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Verfahren zur Herstellung von Ammoniumcarbamat innerhalb der Kohlengasreinigung
durch eine Druckdestillation von Ammoniakstarkwasser Die Herstellung von Ammoniumcarbamat,
das unter anderen den Ausgangsstoff für die Herstellung von Harnstoff bildet, geschieht
nach einem bekannten Verfahren durch eine unter erhöhtem Druck erfolgende Destillation
von Ammoniakstarkwasser und Verdichtung der Destillatdämpfe, die aus Ammoniak, Kohlendioxyd
und Wasserdampf zusammengesetzt sind. Hierbei werden die Ausgangsstoffe dafür aus
Kohlendestillationsgas bei dessen Reinigung entnommen. Da mit der Einführung des
gewöhnlichen Ammoniakstarkwassers in das Verfahren auch verschiedenerlei aus dem
Kohlendestillationsgas herrührende Verunreinigungen, insbesondere Schwefelwasserstoff,
in das Verfahren hineingelangen, die dem schlieBlichen Enderzeugnis, dem Carbamat
bzw. dem daraus herzustellenden Harnstoff möglichst ferngehalten werden müssen,
so ergibt sich bei einer derartigen Arbeitsweise auch die Aufgabe, schon das als
Ausgangsstoff zu benutzende Ammoniakstarkwasser von den besagten Verunreinigungen
möglichst weitgehend frei zu halten bzw. zu befreien.
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Bei dem erwähnten bekannten Verfahren wird ausschließlich Ammoniakstarkwasser,
und zwar solches, das aus gewöhnlichem schwachem Ammoniakwasser hergestellt worden
ist, zur Verarbeitung auf Ammoniumcarbamat und Harnstoff verwendet. Um dieses Starkwasser
von Schwefelwasserstoff zu befreien, wird dabei die für die Herstellung solchen
Starkwassers
übliche Entsäuerung des Ausgangswassers, d. h. des gewöhnlichen schwachen Ammoniäkwassers,
nur unvollständig, z. B. unter Anwendung beschränkter Temperaturen von nur etwa
7ö bis go° oder abgekürzter Zeitdauer, durchgeführt und vorzeitig, zweckmäßig nach
dem Entweichen der Hauptmenge des Schwefelwasserstoffs, abgebrochen. Hiermit wird
die möglichst weitgehende Zurückhaltung der Kohlensäure im Starkwasser zur späteren
Bindung des Ammoniaks als Carbamat bezweckt. Nun ist aber erfahrungsgemäß schon
im gewöhnlichen Ammoniakschwachwasser nur ein Teil des Ammoniaks an Kohlensäure
gebunden. Durch die bei seiner Verarbeitung zu Starkwasser vorgenommene Entsäuerung,
selbst wenn sie nach dem Gedanken des bekannten Verfahrens unvollständig durchgeführt
wird, entweicht aber immer ein Teil dieser ursprünglich im Ausgangswasser vorhanden
gewesenen Kohlensäure, so daß das erzeugte Starkwasser einen noch stärkeren Fehlbetrag
an Kohlensäure im Verhältnis zu Ammoniak aufweist. Darüber hinaus hat die dem Zweck
möglichst weitgehender Erhaltung der Kohlensäure dienende nur teilweise Entsäuerung
naturgemäß den Nachteil, daß die Beseitigung des Schwefelwasserstoffs aus dem Starkwasser
und damit aus dem Enderzeugnis der Carbamat- bzw. Harnstoffherstellung ungenügend
weit getrieben wird. Wegen des erwähnten Mangels an Kohlensäure wird einerseits
überschüssiges Ammoniak durch das Verfahren selbst nutzlos hindurchgetragen, andererseits
die Möglichkeit versperrt, das gesamte verfügbare Ammoniak der Kohlendestillationsgase
bzw. des aus ihnen gewonnenen Ammoniakschwachwassers zu Carbamat bzw. Harnstoff
als Enderzeugnis aufzuarbeiten; es muß also ein Teil des im ganzen verfügbaren Ammoniaks,
wenn man dieses vollständig verwerten will, in die Form andersartiger Erzeugnisse
übergeführt werden. Nun hat aber bekanntlich gerade die Harnstoffherstellung in
erster Linie den Zweck, das Ammoniak ausschließlich in Form dieses wertvollen Erzeugnisses
zu gewinnen und damit das Herstellen andersartiger Erzeugnisse entbehrlich zu machen.
Der hiermit gesuchte Vorteil wird also bei dem bekannten Verfahren nicht erreicht.
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Bei dem Verfahren der Erfindung zur Herstellung von Ammoniumcarbamat
wird ebenfalls Ammoniakstarkwasser, und zwar solches der üblichen Herstellungsweise,
das also auch den gewohnten Gehalt an Kohlendioxyd und Schwefelwasserstoff besitzt,
eingeführt und einer Druckdestillation unterworfen. Dieses Starkwasser kann aus
der eigenen Erzeugung der Kohlendestillationsanlage, an deren Betrieb das Verfahren
angeschlossen ist, oder aus einer fremden Erzeugung stammen. Nach der Erfindung
werden nun zusätzliche Mengen an Kohlendioxyd und Ammoniak, die aus der Kohlendestillationsreinigung
beschafft werden, in das Verfahren eingeführt und mit dem besagten Ammoniakstarkwasser
zum Zusammenwirken gebracht. Hierzu wird die Kohlengasreinigung in der Weise durchgeführt,
daß verschiedene Ammoniakwässer, die bei der Aufarbeitung sowohl des aus der Reinigung
erhaltenen Ammoniakschwachwassers als auch des für die Druckdestillation bestimmten
Ammoniakstarkwassers anfallen, in die GaswQ,scher zurückgeführt und mit den gasförmigen
Säuren beladen werden. Hierdurch wird eine zusätzliche Menge an Kohlendioxyd für
das Verfahren beschafft. Dadurch kann zunächst für alles dem Verfahren verfügbare
Ammoniak, sogar auch für das zusätzliche Ammoniak von eingeführtem Ammoniakstarkwasser
einer fremden Erzeugung, die zur Carbamatherstellung insgesamt notwendige Kohlensäure
bereitgestellt und zugeführt werden, weil praktisch der im Kohlendestillationsgas
gegebene Vorrat an Kohlensäure um ein Mehrfaches die zur Bindung seines gesamten
Ammoniaks erforderliche Menge übersteigt. Ferner wird nach dem Erfindungsgedanken
des neuen Verfahrens der durch weitgehende Entsäuerung des schwachen Ausgangsammoniakwassers
erhaltene Strom von Kohlendioxyd und Schwefelwasserstoff nebst ansehnlichen Teilmengen
mitabgetriebenen Ammoniaks zur Einwirkung auf das eingeführte Ammoniakstarkwasser
in einer dampfbeheizten und an der Spitze mit Frischwasser berieselten Kolonne gebracht.
Hierdurch wird einerseits dieses Ammoniakstarkwasser weitgehend entschwefelt, weil
Kohlendioxyd auf daneben gelösten Schwefelwasserstoff austreibend wirkt, andererseits
werden durch die Dephlegmierwirkung der Frischwasserberieselung alles in der Kolonne
hochsteigende Ammoniak und ein beträchtlicher Teil des Kohlendioxyds zurückgehalten,
also dem eingeführten Starkwasser zugemischt und mit ihm als zusätzliche Ausgangsstoffe
in die nachgeschaltete Druckdestillation übergeführt, die der Carbamathersteliung
dient.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen in erster Linie
darin, daß das verfügbare Ammoniak nicht nur der Kohlendestillationsanlage selbst,
sondern sogar noch zusätzliches, in Form von fremderzeugtem Ammoniakstarkwasser
zugeführtes Ammoniak vollständig auf Carbamat verarbeitet werden können, und zwar
mit Aufwendung nur der eigenen Kohlensäure des Destillationsgases, das dabei zudem
noch eine weitergehende Reinigung von seinen sauren Gasbestandteilen erfährt. Ein
weiterer Vorteil ist der, daß das in die Druckdestillation zu überführende Ammoniakstarkvasser
durch die Art der Verfahrensführung in weitestgehendem Maße von Schwefelwasserstoff
befreit wird, so daß die anschließende Carbamat- und Harnstoffherstellung wesentlich
vergünstigt werden und reinere Erzeugnisse mit geringerem Aufwand ergeben. Durch
die. vollkommene Anpassung der erforderlichen Kohlendioxydmenge an die verfügbare
Ammoniakmenge wird außerdem der Betrieb der Carbamat- und Harnstoffherstellung verbessert
und verbilligt.
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Das Verfahren und seine Durchführung im einzelnen werden nachstehend
an Hand der Zeichnung erläutert, die eine beispielsweise Ausführungsform einer hierzu
geeigneten Einrichtung in einer schematisch gehaltenen Aufrißdarstellung zeigt.
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Der obere Teil der Zeichnung stellt die Gaswascheranlage zur Entfernung
sowohl des Ammoniaks als auch der sauren Verunreinigungen Schwefelwasserstoff, Kohlendioxyd
usw. dar. Diese Anlage umfaßt drei im GasstromhintereinandergeschalteteWaschtürme
z, 2, 3,
die als Hordenwascher, Kolonnenwascher, Streudüsenwascher
od.dgl. ausgebildet sein können, mit. zugehörigen Tiefbehältern 4, 5 und 6 zum Auffangen
der ablaufenden Waschflüssigkeiten und mit einem gemeinsamen Sammelbehälter 7, der
zugleich als Scheidebehälter für die Abtrennung des Teers eingerichtet sein kann.
Der Tiefbehälter 4 des ersten Gaswaschers i erhält durch die Rohrleitung 8 eine
Zufuhr von Ammoniakkondenswasser aus der vorgeschalteten (nicht mitgezeichneten)
Kühleranlage für das Rohgas. Das darin gekühlte Rohgas betritt durch die Rohrleitung
g den ersten Gaswascher i unten, verläßt ihn oben durch die Rohrleitung io und tritt
in den zweiten Gaswascher 2 unten ein, verläßt diesen durch die Rohrleitung ii und
tritt in den dritten und letzten Gaswascher 3 unten über, den es durch die Rohrleitung
12 frei von Ammoniak und sauren Verunreinigungen verläßt. Dieser letzte Gaswascher
3 erhält an der Spitze eine Zufuhr 13 von Frischwasser. Sein Ablaufwasser gelangt
in den Tiefbehälter 6 und fließt aus diesem in den Tiefbehälter 5 des zweiten Gaswaschers
2 über. Aus diesem Behälter 5 entnimmt die Pumpe 14 laufend eine größere Menge an
Waschflüssigkeit, als der bei 13 zugeführten Frischwassermenge entspricht, und fördert
sie durch die Druckleitung 15 auf die Spitze des zugehörigen Gaswaschers 2. Diese
beiden Gaswascher 2 und 3 haben die Aufgabe, aus dem durch Rohrleitung io zugeführten,
bereits von den sauren Verunreinigungen im wesentlichen gereinigten Gas das noch
darin enthaltene Ammoniak vollständig zu entfernen und in dem Ablauf des Gaswaschers
2 möglichst anzureichern; diesem letzteren Zweck dient hauptsächlich der durch die
Pumpe 14 herbeigeführte ständige Umlauf an Waschflüssigkeit. Der erste Gaswascher
i hat vorwiegend die Aufgabe, aus dem in ihn eingeleiteten Rohgas die sauren Verunreinigungen
Schwefelwasserstoff und Kohlendioxyd usw. zusammen mit Ammoniak möglichst weitgehend
und als eine möglichst hoch angereicherte Waschlösung zu entfernen. Dem letzteren
Zweck dient die Umlauf- und Förderpumpe 16, welche dauernd die durch 8 in den Tiefbehälter
4 eingeführte Zulaufflüssigkeit, Ammoniakkondensat der Gaskühlung, und die Ablaufflüssigkeit
des Waschers i durch die Druckleitung 17 auf die Spitze desselben fördert und im
Umlauf hält. Ferner werden diesem Gaswascher i an seiner Spitze durch die Rohrleitungen
18 und ig ammoniakhaltige Wässer verschiedenen Stärkegrades aus der späteren Aufarbeitung
der verschiedenen in den Betrieb gelangten ammoniakhaltigen Flüssigkeiten zugeführt,
um das zusätzliche und im Kreislauf gehaltene Ammoniak zu beschaffen, das dazu dient,
die erwähnten sauren Stoffe H2 S und C 02 in der Waschflüssigkeit des Gaswaschers
i zu binden und dadurch mindestens großenteils aus dem Gase zu entfernen. Im Sammelbehälter
7 laufen die angereicherten Waschflüssigkeiten sowohl des Gaswaschers i als auch
der Gaswascher 2 und 3 zusammen und stehen von hier an für die nachfolgende Aufarbeitung
zur Verfügung.
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Die im unteren Teil der Zeichnung dargestellte Anlage zur Weiterverarbeitung
der in der Gaswaschung gewonnenen Waschlösung enthält eine Abtreiberanlage aus zwei
zusammengeschalteten Kolonnen 2o und 21, von denen die erstere ein fraktionierender
Abtreiber zur Abtrennung hauptsächlich der sauren Gase Schwefelwasserstoff und Kohlendioxyd
neben einem Teil von Ammoniak und die zweite ein Schlußabtreiber mit üblicher Kalkkolonne
22 zur Freimachung und Gewinnung der restlichen Hauptmenge des Ammoniaks in Form
eines verdichteten mittelstarken Ammoniakwassers ist. Jede der beiden Kolonnen besitzt
am Fuß eine regelbare Zufuhr 23 bzw. 24 von unmittelbar beheizendem Wasserdampf.
Die Pumpe 26 entnimmt durch die Saugleitung 25 die im Behälter 7 gesammelte und
vom abgesetzten Teer geschiedene wässerige Waschlösung, welche neben dem gesamten
Ammoniak, das in den Betrieb des Gaswaschers i eingeführt worden ist, die in der
gesamten Wascheranlage aus dem Gas entfernten Anteilmengen von Schwefelwasserstoff,
Kohlendioxyd u. dgl. sauren Verunreinigungen enthält, und fördert sie durch die
Druckleitung 27 auf einen der oberen Böden der Abtreiberkolonne 2o. Der Betrieb
dieser Kolonne 2o wird nun durch die später zu beschreibende Einstellung der Menge
von beheizenden Dämpfen, die in ihr Bodenteil eintreten, derart geführt, daß durch
die Dämpfeabgangsleitung 28 an der Kolonnenspitze nicht nur praktisch die Gesamtmenge
der mit der aufzuarbeitenden Waschlösung eingebrachten sauren Gase Schwefelwasserstoff
und Kohlendioxyd, sondern auch eine ansehnliche Teilmenge des miteingebrachten Ammoniaks,
gemischt mit beträchtlichen Beimengungen an Wasserdampf, abzieht. Die abgetriebene
Flüssigkeit, die nun an Wertstoffen im wesentlichen nur noch Ammoniak, und zwar
sowohl flüchtiges wie auch gebundenes, nicht aber mehr saure Gase in nennenswerter
Menge enthält, wird durch die Abgangsleitung 29 der Schlußabtreiberkolonne 21 etwa
auf deren dritten Boden von oben her zugeführt, durchfließt diese Kolonne bis zu
ihrem Fußteil 3o, das als Kalkmischgefäß dient, tritt dann durch die Rohrleitung
31 in die Kalkkolonne 22 über und wird durch die Heizdampfzufuhr 24 vollständig
von allem Ammoniak befreit, so daß durch die Abgangsleitung 32 ein völlig abgetriebenes
Abwasser abgeht. Die Ammoniakdämpfe der Kall:kolonne 22 treten durch die Dämpferohrleitung
33 in die Abtreiberkolonne 21 über, durchziehen das entgegenfließende, von 29 her
zugebrachte Ammoniakwasser und werden nun etwa in Höhe dieses Zuflusses, nach der
Zeichnung im vierten Boden von oben, geteilt. Ein Teil wird durch die Dämpfeübertrittsleitung
34 in den Fußteil der Fraktionierkolonne 2o eingeleitet und bewirkt zusammen mit
der Heizdampfzufuhr 23 die dieser Kolonne zugewiesene fraktionierende Abtreibung;
der andere Teil der Dämpfe zieht durch die oberen Böden der Kolonne 21 bis zur Spitze
und wird durch die Dämpfeleitung 35 abgeführt. In dieser ist das Regelungsorgan
36 angeordnet, um das Mengenverhältnis der nach 34 und 35 hin verzweigten Dämpfe
regeln zu können. Ein wesentliches Hilfsmittel hierfür ist nun auch die richtige
gegenseitige Einstellung der hierauf abzustimmenden beiden Heizdampfzufuhren durch
23 und 24. Die durch 35 abgeleiteten Ammoniakdämpfe können lediglich für den Fall,
daß eine weitere
Verdichtung derselben an Ammoniak- gewünscht wird,
zunächst durch den fakultativ gedachten und deshalb punktierten Dephlegmator 37
zwecks _ einer Teilverdichtung geführt, und das Kondensat desselben kann durch die
Rohrleitung 38 als Verstärkungsrücklauf auf den obersten Boden der Kolonne 2i aufgegeben
werden. Im Ausführungsbeispiel der Zeichnung wird jedoch vorgesehen, daß die Dämpfe
der Leitung 35 direkt in einen Schlußkühler 39 einmünden und hierin zu einem
mittelstarken Ammoniakwasser von beispielsweise 12 °/o NH3 verdichtet werden. Dieses
Ammoniakwasser wird in dem Behälter 40 gesammelt und fließt durch dieRohrleitung4z
der Förderpumpe 42 zu, welche es durch die, anschließende Druckleitung 18 auf die
Spitze des ersten Gaswaschers z aufgibt.
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Nach der Erfindung dienen die aus der Spitze des fraktionierenden
- Abtreibers 2o durch die Rohrleitung 28 abziehenden Dämpfe, welche neben verhältnismäßig
wenig Schwefelwasserstoff verhältnismäßig viel Kohlendioxyd und ansehnliche Mengen
von flüchtigem Ammoniak mit sich führen, dazu, um in einer folgenden Verarbeitungsstufe
sowohl durch teilweise Verdichtung Ammoniakstarkwasser und Kohlendioxyd für die
später folgende Herstellung von Ammoniumcarbamat zu beschaffen, als auch dazu, um
dieses wie auch weiteres zur Carbamatherstellung erforderliches Ammoniakstarkwasser
zu entschwefeln. Zu diesem Zweck werden die erwähnten Dämpfe aus 28 in die Entschweflerkolonne
43 unten eingeführt. Diese Kolonne besitzt am Fuß eine regelbare Zufuhr 44 für unmittelbar
beheizenden Wasserdampf und an der Spitze eine Zufuhr 45 von Frischwasser. Außerdem
wird dieser Kolonne 43 nach einem weiteren Merkmal der Erfindung auf einem der oberen
Böden, nach der Zeichnung auf dem vierten von oben, durch den Zulauf 46 die für
die Carbamatherstellung noch fehlende Menge an Ammoniakstarkwasser zugeführt. Im
vorliegenden Beispiel wird vorausgesetzt, daß dieses bei 46 zugeführte Ammoniakstarkwasser
aus einem fremden Betrieb stammt; dies kommt z. B. für den Fall in Betracht, daß
die Herstellung von Ammoniumcarbamat bzw. die anschließende von Harnstoff auf einer
Kokerei- und Nebengewinnungsanlage für eine Mehrzahl von anderen gleichartigen Betrieben
zentralisiert wird, welche Ammoniakstarkwasser der üblichen Qualität, also solches
mit einem gewissen Gehalt an Kohlendioxyd und Schwefelwasserstoff, für diesen Zweck
liefern. Für das erfindungsgemäße Verfahren besteht jedoch nicht diese dem Zeichnungsbeispiel
entsprechende Beschränkung der Herkunft des zusätzlichen Ammoniakstarkwassers aus
einem fremden Betrieb; man könnte vielmehr dieses bei 46 der Kolonne 43 zuzuführende
Ammoniakstarkwasser aus dem Betrieb der Anlage selbst gewinnen, beispielsweise dadurch,
daß man aus dem Anfall von mittelstarkem Ammoniakwasser, das sich im Sammelbehälter
4o des Schlußabtreibers 2z aufspeichert, einen Teil für diesen Zweck abnimmt. In
diesem Fall würde -es sich allerdings empfehlen, den oben als fakultativ hingestellten
Dephlegmator 37 mit vorzusehen und zu betreiben, damit das gewünschte Ammoniakwasser
in genügender Stärke verfügbar ist. Wenn man den Betrieb der Kolonne 43 richtig
führt, insbesondere wenn man die Erhitzung'der durch sie hindurchlaufenden Flüssigkeiten
durch die Dampfbrause 44 passend einstellt, beispielsweise auf eine Temperatur im
Kolonnenkopf von etwa 30 bis 40° und im Kolonnenfuß von etwa 7o bis 8o°,
wofür gleichzeitig die Frischwasserzufuhr durch 45 gehörig abgestimmt werden muß,
so erreicht man, daß aus der Kolonnenspitze durch die Rohrleitung 47 gar kein Ammoniak,
sondern nur ein beschränkter Teil des in die Kolonne 43 insgesamt eingeführten Kohlendioxyds
und fast sämtlicher miteingeführter Schwefelwasserstoff entweichen und daß erhebliche
Anteilmengen des insgesamt eingeführten Kohlendioxyds verdichtet werden und zusammen
mit dem Ammoniak als ein Starkwasser am Fuß der Kolonne durch die Rohrleitung 48
abgehen. Bei diesen Vorgängen wirkt das gasförmig durch die verschiedenen Höhenabschnitte
der Kolonne 43 aufwärts ziehende Kohlendioxyd in an sich bekannter Weise abtreibend
auf den vorhandenen Schwefelwasserstoff, was dessen nahezu vollständige Entfernung
begünstigt. Die an der Kolonnenspitze durch die Leitung 47 abziehenden, an Kohlendioxyd
verhältnismäßig reichen und daneben noch Schwefehvasserstoff enthaltenden Gase können
entweder einer Einrichtung, z. B. einem Claus-Ofen, zur nutzbringenden Schwefelgewinnung
oder einem anderen Nutzzweck zugeführt werden. Statt dessen können sie auch, gegebenenfalls
teilweise, durch die in der Zeichnung punktiert dargestellte Rohrleitung 49 in das
Rohgas, und zwar zweckmäßig in die Rohgaszutrittsleitung g vor dem ersten Gaswascher
z, eingeführt werden. Hierdurch wird die Konzentration der Rohgase an Kohlendioxyd
durch teilweisen Kreislauf desselben innerhalb der Gaswascheranlage gesteigert,
was seine zum Verfahren gehörende Erfassung aus dem Rohgas und seinen Erhalt in
Form einer möglichst konzentrierten ammoniakhaltigen Waschlösung erleichtert. Eine
vollständige Entfernung des Kohlendioxyds wie auch des Schwefelwasserstoffs aus
dem Rohgas ist auf diesem Wege naturgemäß nicht möglich, wird aber für die Zwecke
des Verfahrens auch nicht benötigt und nicht beabsichtigt.
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Der Betrieb sämtlicher bisher beschriebener Verfahrensabschnitte,
insbesondere der Abtreiberkolonnen 2o, 7,1 und der Entschweflerkolonne 43, spielen
sich im allgemeinen bei wesentlich atmosphärischem Druck ab. Die Weiterverarbeitung
der aus dem Entschwefler 43 durch die Leitung 48 abgehenden Lösung von Ammoniakstarkwasser
und Kohlendioxyd auf Ammoniumcarbamat in der angeschlossenen Kolonne 50 erfolgt
jedoch unter erhöhtem Druck von beispielsweise 15 Alm. Die Flüssigkeit wird daher
mittels einer Druckpumpe 49 durch die Druckleitung 51 in die Kolonne 50 übergeleitet.
Diese Kolonne steht durch eine an ihre Spitze angeschlossene Dämpfeleitung 52 mit
einem Paar von indirekt wirkenden Röhrenkühlern 53 in Verbindung, welche ebenfalls
unter dem erwähnten Druck gehalten werden. Am Bodenteil der Kolonne 5o wird die
Flüssigkeit mittels der Umlaufpumpe 54 durch einen befeuerten Röhrenofen 55 ständig
herumgetrieben, und dadurch wird
die erforderliche Wärmezufuhr zur
Kolonne 5o herbeigeführt. Es wird eine Temperatur am Fuß der Kolonne 50 von
beispielsweise 15o° gehalten. Unter diesen Druck- und Temperaturbedingungen bildet
sich in der Kolonne 5o aus dem flüssig eingeführten Gut, einer Lösung von Ammoniakstarkwasser
mit hohem Gehalt an Kohlendioxyd, aber mit sehr wenig Schwefelwasserstoff, in Gegenwart
der mitabziehenden Wasserdämpfe Ammoniumcarbamat, das unter dem herrschenden Betriebsdruck
durch eine nachfolgende Kühlung, etwa bis 8o°, die in einem oder in beiden Kühlern
53 erfolgt, gegebenenfalls unter Mitbenutzung eines nicht gezeichneten Dephlegmators,
zu einer starken wäßrigen Lösung verdichtet wird. Diese Lösung, das Enderzeugnis
des beschriebenen Verfahrens, wird durch die Rohrleitung 56 der im Beispiel vorgesehenen
weiteren Verarbeitung auf Harnstoff zugeführt, die unter weiterer erheblicher Druckerhöhung
und Erhitzung vor sich geht, hier aber nicht weiter beschrieben wird. Da die Innenräume
der Kühler 53, in denen die Verdichtung stattfindet, schon bei geringen Schwankungen
der Endtemperatur zur Bildung fester Ansätze von kohlensauren Ammoniakverbindungen
neigen, empfiehlt es sich, immer nur jeweils einen von zwei Kühlern in Betrieb zu
halten und währenddem den anderen von den gebildeten Ansätzen zu befreien. Die Zuleitungen
und Ableitungen der Kühler sind zu diesem Zweck, wie in der Zeichnung angegeben,
entsprechend mit Absperrvorrichtungen auszustatten.
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Am Fuß der Kolonne
50 wird die abgetriebene Flüssigkeit durch
ein druckhaltendes Ventil
57 und die Leitung 58 zunächst in einen Kühler
59, der unter atmosphärischem Druck steht, und weiter nach ihrem vollständigen
Herabkühlen in den Sammelbehälter 6o abgeführt. Diese Flüssigkeit ist hinsichtlich
Ammoniak nicht vollständig abgetrieben; sie stellt ein etwa 3o/oiges Ammoniakwasser
dar. Sie wird nun erfindungsgemäß durch die Pumpe 61 entnommen und durch die Druckleitung
i9 auf die Spitze des ersten Gaswaschers i aufgegeben, um mit ihrem Ammoniak zur
Bindung des Kohlendioxyds und teils auch des Schwefelwasserstoffs und zu deren Entfernung
aus dem Rohgas beizutragen. Mit dieser Rückführung des abgetriebenen Ammoniakwassers
aus der Kolonne
50 in die Gaswaschung ist der Ammoniakkreislauf in der Anlage
geschlossen. Beispiel In dem nachstehenden Beispiel werden für die vorbeschriebene
Verfahrensdurchführung gemäß der Zeichnung (ohne Berücksichtigung der darin punktierten
Abänderungen) die Mengen der in und durch das Verfahren gehenden und aus ihm heraustretenden
bzw. als Erzeugnis anfallenden Stoffe je Stunde wie folgt angegeben:
| Koksofengas, bei g zutretend .................... 30
ooo Nm3/h |
| Kühlerkondensat, bei 8 zufließend ............... 15
M3/h |
| Gesamtes Ammoniak im Koksofengas und Kühler- |
| kondensat ................................... 275 kg
N H3/h |
| Ammoniakzufuhr bei 18 ........ . ...............
5 m3 Ammoniakwasser/h mit 60o kg NH3 (also i2°/oig) |
| Ammoniakzufuhr bei i9 .............. . .........
4 m3 Ammoniakwasser/h mit i20 kg NH3 (also 3°/oig) |
| Frischwasserzufuhr bei 13 .... . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . io m3/h |
| Beschickung der Fraktionskolonne 2o (bei 27) ..... 34
m3 Ammoniakwasser/h |
| mit 995 kg N H3 |
| # 1050 kg c02 |
| ioo kg H2 S |
| Abtriebsdämpfe der Fraktionskolonne 2o (bei 28) .. Wasserdampf |
| mit 275 + 120 = 395 kg N H3/h |
| iooo kg C 02/h |
| 95 kg H2 S/h |
| Beschickung des Entschweflers 43 ................ 1
1113 Frischwasser/h (bei 45) |
| -f-2,5 m3 Ammoniakstarkwasser/h (bei 46) |
| mit 400 kg NH3 (also i6°/oig) |
| + 300 kg C 02 |
| + 75 kg H2 S |
| Abtriebsdämpfe des Entschweflers (bei 47) ........ Wasserdampf |
| mit 425 kg C 02/h |
| + 16o kg H2 S/h |
| Abgangsflüssigkeit (bei 48) des Entschweflers 43 bzw. |
| Beschickung (bei 51) der Carbamatkolonne 50 ..... 4
m3 Ammoniakstarkwasser/h |
| mit 795 kg NH3 (also 2o°/oig) |
| + 875 kg CO, |
| + io kg H2 S |
| Abtriebsdämpfe der Carbamatkolonne bei 52 zum |
| Kühler übertretend ........................... Wasserdampf |
| mit 675 kg N H3/h |
| + 875 kg C 02/h |
| Abgangsflüssigkeit der Carbamatkolonne 50 (bei 57/58) 4 m3
Ammoniakwasser/h |
| mit 12o kg NH3 (also 3o/oig). |
Die Einzelmengen an
N H, C02 und
H, S für die verschiedenen
Stellen des Verfahrens sind ohne Rücksicht auf Verluste und zeitliche Schwankungen
theoretisch genau eingesetzt worden, um die Übersicht für die Wege der einzelnen
Stoffe, namentlich im Kreislauf, klarzumachen.