DE458998C - Verfahren zur Gewinnung von Chlor und Alkalisulfat aus Alkalichlorid, Schwefeltrioxyd und Luft - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von Chlor und Alkalisulfat aus Alkalichlorid, Schwefeltrioxyd und Luft. Es ist bekannt, daß durch die Einwirkung von Schwefeltrioxyd auf Kochsalz Natriumsulfat entsteht und zugleich ein Gas entwickelt wird, das zu äquivalenten Teilen aus Schwefeldioxyd und Chlor besteht (vgl. D e a c o n , brit. Patent 1908 VOM 21. Juli 1871). Da das entwickelte Schwefeldioxyd, sobald es mit Wasser in Berührung kommt, sich mit dem gleichzeitig entwickelten Chlor zu Salzsäure und Schwefelsäure umsetzt, so war es notwendig, dieses Schwefeldioxyd unmittelbar hinter der Kochsalzreaktionskammer fortlaufend zu entfernen. Da aber bei der Reaktion nach D e a c o n immer wieder neben dem Chlor neues Schwefeldioxyd entstand, so war das Verfahren sehr schwierig zu handhaben und konnte sich wegen der minimalen Chlorkonzentration des Abgases, wie die Folgezeit zeigte, nicht durchsetzen. Um nun eine vollkommenere Reaktion zu erhalten, wurde ein anderer Weg von A d o 1 f C 1 e m m eingeschlagen (vgl. Patent 115 25o vom 7. April 1899), der auf über 8oo° erhitztes Kochsalz Röstgase in Mischung mit Luft einwirken ließ. Damit das Salz nicht schmolz, mußte ihm eine gewisse '.Menge von Ton, Gips, Kieselgur usw. zugemischt werden. Es wurde in diesem Patent auch vorgeschlagen, Schwefeltrioxyd in Mischung mit Luft auf über die normale Schmelztemperatur erhitztes Kochsalz einwirken zu lassen. Eine praktische Bedeutung kommt dieser Angabe -jedoch nicht zu, weil bei diesen Temperaturen das- Tri-Oxyd, wie man heute weiß, vollkommen in Dioxyd und Sauerstoff dissoziiert ist, so .daß an der Reaktion also in jedem Falle Schwefeldioxyd, Sauerstoff und Alkalichlprid beteiligt sind. Es zeigte sich indessen, daß auch dieses Verfahren sich wirtschaftlich nicht durchführen ließ, weil die Kosten für die Aufrechterhaltung der hohen Reaktionstemperatur von den billigen Reaktionsprodukten nicht getragen werden konnten; zumal auch das gebildete Sulfat für viele Verwendungszwecke von dem zugemischten Ton usw. durch Auflösen und Wiederauskristallisieren getrennt werden mußte.
• Eingehende Versuche haben nun gezeigt, daß diese Verfahren deshalb praktisch nicht durchführbar waren, weil sie sich nicht von der Anwesenheit des Schwefeldioxyds freimachen konnten. Das Schwefeldioxyd verhindert bei Temperaturen unterhalb 700°, auch wenn es nur in geringer Menge vorhanden ist, die Chlorentwicklung fast vollkommen, so daß D e a c o n , der nach seiner Angabe immer nur äquivalente Mengen von Chlor und Schwefeldioxyd im Abgas der ersten Reaktionskammer erhielt, sich mit nur minimalen Chlorkonzentrationen begnügen mußte. C 1 e m m dagegen konnte zwar mit steigenden Temperaturen, z. B. bei Kochsalz zwischen 8oo° und goo°, Chlorerhalten; doch verdankt er dieses Chlor nicht, wie er meint, einer 'Einwirkung von aus Schwefeldioxyd und Luft gebildetem Schwefeltrioxyd, das ja hei diesen Temperaturen fast vollkommen zu S02 -E- O .zerfallen ist, sondern einer direkten Einwirkung von Schwefeldioxyd auf Kochsalz, wobei die Luft sich nur noch an Sekundärreaktionen beteiligt. Das erhellt außer aus unseren Versuchen auch ohne weiteres daraus, daß die Chlorabspaltung gerade durch steigende Temperaturen, also mit zunehmender Spaltung von Schwefeltrioxyd in Schwefeldioxyd und Sauerstoff, begünstigt wird.
• Es ist ferner auch schon vorgeschlagen. worden, Schwefeldioxyd in Mischung mit Luft bei höherer Temperatur auf Alkalichlorid einwirken zu lassen und die Temperatur dabei so einzustellen, daß sie stets gerade noch unter dem Schmelzpunkt des jeweils vorhandenen Salzgemisches bleibt. Dieses Verfahren ist aus dem Grunde unwirtschaftlich, weil es zwar reines Sulfat, nicht aber reines Chlor zu liefern vermag. Es gelingt unter den angegebenen Bedingungen nicht, die angewendete schweflige Säure völlig umzusetzen. Es findet sich daher im abgehenden Gas stets ein Gemisch von Schwefeldioxyd und Chlor, welche sich beim Zusammentreffen mit Wasser sofort zu Schwefelsäure und Salzsäure, also zu minderwertigen Produkten, umsetzen. Eine Trennung dieser beiden Gase in wirtschaftlicher Weise durchzuführen, ist praktisch :unmöglich.
• Es wurde nun gefunden, daß die Einwirkung von Schwefeltrioxyd auf Kochsalz .oder auch Chlorkalium technisch und wirtschaftlich eine Chlorgewinnung gestattet, wenn man die Reaktion so leitet,-daß entgegen dem Deaconschen Verfahren das Abgas neben Chlor kein Schwefeldioxyd enthält. Es ist dazu notwendig, daß einerseits schon das mit dem Chlorid zur Reaktion kommende Gas praktisch frei ist von Schwefeldioxyd und anderseits die Temperatur und die Apparatur so gewählt werden, daß eine Dissoziation des Trioxyds in Dioxyd und Sauerstoff nicht statthat. Es eignen sich dazu z. B. solche Gase, wie man sie durch Zersetzung von Oleum gewinnen kann oder wie sie für die Darstellung von Oleum in größtem Maßstabe technisch dargestellt werden. Die Temperatur, bei der das Schwefeltrioxyd auf die Alkalichläride einwirken kann, liegt zwischen 300° und 6oo° C. Die zu wählende Temperatur hängt dabei wesentlich von der benutzten Apparatur ab. Man kann sogar noch bei tieferer Temperatur arbeiten, wenn man die Reaktion zwischen Salz und Trioxyd, die eine exotherme Reaktion ist, durch geeignete Kontaktkörper beschleunigt. Über 6oo° C zu arbeiten, ist unzweckmäßig, weil dann zu einem gewissen Zeitpunkt, bei Kochsalz z. B. bei 6Eaa°, wenn .etwa. 65 a%o desselben- zu Sulfat umgesetzt sind, ein Schmelzen der ganzen Masse stattfindet, so daß ein weiteres Fortschreiten der Reaktion fast gänzlich verhindert wird.
• Beispiel. 5 0 t Chloillatrium werden in analoger Weise wie bei dem bekannten Hargreaves Sulfat-Salzsäure-Verfahren zu kleinen porösen Briketts geformt und in gußeisernen Zylindern (mit etwa 51i2 m Durchmesser) aufgeschichtet. Die Zylinder, welche geschlossen sind und oben Gaszuführungs- und unten Gasableitungsrohre enthalten, werden hintereinandergeschaltet, so daß die zugeleiteten Schwefeltrioxydgase infolge der Reaktion finit dem Salz immer ärmer an Trioxyd und. immer reicher an Chlor werden. Das Schwefeltrioxyd wird in bekannter Weise nach dem Kontaktverfahren erzeugt und muß praktisch frei von Schwefeldioxyd sein. Das durch Luft und Stickstoff - verdünnte, etwa 6- bis 7prozentige Schwefeltrioxydgas wird unter Ausnutzung der Kiesofenwärme so weit vorgewärmt, daß es in .den ersten Zylinder mit etwa 500` eintritt. Infolge der positiven Reaktionswärme steigt dort die Temperatur etwas, und die Gase treten wenig heißer in den zweiten Zylinder ein. Durch Abnahme des Trioxydgehälts im Reaktionsgas wird indessen die Reaktionswärme allmählich kleiner. Hierdurch kann zur Aufrechterhaltung der Reaktionstemperatur von etwa ¢0o° C in den letzten Zylindern eine geringe Zusatzerwärmung notwendig werden, die durch eine Außenheizung in einer entsprechenden Ummauerung der Zylinder leicht erreicht wird. Sobald das Chlorid im ersten Zylinder völlig zu Sulfat umgesetzt ist, wird dieser Zylinder außer Betrieb gesetzt, mit neuen Salzbriketts beschickt und durch entsprechende Umleitung der Gase als letzter Zylinder wieder in Betrieb genommen. Das aus. dem letzten Zylinder austretende Gas ist praktisch frei von Schwefeltrioxyd und enthält das Chlor in etwa derselben (6 bis 7 Volumprozent) Konzentration wie das Trioxyd im Eintrittsgas. Das Chlor kann in bekannter Weise zu Chlorkalk, Bleichflüssigkeiten oder anderen Zwecken verwendet werden. i Zylinder von 50 t Salz liefert etwa 61 t Sulfat und etwa 30 t Chlor bzw. etwa 85 t Chlorkalk. Das Sulfat ist sehr rein, absolut trocken -und eisenfrei und daher für alle Zwecke, insbesondere z. B. für Spiegelglasfabrikation, hervorragend geA-ignet.
• Statt der oben angeführten Arbeitsweise in Zylindern können auch andere Anordnungen getroffen werden. So .kann man in manchen Fällen z: B. auch Drehrohröfen mit Vorteil für die -Chlor- und Stdfatgewinnung nach obigem- Verfahren verwenden,

Claims (1)

1. PATPNTANSPnUCH: Verfahren zur Gewinnung von Chlor und Alkalisulfat aus Alkalichlorid, Schwefeltrioxyd und Luft, dadurch gekennzeichnet, daß man Schii-efeltrioxyd in Mischung mit Luft bei solchen Temperaturen auf die Alkalichloride einwirken läßt, daß einerseits ein Schmelzen derselben nicht eintritt und anderseits das abgehende Gas neben Chlor kein Schwefeldioxyd enthält.