<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure.
Die Herstellung von Schwefelsäure aus schwefelsäurehaltigen Gase ! 1 (Röstgasen u. dgl.), ist, von dem sogenannten-Kontaktverfahren abgesehen, im Grossbetrieb niemals ohne die Verwendung von Bleikammern oder Türmen durchgeführt worden. Es sind nun zwar schon eine Reihe von Vorschlägen bekanntgeworden, nach denen die Schwefelsäuredarstellung auch ohne Kammern und Türme bewirkt werden soll ; diese Vorschläge haben aber zu einem praktischen Erfolge vor allem deswegen nicht geführt, weil mit den vorgeschlagenen Mitteln eine wirklich intensiv verlaufende Gasflüssigkeitsreaktion nicht zu erreichen ist.
Hiezu muss nämlich das schwefligsäurehaltige Gas möglichst rasch mit einer ausserordentlich grossen und sich ständig erneuernden Menge feinverteilter nitroser Säure in innige Berührung gebracht werden. Unter einer ausserordentlich grossen Menge nitroser Säure ist eine so grosse Menge zu verstehen, dass gegenüber jedem in der Anlage vorkommenden SO-Gehalt die Fähigkeit der Nitrose, S02 zu oxydieren, unbedingt erhalten bleibt, also nirgends bis zur Inaktivität denitrierte Nitrose entstehen kann.
Weiterhin ist nötig, dass die Grädigkeit der nitrosen Säure innerhalb bestimmter Grenzen gehalten wird, damit einerseits genügend Wasser in der Säure für einen raschen Verlauf der Reaktion vorhanden ist und anderseits doch der Säure die Fähigkeit bleibt, nitrose Gase festzuhalten und freigewordene nitrose Gase wieder aufzunehmen.
Durch vorliegende Erfindung wird die Aufgabe der Schwefelsäuredarstellung ohne Bleikammein und Türme in wirtschaftlicher Weise und mit praktisch erprobtem Erfolge dadurch gelöst, dass eine möglichst grosse Menge einer zwischen 54 und J Be gehaltenen nitrosen Säure in feinster Verteilung in einem Mischraum zweckmässig durch mechanische Vorrichtungen beliebiger Bauart mit den schweflig- säurehaitigen Gasen in innigste Berührung gebracht wird. Alsdann kann man zweckmässig die Gase, nachdem sie die Mischvorrichtung durchlaufen haben, noch durch einen kastenförmigen Raum von mässigen Abmessungen, der mit nitroser Säure derselben Zusammensetzung, wie die des Mischraumes beneselt ist, leiten.
Dadurch wird bewirkt, dass die durch die Reaktion in dem Mischraum entbundenen nitrosen Gase Gelegenheit haben, sich mit Sauerstoff aus dem Gas zu vereinigen, gegebenenfalls noch einmal auf schweflige Säure oxydierend einzuwirken und sodann durch die Berieselungssäure aufgenommen zu werden und gelöst in den Mischraum zurückzukehren, so dass dort die Säure ihren Nitrosegehalt im wesentlichen unverändert erhält. Ein Mischraum, gegebenenfalls in Verbindung mit einem Berieselungsraum bilden bereits eine betriebsfähige Einheit, an die je nach Erfordernis weitere solche Einheiten angegliedert werden können. Die Einrichtung der Misch- und Berie. selungsräume kann beliebig sein, nur müssen besonders aie Mischräume eine möglichst innige Berührung grosser Säuremengen mit den Gasen in kurzer Zeit ermöglichen.
Am besten eignen sich dafür Vorrichtungen, wie sie im Patent Nr. 90365 beschrieben sind.
'Es sind bereits Verfahren zur Darstellung von Schwefelsäure ohne Verwendung der üblichen Bleikammern oder Reaktionstürme bekannt geworden, bei denen die SO, 7haltigen Gase mit nitroser Schwefel. säure mit Hilfe mechanischer Mischvorrichtungen in Berührung und Reaktion gebracht werden. Alle diese Verfahren verlaufen jedoch in der Weise, dass die S02-haltigen Gase im Gegenstrom mit der nitrosen Säure zusammengebracht werden und die nitrose Säure ganz denitrieren,. wobei nitrose Gase in das Gasgemisch eintreten, während nitrosefreie Schwefelsäure zurückbleibt bzw. abläuft. Die freigewordenen nitrosen Gase aber werden, nachdem der Sou-Gehalt des Gasgemisches praktisch vollständig verschwunden
<Desc/Clms Page number 2>
ist, von reiner Schwefelsäure absorbiert.
Demnach findet sich bei allen diesen Verfahren im vorderen Teil der Anlage, wo die frischen Soya-haltigen Gase in sie eintreten, denitrierte Schwefelsäure, weiterhin nimmt der Nitrosegehalt der Säure zu, bis er dort, wo der SO, 7Gehalt des Gases nahezu Null ist, seinen Höchstwert erreicht. Danach sinkt der Nitrosegehalt der Säure wieder bis zum Ende der Anlage, weil dort nitrosefreie Schwefelsäure aufgegeben wird.
Im Gegensatz dazu wird bei dem neuen Verfahren die Anlage vom, in der Mitte und hinten, also in allen Teilen, mit nitroser Schwefelsäure von gleichem Nitrosegehalt berieselt, u. zw. in solcher Menge, dass überall in der Anlage noch reaktionsfähige nitrose Säure vorhanden ist und abläuft. Die aus den einzelnen Mischvorrichtungen ablaufende nitrose Säure ist in ihrem Nitrosegehalt etwas verschieden ; sie wird gesammelt und gemischt und sofort wieder in den Kreislauf zurückgeführt. Nur soviel nitrose Säure, wie etwa der Tageserzeugung der Anlage an Schwefelsäure entspricht, wird abgezogen und zu
EMI2.1
vorliegenden Verfahren, sondern könnte abgesondert, z. B. in dem Gloverturm eines Kammersystems erfolgen.
Weil bei dem vorliegenden Verfahren dafür gesorgt ist, dass in allen Teilen der Anlage, wo Schwefelsäurebildung stattfindet, besonders aber in dem ersten Teil, wo noch grosse Mengen S02 vorhanden sind, die Nitrose niemals bis zur Inaktivität denitriert wird, erzielt man in Verbindung mit der feinen Verteilung der Nitrose eine bisher noch nicht erreichte Beschleunigung der Oxydation des SO-GehaItes des Gases und damit erst die praktische Möglichkeit, Schwefelsäure in verhältnismässig kleinen mechanischen Mischvorrichtungen im Grossbetriebe herzustellen.
In der Zeichnung ist beispielsweise eine Anlage bestehend aus mehreren Misch-und Berieselungsräumen dargestellt.
EMI2.2
<Desc/Clms Page number 3>
560 Bé auftreffen, beginnt sofort, infolge der ausserordentlich grossen Berührungsmöglichkeit zwischen Gas und Flüssigkeit, eine sehr lebhafte Reaktion zwischen beiden. Der Teil der Gase, den die Walze in die Nitrose in feinster Verteilung hineinpresst, wird darin restlos oxydiert.
Das Ergebnis dieser Einwirkung ist, dass ein beträchtlicher Teil (bis zu 50%) der schwefligen Säure) im ersten Mischraum oxydiert wird und eine entsprechende Menge nitroser Gase dafür in das Gasgemisch eintritt. Da das Gasgemisch mit einer verhältnismässig starken Schwefelsäure in Berührung war, ist sein Wassergehalt zu einer weiteren Oxydation in Form einer normalen Gasreaktion zu gering geworden und es entsteht die Neigung zur Bildung von Nitrosylschwefelsäure bzw. zur Absetzung von Kammerkristallen. Dem wird dadurch vorgebeugt, dass das Gasgemisch nunmehr in dem Mischraum anschliessenden Übergangsraum mit einer Nitrose von der gleichen Grädigkeit wie die des Mischraumes benetzt wird, wodurch Nitrosylschwefelsäure aufgelöst und eine Gasflüssigkeitsreaktion von neuem vermittelt wird.
Gleichzeitig löst die Berieselungssäure die im Mischraum entbundenen und durch Sauerstoffaufnahme löslich gewordenen nitrosen Gase wieder auf und führt sie in den Mischraum zurück, so dass dessen Nitrosevorrat im wesentlichen erhalten bleibt.
Für eine Tageserzeugung von z. B. 10 t Schwefelsäure 600 Bé und eine Anlage von 8 Mischräumen und einem Denitrierraum laufen in 24 Stunden durch den Denitrierraum 6 m3 Nitrose, durch Mischraum
EMI3.1
Ein Mischraum und ein Berieselungsraum bilden daher in sich ein abgeschlossenes Ganzes, das geeignet ist, bei geringer Gasgeschwindigkeit den Säurebildungsprozess unter Aufarbeitung der SO, 7Gase und Wiedergewinnung der Stickstoff-Sauerstoffverbindungen durchzuführen. Infolgedessen hat man es nicht nötig, die Säure den Gasen immer nur in einem Strome entgegenzuführen, sondern man kann die
Säurezufuhr zu den Misch-und Berieselungsräumen parallel legen und sie mit Säure von ein-und derselben
Zusammensetzung speisen. Daher entfällt gegebenenfalls jede ringförmige Säurezirkulation, die bisher bei Kammern-und Turmsystemen erforderlich war.
Der praktische Vorteil dieses Umstandes liegt darin, dass man, wenn erforderlich, jederzeit und unabhängig voneinander den einzelnen in der Säurespeisung parallel geschalteten Misch-und Übergangsräumen verschiedene Säure-und daher auch Nitrosemengen geben kann.
Das den Berieselungsraum verlassende Gasgemisch durchläuft, wenn nötig, noch weitere mit Berieselungsräumen abwechselnde Mischräume, bis der Gehalt an schwefliger Säure nahezu restlos aufgearbeitet ist. Da bei dieser Arbeitsweise der Gehalt an nitrosen Gasen in dem Gasgemisch jeweils nur der an einer gegebenen Stelle zur Einwirkung gekommenen Menge schwefliger Säure entspricht, ist am
Schluss des Systems, gleich wie die schweflige Säure, auch gasförmige Nitrose aus den Endgasen ver- schwunden. Diese können also unmittelbar ins Freie geleitet werden.
Da bei dem beschriebenen Verfahren die neu entstandene Schwefelsäure von der im Umlauf befindlichen Nitrose, die niemals völlig denitriert wird, aufgenommen wird, so muss zur Erlangung handelsfähiger Säure ein der Tageserzeugung entsprechender Teil der nitrosen Säure aus dem Umlauf herausgezogen und in einer besonderen Denitriervorrichtung denitriert werden. Dies kann zweckmässig in der Weise geschehen, dass vor den ersten Mischraum ein ähnlich wie dieser ausgebildeter Denitrierraum vorgeschaltet wird, in den ein der Tageserzeugung an Schwefelsäure ungefähr entsprechender verhältnismässig kleiner Teil der Nitrose eintritt. Das frische Gas gelangt zuerst in diesen Denitrierraum, denitriert die kleine Menge Nitrose rasch und vollständig und strömt dann in den ersten eigentlichen Mischraum.
Die denitrierte Säure wird gesondert abgezogen und aufbewahrt.
Auf diese Weise gelingt es, in kleinem Raum und mit verhältnismässig geringem Salpetersäureund Kraftverbrauch eine grosse Säuremenge zu erzeugen. Da die Baukosten der Anlage wegen des Wegfalles umfangreicher Bauten, wie Kammern und Türme, sich niedrig stellen, handelt es sich auch aus diesem Grunde bei dem neuen Verfahren um einen Fortschritt von grosser Bedeutung.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure ohne Verwendung von Bleikammern oder Reaktionstürmen unter Benutzung mechanischer 1\fischapparate zum, Zusammenbringen von SO-haltigen Gasen und nitroser Schwefelsäure, dadurch gekennzeichnet, dass nitrose Schwefelsäure von bekanntem Gehalt in einem oder mehreren Mischapparaten in feinster Verteilung zwecks Schaffung einer grossen Berührungsoberfläche zwischen der Nitrose und dem Gas in so grosser Menge mit S02-haltigem Gas in innige Berührung gebracht wird, dass die im Kreislauf befindliche nitrose Säure an jeder Stelle der Anlage noch nitros und demgemäss genügend reaktionsfähig bleibt.