DE686242C

DE686242C - Verfahren zur Aufarbeitung von Schwefelsaeure und Alkalisulfat enthaltenden Loesungen

Info

Publication number: DE686242C
Application number: DE1936I0055517
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Jaeger
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1936-07-15
Filing date: 1936-07-15
Publication date: 1940-01-05

Description

Verfahren zur Aufarbeitung von Schwefelsäure und Alkalisulfat enthaltenden Lösungen Es ist bereits bekannt, Schwefelsäure und Alkalisulfat enthaltende Lösungen, wie sie beispielsweise in den erschöpften Fällbädern der Viscoseindustrie vorliegen, durch Verdüsung unter Berührung mit heißen Gasen zu konzentrieren und das Natriumsulfat durch Kühlung abzuscheiden. Mindestens eine der freien Schwefelsäure entsprechende 1-Ienge von Natriumbisulfat bleibt jedoch dabei zurück.
Es wurde nun gefunden, daß es gelingt, derartige Lösungen wirtschaftlich auf neutrales Sulfat aufzuarbeiten, wenn man sie in zerstäubtein Zustande in einen beheizten Ofen in der Weise einführt, daß zunächst in einer ersten Zone die Verdampfung des Lösungswassers und dann in der zweiten Zone die Zersetzung des gebildeten Bisulfats bzw. Pyrosulfats eintritt, wobei die Abgase beider -Zonen getrennt abgeführt werden. Auf diese Weise ist es möglich, auch die entweichenden Schwefeloxyde weiter zu verwerten, die bei einem entsprechenden einstufigen Verfahren zu stark mit Wasserdampf undVerbrennungsgasen angereichert anfallen würden. Es war bereits bekannt, Schwefelsäure für sich allein durch Verdüsung zu konzentrieren, und es ist auch vorgeschlagen worden, geschmolzenes Bisulfat unter Zerstäubung in einem heißen Gasstrom zu zersetzen. Hieraus kann jedoch das vorliegende Verfahren nicht ohne weiteres abgeleitet werden.
Bei der Arbeitsweise gemäß der Erfindrvüng erfordert die Verdampfung des Wassers bei weitem den größeren Wärmeaufwand. Durch die getrennte Abführung des Wasserdampfes und der dafür notwendigen Heizgase wird erzielt, daß in der Zersetzungszone für das Bisulfat bzw. Pyrosulfat ein an S02 bzw. S03 reiches Gas erhalten wird, das z. B. auf dem Wege der \ aßkondensation auf konzentrierte Schwefelsäure verarbeitet werden kann.
Das Verfahren ist in der anliegenden Zeichnung schematisch unter Benutzung eines Schachtofens dargestellt. Das dort erläuterte Arbeitsprinzip läßt sich aber naturgemäß auch auf andere Öfen, beispielsweise Drehrohröfen, anwenden. Das Schema wird durch das nachstehende Beispiel erläutert. Beispiel In einen senkrechten Turm, der oben und unten durch Generatorgas beheizt ist, wird von oben eine Spinnbadlösung in feiner Verteilung eingebracht, welche a8% 1Va.,SO, und 160/, H2 SO, enthält.
Die eingeführte Menge Lösung und das zur Beheizung nötige Gas werden so aufeinander abgestimmt, daß in dem oberen Teil des Ofens eine Temperatur von etwa 25o° herrscht. Bei dieser Temperatur tritt eine vollständige Verdampfung des Wassers ein, ohne daß durch Zersetzung des Bisuifats bzw. Pyrosulfats Schwefeloxyde gebildet werden. Der gebildete Wasserdampf (5o '/,der Abzugsgase) sowie die Verbrennungsgase werden am oberen Ende abgezogen. Die in ihnen enthaltene Wärmeenergie wird zur Beheizung der zu verarbeitenden Ausgangslösung benutzt. Der untere Teil des Ofens wird für die Zersetzung des Bisulfats bzw. Py rosulfats auf etwa 6oo bis 700° C erhitzt; das durch die untere Abzugsleitung entweichende Gas enthält nur wenige Prozent Wasserdampf (6 bis 8°/o), aber Schwefeloxyde in einer solchen Konzentration (3 bis 5 °/o), daß eine Aufarbeitung zur Gewinnung von beispielsweise Schwefelsäure möglich und lohnend ist. Zu diesem Zweck werden die Gase nach Entstaubung und Zufuhr von Luft bzw. Sauerstoff beispielsweise über einen Vanadinkontakt geführt, worauf die Schwefelsäure in bekannter Weise durch N aßkondensation abgeschieden wird.
Die beiden Abzugsvorrichtungen sind mit Ventilatoren versehen, und auf diese Weise läßt sich der Gasabzug am oberen und unteren Ende des Ofens derart einstellen, daß eine genaue Trennung der Abgase beider Reaktionszonen erreicht wird. Zwischen beiden Reaktionszonen befindet sich eine Zone, in der also weder Unter- noch Überdruck herrscht.
Das gebildete neutrale Sulfat sammelt sich am Ofenende und wird dort abgezogen. Wird die Reaktionszone im unteren Teile des Ofens leicht reduzierend gehalten, so entsteht praktisch nur S02, das in bekannter Weise verwertet wird und beispielsweise zur Darstellung von Calciumbisulfit benutzt werden kann. Die Beheizung des oberen Teiles des Ofens auf etwa 25o° kann naturgemäß auch mit überhitztem Wasserdampf oder in anderer Weisevorgenommenwerden. Umdie Schwefeloxydkonzentration aus den im oberen Teil des Ofens abgeführten Gasen zu erhöhen, kann für die Beheizung dieses Ofenteiles auch Sauerstoff an Stelle von Luft benutzt werden. An Stelle eines senkrechten Schachtes kann mit ähnlichem Erfolg ein Drehrohrofen gebraucht werden, der an beiden Enden Abzugsvorrichtungen für Gase besitzt und an beiden Enden beheizt werden dann. An Stelle der im Beispibl genannten Natriumsulfat -j- Schwefelsäure enthaltenden Spinnlösung aus der Viscoseindustrie können seIbstverständlich in gleicher Weise andere Alkalisulfat und Schwefelsäure enthaltende Lösungen aufgearbeitet werden, wie sie in vielen Fällen in der Industrie anfallen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Aufarbeitung von Schwefelsäure und Alkalisulfat enthaltenden Lösungen auf neutrales Sulfat unter Gewinnung von Schwefeloxydgasen in weiter v er arbeitbarer Form, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ausgangslösung in einen Ofen eindöst, dessen oberste, zur Verdampfung des Lösungswassers dienende Zone durch am unteren Zonenende eingeführte heiße Gase auf etwa 25o° erhitzt wird und dessen unterste, zur Zersetzung des gebildeten Bisulfats bzw. Pyrosulfats dienende Zone durch am oberen Ende der Zone eingeführte heiße Gase auf etwa 6oo bis 700° erhitzt wird, wobei durch am oberen und unteren Ende des Ofens angebrachte, mit Ventilatoren versehene Abzugsleitungen die schwefeloxydhaltigen Gase von den wasserdampfhaltigen Gasen getrennt abgeführt werden.