DE2440544A1

DE2440544A1 - Verfahren zur herstellung von chlor und natriumcarbonat

Info

Publication number: DE2440544A1
Application number: DE2440544A
Authority: DE
Inventors: Jean Verlaeten
Original assignee: Solvay SA
Current assignee: Solvay SA
Priority date: 1973-09-11
Filing date: 1974-08-23
Publication date: 1975-03-13
Also published as: ATA729174A; AU7301274A; BR7407361D0; JPS5743528B2; NL180027C; JPS5087998A; ZA745600B; DE2440544C2; NO141855C; DK476874A; FR2243147A1; AT335473B; GB1474446A; NL7411681A; US3944474A; NO743244L; CH602936A5; IT1021289B; NO141855B; BE819610A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. ING. A. VAN DERWERTH DR. FRAN Z LE DE RE R

21 HAMBURG 90 8 MÖNCHEN 80

WILSTOIIFER STR. 32 TEL. <0 «0. 77 Οβ 61 LUCItE-ORAHN-STR. 22 · TEL. <O89» 472947

München, 26. Juli 1974 S. 73/50

Solvay & Cie., 33 rue du Prince Albert, Brüssel, Belgien

Verfahren zur Herstellung von Chlor und Natriumcarbonat.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Chlor und Natriumcarbonat durch Kombinieren der Elektrolyse einer wäßrigen Natriumchloridlösung in Diaphragma-Zeilen mit der Carbonisierung der salzhaltigen aus den Diaphragma-Zellen abgezogenen Natronlauge und mit der Herstellung von Natriumcarbonat nach dem Ammoniaksoda-Verfahren. Mit Hilfe dieses neuen Verfahrens läßt sich die Herstellung von Chlor und Natriumcarbonat entsprechend der Nachfrage steuern und eine Überproduktion von Natriumhydroxid vermeiden. Darüber hinaus wird der Gesamtumsetzungsgrad des Natriumchlorids verbessert, und auch die Möglichkeit von raffiniertem Salz ist gegeben, wodurch das Abführen der Chloride in Gewässer und damit deren Verschmutzung herabgesetzt wird.

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Es ist bekannt, daß bei der Elektrolyse der wäßrigen Natriumchloridlö'sung in den Diaphragma-Z eil en kein lOOprozentiger Zersetzungsgrad zu erreichen ist, so daß die gewonnene Natronlauge immer einen mehr oder weniger hohen Anteil an nicht umgesetzem Natriumchlorid aufweist. Aus diesem Grunde wird diese Natronlauge auch gelegentlich als "kaustische Sole" bezeichnet. In der Praxis liegt der Umwandlungsgrad des Natriumchlorids bei der Elektrolyse aus Gründen der Strombedarfskosten und der Stromausnutzung bei etwa 50 Prozent. Die erhaltenen relativ verdünnten lösungen müssen dann in einem Mehrfachverdampfer, der mit Salzabscheidern gekoppelt ist, eingedampft werden. Bei diesem Verfahren erhält man Chlor, Wasserstoff, Natronlauge und Salz. Letzteres kann für die Aufkonzentrierung der in der Elektrolyse eingesetzten Sole wiederverwendet werden (vgl. R.N. Shreve "The Chemical Process Industries", 2. Auflage, 1956, Seite 500).

Das Ammoniaksoda-Yerfahren weist eine Reihe von Verfahrensstufen auf, die wie folgt zusammengefaßt werden können (vgl. R.N. Shreve, a.a.O., Seiten 289 - 295):

(1) Bilden einer Calcium- und Magnesiumionen-armen Sole, vorwiegend durch Behandeln der frisch hergestellten Sole mit Natriumcarbonat und Kalk oder mit Natriumcarbonat und Natriumhydroxid;

(2) Verwenden der gereinigten Sole zum Waschen der bei der Bicarbonatbildung aus den Kolonnen austretenden Gase;

(3) Ammoniakalischmachen der nach dem Waschen der Gase erhaltenen Sole in einer als "Absorber" bezeichneten Vorrichtung, durch Absorption von in der letzten Phase der "Destillation"

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freigesetztem Ammoniak und Kohlendioxid;

(4) Behandeln der erhaltenen ammoniakalischen Sole in Fällkolonnen zur Bicarbonatbildung, wobei die Kolonnen in Reihe mit einer aufgrund voraufgegangener Stufen verkrusteten Fällkolonne, die Waschkolonne genannt wird, arbeiten. Die mit Böden oder Passetteiausgestatteten Kolonnen zur Bicarbonatbildung, die Innenkühlung haben, werden mit 90- bis 95prozentigem Kohlendioxid, das beim Calcinieren des Natriumbicarbonats anfällt, sowie mit Kalkofengas beschickt, während in die "Waschkolonme" ein kohlendioxidärmeres Gas eingeleitet wird. In den Fällkolonnen fällt rohes Natriumbicarbonat aus; ·

(5) Filtrieren der aus den Fällkolonnen austretenden Suspension, um das rohe Natriumbicarbonat abzutrennen, das auf dem Filter mit Wasser gewaschen wird, um Natrium- und Ammoniumchlorid zu entfernen. Die beim Filtrieren erhaltene Mutterlauge besteht aus einer wäßrigen Lösung, die im wesentlichen Natrium- und Ammoniumchlorid ent hält;

(6) Behandeln dieser Mutterlauge in einer mit "Destillation" bezeichneten Stufe, um Kohlendioxid und Ammoniak wiederzugewinnen, welche zum Ammoniakalischmachen der Sole in den Absorber geleitet werden. Die "Destillation¹· umfaßt das Erhitzen der beim Filtrieren erhaltenen Mutterlauge, um Kohlendioxid abzutrennen, das Zusetzen von Kalk und das Behandeln der erhaltenen Flüssigkeit in einer Destillationskolonne, an deren unterem Ende Dampf eingespeist wird. Der

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Kalk reagiert mit dem Ammoniumchlorid unter Bildung von Ammoniak und Calciumchlorid. Das freigesetzte Ammoniak wird mit dem Dampf abgezogen.

(7) Gegebenenfalls kann die bei der "Destillation" erhaltene Flüssigkeit, die im wesentlichen aus einer wäßrigen Lösung von Calcium- und Natriumchlorid besteht, einer stufenweisen Eindampfung unterworfen werden, um die Chloride voneinander zu trennen.

(8) Das abfiltrierte rohe Natriumbicarbonat wird gewöhnlich in einem Trommeltrockner calciniert. Es bildet sich hierbei wasserfreies Natriumcarbonat ("leichte Soda") und ein kohlendioxidreiches Gas, das gekühlt, gereinigt, komprimiert und in den unteren Teil der Kolonnen zur Bicarbonatbildung eingespeist wird.

(9) Wird für besondere Zwecke Natriumcarbonat mit einem höheren spezifischen Gewicht ("schwere Soda") benötigt, dann wird die "leichte Soda" mit der erforderlichen Menge Wasser zur Bildung des Natriumcarbonat-monohydrats vermischt, das anschließend in einer Rotationsvorrichtung getrocknet wird. Nach einem in der PR-PS 1 550 250 beschriebenen Verfahren kann man das Natriumcarbonat-monohydrat, das zu "schwerer Soda" führt, auch dadurch herstellen, daß man das abfiltrierte rohe Bicarbonat unmittelbar mit Natronlauge und wasserfreiem Natriumcarbonat reagieren läßt; dadurch wird das Calcinieren des rohen Bicarbonats zu "leichter Soda" und das anschließende Hydratisieren vermieden.

In einer Ammoniaksoda-Anlage vom klassischen Typ, wie sie vorste-

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hend beschrieben worden ist, liegt der Umwandlungsgrad des Natriumchlorids in der G-rößenordnung von 72 bis 76 Prozent.

Nach einem weiteren, in der PR-PS 1 364 282 beschriebenen Verfahren zur Herstellung von Natriumcarbonat und Chlor wird die bei der Elektrolyse in den Diaphragma-Zeilen erhaltene Natronlauge mittels eines kohlehdioxidarmen Gases vorcarbonatisiert, ohne daß dabei eine Ausfällung eintritt, um so das Natriumhydroxid in Natriumcarbonat umzuwandeln, und dann: zusammen mit der auf herkömmliche Weise hergestellten ammoniakalischen Sole in eine Ammoniaksoda-Anlage geleitet. Bei diesem Verfahren können zur Bicarbonatbildung zusätzliche Mengen Ammoniak zugeführt werden, was zu einem erhöhten Umwandlungsgrad von Natriumchlorid führt und einen geringeren Verbrauch an Wasserdampf und Kalk erfordert. Wie auch schon in anderen, in den PR-PS 1 5H 501 und 2.006. 968-beschriebenen Verfahren dargelegt ist, läßt sich ein Ausfällen im Absorber, in der Waschkolonne und im oberen Teil der mit aus der Elektrolyse stammenden Natronlauge beschickten Kolonnen zur Bicarbonatbildung vermeiden,' wenn man einen Teil der abfiltrierten Flüssigkeit, gegebenenfalls nach dem Abtrennen von Kohlendioxid, in den Absorber zurückführt.

Bei der gegenwärtigen Entwicklung des Marktbedarfs hat man eine Tendenz zu einem Überangebot an Natriumhydroxid festgestellt. Es erseheint daher zweckdienlich, Verfahren zur Verfügung "zu stellen, die die Herstellung von Chlor in Verbindung mit Natriumcarbonat ,anstelle von Natriumhydroxid ermöglichen. Darüber hinaus ist es auch sinnvoll, die bestehenden Ammoniaksoda-Anlagen so

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lange wie möglich zu erhalten, nachdem durch Verwendung von zum. Teil anderen Ausgangsstoffen die notwendigen Anpassungen erfolgt sind. Schließlich ist es auch in anderer Hinsicht unbedingt erforderlich, den Umwandlungsgrad von Natriumchlorid zu verbessern oder aber die Rückgewinnung des nicht umgewandelten Chlorids derart zu ermöglichen, daß die Verschmutzung der Flüsse und Gewässer auf ein Mindestmaß reduziert wird.

Es wurde nun gefunden, daß die genannten Probleme dad'urch gelöst werden können, wenn man die Elektrolyse in Diaphragma-Zeilen mit

Soda-

einem ammoniakfreien/Verfahren und dem herkömmlichen Ammoniaksoda-Verfahren nach Solvay kombiniert.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Chlor und Natriumcarbonat durch Kombination der Elektrolyse von wäßriger Natriumchloridlösung in Diaphragma-Zellen der Carbonisierung der salzhaltigen aus den Diaphragma-Z eil en abgezogenen Natronlauge und des Ammoniaksoda-Verfahrens/das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Carbonisierung der/aus den Diaphragma-Z el le n abgezogenen Natronlauge- in einer ammoniakfreien Soda-Anlage durch führt, die mindestens einen Monocarbonatbildungs- Skrubber zum Behandeln mit einem kohlendioxidarmen Gas, ohne daß Ausfällungen auftreten, sowie mindestens eine Kolonne zur Bicarbonatbildung

am unteren Teil

aufweist, die Innenkühlung/hat und die mit einem kohlendioxidreichen Gas derart beschickt wird, daß das Natriumbicarbonat ausfällt , welches durch Filtrieren oder Zentrifugieren abgetrennt wird und durch Calcinieren in Natriumcarbonat überführt werden kann, und daß man die durch Filtrieren oder Zentrifugieren getrennte Mutterlauge von Bicarbonat befreit,mit Natriumchlorid sättigt und

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als einzige Quelle von Natriumchlorid oder als Teilquelle in eine Ammoniaksoda-Anlage -einleitet, während der andere Teil aus gereinigter, herkömmlicherweise im bekannten Ammoniaksoda-Verfahren verwendeter Sole und gegebenenfalls teilweise aus der bei der Monocarbonatbildung abgezogenen Flüssigkeit besteht.

Soda-Die in der ersten Stufe der ammoniakfreien/Anlage zur Monocarbonatbildung in der Natronlauge verwendeten kohlendioxidarmen Gase können vorzugsweise Verbrennungs- oder Restgase des Ammoniaksoda-Verfahrens sein, die zum Beispiel 5 bis 10 Prozent Kohlendioxid enthalten.

Soda-Bei den in der ammoniakfreien/Anlage verwendeten Vorrichtungen handelt es sich um mindestens einen Monocarbonat-skrubber» i*¹· dem kohlendioxidarmes Gas unter solchen Bedingungen eingesetzt wird, daß Ausfällungen vermieden v/erden. Nach diesem Skrubber befindet sich mindestens eine Kolonne zur Bicarbonatbildung, wie sie im bekannten Ammoniaksoda-Verfahren Verwendung findet. Die nunmehr Monocarbonat enthaltende Natronlauge wird in der Kolonne im Gegenstrom zum kohlendioxidreichen Gas geführt. Ein" Kühlen des unteren Teils der Kolonne, zum Beispiel durch mit Kühlrohren versehene Behälter, vervollständigt das Ausfällen des Natriumbi-carbonats. Um die Umwandlung von Na₂CO, in NaHGO, zu verbessern, kann man zur Garbonat enthaltenden Natronlauge Ammoniak zufügen.

Die Verwendung der Monocarbonat enthaltenden Natronlauge und der

Sodain der ammoniakfreien/Anlage erhaltenen Mutterlaugen i_n dem Ammoniaksoda-Verfahren führt zu einem stark erhöhten Anteil an Natrium- und Garbonationen in der aus dem Absorber

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ausströmenden Flüssigkeit, wodurch ein Ausfällen im Absorber, in der Waschkolonne sowie im oberen Teil der Kolonnen zur Bicarbonatbildung hervorgerufen werden kann.. Wie aus den vorstehend genannten älteren Verfahren zu entnehmen ist, kanrn dieser Nachteil dadurch behoben werden, daß man einen Teil der abfiltrierten Flüssigkeit aus der Ammoniaksoda-Anlage, gegebenenfalls nach dem Abtreiben von Kohlendioxid, insbesondere durch Erhitzen, in den Absorber zurückführt. Nach der vorliegenden Erfindung wird jedoch durch die vorherige Behandlung der Natronlauge in der ammoniakfreien Soda-Anlage eine wesentliche Menge alkalisches Natritm vor der weiteren Behandlung in der Ammoniaksoda-Anlage abgetrennt, so daß das Risiko von Ausfällungen beträchtlich verringert wird. Die im Kreislauf zu führende Menge wird dadurch reduziert.

Will man das Verhältnis von erzeugtem Chlor zu erzeugtem Natriumrcarbonat erhöhen, kann, man das erfindungsgemäße Verfahren dahingehend abwandeln, daß man die Zufuhr von gereinigter- Sole zur Anmoniaksoda-Anlage allmählich reduziert. Auf diese Weise kann die Erzeugung von Chlor auf 0,35 bis 0,4 Tonnen Chlor je Tonne Natriumcarbonat gesteigert werden.

In einer letzten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mindestens ein Teil der bei der Elektrolyse erhaltenen Natronlauge eingedampft, um Natriumchlorid zum Kristallisieren zu bringen und so eine Sole mit einem höheren Natriumhydroxidgehalt zu gewinnen, die dann - wie vorstehend beschrieben - in der ammoniakfreien/Anlage behandelt wird, nachdem sie gegebenenfalls mit ; einem Rest von bei der Elektrolyse erhaltener Natronlauge vermischt worden ist. In diesem Fall wird dann, in die Ammoniaksoda-

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Anlage keine gereinigte Sole gegeben. Um praktisch reines, raffiniertes Salz auszufällen, darf das Eindampfen nicht zu weitgehend sein, damit nicht gleichzeitig Natriumsulfat und andere Verunreinigungen ausgefällt werden. Der Eindampfungsgrad der Natronlauge hängt offenbar von der Art und Menge der in der Natronlauge vorhandenen Verunreinigungen, zum Beispiel Natriumsulfat, ab.

Enthält die Natronlauge zum Beispiel 0,45 Gewichtsprozent Natriumsulfat, dann beträgt die optimale Konzentration etwa 22 Prozent NaOH. Wird die gesamte Menge an erhaltener Natronlauge eingedampft, erhält man eine Gesamtausbeute von 0,52 Tonnen Chlor je Tonne Natriumcarbonat.

Wenn die Gesamtmenge oder ein großer Teil der Natronlauge eingedampft werden soll, muß die Mutterlauge und gegebenenfalls der Rest der bei der Elektrolyse erhaltenen Natronlauge vor der Mo-

Soda-

nocarbonatbildung in der ammoniakfreien/AnTage verdünnt werden, um Ausfällungen in den Skrubbernzu vermeiden. Dabei wird ein Teil der bei der Abtrennung von Natriumbicarbonat in der ammo-

Sodaniakfreien/Anlage entstehenden Mutterlauge, gegebenenfalls nach der Entfernung von Bicarbonat, nicht in die Ammoniaksoda-Anlage geleitet, sondern zwischen den Verdampfern zur Kristallisation von Natriumchlorid und dem oder den Skrubber(h)zur Monocarbonatbildung in der ammoniakfreien Soda-Anlage zurückgeführt.

Soda-Das Entfernen von Bicarbonat aus der in der ammoniakfreien/Anlage

jegliche

erhaltenen Mutterlauge kann auf/bekannte Weise geschehen. Im Rahmen vorliegender Erfindung kann man zum Beispiel eine entsprechen-

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de Menge von bei der Elektrolyse erhaltener Natronlauge zugeben. Vorteilhafter ist es jedoch, zu erhitzen und Kohlendioxid entweichen zu lassen. Dadurch erhält man hochkonzentriertes Kohlendioxid, das in die Kolonnen zur Bicarbonatbildung zurückgeführt werden kann.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens beruht darin, daß man "schwere Soda" gewinnen kann, ohne die Stufe der Natriumbicarbonat-Herstellung durchlaufen zu müssen. Zu diesem Zweck wird in der ammoniak-Soda-

freien/Anlage zwischen dem oder den Monocarbonatbildungs- Skrubber(n)

der oder
und/den Kolonnen zur Bicarbonatbildung ein Verdampfer geschaltet.

Unter den gewählten entsprechenden Bedingungen wird dann ein Teil des vorliegenden alkalischen Natriums als Natriumcarbonat-monohydrat kristal· lisiert und kann danach nach den bekannten Verfahren; in "schwere Soda" umgewandelt werden, während die Mutterlaugen bei der Bicar-

Soda-

bonatbildung in der ammoniakfreien/Anlage wieder eingesetzt werden. Dieses Verfahren erweist sieh als besonders günstig, wenn die Gesamtmenge oder ein großer Teil der Natronlauge durch die Verdampfer für Salz geleitet wird.

Nach dem Entfernen des Bicarbonats muß die beim Abfiltrieren oder

Soda-Zentrifugieren von Natriumbicarbonat in der ammoniakfreien/Anlage erhaltene Mutterlauge mit Natriumchlorid gesättigt werden. Dies geschieht entweder durch Zusatz von festem Salz oder durch Eindampfen. Im letztgenannten Pail kann der zum Einengen erforderliche Dampf durch Entspannen der Mutterlaugen der Ammoniaksoda-Anlage entstehen. Bei Verwendung einer Anlage, in der im Anschluß an die Destillation nicht umgewandeltes Natriumchlorid abgetrennt wird, wird im allgemeinen die Zugabe von festem Salz

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bevorzugt. Man kann die Mutterlaugen zur Wiedersättigung mit Natriumchlorid in unterirdische Salzlager leiten, wenn solche lager in der Nähe der Pabrikationsstätten vorhanden sind.

Steigt der Bedarf an Chlor weit über den an Natriumhydroxid hinaus an, dann kann man das Verfahren auch dergestalt abwandeln, daß man in die Ammoniaksoda-AnIage nur einen Teil der aus der ammoniakfreien Soda-Anlage stammenden, von Bicarbonat befreiten und mit Natriumchlorid gesättigten Mutterlauge einleitet, während der andere Teil durch Leiten durch eine oder mehrere Kolonnen zur Bicarbonatbildung in

einer ammoniakfreien Soda-Anlage an alkalischem Natrium erschöpft und dann verworfen wird.

Das erfindungBgemäße Verfahren wird anhand der Figuren 1 bis 3 der .Zeichnung näher erläutert.

Pig. 1 stellt die einfachste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.Eine gereinigte Natriumchlorid-Sole wird teilweise in eine Diaphragma-Zellen aufweisende Elektrolyse-Anlage 1 und teilweise - falls erwünscht - durch die Leitung 8 in eine Ammoni-

aksoda-Anlage/geleitet,- In der Anlage 1 werden Chlor und Wasserstoff unter Bildung von Natronlauge (Lösung von NaGl und NaOH) hergestellt, die in mindestens einen mit kohlendioxid-armen Gas beschickten Skrubber 2 geleitet wird, um Natriumhydroxid in Natri- umcarbonat umzuwandeln, ohne daß Ausfällungen auftreten. Die so erhaltenen Lösungen von NaGl und Na_?CCU werden mindestens teil-

Soda- ^p

weise in die ammoniakfreie/AnIage 3 geleitet, die eine oder mehrere mit kohlendioxid-reichem Gas beschickte Kolonnen zur Bicar-

am unteren Teil

bonatbildung aufweist, welche eine Innenkühlung/haben und in denen rohes Natriumbicarbonat ausgefällt wird, das durch Abfiltrie-

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ren oder Zentrifugieren abgetrennt und in bekannter Weise in Natriumcarbonat vom gewünschten spezifischen Gewicht ("leichte" oder "schwere Soda") umgewandelt wird. Der aus der Anlage 2 austretende unbehandelte Teil der carbönatenthaltenden Sole kann durch die leitung 7 in die Ammoniaksoda-Anlage geleitet werden. Die beim Abfiltrieren oder Zentrifugieren des Bicarbonate in der ammoniak-

Sodafreien/Anlage J> erhaltene Mutterlauge wird vom Bicarbonat befreit, und mit Natriumchlorid durch Zugabe von Salz oder durch Eindampfen bei 4 gesättigt. Danach gelangt die lauge in die Ammoniaksoda-Anlage 5, wo sie als einzige oder als Teilquelle von Natriumchlorid dient. Die in der Anlage 6 erhaltene Destillationsflüssigkeit wird gegebenenfalls einer stufenweisen Eindampfung unterworfen, um getrennt voneinander Natriumchlorid und/oder Calciumchlorid zu gewinnen. Soll keines dieser Salze gewonnen werden, dann wird die Flüssigkeit abgelassen und von unterirdischen Räumen aufsaugen gelassen oder in stehende oder fließende Gewässer geleitet. Das beim Abfiltrieren erhaltene rohe Natriumbicarbonat kann, wie das

Soda-Produkt aus der ammoniakfreien/Anlage, durch bekannte Verfahren in Natriumcarbonat mit einem bestimmten spezifischen Gewicht umgewandelt werden. Die Restgase aus den Kolonnen zur Bicarbonatbildung, d.h. sowohl die aus der ammoniakfreien als auch aus der Ammoniaksoda-Anlage, können als Mittel zur Monocarbonatbildung bei der Natronlauge in dem oder in den Skrubber (n) 2 verwendet werden.

Fig. 2 stellt das durch Einbau einer Salzgewinnungsanlage hinter den Elektrolysezellerjabgewandelte Verfahren der Erfindung dar. Durch diese Maßnahme kann die Menge des in der Ammoniaksoda-Anlage behandelten Natriumchlorids verringert und somit das Verhältnis von erzeugtem Chlor zu erzeugtem Natriumcarbonat gesteigert

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werden. Pig. 2 weist das gleiche Schema wie Fig. 1 auf, jedoch mit der Ausnahme, daß keine gereinigte Sole durch die Leitung 8 in die Ammoniaksoda-Anlage 5 geleitet wird und daß zwischen die Elektrolysezellen 1 und den oder die Monocarbonatbildungs-skrubber 2 Verdampfer 9 geschaltet sind. Die gestrichelte Linie 10 stellt den Teil der Natronlauge dar, der gegebenenfalls nicht in den Verdampfern 9 behandelt wird, sondern unmittelbar in die Monocarbonatbildungs- Skrubber 2 gelangt. Die gestrichelte Linie 11 stellt

den Rückstrom an Mutterlauge dar, die gegebenenfalls nach dem VerSoda-
lassen der ammoniakfreien/Anlage von Bicarbonat befreit und in die Monocarbonatbildungs- Skrubber geleitet wird, um ein Ausfällen in d_en Skrubbern zu vermeiden, wenn die Gesamtmenge oder ein G-roßteil der Natronlauge in der Salzgewinnungsanlage 9 behandelt wird.

Fig. 3 stellt das erfindungsgemäße Verfahren dar, bei dem zwischen die Monocarbonatbildungs- Skrubber 2 und die Kolonnen zur Bicarbo-

Soda-

natbildung in der ammoniakfreien/Anlage 3 eine Anlage 12 zur Herstellung von kristallinem Natriumcarbonat-monohydrat geschaltet ist. Die Erzeugung von NapCCU'HLO kann auch in das Schema nach Fig. 1 eingebaut werden.

Eine letzte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht dem Schema nach der Fig. 3, jedoch mit der Ausnahme, daß nur ein Teil der von Bicarbonat befreiten und .. wieder mit Natriumchlorid gesättigten Mutterlauge in die Ammoniaksoda-Anlage 5 geleitet wird, während der andere Teil in einer oder mehreren Kolonnen zur Bicarbonatbildung in einer oder mehreren Kolonne(n) von einer ammoniakfreien Soda-Anlage - wie in der Anlage-3 - behandelt wird.

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Diese Ausführungsforra ist auch ohne ein Ausfällen von Natriumcarbonat-monhydrat möglich.

Die nachfolgenden Beispiele zeigen die Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens. Sie stellen jedoch nur eine Erläuterung der Erfindung dar, ohne diese zu beschränken. Sie zeigen die verschiedenen Maßnahmen zur Erhöhung der Erzeugung von Chlor im Verhältnis zur Erzeugung von Natriumcarbonat und erklären die Vorteile aufgrund einer Verringerung des Verlustes an Chlorid und anhand eines niedrigeren Dampf- und Kalkbedarfs im Ammoniaksoda-Verfahren je Tonne insgesamt erzeugten Natriumcarbonat s.

Beispiel 1.

In eine Ammoniaksoda-Anlage wird ein Gemisch von bei der Elektro-

salzbehaltender
lyse erhaltener/Natronlauge, in der zuvor Monocarbonat gebildet worden ist, und von gereinigter Sole eingespeist, und zwar 1000 kg Natronlauge auf 1182,7 kg gereinigte Sole, was einem Verhältnis von erzeugtem Chlor in den Diaphragma-Zellen zu erzeugtem Natriumcarbonat in der Ammoniaksoda-Anlage von 0,2 Tonnen Chlor zu 1 Tonne Natriumcarbonat entspricht.

In der nachstehenden Tabelle sind der Verbrauch sowie die Erzeugung der verschiedenen Substanzen in den Hauptverfahrensstufen in kg, bezogen auf 1000 kg eingesetzte Natronlauge, angegeben.

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Verfahrensstufen

Monocarbonatbildung	90	49,6
Natronlauge	160
NaOH	750 .
NaCl	Gras zur C ar bonat bildung
H₂O	co₂
	ΝΕ,-Absorption

carbonathaltige Lauge

Na₂CO₃ 119,3

NaCl 160

H₂O 752,1

gereinigte Sole

NaCl 299,8

H₂O 882,9

Filtrat

NaCl 64,1

NH₃ 18,6

NH₄Cl 120,4

CO₂ 36,1

H₂O 721,9

Destillationsgas

CO₂ 82,7

NH₃ 133,6

H₂O 54,5

2U0544	Ergebnisse	119	,3
	160
carbonathaltige Sole	752	,1
Na₂CO₃.
NaCl
H₂O

ammoniakalische Sole NaCl
NH,

CO,

H₂O

655,6 190,5

168,3 2431,7

3) Carbonatbildung und Abfiltrieren des NaHCO ₃.

ammoniakalische
NaCl

Sole

655,6-

190,5 168,3 2431,7 Gas zur Carbonatbildung

CO₂ 284,9

Wasser zum Waschen der Filter H₂O 199,4

NH₃
CO₂
H₂O

abfiltriertes	NaHCO₃
NaHCO₃	634,1
H₂O	111,9
Filtrat
NaCl	214,0
NH₃	62,2
NH₄Cl	403,9
CO₂	121,1
H₂O	2383,3

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Destillation.	149,9	Gas nach	der Absorption	Rückstand	149,9
Piltrat .	43,6	CO₂	82,7	294,1
NaCl	283,5	NH-	133,6	5
NH₃	84,9	H₂O	54,5	2,8
NH₄Cl	1661,4-			2916,6
co₂		flüssiger
H₂O	154	NaCl
Kalkmilch	718	CaCl₂
CaO		CaCO,
H₂O	544	CaO
Wasserdampf		H₂O
H₂O

Demzufolge ist die entsprechende Chlorerzeugung gleich

90 χ ' = 80 kg
und die Natriumcarbonaterzeugung gleich

634,1 χ - 400 kg, und somit die Ausbeute gleich 8O/4OO = 0,2 kg Cl je kg

.Man ersieht, daß der Verbrauch an Wasserdampf und Kalk, bezogen auf die Tonne erzeugtes Natriumcarbonat, sich belauft auf

χ 1000 = 1360 kg Dampf und ■ χ 1000 = 385 kg CaO.

Die im flüssigen Rückstand der. Ammoniaksoda-AnIage vorliegende Chloridmenge, bezogen auf die Tonne erzeugtes Carbonat, beläuft sich auf

1000 _{*_Λη η „ 35,5 , on, λ „ 2 χ 35,5

400

(149,9 x + 294,1 x ) « 698 kg

Schließlich muß man 961,1 kg Piltrat zurückführen und vor den Ammoniak-Absorbern einspeisen. Dies entspricht 30 Gewichtsprozent der Gesamtmenge des Piltrats.

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Beispiel 2.

Die aus den Diaphragma-Zellen der Elektrolyse abgezogene Natronlauge wird nach dem in Fig. 1 der Zeichnung dargestellten Schema wie folgt behandelt:

(1) Monocarbonatbildung in den Skrubbern mittels kohlendioxidarmen Gas, ohne daß Ausfällungen auftreten}

(2) Bicarbonatbildung in den Kolonnen zur Bicarbonatbildung. unter Einspeisung von kohlendioxidreichem Gas und Abtrennung

' ' der Bicarbonatkristalle;

(3) Befreien der Mutterlaugen von Bicarbonat durch indirektes Erhitzen;

(4) Einengen der Mutterlaugen durch Eindampfen bis zur Sättigung an NaGl und

(5) Einspeisen der wiedergesättigten Mutterlaugen in die Ammoniaksoda-Anlage unter Zusatz von gereinigter Sole.

In der nachstehenden Tabelle sind der Verbrauch sowie die Erzeugung der verschiedenen Substanzen in den Hauptverfahre ns stufen, in kg, bezogen auf 1000 kg eingesetzte Natronlauge, angegeben..

Verfahrensstufen	90	Ergebnisse	Sole
Monocarbonatbildung.	160		119,5
Natronlauge	750	carbonathaltige	160
NaOH		Na₂GO,	.752,1
NaGl	49,6	NaGl
H₂O	H₂O
Gas zur Garbonatbildung
GO₂

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2) Kolonnen zur Bicarbonatbildung und Abtrennung der Kristalle.

carbonathaltige Sole

119,3 160

752,1 Gas zur Carbonatbildung zentrifucrierteNaHGO,-Kristalle °

NaHCO,

NaGl

H₂O

GO₂

Waschwasser

H₂O

49,6

48 161,9 24

Mutterlaugen der Bicarbo· natbildung und nach dem Zentrifugieren

NaHGO,
NaCl

H₂O

27,3 160 755,8

3). Befreien von Bicarbonat durch indirektes Erhitzen.

Mutterlaugen der Bicarbonat bildung

NaHOO,

NaCl

H₂O

27,3 160 755_r8

Aufkonz entri erung.

Mutterlaugen nach der Befreiung von Bicarbonat

17,2 160

Na₂CO₃

NaCl
H₂O

758,7

NH--Absorption.	Mutterlaugen
wiedergesättigte	17,2
Na₂GO₃	160
NaGl	471,5
H₂O
gereinigte Sole	263,4
NaGl	775,5
HpO

Mutterlaugen nach der Befreiung von Bicarbonat

Na₂GO₃	17,2	17,2
NaGl	160	160
H₂O	758,7	471,5
CO₂ (freigesetzt)	7,2
wiedergesättigte Mutter	287,2
laugen
Na₂GO
NaCl
H₂O ■
verdampftes Wasser
H₂O

amraoniakalische Sole NaCl

NH₃

GOo

H₂O

449,4

130,5

73,8

1377,1

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Filtrat
NaCl

NH₄Gl
GO₂
H₂O

Destillationsgas
GO₂
NH_
H₀O

7,0

2,0

17,4

4,0

79

62,7 123 48,2

ammoniakalische Sole NaGl
NH,

449,4 130,5 73,8 1377,1 Gas zur Garbonatbildung

GO₂

H₂O

GO,

241,8

Wasser zum Waschen der Filter H₂O

7) Destillation.
Filtrat
NH. Gl
NaCl
GO₂

148,5

H₂O

Kalkmilch

CaO

H₂O
Wasserdampf

H₂O

283,3 113,6

64,3

33 1262,1

152,7 711,6

457

6).. Carbonatbildung und Abtrennung des

zentrifugiertes
' NaHOO,

NaHCO,

H₂O

Filtrat

NaCl
CO₂
NH₃
H₂O

472,1 83,3

300,7 120,6

68,3 35,0

1341,1

Gas nach.der Absorption NH₃ · 123

CO₂	62,7
H₂O	48,2
flüssiger Rückstand¹
NaCl	113,6
CaQl₂	293,9
CaO	2,2
CaCO₃ H₂O	3,9 2430,2

Das Verhältnis der eingesetzten Solen beträgt 1000 kg der

aus den Diaphragma-Zellen abgezogenen Natronlauge auf 1038,9 kg

509811/1000

gereinigte Sole. Wie in Beispiel 1 entspricht dieses Verhältnis einer Erzeugung von 80 kg Chlor bei der Elektrolyse für insgesamt 400 kg Natriumcarbonat (nämlich 161,9 x = 102 kg aus. der ammoniakfreien/Anlage und 472,1 χ = 298 kg aus der Ammoniaksοda-AnIage), so daß die Gesamtausbeute 0,2 Tonnen Chlor je Tonne insgesamt hergestelltes Garbonat.

Man ersieht, daß der Verbrauch an Wasserdampf und Kalk, bezogen auf die Tonne erzeugtes Natriumcarbonat, sich beläuft auf

•fö χ 1000 = 1143 kg Dampf und ^: x 1000 = 382 kg CaO. :

Der Verbrauch an Dampf bei der Einengung der Mutterlaugen der

Sodaammoniakfreien/Anlage beträgt 312 kg Dampf je Tonne Gesamtcarbo- nat.' Dieser Dampf wird durch das Entspannen des flüssigen Rückstands der Ammoniaksoda-Anlage geliefert und beträgt 345 kg Dampf je Tonne Gesamtcarbonat. · ^:

Die im flüssigen Rückstand der Ammoniaksoda-Anlage vorliegende Chloridmenge, bezogen auf die Tonne erzeugtes Carbonat, beläuft sich auf ' ;

(113,6X-JIjI-- + 293,9 x ) = 642 kg Cl".

Schließlich muß man 109»4 kg Filtrat zurückführen'und in den Antmoniak-Absorber einspeisen. Dies entspricht 5,8 Gewichtsprozent der Gesamtmenge des Piltrats.

Zusammenfassend zeigt die nachstehende Tabelle die aufgrund der Behandlung der Natronlauge nach Beispiel 2 der Erfindung erzielten Vorteile in Bezug auf die unmittelbare Einspeisung in die Ammoniaksoda-AnIage nach Beispiel 1, wobei sich die angegebenen.

509811/1000

Mengen auf die Tonne insgesamt erzeugtes Garbonat beziehen.

Beispiel Beispiel

2 1 Verbrauch an Dampf bei der Destillation in kg 1145 1360 Verbrauch an Kalk bei der Destillation in kg 582 385 Abfall an Chloriden in kg 642 698:

Prozent Filtrat, das zum Ammoniak-Absorber zurückgeführt wird

'5,8 30

Verbrauch an Dampf beim Einengen 3^2 ⁺'

⁺' durch Entspannen des flüssigen Destillationsrückstandes . erhaltener Dampf.

Beispiel 5«

Das Beispiel 3 offenbart die Möglichkeit, die Erzeugungen an Chlor bei der Elektrolyse in Diaphragma-Zellen und an Natriumcarbonat aus der Natronlauge zu erhöhen, indem ein Teil der Natronlauge durch Eindampfen unter Erzeugung von raffiniertem Salz, das frei von Natriumsulfat ist, vor der Einspeisung in die amnoniaV-freie Soda-Anlage eingeengt wird. In der nachstehenden Tabelle sind in kg Verbrauch und Erzeugung der verschiedenen Substanzen in den Hauptverfahrensstufen für den Fall angegeben, wo 6OO kg Natronlauge einem vorherigen Eindampfen unterworfen und dann zusammen mit 400 kg Natronlauge unmittelbar in die ammoniakfreie Soda-Anlage eingespeist werden. Dieses Verhältnis liefert die größtmögliche Abtrennung von raffiniertem Salz entsprechend der Arbeitsweise der skrubber der Monocarbonatbildung, ohne daß Ausfällungen auftreten.

509811/1000

Verfahrensstufen

Eindampfen, Kristallisieren und Zentrifugieren von NaOl.

Natronlauge

NaOH 54

NaCl 93,7

'2,7 449,6 Waschen des NaCl auf der Zentrifuge

Ergebnisse

Na₂SO₄
H₂O

H₂O

23,7

Mutterlaugen	54
NaOH	29,8
NaCl	2,7
Na₂SO₄	182,3
H₂O
raffiniertes Salz	63,9
NaCl	2,6
H₂O

2) Monocarbonatbildung.

Mutterlaugen aus der NaCl-Kristallisation

carbonathaltige Sole

NaOH
NaCl
Na₂SO₄
H₂O

54

29,8

2,7

182,3 Na₂CO₅
NaCl

H₂O

119,3' 92,3. 4,5 484,2-

Natronlauge
NaOH
NaCl

Na₂SO₄

36

62,5 1,8

H₂O 299,7

Gas zur Carbonatbildung

CO₂ 49,6

3) Kolonnen zur Bicarbonatbildung und Abtrennung der Kristalle. carbonathaltige Sole

Na₂CO-	119,3
NaCl	92,3
Na₂SO₄	4,5
H₂O	484,2
Gas zur Carbonatbildung
co₂	49,6
Waschwasser
H₀O	48,4

zentrif ugierte NaHCO, Kristalle	Γ	19,6
NaHCO,	169,5	92,3
H₂O	25,3	487,0
Mutterlaugen der Bicarbo natbildung und nach dem Zentrifuaieren	4,5
NaHCO^
NaCl
HpO
Na₂SO₄

509811/1000

4) Befreien von Bicarbonat durch indirektes Erhitzen.

Mutterlaugen der Bicarbo- natbildung	19,6	Mutterlaugen freiung von.	nach der Be Bicarbonat	12,4
NaHGO,	92,3	Na₂GO,	12,4	92,3
NaCl	4,5	NaCl	92,3	4,5
Na₀SO,	487,0 ·	Na₂SO₄	4,5	272,0
H₂O		H₂O	484,9
Aufkonzentrierung.
Mutterlaugen nach der Be freiung von Bicarbonat	12,4	wiedergesättigte Mutter laugen
Na₂CO,	92,3	Na₂GO₃
NaGl	4,5	NaCl
Na₂SO₄	484,9	Na₂SO₄
H₂O	H₂O

Die wiedergesättigten Mutterlaugen werden sodann zur Ammoniaksoda-Anlage geleitet, wo sie als alleinige Zuspeisung dienen. Die Natriumcarbonaterzeugung in der Ammoniaksoda-Anlage beträgt 76,9 kg.

Die Gesamtproduktion an Natriumcarbonat beträgt demnach 169,5 x Tj-g§ + 76,9 = 183,8 kg bei einer Chlorerzeugung in der Elektrolyse von 80 kg, was einer Ausbeute an erzeugtem Chlor und erzeugtem Natriumcarbonat von 0,43 Tonnen Chlor je Tonne Carbonat entspricht. .

Der Verbrauch an Dampf und Kalk in der Ammoniaksoda-Anlage beträgt 1329 kg Dampf bzw. 459 kg CaO je Tonixe in der Ammoniaksoda-Anlage erzeugtes Natriumcarbonat.

Die Rückführung des Filtrats zum Ammoniak-Absorber belauft sich auf 16 Gewichtsprozent der Gesamtmenge des Piltrats.

Die im flüssigen Rückstand der Ammoniaksoda-Anlage vorliegende Chloridmenge beträgt 758,8 kg Cl" je Tonne in der Ammoniaksοda-

509811/10 00

Anlage erzeugtes Natriumcarbonat, was noch 317,5 kg Chlorid je Tonne insgesamt im Verfahren erzeugtem Natriumcarbonat entspricht.

Beispiel 4»

Beispiel 4 offenbart die Möglichkeit, die Gesamtmenge der aus den Diaphragma-Zellen der Elektrolyse austretenden Natronlauge zu behandeln, bevor sie in die ammoniakfreie Anlage geleitet wird, und zwar durch Rückführung der Mutterlaugen von der Bicarbonatkristallisation in der ammoniakfreien Soda-Anlage in die Skrubber der Monocarbonatbildung.

In der nachstehenden Tabelle sind der Verbrauch sowie die Erzeugung der verschiedenen Substanzen in den Hauptverfahrensstufen in kg, bezogen auf 1000 kg der aus den Diaphragma-Zellen abgezogenen Natronlauge, angegeben.

Verfahrensstufen	90	Ergebnisse	90	NaCl	90	carbonathaltige Sole	124,1
	156,2	Abtrennen von NaCl.	49,7	H₂O	49,7		77,1
Eindampfen, Kristallisieren und	4,5	Mutterlaugen	4,5		4,5	Na₂CO₃	7
Natronlauge	749,3	NaOH	303,8		303,8	NaCl	478,5
NaOH	NaCl			Na₀SO.
NaCl	Na₂SO₄		106,5	H₂O
Na₀SO, ά 4	H₂O	4,3
H₂O	der Zentrifuge raffiniertes Salz
Waschen des NaCl auf	39,5
H₂O

Monocarbonatbildung.	Mutterlaugen aus der NaCl-
	Kristallisation
NaOH
NaCl
Na₃SO₄
H₂O

509811/1000

Rücklauf der Mutterlaugen aus	7,8
der Bicarbonatbildung	27,4
NaHGO,	2,5
NaGl	173,0
Na₂SO.
HpO

G-as zur Garbonatbildung

GO₂ 47,5

Kolonnen zur Bicarbonatbildung und Abtrennung der Kristalle»

carbonathaltige Sole	124,1	14,4	9,1 49,7	zentrifugierte NaHGO	•z-Eri stalle	der Befrei-	9,1 49,7
Na₂CO₃	77,1	49,7	4,5	NaHCO₃	174,5	9,1	• 4,5
NaGl	7 478,5 51,5 51,7	4,5	311,5	H₂O	26,1	49,7	146,4
Na₂SO₄ H₂O G-as zur Garbonat bildung GO₂ Waschwasser " H₂O	durch	310	Mutterlaugen der Bicarbonat bildung und nach dem Zentrifugieren NaHCO₃ 22,2 NaCl 77,1 Na₂SO₄ 7 H₂O ' 483,0	4,5
Befreien von Bicarbonat	Mutterlaugen der Bicarbonat bildung		indirektes Erhitzen.	311,5
	NaHGO,	Mutterlaugen nach der Befrei ung von Bicarbonat	Mutt erlaugen nach ung von Bicarbonat
NaCl	Na₂CO₃ NaGl	Na₂CO₃	wiedergesättigte Mutterlau gen
Na₂SO₄	Na₂SO₄	NaCl	Na₂CO₃ NaCl
H₂O	H₂O	Na₂SO₄	Na₉SO
Aufkonzentrierung.	H₂O	H₂O

Die wiedergesättigten Mutterlaugen werden sodann zur Ammoniäksoda-Anlage geleitet, wo sie als alleinige Zuspeisung dienen. Die Na-

50981 1/1000

triumcarbonaterzeugung in der Ammoniaksoda-Anlage beträgt 45,6 kg.

Die Gesamtproduktion an Natriumcarbonat beträgt demnach 174,5 χ -γξβ + 45,6 = 155,5 kg bei einer Chlorerzeugung in der Elektrolyse von 80 kg, was einer Ausbeute an erzeugtem Chlor und

: erzeugtem Natriumcarbonat von 0,51 Tonnen Chlor je Tonne Carbonat • entspricht.

Der Verbrauch an Dampf und Kalk in der Ammoniaksoda-Anlage beträgt 1257 kg Dampf bzw. 437 kg CaO je Tonne in der Ammoniaksοda-Anlage erzeugtes Natriumcarbonat.

Die Rückführung des Piltrats zum Ammoniak-Absorber beläuft sich auf 20 Gewichtsprozent der Gesamtmenge des Filtrats.

Die im flüssigen Rückstand der Ammoniaksoda-Anlage vorliegende Chloridmenge beträgt 716 kg Cl je Tonne in der Ammoniaksoda-Anlage erzeugtes Natriumcarbonat, was noch 210 kg Cl"" je Tonne insgesamt: im Verfahren erzeugtem Natriumcarbonat entspricht.

Beispiel 5«

Beispiel 5 offenbart die Möglichkeit, einen wesentlichen Teil des alkalischen Natriums aus der von den Diaphragma-Zellen abgezogenen Natronlauge unter unmittelbarer Bildung von Natriumcarbonat-monohydrat abzutrennen, d.h.. daß man einen wesentlichen Teil dieser Natronlauge vorher konzentriert, wobei man zum Beispiel 600 kg Natronlauge einer vorherigen Konzentrierung unterwirft und dann zusammen mit 400 kg Natronlauge unmittelbar in die ammoniakfreie

Soda-Anlage einspeist.
In der nachstehenden Tabelle sind der Verbrauch sowie die Erzeu-

509811/1000

gung der verschiedenen Substanzen in den Hauptverfahrensstufen in kg, bezogen auf 1000 kg eingesetzte Natronlauge, angegeben.

Verfahrensstufen	Ergebnisse	Mutterlaugen	54
Eindampfen,	Kristallisieren und Abtrennen vom NaCl.	NaOH	29,8
Natronlauge	•	NaCl	2,7
NaOH	54	Na₂SO₄	182,3
NaGl	93,7	HpO
Na₂SO	2,7	raffiniertes Salz	63,9
H₂O	449,6	NaCl	2,6
Waschen des	NaCl auf der Zentrifuge	H₂O
H₂O	23,7

2) Monocarbonatbildung.

Mutterlaugen aus der NaCl-Kristallisation

NaOH 54

NaCl 29,8

Na₂SO₄ 2,7

H₂O 182,3

Natronlauge

NaOH 36

NaCl 62,5

Na₂SO₄ 1,8

H₂O ' 299,7

G-as zur Carbonatbildung

CO₂ 49,6

3) Eindampfen und Kristallisieren von carbonathaltige Sole

Na₂CO₃
NaCl
Na₂SO₄
H₂O

Waschen des
H₂O

carbonathaltige Sole

Na₂CO₅
NaCl
Na₂SO₄
H₂Q

119,3; 92,3. 4,5 484,2;

	zentrifugierte	Kristalle
119,3	Na₂CO₃	47,8
92,3	H₂O	10,5
4,5	Mutterlaugen
484,2	Na₂CO₃	71,5
	NaCl.	92,3
8,8	Na₂SO₄	4,5
	- ^H2°	366,3

509811/1000

24405U

4) Kolonnen .zur .die ar bonat bildung und Abtrennen der Kristalle. Mutterlaugen aus der Kristall!- abfiltrierte NaHGO,-Kristalle

sieranlage von Na₀CO-·Η_?0

Na	₂co	₂so	3	Gar	0
NaCl	0
Na	zur	4	Waschwasser
H₂	CVl		H₂
Gas
CO

71,5 92,3

NaHGO

H₂O

101,6 15,2

4,5 Mutterlaugen der Bicarbonat-

bildung nach dem Zentrifugieren

NaHCO,
NaCl

,3 12,1

28,8 "2"

Befreien von Bicarbonat durch indirektes Erhitzen.

11,7

92,3

4,5

375,5

Mutterlaugen der Bicarbonatbildung

NaHCO,

NaCl

Na₂SO

H₂O

Aufkonzentrierung.

Mutterlaugen nach der Befreiung von Bicarbonat

"Na₂CO₃ 7,4

NaCl 92,3

4,5 376,8

Mutterlaugen nach der Befreiung von Bicarbonat

7,4 92,3 4,5 376,8

wiedergesättigte Mutterlaugen

11,7	Na₂CO₃
92,3	NaCl
4,5	Na₀SO, £ 4
375,5	H₀O

Na₂SO₄

H₂O

Na₂CO₃
NaCl
Na₂SO₄
H₂O

7,4

92,3

4,5

■265,0

Die wiedergesättigten Mutterlaugen werden sodann zur Ammoniaksoda-Anlage geleitet, wo sie als alleinige Zuspeisung dienen. Die Natriumcarbonat erzeugung in der Ammoniaksoda-Anlage beträgt 72,6 kg.

Die Gesamtproduktion an Natriumcarbonat beträgt demnach 47,8 .+ 101,6 χ ^j-⁰J- + 72,6 = 184,4 kg bei einer Chlorerzeugung in der Elektrolyse von 80 kg, was einer Ausbeute an erzeugtem Chlor und erzeugtem Natriumcarbonat von 0,43 Tonnen Chlor je Tonne Carbonat entspricht.

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2UQ5-U

Der Verbrauch an Dampf und Kalk in der Ammoniaksoda-Anlage beträgt 1394 kg Dampf bzw. 491 kg Kalk je Tonne des in der Ammoniaksoda-Anlage erzeugten Natriumcarbonats.

Die Rückführung des Piltrats zum Ammoniak-Absorber beläuft sich auf 10 Gewichtsprozent der Gesamtmenge des Piltrats.

Die im flüssigen Rückstand der Ammoniaksoda-Anlage vorliegende Chloridmenge beträgt 805 kg Cl" je Tonne des in der Ammoniaksoda-Anlage erzeugten Natriumcarbonats, was noch 317 kg Cl"
je Tonne an insgesamt im Verfahren erzeugten Natriumcarbonat
entspricht.

Darüber hinaus beläuft sich die unmittelbare Erzeugung von
"schwerer Soda" aus der Natronlauge auf 100 χ ⁼ 40 Prozent der 'Menge alkalisches Natrium, das in der eingesetzten Natronlauge enthalten ist.

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Claims

Patentansprüche

1) Verfahren zur Herstellung von Chlor und Natriumcarbonat durch Kombination der Elektrolyse von wäßriger Natriumchloridlösung in Diaphragma-Zellen ,'Carbonisierung der salzhaltigen aus den Diaphragma-Zellen abgezogenen Natronlauge und des Ammoniaksoda-Verfahrens, dadurch gekennzeichnet , daß man die Carbonisierung der salzhaltigen aus den Diaphrama-Zellen abgezogenen

Soda-Natronlauge in einer ammoniakfreien/Anlage durchführt, die mindestens einen Monocarbonatbildungs- Skrubber zum Behandeln mit einem kohlendioxidarmen Gas, ohne daß Ausfällungen auftreten, sowie mindestens eine Kolonne zur Bicarbonatbildung aufweist,

am unteren Teil
die Innenkühlung/hat und die mit einem kohlendioxidreichen Gas derart beschickt wird, daß das Natriumbicarbonat ausfällt, welches durch Filtrieren oder Zentrifugieren abgetrennt wird und durch Calcinieren in Natriumcarbonat überführt werden kann., und daß man die durch Filtrieren oder Zentrifugieren getrennte Mutterlauge von Bicarbonat befreit, mit Natriumchlorid sättigt und als einzige Quelle von. Natriumchlo.rid oder als Teilquelle in eine Ammoniaksoda-Anlage einleitet, während der andere Teil aus gereinigter, herkömmlicherweise im bekannten Ammoniaksoda-Verfahren verwendeter Sole und gegebenenfalls teilweise aus der bei der Monocarbonatbildung abgezogenen Flüssigkeit besteht.

2) ,Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in den Teil der Ammoniaksoda-Anlage, der zur Absorption von wiedergewonnenen Amnoniak und Kohlendioxid dient, einen Teil des FiI-trats zurückführt; gegebenenfalls nach dem Abtreiben von Kohlendioxid, um Ausfäl-

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24405U

lungen im Absorber, in der Waschkolonne und im oberen Teil der Kolonnen der Garbonatbildung zu vermeiden.

3) Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens einen Teil der aus den Diaphragma-Zeilen abgezogenen Natronlauge zur Kristallisation von Natriumchlorid und zur Bildung einer Sole mit einem erhöhten Gehalt an Natriumhydroxid eindampft, welche anschließend in der ammoniakfreienSoda-Anlage, die gegebenenfalls nach Vermischen mit dem Teil der bei der Elektrolyse erhaltenen Natronlauge, die nicht eingedampft worden ist, behandelt wird, wobei keine gereinigte Sole in die Ammoniak— soda-Anlage geleitet wird.

4) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man

Soda-

einem Teil der in der ammoniakfreien/Anlage erhaltenen Mutterlauge, gegebenenfalls nach dem Befreien von Bicarbonat, nicht in die Ammoniaksoda-Anlage einleitet, sondern zwischen die Eindampfer zur Natriumchlorid-Kristallisation: und den oder die Monocarbonat-

Soda-

bildungs- Skrubber der ammoniakfreien/Anlage zurückführt, um eine Kristallisation in dem oder den Skrubber (n) zu vermeiden·.

5) Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche,

Soda-

dadurch gekennzeichnet, daß man in der ammoniakfreien/Anlage zwischen dem oder den Monocarbonatbildungs-Skrubber (n) und der oder den Kolonnen zur Bicarbonatbildung einen Verdampfer schaltet, um einen Teil des in der Flüssigkeit vorliegenden alkalischen Natriums in Form von Nätriumcärbonat-monohydrat zu kristallisieren, das anschließend nach herkömmlichen Verfahren in "schwere Soda" umgewandelt wird, wahrend die Mutterlauge der Bicarbonatbildung zugeführt wird.

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6) Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Befreien von Bicarbonat aus der beim Abfiltrieren oder Zentrifugieren in der ammoniakfreien Soda-Anlage erhaltenen Mutterlauge durch Erhitzen und Freisetzen von Kohlendioxid durchführt.

7) Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die V/iedersättigung der beim Abfiltrieren oder Zentrifugieren in der ammoniakfreien Soda-Anlage erhaltenen Mutterlauge mit Natriumchlorid nach dem Befreien von Bicarbonat durch Eindampfen durchführt.

8) Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß man das Verhältnis an erzeugtem Chlor und der Gesamtmenge an erzeugtem Natriumcarbonat dadurch steigert, indem man nur einen Teil der aus der ammoniakfreien Soda-Anlage stammenden, von Bicarbonat befreiten und mit Natriumchlorid gesättigten Mutterlauge in die Ammoniaksoda-Anlage einführt und den anderen Teil zur Herstellung von Natriumbicarbonat durch Bildung von Garbonat in einer oder mehreren zusätzlichen Kolonnen zur anunoniakfreien Bicarbonatbildung verwendet.

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