DE680393C - Umsetzung von sauren Ammonsulfitloesungen zu Ammonsulfat und Schwefel - Google Patents

Description

• Umsetzung von sauren Ammonsulfitlösungen zu Ammonsulfat und Schwefel Es ist bekannt, daß man saure Ammonsulfitlösungen bei erhöhter Temperatur unter Druck nach der Gleichung (N H4)2 S.03 + z NH4H S 03 = 2 (NH4)2S04+ S+Hs0 zu Ammonsulfat und Schwefel umsetzen kann. Geeignete Lösungen werden z. B. beidem sog. Katasulfverfahren erhalten, bei dein der in Gasen, z. B. Kokereigasen,enthaltene S,chwefelwasserstoff auf katalytischem Wege in Schwefeldioxyd übergeführt wird, das zusammen mit dem in den Gasen enthaltenen Ammoniak als saures Ammons:ulfit ausgewaschen wird. Auch .aus Röstgasen und Ammoniak kann man solche Lösungen erhalten, durch deren. Verkochung zu Sulfat man einerseits die Bereitung der Schwefelsäureerspart, andererseits aus den Röstgasen freien Schwefel gewinnt. Bei der Druckverkochung tritt die Reaktion erst bei höheren Temperaturen, bei iq.o bis 16o', ein, also bei Drucken. von etwa ¢ bis 6 at. Dann aber vollzieht sie sich. in. kürzester Zeit unter beträchtlicher Wärmeenrivicklung und ziemlicher Drucksteigerung. Es stellen sich Enddrucke bis nahe an 2oat sein; bei -der Verarbeitung sehr konzentrierter Lösungen können. noch höhere Drucke auftreten. Diese hohen Reaktionsdrucke machen die Verweh dang besonders starkwandiger Druckapparaturen mit besonderen Sicherheitsvorrichtungen erforderlich. Man kann nun, um die Reaktion zu mäßigen, entsprechend verdünnte Lauge verkochen. Dann aber muß man zur Gewinnung des Ammonsulfats eine entsprechende Menge Wasser mehr verdampfen, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens leidet.
• Es wurde nun gefunden, daß man die Umsetzung vom. sauren Ammonsulfitlöisungen zu Sulfat und Schwefel durch Einwirkung erhöhter Temperatur schon bei verhältnismäßig niederen Drucken durchführen kann, wenn man die Laugen vor der @ Druckumsetzung einer teilweisen Oxydation durch Behandelnmit Sauerstoff enthaltenden Gasen, vorzugsweise Luft, unterwirft.
• Wird z. B. eine Ammonsulfitlösung, äie nach ' der Verkochung rund 5o% Ammonsulfat enthält, vor der Druckverkochung so weit oxydiert, daß sie etwa i 5 % Sulfat enthält, so beträgt der Höchstdruck bei der Druckreaktion nur etwa 9 at anstatt sonst etwa 18 at.
• Eine solche teilweise Oxydation von Sulfitlösungen gelingt verhältnismäßig einfach, während :eine vollkommene Oxydation auf diesem Wege nur sehr schwierig zu erzielen ist. Zur Oxydation der Lösungen vor der Druckverkoch@ung bedient man sich der bekannter Maßnahmen und Vorrichtungen. Man läßt z. B. die Ammonsulfitlaugen über einen mit Füllkörpern, Horden usw. ausgerüsteten Waschturm laufen, in den mann unten Luft einbläst, oder man führt die zu oxydierende Lauge durch: einen zylindrischen Behälter, wobei man in die Lauge stetig fein. verteilte Luft einpreßt. Oft genügt es schon, wenn man in die vorhandenen Vorlagen der Gaswaschtürme, in denen die Laugen. anfallen, durch Brausen, Sinberböden usw. feixt verteilte Luft einleitet. Auch kann man, wenn die Laugen aus Röstgasen und Ammoniak bereitet werden, von vornherein -denn. Anfall Sulfat enthaltender Laugen bewirken, wenn man absichtlich Röstgase mit geringer Konzentration von schwefliger Säure verarbeitet, sei es, daß man derartige Gase bereits im Rüstofen erzeugt, sei es, daß man die Röstgase zu diesem. Behufe vor. Eintritt in die Waschtürme entsprechend mit Luft verdünnt.
• Die Oxydation kann mann durch die bekannter Maßnahmen, wie erhöhten Druck, erhöhte Temperatur usw., unterstützen. Man muß beachten, daß man die Behandlung der Laugen mit der Luft bzw. den Sauerstoff enthaltenden Gasen zwecks Oxydation meiner solchen Zusammensetzung der Laugen vornimmt, daß die Laugen weder Ammoniak noch Schwefeldioxyd abgeben. Dies ist bekanntlich nicht der Fall, wenn die Laugen Ammoniak und schweflige Säure in den Gewichtsverhältnissen zwischen etwa i : 1,8 und i : 3,o enthalten.
• Meist werden schwach saure und deshalb etwas Schwefeldioxyd abspaltende Laugen zur Verkochung gebracht, die meist erst kurz vor der Einführung in die Verkochung entsprechend angesäuert werden. In diesen Fällen oxydiert man also, um Verluste zu vermeiden, die Laugen vor deren Ansäuerung, oder man bereitet sich eigens für die Oxydation eine besondere tennionslose Zwischenlauge, was immer möglich ist.
• Ein bekannter Vorschlag zur Herstellung von Ammonsulfat besteht darin, zunächst durch Vereinigung von Ammoniak und schwefliger Säure in Gegenwart von Wasser eine Lösung von neutralem Ammoniumsulfit herzustellen und diese dann, gegebenenfalls unter Erwärmung, mit Sauerstoffoder sauerstoffhaltigen Gasgemischen unter gleichzeitiger Zufuhr von Ammoniäk entsprechend der fortschreitenden Oxydation des Sulfits zu behandeln. Gegenüber .diesem Verfahren weist die vorliegende Arbeitsweise wesentliche Vorteile auf. Abgesehen davon, daß das vorliegende Verfahren neben Ammansulfat auch wertvollen freien Schwefel liefert, ist es auch erheblich einfacher durchzuführen, da es nicht zunächst die besondere Erzeugung einer bestimmten Verbindung aus Ammomak und schwefliger Säure und auch nicht während der Oxydation der Lösung eine ständige geregelte Zufuhr von Ammoniak erfordert.
• Durch die beschriebene Verknüpfung eines an sich, bekannten, aber für sich allein nicht brauchbaren VeHabrens, nämlich der Oxydation von Sulfitlösungen mit Luft, mit der Druckverkochung von sauren Sulfitlaugen wird ein beträchtlicher technischer Fortschritt erzielt. Die stürmisch unter großer Druckentwicklung verlaufende Verkochung von Ammonsulfitlöstmgen wird mit einem einfachen und überall anwendbaren Hilfsmittel so weit gemäßigt, daß sie ,auch mit einfacheren technischen Hilfsmitteln sicher gehandhabt werden kann. Beispiel Eine Lösung, die im Liter ioog Ammoniak und 29o g schweflige Säure enthält und praktisch. frei von Ammonsulfat ist, wird, bevor sie der Druckumsetzung zugeführt wird, oxydiert, indem sie in einem kräftigen Kreislauf durch eine. mit Raschig-Ringen gefüllten Turm hindurchgepumpt wird, während in diesen unten ein kräftiger Luftstrom eingeblasen wird. Man oxydiert so weit, daß die Lösung etwa 15 bis 2o % Sulfat enthält. In den Kreislauf wird ,dabei ständig neue Lösung eingeführt und ständig derselbe Anteil an oxydierter Lösung für die Verkochung entnommen. ' Die so vorhehandelte Lösung wird dann. in bekannter Weise in Druckautoklaven zu Sulfat und Schwefel verkocht. Die dabei auftretenden höchsten Drucke betragen 8 bis 9 at.
• Läßt man aber die Voroxydation der Laugen vor der Verkochung aus, so treten Spitzendrucke bei den Verkochungen zwischen 15 und 2o at auf.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Umsetzung von sauren Ammonsulfitlösungen zu Ammonsulfat und Schwefel durch Erhitzung unter Druck, dadurch gekennzeicbnet, daß man die Lösungen, welche so zusammengesetzt sein müssen, daß sie weder Ammoniak noch Schwefeldioxyd abgeben, vor der Druckerhitzung mit Sauerstoff enthaltenden Gasen, vorzugsweise Luft, teilweise oxydiert.