DE256341C

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Publication number: DE256341C
Application number: DENDAT256341D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Ja 256341 KLASSE 12 k. GRUPPE

. KARL BURKHEISER in HAMBURG.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Mai 1910 ab.

Wie die schwefligsauren Verbindungen allgemein beim Liegen an der Luft bzw. unter Einwirkung von Luft in schwefelsaure Verbindungen überzugehen pflegen, so ist es auch bekannt, Ammoniumsulfit in Ammoniumsulfat umzuwandeln, indem man es mit dem Sauer-.' stoff der Luft in Berührung bringt.

Im allgemeinen wird diese Umwandlung dadurch bewirkt, daß man die Ammoniumsulfit

ίο enthaltende Lauge durchlüftet oder das ausgefallene und ausgebreitete Salz der Einwirkung der Luft aussetzt. Auch ist es bekannt, die Oxydation dadurch herbeizuführen, daß man das Sulfit in feinverteilter Form, sei es in feuchtem oder trockenem Zustande, in einem geschlossenen Behälter einem Luftstrom entgegenführt und die Reaktion dadurch unterstützt, daß man bei diesen Vorgängen den reagierenden Körpern — der Luft oder den zu oxydierenden Salzen — Wärme von außen zuführt.

Nun ist aber das schwefligsaure Ammoniak ein leicht sublimierbarer Körper, so daß die Gefahr besteht, daß die zugeführte Wärme das noch nicht oxydierte schwefligsaure Ammoniak aus dem Salzgemisch fortträgt und einen beträchtlichen Verlust herbeiführt. Weiter aber hat sich herausgestellt, daß, wenn die Oxydation bis zu einem gewissen Punkte vorgeschritten ist, eine Weiteroxydation überhaupt nicht, oder nur sehr schwer möglich ist, weil sich anscheinend ein Gleichgewichtszustand zwischen dem bereits gsbildeten Ammoniumsulfat und dem noch nicht umgewandelten Ammoniumsulfit bildet.

Den Gegenstand der Erfindung bildet nun ein Verfahren, Ammoniumsulfit dadurch vollständig in Ammoniumsulfat umzuwandeln, daß man das sich bei Einwirkung von Luft neu bildende Ammoniumsulfat stetig, während und nach seiner Bildung, von dem unverwandelt gebliebenen Ammoniumsulfit trennt, letzteres erneut oxydiert, wieder trennt usf., bis sämtliches Sulfit in Sulfat umgewandelt ist, indem man hierbei die Trennung im kontinuierlichen Betriebe durch die Benutzung der Eigenschaft des Sulfites bei Temperaturen unterhalb 100⁰C. zu sublimieren, herbeiführt.

Für dieses Verfahren soll hier eine Arbeitsweise mit dazugehöriger Vorrichtung, die einen kontinuierlichen Betrieb zur vollständigen Umwandlung von Ammoniumsulfit in Ammoniumsulfat ermöglicht, als Ausführungsbeispiel beschrieben werden.

Die Vorrichtung ist in der Zeichnung veranschaulicht.

Fig. ι zeigt die Vorrichtung für Transport des Füllgutes nach einer Seite mittels Schnecke schematisch im Längsschnitt;

Fig. 2 stellt eine Transportvorrichtung dar, bei der der Schneckengang durch einzeln angesetzte Schraubenflügel gebildet ist, und in

Fig. 3 ist die Fördervorrichtung mit rechts und links steigenden Schneckenwindungen veranschaulicht.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem entsprechend langen, röhrenförmigen Förderkörper a, welcher an seinem vorderen Teile, bis vielleicht ungefähr zur Hälfte, mit einem Kühlmantel b, und an

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seinem hinteren Teile mit einem Heizmantel c umgeben ist. Durch den Kühlmantel b wird ein geeignetes Kühlmittel, beispielsweise kaltes Wasser oder Kühlluft, und durch den Heizmantel c beispielsweise Heißwasser, Heißluft oder Dampf geschickt; der zwischen dem Heizmantel c befindliche Teil des Röhrenkörpers a soll so hoch erhitzt werden, daß das Ammoniumsulfit sublimieren kann, wogegen der zwischen

ίο dem Kühlmantel b befindliche Röhrenteil a so tief abgekühlt werden soll, daß die Ammoniumsulfitdämpfe an den Röhrenwandungen α wieder kondensieren. In der Mitte des Röhrenkörpers α ist eine Transportschnecke s drehbar gelagert, deren Welle w durch ein Vorgelege υ in eine solche Drehung gesetzt wird, daß der Schneckengang s das Füllgut f von links nach rechts (der Zeichnung) fördert. Auf dem linken Ende, also am gekühltesten Teile, des Röhrenkörpers α ist der trichterförmige Einfüllschacht e zum Einwurf des Füllgutes f, und an dem rechten Ende des Röhrenkörpers α unten der Ausfallschacht oder Trichter d angeordnet. Von dem unteren Teile des vorderen, gekühlten Endes des Körpers a führt ein Rohr g entsprechend tief in die Flüssigkeit i eines Laugenbehälters h, von dessen Deckel das Luftabsaugrohr I nach einer beliebigen Luftabsaugvorrichtung führt.

Diese Vorrichtung wirkt wie folgt: Das trocken geschleuderte Ammoniumsulfit, oder richtiger die Mischung aus Ammoniumsulfit und Ammoniumsulfat f, wird in den Einfülltrichter e eingebracht und mittels der Transportschnecke s im Röhrenkörper α von links nach rechts (der Zeichnung) in dünnen Schichten gefördert, wobei die einzelnen Salzteilchenschichten f bei der Drehung der Schnecke s fortwährend durcheinander geworfen, und so in intensivster Weise dem entgegenströmenden Luftstrom ausgesetzt werden. Die für die Oxydation des Ammoniumsulfits nötige Luft wird mit Hilfe einer beliebigen Luftabsaugevorrichtung durch das Luftsaugrohr I angesaugt; die Luft strömt dabei in den Röhrenkörper a von rechts (der Zeichnung) ein, bespült die in den Windungen der Schnecke s befindlichen Schichten f in ausgiebigster Weise, wobei sich das eingebrachte Ammoniumsulfit soweit als möglich in Ammoniumsulfat umwandelt, und geht dann durch das Fallrohr g in die Flüssigkeit i des Behälters h, in welcher sie ausgewaschen wird, bevor sie durch das Luftsaugrohr I abgesaugt wird. Das bei der Umwandlung im Röhrenkörper a unverwandelt bleibende Ammoniumsulfit sublimiert an den heißen Wandungen c; die so gebildeten Sulfitdämpfe werden von dem entgegenströmenden Luftstrom nach links mitgenommen und schlagen sich an den gekühlten Wandungen b wieder als Sulfit bzw. Sulfitsulfatgemisch nieder, wo sie dann durch die scharfen Kanten der Schneckenwindungen s wieder abgekratzt und mit dem eingefüllten Fördergut f wieder nach rechts zu erneuter Oxydation und Trennung gefördert werden, während die etwa durch das Fallrohr g von der Luft mitgerissenen Sulfitdämpfe oder Sulfitlauge in der Flüssigkeit i des Behälters h zu weiterer Behandlung abgefangen werden. Das schließlich nach rechts gelangende, und durch den Ausfalltrichter d ausfallende Fördergut f besteht nur noch aus reinem Ammoniumsulfat.

Die in Fig. 1 gezeigte Darstellung soll die Vorrichtung nur schematisch veranschaulichen; selbstverständlich müssen der Röhrenkörper a und die Schnecke s entsprechend längere Abmessungen erhalten, damit das Fördergut f dem entgegengeführten Luftstrom möglichst lange ausgesetzt ist und andererseits auch die heißen Wandungen c und kalten Wandungen b genügend lange Zeit auf das Sulfit einwirken können, um es einerseits vollständig zu sublimieren, und so das gebildete Sulfat im letzten Teile des Rohres α vollständig vom Sulfit zu befreien und dann den mit der Luft zurückbeförderten Sulfitdämpfen genügend Gelegenheit zu geben, sich an den kalten Wandungen b niederzuschlagen, soweit dies nicht schon auf dem frisch zugeführten salzförmigen Fördergut f geschehen sein sollte.

Die in Fig. 2 gezeigte Transportschnecke unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 1 nur dadurch, daß an Stelle des Schneckenganges s einzelne Flügel t im Schraubengang an die Welle w angesetzt sind.

Wenn es sich bei der Vorrichtung der Fig. 1 darum handelt, möglichst die ganze in den Tiichter e eingefüllte Fördermenge f in Ammoniumsulfat umzuwandeln, wobei also zunächst das nicht umgewandelte Sulfit an den erhitzten Wandungen b wieder kondensiert und immer wieder mit dem frischen Fördergut f in den Luftstrom gebracht wird, bis die ganze Fördermenge in Sulfat umgewandelt ist, soll die in Fig. 3 dargestellte Einrichtung eine schnellere Scheidung des umgewandelten Sulfates von dem nicht umgewandelten Sulfit ermöglichen.

Bei dieser Einrichtung ist der Fülltrichter e ungefähr in der Mitte des Röhrenkörpers a angebracht. Die Förderschnecke hat hier eine nach rechts fördernde Steigung s, die die ganze aus dem Fülltrichter e kommende Fördermenge f aufnimmt, und eine nach links fördernde Steigung r, die nur die Sulfitkondensate von den kalten Wandungen b abkratzt und nach dem erweiterten Fallrohr g abschiebt. In diesem Falle ist der links vom Fülltrichter e befindliche Teil des Röhrenkörpers α mit Kühlmantel b, und der rechts davon befindliche Teil mit Heizmantel c versehen, doch können

diese Abmessungen je nach den Betriebserfordernissen verlängert oder verkürzt werden. So kann beispielsweise der Einfülltrichter e weiter nach links in den gekühlten Teil b verlegt werden, in welchem Falle natürlich auch der nach rechts förderndeTeil der Schnecke so weit zu verlängern ist, daß er das ganze Fördergut des Trichters e aufnimmt.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung weicht

ίο von derjenigen der Fig. ι insofern ab, als hier in einem Arbeitsgange nur der aus der Fördermenge f zu Ammoniumsulfat umgewandelte Teil gewonnen, wogegen das an den heißen Wandungen c sublimierte, von dem Luftstrom aufgenommene und nach links zurückgebrachte Sulfit ausgeschieden und nach seiner Kondensation an den kalten Wandungen b nach dem Laugenbehälter h gefördert wird. Hier wird die Lauge weiter oxydiert, soweit dies nicht

ao schon in dem mitkommenden Luftstrom geschehen ist, oder die hier erzielte Lauge wird weiter mit der bei der Darstellung des Salzes erhaltenen Mutterlauge zusammengebracht und im Betriebe weiter verwendet.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, das bei der eingangs erwähnten, unvollkommenen Oxydation des Ammoniumsulfits umgewandelte Ammoniumsulfat von dem: noch nicht umgewandelten Ammoniumsulfit zu trennen und letzteres immer wieder der Oxydation zu unterwerfen, bis das gesamte Sulfit in Sulfat umgewandelt ist. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung macht diesen Grundgedanken voll und ganz erreichbar, wogegen die Vorrichtung nach Fig. 3 diesen Grundgedanken nur teilweise erfüllt, indem hier ein Teil des unverwandelt gebliebenen Sulfits nach dem Laugenbehälter h abgeführt wird, um wieder mit der Mutterlauge vermischt zu werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Verfahren zur Herstellung von Ammoniumsulfat durch Oxydation von Ammoniumsulfit im stetigen Betriebe, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweils unter Einwirkung von Luft bzw. Sauerstoff sich bildende Ammoniumsulfat sofort während und nach seiner Bildung von dem unverändert bleibenden Ammoniumsulfit durch Sublimierung des letzteren getrennt und abgeführt wird, die Sulfitdämpfe wieder kondensiert werden und daß das Sulfit so wiederholt bis zur vollständigen Umwandlung dem Umwandlungsprozeß unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das umzuwandelnde und mittels einer mechanischen Transportvorrichtung in einem geschlossenen Behälter einem Luftstrom entgegengeführte Ammoniumsulfit in dem der Ausfallöffnung zunächst liegenden Teil des Behälters bis zur Sublimierung des Ammoniumsulfites erhitzt und der mit sublimierendem Ammoniumsulfit beladene Luftstrom im anderen Teile des Behälters gekühlt wird behufs Kondensierung des. Sulfits, das mittels genannter Transportvorrichtung dem Luftstrom zu erneuter Oxydation stetig wieder entgegengeführt wird, während der Luftstrom behufs Gewinnung mitgerissener Ammoniumsulfitdämpfe einen Laugenbehälter durchstreichen muß.
3. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen eine drehbar in ihm gelagerte Transportschnecke umschließenden und Luftein- und -austrittsöffnungen aufweisenden röhrenförmigen Behälter (a), der auf seinem vorderen, den Einfülltrichter tragenden Teil mit einem Kühlmantel (b) und auf seinem hinteren, mit einem Ausfalltrichter (d) versehenen Teil mit einem Heizmantel (c) umgeben ist und sich an einen in die Saugeleitung (g, I) eingeschalteten Laugebehälter (h) zum Abfangen der durch die Saugluft mitgerissenen Sulfitdämpfe anschließt.
4. Ausführungsform der Transportvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfülltrichter (e) auf der Mitte des Röhrenkörpers (a) zwischen dem Kühl- und Heizmantel angeordnet ist und daß die Transportschnecke (s) je eine, von der Mitte nach beiden Enden zu fördernde Steigung besitzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.