svoveldamp ble ført via et oppvarmet rør ved en temperatur på 160°C inn i den kraftige rørte suspensjonen. Den utgående gassen fra suspensjonen ble ført gjennom en plugg av glassull ved romtemperatur i et glassrør hvis diameter var 2,5 cm, for derved å

få fjernet det svovel som var passert uabsorbert gjennom

den vandige suspensjonen. Etter to timers drift ble suspensjonen filtrert gjennom et filtrerpapir og ga et klart filtrat, noe som" indikerte et fravær av kolloidalt svovel som ellers kunne ha vært dannet ved kontakten mellom svovel-dampen og vannet. Filterkaken av karbon og svovel ble tørket i to timer ved 110°C, og så ekstrahert i et Soxhlet-apparat med karbondisulfid i to timer. Fra ekstraktet fikk man 0,244 g fast svovel. Samme type ekstraksjon av glass-ullpluggen med karbondisulfid ga 0,166 g fast svovel. Fremgangsmåten for fjerning av svovel fra gasstrømmen ved hjelp av den vandige suspensjonen av aktivert karbon hadde så-

ledes enn effekt på 59,5%.

Det følgende eksempel illustrerer effektiviteten for bauxitt (aluminiumoksyd) i en vandig suspensjon for å fjerne fortynnet og blandet hydrogensulfid og svoveldioksyd fra en gasstrøm.

Eksempel 2

Finmalt bauxitt ble fremstilt ved å male en Claus-prosess pelletert katalysator av kommersiell type,i en mengde på

2,5 g, som ble dispergert i 250 ml vann i en laboratorie-

kolbe som hadde et tilførselsrør for en gasstrøm-, et utløp for uttak av en vandig suspensjon, samt en toppåpning for forbindelse til bunnen av en kontaktanordning som bestod av en kommersiell laboratoriedestillasjonskolonne som kunne på-settes vakuum, og hvis indre diameter var 5 cm og hvor det var plassert 5 silplater med nedløp. En forskyvningspumpe ("Moyno") ble forbundet med kolben for å pumpe suspensjon fra denne kontinuerlig til toppen av destillasjonskolonnen, hvorfra suspensjonen strømmet ned gjennom kolonnen og inn i kolben, mens en gasstrøm som ble presset^inn i kolben gjennom gasstilførselsrøret, strømmet opp gjennom kolonnen og var i kontakt med suspensjonen på silplatene, hvoretter gassen ble ført ut ved hjelp av et utventileringsrør. En prøvegasstrøm ble fremstilt ved at man kontinuerlig førte nitrogengass, hydrogensulfidgass og svoveldioksyd i mengder på 3 liter/min., 60 ml/min., og 30 ml/min. respektivt, inn i innløpet, og de

mengder som er gitt ovenfor gir en blanding som i alt vesentlig inneholder 2 volumprosent hydrogensulfid, 1 volumprosent svoveldioksyd, og 97 volumprosent nitrogen. Strømmen av gassen ble ført inn i kolben og opp gjennom destillasjonskolonnen hvor man fikk en kontinuerlig kontakt med suspensjonen iløpet av 50 minutter, og under hele sirkulasjonen ble suspensjonen holdt på 77°C ved at man tilførte kolben varme. Etter nevnte periode ble suspensjonen filtrert, og man fant at filtratet var klart og fritt for kolloidalt svovel. Den utvunnete bauxitten ble tørket og så ekstrahert med karbondisulfid, og man fant at den inneholdt 17,5% fritt svovel (basert på vekten av den opprinnelige svovelfrie bauxitten), som var blitt fjernet fra prøvegassen som ikke inneholdt noe fritt svovel. Man fant at effektiviteten ved fjerning av svovel fra prøvegassen var ca. 6,6%, og denne relativt lave effektiviteten skyldes dels den lave effektiviteten for aluminiumoksyd som katalysator i foreliggende fremgangsmåte, men også en viss mangel på tilstrekkelig kontakt mellom prøvegassen og den sirkulerende suspensjonen i denne enkle kontaktkolonnen med bare 5 silplater.

Det følgende eksempel illustrerer effektiviteten for aktivert karbon i en vandig suspensjon for fjerning av fortynnet hydrogensulfid og svoveldioksyd fra en gasstrøm, og illustrerer videre regenereringen av det aktive karbonet for videre bruk etterat karbonet er blitt brukt så lenge at det er sterkt belagt med absorbert fritt svovel. Ved hjelp av hensiktsmessige og passende apparater illusterer også eksemplet hvor lett man kan utføre flere suksessive absorb-sjoner og regenereringer av det aktive karbon.

Eksempel 3

Det relativt enkle apparatet man bruke i dette eksempel besto

i alt vesentlig av et glassrør (ytre diameter 4,4 cm) med en sintret glassplate i bunnen, ca. 25 cm fra toppen. Forbindelser til topp og bunn av røret gjorde det mulig å til-føre en vandig suspensjon av karbon til toppen av den sintrede platen, samt å tilføre en gasstrøm under platen, slik

at den boblet opp gjennom den vandige suspensjonen, samt an-ordninger for utventilering av gassen på toppen. Andre forbindelser gjorde det også mulig å tilføre damp eller andre regenererende væsker over den sintrede platen, samt å ta ut flytende medium under platen for et regenereringstrinn. Apparatet var innelukket i en oppvarmingsanordning, slik at temperaturen kunne heves til et høyt nivå under regenereringen av karbonet på platen. Ved starten av eksperimentet førte man en nitrogenstrøm i en mengde på 1,3 liter/min. inn i røret gjennom bunnen, og 5 g aktivert karbon ("Nuchar SN") suspendert i 100 ml vann ble tilsatt på toppen av platen, hvor suspensjonen holdt seg mens gassen boblet opp gjennom den. Varme ble påsatt ved hjelp av varmeanordningen for å holde den vandige suspensjonen på en temperatur ca. 70°C. Strømmer av hydrogensulfid og svoveldioksyd ble så tilsatt til nitrogenstrømmen i røret i mengder på 40 og 20 ml/min. hhv., og forsøket ble utført i 2 timer. Under hele for-søket ble konsentrasjonen av svoveldioksyd i uttaksgassen kontinuerlig målt ved hjelp av en infrarød-analysator ("Miran"). En svak økning av den målte konsentrasjonen som skjedde under 2-timers eksperimentet indikerte en i alt vesentlig jevn og bare svakt fallende effektivitet med hensyn til omdannelse av svoveldioksyd under eksperimentet. Under forsøket tilsatte man nå og da et par ml vann for å holde suspensjonens volum i alt vesentli på 100 ml, noe som var nødvendig for å kompensere for det vann som gikk tapt i gasstrømmen på grunn av fordampning. Ved periodevis iodometrisk titrering av prøver både av tilførselsgassen og uttaksgassen kunne man måle effektiviteten med hensyn til fjerning av svovelforbindelser fra gassen under passasjen gjennom karbonsuspensjonen, og man fant at effektiviteten var 41,5%. Etterat de to nevnte timene var gått, ble den tilførte gassen slått av, og et svakt trykk påsatt over den vandige suspensjonen slik at man presset vannet gjennom platen og etterlot en filterkake av karbon med absorbert svovel. En vannavkjølt kjøler ble så forbundet med bunnen a'v røret, dg en strøm av overopphetet damp ble tilført over karbonet, samtidig som temperaturen i røret ble hevet ved hjelp av nevnte overopphetede damp til ca. 482°C, noe som ble målt ved hjelp av en termokuppel som var nedsatt i karbonet, hvorved man smeltet, fordampet og førte vekk svovelet som var avsatt på det aktiverte karbon. Svovelet ble ført til kjøleren under røret hvor dampen og svovelet kondenserte og ble utvunnet som en melkehvit dispersjon av svovel i vann. Etter to timers dampbehandling fant man at regenereringen av det aktive karbon for fjerning av svovel var tilstrekkelig, og man påsatte igjen gasstrømmen av nitrogen, hydrogensulfid og svoveldioksyd i de samme mengder som tidligere, hvoretter man tilsatte 100 ml vann til det løse, pulveriserte karbonet på platen, hvorved man igjen fikk en suspensjon av dette. Igjen utførte man en kontinuerlig analyse av svoveldioksyd-konsentrasjonen i utløpsgassen, og iløpet av 2 timer så fikk man bare en svak økning av konsentrasjonen, noe som indikerte at effektiviteten med hensyn til omdannelsen bare av-tok meget svakt iløpet av det nevnte tidsrom. Man utførte også periodevis ionometriske analyser av prøver på tilfør-selsgassen og utløpsgassen, og fant at effektiviteten med hensyn til omdannelse av svovelforbindelsene til fritt svovel i suspensjonen var 50%. Etter nevnte to timer ble vannet i den vandige suspensjonen igjen filtrert gjennom platen, og karbonfilterkaken igjen dampbehandlet i to timer med en strøm av overopphetet damp som forklart ovenfor. Etter nevnte to timer ble gasstrømmen igjen påsatt, man tilsatte karbonet for fremstilling av suspensjon, og gasstrømmen ble boblet gjennom denne i ytterligere to timer, samtidig som man kontinuerlig målte konsentrasjonen i utløpsgassen. Igjen kunne man fastslå at det bare var en svak senkning

av omdannelseseffektiviteten under nevnte to timers drift, og en periodevis iodometrisk analyse av tilførselsgassen og utløpsgassen viste at omdannelseseffektiviteten under for-søket var 45,5%. Denne omdannelseseffektiviteten viser at det aktiverte karbon kan regenereres og brukes flere ganger uten at man taper særlig vesentlig med hensyn til effektivitet. For ytterligere å få en bekreftelse på effektiviteten med hensyn til svovelfjerningen etter nevnte tre suksessive to-timers perioder, ble den melkeaktige disper-

sjonen av svovel i vann som ble oppnådd fra kondensatoren under de første to regenereringsperiodene, separat fordampet ved 110°C. Man målte deretter vekten av svovel i resten,

og karbonet med dets absorberte svovel etter tredje to-timers reaksjonsperiode ble ekstrahert i et Soxhlet-

apparat med karbondisulfid. Karbondisulfidet ble så fordampet og vekten av svovel bestemt. Vekten av svovel som således var fjernet ved tre suksessive regenereringstrinn var i tilfredsstillende overensstemmelse med de beregnede verdier for fjerning av svovel fra tilførselsgassene basert på analysen av tilførselsgassen og utløpsgassen.

Det følgende eksempel viser hvorledes aktivert karbon kan brukes i en vandig suspensjon for fjerning av hydrogensulfid og svoveldioksyd fra en gasstrøm. Videre viser eksemplet hvordan man kan regenerere det aktive karbon etterat dette i vesentlig grad er belagt med fritt svovel. Regenereringen ble utført ved at svovelet ble ekstrahert fra karbonet ved hjelp av varmt, flytende xylen.

Eksempel 4

Apparatet som ble brukt var det samme som i eksempel 3, dvs. at en fortynnet gass inneholdende svovelforbindelser ble ført inn i et glassrør, hvor det var en sintret glassplate i bunnen, samt at det var uttak på toppen for uttak av gasser, samt tilførsel av vandig medium og regenererende medium, samt forbindelser i bunnen av røret for tilførsel av gass og fjerning av flytende ekstraksjonsmiddel. Som i eksempel 3 brukte man også her en strøm på 1,3 l/min. av nitrogen, 40 ml/ min. av hydrogensulfid og 20 ml/min. av svoveldioksyd som ble boblet gjennom en suspensjon av 5 g av aktivert karbon ("Nuchar SN") i 100 ml vann som var plassert på den sintrede platen. Forsøket ble utført i 2 timer, suspensjonen hadde en temperatur på 70°C ved hjelp av varmeanordningen omkring røret, og små tilsetninger av vann ble utført for at suspensjonens volum skulle opprettholdes på omkring 100 ml. I hver av disse 2-timers reaksjonsperioder ble 9,4 g svovel tilført karbonsuspensjonen i form av gassformede svovelforbindelser. Konsentrasjonen av svoveldioksyd i utløpsgassene ble målt under hele eksperimentet og man fant at det bare var en svak økning i hvert 2-timers intervall. Ved slutten av hver av fem slike suksessive absorpsjoner, ble gasstrømmen stoppet og filtreringen begynt, ved at man påsatte et inert gass-trykk over karbonsuspensjonen. Ved slutten av hvert forsøk fikk man en våt karbonfilterkake på den sintrede platen. På dette tidspunktet ble bunnen av reaktorrøret forbundet med en tarert væskeutvinningskolbe via en vannfelle, og en strøm av xylendamp fra en kilde for kokende xylen ble forbundet med toppen av røret. Xylendampen presset den gjenværende vann-mengden igjennom den sintrede platen etterhvert som xylenet kondenserte på karbonet, og xylenet ble så filtrert gjennom karbonfilterkaken og gjennom den sintrede platen og inn i nevnte utvinningskolbe. Ved filtreringen gjennom filterkaken vil den varme xylenen oppløse det svovel som er absorbert på karbonet, og strømmen av xylendamp ble fortsatt inntil temperaturen i filterkaken var 127°C, dvs. godt over koke-punktet for azeotropen vannxylen, noe som indikerte at alt vann var fjernet fra filterkaken og karbonet fullstendig konkaktet xylenet. Da xylenstrømmen ble stoppet, ble det flytende xylenet i kolben destillert for bruk om igjen, og vekten av svovelet som var ekstrahert fra karbonet ble veid. Vektene av det svovel som ble oppnådd i fem suksessive regenereringer etter fem absorpsjonsforsøk, var hhv. 5,2, 3,9, 3,9, 4,2 og 4,4 gram. Disse vekter tilsvarer hhv. 55,3 41,5, 41,5, 44,7 og 46,8% av det tilførte svovelet (som svovelforbindelser) til den aktive karbonsuspensjonen under to-timers forsøket som gikk forut for hver regenerasjons-periode. Disse svovelutvinninger viser klart at varm, flytende xylen effektivt kan brukes for å fjerne absorbert svovel på det aktiverte karbon, og viser at den opprinnelige høye verdi for svovelfjerning ikke fullt kunne opprettholdes ved regenereringen, men at effekttapet var tolerabelt og ikke kontinuerlig. Utvinningen jevnet seg ut på et aksep-tabelt nivå omkring 50%.

De foregående eksempler viser forskjellige aspekter av oppfinnelsen. I tillegg til dette kan det påpekes at foreliggende fremgangsmåte kan brukes for å oppnå en reduksjon av svovelmengden som er tilstede som svoveldioksyd i fortynnet konsentrasjon, f.eks. i ovensgasser eller i gasser fra røsteprosesser for sulfidmalmer. Slike gasstrømmer som normalt vil inneholde noe svoveldioksyd selv etter en første-behandling, vil ikke inneholde noe hydrogensulfid, og må derfor for å kunne behandles i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse,først tilsettes en støkiometrisk mengde hydrogensulfid foråt man skal oppnå ovennevnte reaksjon med svoveldioksyd for dannelse av elementært svovel. Deretter kan gasstrømmen kontaktes en vandig suspensjon av fast katalytisk materiale, slik det er beskrevet ovenfor.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for behandling av en gasstrøm for fjerning av svoveldamp, medførte væskeformige svoveldråper, og blandinger av hydrogensulfid og svoveldioksyd, som er tilstede i fortynnet konsentrasjon i nevnte gasstrøm,karakterisert vedat gasstrømmen bringes i intim kontakt med en sur vandig suspensjon av minst 1 vekt-% av et findelt katalytisk materiale som er aluminiumoksyd eller aktivert karbon, idet suspensjonens surhet er den som utvikles ved absorpsjon av sure komponenter i gasstrømmen, hvorved elementært svovel, i gasstrømmen eller dannet fra gasser deri, avsettes på det katalytiske materiale, og ved at det katalytiske materiale deretter eventuelt regenereres ved behandling for å separere avsatt svovel derfra slik at dette materialet kan brukes på nytt for behandling av mer av gasstrømmen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at det anvendes en vandig suspensjon som inneholder opptil 10 vekt-% av det finfordelte katalytiske materiale.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at den vandige suspensjon av katalytisk materiale holdes ved en temperatur i området 60-80°C, fortrinnsvis i området 65-75°C.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3,karakterisertved at det for oppnåelse av intim kontakt mellom gass-strømmen og den vandige suspensjon anvendes en Venturi-vasker.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at det katalytiske materiale regenereres ved at det separeres fra det vandige medium i hvilket det har vært i kontakt med gasstrømmen; en fluid som enten kan være et væskeformig oppløsningsmiddel for svovel eller en gass som er ikke-reaktiv med nevnte materiale føres ned gjennom dette materialet, ved en temperatur som er til strekkelig til å oppløse svovel når nevnte fluid er et væskeformig oppløsningsmiddel og til å smelte og fordampe svovel når nevnte fluid er gassformig, i et tidsrom som. er tilstrekkelig til å separere absorbert svovel fra det finfordelte materialet; og ved at det således regenererte finfordelte katalytiske materialet returneres som en vandig suspensjon for en intim kontakt med nevnte gasstrøm.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5,karakterisertved at det som fluid anvendes varm, flytende xylen eller overopphetet damp.