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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von nitratfreiem Alkalinitrit
Es ist bekannt, Alkalinitrit in, fester Form in der Weise zu gewinnen, daß man.
nitrathaltige Nitritlösungen, wie, sie etwa bei der alkalischen Nitroseendgasabsorption.
bei der Salpeters.äuregew in.nung anfallen, eindampft. Das dabei anfallende rohe
feste Alkalinitrit ist noch nitrathaltig, so daß es nitratfrei gewaschen werden,
muß. Mit diesem. bekannten Verfahren sind erhebliche Nachteile verbunden. Einmal
erfordert das Eindampfen der Lösungen viel Dampf. Weiterhin. wird bei dem Waschen
des Rohnitrits neben: dem Nitrat auch ein gewisser Anteil Nitrit mit herausgelöst,
so daß etwa nur 65 bis 8o °/o der eingesetzten Nitritrnenge schließlich erhalten
wird, während der Rest des Mkalinitrits sich im nitrathaltigen Waschwasser befindet
und dort auf Alkalisalpeter verarbeitet werden muß. Es wurde nun gefunden:, daß
man unter Ver-, me,idung der aufgezeigten Nachteiles, insbesondere des Eindampfvorganges,
nitratfreies Alkalinitrit direkt in fester Form erhalten kann, wenn man heiße nitrose
Gase, die gegebenenfalls von aus Kondensat entstandenem H N 03 haltigem Sprüh möglichst
weitgehend befreit sind, in einem Tauchabsorber oder in einem System von hintereinandergeschalteten
Tauchabsorbern durch konzentrierte Alkalihydroxydlösung so, lange führt, bis die
Lösung im Absorber bzw. bei Verwendung eines Absorbersystems im ersten der von den
nitrosen Gasen durchströmten Tauchab.sarber neutral reagiert, d. h. eben alkalihy
droxydfrei ist, und das gebildete feste: Alkalinitrit als Maische abführt. Die zur
Verwendung kommenden Tauchabsorber sind in ihrem unteren Teil zweckmäßig so ausgestaltet,
d.aß
sie mehr oder minder ausgeprägt spitz zulaufen, um ein leichtes Entfernen der anfallenden
Nitritmaische zu sichern. Ferner sind die Tauchabsorber mit einem Gaszuleitungsorgan
versehen., als welches ein, zweckmäßig zentral angeordnetes Rohr dienen kann. Um
ein möglichst gleichmäßig verteiltes Durchtreten der zugeführten Gase durch die
Alkalihydroxydlösung nach allen Richtungen zu bewirken, kann man vorteilhafterweise
in den Tauchabsorbern das. bzw. die Gaszuleitungso,rbane mit einem trichterförmigen
Gasverteiler ausgestalten und diesen gezahnt ausbilden.
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Man trägt zweckmäßig dafür Sorge, daß die eingeleiteten nitrosen Gase
die Lösung mit einer gewissen Turbulenz durchströmen, damit die Gase mit möglichst
viel Flüssigkeit in Berührung kommen:. Es genügt aber im allgemeinen schon, wenn
der Druck, mit dem die Gase zugeleitet werden, etwas größer ist, als zur Überwindung
der Flüssigkeitssäule in dem Tauchabsorber nötig ist.
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Ist beispielsweise bei in einem Tauchabsorber durchgeführter disken:tinuierlicher
Arbeitsweise neutrale Reaktion der Lösung erreicht, so wird die gebildete Alkalinitritmaische
aus dem Tauchab,so-rher abgelassen und nach Kühlung in festes Alkalinitrit und Mutterlauge:
getrennt. Das AlkaIinitrit kann dann noch getrocknet werden, während die Mutterlauge
unter Zusatz von Alkalilauge wieder dem Tauchabsorber zugeführt wird.
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Außer in der insbesondere. zur Erzeugung kleinerer Nitritmengen geeigneten
diskontinuierlichen: Arbeitsweise kann auch, was bei Herstellung größerer Nitritmengen
vorteilhaft ist, kontinuierlich gearbeitet werden, indem man beispielsweise mehrere
Alkalihydroxydlösung enthaltende Tauchabsorber hin.tereinanderschaltet. Dabei treten
die heißen nitrosen Gase, nachdem sie den ersten Tauchabsorber durchströmt haben,
jeweils in den nächsten: Tauchabsorber, während die Alkalihydroxydlösung im Gegenstrom
vom letzten Tauchabsorber bis zum ersten fließt.
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Die Betriebsverhältnisse werden bei kontinuierlicher Arbeitsweise
so, geregelt, daß in dem ersten der von den nitrosen Gasen durchströmten Tauchabsorber
neutrale Reaktion der .im Geigenstrom durch die Tauchabsorber fließenden. Lösung
erreicht wird, was man zweckmäßig durch Regelung der Durch.flußgeschwindigkeit,
die durch die zugeführten Lösungen eingestellt werden kann, erreicht.
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Auf diese Weise ist es möglich, kontinuierlich aus dem ersten Tauchabsorber
Alkalinitritmaische abzulassen, die dann, wie bei der diskontitiuierlichtn Arbeitsweise
beispielsweise beschrieben, aufgearbeitet wird. Die anfallende Mutterlauge wird
nach Zusatz von Alkalilauge den Tauchabsorbern: wieder zugeführt.
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Als. besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, die bei der
Ammoniakverhrennung anfallenden, n.itrosen Gase für das erfindungsgemäß vorgeschlagene
Verfahren zu verwenden.
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Die Temperatur der nitrosen Gase liegt bei Einleitung in, den Tauchabsorber
bzw. den ersten Tauchabsorber zweckmäßig bei etwa 8o bis etwa 2000, vorzugsweise
bei etwa ioio°. _ Die in den Tauchabsorbern zur Anwendung kommende Lauge, die Alkalihydroxyd
beispielsweise in einer Stärke von etwa 35 bis: etwa 5o (l/o, in der Lösung enthält,
erwärmt sich zufolge der fühlbaren Wärme der eingeführten heißen nitrosen Gase und
der Reaktionswärme auf eine Temperatur von etwa 70 bis etwa 9o0, wodurch ein. Eindicken
der Lösung unter Kristallabscheidung erfolgt.
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Es ist zweckmäßig, solche nitrosen Gase anzuwenden, deren Oxydationsgrad
50 °/o nicht überschreitet. Bei einem Oxydationsgrad von So % liegen die nitrosen-Gase
gerade in der N203-Stufe vor. Der gewünschte Oxydationsgrad kann durch Kühlung und
gegebenenfalls Wiedererwärmung der nitrosen Gase bei Zwischenschaltung von Oxydationsräumen
oder durch Beimischung stärker oxydierter Gase anderer Herkunft eingestellt werden,
Man entnimmt zweckmäßig das n.itrose Gas einer Ammania.kverbrennungsanlage nach
dem Durchgang durch den Nitrosegaskühler, einen Sprühabscheider und das Nitrosedruckgehläse.
In dem Nitrosegaskühlerwird eine Vorentwässerung durch Senkung des Wassertaupunktes
des Gases erzielt, wodurch im Absorber das Eindicken der Lösung gefördert wird.
Im Druckgebläse erwärmt sich das nitro@se- Gas je nach dem Enddruck wieder auf etwa
8o bis etwa 2oo°. Das beispielsweise unter einem Druck von, über i m Wassersäule
stehende heiße nitrose Gas: ermöglicht die Ausführung der Absorption in. den Tauchabsorbern
bei heftiger Bewegung der etwa 7o his etwa. go° heißen Lauge und der ausfallenden
Kristallmaische.
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In den Abbildungen sind zwei beispielsweise Ausführungsformen von
Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens schematisch
dargestellt.
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Abb. i zeigt eine Vorrichtung zur diskontinuierlichen Durchführung
des Verfahrens gemäß der Erfindung. Die Vorrichtung besitzt nur einen Tauchabsorber
i mit Spitzboden 2 und Gaszuführungsorgan.3, welches an seinem Ende mit einem gezahnten
trichterförmigen Gasverteiler q. versehen ist. Das Organ 3 ragt möglichst tief in.
den Tauchabsorber i hinein, in den mittels Zuleitung 5 AlkaIihydroxydlösung 6 zugegeben
wird. Es können, auch mehrere Organe 3 vorgesehen sein. Die nitrosen Gase, die bei
.4 aus dem Organ 3 austreten, wirbeln, entsprechend dem Gasdruck mehr oder weniger
turbulent, durch die Lösung 6 nach oben, wobei sich im Verlauf des Einreitens fortschreitend
Alkalin.itrit bildet. Diel Restgase entweichen durch die Leitung 7. Ist die Alkalihydroxydlösung
neutralisiert, soi ist die Umsetzung beendet, und das gebildete und ausgefallener
Alkalinitrit wird als Maische abgelassen und in den mit Kühlschlangen 8 versehenen
KaItrührer 9 übergeführt, in welchem die heiße Maische gekühlt wird, wodurch eine
zusätzliche Kristallausscheidung und dadurch eine Erhöhung der Ausbeute an festem
Nitritsalz stattfindet. In einer Zentifuge io, an deren Stelle auch
eine
L\Tutsche treten kann, wird die Maische in Alkalinitritsalz und Mutterlauge zerlegt.
In einer Salztrockenvorrichtung i i wird das Alkalinitrit einer Trocknung unterworfen..
Die Mutterlauge wird in einem Zwischengefäß- 12 gesammelt 'und durch eine Pumpe
13 über die Leitung 14 dein Ta:uchab,sorber zugeführt.
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Die von der Maische abgetrennte Mutterlauge kann für viele Absorptionsansätze
wieder verwandt werden. Etwa schließlich in der Mutterlauge angereicherte Verunreinigungen
können von Zeit zu Zeit ein Abstoßen aus dem Kreislauf notwendig machen, was meist
durch getrennte Verarbeitung auf festem Alkalisalpeter in besonderen Apparaturen
erfolgt. Es kann eine, solche Aufarbeitung aber auch in der Vorrichtung, die zur
Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung dient, vorgenommen
werden. Die Oxydation von Nitrit zu Nitrat wird dann durch stärker voroxydierte
nitrose Gase, d. h. solche, deren Oxydationsgrad über 5o% liegt, gegebenenfalls
unter Endpunkteinstellung durch geringen Zusatz von Salpetersäure-, vorgenommen.
Durch die fühlbare Wärme der N itrosegase und der positiven Reaktions@v ärme bei
der Inversion zu Nitrat gelingt dabei nach Kühlung der fertigen Nitratlauge eine
Ausscheidung von: festem Alkalisalpeter.
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Abb. 2 zeigt eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung des
Verfahrens gemäß der Erfindung, die aus drei hintereinandergeschalteten Tauchabsorbern
i besteht. Durch das Zuführungsorgan 3 werden die nitro,sen Gase in die Alka.lihydroxydlösung
6 eingeführt. Über Verbindungsleitungen 15 werden die Gase den, weiteren Tauchabsorbern.
i nacheinander =geleitet und entweichen schließlich durch die Abgasleitung 7 aus
dem letzten Tauchabsorber i. Diesem kann durch die Leitung 5 frische Alkalihydroxydlösung
zugeleitet werden, die im Gegenstrom über 7Avischenleitungen 16 durch die Tauchabsorber
i strömt. Gelangt die Lösung in den ersten Absorber, so ist neutrale Reaktion erreicht,
und die Maische wird in den Kaltrührer 9 abgelassen. Nach Trennung in der Zentrifuge
io wird das Salz in. der Trockenvorrichtung i i getrocknet und die Mutterlauge über
das Zwischengefäß 12 mittels der Leitung 14 dem letzten Tauchabsorber oder an einer
anderen Stelle den Absorbern. wieder zugeführt.
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Auch mit dieser Vorrichtung ist es möglich, die verunreinigte Mutterlauge
von Zeit zu Zeit auf Nitrat zu verarbeiten.