DE741825C

DE741825C - Process for the production of magnesium oxide and sulfur dioxide by reducing magnesium sulfate

Info

Publication number: DE741825C
Application number: DEI57017D
Authority: DE
Inventors: Dr Walther Suetterlin; Dr Hans Zirngibl
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1937-02-03
Filing date: 1937-02-03
Publication date: 1943-11-17

Description

Verfahren zur Herstellung von Magnesiumoxyd und Schwefeldioxyd durch Reduktionvon Magnesiumsulfat Die bisher bekanntgewordenen Verfahren der Zerlegung von Magnesiumsulfat mit Kohlenstoff zeigen noch keinen technisch brauchbaren Weg, um in praiktisch vollständiger Ausbeute Magnesiumoxyd und nur eine einheitliche Schwefelverbindung zu .erhalten. Die Schwierigkeiten liegen vor allen Dingen darin, daß bei Verwendung von Kohle im Unterschuß die Reduktion nicht quantitativ vonstatten geht, bei Kohieüberschuß dagegen neben SO2 noch S, H" S, CO S und C S# entstehen. Es wurde 'daher vorgeschlagen, zwar mit .einem überschuß an Kohle zu reduzieren, aber als zweiten Arbeitsgang eine chlorierende oder oxydierende Röstung anzuschließen. Diese Verfahren haben offenbar den Nachteil, neben Schwefeldioxyd, auch andere Schwefelprodukte zu bilden, deren Aufarbeitung Schwierigkeiten bereitet.-Es ist ferner bekannt, Erdalkalisulfate bei hohen Temperaturen mit Wasserdampf zu zersetzen und dabei auch Kohle zuzufügen. Hierbei entstehen jedoch neben SO., je nach der verwendeten Kohlemenge, entweder auch S OB oder andere - Schwefelprodukte, wie H# S und S: Es ist auch versucht worden, Calcium- bzw. Magnesiumsulfat mit Kohle und Gas zu reduzieren, wobei zwecks Gem4nnung von möglichst viel SO.` abwechselnd reduzierend und oxydierend geblasen werden soll. Bei dieser Arbeitsweise ergibt sich jedoch eine unkontrollierbare, technisch außerordentlich schwer durchführbare Ofenführung, so daß es praktisch nicht gelingt, tatsächlich den gesamt-en Schwefel in Form von SO" zu gewinnen.Process for the production of magnesium oxide and sulfur dioxide by reducing magnesium sulfate The previously known processes for the decomposition of magnesium sulfate with carbon do not yet show a technically feasible way of obtaining magnesium oxide and only one uniform sulfur compound in practically complete yield. The main difficulties lie in the fact that if there is a deficit of coal the reduction does not take place quantitatively, but if there is an excess of coal, S, H "S, CO S and C S # are formed in addition to SO2. It was therefore proposed, although with To reduce an excess of charcoal, but to follow a chlorinating or oxidizing roasting as a second step.These processes obviously have the disadvantage that besides sulfur dioxide, also other sulfur products are formed which are difficult to work up.-It is also known to use alkaline earth sulfates at high temperatures decomposing with steam and adding coal in the process. However, in addition to SO., depending on the amount of coal used, either S OB or other - sulfur products such as H # S and S: Attempts have also been made to calcium or magnesium sulfate to be reduced with coal and gas, whereby in order to produce as much SO as possible, alternating reducing and oxidizing blows should be used . However, this procedure results in an uncontrollable, technically extremely difficult to carry out furnace operation, so that it is practically impossible to actually obtain all of the sulfur in the form of SO ".

Es ist nun ein Verfahren Gegenstand vorliegender Erfindung, das es gestattet, Magnesiumsulfat in einem Arbeitsgang praktisch vollkommen zu Magnesiunioxyd zu reduzieren unter gleichzeitiger Gewinnung eines Gases. das den Schwefel nur in Form von Schwefeldioxyd enthält und hieran so konzentriert ist, . daß es -in einer nachgeschalteten Kontaktapparatur auf Schwefeltrioxyd veraA eitet werden @ kärin. Diese Zerlegung des Magnesiumsulfats wird erreicht, indem man ,ein Gemisch von Magnesiumsulfat und unterschüssiger Kohle zunächst durch eine Vorwärmzone und anschließend durch eine Zone führt, in der die Temperatur von etwa 700° bis etwa goo° ansteigt und in der durch Einblasen von Luft ein leicht oxydierende Atmosphäre eingestellt wird, worauf schließlich nach Verbrauch der Kohle in einer etwa goo° bis etwa iooo° heißen Zone, die durch Einführung von Brennstoff und unterschüssiger Luft gasreduzierend gefahren -wird, die Endumsetzung des Mg S O, vorgenommen wird. Bei der. Verbrennung des. Heizgases entstehen ausreichende Mengen von Wasserdampf, wodurch die. Bildung von Magnesiumsulfid verhindert wird.There is now a method of the present invention that does it Allows magnesium sulphate to be converted almost completely to magnesium oxide in one operation to reduce with simultaneous production of a gas. that the sulfur only in Form of Contains sulfur dioxide and is so concentrated in it that . that it is processed in a downstream contact apparatus for sulfur trioxide be @ kärin. This decomposition of magnesium sulphate is achieved by, a Mixture of magnesium sulphate and insufficient coal initially through a preheating zone and then passes through a zone in which the temperature is from about 700 ° to about goo ° rises and in the atmosphere which is slightly oxidized by the blowing in of air is set, whereupon after consumption of the coal in about goo ° up to about iooo ° hot zone, which is caused by the introduction of fuel and sub-surplus Air is driven gas-reducing, the final conversion of the Mg S O is carried out. In the. Combustion of the heating gas produces sufficient amounts of water vapor, whereby the. Formation of magnesium sulphide is prevented.

Die Arbeitsweise gemäß der Erfindung vermeidet die obenerw ähnten Nachteile bekannter Magnesiumsulfatzersetzungsverfahren. Einerseits wird in der mittleren Zone durch: die Anwendung unterschüssiger Kohle und einer leicht oxydierenden Gasatmosphäre die Bildung von Schwefel, Schwefelwasserstoff und Kohlenoxyd völlig vermieden, anderseits wird das noch urzersetzte Magnesiumsulfat durch die Reduktionswirkung der Gase in der unteren Zone gleichfalls zu Magnesiumoxyd reduziert. Die in dieser Zone etwa auftretenden reduzierten Schwefelgase werden in der mittleren Zone durch hier eingeblasene Luft und das noch vorhandene Magnesiumsulfat völlig zu Schwefeldioxyd oxydiert.The operation according to the invention avoids the above mentioned Disadvantages of known magnesium sulfate decomposition processes. On the one hand, the middle zone by: the application of sub-surplus coal and a slightly oxidizing one Gas atmosphere completely eliminates the formation of sulfur, hydrogen sulphide and carbon oxide on the other hand, the still decomposed magnesium sulfate is avoided by the reducing effect the gases in the lower zone are also reduced to magnesium oxide. The one in this Any reduced sulfur gases occurring are in the middle zone through air blown in here and the remaining magnesium sulphate completely converted to sulfur dioxide oxidized.

Durch die langsam ansteigenden Temperaturen in der mittleren Zone wird gleichzeitig erreicht, daß im Gebiet der höheren Temperaturen schon genügend. Magnesiumoxyd vorhanden ist, tun das bisher technisch nicht vermeidbare Kleben der Ofenfüllung zu verhindern. Im allgemeinen genügen beim Eintritt in die dritte etwa goo° bis iooo° heiße Zone 40% Magnesiumoxyd im Gemisch.Because of the slowly rising temperatures in the middle zone at the same time it is achieved that in the area of higher temperatures it is already sufficient. Magnesium oxide is present, do the previously technically unavoidable sticking of the To prevent oven filling. In general, when entering the third, about goo ° to iooo ° hot zone 40% magnesium oxide in the mixture.

Für die Durchführung der Reduktion, kann man beispielsweise einen Drehrohrofen mit einseitigem gasdichtem Abschluß und einer Zuführungsmöglichkeit für Gas und Luft an verschiedenen Stellen des Ofens benutzen. Selbstverständlich kann man auch an anderen Ofen, z. B. Schachtöfen, Kanalöfen u. dgl., die Zuführung von Gas und Luft in einer den Bedingungen - dieser Arbeitsweise entsprechenden Art vorsehen. Als Heiz- und Reduktionsgas eignen sich besonders wasserstoffhaltige Gase, da sich hierdurch ein Zusatz von Wasserdampf erübrigt. Als Reduktionskohle verwendet man nach Möglichkeit eine aschearme Kohle.To carry out the reduction, one can, for example, use a Rotary kiln with a gas-tight seal on one side and a feed option for gas and air at different points on the stove. Of course can also be used on other ovens, e.g. B. shaft ovens, sewer ovens and the like., The feed of gas and air in a way that corresponds to the conditions - this mode of operation provide. Gases containing hydrogen are particularly suitable as heating and reducing gas, as this makes the addition of steam unnecessary. Used as reducing carbon if possible, a low-ash coal.

Beispiel In einem mit Generatorgas beheizten Drehofen wird an der Aufgabeseite ein Gemisch von Kieserit und Anthrazit (i oo Teile Kieserit,= -8,5 Teile Anthrazit) aufgegeben. In den Ofen führen am Ende und am Anfang des letzen Drittels je ein Brenner, denen Gas und Luft genau. geregelt zugeführt wird. Im unteren Drittel (Austragsende) wird die Luft so eingestellt, daß etwa 3 bis 5 0;o C O des Heizgases urverbrannt bleiben. Im mittleren Drittel wird so viel Luft eingeblasen, daß die aus dem unteren Drittel ankommenden reduzierenden Gase vollständig verbrannt werden und noch ein geringer Sauerstoffüberschuß verbleibt. Gegebenenfalls werden an dieser Stelle noch zusätzliche Heizgasmengen verbrannt, um die Temperaturen der mittleren Zone genau einzuhalten. Die am oberen Ende (Eintragsseite) gemessene Gaszusammensetzung ist 8 bis i o o% S O., 10,16 O; und 18 bis 2o % C O". Der Rest ist Stickstoff und Wasserdampf. Andere Schwefelverbindungen als Schwefeldioxyd sind in dem Gase nicht vorhanden. Das Produkt ist, auf S04 bezogen, praktisch vollständig reduziert und enthält außer den bereits im Kieserit vorhandenen Verunreinigungen nur noch die aus der Kohle stammende Asche. Es enthält etwa 95% M90, 3% CaS, i% Na;S und i% SiO@. Die den Ofen verlassenden Gase werden mit 4o bis 5o% Luft gemischt und nach bekannten Verfahren auf S OB verarbeitet.EXAMPLE A mixture of kieserite and anthracite (100 parts of kieserite, = -8.5 parts of anthracite) is fed into a rotary kiln heated with generator gas. At the end and at the beginning of the last third, a burner each leads into the furnace, where gas and air exactly. is supplied regulated. In the lower third (discharge end) the air is adjusted in such a way that about 3 to 50% CO of the heating gas remain completely burned. In the middle third, so much air is blown in that the reducing gases arriving from the lower third are completely burned and a small excess of oxygen still remains. If necessary, additional quantities of heating gas are burned at this point in order to precisely maintain the temperatures in the middle zone. The gas composition measured at the upper end (inlet side) is 8 to 100% SO, 10.16 O; and 18 to 20% CO ". The remainder is nitrogen and water vapor. There are no sulfur compounds other than sulfur dioxide in the gases. The product is practically completely reduced in relation to SO4 and, apart from the impurities already present in the kieserite, only contains those from . derived coal ash It contains% CaS, i% Na about 95% M90, 3;. S and i% SiO @ the leaving the furnace gases are mixed with 4o to 5o% air processed by known methods to S OB.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of magnesium oxide and sulfur dioxide by reducing magnesium sulfate using coal in an internally heated Oven under guidance of oven material and gas in countercurrent flow, characterized in that that a mixture of magnesium sulphate and insufficient coal is first carried out a preheating zone and then through a zone in which the temperature of about 7oo ° to about goo ° rises and slightly by blowing in air an oxidizing atmosphere is set; whereupon after the coal has been used up in an approximately goo ° to approximately iooo ° hot zone, which is created by the introduction of fuel and excess air is driven gas-reducing, the final conversion of the magnesium sulfate is made.