<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung von Nitraten.
Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überführung der bei der Einwirkung von nitrosen Gasen auf Alkalien oder alkalischen Erden gebildeten Gemischen von Nitraten und Nitriten in Nitrate mittels Stiokoxyd und zielt darauf ab, nahezu reine Nitrate der Alkalien oder alkalischen Erden od. dgl. zu erhalten.
Lässt man Stickstoffoxyde zusammen mit der für die Reaktion genügenden Menge von Luft und Wasser auf die Hydroxyde und Karbonate der Alkalien oder alkalischen Erden wirken, so entstehen bekanntlich sowohl Nitrate als auch Nitrite gemäss nachstehender Gleichung :
2NO2 + 2Na OH = Na N02 + Na N03 + H20
Unter gewissen Umständen, z. B. wenn die Gase sehr stark verdünnt sind, wird praktisch genommen, reines Nitrit erzeugt, da eine beträchtliche Menge von unoxydiertem NO vorhanden ist, welches mit N02 reagiert, um Naos zu bilden, welches direkt als Nitrit absorbiert wird, gemäss der Gleichung :
N203 + 2 Na OH = 2Na N02 + HO.
Die so im Gemenge mit Nitriten erzeugten Nitrate sind für viele Zwecke ganz unbrauchbar, weshalb Versuche gemacht worden sind die Stickstoffoxyde so zu absorbieren, dass praktisch genommen reines Nitrat erzeugt wird.
Das Verfahren gemäss der Erfindung besteht darin, dass die bei der Absorption entstehenden niederen Stickoxyde, welche allmählich durch eine Anzahl von Absorptionsgefässen hindurch geleitet werden, in jedem Absorptionsgefäss zu Stiokstoffperoxyd oxydiert werden, bevor sie in das nächste Absorptionsgefäss eintreten können. Genügend viel Sauerstoff oder Luft muss zugeführt werden, dass die während dieser Umwandlung frei werdenden niedrigen Stickstoffoxyde wieder vor ihrer Absorption in Stiokstoffperoxyd N02 verwandelt werden. Genügender Reaktionsraum muss vorgesehen sein, so dass man für jede Re-Oxydations-Reaktion genügende Zeit verstreichen lassen kann.
Die Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung beispielsweise zur Erzeugung von Nitraten aus Stickstoffoxyden, welche durch den elektrischen Liehtbogenprozess oder durch den Ammoniakoxydationsprozess gewonnen werden, besteht im Wesen aus einer Reihe von Absorptionstürmen, Skrubbern od. dgl., zwischen welchen Oxydationskammern vorgesehen sind. In den Absorptions-
EMI1.1
und den Stickstoffoxyden hervorgerufen, z. B. dadurch, dass das Karbonat, Hydroxyd od. dgl. in Form feiner Flüssigkeitsfäden oder eines Nebels durch die Türme geführt oder die Flüssigkeit in den Türmen 1..'oh Schaufeln oder durch andere Bewegungsorgane in Bewegung erhalten wird.
Die Einrichtung ist derart getroffen, dass in den Oxydationskammem, welche die Gase passieren müssen, wenn sie von Turm zu Turm strömen, eine genügende Menge Luft oder Sauerstoff für die erforderlichen Oxydationsreaktionen eintreten kann und der Reaktionsraum genügend gross gemacht ist, um die für Durchführung solcher Oxydationsreaktionen erforderliche Zeit zu sichern.
Die Dimensionen des Oxydationsraumes sind derart und die Menge Sauerstoff oder Luft ist so eingestellt, dass die in den Gasen vorhandenen Stiekstoffoxyde so vollständig, als in der Praxis möglich, in N02 verwandelt werden, wobei die Absorptionszeit etwa eine Minute ist ;
es ist klar, dass man den Grad der Umwandlung in Nitrat in irgendeiner Weise erproben und danach die Absorptionszeit, den Oxydationsgrad und die Stärke der Absorptionsf1üssigkeit entsprechend einstellen kann.
<Desc/Clms Page number 2>
Die Anordnung ist eine derartige, dass die in den ersten Turm einströmenden Gase mit den Salzen der Alkalien oder der alkalischen Erden oder des Magnesiums reagieren, wodurch zuerst ein Gemenge
EMI2.1
dass das vorhandene Nitrit in Nitrat übergeführt wird, so dass das resultierende Produkt praktisch genommen reines Nitrat ist. Durch diese Umwandlung werden niedrigere Stickstoffoxyde frei, welche mit den Gasen durch den Oxydationsraum zwischen dem ersten und zweiten Turm gehen.
Wenn die Sauerstoffmenge-und der-Fassungsraum der Reaktionskammer richtig eingestellt sind, werden die niedrigeren Oxyde in Stiokstoffperoxyd übergeführt, welches in den zweiten Turm strömt. Auf diese Weise werden die Gase, welche aus einer Absorptionskammer in die nächste strömen, im Wesen in der Form von Stickstoffperoxyd befördert, um dann direkt auf die Lösung oder Suspension zu wirken, wie im ersten Absorptionsraum.
Das Verfahren kann nach dem Gegenstromprinzipe durchgeführt werden oder die Gase können in der gleichen Richtung strömen, wie der Flissigkeitsstrom durch den Apparat, oder man kann auch jeden Turm aus der Reihe ausschalten, sobald festgestellt worden ist, nötigenfalls durch besondere Untersuchungen, dass das Nitrat auf dem erforderlichen Reinheitsgehalt angelangt ist und die Gase von ihrer Quelle nach dem zweiten Turme abgeleitet sind. Aber in keinem Falle braucht die Kontinuität des Gasstromes unterbrochen zu werden.
Bevor die Gase in den ersten Turm eintreten, können sie mit einer Menge Luft oder Sauerstoff gemengt werden, welche theoretisch zur Oxydation des gesamten Stickstoffes auf NOg genügt. Werden aber die Gase vor ihrem Eintreten in den ersten Turm nur mit so viel Luft oder Sauerstoff gemengt, dass sie auf N02 oxydiert werden und werden die aus dem ersten Turm kommenden Gase dann mit einem weiteren Zusatze von Luft oder Sauerstoff versehen, und so fort bis an das Ende der Reihe, so werden bessere Resultate erzielt.
Es ist selbstverständlich, dass man statt zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Türmen besondere Oxydationsräume vorzusehen, die dem ersten Turme folgenden Türme selbst genügenden Fassungsraum erhalten können, um den notwendigen Reaktionsraum zur Durchführung der Oxydationsreaktionen zu bilden.
Statt der Alkalien oder alkalischen Erden können auch Suspensionen von Zinkoxyd, Kupferoxyd
EMI2.2
Metalle oder der Alkali-oder Erdalkalimetalle (einschliesslich Magnesium) verwendet werden.
Eine geeignete Apparateform zur Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung ist durch Fig. 1 der Zeichnung dargestellt. a sind Skrubber mit rotierenden Schaufeln b od. dgl. und c sind dazwischenliegende Oxydationskammem mit einstellbaren Einlässen d für Luft-oder Sauerstoff. Dieser Apparat arbeitet nach dem Gegenstromprinzipe. Die Kalkmilch oder das sonstige Reagens, welches bei e eingeführt wird, fliesst von rechts nach links durch die Verbindungsrohre/", während die Gase den Apparat durch den regelbaren Einlass g betreten und von links nach rechts strömen.
Die Anordnung und Betriebsweise des Apparates ist eine derartige, dass praktisoh genommen, reines Nitrat durch den Auslass h den Apparat verlässt, während die Abgabe durch den Auslass i austreten.
Es ist klar, dass irgendeine geeignete Anzahl von Skrubbern und Absorptionsräumen, mit oder ohne dazwischenliegenden Oxydationskammern je naeh Bedarf in Anwendung gebracht werden kann.
Die Leitung des Flüssigkeitsstromes kann die gleiche sein wie jene des Gasstromes.
Fig. 2 versinnlicht eine andere Ausführungsform des Apparates, bei welcher die Skrubber oder sonstigen Absorptionsvorrichtungen so eingerichtet sind, dass sie nacheinander ausgeschaltet werden können, in dem Masse, als sich die Lösung oder Suspension in praktisch genommen reines Nitrat verwandelt. Man überzeugt sich davon, dass die Umwandlung bis zu diesem Grade fortgeschritten ist, indem man Teile des Inhaltes des Absorptionsraumes herausnimmt und einer Untersuchung unterzieht.'
Bei dieser Ausführungsform des Apparates besitzt jeder Absorptionsraum a seine besondere Zu-
EMI2.3
die Gasverbindungen i und die Flüssigkeitsverbindungen/* zu Reihen verbunden sind.
Jeder Absorptionsraum ist also mit einem eigenen, einstellbaren Auslass ? versehen, um das reine Nitrat abzulassen und ausserdem sind im Gassystem Ventile yi vorhanden und in den Flüssigkeitsverbindungen 'Ventile , so dass, während sich die Reaktionen in jedem besonderen Absorptionsraume vervollständigen, jeder solche Reaktionsraum aus dem System ausgeschaltet und das Gas durch eine Nebenleitung direkt nach dem nächstfolgenden Absorptionsapparate geleitet werden kann.
Man kann auch in diesem Falle jede beliebige Anzahl von Skrubbern, Absorptionstürmen od. dgl. in Anwendung bringen, welche von genügender Grösse sind, um die vollständige Oxydation der Gase zu ermöglichen. Es können zwischen die. Skrubber u. dgl. auch Oxydationszwischenkammern eingeschaltet werden, z. B. wie Fig. 1 zeigt.
Es i, t selbstverständlich, dass die Erfindung mit zahlreichen, sehr verschiedenen Formen von Apparaten ausgeführt werden kann und nicht auf eine bestimmte Methode der Bereitung der Stickstoff- oxyde noch auf irgendwelche besondere Reaktionssalze beschränkt ist. auf deren Konversion in Nitrat die Erfindung anzuwenden wäre.
<Desc/Clms Page number 3>
Verfahren, um bei der Absorption der Stickstoffoxyde mittels Wassers erhaltene Stickoxyde wieder zu oxydieren, sind bekannt. Bei diesen bekannten Verfahren ist von einer Absorption der Stickstoffoxyde in Wasser Gebrauch gemacht, während gemäss der Erfindung alkalische Lösungen -verwendet werden, welcher aber nur höhere Oxyde unterworfen werden, um die Bildung von Nitriten allein bzw. die Bildung von Gemengen von Nitraten und Nitriten zu verhindern.