DE2753233A1

DE2753233A1 - Verfahren zur herstellung von chlor und natriumcarbonatmonohydrat

Info

Publication number: DE2753233A1
Application number: DE19772753233
Authority: DE
Inventors: Paul Demilie; Jean Verlaeten
Original assignee: Solvay SA
Current assignee: Solvay SA
Priority date: 1976-12-09
Filing date: 1977-11-29
Publication date: 1978-06-15
Also published as: ES464828A1; BE861527A; FR2373614A1; FR2373614B1; GB1538829A; IT1089703B

Description

PATE NTA N WÄ LT E

DR. A. VAN DERWERTH DR. FRANZ LEDERER REINER F. MEYER

DlPL-ING. (1934-1974) DIPL.-CHEM. DIPL.-ING.

8000 MÜNCHEN 80 LUCILE-GRAKN-STRASSE 22

TELEFON: (089) 472947 TELEX: 524 624 LEDERD TELEGR.: LEDERERPATENT

16. November 1977 S. 76/48

SOLVAY & ClE. 33, Rue du Prince Albert, Brüssel, Belgien

Verfahren zur Herstellung von Chlor und Natriumcarbonatmonohydrat

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Chlor und Natriumcarbonatmonohydrat durch Elektrolyse einer wässrigen Natriumchloridlösung und nachfolgende Carbonisierung einer im Verlauf der Elektrolyse gebildeten, wässrigen Natriumhydroxidlösung.

Bei einer bekannten Verfahrensweise zur Herstellung von Natriumcarbonatmonohydrat, die in der belgischen Patentschrift 597 ^7^ beschrieben ist, wird eine wässrige Natriumhydroxidlösung carbonisiert, die erhaltene, carbonisierte Lösung wird zur Ausfällung von Natriumcarbonatmonohydrat eingedampft, das Natriumcarbonatmonohydrat und eine Mutterlauge werden voneinander getrennt, die Mutterlauge wird mit einem Kohlensäureanhydrid bzw. Kohlendioxid

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enthaltenden Gas zur Bildung einer bicarbonisierten Mutterlauge behandelt, und anschließend wird diese bicarbonisierte Mutterlauge zum Carbonisieren der zuvorgenannten, wässrigen Natriumhydroxidlösung verwendet.

Bei dieser bekannten Verfahrensweise kann die wässrige Natriumhydroxidlösung aus der Zersetzung eines Nafcriumama.lgams herrühren, das durch Elektrolyse einer wässrigen Natriumch.1 oridlösung in einer Zelle mit Quecksilberkathode, worin man gleichzeitig Chlor erzeugte, erhalten wurde. Die Verwendung einer Elektrolesevorrichtung mit Quecksilberkathode zur Herstellung von Chlor und einer wässrigen Natriumhydroxidlösung weist ,jedoch den Nachteil auf, daß gleichzeitig das Chlor und die Natriumhydroxidlösung durch Quecksilber verunreinigt sind und als Folge hiervon auch die Kristalle des Natriumcarbonatmonohydrates. Darüber hinaus erfordert sie besondere Vorsichtsmaßnahmen zur Vermeidung einer Verunreinigung bzw. Kontamination der Umgebung durch Quecksilberdämpfe während des Eindampfen« der carbonisieren Lösung, um hierin das Natriumcarbonatmonohydrat auszufälLen.

Aufgabe der Erfindung ist ein verbessertes Verfahren, bei welchem die zuvorgenannten Nachteile der oben beschriebenen, vorbekannten Arbeitsweise vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Chlor und Natriumcarbonatmonohydrat, bei welchem man eine wässrige Natriumchloridlösung derart elektrolysiert, daß Chlor und eine wässrige Natriumhydroxidlösung erhalten werden, man die wässrige Natriumhydroxidlösung carbonisiert, man die erhaltene, carbonisierte Lösung oberhalb von 35°C zur Kristallisation von Natriumcarbonatmonohydrat hierin eindampft, man die Kristalle von Natriumcarbonatmonohydrat und eine Mutterlauge trennt, man die Mutterlauge mit einem Kohlendioxid enthaltenden Gas bicarbonisiert und man die erhaltene, bicarbonisierte Mutterlauge zu der zuvorgenannten, wässrigen Natriumhydroxidlösung zur Herstellung der zuvor beschriebenen, carbonisieren Lösung rückführt, wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, daß die Na-

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triumchloridLösung in einer Zelle inib Membran mit selektiver Durchlässigkeit elektrolysiert wird, und daß wenigstens ein Teil der bicarbonisierten Mutterlauge in die Kathodenkammer der Zelle eingeführt wird, um hierin die wässrige Natriumhydroxidlösung zu carbonisieren.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist unter einer Zelle mit einer Herabran mit selektiver Durchlässigkeit eine an sich bekannte EleictrolysezeLle zu verstehen, welche eine Anodenkammer und eine Kathodenkammer umfaßt, die voneinander durch eine dünne> nicht poröse, ein Ionenuustauschermaterial umfassende Membran getrennt sind. Eine Elektrolysezelle dieses Typs ist in der brü,.L-sden Patentschrift 1 402 920 beschrieben.

Um eine optimale Enorgieausbeute der Elektrolyse sicherzustellen, ist es vorteilhaft, die Elektrolyse der wässrigen Nabr.Lumchlor.Ldlösung be ι einer möglichst hohen Temperatur durchzuführen, um den spezifischen Widersband der Lösungen herabzusetzen. Die aus der ElektroLysezeLIe austretenden Lösungen haben beispielsweise eine Temperatur in der Nähe von 90 G.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren muß das Eindampfen der carbonisierten Lösung zwischen ungefähr 35 G und 107 G durchgeführt werden, bis diese Lösung mehr als 300 g NapCO^ pro kg enthält. Vorteilhafterweise wird das Eindampfen bei einer Temperatur in der Nähe derjenigen der aus der Elektrolysezelle austretenden., carbonisierten Lösung durchgeführt.

Die Bicarbonisierung der Mutterlauge muß oberhalb von 35°C durchgeführt werden. Vorzugsweise wird sie so eingeregelt, daß jede Kristallisation vermieden wird; die Bicarbonisierung der Mutterlauge kann auch in einer Vorrichtung von einfachem Aufbau, z.B. einem Püllkorperabsorptionsturm, unter Verwendung eines an Kohlendioxid armen Gases wie zwischen ungefähr 5 und 15 % Kohlendioxid enthaltenden Kesselabgasen durchgeführt werden. Es ist vorteilhaft, die Temperatur der Mutterlauge so zu erhöhen, daß

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jede Kristallisation in dem Absorptionsturm vermieden wird. Beispielsweise kann man die Temperatur der Mutterlauge vorteilhafterweise oberhalb von 75°C und vorzugsweise oberhalb von 90°C festlegen.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Natriumcarbonatmonohydrat kann in an sich bekannter Weise zur Herstellung von dichtem, wasserfreiem Natriumcarbonat durch Dehydratisierung, z.B. in einem Rotationstrockner, verwendet werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise eine Ausfällung von Natriumcarbonatmonohydrat in der Kathodenkammer der Zelle vermieden. Hierzu führt man gemäß einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, falls dies erforderlich ist, eine Ergänzungsmenge an Wasser in die Kathodenkammer der Zelle ein.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren weist die Einführung der bicarbonisierten Mutterlauge in die Kathodenkammer der Zelle den Vorteil auf, daß bei Konstanthaltung aller anderen Parameter die Energieausbeute des Elektrolyseverfahrens in starkem Maße verbessert wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Durchsatzmenge an in die Kathodenkammer der Zelle eingeführter, bicarbonisierter Mutterlauge derart geregelt, daß die aus der Kathodenkammer austretende, carbonisierte Lösung noch Natriumhydroxid enthält, z.B. in einer Menge von 0 bis 100 g Na~0 pro kg und vorzugsweise zwischen 10 und 40 g NapOAg· Unter Konstanthaltung aller anderen Parameter stellt diese besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eine optimale Energieausbeute bei der Elektrolyse sicher.

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Bei einer vorteilhaften Variante dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Carbonisierung der carbonisierten Lösung außerhalb der Zelle vor dem Eindampfen hiervon so durchgeführt, daß die Gesamtheit des hierin enthaltenen Natriumhydroxids carbonisiert wird. Diese Variante gemäß der Erfindung verbessert die Größe und die Regelmäßigkeit der erhaltenen Kristalle von Natriumcarbonatmonohydrat in starkem Maße.

Zur Verbesserung der Größe und der Regelmäßigkeit der erhaltenen Kristalle des Natriumcarbonatmonohydrates kann man ebenfalls gemäß der Erfindung die carbonisierte Lösung in Anwesenheit von Keimkristallen von Natriumcarbonatmonohydrat eindampfen.

Besonderheiten und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Figuren, in welchen jeweils die Schemata von drei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt sind.

In diesen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen identische Elemente.

In den Figuren ist mit dem Bezugszeichen 1 allgemein eine Elektrolysezelle bezeichnet, welche eine Anodenkammer 2 und eine Kathodenkammer 3 umfaßt, die voneinander durch eine Membran 4 mit selektiver Durchlässigkeit getrennt sind.

Die Anodenkammer 2 der Zelle 1 steht mit einer Leitung 5 zur Zuführung von praktisch gesättigter Natriumchloridsole, mit einer Leitung 6 zur Entnahme des an den, nicht dargestellten, Anoden erzeugten Chlors und mit einer Leitung 7 zur Entnahme einer verdünnten Sole bzw. Salzlösung in Verbindung.

Die Kathodenkammer 3 der Zelle 1 steht mit einer Leitung 8 zur Zuführung einer wässrigen Natriumbicarbonatlösung, auf die im folgenden noch näher eingegangen wird, mit einer Leitung 9 zur Entnahme des an den, nicht dargestellten, Kathoden erzeugten

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Wasserstoffs und mit einer Leitung 10 zur Entnahme einer carbonisierten Lösung in Verbindung.

V/ährend der Elektrolyse wird die Membran 4 in Richtung von der Anodenkammer 2 zu der Kathodenkammer 3 von einer Strömung 11 von Na⁺-Ionen und von durch Elektroosmose mit den Na⁺~Ion.en transportiertem Wasser durchquert.

Bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mündet die Leitung 10 zur Entnahme der carbonisierten Lösung in einer Kristallisationsvorrichtung 12, in welcher man durch Erhitzen und Verdampfen die Kristallisation des Natriumcarbonatmonohydrates unter Abführung des Wasserdampfes bei 13 bewirkt. Auf die Kristallisationsvorrichtung 12 folgt eine Ze nt rangiervorrichtung 14, wo die in der Kristallisationsvorrichtung 12 erhaltene, wässrige Suspension des Natriumcarbonatmonohydrates behandelt wird, um die Kristalle des Natriumcarbonatmonohydrates und eine Mutterlauge voneinander zu trennen.

Die aus der Zentrifugiervorrichtung 14 entnommenen Kristalle des Natriumcarbonatmonohydrates werden bei 15 zu einer, nicht dargestellten, an sich bekannten Vorrichtung zur Herstellung von dichtem, wasserfreiem Natriumcarbonat abgegeben.

Der Kreislauf der bei 16 aus der Zentrifugiervorrichtung 14 entnommenen Mutterlauge umfaßt eine Kolonne 17 zum Bicarbonisieren, welche bei 18 durch ein an CO^ armes Gas wie zwischen 5 und 15 Vol.-% CO₂ enthaltende. Kesselabgase·, gespeist wird. Die am Unterteil der Kolonne 17 entnommene, bicarbonisierte Mutterlauge wird gegebenenfalls durch eine Ergänzungsmenge an Wasser 19 verdünnt, die dazu dient, jede Kristallisation in der Zelle zu vermeiden, anschließend wird sie in die Kathodenkammer 3 der Zelle 1 über die zuvorgenannte Leitung 8 eingespeist.

Bei einer Variante des Verfahrens, die unter Bezugnahme auf die Pig. 1 beschrieben wird, werden bei 20 in die Kristallisations-

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vorrichtung 12 Kristallkeime von Natriumcarbonatmonohydrat eingeführt, die zur Initiierung der Kristallisation der carbonisierten Lösung bestimmt sind. Die Wirkung der in die Kristallisationsvorrichtung 12 eingeführten Kristallkeime auf die Korngrößenverteilung der erhaltenen Kristalle von Natriumcarbonatraonohydrat ist in dem Fall besonders groß, in welchem die in die Kristallisationsvorrichtung 12 über die Leitung 10 eingeführte, carbonisierte Lösung aufgelöstes Natriumhydroxid enthält.

Bei einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die schematisch in der Pig, 2 wiedergegeben ist, wird die Elektrolyse und der Durchsatz an bei 8 in die Kathodenkammer 3 der Zelle eingeführter, bicarbonisierter Mutterlauge derart geregelt, daß die bei 10 aus der Zelle entnommene, carbonisierte Lösung aufgelöstes Natriumhydroxid enthält, z.B. in Mengen von 20 bis 30 g NapO pro kg. Auf diese Weise wird die Energieausbeute der Elektrolyse verbessert.

Die kaustische, carbonisierte Lösung 10 wird in eine Carbonisierungskolonne 21 eingeführt, welche bei 22 durch ein an COp armes Gas wie zwischen 5 und 15 Vol.-% 00~ enthaltende Kesselabgase gespeist wird und worin die Gesamtmenge des in dieser Lösung enthaltenen Natriumhydroxids in aufgelöstes Natriumcarbonat umgewandelt wird. Die bei 23 aus der Carbonisierungskolonne 21 entnommene, nicht kaustische, cax"bonisierte Lösung wird in die Kristallisationsvorrichtung 12 eingeführt und, so wie dies zuvor unter Bezugnahme auf die Fig. 1 beschrieben wurde, weiter behandelt.

Bei der Verfahrensweise gemäß dem Schema der Fig. 2 wird die Wasserergänzungsmenge, die zur Vermeidung jeder Kristallisation in der Zelle dient, bei 24 in die Mutterlauge in Strömungsrichtung aufwärts von der Bicarbonisierungskolonne 17 eingeführt. Auf diese Weise wird die Gefahr eines zufälligen Niederschlages in der Bicarbonisierungskolonne 17 reduziert.

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Das unter Bezugnahme auf das Schema der Pig. 2 beschriebene Verfahren weist den Vorteil auf, daß eine optimale Energieausbeute für den Betrieb der Elektrolyse und die Erreichung einer optimalen Korngrößenverteilung für die erhaltenen Kristalle des Natriumcarbonatmonohydrates kombiniert werden, ohne daß die Einführung von Kristallkeimen in die Kristallisationsvorrichtung 12 erforderlich wäre.

Bei einer dritten Ausführungsf orir der; erfindungsgemäßen Verfahrens, welche in der Fig. 3 schematisch wiedergegeben ist, wird ebenfalls die Elektrolyse und der Durchsatz an in die Zelle 1 über die Leitung 8 eingeführter, bicarbonisierter Mutterlauge derart geregelt, daß die bei 10 aus der Zelle 1 entnommene, carbonisierte Lösung aufgelöstes Natriumhydroxid enthält. Strömungsaufwärts von der Kristallisationsvorrichtung 12 wird die kaustische, carbonisierte Lösung mit einem Bruchteil 25 der aus der Bicarbonisiervorrichtung 17 entnommenen, bicarbonisierten Mutterlauge derart vermischt, daß die Gesamtheit des Natriumhydroxids in der carbonisierten Lösung zu aufgelöstem Natriumcarbonat umgewandelt wird. Die erhaltene, nicht kaustische, carbonisierte Lösung wird anschließend in die Kristallisationsvorrichtung 12 eingeführt und hierin, wie dies zuvor unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 erläutert wurde, weiter behandelt.

Bei der Verfahrensv/eise gemäß Fig. 3 wird die Wasserergänzungsmenge in zwei Fraktionen eingeführt: eine erste Fraktion wird bei 24 vor der Bicarbonisiervorrichtung 17 eingeführt, und die zweite Fraktion wird bei 19 in die Kathoderikammer 3 der Zelle eingeführt.

In den folgenden Beispielen wurde nur der Zyklus zur Herstellung von Natriumcarbonatmonohydrat in Betracht gezogen. Die Materialbilanz ist bezogen auf eine Tonne dichtes, wasserfreies Natriumcarbonat angegeben, das aus dem bei 15 aus der Zentrifugiervorrichtung 14- entnommenen Natriumcarbonatmonohydrat hergestellt wurde.

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Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert das in der .Fig, 1 schematisch angegebene Verfahren.

In die Anodenkammer 2 der Zelle 1 wurde eine konzentrierte Natriumchloridsalzlösung bzw. -sole eingespeist. Während der Elektrolyse wurde die Kathodenkammer 3 über die Membran 4· mit 254-6 kg einer wässrigen Natriumhydroxidlösung gespeist, die 230 g NapO pro kg enthielt. Die Temperatur in der Zo11ο wurde auf 90°C gehalten.

Die Kathodenkammer 3 der Zelle 1 wurde gleichzeitig über die Leitung 8 mit 18063 kg einer partiell! bicarbonisierten Mutterlauge von 90°C gespeist, welche 167 g NapO und 128 g CO- pro kg enthielt.

Aus der Kathodenkammer wurden bei 10 20609 kg einer wässrigen Natriumcarbonatlösung entnommen, weiche 174 g NapO und 112 g COp pro kg enthielt. Diese carboniciorte Lösung enthielt daher 270 g Na₂CO₅Ag und 21 g NaOHAg.

Durch Überführen der carbonisierten Lösung in die Kristallisationsvorrichtung 12, wo sie durch Eindampfen konzentriert wurde, anschließend in die Zentrifugiervorrichtung 14·, wurden 2236 kg Wasserdampf bei 13, 1170 kg Kristalle von Natriumcarbonatiaonohydrat bei 15, welche 500 g Na₂O und 355 g CO₂ pro kg enthielten, sowie 17203 kg einer Mutterlauge bei 16, welche 175 S Na₂O und 110 g CO₂ pro kg enthielt, voneinander getrennt.

Diese Mutterlauge von 100⁰C wurde so in der Bicarbonisierungskolonne 17 mit 415 kg CO₂, welche durch ein bei 18 in die Kolonne 17 eingeführtes, armes Gas zugeführt wurden, behandelt, daß die zuvorgenannte, bei 8 in die Kathodenkammer 3 der Zelle eingeführte, bicarbonisierte Mutterlauge regeneriert wurde. Vor ihrer Einführung in die Zelle wurde die bicarbonisierte Mutterlauge mit 4-4-7 kg Wasser über die Leitung 19 verdünnt.

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In der folgenden Tabelle I sind die Arbeitsbedingungen des zuvor beschriebenen Anwendungsbeispieles zusammengestellt:

Tabelle I

Stufen des Kreislaufs	(11)	Temp.	Gewicht	Zusammensetzung	K)	CO₂
	(8)	(⁰C)	(kg)	(kA *		-
	(10)				128
	(13)	90	2546	Na₂O	112
Natriuinhydroxidlosung	(15)	90	18063	230	-
Bicarbonisierte Mutterlauge	(16)	90	20609	167	355
Carbonisierte Lösung	(18)	100	2236	174	110
Wasserdampf	(19)	-	1170	_	1000
Natriumcarbonatmonohydrat		100	17203	500	—
Mutterlauge	-	415	175
Gevricht an absorbiertem CO₂	—	447	-
Ergänzungswasser			—
Beispiel 2

Dieses Beispiel betrifft das in der Fig. 2 schematisch dargestellte Verfahren.

Die Anodenkammer 2 der Zelle 1 wurde mit einer konzentrierten Natriumchloridsalzlösung gespeist. Während der Elektrolyse wurde die Kathodenkammer 3 über die Membran 4 mit 2546 kg einer wässrigen Natriumhydroxidlösung, welche 230 g Na₂O pro kg enthielt, gespeist. In der Zelle wurde die Temperatur auf 90⁰C gehalten.

Die Kathodenkammer 3 wurde außerdem über die Leitung 8 mit 18063 kg einer bicarbonisierten Mutterlauge von ⁰O⁰C gespeist, welche 167 g Na₅OAg und 128 g CO₂Ag enthielt.

Aus der Kathodenkammer wurden bei 10 20609 kg einer kaustischen, carbonisieren Lösung entnommen, welche 174 g Na₂OAg und 112g CO₂Ag enthielt, dies entspricht 270 g Na₃CO₅Ag und 21 g NaOHAg.

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In der Carbonisiervorrichtung 21 wurde diese kautische., oarbonisierte Lösung mit 24-1 kg CO^, zugeführt durch ein arme« Gas v/ie Kesselabgase, behandelt, und auf diese V/eise wurden aus der Carbonisiervorrichtung bei 23 20850 kg von NaOH freier, carbonisierter Lösung entnommen, welche 172 g Na^O und 122 β 00^ pro kg enthielt.

Durch Überführen in die Kristallisationsvorrichtung 12, wo sie erhitzt und eingedampft wurde und dann .in d:ie Zentrifußj Greinrichtung 14 wurden aus der nicht kaustischen, carbon.i s:i orten Lösung 277Ο kg Wasserdampf bei Tv, II70 kg Kristalle von Natriumcarbonatmonobydrat, die 500 g Na,,O/kg und 355 S VO^/kg enthielten.

sowie 16910 kg einer Mutterlauge von 100°G, welche 178 g Na_?O und 127 g COp pro kg enthielt, erhalten. Diese Mutterlauge wurde mit 981 kg Wasser über die Leitung 2^L\ verdünnt, dann wurde sie mit 172 kg COp, welche in die Bicarbon.isiervox'richtunß I7 über die Leitung 18 eingeführt wurden, behandelt. Auf diese; Weise wurden aus der Bicarbonisiervorrichtung 17 die zuvorgonannten 18063 kg an in die Kathodenkammer 3 der ZeilIe über dun Leitung 8 eingeführter, bicarbonisierter Mutterlauge entnommen.

Die Arbeitsbedingungen des Beispiels 2 sind in der folgenden Tabelle IT zusammengestellt:

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Lobelie TI

	(11)	Temp.	Gewicht (kg)	**fm I V N-/ L·.**	Co₂
Stufen des Kreislaufs	(8)	90	2546
	(10)	90	18063	Zusammensetzung (R/kg)	128
Natriumhydroxidlösung	(22)	90	20609	Na₂O	112
Bicarbonisierte Mutterlauge	(23)	-	241	230	1000
kaustische, carbonisierte Lösung	(13)		20850	167	122
1. Fraktion an COp	(15)	100	2770	174	-
nicht kaustische, carboni sierte Lösung	(16)	-	1Ί70	~	355
Wasserdampf	(24)	100	16910	172	127
Na triumc arb onatmonohydrat	(18)	-	981		-
Mutterlauge		—	172	500	1000
Ergänzungs wass er				178
2. Fraktion an CO₂		-
Beispiel 3	—

Dieses Beispiel bezieht sich auf das in der Fig. 3 schematisch wiedergegebene Verfahren.

In die Anodenkammer 2 der Zelle 1 wurde eine konzentrierte Natriumchloridsalzlösung eingespeist. Während der Elektrolyse v/urde die Kathodenkammer 3 über die Membran 4 mit 2546 kg einer wässrigen Natriumhydroxidlösung gespeist, welche 230 g Na₃O pro kg enthielt. Die Temperatur in der Zelle wurde auf 90⁰C gehalten.

Außerdem wurde die Kathodenkammer 3 der Zelle 1 mit 447 kg Wasser über die Leitung 19 sowie mit 17616 kg einer bicarbonisierten Mutterlauge von 90°C über die Leitung 8 gespeist. Die bicarbonisierte Mutterlauge enthielt I7I g Na₃O und 131 g CO₂ pro kg.

Aus der Kathodenkammer 3 wurden über die Leitung 10 20609 kg einer carbonisieren Lösung entnommen, welche 174 g Na₂O/kg und 112 g CO₂Ag enthielt, dies entspricht 270 g Na₂CO₅Ag und 21 g NaOHAg- Zu dieser kaustischen, carbonisierten Lösung wurden 24531 kg bicarbonisierte Mutterlauge zugemischt, deren Zusammen-

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-/6

setzung zuvor angegeben wurde, so daß die Gesamtheit des in der carbonisierten Lösung enthaltenen NaOH carbonisiert wurde. Das erhaltene Gemisch (4514-0 kg) besaß eine Zusammensetzung, welche 173 g Na-O pro kg und 122 g COp pro kg entsprach, und es war frei von NaOH. Nach dem Erhitzen und Eindampfen bei 100⁰C in der Kristallisationsvorrjchtung 12 ergab dieses Gemisch 3613 kg Wasserdampf bei 13, 1170 kg Kristalle von Natriumcarbonatmonohydrat, xvelche 500 g Na-OAg und 355 g COpAg enthielten, sowie 40358 kg einer Mutterlauge, welche 179 g Na₃OAg und 127 g CO₂/ kg enthielt.

Die Mutterlauge wurde mit 1376 kg Wasser über die Leitung 24 verdünnt, anschließend mit 415 kg CO₃, welche über die Leitung 18 in die Bicarbonisiervorrichtung 17 eingeführt wurden, behandelt. Auf diese Weise wurden aus der Bicarbonisiervorrichtung 42147 kg bicarbonisierte Mutterlauge entnommen, welche 17I g Na₃O und 131 g COo P^ro kg enthielt. Diese Mutterlauge wurde in die beiden zuvorgenannten Fraktionen aufgeteilt, welche jeweils in die Kathodenkammer 3 über die Leitung 8 und in die carbonisierte Lösung über die Leitung 25 eingeführt wurden.

In der folgenden Tabelle III sind die Arbeitsbedingungen des Beispiels 3 zusammengefaßt.

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Tabelle III

	-	(11)	Temp. C°c)	Gewicht (kg)	Zusammensetzung (gAg )	CO₂
Stufen des Kreislaufs	(8)			Na₂O	_
	(19)	90	2546	230	131
Natriumhydroxidlösung	(10)	90	17616	171	•to
1. Fraktion an bicarboni- sierter Mutterlauge	(25)		447		112
1. Fraktion an Ergänzungs wasser	(13)	90	2O6O9	174	131
carbonisierte Lösung	(15)	90	24531	171	-
2. Fraktion an bicarboni- sierter Mutterlauge	(16)	100	3613	-	355
Wasserdampf	(24)	-	1170	500	127
Natriumc arb onatmonohydrat	(18)	100	40358	179	—.
Mutterlauge	(8 + 25)	90	1376		1000
2. Fraktion an Ergänzungs wasser		_	415		131
Gewicht des absorbierten CO₂	90	42147	171
Gesamtmenge an bicarboni- sierter Mutterlauge

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f θ

Claims

i/53233 Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Chlor und von Natriumcarbonatmonohydrat, bei welchem eine wässrige Natriurachloridlösung unter Bildung von Chlor und einer wässrigen iratrixunhydroxidlösung elektrolysiert wird, die wässrige Natriumhydroxidlösung carbonisiert wird, die erhaltene, carbonisierte Lösung oberhalb von 35°C zur Kristallisation von Natritimcarbonatmonohydrat eingedampft wird, die KristaLle von Natriumcarbonatmonohydrat und eine Mutterlauge voneinander getrennt v/erden, die Mutterlauge mit einem Kohlendioxid enthaltenden Gas bicarbonisiert wird und die ei'haltene, bicarbonisierte Mutterlauge mit der zuvorgenannten, wässrigen Natriumhydroxidlösung zur Herstellung der zuvorgenannten, carbonisieren Lösung vermischt wird, dadurch gekennzeichnet , daß man die wässrige Natriumchloridlösung in einer Zolle mit einer Membran mit selektiver Permeabilität elektrolysiert, und daß man v/enigstens einen Teil der bicarbonisierten Mutterlauge in die Kathodenkammer der Zelle einführt, um hierin die wässrige Natriumhydroxidlösung zu carbonisieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn ze ichn e t , daß man die carbonisierte Lösung bei einer Temperatur in der Nähe der Temperatur der Flüssigkei t des Kathodenraumes eindampft.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man die Mutterlauge bei einer Temperatur oberhalb von 35° C bicarbonisiert.

A-. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß man die Mutterlauge bei einer Temperatur von wenigstens 75°C bicarbonisiert.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß man die Mutterlauge bei einer Temperatur von wenigstens 90°C bicarbonisiert.

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ORIGINAL INSPECTED

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e kennzeichnet, daß man eine Ergänzungsmenge an
Wasser in die Kathodonkammer der Zelle einführt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man wenigstens einen Teil der l/asüerergänzungsmenge mit der Mutterlauge vor uoren Biearbonisierung vermischt,

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7> dadurch g e kenn zeichne t , daß man die Durchsabznienge der in die Kathodenkammer der Zelle eingeführten, bieuibonisierten Mutterlauge so regelt, daß die aus der Zelle entnommene,
carbonisierte Lösung aufgelöstes Natriumhydroxid, enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η ζ e i c h net, daß man die Durchsatzmenge der in die Kathodenkammer der Zelle eingeführten, bicarbonisierten Mutterlauge so regelt, daß die aus der Zelle entnommene, carbonisierte Lösung praktisch zwischen 0 und !00 g Na_o0/kg en [/hält.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch ge ken η ze i c h net, daß man die Durchsatzmenge der in die Kathodenkammer der Zelle eingeführten, bicarbonisierten Mutterlauge derart regelt, daß die aus der Zelle entnommene, carbonisierte Lösung praktisch zwischen 10 und 4-0 g Na„0/kg enthält.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß man die carbonisierte Lösung in Anwesenheit von Kristallkeimen von Natriumcarbonatmonohydrat eindampft.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß man die Carbonisierung der
carbonisierten Lösung außerhalb der Zelle vor ihrem Eindampfen so durchführt, daß praktisch die Gesamtmenge des
hierin enthaltenen Natriumhydroxids carbonisiert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus der Zelle entnommene, carbonisierte Lösung mit einem Kohlendioxid enthaltenden Gas behandelt.

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Ή. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus der Zolle entnommene, carbonisierte Lösung mit einer Fraktion von bicarbonisierter Mutterlauge behandelt.

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