DE223713C

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Publication number: DE223713C
Application number: DENDAT223713D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei dem auf die Gewinnung von schwefligsaurem bzw. schwefelsaurem Ammoniak gerichteten Verfahren nach Patent 212209 wird der in den Gasen enthaltene Schwefelwasserstoff durch Überleiten über eine sauerstoffübertragende, stetig oder absatzweise wiederaufgefrischte Masse oxydiert, und die dabei entstehenden Schwefelsauerstoffverbindungen werden mit dem Ammoniak der Gase zur Reaktion gebracht.

Wenn nun dabei festgestellt wurde, daß bei höheren Temperaturen und genügendem Sauerstoffüberschuß auch Schwefeltrioxyd entsteht, so ist docji eine vollständige Umwandlung des Schwefelwasserstoffs in das Trioxyd praktisch schlecht durchzuführen, da das durch die Reinigungsmasse zu führende ammoniakhaltige Gas der zu dieser Reaktion nötigen Temperatur nicht gut ausgesetzt werden darf, ohne angegriffen zu werden. Es wird deshalb am besten so verfahren, daß man zunächst — wie dies durch Innehaltung niedriger Temperaturen leicht angängig ist — nur auf die Erzeugung von schwefligsaurem Ammoniak hinarbeitet und zwecks nachträglicher Umwandlung ,desselben in das Sulfat dessen leichte Oxydationsfähigkeit durch Sauerstoffaufnahme aus der Luft benutzt. Diesen Vorgang zu beschleunigen, bietet das Verfahren nach der Patentschrift 217315 ein bequemes Mittel, indem man durch die das Sulfit enthaltende Lauge Luft bläst, am einfachsten einen in den Wascher für die schweflige Säure mit der verbrauchten Wiederauffrischungsluft eingeleiteten Luftüberschuß.

Die Erfindung folgt der Erkenntnis, daß man unter Benutzung des absatzweisen Verfahrens, also des im Wechsel vorgenommenen Durchleitens von Gas und Luft durch die sauerstoffübertragende Masse, die höhere Oxydationsstufe für den Schwefelwasserstoff ohne störende Beeinflussung der Gasbestandteile erhalten kann, wenn man hinter den ersten als Reiniger zu bezeichnenden Masseraum einen zweiten auf der erforderlichen hohen Temperatur erhaltenen Kontaktraum schaltet, der aber nun allein von der die schweflige Säure tragenden, den erforderlichen Sauerstoffüberschuß mit sich führenden Wiederauffrischungsluft durchströmt wird. Die Umwandlung des Schwefeldioxyds in Schwefeltrioxyd findet dann hier gemäß dem bei der Schwefelsäureherstellung benutzten echten Kontaktprozeß statt, wie' denn auch als Kontaktmasse alle hierfür bekannten Körper verwendet werden können, so Platinasbest, Eisenoxyd u. dgl. Die erstmalige Umwandlung der Schwefel- bzw. Eisenschwefelverbindungen in der sauerstoffübertragenden Masse in der einen Vorrichtung zu Dioxyd und die nachträgliche Oxydation zu Trioxyd in einer zweiten Vorrichtung hat dabei außerdem den Vorzug, daß man bequem regelnd auf die getrennten Vorgänge einwirken kann.

Die Zeichnung zeigt eine zu einer besonderen Ausführungsform des gekennzeichneten Verfahrens geeignete Anlage in schematischem Schnitt.

Das bei der Kühlung der Rohgase zwecks

(z. Auflage, ausgegeben am 14. August

Teerbefreiung ausfallende Gaswasser fließt ständig in den Gaswasserbehälter 17 und wird von hier über die Destillierkolonne 16 geleitet, wo das darin enthaltene Ammoniak mit Dampf und Kalk abgetrieben wird.. Dem durch Leitung 15 ankommenden, den Schwefelwasserstoff und das übrige Ammoniak enthaltenden Gasstrom wird dies abgetriebene Ammoniak wieder aufgeladen.· Bei geschlossenem Hahn 19 und geöffnetem Hahn 20 wird das so vorbereitete Gas in den Reiniger 22, der die sauerstoffübertragende Masse (geglühtes Raseneisenerz) enthält, geführt und zunächst durch den Heizmantel 14 erwärmt, so daß es beim Durchtritt durch die Masse im Raum 22 diese mit erwärmt und ein Niederschlagen des natürlichen Wasser-. gehaltes der Gase, womit eine unerwünschte Isolierung der wirksamen Massenoberfläche verbunden wäre, ausschließt. Da gemäß der hier stattfindenden Umsetzung nach der Formel

Fe₂ O₃ + 3 H₂ S = Fe₂S₃ + 3H₂O

neues Wasser gebildet wird und bei der innezuhaltenden Temperatur von 60 ° bis 70 ° C. in Dampf form fortgetragen werden muß, so muß den Gasen durch »Überhitzung« das Bestreben . verliehen werden, Wasser zu verdunsten und in sich aufzunehmen. Während also der Schwefelwasserstoff der Gase im Reiniger in Form von Schwefel- bzw. Eisenschwefelverbindungen zurückbleibt, tritt das nunmehr noch ammoniakhaltige Gas durch den geöffneten Hahn 24 in den Wäscher 29. Indessen geht ein Luftstrom durch Leitung 45 bei geschlossenem Hahn 47 in den Masseraum 21, frischt hier die sauerstoffübertragende Masse wieder auf und oxydiert gleichzeitig den in dieser enthaltenen Schwefel bzw. die Eisenschwefelverbindungen zu schwefliger Säure nach der¹ Formel ■

Fe₂ S₃ + 9 O = 3 5 O₂ + Fe₂ O₃.

Die damit beladene Luft, die außer dem restlichen Stickstoffgemisch noch einen genügenden Sauerstoffüberschuß enthält, geht durch Leitung 28 bei geschlossenem Hahn 27 und geöffnetem Hahn 26 in den Kontaktraum 48, der mit einem Heizmantel 49 versehen ist, in den überhitzter Dampf, Abhitze o. dgl. durch Leitung 50 eintreten, und den sie durch Leitung 51 verlassen; es wird hierdurch, etwa bei Verwendung von Eisenoxyd als Kontaktmasse, in Verbindung mit der freiwerdenden Reaktionswärme eine Temperatur von 600° innegehalten. Gemäß der Erkenntnis, daß das in diesen Kontaktraum gelangende Gemisch im wesentlichen den Röstgasen des Pyrits entspricht, spielt sich dann dieser Vorgang der Umwandlung der schwefligen Säure in Schwefelsäureanhydrid genau wie der entsprechende Vorgang beim Schwefelsäurekontaktverfahren ab. Daß das Anhydrid begleitende Stickstoffgemisch trägt dieses durch Leitung 52 in, den Wäscher 30 und verläßt diesen anhydridfrei durch Leitung 32, um ins Freie zu strömen. In diesem Wascher, der mit der Waschflüssigkeit aus dem Sammelbehälter 33 berieselt wird, wird das Schwefeltrioxyd zurückgehalten; die entstehende Lauge fließt in den Behälter 40 und wird immer mittels Pumpe 43 und Leitung 44 in den Behälter 34 zurückgeführt, von dem aus der Wascher 29 berieselt wird. Da durch diesen ammoniakhaltiges Gas strömt, so findet mit der Waschung gleichzeitig die Vereinigung von Ammoniak und Schwefelsäure zu einem Salze statt, das sich zunächst in dem Überschuß der Flüssigkeit löst und in den Kasten 38 gelangt. Von diesem wird die Salzlösung immer durch Pumpe 41 und Leitung 42 in den Behälter 33 gedrückt, so daß sie sich wieder mit Anhydrid sättigt und

das primäre Ammonsulfat _n *) S O₄ bildet, bis die Sättigungsgrenze erreicht ist und normales Sulfat λτ rr⁴ / S O₄ als festes Salz ausfällt. Dieser stete Kreislauf erfolgt dabei mit allen in der Patentschrift 217315 angegebenen Vorteilen. Die Bildung des primären Ammonsulfates ist ebenfalls wertvoll, da so ein Salz erhalten wird, das, ohne freie Säure zu haben, große Begierde hat, sich mit einem weiteren go Molekül N H₃ zu vereinigen; bei Durchleiten der Gase durch ein Schwefelsäurebad nach der üblichen Arbeitsweise findet bekanntlich leicht ein mechanisches Mitreißen freier Säure mit unerwünschten Nebenwirkungen statt. Die Tatsache, daß hier in das Verfahren nur das Schwefelsäureanhydrid ohne Wasser eingeführt wird, hat für die unmittelbare Darstellung eines festen Salzes eine besondere Bedeutung. Bekanntlich wird bei den bisherigen Verfahren das ioo Verdünnungswasser der Schwefelsäure frei und verursacht eine Auflösung des Salzes zu einer Lauge, wenn nicht ganz besondere Maßregeln zur steten oder absatzweisen Entfernung dieses Wassers, etwa durch Verdampfen oder Verdunsten, vorgenommen werden. Da hier dieses Verdünnüngswasser und außerdem das zur Salzbildung erforderliche Wasser fehlen, so wird der Lauge noch Wasser entzogen; das im praktischen Betrieb eingeführte Spülwasser kann uo gerade so bemessen werden, daß ein Eintrocknen der Lauge verhindert wird. Aber selbst bei Einfuhr sehr großer Fremdwassermengen bietet der durch die starke Überhitzung des Stickstoffgemisches im Kontaktraum 48 gebotene Wärme-Überschuß ein bequemes, regelbares Mittel zur steten Wasserentziehung. Ist die sauerstoffübertragende Masse im Reiniger 22 erschöpft, so wird durch Umschaltung sämtlicher Hähne nunmehr das Gas durch den Reiniger 21 in den Wäscher 29 und die Luft durch den Reiniger 22 und den Kontaktraum 48 in den Wascher 30

geleitet, so daß der Betrieb ein völlig stetiger bleibt. Bei der erläuterten- Schaltung ist dann nur ein gleichmäßig betriebener Kontaktraum erforderlich, wodurch der Aufbau und Betrieb der Anlage wesentlich vereinfacht wird.

Claims

Patent-Ansprüche:

i, Verfahren zur Darstellung von schwefelsaurem Ammoniak bei der Gasbereitung

ίο nach Patent 212209 mit wechselweisem Überleiten des Gases und der Wiederauffrischungsluft über eine sauerstoffübertragende Masse, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem die Masse enthaltenden Reiniger ein auf hoher Temperatur erhaltener Kontaktraum angeordnet ist, der von der im Überschuß anzuwendenden Wiederauffrischungsluft durchströmt wird, nachdem sie die im Reiniger abgesetzten Schwefelverbindungen zu Schwefeldioxyd oxydiert hat, wobei auf der Kontaktmasse (Platinasbest, Eisenoxyd u. dgl.) in bekannter Weise die Umwandlung des Schwefeldioxyds in Schwefeltrioxyd erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 mit zwei abwechselnd von Luft und Gas durchströmten Reinigern und hinter diesen angeordneten, von einer Waschflüssigkeit im steten Kreislauf durchströmten Waschern nach Patent 217315, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den zwei Reinigern und dem Säurewascher ein Kontaktraum angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.