DE181846C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

~ M 181846 KLASSE 26 d. GRUPPE

HEINRICH KOPPERS in ESSEN, Ruhr.

unter vorheriger Teerabscheidung.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. September 1904 ab.

Nach einem für die unmittelbare Ammonsulfatgewinnung . aus Gasen der trocknen Destillation oder Vergasung von Brennstoffen bekannten Verfahren werden die von den Öfen kommenden Rohgase in ein Sättigungsbad geleitet, wo sich aus dem Ammoniak der Gase und der Säure des Bades das Ammonsalz bildet. Da die beabsichtigte Gewinnung des Ammonsulfates in fester, verkaufsfähiger Form an einen bestimmten Mindestgehalt des Bades an Säure gebunden ist, andererseits durch die Verdichtung der bisher in dem Rohgase in der Schwebe gehaltenen Wasserteilchen eine stete Verdünnung eintritt, so muß das Bad aus Sicherheitsgründen durch Säurezufluß dauernd über diesem Konzentrationsgrad gehalten werden. Damit ist nun der Übelstand verknüpft, daß , die organischen Bestandteile — es ist hier überdies noch der gesamte Teer in den Gasen — von der Säure angegriffen werden. Dies kommt für die Produkte in der Weise zur Geltung, daß einerseits das Ammonsulfat mit organischen Bestandteilen durchsetzt, andererseits der Teer angegriffen und säurehaltig ist. Auch ist der Verbrauch an Säure viel größer, als zur Salzbildung notwendig ist.

Das neue Verfahren folgt dem Leitgedanken, die Nebenprodukte, Teer und Ammoniak, rein und quantitativ, und zwar das letztere unmittelbar in fester, verkaufsfähiger Form, zu gewinnen, indem die Abscheidung jedes Produktes auf der dafür am besten geeigneten Temperaturstufe vorgenommen wird und die Teerabscheidung vor der Ammoniakgewinnung erfolgt. Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß zwecks Erhaltung des das Ausfällen des Sulfates in fester Form gewährleistenden Dichtegrades der Säure das zur mechanischen Teer- und Wasserabscheidung auf eine geeignete Temperatur abgekühlte Gas vor Berührung mit der Säure »überhitzta wird, so daß also ein Niederschlag aus den Gasen nicht erfolgt. Da man nun durch stetigen Zufluß von Säure in das an sich bekannte Sättigungsbad und ständiges Herausschöpfen des ausgefällten Salzes den erforderlichen Dichtigkeitsgrad, bei dem die in den Gasen mitgeführten organischen Bestandteile noch nicht angegriffen werden, dank der Überhitzung dauernd innehalten kann, so wird das Ammonsulfat nicht bloß in fester Form, sondern auch frei von zersetzten organischen Bestandteilen gewonnen; das Erkennungszeichen dafür ist seine weiße Farbe. Die obere Temperaturgrenze, bis zu der die Gase wieder erhitzt werden dürfen, ergibt sich auf Grund der bekannten Tatsache, daß schwefelsaures Ammoniak sich in neutraler Lösung schon bei Temperaturen nahe an ioo° C. zersetzt; auch werden bei hoher Temperatur leicht kleine Mengen Salz aus dem Bade flüchtig. Bekanntlich ist schon im Rohgase ein Teil des Ammoniaks an Säuren, z. B. an Schwefel-

säure oder Salzsäure gebunden; diese Menge , fällt bei der Abkühlung der Rohgase aus und bildet mit dem ammoniakhaltigen Niederschlagswasser eine entsprechend starke SaIzlösung. Solange diese Kondensate sehr gering sind, kann man sie, zweckmäßig nach vorheriger Konzentration durch unmittelbare Einwirkung der Wärme der Rohgase, in dünnen Strahlen in das Sättigungsbad einleiten und so ihren Ammoniakgehalt gewinnen. Für eine größere Menge dieser Salzlösung, die außer dem im Niederschlagswasser enthaltenen Ammoniak bis zu io Prozent des gesamten im Rohgase vorhandenen Ammoniaks an Säuren gebunden enthalten kann, wird das Verfahren der Erfindung dahin ergänzt, daß man die Salzlösung gesondert ohne vorherige Konzentration oder nach Eindampfung etwa in einer Destillierkolonne weiter verarbeitet, deren Dämpfe mit den überhitzten Gasen in das Sättigungsbad eingeleitet werden. Die Erhaltung des erläuterten Beharrungszustandes ist dabei auf Grund der Tatsache gegeben, daß das überhitzte Gasdampfgemisch sich im Sättigungsbade genau wie die Gase selbst verhält.

Eine Durchführung des Verfahrens sei unter Hinweis auf die hier nur zur Erläuterung beiliegende Zeichnung beschrieben, die in Fig. 1 und 2 die Aufrisse zweier hintereinander zu schaltende Vorrichtungen bei einer Kondensationsanlage darstellt.

Die aus der Vorlage kommenden Rohgase treten durch Rohr α in den Kühler b, werden durch Leitung c in den zweiten Kühler d und weiter durch Rohr e in den dritten Kühler f geleitet. Diese Kühler sind hier beispielsweise als Röhrenkühler gezeichnet, wobei das Kühlmittel jeweilig das von dem zu kühlenden Gase umspülte Röhrenbündel durchströmt. Die Gase verlassen den Kühler f durch Rohr g, an welcher Stelle sie eine Temperatur von etwa 40⁰ bis 45⁰ C. besitzen, der entsprechend eine Wassermenge von 1,53 kg pro ι kg Gasgemenge ausgefallen ist. Die in b ausgeschiedene Menge geht durch Rohr h in das Gefäß i, das Niederschlagswasser aus Kühler f durch Rohr k eben dorthin. Das gekühlte Rohgas selbst tritt in den Gassauger /, der es in. den Teerwascher m von irgend einer geeigneten Konstruktion (etwa Pelouze) drückt. Ganz besonders zweckmäßig für das vorliegende Verfahren ist die folgende Vorrichtung: Ganz fein gelochte Bleche (ungefähr 1 mm Bohrung), auf denen Teer, Schweröle oder ähnliche flüssige Körper in Schichten von einer Höhe von mehreren Zentimetern stehen, sind derart angeordnet, daß das abgekühlte Gas durch sie hindurchtreten muß, sei es mit Saug- oder Druckwirkung. Dabei werden die Teernebel von dem Teer gelöst, so daß das Kondensat zugleich als Waschmittel dient. Da sich die Gewinnung des Teeres nicht wesentlich von der bisher üblichen unterscheidet, so wird zunächst dieses Nebenprodukt in verkaufsfähiger Form, d. h. untersetzt und frei von Schwefelsäure, gewonnen.

Um nun die bereits erläuterte Wiedererwärmung des entteerten Gases mit Hilfe der Wärme der Rohgase oder der Abhitze der öfen als möglichst geschlossenen Kreisprozeß auszugestalten, wird wie folgt verfahren : Während in dem Kühler f als Kühlmittel etwa gebräuchliches Kühlwasser benutzt wird, das allein größere Wärmemengen dem Prozeß entzieht, wird in den vorhergehenden Kühlern d und b das entteerte Gas als Kühlmittel verwendet. Indem das Gas durch Rohrleitung η in den Kühler rf* tritt, den es im Parallel- oder Gegenstrom zum Rohgase passiert, erfährt es durch die mittelbare Beheizung eine Temperaturerhöhung, die genügt, um das mittels Rohr ο aus dem Behälter i in den Kühler d eingeleitete Niederschlagswasser des Rohgases wieder zu verdampfen, bis auf einen Rest, der alles gebundene Ammoniak enthält und gesondert weiter verarbeitet wird. Indem das so erwärmte wassergesättigte Gas weiter durch Leitung _p in den Kühler b tritt, wird es »überhitzt« und somit nach dem Leitgedanken des Verfahrens befähigt, durch Rohr q in den Sättigungskasten r einzutreten. Genügt die Wärmemenge der Rohgase zu dieser Überhitzung nicht, so kann man dazu die Abhitze der Koksöfen verwenden, indem z. B. der erste Kühler b — dann rein als Überhitzer — zwischen Öfen und Kamin eingeschaltet ist. Selbstredend kann die Erwärmung auch unmittelbar durch eine beliebige Wärmequelle erfolgen. Der Sättigungskasten r ist ein zweckmäßig geschlossenes, innen mit einer Bleischicht überzogenes Gefäß, das zum Teil mit saurer Lauge des zu erzeugenden Salzes gefüllt ist. Eine Vertiefung in der Mitte des Bodens dient dazu, das fertige Salz aufzunehmen. Durch die Decke des Sättigungsapparates führt ein Tauchrohr s, das in einen kreisförmigen Ringteil übergeht, durch dessen zahlreiche kleine Löcher das Gas in feinster Verteilung in das Bad eintritt. Das Bad selbst wird zwecks Vermeidung einer Kondensation vorteilhaft auch auf geeigneter Temperatur erhalten. Ein Injektor t oder eine ähnliche Vorrichtung hebt das in der Bodenvertiefung . angesammelte Salz unmittelbar in die Trockenschleuder (Zentrifuge) u; die dabei aus dieser austretende Lauge fließt selbsttätig in den Sättigungsapparat zurück. Die frische Säure fließt stetig in geregelter Menge zu, so daß

das Bad eine bestimmte Konzentration beibehält, bei der, wie bereits erläutert, die die Gase noch begleitenden organischen Bestandteile nicht zersetzt werden. Der Teerrest gelangt also unverändert durch den Prozeß hindurch, wird mit dem Wasser abgeschieden und dem bereits früher gewonnenen Teer zugesetzt. Etwa in das Sättigungsbad gelangter, bereits verdichteter Teer, kann durch

ίο irgend eine geeignete Vorrichtung, wie Pumpe, Injektor oder dergl., entfernt werden. Die bei der Wassersättigung des entteerten Gases im Kühler d, übrig gebliebene Flüssigkeit wird nun durch Leitung ν der Destillierkolonne w zngeführt, wo das gebundene Ammoniak mit Kalk und Wasserdampf abgetrieben wird. Die etwa ioo° warmen Abdämpfe derselben, die alles Ammoniak der Salzlösung enthalten, treten zu dem überhitzten Gas bei q durch Rohr χ oder unmittelbar in den Sättigungskasten r. Das vom Ammoniak befreite Gas tritt durch Leitung y aus dem Sättigungskasten r aus und durch die Schlußkühler \ und wird wie sonst weiter verarbeitet. Die Gase selbst leiden bei diesem Verfahren in ihrer Zusammensetzung gar nicht, so daß sie wie üblich auf Benzol, Leuchtgas usw. verarbeitet werden können.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι. Verfahren zur Gewinnung der Nebenprodukte aus Gasen der trocknen Destillation oder Vergasung von Brennstoffen durch Behandlung mit Säure oder saurer Lauge unter vorheriger Teerabscheidung, dadurch gekennzeichnet, daß die zwecks rationeller Teerscheidung entsprechend abgekühlten Gase zweckmäßig mittels der überschießenden Wärme der Rohgase oder durch Abhitze wieder so hoch erhitzt (»überhitzt«) werden, daß der Konzentrationsgrad der Säure oder sauren Lauge nicht durch Wasserabscheidung beeinflußt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Niederschlagen des schon im Rohgase an Säuren gebundenen Ammoniaks mit dem Kondenswasser gebildete Salzlösung zweckmäßig nach vorheriger Eindampfung in bekannter Art in einer Destillierkolonne mit Kalk und Dampf abgetrieben wird, und deren Dämpfe in das Sättigungsbad eingeleitet werden, zum Zwecke, die Weiterverarbeitung dieser Salzlösung in das Hauptverfahren unter Aufrechterhaltung des Beharrungszustandes einzuordnen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.