Herstellung von Schwefelsäure. Durch das Patent 421786 ist ein Weg
gezeigt, die große Reaktionsfähigkeit von S02-haltigen Gasen bei höchster Beladung
mit Stickstoffsauerstoffverbindungen nutzbar zu machen, um eine rasche Bildung von
Schwefelsäure zu erzielen. Es geschieht dies danach in der Weise, daß man den Gasen
von der erwähnten Zusammensetzung Wasser in irgendeiner geeigneten Form zuführt,
um die im Gasstrom bereits vorhandene oder sich bildende Nitrosylschwefelsäure zu
zerlegen, wobei sich Schwefelsäure und Stickstoffsauerstoffverbindungen abspalten.
Bei diesem Verfahren kam es nun darauf an, zu vermeiden, daß sich dieletzteren inderentstehenden
Schwefelsäure unter Nitrosebildung lösen, um die Verarmung des Gases an Stickstoffsauerstoffverbindungen
und damit eine Verlangsamung der weiteren Oxydation des Schwefeldioxyds zu verhüten.
Man arbeitet also bei diesem Verfahren auf nitrosefreie Säure hin. Es geschieht
dies entweder mit Hilfe einer elektrostatischen Niederschlagseinrichtung oder anderer,
z. B. mechanischer Vorrichtungen, die die Schwefelsäurenebel dem Gasstrom entziehen,
Stickstoffsauerstoffverbindungen jedoch zurücklassen. Bei Vorrichtungen, die mit
Hilfe fein verteilter Säure diese Wirkung ausüben, ist natürlich Bedingung, daß
die Säure in einem Zustand erhalten bleibt, in dem sie Stickstoffsauerstoffverbindungen
nicht auflöst, d. h. sie muß genügend verdünnt oder sehr heiß sein oder beides.
Es läßt sich. jedoch das Verfahren noch wesentlich einfacher gestalten, wenn man
im Endergebnis auf die Gewinnung einer nitrosefreien Säure verzichtet. Man kann
nämlich, wie dargelegt werden soll, die Verarmung des Gases an Stickstoffsauerstoffverbindungen
trotz Entstehung einer Nitrose verhüten und sogar den Prozeß so leiten, daß während
des größten Teils der Reaktion das Verhältnis von S02 zu den Stickstoffsauerstoffverbindungen
im Sinne einer Vergrößerung des Anteils der letzteren sich ändert, da S02 durch
Oxydation verschwindet, indessen die Stickstoffsauerstoffverbindungen in ihrer Menge
erhalten bleiben. Dies geschieht gemäß der Erfindung dadurch, daß man die mit Stickstoffsauerstoffverbindungen
beladenen S02 haltigen Gasströme in einer Vorrichtung nur mit Wasser oder mit Wasser
stark verdünnter Schwefelsäure zusammenbringt und durch dieses Wasser oder stark
verdünnte Säure die im Gasstrom gebildeten Schwefelsäurenebel aufnehmen läßt, so
daß sich allmählich stärkere Schwefelsäure bildet. Bei passender Bemessung der Wassermenge
läßt sich die Grädigkeit der Endsäure auf jede gewünschte Höhe einstellen. Sobald
die entstehende Säure eine solche Grädigkeit erlangt hat, daß Stickoxyde aufgelöst
werden, beginnt eine Verminderung der Stickstoffsauerstoffv erbindungen ; jedoch
bleibt auch im ungünstigsten Falle das Verhältnis von i Mol. SO,: i Mol.
HNO3 in der Gasphase erhalten.
Beispiel. Durch eine Einleitungsreaktion
z. B. gemäß Patent 37861o oder Patent 370369 werden SOy haltige Gase durch
innigstes In-Berührung-Bringen mit Nitrose passender Grädigkeit (z. B. 58 ° B6)
mit Stickstoffsauerstoffverbindungen stank beladen. Erfahrungsgemäß stellt sich
das- Verhältnis des S02-Gehaltes zu den letzteren, gerechnet als Salpetersäure (HNO3),
beim Austritt aus der Mischvorrichtung auf ungefähr 10 : 3 ein. Wenn die
Gase mit starker Schwefelsäure in Berührung waren, sind sie in bezug auf Wasser
verarmt und haben die starke Neigung, Nitrosylschwefelsäure zu bilden. Läßt man
nun die Gase in dieser Beschaffenheit in einen Reaktionsraum, z. B. einen Turm,
eintreten und berieselt diesen nur mit einer genau geregelten Menge Wasser, dann
wird bereits gebildete oder sich noch bildende Nitrosylschwefelsäure durch das Wasser
unter Abspaltung von Stickstoffsauerstoffverbindungen und Schwefelsäure zerlegt.
Aus dem Wasser und der Schwefelsäure bildet sich zunächst schwache Schwefelsäurelösung,
die in dem Turm herabfließt :und allmählich stärker wird. Solange die Grädigkeit
dieser Säure noch nicht ausreicht, Stickstoffsauerstoffverbindungen zu lösen, wird
eine Verarmung des Gases an diesen Verbindungen vermieden und infolgedessen die
lebhafte Oxydation des vorhandenen S02 dauernd erhalten. Erst wenn die entstehende
Säure über 54° B6 steigt, beginnt eine Aufnahme von Stickstoffsauerstoffverbindungen.
Dieser Augenblick läßt sich aber durch geeignete Maßnahmen, z. B. Bemessung der
Wasserzufuhr in den Türm, beliebig lange aufschieben, so da.ß man es in der Hand
hat, das Gas während des größten Teils des Durchgangs durch den Turm unter den günstigsten
Reaktionsverhältnissen zu erhalten. Erst im unteren Teildes Turmes wird die Säure
durch Aufnahme der neu gebildeten Schwefelsäure so stark, daß die Auflösung der
Stickstoffsauerstoffverbindungen stärker zu werden beginnt. Indessen ist jedoch
auch der Gehalt an SO, infolge Schwefelsäurebildung gesunken, so daß trotz
Auflösung eines Teils der Stickstoffsauerstoffverbindungen doch ein großer Überschuß
gegenüber S02 bestehen bleibt. Den Turm verläßt schließlich nitrose Säure von gewünschter
Stärke; denn je nach der zugeführten Wassermenge hat man es in der Hand, nitrose
Säure von geringerer oder stärkerer Grädigkeit ausfließen zu lassen.Production of sulfuric acid. The patent 421786 shows a way to utilize the high reactivity of gases containing SO2 with the highest loading with nitrogen-oxygen compounds in order to achieve a rapid formation of sulfuric acid. This is then done in such a way that the gases of the composition mentioned are supplied with water in any suitable form in order to decompose the nitrosylsulfuric acid already present or forming in the gas stream, sulfuric acid and nitrogen-oxygen compounds being split off. In this process it was important to avoid that the sulfuric acid formed in the latter would dissolve with the formation of nitrous in order to prevent the depletion of nitrogen-oxygen compounds in the gas and thus a slowing down of the further oxidation of the sulfur dioxide. In this process one works towards nitrous-free acid. This is done either with the help of an electrostatic precipitator or another, e.g. B. mechanical devices that remove the sulfuric acid mist from the gas stream, but leave nitrogen-oxygen compounds behind. In devices that exert this effect with the aid of finely divided acid, it is of course a condition that the acid is maintained in a state in which it does not dissolve nitrogen-oxygen compounds, ie it must be sufficiently diluted or very hot or both. It can be. however, make the process much simpler if the end result is not to obtain a nitrous-free acid. As will be shown, one can prevent the gas from becoming depleted in nitrogen-oxygen compounds in spite of the formation of nitrous oxide, and even direct the process in such a way that during most of the reaction the ratio of SO2 to nitrogen-oxygen compounds increases in the sense of an increase in the proportion of the latter changes, since S02 disappears through oxidation, while the amount of nitrogen-oxygen compounds is retained. This is done according to the invention in that the SO2-containing gas streams loaded with nitrogen-oxygen compounds are brought together in a device only with water or with water strongly diluted sulfuric acid and the sulfuric acid mist formed in the gas stream is absorbed by this water or highly dilute acid, so that gradually stronger ones Forms sulfuric acid. If the amount of water is measured appropriately, the degree of acidity of the final acid can be adjusted to any desired level. As soon as the resulting acid has reached such a degree that nitrogen oxides are dissolved, a reduction in the nitrogen-oxygen compounds begins; however, even in the worst case, the ratio of 1 mol. SO 2: 1 mol. HNO 3 is retained in the gas phase. Example. By an initial reaction z. B. According to patent 37861o or patent 370369 SOy-containing gases are loaded with nitrogen-oxygen compounds by bringing them into close contact with nitrous of the appropriate degree (e.g. 58 ° B6). Experience has shown that the ratio of the SO2 content to the latter, calculated as nitric acid (HNO3), is approximately 10 : 3 when it leaves the mixing device. If the gases have been in contact with strong sulfuric acid, they are depleted of water and have a strong tendency to form nitrosylsulfuric acid. If you let the gases in this condition in a reaction space, z. B. a tower, enter and sprinkle it only with a precisely regulated amount of water, then already formed or still forming nitrosylsulfuric acid is decomposed by the water with the elimination of nitrogen oxygen compounds and sulfuric acid. From the water and the sulfuric acid, a weak sulfuric acid solution is first formed, which flows down the tower: and gradually becomes stronger. As long as the temperature of this acid is not sufficient to dissolve nitrogen-oxygen compounds, depletion of these compounds in the gas is avoided and, as a result, the vigorous oxidation of the SO2 present is permanently maintained. Only when the resulting acid rises above 54 ° B6 does an uptake of nitrogen-oxygen compounds begin. This moment can be taken by appropriate measures, such. B. Measure the water supply in the tower, postpone as long as you like, so da.ß you have it in hand to receive the gas during most of the passage through the tower under the most favorable reaction conditions. Only in the lower part of the tower does the acid become so strong through the absorption of the newly formed sulfuric acid that the dissolution of the nitrogen-oxygen compounds begins to increase. However Meanwhile, the content of SO, dropped due to formation of sulfuric acid, so that despite resolution of part of the nitrogen-oxygen compounds but there remains a large excess with respect to S02. Nitrous acid of the desired strength finally leaves the tower; for, depending on the amount of water supplied, it is up to you to let nitrous acid flow out of less or more severity.
Der Turm ist zweckmäßig mit einer säurefesten Füllung versehen. Das
Verfahren ist z. B. so durchführbar, daß man das Gas im unteren Teil des Turmes
eintreten läßt und das Wasser oben einführt. Es ist jedoch wesentlich vorteilhafter,
wenn man Gas und Wasser den Reaktionsraum (Turm) im Gleichstrom durchströmen läßt.
Dann hat man .es völlig in der Hand, das Gas den größten Teil seines Weges durch
den Turm mit einer to dünnen Säurelösung in Berührung zu lassen, daß eine Aufnahme
von Stickstoffsauerstoffverbindungen nicht erfolgt. Erst in den untersten Teilen
des Turms, wenn bereits der größte Teil des S02 oxydiert ist, steigt dann. die Säuregrädigkeii
$o weit an, rlaß eine Auflösung von Stickstoffsauerstoffverbindungen stattfinden
kann.The tower is expediently provided with an acid-proof filling. That
Procedure is z. B. feasible that the gas in the lower part of the tower
enters and introduces the water above. However, it is much more advantageous
if gas and water are allowed to flow through the reaction chamber (tower) in cocurrent.
Then you have it completely in your hand, the gas most of its way through
to let the tower in contact with a thin acid solution that a recording
of nitrogen-oxygen compounds does not take place. Only in the lowest parts
of the tower, when most of the SO2 has already been oxidized, then rises. the acidity
Far on, allow a dissolution of nitrogen-oxygen compounds to take place
can.
Man kann natürlich das Wasser außer in tropfbarfüssiger Form in jeder
anderen Form mit dem Gas in Berührung bringen, z. B. durch feine Zerstäubung in
nebeliger Form oder in Dampfform. In letzteren Fällen kann man unter Umständen auch
in R eaktiönsräumen ohne Füllmaterial arbeiten. Statt Wasser kann man natürlich
den Reaktionsraum auch mit einer entsprechend dünnen'Säure oder einer Mischung von
Nitrose und viel Wasser beschicken.One can of course use the water in any but drip-barefoot form
bring another form into contact with the gas, e.g. B. by fine atomization in
misty form or in vapor form. In the latter cases one can also
work in radio rooms without filler material. Instead of water, of course, you can
the reaction space with a correspondingly thin acid or a mixture of
Load nitrous and plenty of water.