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Verfahren zur Gewinnung von Ammoniumsulfat aus Gasen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Ammoniumsulfat aus gasförmigen Produkten der Destillation oder Teilverbrennung von Kohlen oder von anderen kohlenstoffhaltigen Materialien in Retorten, Koksöfen, Generatoren Hochöfen u. dgl.
Die Erfindung bezieht sich im besonderen auf ein Verfahren, bei welchem die Gase mit Lösungen und Suspensionen von Metallverbindungen gewaschen, die gebildeten Sulfide ab- filtriert und Ammoniumsalze aus dem Filtrat gewonnen werden.
Ein derartiges Verfahren hat man-meist ohne genügenden Erfolg-verschiedentlich auszuführen versucht, wie man auch vergeblich eine Weiterverwendung der gebildeten Stoffe versucht hat. wie z. B. durch Kalzinieren oder Rösten der gebildeten Metallsulfide, zu dem Zwecke, den in ihnen enthaltenen Schwefel in Schwefeldioxyd umzuwandeln. Man hat diese Sulfide auch in Suspension mit Schwefeldioxyd und Luft behandelt, um die Sulfate und Thionate zu gewinnen, oder man hat unter sorfältiger Innehaltung einer niederen Temperatur die Sulfide des Kupfers, Bleis, Magnesiums, Zinks oder anderer Metalle, die durch die Gase gefällt werden, geglüht. um Sulfate zu erhalten, die in Lösung zur Behandlung neuer Mengen Gas wieder verwendet werden konnten. Ein solches Verfahren ist z. B. in der britischen Patentschrift Nr. 4473 vom Jahre 1910 beschrieben.
Dieses Verfahren besteht darin, dass die heissen oder kalten Rohgase mit einer neutralen Lösung von Zinksulfat gewaschen werden, wodurch als Endprodukte dieser Waschung eine neutrale Lösung von Ammoniumsulfat und ein Niederschlag von Zinksulfid erhalten wurde. Die gereinigte und neutrale Lösung des Ammoniumsulfates, die schliesslich durch das Waschen des Rohgases erhalten wurde, wird durch Eindampfen konzentriert, bis das Ammoniumsulfat auskristallisiert, welches dann in Form von trockenen Kristallen gewonnen wird.
Vor der Konzentration der Ammoniumsulfatlösung wird das Zinksulfid abgesondert und getrocknet, und dann bei einer geeigneten Temperatur in einer oxydierten Atmosphäre geröstet, um von neuem neutrales Zinksulfat zu geben, welches wieder aufgelöst und zum Waschen des Rohgases benutzt wird. Es ist jedoch recht schwer z. B. das Zinksulfid zu Zinksulfat zu oxydieren, ohne erhebliche Mengen Schwefel zu verlieren ; die Umwandlung in Sulfat ist niemals vollständig, und das sich ergebende Produkt ist für die neue Behandlung von Gasen unbrauchbar, weil der in dem sulfidischen Niederschlage enthaltene Teer bei der niedrigen Temperatur, bei der die Röstung notwendigerweise vorgenommen werden muss, um Sulfat zu bilden, nicht unschädlich gemacht werden kann.
Das gebildete Sulfat ist immer mit Teer verschmiert und dieser wirkt bei der Wiederbenutzung des Sulfats störend ein auf seine Reaktionsfähigkeit Sulfid zu bilden.
Ein weiterer Versuch hat darin bestanden, dass man das bei einem derartigen Prozess sich ergebende Zinksulfid mit Schwefelsäure behandelte, den entwickelten Schwefelwasserstoff verbrannte, sodann das gebildete Schwefeldioxyd in Schwefelsäure umwandelte und das Zinksulfat wieder zur Behandlung der Gase benutzte.
Abgesehen davon, dass dieses Verfahren ausserordentlich zeitraubend und umständlich ist, hat es den Nachteil dass der Teer, der aus den Gasen fast gar nicht entfernt werden kann, während der Ausführung des Verfahrens nicht zerstört wird und die Reaktion ungünstig beeinflusst. Ausserdem macht die
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Diese verschiedenen Missstände der früheren Verfahren werden nun durch das Verfahren der Erfindung überwunden, welches gestattet, in einer verhältnismässig kleinen Anlage grosse
Ausbeuten bei grosser Ökonomie des Betriebes zu erreichen.
Der Erfindung gemäss wird das Gas zunächst in bekannter Weise mit der Lösung eines
Metallsulfates gewaschen, aus welcher der Schwefelwasserstoff des Gases das entsprechende
Sulfid in neutraler oder alkalischer Lösung fällt ; das Sulfid wird abfiltriert, und aus dem
Filtrat gewonnen. Das so erhaltene Sulfid wird nun bei einer so hohen Temperatur geröstet, ohne Rücksicht darauf, ob sich Metalloxyd bildet oder nicht, also der Teer unschädlich gemacht wird, dass das entstehende Glühprodukt besonders geeignet ist, sich mit schwefliger
Säure und Sauerstoff zu Metallsulfat zu verbinden ; die gebildeten schwefligsauren Gase werden in geeigneter Weise gesammelt.
Der Röstrückstand oder der wasserunlösliche Teil desselben wird sodann in Wasser suspendiert, durch welches schwefligsaure Gase, die man passend von einer vorhergehenden Röstung nimmt, hindurchgeleitet werden. Dane ben wird durch die Flüssigkeit Luft geblasen und auf diese Weise das Metalsulfat wieder gewonnen, welches für weitere Behandlung gebraucht werden kann. Die Wiedergewinnung des Metallsulfates wird hierbei derart ausgeführt, dass es frei von schädlichen Teerverunreinigungen ist.
Im einzelnen seien folgende Angaben gemacht, die zugleich ein Beispiel für die Ausführung des Verfahrens geben. Recht brauchbar ist eine Lösung von Zinksulfat. Wenn das zu behandelnde Gas mit dieser Lösung gewaschen ist, so wird die sich ergebende Flüssigkeit filtriert ; im Filtrat erhält man das Ammoniak als Ammoniumsulfat, während der im behandelten Gase enthaltene Schwefel mit dem Zink in den Niederschlag geht. Das Filtrat wird zur Gewinnung des Ammoniumsulfates in Kristallen eingedampft.
Der Niederschlag wird nun in einem genau geregelten Luftstrom geröstet, und zwar ohne Rücksicht darauf, ob sich Metalloxyd bildet oder nicht. Die Röstung wird bei einer so hohen Temperatur vorgenommen, dass der in dem sulfidischen Reaktionsniederschlag enthaltene Teer unschädlich gemacht wird. Der Teer verflüchtigt sich teilweise, und teilweise verbrennt und verkohlt er und kann dadurch auf die nachfolgende Behandlung des Röstrückstandes nicht schädlich einwirken. Der Röstrückstand besteht zum Teil, jedoch nicht ganz, aus Sulfat ; eine gewisse Menge gasförmiger Röstprodukte mit Einschluss von Schwefeloxyden wird entwickelt. Der feste Rückstand oder der wasserlösliche Teil desselben (zu welchem der feste Rückstand von einer oder mehreren früheren Röstungen hinzugesetzt werden kann) wird sodann in Wasser suspendiert.
Zweckmässig wird man auch die Aufschwemmung warm halten, etwa auf So"C. Nun werden Röstgase von derselben oder einer früheren Röstung durch diese Suspension (Aufschwemmung) hindurchgeleitet. Hierbei werden die schwefligsauren Gase absorbiert. Falls irgendwelche schwefligsauren Gase aus der Suspension unabsorbiert entweichen, können sie wieder in den Kreislauf zurück geführt werden, indem man sie in das Luftzuführungsrohr des Röstapparates bringt, in dem das Zinksulfid geröstet wird. Das Durchleiten von Luft durch die Suspension kann auch noch fortgesetzt werden, nachdem die Entwicklung der schwefligsauren Gase von der Röstung aufgehört hat.
Man lässt nun die Flüssigkeit nach der Absorption der schwefligsauren Gase sich absetzen oder filtriert sie. Das Filtrat enthält Zinksulfat, welches wieder zum Waschen des Gases verwendet wird. Auf diese Weise wird der Schwefel des zu behandelnden Gases nacheinander als Zinksulfid, Zinksulfat und Ammoniumsulfat erhalten. Der feste Rückstand von der Absorptionsaufschwemmung wird wieder zur Absorption in der beschriebenen Weise verwendet.
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