DE254014C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

K PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

. - M 254014 —■ KLASSE 12 k. GRUPPE

HEINRICHKOPPERSINESSEN₅RuHr.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Januar 1911 ab.

Bei der Darstellung von schwefelsaurem Ammoniak durch Einleiten von ammoniakhaltigen Gasen oder Dämpfen in ein Sättigungsbad von Schwefelsäure bzw. entsprechenden Salzlösungen sind einander widersprechende Arbeitsbedingungen dadurch gegeben, daß einerseits die Wirtschaftlichkeit des Betriebes eine vollständige Bindung des Ammoniakgehaltes der Gase und Dämpfe verlangt, während auf der anderen Seite der Markt nur ein Salz mit einem bestimmten Mindestgehalt an freier Säure dulden kann ; je niedriger nun der Gehalt des Bades an Säure ist, desto größer ist die Gefahr von Ammoniakverlusten, während bei Überschuß von Säure leicht der zulässige Mindestgehalt des fertigen Salzes an Säure überschritten wird. Man sieht deshalb im allgemeinen darauf, die Dichte des Bades etwa auf einem Säuregehalt von 2 bis 4 Prozent zu erhalten, womit bei steter Beaufsichtigung normalerweise beide Bedingungen ungefähr erfüllt werden. Zur Auflösung der sich im Bade infolge Arbeitens mit geringem Säureüberschuß bildenden Verkrustungen muß überdies das Bad alle 6 bis 12 Stunden mit viel Säure versetzt werden, wodurch das in den folgenden ζ Stunden fallende Salz sehr sauer wird. Wird nun aber einmal durch irgendwelche Zufälligkeiten die Gesamtmenge der freien Säure im Bade zu gering, so' entweicht Ammoniak, und zwar genügt es dazu schon, wenn lediglich die Verteilung der Säure im Bade eine ungleichmäßige ist. Die heutige Entwicklung der Technik geht nun dahin, immer größere Gasmengen durch ein Sättigungsbad zu schicken, und mit den wachsenden Abmessungen des Sättigungskastens wird die Gefahr der Ungleichmäßigkeit in der Verteilung der Säure immer größer. Einmal liegt das daran, daß man mehrere Tauchrohre anwenden muß, auf die die Säure von vornherein nicht genau gleichmäßig verteilt werden kann, und zum anderen daran, daß durch das fortgesetzte Umpumpen der Lauge, wobei diese nach einem Punkte abfließt, eine gute Vermischung der dem Bade ständig zugesetzten frischen Säure mit der in demselben befindlichen Lösung untunlich ist.

Bei der schon versuchten Arbeitsweise, die. Säure durch Einspritzen von gewöhnlichem oder auch alkalischem Wasser in die Trockenschleuder für das Salz zu entfernen, erhält man zwar eine Verminderung der freien Säure, jedoch entstehen dabei Ammoniakverluste, wie auch die Metallteile der Trockenschleuder stark angegriffen werden. Ferner kommt infolge der eigentümlichen Lagerung des Salzes in der Trockenschleuder nach der Parabelform die erforderliche gleichmäßige Durchdringung des Salzes nicht zustande.

Die Erfindung folgt nun dem Leitgedanken, die Erzeugung eines möglichst neutralen Salzes unter Vermeidung von Ammoniakverlusten dadurch zu ermöglichen, daß das mechanisch von Lauge befreite Salz durch Durchleiten

von aus dem Hauptgasstrom stammendem Ammoniak in Gasform entsäuert und gleichzeitig getrocknet wird. Mit der Durchführung des Ammoniakträgers durch diesen SaIztrockner werden dann mit der Entsäuerung alle Verluste durch Flüchtigwerden einzelner, Bestandteile infolge der Erhitzung vermieden, da der den Trockner verlassende Ammoniakträger sowieso noch der eigentlichen Sätti- gung unterworfen wird. 'Während nun die Beheizung dieses Trockners an sich auf beliebige Weise vorgenommen werden kann, empfiehlt es sich, die Entfernung der Feuchtigkeit auf die Weise durchzuführen, daß man die ammoniakhaltigen Gase oder Dämpfe, die natürlich im allgemeinen mit Wasserdampf gesättigt sind, über ihren Taupunkt erwärmt und ihnen so die Fähigkeit verleiht, durch Verdunstung die Feuchtigkeit aus- dem Salze aufzunehmen; mit der Vereinfachung der Betriebsweise wird dann gleich der Vorteil erzielt, daß die Feuchtigkeitsentfernung selbst auf niedrigen Temperaturstufen, d. h. unterhalb des normalen Siedepunktes, vorgenommen werden kann.

Durch Benutzung des Leitgedankens aus der Patentschrift 181846 ergibt sich hierfür wieder eine besonders gediegene Ausführungsform, indem von dem zum Sättigungsbade strömenden und in Rücksicht auf die Salzherstellung in diesem sowieso schon in den Zustand der Überhitzung gebrachten Gase ein Teil abgezweigt, durch die als Trockner ausgebildete 'Entsäuerungsvorrichtung geleitet und dann wieder in das Gas eingeführt wird. Auf Grund der Rückführung des Ammoniakgasstromes in den Hauptgasstrom vor dem Sättigungskasten erhält man die Möglichkeit, Ammoniak in beliebigem Überschuß verwenden zu können und etwa beim Trocknen flüchtig gewordene Bestandteile immer wieder zu gewinnen.

Da durch die das Ammoniak begleitenden Körper, wie Cyan und Schwefelwasserstoff, leicht Betriebsschwierigkeiten, besonders Salzverfärbungen eintreten können, so empfiehlt es sich, ein reines Ammoniakgas zur Absättigung zu verwenden und dies wieder durch Zersetzen von Ammoniaksalzen zu erzeugen, und zwar auf folgende Weise: Das nach Abtreiben des flüchtigen Ammoniaks aus dem Gaswasser, wobei gleichzeitig die anderen Gase, Schwefelwasserstoff, Kohlensäure u. dgl., übergehen, verbleibende fixe Ammoniak stellt bekarmtlich eine Mischung verschiedener Ammoniaksalze dar. Man braucht also bloß die bei der üblichen Zersetzung dieses fixen Ammoniakanteiles mit Kalk gewonnenen Abdämpfe gesondert auffangen und kann diese dann unmittelbar zur Abstumpfung des Salzes im Trockner verwenden,

In der Zeichnung ist eine zur Durchführung des gekennzeichneten Verfahrens geeignete Anlage im Aufriß dargestellt.

Danach wird das durch.die Leitung 10 von den Öfen kommende Rohgas in den Kühlern 11 und 12 tief herabgekühlt, wobei sich mit dem Wasser Teer und Ammoniak ausscheiden; diese Mischung gelangt in den Scheidebehälter 13. Dort findet eine Trennung nach dem spezifischen Gewicht statt; der Teer fließt unten: in den Behälter 14, das Ammoniakwasser oben in den Behälter 15 ab. Die durch den Gassauger 16 weiterbeförderten Gase treten in eine bekannte Teerscheidevorrichtung 17 ein, wo der vom Gase noch mitgeführte Teernebel mechanisch abgeschieden wird, und werden dann in der mittels einer Dampfschlange o. dgl. gespeisten Heizvorrichtung 18 über ihren Taupunkt erwärmt. In. dem so geschaffenen Zustand der Überhitzung treten die Gase durch die im Sättigungskasten 19 enthaltene Lösung und verlassen denselben durch Leitung 20 zur weiteren Verwendung. Das Ammoniakwasser aus dem Behälter 15 wird mittels der Pumpe 21 auf die Destillierkolonne 22 gehoben und dort in bekannter Weise mittels Kalk und Dampf abgetrieben; die ammoniakhaltigen Abdämpfe werden durch Leitung 23 wieder vor oder in ' die Kühler 11 und 12 zurückgeführt. Das mittels des , Strahlsaugers 24 aus dem Kasten ig herausgehobene Salz wird in der Trockenschleuder 25 ausgeschleudert, wobei die Lauge durch, Rohr 26 stetig in den Sättigungskasten 19 zurückfließt. Das trockenge-^ schleuderte Salz wird durch eine , gasdichte Zuführungsschnecke 27 oder eine ähnliche, zweckmäßig erhitzte Vorrichtung auf die Tellertrockenvorrichtung 28 aufgegeben, deren einzelne Stufen es in bekannter Weise durchläuft, um sie durch die Austrag vorrichtung 29 zu verlassen und durch den Fördergurt 30 aufs Lager, zu gehen. Nun wird hinter der Heizvorrichtung 18 mittels der Leitung 31 ein Gasstrom abgezweigt und unten in die Trockenvorrichtung 28 eingeführt. Durch die Leitung 32 verlassen diese Gase die Vorrichtung, um mit Hilfe des Gassaügers 16 wieder dem Hauptgasstrom beigemischt zu werden.

Mit der beschriebenen Vorrichtung wird nun wie folgt gearbeitet: Während bis zum Sättigungskästen 19 die Behandlung der Gase die übliche ist, wie beispielsweise gemäß der deutschen Patentschrift 181846, wird nunmehr in dem Sättigungskasten 19 so gearbeitet, daß durch einen genügenden Säureüberschuß mit Sicherheit die Bindung des gesamten Ammoniaks erzielt wird, ohne Rücksicht darauf,, ob dabei das erzeugte Salz freie Säure enthält oder nicht. In der Trockenvorrichtung 28 wird nun durch Zuführung des Ammoniakgehaltes des Gasstromes aus Leitung 31: die, in

dem von der Flüssigkeit getrennten festen Salz enthaltene freie Säure vollkommen abgesättigt, wobei wiederum die Menge des Gasstromes gefahrlos so bemessen werden kann, daß ein Überschuß von Ammoniak vorhanden ist, da dasselbe ja nicht dem Verfahren entzogen wird, sondern immer wieder in den Hauptgasstrom zurückgeleitet und mit diesem noch der zweiten Sättigungsstufe unterworfen

ίο wird. Der Tatsache entsprechend, daß durch Entnahme des Gasstromes hinter der Heizvorrichtung 18 sich derselbe im Zustande der Überhitzung befindet, geht nun in der Vorrichtung 28 gleichzeitig eine vollständige Trocknung des Salzes durch Verdunstung, also bei geringeren Temperaturen, wie das sonst übliche Trocknen erfordert, vor sich. Alle durch Zersetzungen hierbei eintretenden Ammoniakverluste werden wiederum infolge der Rückführung vermieden. Mit dem Ausheben des Salzes aus der sauren Lauge im Sättigungskasten 19 sind zunächst die gefürchteten Verkrustungen des Bades vermieden, wie andererseits die Färbungen des Salzes ausgeschlossen sind. Infolge der Absättigung der Säure erst in dem festen Salz kann aber eine nachträgliche Färbung nicht mehr eintreten.

Man kann natürlich auch auf die Weise verfahren, daß man die Abdämpfe der Destillierkolonne 22 im Zustande der Überhitzung durch die Trockenvorrichtung 28 führt und dann erst vor bzw. in die Kühler 11, 12 einleitet. Durch die neue Anordnung wird der Betrieb einer Sulfatgewinnungsanlage derart vereinfacht, daß man bei Verwendung der bekannten, stetig arbeitenden Salzschleudern lediglich mit einem Aufseher, der den Säurezuffuß regelt, auskommen kann. Das genaue Innehalten eines Beharrungszustandes spielt ja hier nicht mehr die große Rolle wie früher. Wenn man nicht, wie oben bereits für die Absättigung der sauren Lauge vorgeschlagen ist, ein reines Ammoniakgas in Verwendung nimmt, so wird die Trockenvorrichtung zweckmäßig aus Holz gebaut, da Metall in Gegenwart von Schwefelwasserstoff, Kohlensäure und Cyan nicht genügend widerstandsfähig wäre.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Darstellung von schwefeisaurem Ammoniak aus ammoniakhaltigen Gasen oder Dämpfen mit Abstumpfung der freien Säure durch Ammoniak, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanisch von Lauge befreite Salz durch Durchleiten von aus dem Hauptgasstrom stammendem Ammoniak in Gasform entsäuert und gleichzeitig getrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entsäuerung und Trocknung durch Durchleiten eines in bekannter Weise durch Zersetzung der fixen Ammoniakverbindungen gewonnenen reinen Ammoniakgases erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Abstumpfen der freien Säure benutzte Ammoniakgasstrom nachher dem Hauptgasstrom vor dem Sättigungskasten wieder beigemengt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.