DE69603838T2

DE69603838T2 - Verfahren zur behandlung von gasen

Info

Publication number: DE69603838T2
Application number: DE69603838T
Authority: DE
Inventors: Cees Buisman
Original assignee: Paques Bio Systems BV
Current assignee: Paques Bio Systems BV
Priority date: 1995-03-24
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 2000-01-20
Anticipated expiration: 2016-03-26
Also published as: NZ303302A; NO974378L; EP0814894B1; AU4958096A; EP0814894A1; TW323237B; DE69603838D1; CZ298297A3; MX9707277A; NO309414B1; PL322381A1; NL9500577A; US5976868A; CZ288659B6; RU2164167C2; WO1996030110A1; AU691097B2; PL184593B1; NO974378D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines Gases, das Schwefelwasserstoff und gegebenenfalls andere Verunreinigungen enthält, wobei das Gas in einem ersten Gaswäscher mit einer alkalischen Waschflüssigkeit gewaschen wird und die verbrauchte Waschflüssigkeit in einem ersten aeroben Reaktor mit Sauerstoff in Gegenwart von Sulfid-oxidierenden Bakterien behandelt wird und ein Teil des Abflusses vom ersten aeroben Reaktor als Waschflüssigkeit wiederverwendet wird und elementarer Schwefel, der sich während der Behandlung mit Sauerstoffgebildet hat, von dem rückständigen Teil des Abflusses entfernt wird.
Ein Verfahren dieser Art wird beschrieben in der internationalen Patentanmeldung WO-A- 92/10270. Dieses Verfahren eignet sich zur Entfernung von Schwefelwasserstoff und gegebenenfalls anderen reduzierten Schwefelverbindungen, wie Mercaptanen und Kohlendisulfid oder zur Entfernung von Schwefeldioxid (SO&sub2;).
Ein Nachteil dieser bekannten Methode besteht darin, daß geringe Mengen an Sulfat während der biologischen Oxidation von Sulfid produziert werden und daß keine Lösung zur Verfügung steht zur Verhinderung von deren Akkumulierung. Die bekannte Methode eignet sich außerdem nicht zur Entfernung von anderen Verunreinigungen, die zusätzlich zum H&sub2;S vorhanden sein können, wie Ammoniak (NH&sub3;), Cyanwasserstoffsäure (HCN), Schwefeldioxid (SO&sub2;), Carbonylsulfid (COS) und/oder Schwefelkohlenstoff (CS&sub2;).
Es wurde nun ein Verfahren zur Behandlung von Gasen gefunden, das die Entfernung von Schwefelwasserstoff gestattet ohne wesentliche Rückstände und das außerdem gestattet, ändere unerwünschte gasförmige Komponenten, die häufig vorhanden sind, wie Ammoniak, Cyanwasserstoffsäure, Schwefeldioxid, Kohlendisulfid oder Carbonylsulfid zu entfernen ohne getrennte Vorbehandlung oder Nachbehandlungen und damit zusammenhängende Installationen, die dafür erforderlich sind. Das Verfahren erzeugt nur festen elementaren Schwefel und wenn das zu behandelnde Gas außerdem Stickstoffverbindungen enthält, wie NH&sub3; oder HCN, molekularen Stickstoff (N&sub2;), können beide verwendet werden oder ohne irgendwelche Nachteile verworfen werden. Das Verfahren ist besonders geeignet zur Behandlung von Brenngasen (Erdgas, Kokereigas) oder anderen Gasen, die nach der Behandlung nützlich verwendet werden können. Das Verfahren eignet sich außerdem zur Behandlung von Gasen, die nicht weiter verwendet werden und schließlich entsorgt werden, gegebenenfalls nach dem Abbrennen, wie Rauchgase und industrielle Gase, beispielsweise Claus Abgase (Gase, die während der Reaktion von hohen Konzentrationen von H&sub2;S mit SO&sub2; produziert werden unter Bildung von elementarem Schwefel).
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Abfluß vom ersten aeroben Reaktor, aus dem Schwefel abgetrennt worden ist, in einem anaeroben Reaktor mit Sulfatreduzierenden Bakterien behandelt wird und zum ersten aeroben Reaktor zurückgeführt wird.
Als ein Ergebnis der Verwendung des anaeroben Reaktors, der stromabwärts an den aeroben Reaktor angeschlossen ist, wird das Sulfat, welches den aeroben Reaktor verläßt, zu Sulfid reduziert. Wenn das zu behandelnde Gas Schwefeldioxid zusätzlich zu Schwefelwasserstoff enthält, wird dieses Schwefeldioxid (in Form von Sulfit oder Sulfat) ebenfalls zu Sulfid reduziert.
Die Bakterien, die für diese Reduktion von Sulfat und Sulfit und anderen oxidierten Schwefelverbindungen im anaeroben Reaktor aktiv sind (hier als Sulfat-reduzierende Bakterien bezeichnet) sind beispielsweise Bakterien der Gattung Desulfovibrio, Desulfotomaculum, Desulfomonas, Desulfobulbus, Desulfobacter, Desulfococcus, Desulfonema, Desulfosarcina, Desulfobacterium und Desulfuromonas. Bakterien dieses Typs sind problemlos von diversen anaeroben Kulturen erhältlich und/oder wachsen spontan in dem anaeroben Reaktor.
Reduktionsäquivalente (Elektronendonoren) sind für die biologische Reduktion in dem anaeroben Reaktor erforderlich. Geeignete Elektronendonoren sind u. a. Wasserstoff, Kohlenmonoxid, niedere Alkohole (beispielsweise Methanol und Ethanol) und andere organische Substanzen, die leicht durch biologische Maßnahmen oxidiert werden können, wie Acetat, Propionat, Glukose, Sachcharose, Stärke und dergleichen.
Der Sulfid-haltige Abfluß vom anaeroben Reaktor wird zurückgeführt zum aeroben Reaktor, wo das Sulfid wiederum weitestgehend in elementaren Schwefel umgewandelt wird.
Die zum aeroben Reaktor zugeführte Sauerstoffmenge wird derart reguliert, daß es in der Hauptsache elementarer Schwefel ist, der bei der Oxidation des absorbierten Sulfids produziert wird. Geeignete Bakterien, die Sulfid und andere Schwefelverbindungen mit einem niedrigen Oxidationsgrad zu elementarem Schwefel in dem aeroben Reaktor in Gegenwart von Sauerstoff oxidieren (hier als Sulfid-oxidierende Bakterien bezeichnet) sind die autotrophischen aeroben Kulturen, die für diesen Zweck bekannt sind, wie die autotropischen aeroben Kulturen der Gattung Thiobacillus und Thiomicrospira.
Die Bildung des Schwefels in dem aeroben Reaktor führt zu einer Schwefelsuspension, die abgezapft wird. Der Schwefel von dieser Suspension wird abgetrennt und aufgearbeitet durch Trocknen und gegebenenfalls Reinigen und wird wieder verwendet.
Etwa 90% der im Gaswäscher verwendeten Alkalinität wird während der Oxidation im aeroben Reaktor wiedergebildet. Die anderen 10% der Alkalinität werden im anaeroben Reaktor wiedergebildet. Ein Teil des Abflusses vom aeroben Reaktor wird im Kreislauf geführt zum Gaswäscher als Waschflüssigkeit. Vorzugsweise hat dieser Abfluß einen pH-Wert von 7,5-9,5, insbesondere 8-9,2. Ein relativ hoher pH-Wert, wie zwischen 9 und 9,5 besitzt den Vorteil, daß Bicarbonat (CO&sub2;) besser in der Lösung bleibt und die Pufferwirkung somit effektiver ist. Elementarer Schwefel ist stabiler bei einem niedrigeren pH-Wert von beispielsweise 8-8,5.
Falls erforderlich wird der pH-Wert eingestellt durch Zugabe von Alkali oder Natriumcarbonat. Wenn das zu behandelnde Gas wenig CO&sub2; enthält, wie im Fall von Erdgas (< 5% CO&sub2;), CO&sub2; oder ein Äquivalent davon wie (Bi)Carbonat wird vorzugsweise zugesetzt, beides, um den pH-Wert einzustellen und die Pufferwirkung zu verstärken. Diese Zugabe kann im aeroben Reaktor derart erfolgen, daß der pH-Wert auf den gewünschten Wert in diesem Reaktor eingestellt wird oder kann in dem (ersten) Gaswäscher erfolgen. Ein organischer Elektronendonor, wie Acetat, Zucker und dergleichen kann ebenfalls in den anaeroben Reaktor eingeführt werden, wo er in (Bi)Carbonat umgewandelt wird durch die im Reaktor vorliegenden Bakterien. Auf diese Weise werden die Elektronen abgebenden, pH-Wert steigernden und Pufferfunktionen kombiniert.
Im allgemeinen sind Neutralisierungsmittel nicht erforderlich, um den pH-Wert stromabwärts vom Wäscher herabzusetzen und somit findet kaum eine Salzanreicherung in der im Kreislauf geführten Waschflüssigkeit statt.
Da der Abfluß vom aeroben Reaktor, von dem elementarer Schwefel noch nicht abgetrennt worden ist oder noch nicht vollständig abgetrennt worden ist vorzugsweise als Waschflüssigkeit verwendet wird, enthält das Waschwasser elementaren Schwefel, der die Absorption von H&sub2;S, jedoch auch von SO&sub2; und HCN von dem zu behandelnden Gas fördert. Dies führt zur Bildung von Disulfid bzw. Polysulfid (HSn&supmin;; n ≥ 2), Thiosulfat (HS&sub2;O&sub3;-) und Thiocyanat (SCH&supmin;). Vorzugsweise enthält die Waschflüssigkeit 1-50, insbesondere 10-50 g elementaren Schwefel je L.
Elementarer Schwefel in der Waschflüssigkeit ist besonders nützlich im Falle, wo HCN als eine Komponente im Gas vorhanden ist. Das Cyanid, das gegenüber der Mehrheit von Bakterien toxisch ist, wird durch den elementaren Schwefel in das wesentlich weniger toxische Thiocyanat umgewandelt, das dann biologisch und/oder chemisch abgebaut wird, wie aus den folgenen Reaktionsgleichungen ersichtlich ist:
HCN + S&sup0; → SCH&supmin; + H&spplus;
SCH&supmin; + H&sub2;O → HCNO + HS&supmin;
HCNO + H&sub2;O → CO&sub2; + NH&sub3;
HS&supmin; + 1/2O² → S&sup0; + OH&supmin;
HCN + H&sub2;O + 1/2 → CO&sub2; + NH&sub3;
Danach wird HCN schließlich in Kohlendioxid und Ammoniak umgewandelt. Das Ammoniak kann gegebenenfalls weiter umgesetzt werden, wie nachstehend erläutert wird.
Wenn das zu behandelnde Gas andere flüchtige Schwefelverbindungen enthält, wie Niederalkylmercaptane oder Kohlendisulfid, zusätzlich zu H&sub2;S, kann die verbrauchte Waschflüssigkeit, die die Schwefelverbindungen enthält, direkt in den aeroben Reaktor geleitet werden, der die Sulfidoxidierenden Bakterien enthält. Wenn die reduzierten Schwefelverbindungen sich gelöst haben, werden sie "Sulfid" genannt, jedoch versteht man unter diesem Ausdruck auch andere reduzierte Schwefelverbindungen wie gelösten Schwefelwasserstoff (H&sub2;S oder HS&supmin;), Disulfid, Polysulfid, Thiocarbonate, Alkanthiolate und dergleichen.
Wenn das Gas außerdem CO&sub2; enthält, wird letzteres ebenso teilweise in der Waschflüssigkeit absorbiert. Das absorbierte Kohlendioxid wird in Form von Bicarbonat eine günstige Pufferwirkung auf die Waschflüssigkeit ausüben. Außerdem wird ein Teil von CO&sub2; im aeroben Reaktor abgestreift werden, das zu einem Anstieg des pH-Wertes führt.
Die Sulfidkonzentration in der verbrauchten Waschflüssigkeit, die einen pH-Wert von etwa 8,5 aufweist, wird im allgemeinen, ausgedrückt als Schwefel, etwa 80-800 mg/l betragen bei der Behandlung der Gase unter etwa atmosphärischen Druck. Dies ist eine niedrigere Konzentration, als die in einem üblichen H&sub2;S Wäscher erreichte Konzentration, die bei einem pH-Wert von 10-11 arbeitet. Der Wäscher muß somit größer sein als ein üblicher Wäscher, und ein höheres Wasser-/Gasstrom- Verhältnis wird angewandt werden, beispielsweise ein Verhältnis von Wasserstrom zu Gasstrom von 0,1 bis 0,25. Im Fall von komprimierten Gasen, wie Brenngas (unter beispielsweise 20 bar) oder Erdgas (unter beispielsweise 75 bar) kann die Sulfidkonzentration auf 3 g/l steigen und die Anforderungen mit Bezug auf den Wäscher und das Wasser-/Gas-Verhältnis sind somit weniger streng.
Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt Vorteile insbesondere für die Behandlung von Gasen, die beachtliche Mengen an anderen unerwünschten Komponenten enthalten. Eine wichtige zusätzliche Verunreinigung ist Ammoniak. Wenn Gas zu behandeln ist, das zusätzlich zu H&sub2;S (und möglicherweise SO&sub2;) auch Ammoniak enthält, wird dieses bis zu einem gewissen Grad im beschriebenen Gaswäscher absorbiert werden und im aeroben Reaktor reagieren.
Jedoch wenn es erwünscht ist, die Menge an zu entsorgendem Ammoniak drastisch zu begrenzen, ist vorzuziehen, einen zweiten Gaswäscher zu verwenden, der stromabwärts zum ersten Gaswäscher angeschlossen ist und das Gas in diesem zweiten Wäscher zu waschen unter Verwendung einer Waschflüssigkeit mit einem niedrigeren pH-Wert. Auf diese Weise wird NH&sub3; wirksamer ausgewaschen. Bei dieser Anordnung hat die Waschflüssigkeit im zweiten Gaswäscher vorzugsweise einen pH-Wert von 5 bis 7,5 und insbesondere 6-7. Vorzugsweise wird das Gas zuerst in dem zweiten Gaswäscher gewaschen, der den niedrigeren pH-Wert hat, in der Hauptsache im Hinblick auf die Absorption von NH&sub3; und wird dann in dem vorstehend beschriebenen Gaswäscher gewaschen, der den höheren pH-Wert aufweist, insbesondere im Hinblick auf Absorption von H&sub2;S.
Die verbrauchte Waschflüssigkeit vom zweiten Gaswäscher kann dann kombiniert werden mit der verbrauchten Waschflüssigkeit vom ersten Gaswäscher und nacheinander der biologischen Oxidation und Reduktion unterworfen werden. Ein großer Anteil des Ammoniaks wird nicht im aeroben Reaktor umgewandelt, worin Sulfid oxidiert wird. Deshalb wird ein zweiter aerober Reaktor vorzugsweise verwendet, wobei dieser zweite Reaktor mit dem Abfluß vom ersten aeroben Reaktor beschickt wird, von dem elementarer Schwefel soweit als möglich abgetrennt worden ist.
In diesem zweiten aeroben Reaktor wird Ammoniak zu Nitrat umgewandelt durch Stickstoffbakterien in Gegenwart von Sauerstoff. Ein Teil des Abflusses von dem nitrierenden aeroben Reaktor wird dann in den anaeroben Reaktor geschickt, der bereits beschrieben worden ist, wo das Nitrat zu Stickstoff reduziert wird durch denitrifizierende Bakterien in Gegenwart eines Elektronendonors, wie Wasserstoff. Der Abfluß vom anaeroben Reaktor wird im Kreislauf geführt zum ersten aeroben Reaktor wie bereits vorstehend beschrieben. Die folgenden Reaktionen finden statt:
(1) NH&sub4;&spplus; + 2O&sub2; → NO&sub3;&supmin; + 2H&spplus;+ H&sub2;O zweiter aerober Reaktor
(2) 2NO&sub3;- + 5H&sub2; → N&sub2; + 4H&sub2;O + 2OH&supmin; Anaerober Reaktor
(3) 2NO&sub3;- + 5HS&supmin; + H&sub2;O → N&sub2; + 5S&sup0; + 70H&supmin; erster aerober Reaktor.
Wenn der pH-Wert des Abflusses aus dem zweiten aeroben Reaktor erniedrigt worden ist als Ergebnis von Nitratbildung, wird ein Teil dieses Abflusses vorteilhafterweise als Waschflüssigkeit für den zweiten Gaswäscher verwendet. Falls erforderlich, kann der pH-Wert weiter eingestellt werden durch Zugabe von Säure oder Base oder durch Vermischen mit anderen Abflüssen. Das Nitrat kann dann teilweise zu molekularem Stickstoff umgewandelt werden (Reaktion (3)) im ersten aeroben Reaktor.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist außerdem hervorragend geeignet für die Verwendung zur Behandlung von Gas, das außerdem Cyanwasserstoffsäure zusätzlich zu H&sub2;S (und möglicherweise SO&sub2; und/oder NH&sub3;) enthält. Wie bereits beschrieben kann die Absorption der HCN gefördert werden mit Hilfe von elementarem Schwefel, gelöst oder suspendiert in der Waschflüssigkeit. Im Falle von zwei Gaswäschern, wie vorstehend beschrieben, wird HCN hauptsächlich in dem ersten, alkalischeren Gaswäscher absorbiert (stromabwärts vom zweiten Gaswäscher angeschlossen). Das sich bildende Nitrat wird schließlich in Stickstoff umgewandelt durch die Kombination von anaeroben und aeroben Reaktoren.
Wenn das zu behandelnde Gas Kohlendisulfid und/oder Carbonylsulfid enthält, kann letzteres ebenfalls wirksam entfernt werden unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In diesem Fall wird vorzugsweise mehr als ein Gaswäscher verwendet, wie vorstehend beschrieben, für die Entfernung von Ammoniak. Für die sehr gründliche Entfernung von COS werden zwei Wäscher des alkalischen Typs in Serie verwendet, wobei es möglich ist, den Abfluß aus dem ersten aeroben Reaktor als Waschflüssigkeit für beide Wäscher zu verwenden. Absorbiertes COS und CS&sub2; werden im wesentlichen in Carbonat und Schwefel im aeroben Reaktor umgewandelt.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Wäscher können von üblicher Art sein, vorausgesetzt, daß ein wirksamer Kontakt zwischen dem Gas-Strom und der Waschflüssigkeit in den Gaswäschern erzeugt wird.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden anaeroben und aeroben Reaktoren können von jedem gebräuchlichen Typ sein. Reaktoren vom vertikal zirkulierenden Typ, wie er beispielsweise in WO-A- 942227 beschrieben wird, worin das zu verwendende Gas (dies ist üblicherweise Luft im aeroben Reaktor) für vertikale Zirkulierung sorgen kann, werden vorzugsweise verwendet, insbesondere für die aeroben Reaktoren.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Einrichtung, wie sie in Anspruch 12 definiert ist zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Beispiele davon werden in den Fig. 1 und 2 gezeigt.

Beispiele und Beschreibung der Figuren

Beispiel 1

Entfernung von Schwefelverbindungen in Abwesenheit von wesentlichen Mengen an Stickstoffverbindungen

Claus Abgas (etwa 40% CO&sub2;, 45% H&sub2;O, 8% N&sub2;), das H&sub2;S und SO&sub2; als Hauptverunreinigungen enthält und außerdem COS und CS2 enthält wird in einer Vorrichtung wie in Fig. 1 gezeigt behandelt.
Das verunreinigte Gas tritt in den Gaswäscher 5 am Boden über Leitung 1 ein. Das gereinigte Gas verläßt den Wäscher am oberen Teil über Leitung 2. Das Gas wird behandelt unter Verwendung von Waschflüssigkeit, die über Leitung 3 zugeführt wird. Die mit Sulfid und möglicherweise Sulfit beladene Waschflüssigkeit verläßt den Wäscher am Boden über Leitung 4 und wird dem aeroben Reaktor 6 zugeführt. Nährstoffe für die Biomasse können, falls erforderlich, bei 4 zugefügt werden.
Im aeroben Reaktor 6 wird Sulfid in der Waschflüssigkeit hauptsächlich zu Schwefel mit Hilfe von Bakterien und Sauerstoff umgewandelt. Der Reaktor wird mit Luft beschickt über Belüftungssystem 7. Die verbrauchte Luft kann gewöhnlich über 8 an die Außenluft ohne irgendwelche Probleme abgelassen werden.
Ein Teil des Abflusses vom aeroben Reaktor 6 wird als Waschflüssigkeit für den Gaswäscher 5 verwendet. Der Rest wird über 10 dem Schwefelseparator 11 zugeleitet, worin die Hauptmenge des Schwefels davon entfernt wird. Die abgetrennte Schwefelschlemme wird über 12 entfernt, dehydratisiert und erforderlichenfalls gereinigt für die Wiederverwendung.
Strom 13, der Sulfat/Sulfit enthält, wird zum anaeroben Reaktor 17 geführt. Ein Elektronendonor wird über 15 zugesetzt. Im Falle eines gasförmigen Elektronendonors wird ein abzusonderndes Gas über 16 abgelassen und gegebenenfalls teilweise im Kreislauf geführt. Im anaeroben Reaktor werden Sulfat und Sulfit zu Sulfid umgewandelt. Der Abfluß wird rückgeführt über 14 zum aeroben Reaktor 6, worin das Sulfid wiederum in der Hauptsache zu Schwefel umgewandelt wird. Eine kleine Ableitung 18 ist erforderlich, um die Akkumulierung von verunreinigenden, nicht abbaubaren Bestandteilen zu verhindern. Wenn die Ableitung stromabwärts zum anaeroben Reaktor angebracht ist wie in Fig. 1, wird diese Sulfid enthalten und muß gewöhnlich einer Nachbehandlung unterworfen werden. Wenn das Abgeleitete von niederer Sulfatkonzentration akzeptabel ist, kann die Ableitung sich in der Höhe von Leitung 13 befinden, und dies erfordert keine Nachbehandlung.
Im Falle von Claus Abgas hier beschrieben, enthält das verunreinigte Gas außerdem COS und/oder CS&sub2; und das behandelte Gas wird nicht weiter verwendet (es wird gewöhnlich abgebrannt). Das Gas wird dann einer Nachbehandlung unterworfen stromabwärts von 5 in einer biologischen Rieselfiltereinrichtung 19. Dort wird Luft über 21 zur Filtereinrichtung 19 zugeführt, die eine Biomasse enthält, die ähnlich derjenigen im aeroben Reaktor 6 ist. COS und CS&sub2; Rückstände werden hier absorbiert und im wesentlichen zu Schwefel und/oder Sulfat und CO&sub2; umgewandelt. Das behandelte Gas wird über 20 abgezogen. Das Waschwasser von dem Biowäscher stammt vom aeroben Reaktor über 22 und wird zum aeroben Reaktor über 23 rückgeführt. Die Ergebnisse der Behandlung gemäß diesen Beispielen werden in nachstehender Tabelle gezeigt. Tabelle
*: bei 20 bar

Beispiel 2

Entfernung von Schwefelverbindungen in Abwesenheit von wesentlichen Mengen an Stickstoffverbindungen.

Brenngas, das H&sub2; und CO als Hauptbestandteile enthält und H&sub2;S als Hauptverunreinigung enthält wird in einer Einrichtung wie sie in Fig. 1 gezeigt wird behandelt, worin jedoch das Rieselfilter 19 mit den damit verbundenen Einrichtungen 20-23 weggelassen worden ist.
Die Ergebnisse der Behandlung gemäß diesem Beispiel werden in vorstehender Tabelle gezeigt.

Beispiel 3

Entfernung von Schwefelverbindungen und Stickstoffverbindungen

Brenngas (Synthesegas), das H&sub2; und CO als Hauptbestandteile enthält und H&sub2;S, COS NH&sub3; und HCN als Hauptverunreinigungen enthält wird in einer Einrichtung wie sie in Fig. 2 gezeigt wird behandelt.
Das verunreinigte Gas strömt über Leitung 1 in den Boden des Gaswäschers 31, wo hauptsächlich NH&sub3; aus dem Gas ausgewaschen wird mit Waschflüssigkeit, die über 33 vom aeroben Reaktor 36 zugeführt wird. Das teilweise behandelte Gas verläßt den Wäscher am oberen Teil und wird über Leitung 32 in den Gaswäscher 5 geführt, wo die Hauptmenge an H&sub2;S und HCN entfernt wird unter Verwendung von Waschflüssigkeit 3. Um COS und restliches H&sub2;S und HCN zu entfernen, wird das Gas über 2 zum Gaswäscher 30 geleitet, wo es mit Waschflüssigkeit gewaschen wird, die über 22 eingeleitet wird. Die Waschflüssigkeit für die Wäscher 5 und 30 stammt vom aeroben Reaktor 6.
Die geladenen Waschflüssigkeiten 34, 4 und 23 verlassen die Wäscher am Boden und werden zum aeroben Reaktor 6 geführt. Im aeroben Reaktor 6 wird Sulfid in der Waschflüssigkeit in der Hauptsache zu Schwefel umgewandelt durch Bakterien und Sauerstoff. Nur ein kleiner Teil des Ammoniaks wird hier zu Nitrat oxidiert. Der Reaktor wird mit Luft beschickt über ein Belüftungssystem 7. Die verbrauchte Luft kann über 8 zum zweiten aeroben Reaktor geführt werden und zur Oxidation wieder verwendet werden.
Ein Teil des Abflusses vom aeroben Reaktor 6 wird als Waschflüssigkeit für die Gaswäscher 5 und 30 verwendet. Der restliche Teil wird über 10 zum Schwefelseparator 11 zugeführt, wo die Hauptmenge des Schwefels davon entfernt wird. Die abgetrennte Schwefelschlemme wird über 12 abgesondert, dehydratisiert und falls erforderlich gereinigt zur Wiederverwendung.
Der Abfluß vom Schwefelseparator wird über 13 zum zweiten aeorben Reaktor 36 geführt. Mit Hilfe von Bakterien und Sauerstoff wird das restliche Ammoniak zu Nitrat umgewandelt. Der Reaktor wird mit Luft über ein Belüftungssytem beschickt. Hier wird das Abgas 8 vom ersten aeroben Reaktor mit Luftstrom 35 angereichert. Die verbrauchte Luft kann normalerweise über 37 ins Freie ohne irgendwelche Probleme abgelassen werden.
Der Abfluß vom aeroben Reaktor 36 kann über 38 abgezapft werden und ein Teil davon wird als Waschflüssigkeit 33 für den Gaswäscher 31 verwendet. Der restliche Teil wird über 39 zum anaeroben Reaktor 17 geführt. Ein Elektronendonor wird über 15 zugesetzt. Im Falle eines gasförmigen Elektronendonors wird ein abzulassendes Gas über 16 abgelassen und gegebenenfalls ein Teil dieses Gases im Kreislauf geführt. Im anaeroben Reaktor 17 wird Sulfat zu Sulfid umgewandelt.
Der Abfluß wird über 14 zum aeroben Reaktor 6 zurückgeführt, wo das Sulfid wiederum in der Hauptsache zu Schwefel umgewandelt wird. Ein kleiner Ablaß 18 ist erforderlich, um die Akkumulierung von verunreinigenden, nicht abbaubaren Komponenten zu verhindern. Dieser Ablauf muß gegebenenfalls nachbehandelt werden.
Die Ergebnisse der Behandlung gemäß diesem Beispiel werden in vorstehender Tabelle gezeigt.

Claims

1. Verfahren zur Behandlung eines Gases, das Schwefelwasserstoff enthält, wobei das Gas in einem ersten Gaswäscher (5) mit einer alkalischen Waschflüssigkeit gewaschen wird und die verbrauchte Waschflüssigkeit in einem ersten aeroben Reaktor (6) mit Sauerstoff in Gegenwart von Sulfid-oxidierenden Bakterien behandelt wird und ein Teil des Abflusses vom ersten aeroben Reaktor (6) als Waschflüssigkeit wiederverwendet wird und elementarer Schwefel, der sich während der Behandlung mit Sauerstoff gebildet hat von dem rückständigen Teil des Abflusses entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfluß, von dem Schwefel abgetrennt worden ist, in einem anaeroben Reaktor (17) mit Sulfatreduzierenden Bakterien behandelt wird und zum ersten Reaktor (6) zurückgeführt wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin die Waschflüssigkeit im ersten Gaswäscher (5) einen pH- Wert von 8-9,5 hat.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, worin ein Elektronendonor, insbesondere Wasserstoff oder eine leicht oxidierbare organische Substanz dem anaeoroben Reaktor (17) zugesetzt wird.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-3, worin das Schwefelwasserstoff enthaltende Gas außerdem Schwefeldioxid enthält.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-4, worin das Schwefelwasserstoff enthaltende Gas außerdem Ammoniak enthält und das Gas in einem zweiten Gaswäscher (31) mit einer Waschflüssigkeit gewaschen wird und die verbrauchte Waschflüssigkeit vom zweiten Gaswäscher (31) zusammen mit verbrauchter Waschflüssigkeit vom ersten Gaswäscher (5) behandelt wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, worin das Gas zuerst im zweiten Gaswäscher (31) gewaschen wird und die Waschflüssigkeit im zweiten Gaswäscher einen pH-Wert von 6-8,5 aufweist.

7. Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, worin die verbrauchte Waschflüssigkeit, aus der Schwefel abgetrennt worden ist, mit Stickstoff bildenden Bakterien in einem zweiten aeroben Reaktor (36) vor der Behandlung im anaeroben Reaktor behandelt wird.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, worin der Abfluß vom zweiten aeroben Reaktor (36) verwendet wird als Waschflüssigkeit im zweiten Gaswäscher (31).

9. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, worin das Gas außerdem Cyanwasserstoffsäure enthält und die alkylische Waschflüssigkeit 1-50 g elementaren Schwefel je I enthält.

10. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, worin das Gas außerdem Carbonylsulfid enthält und der erste Gaswäscher (5) doppelt konstruiert ist (5, 30).

11. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, worin das Gas weniger als 5% Kohlendioxid enthält und Kohlendioxid, (Bi)Carbonat oder eine organische Substanz der Waschflüssigkeit zugesetzt wird, die unter Bildung von (Bi)Carbonat reagieren kann.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, enthaltend einen oder mehrere Gaswäscher (5, 30, 31) mit Zu- und Ableitungen für Gas (1, 2, 20, 32) und Vorrichtungen zur Zuführung, Verteilung, Sammeln und Entfernen von Waschflüssigkeit, wobei diese Gaswäscher stromabwärts verbunden sind durch eine oder mehrere Flüssigkeitsleitungen (4, 23, 34) mit dem ersten von einem oder mehreren aeroben Reaktoren (6, 36) mit Gaszufuhrleitungen (7, 35) und Gasableitungen (8, 37) und Vorrichtungen zur Zuführung und Entfernung von Flüssigkeit, wobei der erste aerobe Reaktor (6) stromabwärts verbunden ist mit einem Separator (11) zur Abtrennung von Feststoff von der Flüssigkeit, wobei der Separator (11) stromabwärts verbunden ist mit einem anaeroben Reaktor (17), der eine Zuleitung für Elektronendonor (15) aufweist und Vorrichtungen zur Zuführung und Entfernung von Flüssigkeit, Vorrichtungen (14) zur Rückführung von Flüssigkeit, die vom anaeroben Reaktor (17) entfernt wurde zum ersten aeroben Reaktor (6) und Vorrichtungen zur Rückführung von Flüssigkeit von einem oder mehreren aeroben Reaktoren (6, 36) zu einem oder mehren Gaswäschern (5, 30, 31).