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Verfahren zur Regenerierung einer Lösung von basischem Aluminiumsulfat
für die Gewinnung von Schwefeldioxyd Es ist bekannt, -bei den sog. Regenerations-Absorptions-Verfahren
zur Gewinnung von SO, aus Gasen als Absorptionsmittel eine basische Aluminiumsulfatlösung
zu verwenden, aus der man durch Erhitzen und/oder Druckverminderung das SO2 austreibt.
Das regenerierte Absorptionsmittel wird von neuem in den Pr ozeß zur Behandlung
frischer - Gasmengen zurückgeführt. Der Gehalt der Lauge an A1203,!1 beträgt beispielsweise
9o bis roo g, wovonetwa4oo;o als freies;Ahiminiumhydroxyd vorliegen (Basizität =
4o%). Für die glatte Durchführung des Arbeitsvorganges ist die Aufrechterhaltung
dieser für die Abs.o.rptionsfähigkeit der Lauge besonders günstigen Basizität von
großer Wichtigkeit, sie stößt jedoch auf große Schwierigkeiten, die seither die
Ursache dauernd aufzuwendender umständlicher Arbeitsprozesse und Betriebskosten
waren. Während des Betriebes reichert sich nämlich durch teilweise Oxydation des
SO.# der Gase die Schwefelsäure in der Lauge an, so daß die Basizität fällt. Außerdem
bilden sich bei Anwesenheit von Schwefel und H-. S im Gas PolythiGnsäuren, die sich
schon in geringer Menge sehr nachteilig auswirken. Je nach dem Reinheit.#grad des
Gases können sich ferner noch As-, Se- und Metallverbindungen in der Absorptionsflüssigkeit
anreichern, die den Sulfatisierungsvorgang begünstigen.
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Nach einem bekannten Vo.rs:chlag wird die Entsulfatisierung der Absorptionsflüssigkeit
durch Ausfällen mit kalk und Abfiltrieren des Gipses bewirkt. Die gebildeten Polythionsäuren
entfernt man durch Kochen der Lauge mit Kupfersulfat. Es läßt sich nun bei dieser
Arbeitsweise nicht vermeiden, daß eine gelvisse 'Menge Gips in der Absorptionsflüssigkeit
gelöst bleibt und in den Absorptionstürinen wie auch in anderen Apparaten
zur
Ausscheidung von Gips und damit mistigen Verstopfungen führt. Ebenso gelangt b-Iin
Kochen mitKupfersulfat überschüssiges Kupier ins Filtrat, und es bilden sich in
den betreffenden Apparaten, wie Wärnieaustauschern. Reg. -nerationstürmen und Destillationsapparaturciiz.
B. schwer zu entfernende Kupfersulfidniederschläge. Als ein weiterer besonderer
Nachteil muß .erw-ähit werden, daß kein Absorptionswasser abgestoßen werden kann
und ein und dieselbe Lauge dauernd in der Anlage verbleibt, infolgedessen die Verunreinigungen,
die beim Entsulfatisierungsprozeß durch Kalk nicht ausgefällt werden, sich im Laufe
der Zeit anreichern.
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Nach .einem anderen bekannten Verfahren wird zwecks Regenerierung
der basischen Aluminiumstilfatlösung eine abgezweigte Teilmenge derselben derselben
außer mit- Kalk mit metallischem, mit Quecksilber aktiviertem Ahimin.ium versetzt.
Die Auflösung des metallisch@ii Aluminiums in der Absorptionsflüssigkeit sgll hauptsächlich
zwecks Ergänzung der Vorratsmenge an basischem Aluini,niumsulfat, die sich während
des Arbeitsganges z. B. durch Undi.chtigkeiten oder durch Ausfällen unlöslicher
aluminiumhaltiger Verbindungen vermindort hatte, vorgenommen werden, während der
Kalk zur eigentlichen Entsulfatisierung dient. Es treten demnach auch hier die gleichen
Nachteile wie beim Arbeiten mit Kalk allein auf, indem auch hier u. a. die schädlichen
Verunreinigungen im System verbleiben, dauernd mit der umlaufenden Flüssigkeit mitgeschleppt
werden, sich dabei anreichern und zu den erwähnten Störungen Anlaß -eben: Bei Verwendung
von metallischem Aluminium allein kommt es außerdem zu einer unliebsamen Vermehrung
der Absorptionsflüssigkeit.
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Gemäß der Erfindung werden nun die geschilderten Nachteile dadurch
ausgeschaltet, daß man aus der Absorptionsflüssigkeit jeweils eine dem gebildeten
neutralen Aluminiumstdfat entsprechende Teilmenge abstößt und der Absorptionslauge
eine dem Aluminiumgehalt der abgestoßenen Teilmenge entsprechende Menge Aluminium
in Form von fit. schwefliger Säure gelöstem Aluminiumliy droxyd wieder hinzufügt.
Man kann dabei in der Weise vorgehen, daß man aus der abgestoßenen Teilmenge der
zu regenerierenden Absorptionsflüssigkeit durch lösliche Sulfate ergebende Fällungsmittel,
wie z. B. Alkali- einschließlich Ammonium- oder auch Magnesiumhydroxyd oder -carbonat,
das Aluminium in Form von Aluminiumhydroxyd ausfällt. Der abfiltrierte und mit Wasser
ausgewaschene Niederschlag wird hierauf in Wasser aufgeschlämmt und bei Gegenwart
von roo%igem Schwefeldioxyd in Lösung gebracht. An Stelle von Wasser kann auch c
-in Gemisch von Wasser mit Absorptionslauge oder ausschließlich Absorptionslauge
zur Aufschlämmung verwandt werden. Auchwirkt e s nicht störend, wenn das ausgefällte
Aluminiumhydroxyd noch etwas Aluminiumsulfat unth;ilt und dadurch noch sauer reagiert,
da die aus dem Niederschlag hergestellte Aluininiumsulfitlösitng wieder mit der
Hauptmenge der Aluminiumsulfatlauge vereinigt wird. Die von dem abgeschiedenen Aluminiumhydroxyd
abgetrennte Laugc enthält den abzustoßenden Sulfatgehalt sowie die bisher als äul"-erst
lästig empfundenen Pol.ythionsätiren und andere Verunreinigungen, soweit sie nicht
durch den Fällprozeß ausgeschieden wurden. Bei Anwendung von Natrium- und Magnesiumverbindungen
enthält die Lauge Natrium- und Magnesiumsulfat und wird abgestoßen. - Es ist ohne
weiteres verständlich, daß in diesem Fall sich auch die Wasserbilanz in der Absorptionsanlage
besser aufrechterhalten läßt als bei der bisherigen Arbeitsweise. Bei Anwendung
von Ammoniak best,-ht das Filtrat aus einer Ammonsulfatlösung, die sich auf das
feste Salz aufarbeiten läßt. Es besteht aber auch die Möglichkeit einer Verwendung
des Ammoniaks im Kreislauf. Man müßte alsdann aus der Ammoniumsulfatlösung den Ammoniahinhalt
durch Behandlung der Lösung mit Atzkalk tvieder frei machen und so. das Ammoniak
wieder neu verwenden.
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Für eine SO.-Gewinnungsanlage mit einer Leistung von 4o t SO../Tag
errechnen sich nach der neuen Entsulfatisierungsmethode die zu behandelnden Lang
enm.engen folgendermaßen Die Ausfällung des Aluminiunihydroxy-ds soll finit Ammoniak
durchgeführt lverden. Es wird zugrunde gelegt, daß die Stilfatisierung i O'o beträgt.
Unter dieser Annahme sind aus der Absorptionslauge pro Tag Zoo kg SO,-Schwefel zu
entfernen. Diese Menge ist in .1 cbm Lauge enthalten. Diese .1 cbm Lauge werden
mit 25o kg Ammoniak (N H;;) versetzt, wobei .loo kg Alp O., ausgefällt w ver den:.
Das ausgeschiedene Aluminiumhydroxyd wird abfilt.riert, und man erhält als Filtrat
eine Lösung von Ammonsulfat. Diese kann zur Gewinnung des festen Salzes eingedampft
werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung
kann man auch so vorgehen, daß man aus der zu regenerierenden Lauge entweder für
sich allein oder in Verbindung mit Aluminiumsulfatlaugen anderer Herkunft das Aluminiumsulfat
für sich gewinnt.
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Erfindungsgemäß ist es möglich, ein Werk: das sich mit der Herstellung
von Aluminiumsulfat, ausgehend von Aluminiumhydroxyd
und Schwefelsäure,
b.efaßt, in vorteilhafter und wirtschaftlicher Weise in den Arbeitsprozeß einer
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Schwefeldioxydanreicherungsanlage
einzuschalten. Die Zusammenarbeit dieser zwei Anlagen spielt sich dann in folgender
Weise ab: In dem Maße, wie die Sulfatisierung der basischen Aluminiumsulfatlauge
in der SO2-Gewinnungsanlage fortschreitet, wird zwecks Einstellung auf die erforderliche
Basizität der Lauge jeweils eine Teilmenge derselben abgestoßen und diese, nachdem
sie gegebenenfalls vorher von schädlichen Verunreinigungen, wie Eisen u. dgl., befreit
wurde, auf kristallisiertes Neutralsalz verarbeitet. Für die aus dem System der
S 02-Anreichertuigsanlage abgestoßene Aluminiumsulfatlauge muß eine dem Aluminiumgehalt
der abgestoßenen Lauge entsprechende Menge Aluminiumhydroxyd in die S 02-Anxeicherung
eingeführt werden. Man entnimmt diese Menge der Herstellungsanlage für Aluminiumsulfat,
schwemmt sie in Wasser oder Aluminiumsulfatlösung auf und bringt sie bei Gegenwart
von i oo %igem SO2 in Lösung.
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Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber den bisher
angewandten Methoden besteht vor allem in einer größeren Einfachheit des Arbeitsvorganges
und dementsprechend einer wesentlichen Erniedrigung der Betriebskosten.