So können Schwefelproduzenten ihre Kapazitäten erhöhen
Schwefel ist für unzählige Prozesse der metallurgischen und pharmazeutischen Industrie unverzichtbar. Darüber hinaus wird Schwefel auch als Basis für die Herstellung von Schwefelsäure sowie Farbstoffen, Insektiziden und Kunstdüngern benötigt. Verbunden mit strengen Umweltvorgaben bringt die große Nachfrage viele Hersteller von Schwefel unter Investitionsdruck. Der folgende Beitrag zeigt einen ökonomisch interessanten Ausweg.
Die Herausforderung
Viele Claus-Anlagen zur Produktion von Schwefel, sogenannte SRU, Sulfur Recovery Units, gelangen heute an ihre Kapazitätsgrenzen. Denn die Anlagenbetreiber müssen sich einerseits an immer strengere Ausstoßwerte für Schwefeldioxid (SO2) halten, während andererseits der Schwefelgehalt des als Produktionsgrundlage eingesetzten Rohöls immer höher wird. Für Investitionen in eine neue, leistungsstärkere Anlage fehlen indessen oft die Mittel.
Die Lösung
Bevor Hersteller von Schwefel angesichts von Kapazitätsengpässen eine neue Anlage errichten, sollten sie über die Möglichkeit nachdenken, die Kapazität durch den Einsatz von Reinsauerstoff zu erhöhen. Dabei wird bei der Verbrennung von Schwefelwasserstoff statt Luft eine Luft-Reinsauerstoff-Mischung verwendet. Je nach dem Ausmaß der Anreicherung ergibt das Verfahren Kapazitätssteigerungen von bis zu 25 Prozent beim sogenannten Low Level Enrichment und bis zu 60 Prozent, wenn der Anteil von Reinsauerstoff sehr hoch ist.
Das Umrüsten einer bestehenden Anlage für den Claus-Prozess auf Reinsauerstoff-Anreicherung ist wirtschaftlich lohnend. So betragen die Kosten für die Modifikation einer bestehenden Anlage gerade einmal ein Prozent der Investitionskosten, die nötig wären, um eine neue, leistungsstärkere Anlage zu erreichten.
Die Hintergründe
Der herkömmliche Claus-Prozess zur Herstellung von Schwefel verbrennt auf der thermischen Stufe Schwefelwasserstoff mit Luft zu Schwefeldioxid (SO2). Der dafür benötigte Anteil an Schwefelwasserstoff ist relativ hoch und liegt bei rund 40 Prozent. Bereits auf dieser Verfahrensstufe wird ein Großteil des möglichen Schwefelgewinns erzielt. Die Kapazität von Anlagen für den Claus-Prozess lässt sich signifikant steigern, wenn statt Umgebungsluft, die einen Sauerstoffanteil von rund 21 Prozent hat, ein mit reinem Sauerstoff angereichertes Gemisch verwendet wird. Je nach dem Ausmaß der Anreicherung kann die Kapazität um 25 bis 60 Prozent verbessert werden. Dadurch wird ein Produktionshemmnis beseitigt, indem, ganz im Sinne der klassischen Debottleneckig-Strategie, die Leistungsfähigkeit einer Anlage durch eine Parameter- und Ablaufänderung verbessert wird. Durch die Verwendung von reinem Sauerstoff wird der Prozess aber auch umweltverträglicher. Die erhöhte Verbrennungstemperatur, die mit reinem Sauerstoff erreicht wird, führt zu einer besseren Umsetzung von Ammoniak und hochmolekularen Kohlenwasserstoffen, was wiederum weniger Emissionen bedeutet.
