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Verfahren zur Verarbeitung von Ammoniakwasser auf einfache oder gemischte
Ammonsalze In den Kohledestillationsgasen finden sich neben dem Ammoniak an Stoffen,
die bei der Gewinnung dieses Produktes eine Rolle spielen, vornehmlich Kohlensäure.,
Schwefelwasserstoff und Cy anwassers.toff. Bei den Verfahren zur Bindung des Ammoniaks
an Säuren, vornehmlich an Schwefelsäure, wird das ammoniakhaltige Gas gemeinsam
mit diesen Bestandteilen mit der zur Ammoniakbindung verwandten Säure in Berührung
gebracht. Bei dem sogenannten indirekten Verfahren der Kokereien und Gasanstalten
fällt das Ammoniak in Form eines verdünnten Wassers an und liegt in in diesem Wasser
zum wesentlichen Teil gebunden an Kohlensäure, Cyanwasserstoff und. Schwefelwasserstoff
vor. Diese Wässer werden in üblicher Weise in Tauchglockenabtxeibern mit Frischdampf
abgetrieben, wobei die Kohlensäure und der Schwefelwasserstoff mit dem Ammoniak
zusammen entweichen. Dieses Gemisch, das Ammoniak, Kohlensäure, Schwefelwasserstoff,
Cyan und Wasserdampf enthält, tritt in den Sättiger ein, wo das Ammoniak mit Schwefelsäure
gebunden wird. Kohlensäure und die übrigen Bestandteile entweichen zusammen mit
dem Wasserdampf. Es ergibt sich ohne weiteres, daß die gemeinsame Durchleitung von
Schwefelwasserstoff und Cyan mit dem Ammoniak durch das Säurebad die Reinheit des
herzustellenden Ammonsalzes durch färbende Bestandteile oder Ausscheidungen zu beeinflussen
vermag. Die Abwesenheit von Schwefelwasserstoff und Cyan ist des weiteren geboten,
wenn zum Binden des Ammoniaks Säuren, wie Salpetersäure allein oder in Mischung
mit anderen Säuren, verwandt werden, d. h. also unter Bedingungen, bei denen eine
Umsetzung zwischen den genannten gasförmigen Begleitstoffen des Ammoniaks und der
Bindungssäure einzutreten vermag.
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Es wurde erkannt, daB es auf einfache Weise gelingt, Ammoniak aus
Kohledestillationsgasen von denjenigen Bestandteilen, die vor allem bei der Umsetzung
des Ammoniaks mit Säure zu stören vermögen, vornehmlich Cyan und Schwefelwasserstoff,
zu befreien und in dieser Form zu binden. Hierbei wird zunächst in an sich bekannter
Weise so gearbeitet, daß man einen Sättiger, in dem Ammoniak an Säure oder Säuregemisch
gebunden wird, mit einem Abtreibeapparat kuppelt. Die aus dem Sättiger entweichenden
heißen
Brüden, die im wesentlichen au's Wasserdampf bestehen, der nach der Bauart des Sättigers
und je nach seiner Belastung mehr oder weniger Ammoniak enthalten kann, werden hierbei
dem auf den Abtreibeapparat auffließenden ammoniakhaltigen Wasser entgegengeführt.
Die mit einer Temperatur von rund z4o° entweichenden Brüder werden im Abtreibeapparat
von ihrem Ammoniakgehalt befreit. Gleichzeitig wird das im entgegenfließenden Wasser
enthaltene Ammoniak durch die heißen Brüder abgetrieben.
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Das auf den Abtreiber auffließende Ammoniakwasser ist vor seiner Aufbringung
in der weiter unten beschriebenen Weise von denjenigen Bestandteilen, die vor allem
bei der Umsetzung des Ammoniaks mit Säure zu stören vermögen, vornehmlich Cyan und
Schwefelwasserstoff, befreit worden. Die bei der Behandlung des vorgereinigten Ammoniakwassers
mit den ammoniakhaltigen Sättigerbrüden im Kolonnenapparat entwickelten Gase, die
aus Ammoniak, Wasserdampf und Kohlensäure bestehen, werden durch eine entsprechende
Vorrichtung, beispielsweise seinen Ventilator, an geeigneter Stelle des Abtreibers
entzogen:, Das Gasgemisch wird in einer Leitung; die gemeinsam mit Sättiger, Verbindungsleitung
desselben zum Kolonnenapparat und dem Kolonnenapparat einen Kreislauf bildet, in
den Sättiger zurückgeführt, wo das im Gas befindliche Ammoniak herausgenommen wird.
In diesem Kreislauf reichert sich die im Sättiger nicht absorbierte Kohlensäure
an. Der Druck im Kreislauf steigt, bis er die oberhalb der Ammoniakabsaugung angewandte
Tauchkolonne überwinden kann. Von diesem Moment ab tritt die Kohlensäure, gegebenenfalls
durch eine Gasfördervorrichtung auf den notwendigen Druck gebracht, aus dem Abtreibeäpparat
durch das abfließende Wasser. Da in der Kohlensäure neben Wasserdampf noch. Ammoniak
enthalten sein kann, so wird sie vor der Weiterbenutzung mit der Gesamtmenge oder
einem Teil der zur Bindung des Ammoniaks im, Sättiger benutzten Säure bzw. Säuremischung
behandelt, wodurch das in der Kohlensäure enthaltene Ammoniak dieser entzogen wird.
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Die von Ammoniak befreite Kohlensäure wird nunmehr in einem geeigneten
Apparat, beispielsweise einem Kolonnenapparat, dem rohen Ammoniakwasser entgegengeleitet,
in dem eine innige Vermischung von Roharnmoniakwasser und Kohlensäure stattfindet.
Hierbei werden sämtliche mit Kohlensäure abtreibbaren gasförmigen Stoffe, vornehmlich
Schwefelwasserstoff und Cyanwasserstoff aus dem Ammoniak -entfernt. Das auf diese
Weise von den bei der Weiterverarbeitung störenden Beimengungen befreite Ammoniakwasser
wird alsdann dem weiteren Kolonnenapparat zugeleitet, in dem seine Behandlung mit
den aus dem Sättiger stammenden ammoniakhaltigen Brüden stattfindet. Aus dem Gasgemisch,
das aus dem rohen Ammoniahwasser mit Hilfe von Kohlensäure abgetrieben wurde, können
die verwertbaren Gase in bekannter Weise entfernt -:erden. Beispielsweise kann der
Schwefelwasserstoff durch Verbrennung in Clausöfen als elementarer Schwefel abgeschieden
werden. Die Verwertung des Schwefelwasserstoffes aus dem Gemisch mit Kohlensäure
kann auch in beliebiger anderer Weise erfolgen, ebenso wie die Verwertung des Cyanwasserstoffes
in an sich bekannter Weise vorgenommen werden kann.
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Bei der Durchführung des Verfahrens können - Hilfsmaßnahmen verwandt
werden. Dementsprechend kann das. Ammoniakwasser hinter denn in den Abtreibeapparat
eintretenden Brüder räumlich getrennt, beispielsweise in tieferen Kolonnen mit Frischdampf
behandelt werden, wodurch die letzten Reste des Ammoniaks aus dem Wasser bzw. Brüder
entfernt werden. Des weiteren können zur Regelung der Temperatur im Ammoniakeintrittsteil
des Abtreibers beliebige Mengen Wasser dem eintretenden Ammoniakwasser zugesetzt
-werden. Hierbei verfährt man zweckmäßig so, daß man als Zusatzwasser das abgetriebene
Wasser verwendet, das hinter der letzten Brüderleitung vor dem Frischdampfzusatz
anfällt. Es empfiehlt sich in manchen Fällen, diese nach Kühlung zur Anwendung zu
bringen. Zur Regelung der in der Apparatur auftretenden Druckdifferenzen können
beliebige Gasfördervorrichtungen verwandt werden.
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Das vorliegende Verfahren kann naturgemäß bei Verwendung verschiedener
Sättiger in der Weise zur Anwendung gebracht werden, daß man verschieden konzentrierte
Brüder auf verschieden konzentriertes Ammoniakwasser zur Einwirkung bringt. Hierbei
ist es besonders vorteilhaft, daß diese Brüder stufenweise in der Form in den Abtreibeapparat
eingeführt werden, daß die konzentriertesten Brüder in das konzentrierteste Wasser
eintreten.
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Es ist bereits der Vorschlag gemacht worden, bei der Herstellung von
Ammonsulfat nach einem Sättigerverfahren unter Verwendung von reinem synthetischem
Ammoniak dieses in beliebiger Wise zu verdünnen. Hierfür wurde unter anderem der
Brüder des Sättigers selbst benutzt, nachdem dieser zur Abtreibung von Ammoniak
aus technischem Anmoniakwasser benutzt worden
war. Die Benutzung
dieses Brüdens erfolgte zur Erzeugung eines Produktes, das bezüglich Form, Aussehen
usw. die gleichen Eigenschaften wie ein beispielsweise nach dem indirekten Verfahren
hergestelltes technisches Produkt aufweist. Das Verfahren gemäß der Erfindung bewirkt
dagegen die Herstellung eines praktisch von den Verunreinigungen des technischen
Ammoniakwassers befreiten Erzeugnisses durch Absättigung von Ammoniak mit Säuren.
Die erzielten Vorteile, die in der Herstellung praktisch reiner Produkte liegen
und u. a. die Ausbildung einer beliebigen Kristallgröße mit den an sich bekannten
Verfahren gestatten, liegen auf der Hand.
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Im folgenden sei an einem Beispiel die Anwendung des vorliegenden
Verfahrens auf die Gewinnung von Ammoniak aus Ammoniakwasser aus der Kohledestillation
beschrieben. In der beiliegenden Zeichnung gelangen die Brüden aus dem Sättiger
i durch das Rohr :2 und die Eintrittsstelle 3 in. den Tauchglockenabtreiber 4. In
diesem tritt dein Brüden Ammoniakwasser entgegen, das bereits eine Vorreinigung
erfahren hat und in dein praktisch nur noch Ammoniak und Kohlensäure gelöst sind.
Im oberen Teil des Abtreibers befindet sich die bffnung 5, aus der mittels der Gasfördervorrichtung
6 durch das Rohr 7 ein Gemisch von Ammoniak, Kohlensäure und Wasserdampf entnommen
und in den Sättiger zurückgeleitet wird. Im unteren Teil des Abtreibers befindet
sich die Zuleitung 14 für Frischdampf, mit dem die Abtreibung des Ammoniaks unterstützt
werden kann.
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Sobald der Kohlensäuredruck hoch genug geworden ist, gelangt aus der
Öffnung 8 des Abtreibers mit Hilfe der Gasfördervorrichtung 9 ein Gas-Dampf-Gemisch,
das als Hauptbestandteil Kohlensäure enthält, durch das Rohr io in das Gefäß i i.
In diesem findet eine Reinigung der Kohlensäure vom restlichen Ammoniak statt. Zu
diesem Zweck wird durch das Rohr i2 ein gewisser Teil oder die gesamte Menge der
zur Sättigung verwandten Säure eingeleitet, die durch die Leitung 25 zum Sättiger
geführt wird. Das Gefäß T i ist durch die Leitung 13 mit dein Gefäß 21 verbunden,
dem das rohe Ammoniakwasser, das außer Ammoniak noch sämtliche Verunreinigungen,
wie Schwefelwasserstoff, Kohlenwasserstoff und Cyanwasserstoff enthält, eingebracht
wird. Überschüssige Kohlensäure kann durch das Ventil 29 zu beliebigen Verwendungszwecken
abgezweigt werden. Die Kohlensäure macht aus dem rohen Ammoniakwasser die Verunreinigungen
frei. Das Gasgemisch verläßt die Apparatur durch die Leitung 23. Aus dem Gefäß 21
gelangt das vorgereinigte Ammoniäk-#vasser durch die Leitung 22 in den Abtreiber,
in dem es die zuvor geschilderte Behandlung erfährt.
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Aus dem Abtreiber gelangt das Brüdenkondensat gemeinsam mit dem Wasser,
dem das Ammoniak durch die Behandlung mit den heißen Brüden entzogen ist, durch
-die Öffnung 26 und die Rohrleitung i 5 in das Kühlgefäß 16. Diesem kann es mittels
Pumpe a7 durch die Leitung 17 über das Regelorgan 18 entzogen werden. Durch das
Regelorgan 26 kann eine beliebige Menge ungekühlten Wassers beigemischt werden.
Das Zusatzwasser kann alsdann durch die Leitung i9 zur Verdünnung des rohen Ammoniakwassers
in das Gefäß 21 eingebracht werden. Diese Verdünnung empfiehlt sich in manchen Fällen,
um die Tensionen von Ammoniak, Kohlensäure und Schwefelwassersioff in für das Verfahren
günstiger Weise auseinanderzuziehen, da bei der Abtreibung des Schwefelwasserstoffes
und Cyan-wasserstoffes mit Hilfe der Kohlensäure im Gefäß 21 die Gewinnung des Ammoniaks
vornehmlich in Form von Ammonbicarbonaterfolgt. Zur Unterstützung der abtreibenden
Wirkung im Gefäß 21 kann Heißdampf aus Leitung 24 eingeführt werden.