DE1667385A1 - Verfahren zur Umsetzung carbonathaltigen Materials mit Saeure - Google Patents

Description

DR. EULE DR. BERG DIPL.-ING. STAPF

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 2. HILBLESTRASSE 2O 1 66738 S

Dr. Eule Dr. Berg Dipl.-Ing. Stapf 8 München 2, HilblestraSe 20 · Ihr Zeichen Unser Zeichen Datum

13. Febr. 1967

Anwaltsakte Ik 893

SOLIDEN AKTIEBOLAG
- Stockholm/Schweden

Verfahren zur Umsetzung carbonathaltigen Materials mit Säure.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung einer Reaktion zwischen einem Carbonat enthaltendem Material und einer Säure unter Bildung von Kohlendioxyd und einem festen unlöslichen Reaktionsprodukt· Das erfindungsgemäße Verfahren kann im allgemeinen

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für Reaktionen dieser Art verwendet werfen, ist jedoch hauptsächlich für solche Reaktionen vorgesehen, "bei welchen das erzeugte Kohle"ndioxyd einen Schaum bildet. Eine solche Reaktion ist die Reaktion zwischen Salzsäure und Kalkstein, wobei das entwickelte Kohlen-dioxyd einen Schaum bildet, welcher die Reaktion erschwert bzw« behindert und sehr schwer zu kontrollieren ist.

Die Erfindung wird nunmehr in Zusammenhang mit dieser Reaktion beschrieben. Hauptgegen3tand dieser Reaktion, auf den hier besonders Bezug genommen wird, ist die Herstellung von Calcium chlorid höchst möglicher Konzentration, jedoch kann die Reaktion auch durchgeführt werden zum Zwecke der Neutralisation einer sauren lösung, wobei die Reaktionsprodukte nicht gesammelt werden. Saure Lösungen werden normalerweise mit Kalkstein oder Dolomit in Form von Klumpen bzw. Stücken geeigneter Größe oder Pulverform neutralisiert. Bei Verwendung eines Pulvers ist eine spezielle Dosierungsvorrichtung notwendig zur Dosierung des staubartigen Neutralisationsmittels zur Sicherstellung der Erzielung eines guten Ergebnisses. Bei Verwendung von Kalkstein oder Dolomit in Forin von Klumpen wird die saure Lösung in den oberen Teil eines Turms oder Behälters eingeführt, welcher mit dem Kalkstein oder Dolomit gefüllt ist. Das hierbei gebildete Kohlen-dioxyd erschwert den Durchgang der Lösung durch den Turm und hat zur Folge, daß eine beachtliche Menge der Lösung in Form ·

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von Schaum aus dem Behälter überläuft. Bei Ueutralisierung saurer Lösungen, beispielsweise Schwefelsäure oder Fluorwasserstoffsäure, werden schwer zu lösende Salze gebildet, wodurch der Turm schnell verstopft. Wenn die saure Lösung flüchtige Säuren enthält, beispielsweise Chlorwasserstoffsäure, entweicht eine große Menge der Säure mit dem austretenden Kohlen-dioxyd und verursacht gesundheitliche Gefährdungen. Ein solches STeutralisationsverfahren hat eine sehr geringe Kapazität.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Erzielung einer intensiven Erzeugung von Gas in Bezug auf das geringst mögliche Reaktionsvolumen, in einer solchen Weise, daß keine nicht-umgesetzte Flüssigkeit aus der Vorrichtung durch das gebildete Gas mit abgezogen wird.

Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Durchführung einer Reaktion, bei welcher feste Produkte leicht aus der Vorrichtung, ohne diese zu verstopfen, abgezogen werden können. Hierzu gehören insbesondere einerseits in dem carbonathaltigen Material ursprünglich vorhandene Teilchen und andererseits in der Reaktion gebildete feste Produkte. Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch das Hinführen des carbonathaltigen Materials in den oberen Teil eines Reaktionsbettes carbonathaltigen Materialss welches auf einem Rost lagert, Einführen der Säure in den unteren Teil des Reaktionsbet-

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tes im Abstand oberhalb des Host's und Abziehen des Eohlen-dioxyds von dem oberen !eil des Reaktionsbettes.

Bei einer Reaktion, in welcher Schaum gebildet wird, wie bei der Neutralisation von Salzsäure mit Kalkstein, findet die Reaktion im wesentlichen zwischen der festen Phase und einem dünnen flussigen Film, welcher sich in heftiger Bewegung befindet_$ statt. Die Tiefe des flüssigen

w Films wird durch das Verhältnis zwischen dem Volumen des gebildeten Gases und dem Volumen an Flüssigkeit bestimmt. Je größer die Menge an gebildetem Gas ist, desto dünner wird der flüssige Film in den jeweiligen Schaumblasen, und um so schneller wird hierbei die Reaktionsgeschwindigkeit zwischen der Flüssigkeit und der festen Phase. Bei Eeutralisierung saurer lösungen mit Kalkstein oder Dolomit wird freie Säure vollständig neutralisiert und mit einer sehr hohen Kapazität, ohne daß flüchtige Säuren

. mit dem gebildeten Kohlen-dioxyd entweichen.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, Kalkstein mit konzentrierter Salzsäure, d.h. mit einem Gehalt von 25 bis 35 Gewichtsprozent HCl, ohne das Risiko von Säureverlust einzugehen, umzusetzen. Darüber hinaus sammelt sich, weil der Kalkstein Material enthält, welches nicht mit der Säure reagiert, das nicht-umgesetzte Material in dem unteren Teil des Kalksteinbettes. Dieses unlösliche "üaterial fällt dann leicht durch den Rost, ist

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leicht entfernbar von der Vorrichtung, sogar während des Arbeitsvorgangs. Unlösliches Material von der zweiten Art, nämlich solches Material, das durch die Reaktion gebildet wird, begleitet den gebildeten Schaum aufwärts, und v/eil die Säure oberhalb des Host's eingeführt wird, wird verhindert, daß diese zweite Art unlöslichen Materials den Rost passiert und das Risiko der Verstopfung der Vorrichtung mit sich "bringt.

Die vorliegende Erfindung wird nunmehr in der anliegenden Zeichnung ins Einzelne gehend beschrieben, in welcher eine bevorzugte Ausführungsform des Reaktionsturms gemäß der Erfindung gezeigt ist, wobei der Reaktionsturm hauptsächlich für Reaktionen zwischen Kalkstein und konzentrierter Salzsäure vorgesehen ist.

In dem Reaktionsturm, gemäß der Zeichnung, wird der Kalkstein kontinuierlich dem oberen Teil 1 des Turms mittels einer konischen Zufuhrrutsche 2 zugeführt, welche sich in den Turm hinein öffnet. Die Salzsäure wird in den unteren Teil des Turms durch ein Zufuhrrohr 3 mittels einer Pumpe oder eines in geeigneter Höhe angebrachten Behälters eingeführt. Das Kalksteinbett ruht auf einem Rost 4, welcher etwas unterhalb der Säurezufuhr 3 angeordnet ist. Unlösliche Bestandteile des Kalksteins fallen durch den Rost in den unteren konieohen !Peil 5 des Reaktionsturms.

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Wenn die durch, das Zufuhrrohr 3 eingeführte Salzsäure mit dem Kalkstein in Berührung kommt, wird die Säure aufgrund von Gasbildung in Form von Schaum aufwärts durch das Bett transportiert. Die Salzsäure enthält immer eine geringe Menge Schwefelsäure, welche mit dem Kalkstein unlösliches öalcium-sulphat bildet. Me CaIc ium-sulphat-Teilchen werden durch den Schaum aufwärts durch das KaIkstein-bett geführt. Anschließend wird der Schaum durch eine ringförmige Öffnung 6 des Turms ausgeführt und tritt in eine Kammer 7 ein, welche mit einem Abfluß 8 versehen ist.

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Claims (2)

67385 Pat entansprüche;

1. Verfahren zur Durchführung einer Reaktion zwischen einem carbonathaltigen Material und einer Säure unter Bildung von Kohlen-dioxyd und einem festen unlöslichen Reaktionsprodukt, dadurch gekennzeichnet, daß das darbonathaltige Material dem oberen Teil eines Reaktionsbettes carbonathaltigen Materials, welches auf einem Rost lagert, zugeführt wird, und daß eine Säure in den unteren Teil des Reaktionsbettes im Abstand etwas oberhalb des Rostes eingeführt, und Kohlen-dioxyd von dem oberen Teil des Reaktionsbettes abgezogen wird.

2. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, zur Durchführung einer Reaktion zwischen Salzsäure und Kalkstein, dadurch gekennzeichnet, daß die Salzsäure als wässrige Lösung mit einem Gehalt von 25 bis 35 Gewichtsprozent ■ | HCl und der Kalkstein in Stücken mit einer Größe von mindestens 10 mm, vorzugsweise 20 bis 40 mm, zugeführt wird.

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