DE274873C

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Publication number: DE274873C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 274873 KLASSE 12/. GRUPPE

aus Bisulfat durch Erhitzung. Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. August 1913 ab.

Die bisherigen Verbesserungsbestrebungen' bei den Verfahren zur Gewinnung von neutralem Sulfat und Schwefelsäure aus Bisulfat erstreckten sich darauf, die zerstörenden Einflüsse des Bisulfates auf die Ofenteile zu vermeiden. Zu diesem Zwecke ist vorgeschlagen worden, dem Bisulfat Zuschläge von neutralem Sulfat, Sand, schwefelsaurem Ammoniak o. dgl. zu geben, oder man hält die Temperatur mög-

it> liehst niedrig, so daß das neutrale Sulfat nur einen teigartigen Zustand erreicht. Ein neueres Verfahren betrifft die Zersetzung des Natriumbisulfates ohne Zufügung eines Zuschlages in der Weise, daß das Bisulfat in feuerflüssigem Zustande in einem Turm zerstäubt und diesem Regen heiße Feuergase entgegengeführt werden. Das am Boden sich ansammelnde neutrale Sulfat soll auch bei diesem Verfahren teigartig gewonnen werden. Es ist jedoch sehr schwierig, die Zerstäubung feuerflüssigen Bisulfates mittels Luft technisch durchzuführen. Andererseits dürfte auch ein stärkerer Verschleiß der inneren Turmauskleidung durch umherspritzendes Bisulfat eintreten. Die Gewinnung des neutralen Sulfates in teigartigem Zustande bei allen diesen Verfahren hat den Nachteil, daß darin ein größerer Gehalt an Schwefelsäureanhydrid (etwa 2,5 bis 3 Prozent) zurückgehalten wird, als wie dies bei der SuI-fatfabrikation mit Salzsäuregewinnung der Fall ist; das Sulfat ist daher minderwertiger.

Durch die neue Erfindung ist ein kontinuierliches Verfahren zur Gewinnung von neutralem Sulfat und Schwefelsäure aus Bisulfat geschaffen worden, das die bei den älteren Ver-

fahren erwähnten Nachteile vermeidet. Das neue Verfahren besteht darin, daß die Zersetzung des Bisulfates und die Verflüssigung des hierbei entstehenden neutralen Sulfates in einem einzigen Ofenraum kontinuierlich geschieht. Der Vorteil dieser Verfahrensweise besteht in einer wesentlichen Verbilligung des Prozesses, der Gewinnung eines wertvolleren neutralen Sulfates und hochkonzentrierter Schwefelsäure.

Zur Ausführung des Verfahrens bedarf es einer besonderen Apparatur. Diese ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.

Fig. ι stellt einen senkrechten Schnitt durch den Sulfatofen in seiner Längserstreckung dar, während Fig. 2 ein senkrechter Querschnitt dazu ist.

Der Apparat besteht aus einer Wanne a, aus möglichst widerstandsfähigem Gußeisen hergestellt und aus mehreren Stücken bestehend, die auf einem Bett b aus Schamottemauerwerk . aufgelagert ist. Über α befindet sich eine Decke d, die aus Schamottemauerwerk, Volviklava o. dgl. oder auch aus Gußeisen mit entsprechender Isolierschicht zum Zusammenhalten der Wärme besteht. Die von einem Generator 0. dgl. herrührenden Feuergase treten an dem einen Kopfende bei g senkrecht auf das Bad gerichtet ein und verlassen den Apparat bei h an dem gegenüberliegenden Ende. Die Feuerung muß so geführt werden, daß eine klare und nicht schmauchende Flamme mit dem nötigen Überschuß an Sauerstoff bei g entsteht. Die Zuführung des Natrium bisulfates geschieht me-

chanisch und kontinuierlich durch eine öffnung i, die am besten durch Neutraleisen o. dgl. ausgekleidet wird. Die Entfernung des neutralen Sulfates geschieht durch k, und zwar befinden sich an dieser Kopfwand mehrere von diesen Auslassen in verschiedener Höhe.

Um die gußeiserne Wanne gegen die zerstörenden Einflüsse des flüssigen Bisulfates und das flüssige neutrale Sulfat gegen Verunreinigungen durch das Eisen der Wanne zu schützen, sind unter dieser Kanäle c angeordnet, durch die mit Hilfe eines kleinen Ventilators beispielsweise Luft zu Kühlzwecken gesogen und deren Anordnung so getroffen werden kann, daß die Möglichkeit vorhanden ist, einen jeden Teil der Wanne mehr oder weniger abzukühlen. Durch diese Vorrichtung und durch eine entsprechende Tiefe der Wanne hat man es in der Hand, zwischen der feuerflüssigen Masse m und der gußeisernen Wanne eine zähflüssige Schicht / zu erzeugen, die nicht fließt, sondern dem flüssigen Bisulf at und neutralen Sulfat gewissermaßen als Bett dient. Dieses Bett zeigt naturgemäß an den Seitenwänden der Wanne eine geringere Stärke als wie am Boden, so daß hier die Gefahr eines vorzeitigen Verschleißes der Wanne vorliegt; dem soll vorgebeugt werden durch in der Decke angebrachte Rippen e, die nach Möglichkeit die durch den Apparat streichenden Feuergase von den Seitenwänden fernhalten und in die Mitte zwingen sollen. Mit Hilfe der Schaulöcher f und der in verschiedenen Höhenlagen angebrachten Öffnungen k, aus denen das flüssige Bisulfat periodisch abgelassen wird, hat man es in der Hand, die Niveauhöhe des Bades und Hand in Hand mit der Menge des in der Zeiteinheit frisch zugeführten Bisulfates die Dicke der zähflüssigen Schicht / zu regeln.

Natriumbisulfat mit einem Molekül Wasser schmilzt bei 315° C. Unter Berücksichtigung seines schlechten Wärmeleitungsvermögens und der Erhitzung des in kaltem Zustande frisch zugeführten Materials dürfte an dieser Stelle, also bei n, eine Temperatur von etwa 450⁰C. erforderlich sein. Das flüssige Bisulfat bewegt sich in der Richtung η 0 f durch den Apparat. Wasserfreies neutrales Sulfat schmilzt bei 880 ° C, weswegen die bei p durch g eintretenden Feuergase unter Berücksichtigung gleicher Faktoren, wie bei n, eine Temperatur von 1050⁰ C. aufzuweisen hätten. In der Mitte der Längsrichtung des Apparates, also bei 0, würden Temperaturen vorhanden sein, die· zwischen 450 und 1050° C. liegen, also etwa 700 bis 800 ° C. betragen wurden, Hitzegrade, die gerade mit denjenigen zusammenfallen, die zur vollständigen Zersetzung des Natriumbisulfates in neutrales Sulfat und Schwefelsäure oder in Natriumpyrosulfat, das dann weiter zerlegt wird, und Wasser erforderlich sind. Da Schwefelsäuremonohydrat bei etwa 415 ° C. in Anhydrid und Wasser zerfällt, findet dieser Vorgang sofort statt, weiterhin jedoch auch noch eine teilweise Spaltung des Anhydrids in Schwefeldioxyd und Sauerstoff, die bei 900 bis 1000 ° C. vollkommen ist. An den kühleren Partien des Apparates (bei n) würde jedoch wiederum eine teilweise Rückbildung des zersetzten Anhydrids stattfinden, so daß die bei h entweichenden Feuergase ein Gemisch von Anhydrid, Schwefeldioxyd und Wasserdampf enthalten würden, wodurch die Möglichkeit zur Erzeugung hochkonzentrierter Schwefelsäure gegeben ist, dadurch, daß man die Gase durch Absorptionsgefäße irgendwelcher Art leitet, in denen Schwefelsäure 0. dgl. zirkuliert. Die bei diesem Vorgang entstehende Reaktionswärme ermöglicht es, das in den Gasen enthaltene Schwefeldioxyd weiterhin auf bekannte Art und Weise zu verarbeiten.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von neutralem Sulfat und Schwefelsäure aus Bisulfat durch Erhitzung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zersetzung des Bisulfates und die Verflüssigung des hierbei entstehenden neutralen Sulfates kontinuierlich in ein und demselben Ofenraum durch direkte Beheizung mit Feuergasen im Gegenstrom geschieht.

2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bett, auf welchem die Behandlung des Salzes vor sich geht, aus einer durch äußere Kühlung der Ofensohle erhaltenen dicken Erstarrungsschicht des in Behandlung befindlichen Materials besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ende des Bettes, wo die Verflüssigung des neutralen Sulfates stattfindet, Stichlöcher in verschiedener Höhe vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammeneinführungsöffnung so gelegt ist, daß die Flamme senkrecht an der Stelle, wo sich das zu verflüssigende neutrale Sulfat befindet, auf das Bad trifft.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Decke des Ofens in der Längs- und Querrichtung Rippen angebracht sind, die die Hitze nach Möglichkeit von den äußeren Umrissen des Bettes fernhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.