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Kreislaufverfahren zur Gewinnung von weißem Kalkstickstoff unter gleichzeitiger
Aufarbeitung der dabei anfallenden Gasgemische Beim Überleiten von Ammoniak-Kohlenoxyd-Gemischen,
Blausäurebildungsgemischen od. dgl. über Kalk, Kalkstein, Dolomit od. dgl. bei höheren
Temperaturen entsteht bekanntlich Calciumcyanamid (sog. weißer Kalkstickstoff).
Die dieses Verfahren verlassenden Ofengase enthalten unverbrauchtes Kohlenoxyd und
Ammoniak, ferner Wasserstoff, Stickstoff, Wasser, Blausäure und Kohlensäure; um
Kohlenoxyd und Ammoniak im Kreislauf auszunutzen, -ist es erforderlich, die Ofengase
aufzuarbeiten und insbesondere Kohlensäure aus ihnen abzutrennen. Gerade diese letztere
Aufgabe aber ist technisch mit großen Schwierigkeiten verknüpft, da die Ofengase
beim Abkühlen zum Teil reagieren und die Abscheidung von Ammoncarbonat, -bicarbonat,
-carbamat usw. zur Folge hat, deren Trennung bzw. Nutzbarmachung nur mit großem
Arbeits- und Kostenaufwand möglich ist; die technisch mögliche Neutralisation des
mit der Kohlensäure ausgeschiedenen Ammoniaks, z. B. unter Umwandlung in Ammonnitrat,
stellt eine starke Belastung des Verfahrens dar, weil dann nur etwa lla des eingeleiteten
N H, als Cyanamid gewinnbar
ist. Diesen Umständen ist es
vor allemzuzuschreiben, daß das Verfahren in die Großtechnik bisher keinen Eingang
gefunden hat.
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Die vorerwähnten Nachteile werden beseitigt, und die Gewinnung von
weißem Kalkstickstoff wird auch in großtechnischem Maßstab ermöglicht, wenn erfindungsgemäß
Kohlenoxyd und Ammoniak enthaltende Gasgemische solcher Zusammensetzung, daß sie
zusammen mit aus dem Verfahren zurückgeführten Kohlenoxyd und Ammoniak ein für die
Bildung von weißem Kalkstickstoff geeignetes Gasgemisch ergeben, einem Kalkstickstoffbildungsofen
zugeführt werden, die heißen Ofengase sodann nach Ausnutzung ihres Wärmeinhaltes
bei Temperaturen zwischen 6o und 1.1o°, insbesondere zwischen 70 und io&, in
Gegenwart von ungesättigtem Wasserdampf oder/und Hydratwasser über/ durch trockene,
Kaliuincarbonat enthaltende großoberflächige Massen geleitet werden und an diesen
Massen durch selektive Aufnahme von Kohlensäure die Trennung von Ammoniak und Kohlensäure
vollzogen wird, während die von Kohlensäure befreiten Gase bei tieferer Temperatur
unter Rückleitung von Ammoniak und Kohlenoxyd in das Frischgas und Gewinnung des
Wasserstoffes aufgearbeitet werden.
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Auf diese erfindungsgemäße Weise ist es möglich, in einem zusammenhängenden
einfachen Arbeitsgang unter weitestgehender Ausnutzung der Ofengase für das Verfahren
selbst von Ammonialt-Kohlenoxvd-Gemischen oder anderen CO,-haltige Ofengase liefernden
Blausäurebildungsgemischen mit guter Ausbeute zu weißem Kalkstickstoff zu gelangen,
im Gegensatz zu den bisher bekannten Arbeitsweisen, bei denen die Aufarbeitung der
heißen Ofengase nur mit derartig großem Aufwand sich ermöglichen läßt, daß sich
das Verfahren als solches keiner größtechnischen praktischen Verwendung erschloß,
obwohl zur Lösung dieser Frage bereits die verschiedensten Vorschläge gemacht waren.
Es war um so überraschender, daß sich eine Ammoniak-Kohlensäure-Trennung mit so
einfachen Mitteln und in leicht zugänglichen Temperaturgebieten mittels trockener,
Kaliumcarbonat enthaltender großoberflächiger Massen durchführen ließ, als die Reaktion
des Gasgemisches mit wäßrigen Kaliumcarbonatlösungen nach der auch für die Trockentrennung
geltenden Gleichung K" C 03 -f- H20 -f- C O, = z K H C 03 keine selektive Trennung
von N H3 und CO, gestattete, sondern sich vielmehr auch Ammoniak in
der Carbonatlösung in großer Menge löste. Im Gegensatz hierzu ermöglicht die Anwendung
trockener K, C 03-Rlassen die selektive Trennung dieser beiden sehr reaktionsfähigen
Gase, wenn man das erfindungsgemäße Temperaturgebiet von 6o bis i40° einhält; als
besonders v orteilhafte Arbeitstemperatur kommt 7o bis 9o° (ioo°) in Frage.
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Der nach der obigen Gleichung zur Reaktion nötige Wasserdampf ist
im allgemeinen in ausreichender Menge in den Ofengasen des Bildungsprozesses für
weißen Kalkstickstoff enthalten, andernfalls muß er wenigstens in der Menge zugesetzt
werden, daß auf i Mol CO.> i 110l H.,0 vorhanden ist. Ein Überschuf
hierüber ist vorteilhaft, da das Gleichgewicht über den Bodenkörpern K2 C 03 und
K H C 03 hierdurch zu geringerer CO.-Konzentration in Abgas verlagert wird; indessen
ist es von Bedeutung, nicht so viel Wasser zuzulassen, daß der Taupunkt überschritten
wird. Es ist daher dafür Sorge zu tragen, daß ungesättigter Wasserdampf zur Anwendung
kommt, um auf alle Fälle Kondensationen zu verhindern und mit völlig trockenen,
d. h. nicht feuchten Massen zu arbeiten. An Stelle von Wasserdampf im Frischgas
kann dieser auch ganz oder teilweise durch Hydratwasser ersetzt «erden, z. B. durch
Anwendung von Kaliumcarbonathydraten, z. B. K#, CO 3 -1,5 H,0.
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Die zur Reaktion mit der Kohlensäure benutzten Massen werden so zur
Anwendung gebracht, daß sie dem Gasgemisch große Oberflächen darbieten; man kann
z. B. feinstverteilte Pulver mit dem Gas in Berührung bringen, z. B. durch Überleiten
des Gasgemisches, Durchleiten von Gas durch feinpulvriges K, C 03-Mehl, Durchwirbeln
von h, Co 3 Mehl mit dem Gasgemisch, Schweben von feinstpulv rigem K, C 03
im bzw. gegen einen aufsteigenden Gasstrom u. dgl. Besonders vorteilhaft hat sich
auch die Anwendung fester groß. oberflächiger Formlinge erwiesen, die aus Trägersubstanz
und Carbonat bzw. Carbonathv Brat bestehen und große reaktionsfähige Oberflächen
bieten. Solche Massen werden beispielsweise durch thermische Zersetzung von organischen
Stoffen unter Carbonatbildung und Kohleabscheidung erhalten, z. B. durch thermische
Zersetzung von Kaliurntartrat. Man kann vorteilhaft die Gastrennung auch an solchen
Formlingen vornehmen, die durch Vermischen von festem Carbonat, Carbonatlösung,
Carbonatbildungsgemischen od. dgl., gegebenenfalls unter Zusatz von Bindemitteln,
mit solchen organischen Stoffen gewonnen werden, die sich beim Erhitzen unter Hinterlassen
eines Kohlenstoffgerüstes zersetzen, unter Luftabschluß bzw. bei beschränkter Luftzufuhr
verkohlen usw. Hierzu geeignete organische Stoffe sind z. B. Holzspäne, Holzfräsabfälle
oder andere pflanzliche Fasern oder tierische Stoffe. Vermischt man das Kaliumcarbonat
oder dessen Lösung mit
z. B. Holzmehl bis zum Erhalt einer trockenen
oder nur schwachfeuchten Masse, so kann diese ohne Anwendung von Preßdruck unter
nachträglichem öder gleichzeitigem Erhitzen bis zur Trocknung zu Granülen geformt
werden, die anschließend durch stärkeres Erhitzen unter Luftabschluß oder bei beschränkter
Luftzufuhr in einen kohlenstoffhaltigen hochporösen Formling umgewandelt werden.
Man kann solche ein C-Gerüst enthaltende Formlinge a. B. mit einem Kohlenstöffgehalt
von io bis 300/0 C, bezögen auf das Gesamtgewicht der Masse, herstellen.
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Wenn an diesen Massen durch Aufnahme von Kohlensäure aus dem Gasgemisch
die Trennung .von Ammoniak und Kohlensäure vollzogen ist, wird die Kohlensäure durch
Austreiben aus den Massen bei höheren Temperaturen in nutzbringender, höherprozentiger
Form gewonnen. Die Regenerierung der Masse erfolgt z: B. bei Temperaturen von 15o
bis 25o° reit einem indifferenten Gasstrom als Spülgas. Will man besonders hochprozentiges
C02 erhalten, so kann man z. B. oberhalb 17o° auch mit Kohlensäure spülen, beispielsweise
bei Zoo bis . 22o° oder aber die Masse ohne besondere Spülung erhitzen und hierdurch
die Kohlensäure entsprechend dem Zersetzu.ngsdruck des Bicarbonats abtreiben. Will
man Spülung beibehalten und gleichzeitig höherprozentiges C02 gewinnen, so kann
auch Wasserdampf als Spülgas benutzt werden, der anschließend herauskondensiert
wird. Sofern man auf möglichst tiefe-Temperaturen der Regeneration Wert legt, erfolgt
diese unter Anwendung von Vakuum.
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Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß man
in dem Ofengas enthaltene Blausäure teils aus dem von der Kohlensäure befreiten
Gasgemisch gewinnt oder ebenso wie Ammoniak und Kohlenoxyd zum Ofen zurückführt,
zum anderen Teil beim Decarbonisieren der K2 C 03-haltigen, in Bicarbonät übergegangenen
Massen gasförmig austreibt und gegebenenfalls nach Trennung von Kohlensäure verwertet
oder in den Cyanamidbildungsprozeß zurückführt. Man erhält auf diese Weise aus den
Ofengasen der Cyanamidbildung eine Gewinnungsmöglichkeit für Ammoncyanid bzw. Blausäure,
die z. B. auf andere Cyanide oder Ferrocyanide, Farbsalze od. dgl. weiterverarbeitet
werden kann. Vorteilhaft ist es auch, diese Blausäure gegebenenfalls ohne Trennung
von N H3 und/oder CO in den Cyanamidbildungsprozeß zurückzuführen und durch die
leicht verlaufende Umsetzung von Blausäure mit Kalk zu Calciumcyanamid das Verfahren
zu unterstützen bzw. an Kohlenoxyd-Ammoniak-Gemisch zu sparen. Durch die Rückführung
von Blausäure wird auch der Wasserstoffbedarf des Verfahrens' verringert. Ein Teil
der Blausäure der Ofengase bleibt in dem K2 C 03 haltigen, in Bicarbonat übergegangenen
Massen und wird aus diesen bei der Regenerierung gasförmig ausgetrieben. Nach Trennung
von Kohlensäure wird auch diese Blausäure in das Verfahren zurückgeführt oder für
andere Zwecke gewonnen.
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Wie weiter gefunden wurde, ist es vorteilhaft, an Stelle von K2
CO 3 Carbonathy drate zu verwenden; die Umsetzung mit der im Gasgemisch enthaltenen
Kohlensäure erfolgt hierdurch gleichmäßiger bzw. unter geringerer Temperatursteigerung
und damit unter leichter zu regulierenden Betriebsverhältnissen. Man verwendet insbesondere
K2 C 03 1,5 H20 und stellt den Wasserdampfgehalt der Gase so ein, daß er gerade
gleich oder etwas über dem Zersetzungsdruck des Carbonathydrates liegt. Man kann
auch gemischte Massen aus K2 C 03 und K2 C 03 -1,5 H20 verwenden, wobei insbesondere
das molare Mengenverhältnis so eingestellt wird, daß 2/s (K2 C 03 - i, 5 H2 O) und
1/s K2 C 03 vorliegen. Auch ein höherer Wasserdampfgehalt als der dem Zersetzungsdruck
entsprechende kann eingestellt werden; indessen darf erfindungsgemäß -die in Gramm
gemessene Wasserdampfmenge im Frischgas auf je ioo 1 Frischgas nicht eine Menge
z übersteigen, die sich nach der Formel x=o,8 - a (ioo-b)-o,4-
b
errechnet, wobei b der Volumprozentgehalt an Kohlensäure ist und ca nach
der Gleichung CL = -2,2 # io--3# t -i- 5,8 - io-5 # t2 in Abhängigkeit
von der Arbeitstemperatur des Kaliumcarbonathydrates eingestellt wird. Wählt man
eine höhere als diese angegebene Wasserdampfmenge, so wird die betriebssichere Gastrennung
an KC03 . 1,5 H20 in Frage gestellt. Bei Anwendung von von der Zusammensetzung K2
C 03 . i, 5 H2 O abweichenden Absorptionsmassen ist eine entsprechend höhere oder
niedrigere Wasserdampfmenge, als zuvor angegeben, anzuwenden.
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Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung dieses Verfahrens besteht
darin, daß den Kalkstickstoffofen verlassende Gasgemische nach Entfernung von Kohlen-
bzw. Blausäure bzw. Wasser in Ammoniak und Kohlenoxyd einerseits und Wasserstoff
und Stickstoff anderseits auseinandergetrennt und Wasserstoff und Stickstoff einer
Ammonieksynthese zugeführt werden, die nach Zumischung weiteren Wasserstoffes und
erforderlichenfalls Stickstoffes in dem zur Ammoniakbildung erforderlichen Mengenverhältnis
das für die Kalkstickstoffherstellung erforderliche Ammoniak liefert.
Die
Zerlegung von Ammoniak und Kohlenoxy d kann z. B. durch Tiefkühlung und Verflüssigung
des Ammoniaks erfolgen, während die Trennung von Kohlenoxyd und Wasserstoff und
Stickstoff durch Druckwaschung mittels ammoniakalischer Kupferlösung vorgenommen
werden kann. :Natürlich läßt sich die Gastrennung von Ammoniak, Kohlenoxyd, Wasserstoff
und Stickstoff u. dgl. auch in einer Linde-Trennungsanlage durchführen. Das Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch
wird erfindungsgemäß nach Zumischung weiteren Wasserstoffes und erforderlichenfalls
Stickstoffes in dem zur Ammoniakbildung erforderlichen Mengenverhältnis einer Ammoniaksynthese
zugeführt, die das für die Ka:lkstickstoffherstellung erforderliche Ammoniak liefert.
Man erhält auf diese Weise einen zwei-bzw. mehrfachen Kreislauf der Ofengase, insofern
nach der Gastrennung ein Ammoniak-bzw. Kohlenoxydkreislauf zum Kalkstickstoffofen
zurückgeführt und außerdem ein Wasserstoff- bzw. Wasserstoff'-Stickstoff-Kreislauf
in eine Ammoniaksynthese einmündet.
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Die Erfindung weist weitere Vorzüge auf, wenn man von Gasgemischen
ausgeht, die Kohlenoxyd, Wasserstoff und gegebenenfalls weitere Bestandteile, wie
Stickstoff, Kohlensäure u. dgl., enthalten, wie z. B. Generatorgas od. dgl. Derartige
Frischgasgemische werden in der Weise zerlegt, daß das Kohlenoxyd dem Kalkstickstoffofen,
ein Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch einer Ammoniaksyntheseanlage zugeleitet und weitere
Bestandteile, wie Kohlensäure, Methan u. dgl., für sich gewonnen werden.
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Man erzielt hierdurch nicht nur den Vorteil, daß Kohlenoxyd von besonders
hohem Reinheitsgrad in das Kalkstickstoffverfahren eingeleitet und damit die Umsätze
verbessert «-erden, sondern gewinnt auch glgichzeitig Wasserstoff bzw. ein Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch
für die Ammoniahsynthese, wodurch eine H2 Erzeugungsanlage kleiner gebaut werden
kann oder ganz entbehrlich wird. Man kann somit unter Umständen ohne eine CO-Druckkonvertierung
oder elektrolytische Wasserzersetzungsanlage arbeiten. Ein weiterer Vorzug dieser
Ausgestaltung besteht darin, daß man an den Reinheitsgrad des Kohlenoxyd - Wasserstoff
- Gemisches keine hohen Anforderungen zu stellen braucht, sondern CO-Gemische der
verschiedensten Zusammensetzung verarbeiten kann, bei gleichzeitiger Zufuhr von
Kohlenoxyd von hohem Reinheitsgrad in den Kalkstickstoffen. Nebenbestandteile des
Frischgases, wie Kohlensäure, Methan u. dgl., lassen sich außerdem für sich erhalten
und nutzbringend verwerten.
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Die vorgenannten Wasserstoff-Kohlenoxyd-Gemische können auch der Frischgastrennungsanlage
in so bemessener Menge zugeführt werden, daß Wasserstoff gerade für die Umwandlung
in Ammoniak in der für die Kalkstickstoffbildung benötigten Menge vorhanden ist
und auch hierdurch eine Kohlenoxydkonvertierung zu Wasserstoff entbehrlich wird,
während unter Umständen Kohlenoxyd in gereinigter Form für andere Verfahren, z.
B, organische Synthesen u. dgl., gewonnen wird. Geht man von künstlich hergestellten
und einstellbaren C O H2 Gemischen aus. so ist es in den meisten Fällen natürlich
am sinnvollsten, das CO-H2 Gemisch gerade in dem Mengenverhältnis zu erzeugen bzw.
erforderlichenfalls durch Zusatz von H2 oder C O so einzustellen, daß der Wasserstoff
für die Ammoniaksvnthese bzw. die für die Kalkstickstoffherstellung zu erzeugende
Ammoniakmenge und das Kohlenoxyd ebenfalls für den Kalkstickstoffofen gerade ausreicht.
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Das Verfahren ist besonders vorteilhaft dort anwendbar, wo Karbidöfen
zur Verfügung stehen. Man wird erfindungsgemäß dann die Karbidofengase, die z. B.
70 0/0 CO,
101/0 1121 r 5 % hT2, q.0/0 C O# und r % restliche Bestandteile,
z. B. Methan, enthalten, in der Weise zerlegen, daß ein Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch
einer Ammoniaksynthese zugeführt wird, während z. B. durch Druckwaschung abgetrenntes
Kohlenoxyd in den Kalkstickstoffofen geleitet wird. Bemißt man die Wasserstoffmenge
so, daß sie für die Ammoniakanlage ausreicht, so ist eine CO-Konvertierung entbehrlich
und gegebenenfalls überschüssiges C O verfügbar, ferner wird vorteilhaft auf diese
Weise reines C O- N H3 Gemisch in das Kalkstickstoffverfahren eingeführt, die den
Kalkstickstoffofen verlassenden Ofengase werden dann erfindungsgemäß bei Temperaturen
oberhalb 6o°, z. B. 70 bis go°, an KZ C 03 Massen von Kohlensäure und einem
Teil der Blausäure befreit, «-elche Gase beide beim Regenerieren in nutzbarer Form
gewonnen werden (z. B. unter Rückleitung der von CO 2 z. B. durch Verflüssigung
getrennten Blausäure zum Kalkstickstoffofen). das verbleibende unter Umständen noch
restliche Blausäure enthaltende Gas wird von dieser z. B. durch Kühlung befreit
und die Blausäure zum Kalkstickstoffofen zurückgeleitet, aus dem verbleibenden Gasgemisch
wird Ammoniak durch Tiefkühlung abgetrennt und ebenfalls zum Kalkstickstoffofen
zurückgeleitet, während. aus dem restlichen noch CC>, H2 und N2 enthaltenden Gemisch
durch ;-ine Druckwaschung Kohlenoxyd herausgenommen wird, welch letzteres nach Abtreiben
gleichfalls zum Cyanamidbildungsprozeß zurückgeleitet wird, das die Druckwaschung
verlassende Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch hingegen wird in die Ammoniaksvntheseanlage
geleitet,
unter Ergänzung durch Wasserstofi-Stickstoff-Gemisch aus dem zerlegten Karbidofengas.
Außer der Wasserstofferzeugung wird auf diese Weise unter Umständen auch eine zusätzliche
Stickstofferzeugung erfindungsgemäß entbehrlich; wodurch weitere Vorteile entstehen.
Beispiel In einer Anlage zur Erzeugung von weißem Kalkstickstoff aus Kohlenoxyd-Ammoniak-Gemischen
werden als Ausgangsgase die Abgase von Karbidöfen benutzt. Auf je Zoo kg als Kalkstickstoff
gebundenen N werden etwa 32o bis 400 cbm Karbidofengase verarbeitet. Das Karbidofengas
wird gegebenenfalls nach Befreiung von Verunreinigungen und Abtrennung von Kohlensäure
einer Gastrennungsanlage zugeführt, die das Ausgangsgemisch in Kohlenoxyd einerseits
und ein Stickstoff-Wasserstoff-Gemisch anderseits zu trennen gestattet. Hierfür
wird eine Kupferdruckwäsche, Linde-Gastrennungsanlage od. dgl. benutzt. Stickstoff
und Wasserstoff können auch auseinandergetrennt werden, doch ist dies nicht notwendig,
da sie gemeinsam auf Ammoniak verarbeitet werden; Methan wird aus diesen beiden
Gasen,' falls erforderlich, abgetrennt. Falls die Gastrennungsanlage, z. B. eine
Linde-Trennung, das Methan im Kohlenoxyd beläßt, ist eine besondere Entfernung desselben
nicht erforderlich.
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Das die Gastrennungsanlage verlassende Kohlenoxyd wird in einer Menge
von etwa z35 cbm/1oo kg N unmittelbar dem Kalkstickstoffbi.ldungsofen zugeführt,
während der in einer Menge von 3.5 bis 38 cbm erhaltene Wasserstoff und etwa 53
bis -57 cbm Stickstoff einer Ammoniaksynthese zugeleitet werden. Diese Anlage erhält
außerdem noch zusätzlichen Stickstoff, z. B. Linde-Stickstoff, in einer Menge von
etwa 3o cbm und außerdem aus dem Kalkstickstoffbildungsprozeß strömenden und im
Kreislauf zurückgeführten Wasserstoff in einer Menge von etwa Zoo cbm/ Zoo kg als
Ca C N2 gebundener N. Auf diese Weise wird erfindungsgemäß aus dem Wasserstoff des
Karbidofengases zusammen mit dem Rückführungswasserstoff der gesamte HZ-Bedarf der
Ammoniaksynthese gedeckt, ohne daß eine zusätzliche Erzeugung von Wasserstoff, z.
B. durch Konvertierung od. dgl., benötigt wird. Hierin liegt ein besonderer Vorteil
des Verfahrens der Erfindung, daß eine besondere Wasserstofferzeugungsanlage entbehrlich
wird.
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Aus der Ammoniaksynthese werden etwa 655 bis 68o cbm NH3 gewonnen,
die zusammen mit den aus der Gastrennung erhaltenen und den aus dem Ofenbindungsprozeß
zurückgeführten 9-8o bis fo2o cbm Kohlenoxyd ein für die Kalkstickstoffbildung gegebenes,
im Verhältnis 6o : 4o stehendes CO-1\TTH3-Gemisch ergeben. Die genannten Gasmengen
dienen zur Erzeugung von je i oo kg als Ca C N2 gebundenem N.
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Aus dem Kalkstickstoffofen tritt ein Gasgemisch von ungefähr folgender
Zusammensetzung aus:
| 30,1 Volumprozent N EI3 |
| 46,3 - CO |
| 6,6 - c02 |
| 12,0 - H2 |
| 3,0 - H20 |
| 1,4 - HCN |
| o,6 - . N2 |
Dieses Ofengas durchströmt zunächst einen Wärmeaustauscher, durch den es selbst
abgekühlt wird, während im Kreislauf zum Ofenbindungsprozeß zurückgeführtes C O-NH3-Gemisch
aufgeheizt wird. Darauf tritt das Gas zur Entfernung von Kohlensäure und Blausäure
in eine Trockentrennungsanlage, in der die Kohlensäure in Gegenwart von ungesättigtem
Wasserdampf oder/und Hydratwasser bei Temperaturen zwischen 6o und 14o°, insbesondere
zwischen
70 und 11a°, durch trockene, Kaliumcarbonat enthaltende großoberflächige
Massen unter Bicarbonatbildung absorbiert wird. Diese Trockentrennung besteht beispielsweise
aus mehreren oder einer größeren Anzahl von Türmen, die mit porösen Formlingen aus
Kaliumcarbonat gefüllt sind oder aus kastenartigep Absorbern od. dgl. Die Absorber
müssen auf Temperaturen bis etwa 14o° zur Absorption und Temperaturen bis etwa 300°
und mehr zur Desorption der
CO, heizbar sein. Wesentlich ist, daß in ihnen
keine Kondensation stattfindet, da hierdurch die Trennung von Kohlensäure und Ammoniak
beeinträchtigt oder gar unmöglich gemacht wird. Wasserdampf wird gegebenenfalls
dem Gasgemisch vor Eintritt in die Absorber noch beigemischt; an Steile von K2 C
03 können auch Carbonathydrate, wie K2 C 03' 1,5 H2 O, verwendet werden. Es war
überraschend, daß durch die Anwendung dieser trockene Kaliumcarbonatmassen trotz
Gegenwart erheblicher Wassermengen eine Trennung von Kohlensäure und Ammoniak ohne
nennenswerte Bildung von Ammonearbonat, -bicarbonat oder anderen N H3- C 02 Verbindungen
möglich ,ist.
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Ist die Kaliumcarbonatmasse unter Bicarbonatbildung erschöpft, so
wird sie durch Aufheizen auf höhere Temperaturen unter Abtreibung von Kohlensäure
regeneriert. Hierbei wird die absorbierte Kohlensäure in nutzbarer Förm gewonnen;
im vorliegenden
Beispiel werden etwa i i o cbm CO2 j e zoo kg N
erhalten: Die Regeneration kann durch bloßes Erhitzen, gegebenenfalls unter Anwendung
von Vakuum oder im Stickstoffstrom oder anderen Gasströmen, erfolgen. Besonders
vorteilhaft ist ein Strom überhitzten Wasserdampfes oder ein Kohlensäurestrom, da
hierdurch besonders hochprozentige Kohlensäure, z. B. von 8o bis zoo% Reinheit,
anfällt. Die Regeneration kann so geführt werden,. daß in der Masse enthaltene Blausäure
zuerst entweicht, oder die ausgetriebene Kohlensäure wird von darin enthaltener
Blausäure in bekannter Weise besonders befreit. Die gewonnene Blausäure wird für
sich weiterverarbeitet, beispielsweise auf Cyanide, Farbsalz u. dgl., oder vorteilhaft
auch in den Kalkstickstoffbildungsofen zurückgeführt.
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Das von Kohlensäure und Blausäure befreite Ofengas wird unter Abscheidung
von Wasser bzw. Ammonial.:wasser gekühlt, z. B. nach anfänglicher Wasserkühlung
auf o° abgekühlt. Hierbei hat sich auch -eine Kompression auf etwa 5 Atm. als vorteilhaft
erwiesen, wodurch das Ammoniak vollständig abgetrennt wird. Durch eine weitere Tiefkühlung,
z. B. Solekühlung, Absorptionsmittel, saure Wäsche od. dgl., wird das Gas von Wasser
und Ammoniak vollständig befreit. Das Ammoniak bzw. Ammoniakwasser wird sodann in
bekannter Weise in Ammoniak und Wasser durch Verdampfung, Fraktionierverfahren usw.
auseinandergetrennt, wodurch etwa 5oo cbm Ammoniak wiedergewonnen werden, die im
Kreislauf zum Kalkstickstoffofen zurückgeführt werden und zusammen mit 155 bis zSo
cbm Ammoniak aus der Ammoniaksynthese das für die Kalkstickstoffbildung benötigte
Ammoniak liefern.
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Das verbleibende, aus rund 8o % Kohlenoxyd und 20010 Wasserstoff bestehende
Gasgemisch wird sodann durch eine Kupferdruck-Wäsche, Linde-Trennungsanlage od.
dgl. getrennt und das Kohlenoxyd ebenfalls zum Kalkstickstoffofen zurückgeführt,
während der Wasserstoff in die Ammoniaksynthese zurückgeleitet wird und hier zusammen
mit dem aus dem Karbidofengas abgetrennten Wasserstoff das für die Kalkstickstoffbildung
benötigte Ammoniak liefert.
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Das Verfahren gestattet in einfacher Weise, von technischen Gasen,
wie Karbidofengas und Linde-Stickstoff, ausgehend ohne zusätzliche Erzeugung von
Wasserstoff in einem geschlossenen Arbeitsverfahren weißen Kalkstickstoff zu bilden.