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Verfahren zur Entphenolierung von Flüssigkeiten, wie Gaswasser Die
Erfindung bezieht sich auf die Entfernung von Phenolen, Kresolen und ähnlichen organischen
Säuren aus - Flüssigkeiten, insbesondere Gaswasser, Ammoniakwasser oder Abwasser
der Kokereianlagen, wobei mittels eines Gas-Wasserdampf-Gemisches die Phenole in
einer Verfahrensstufe bei erhöhter Temperatur ausgetrieben und in einer anderen
Verfahrensstufe bei erhöhter Temperatur an eine Absorptionsflüssigkeit abgegeben
werden.
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Bei den bisher bekanntgewordenen derartigen Entphenolungsverfahren
hat man zur Entphenolierung stets Frischdampf benutzt und den Dampf nach Absorption
der Phenole kondensiert. Diese Arbeitsweise ist. jedoch unwirtschaftlich, da, wie
sich gezeigt hat, verhältnismäßig große Dampfmengen auf die Volumeneinheit phenolhaltiger
Flüssigkeit zur Erzielung. einer hinreichenden Entfernung der Phenole enötigt werden.
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Man hat ferner vorgeschlagen, die Entphenolierung mit Dampf in Gegenwart
von viel Ammoniak vorzunehmen und das mit den Phenolen entweichende Ammoniak teilweise
im Kreislauf zurückzuführen. Aber auch dabei wird zur Entphenolierung Frischdampf
benutzt.
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Gemäß der Erfindung wird nun so vorgegangen, daß das Trägermedium,
ein Gas-Wasserdampf-Gemisch (unter »Gas« ist Luft oder ein anderes inertes Gas zu
verstehen), im Kreislauf wiederholt durch die Phenolabtreibestufe und 'die Phenolabsorptionsstufe
umgewälzt wird, wobei dann die Temperatur in allen Teilen des Gaskreislaufes so
hoch gehalten wird, daß die Zusammensetzung des Gas-Dampf-Gemisches unverändert
bleibt, d. h. kein Wasserdampf kondensiert.
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Die Anwendung der Erfindung macht es möglich, mit einem Minimum an
Wasserdampf eine praktisch restlose Austreibung der Phenole zu erzielen. Ferner
wird eine Veränderung der phenolhaltigen Flüssigkeit und der Absorptionsflüssigkeit
durch Bestandteile des Trägergases, beispielsweise eine Verdünnung durch kondensiertes
Wasser, verhindert.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kann bei der Verarbeitung von Gaswasser
in verschiedener Weise ausgeführt werden, je nachdem das Gaswasser vor oder nach
der Destillation des gebundenen Ammoniaks behandelt werden soll. In beiden Fällen
ist es» erwünscht, daß die in dem Gaswasser anwesenden Teersäuren im wesentlichen
völlig entfernt werden, um ihren Übertritt in andere Teile der Apparatur, das Fortlaufen
mit dem Abwasser u. dgl. zu vermeiden.
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Das Gaswasser kann zwecks Entfernung der Teersäuren vor seiner Einführung
in die Ammoniakblase behandelt werden. Die Entfernung
der Teersäuren
wird vorzugsweise aber zusammen mit der Destillation des freien Ammoniaks oder unmittelbar
danach, also vor der Kalkbehandlung -des Gaswassers, vorgenommen.
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Das Verfahren kann ferner in: verschiedener Weise abgeändert -werden,
je nachdem, ob es in Verbindung mit einer bestehenden Apparatur, die möglichst wenig
Abänderungen erfahren soll, ,auszuführen ist oder ob es mit Hilfe einer neuen Apparatur,
die für diesen Zweck besonders gebaut wird, durchzuführen ist.
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Wenn eine bestehende Ainmoniakdestillationseinrichtung der gewöhnlichen
Art benutzt werden soll, wird zweckmäßig die im wesentlichen vollständige Entfernung
der Teersäuren aus dem Gaswasser in der Ammoniakblase selbst vorgenommen, wobei
Vorkehrungen dagegen zu treffen sind, daß die Verunreinigungen in gewisse ändere
Teile der Anlage, z. B. den Sättiger, den Schlußkühler o. dgl., gelangen. Eine Abänderung
der bestehenden Destillationsanlage ist nicht erforderlich, mit Ausnahme der Anordnung
eines besonderen Apparates zur Behandlung der Teersäuren.
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Auf der Zeichnung ist in Fig. i eine Ansicht und teilweiser Schnitt
durch eine Destillationsapparatur für Gaswasser und zur Entfernung der Teersäuren
dargestellt.
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Fig.2 ist eine ähnliche Darstellung einer anderen Destillationsanlage.
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Gemäß Fig. i wird die Destillation der ammoniakalischen, Teersäuren
enthaltenden Flüssigkeit (Gaswasser) in einer üblichen Ainmoniakdestillationsanlage
i vorgenommen, die eine Blase 2 zum Abtreiben des freien Ammoniaks und eine Blase
3 für das gebundene Ammoniak umfaßt.
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Das Gaswasser wird durch die Leitung 5: eingeführt, die von dem Ventil
6 beherrscht wird. Das Gaswasser strömt durch die Blaset abwärts, dann durch den
Kalkmilchbehälter ¢ und schließlich durch das Rohr 7 zu der Blase 3, die einen Auslaß
8 hat.
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Wasserdampf und Kalkmilch werden in den notwendigen Mengen zugeführt:
Das in der Blase 2 aus dem Gaswasser abdestillierte freie Ammoniak entweicht
-durch das Rohr g. Das von dem freien Ammoniak befreite Gaswasser gelangt
in den Behälter q. und wird dort rillt Kalkmilch gemischt, wodurch das gebundene
Ammoniak in Freiheit gesetzt wird, das dann in der Blase 3 abdestilliert wird. Das
verflüchtigte Ammoniak gelangt durch das Rohr io zur Blase 2.
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Das gasförmige Ammoniak, H2 S, H C N, CO" Wasserdampf und-
verflüchtigte Teersäuren gehen durch das Rohr 9 zü einem Dephlegmator ii, wo sie
bis unterhalb des Verdampfungspunktes der -Teersäuren abgekühlt werden. Die nicht-kondensierten
animonialzalischen Dämpfe gelangen durch die Leitung z2 zu einem Kondensator oder
zu einem Sättiger.
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Der Dephlegmator i i wird auf solcher Temperatur erhalten, die zur
Kondensation der Teersäuren genügt, ohne daß aber nennenswerte Mengen Ammoniäkwasser
kondensiert werden. Die dazu erforderliche Temperatur ist nach den jeweiligen Bedingungen
verschieden. Gewöhnlich wird nur soviel Wasser kondensiert, als genügt, um im wesentlichen
die Teersäuren aus den Dämpfen zu entfernen: Die zu kondensierende Menge Wasser
ist bis zu einem gewissen Grade wiederum abhängig von der Konstruktion des Dephlegmators.
Eine Temperatur von ungefähr 6o° C hat sich unter gewissen Bedingungen als zweckmäßig
erwiesen.
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Die im Dephleginator i i kondensierte Flüssigkeit läuft durch ein
Rohr 13 einem Erhitzer 1q. zu, wo sie vorzugsweise indirekt bis auf eine
Temperatur gerade unterhalb ihres Siedepunktes, etwa 98° C; erhitzt wird: Die Flüssigkeit
gelangt dann durch eine Mehrzahl' von Verteilerbrausen 16 in einen Waschturm 15,
der mit einem Füllmaterial 17, beispielsweise Koks, Ziegelbrocken o. dgl., ausgestattet
ist, das eine innige Berührung zwischen den Flüssigkeitsströmen und dem hindurchtretenden
Gas 'auf einer möglichst großen Oberfläche gewährleistet.
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Der Turm 15 ist zweckmäßig wärmeisoliert, um eine unerwünschte Abkühlung
der Flüssigkeit und des-Gases zu vermeiden.
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Im Turm 15 wird die heiße Flüssigkeit einem aufsteigenden Strom eines
inerten Gases, z. B. Luft, ausgesetzt. Infolge der hohen Temperatur der Flüssigkeit
und der Skrubberwirkung des Gases werden die in der Flüssigkeit enthaltenen Teersäuren
verdampft. Diese ziehen zusammen mit den Gasen aus dem Turm 15 durch das
Rohr 18 ab. Die von den. Teersäuren befreite Flüssigkeit sammelt sich am Boden des
Turms i5, an dem ein Ablaßrohr i9 vorgesehen ist.
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Der. Gaskreislauf geht im einzelnen wie folgt vor sich: Das Gas tritt
in den Turm 15
an seinem unteren Ende durch das Rohr 2i 'unter der Einwirkung
eines Gebläses 22 ein und ßtrömt aufwärts durch den Turm 15; es verläßt ihn an seinem
oberen Ende und :geht durch die Leitung 18 zum Feldwascher 2o, von dort schließlich
zurück zum Turm 15.
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Der Wäscher 2o ist mit Heizschlangen 23 versehen. Er wird mit einer
vorzugsweise konzentrierten Lösung von Ätznatron(NaOH) beschickt, die aus einem
Vorratsbehälter 24 durch ein mit Flüssigkeitsverschluß versehenes Rohr 25 zugeführt
wird, in welchem eine offene Strecke 26 eingeschaltet ist, um die Strömungsregelung
zu erleichtern. Das
Gas und die Flüssigkeit gehen durch den Wascfier
2o im Gegenstrom hindurch, und diein dem Gas anwesenden Teersäuren werden durch
das Alkali absorbiert. Die Flüssigkeitsgeschwindigkeit wird so geregelt, daß die
den Wascher 2o durch ein Abzugsrohr 27 verlassende Flüssigkeit im wesentlichen mit
Teersäuren unter diesen Bedingungen gesättigt ist. Die Strömungsgeschwindigkeit
der Lösung wird weiter so geregelt, daß das aus dem Wascher 2o kommende Gas von
den Teersäuren befreit ist.
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Das phenolfreie Gas verläßt den Wascher 2o durch ein Rohr 28 und wird
in das Gebläse 22 angesaugt, von -dem es durch das Rohr 21 in den Turm 15 zur Behandlung
von neuen Mengen von Flüssigkeit gedrückt wird.
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Die vorbeschriebene Apparatur und Arheitsweise sind vorteilhaft für
die Gewinnung von Teersäuren aus Gaswasser am Anschluß an schon vorhandene Ammoniakwasserdestillationsanlagen.
Wenn indessen solche Anlagen nicht vorhanden sind und eine im wesentlichen vollständige
Entfernung der Teersäuren verlangt wird, ist die Apparatur gemäß Fig. 2 vorzuziehen.
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Bei dieser Ausführungsform ist eine Rieseleinrichtung 30 zwischen
der Destillationsblase 2 für das freie Ammoniak und dem Kalkmilchbehälter q. angeordnet.
Das Gaswasser wird der Blase 2 für das freie Ammoniak durch das Rohr 5 zugeleitet
und dort von seinem Gehalt an freiem Ammoniak befreit. Die Temperaturen in der Blase
2 werden aber in diesem Falle niedriger gehalten, als es bei der Anlage gemäß Fig.
i der Fall ist, da es jetzt in erster Linie darauf ankommt, zu verhüten, daß keine
Teersäuren aus der Ammoniakblase 2 durch das Dampfabzugrohr g abziehen.
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Das Gaswasser, welches im wesentlichen frei von freiem Ammoniak ist
und praktisch die Gesamtmenge der vorhandenen Teersäuren noch enthält, sammelt sich
am Boden der Blase 2 und geht durch ein mit Flüssigkeitsverschluß versehenes Rohr
31 und eine Mehrzahl von Brausen 32 in das Innere der Rieselabteilung 30, welche
mit einer 'geeigneten Menge von Rieselmaterial 33 beschickt ist, ähnlich wie dies
bei der Einrichtung gemäß Fig. i beschrieben ist.
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Im vorliegenden Falle wird der Strom von inertem Gas durch das Rohr
21 zum Fuß der Rieselabteilung 30 geleitet. Das Gut geht aufwärts durch das
Rieselmateria133, entnimmt die Teersäuren aus der über dieses Material abwärts rieselnden
Flüssigkeit und geht aus der Rieselabteilung 3o durch das Rohr i8 zu dem Wascher
2o, wie bei der Einrichtung nach Fig. i. Es ist ersichtlich, daß der Gaskreislauf
im wesentlichen der gleiche ist, wie in bezug auf- Fig. i beschrieben.
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Im vorliegenden Falle muß die Flüssigkeit nach der. Entfernung der
Teersäuren noch zwecks Entfernung des gebundenen Ammoniaks behandelt werden. Zu
diesem Zweck gelangt die Flüssigkeit in den Kalkbehälter q., wo sie mit Kalkmilch
behandelt wird; die entstehende Mischung läuft durch das Rohr 7 in die Blase 3 für
das gebundene Ammoniak. Die in dem Kalkbehälter q. und der Blase 3 in Freiheit gesetzten
Ammoniakdämpfe gehen durch die Rohre 35 bzw. 3¢ zu dem unteren Teil der Blase 2,
gehen durch diese hindurch aufwärts und verlassen sie durch das Dampfrohr g zusammen
mit dem Wasserdampf und dem Ammoniak, das in der Blase 2 frei gemacht worden ist.
Der Ablauf aus der Ammoniakblase 3 geht durch das Abzugsrohr hinweg, wie oben beschrieben.
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Bei dem vorliegenden Beispiel werden ebenso wie bei dem Beispiel der
Fig. i keine Teersäuren in die Hauptgasleitung oder den Kondensator übergeführt,
noch enthält die aus der Blase 3 für das gebundene Ammoniak ablaufende Flüssigkeit
irgendwelche merkliche Mengen von Teersäuren. Damit ist der Zweck der Erfindung
erfüllt. Es ist in der Praxis festgestellt worden, daß eine im wesentlichen vollständige
Entfernung der Teersäuren aus dem Ammoniakwasser in dieser Weise erreicht werden
kann.
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Die Erfindung ist nicht allein auf die Behandlung von Gaswasser und
anderen ammoniakalischen Flüssigkeiten beschränkt, sondern kann auch vorteilhaft
zur Entfernung von Teersäuren aus anderen Flüssigkeiten, beispielsweise solchen,
die in Teer-, Phenol-und Kresolwerken erzeugt, werden, benutzt werden; selbst Teer
kann unter geeigneter Abänderung der Arbeitsbedingungen behandelt werden.