DE645374C - Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von reinem CO und reinem SO - Google Patents

Description

• Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von reinem C 02 und reinem S 02 Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen von reinem C 02 und reinem S 02 aus S 02 armen Gasen und Erdalkalisulfit unter Umsetzung mit Alkalisulfat und nachfolgender Umsetzung von gebildetem Alkalibisulfit mit Erdalkalicarbonat bzw. aus S 02 armen Gasen und Erdalkalisulfit unter Umsetzung von gebildetem Erdalkalibisulfit mit Erdalkalicarbonat und schafft auf dieser Grundlage ein sehr einfaches Verfahren, um aus an S O.2-armem Gas, wie z. B. Röstgas, in dem das S 02 verdünnt ist, reines SO, zu erhalten, während gleichzeitig reines CO, erzeugt wird.
• Gemäß der Erfindung wird Alkalisulfat in Gegenwart von Erdalkalisulfit mit an SO.-'armem Gas behandelt, worauf das neben Erdalkalisulfat erhaltene Alkalibisulfit mit einem Erdalkalicarbonat behandelt wird unter Bildung von reinem C02, Alkalisulfit und Erdalkalisulfit, das in den Kreislauf zurückkehrt, während das Alkalisulfit mit einer starken Säure in reines S 02 und das entsprechende Alkalisalz umgesetzt wird. Das Alkalisulfit kann auch mit einer Erdalkalibase in Alkalihydroxyd und Erdalkalisulfat umgesetzt werden, worauf letzteres mittels einer starken Säure in reines S 02 und das entsprechende Erdalkalisalz umg; wandelt wird. Das an SO.- arme Gas kann ferner nur mit Edalkalisulfit zusammengebracht werden, und das gebildete Erdalkalibisulfitwird dann mit Erdalkalicarbonat zu reinem CO, und Erdalkalisulfit umgesetzt, worauf der an letzterem gebildete Überschuß über die für den Kreislauf erforderliche Menge mit einer starken Säure in reines S 02 und das entsprechende Erdalkalisalz zerlegt wird.
• In dem neuen Verfahren sind an sich bekannte Einzelreaktionen derart kombiniert, daß ein Arbeitsgang bzw. eine Folge von Arbeitsvorgängen entsteht, mit denen man entsprechend den jeweiligen technischen und und wirtschaftlichen Anforderungen und Wünschen beliebig wechseln kann, ohne daß Veränderungen der Anlage erforderlich werden. Man hat ferner keine solchen Arbeiten nötig, wie Konzentrieren, Trennung von Gasen o. dgl., sondern kommt mit sehr einfachen Maßnahmen und Apparaturen aus. Ferner kann man stets mit einfachen Mitteln die Gewähr haben, daß man getrennt voneinander stets reines Kohlensäureanhy drid, das unmittelbar verflüssigt werden kann, und reines Schwefligsäureanhydrid gewinnt. Ferner ist, man mit dem Verfahren jederzeit in der Lage, das Alkaliradikal eines Sulfats in wertvolle Alkaliverbindungen, wie Ätzalkali oder Alkalinitrat, überzuführen. Dabei bleiben die Grundstoffe, von denen ausgegangen wird, nämlich Erdalkalicarbonatund Röstgas u. dgl., ständig die gleichen.
• Wie schon erwähnt, sind die Einzelreaktionen des Verfahrens gemäß der Erfindung nicht grundsätzlich neu. So ist bereits bei der Herstellung von zur Zellstoffgewinnung geeigneten, von Caiciumsalzen praktisch freien Aikalimono- und/oder Alkalibisulfitlösungen unter Verwendung der Abfallaugen des Kochprozesses bekannt, daß Calciuminonosulfit mit S 02 zu Calciumbisulfit und dieses dann mit Alkalisulfat sich umsetzt. Diese einzelne Reaktionsfolge ist aber in dein bekannten Fall in ein Gesamtverfahren eingefügt, das in anderer Weise arbeitet und zu anderen Produkten führt als das Gesamtverfahren gemäß der Erfindung.
• Als Ausgangsstoffe für die verschiedenen Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet man natürliche oder künstliche Erdalkalicarbonate oder -bicarbonate, Industriegase, die Schwefligsäureanliydrid enthalten, z. B. Pyritofenröstgas, ferner gegebenenfalls eine starke technische Base, wie gelöschter Kalk, und eine starke Säure, wie Salpetersäure, Schwefelsäure usw., .sowie Alkalisulfat, z. B. Natriumsulfat.
• Die Erfindung wird nachstehend an Hand :der in den Fig. i und 2 beispielsweise dargestellten Apparaturen näher erläutert.
• In einem Bottich 1L1, (Fig. i) werden fortlaufend in passenden Mengenverhältnissen z. B. eine Lösung von Natriumsulfat und eine gewisse Menge Calciumsulfit gemischt, das aus dem Verfahren selbst stammt.
• Diese Mischung wird ununterbrochen mittels einer Pumpe P abgezogen und oben auf einen Plattensättiger S gedrückt, in den unten die an SO2-armen Gase eingeführt werden, die mit einigen Prozenten SO, beladen sind, wie Gase von Pyritöfen, Schwefelöfen oder ähnlicher Herkunft. Das Calciumsulfit wird zunächst in lösliches Calciumbisulfit übergeführt, das danach mit dem Alkalisulfat, z. B. Natriumsulfat, reagiert unter Bildung von Calciumsulfat und Natriumbisulfit gemäß den beiden nachfolgenden Reaktionsgleichungen: Das Verfahren wird in der Weise geleitet, daß im unteren Teile des Sättigers die Reaktion 2 möglichst zu Ende verläuft und im oberen Teil des Sättigers die Gase vollständig von S O, befreit werden, bevor sie in die Außenluft treten.
• Die den Sättiger verlassende Mischung, die aus einer Lösung von Alkalibisulfit und darin suspendiertem Calciumsulfat besteht, wird in clen Trog eines kontinuierlichen Filters F, geführt, wo das in der Bisulfitlösung.unlösliche Calciumsulfat abgetrennt wird. Die Alkalibisulfitlösung wird kontinuierlich in einen abgedichteten Apparat Dl geführt, in den mittels ebenfalls abgedichteter Apparate eine bestimmte Menge Calciumcarbonat eingebracht wird. Dieses Carbonat wird durch das lösliche Alkalibisulfit gemäß folgender Reaktionsgleichung zersetzt: 2 NaH S 03 @- CaC 0;s -z Na., S O, + Ca S 0,+ C O2 + H., O (3) Diese Reaktion liefert reines Kohlensäureanlivdrid, das sofort verflüssigt werden kann, nachdem es nötigenfalls mittels einer Lösung von Alkalicarbonat in einem Wäscher L gewaschen worden ist.
• Die Flüssigkeit bildet jetzt eine Lösung von neutralem Alkalisulfit, in der Calciumsulfit suspendiert ist. Diese Mischung wird in den Trog eines zweiten kontinuierlichen Filters F= geleitet, um die Lösung des neutralen Alkalisulfits und den Niederschlag von Calciumsulfit voneinander zu trennen. Der Calciumsulfitniederschlag wird im Kreislauf in den Mischer Ml zur erneuten Überführung von Ausgangssulfat in Bisulfit zurückgeführt.
• Die hinter dem Filter F9 erhaltene filtrierte Lösung von neutralem Alkalisulfit wird dann in einer Anlage weiterbehandelt, wie sie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist.
• Zunächst wird diese Lösung in einem Bot- tich M, mittels Kalk kaustifiziert. Es bildet sich unlösliches Calciumsulfit und eine Lösung von Ätznatron. Diese Produkte werden in einem Filter F, getrennt. Die Ätznatronlauge wird abgeführt, um konzentriert und. in festes Ätznatron übergeführt zu werden, während das Calciumsulfit ganz oder zum Teil in einem abgedichteten Bottich D2 mit Salpetersäure behandelt wird, wobei sich reines und konzentriertes Calciumnitrat bildet und reines, unmittelbar verflüssigbar^s S O. frei wird.
• Man gewinnt auf diese Weise in reinem Zustand alles Schwefligsäureanhydrid, das in den an SO. armen Ausgangsgasen enthalten war.
• Folgende Ausgangsstoffe kommen zur Anwendung: Natriumsulfat, Calciumcarbonat, SO, enthaltendes Gas, Kalk und Salpetersäure.
• Die Endprodukte bestehen aus reinem, unmittelbar verflüssigbarem Kohlensäureanhydrid, Ätznatron, reinem, unmittelbar verflüssigbarem Schwefligsäureanhydrid und Calciumnitrat.
• Bei hohen Ausbeuten und großer Einfachheit der Betriebsführung gestattet das Verfahren gemäß der Erfindung, daß von der Herstellung gewisser bestimmter Produkte unmittelbar zu der Herstellung anderer Produkte übergegangen werden kann. So kann man an Stelle vön Natriumsulfat Kaliumsulfat und an Stelle von Calciumcarbonat z. B. Bariumcarbonat verwenden, wobei man am Ausgang des Filters F, einen pastenartigen Niederschlag von Bariumsulfat erhält.
• Die Stufe der Kaustifizierung des Natriumsulfits in dem Bottich 11T2 kann man auslassen und das Natriumsulfit (Na2 S 0s) ganz oder zum Teil unmittelbar mit Salpetersäure unter Bildung von Natriumnitrat und reinem SO-. behandeln.
• Wenn man von der Zuführung von Natriumsulfat in den Bottich 1L71 absieht und allein von einem Erdalkalicarbonat, wie Kreide oder -bicarbonat in dem Apparat D, ausgeht, dann liefert das in dem Sättiger S' gebildete Calciumbisulfit das reine Kohlensäureanhydrid nach den Gleichungen: Ca S 03 +:S 02 -E- 14 0 = Ca (H S 03).= (4) Ca (H S 03)2 -}- Ca C 03--_z Ca S 03 + C 02 + 14 0 Von dem gebildeten Calciumsulfit wird der erforderliche Teil in den Kreislauf zurückgeführt und der gebildete Überschuß in eine Anlage entsprechend Fig. 2, Bottich D2, geleitet und hier mit einer starken Säure, wie Salpetersäure, behandelt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von reinem CO, und reinem SO, aus S O.- haltigen Gasen, Alkalisulfaten, Erdalkalisulfiten und -carbonaten, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das Erdalkalisulfit in Gegenwart von Alkalisulfat mit an SO,?-armem Gas und dann das erhaltene Alkalibisulfit mit einem Erdalkalicarbonat behandelt wird unter Bildung von reinem CO" Alkalisulfit und Erdalkalisulfit, das in den Kreislauf zurückkehrt, während das Alkalisulfit mit einer starken Säure in reines SO, und das entsprechende Alkalisalz umgesetzt wird.
2. 2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das entstandene Alkalisulfit mit einer Erdalkalibase in Alkalihydroxyd und Erdalkalisulfit umgesetzt und letzteres mittels einer starken Säure in S 02 und das entsprechende Erdalkalisalz umgewandelt wird.
3. 3. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das an SO2-arme Gas nur mit Erdalkalisulfit zusammengebracht und das gebildete Erdalkalibisulfit mit Erdalkalicarbonat zu reinem C02 und Erdalkalisulfit umgesetzt wird, worauf der an letzterem gebildete Überschuß über die für den Kreislauf erforderliche Menge mit einer starken Säure in reines S02 und das entsprechende Erdalkalisalz zerlegt wird.