DE926244C

DE926244C - Saettiger for the production of ammonium salts, preferably for ammonium sulfate

Info

Publication number: DE926244C
Application number: DEG8791A
Authority: DE
Inventors: Karl Krick
Original assignee: RHEINELBE BERGBAU AG
Current assignee: RHEINELBE BERGBAU AG
Priority date: 1952-05-08
Filing date: 1952-05-08
Publication date: 1955-04-14

Description

Sättiger zur Gewinnung von Ammonsalzen, vorzugsweise für Ammonsulfat Die Erfindung bezieht sich auf die Gewinnung von Ammonsalzen, vorzugsweise von Ammonsulfat, aus Gasen unter Zuhilfenahme vom Säuren, und hier in Sonderheit auf einen SättigeT; bei dem dass zu gewinnende Ammonsalz b@zw. Ammonsu.lfat mit Hilfe verdünnter Schwefelsäure dem Kokereigas. entzogen wird, indem die Säure in ständigem, Umlauf mit dem Gas in Berührung gebracht wird und durch Sättigung und ständige Anreicherung dem Gas das zu gewinnende Ammoniak entzieht. Dabei ist im Sättiger Vorkehrung getroffen, den ständigen Umlauf der Säure zu dem in ihr eingeführten. Gasstrom durch den Gasstrom selbst zu bewirken und dabei Säure und Gas so miteinander in innige Berührung zu bringen., daß dem Gas durch die Säure ständig das. zu gewinnende Ammoniak entzogen wird. Die sich hierbei bildenden Salzkeime werden mit der sie tragenden Säure bei deren kontinuierlicher Umwälzung immer wieder mit dem Gasstrom in Berührung kommen und bis. zu einer gewünschten Korngröße wachsen, um dann in bekannter Weise abgezogen; zu werden.Saturator for the production of ammonium salts, preferably for ammonium sulphate The invention relates to the extraction of ammonium salts, preferably ammonium sulfate, from gases with the aid of acids, and here in particular on a saturant; in which that ammonium salt to be obtained b @ zw. Ammonsu.lfat with the help of dilute sulfuric acid the coke oven gas. is withdrawn by keeping the acid in constant circulation with the gas is brought into contact and by saturation and constant enrichment the gas removes the ammonia to be obtained. Thereby precautions are taken in the saturator, the constant circulation of the acid to that introduced into it. Gas flow through the gas flow to bring about itself and thereby to bring acid and gas into intimate contact with one another bring. that the ammonia to be obtained is constantly withdrawn from the gas by the acid will. The salt nuclei that form during this process contribute to the acid that carries them whose continuous circulation repeatedly come into contact with the gas flow and until. grow to a desired grain size, then peeled off in a known manner; to become.

Bei der Gewinnung der verschiedensten verwertbaren: Bestandteile aufs Gasen, beispielsweise bei der Gewinnung vom: Ammonsalzen, vorzugsweise vom, Ammonsulfat, aus den bei der Verkokung der Kohle entweichenden, Gasen, ist es bekannt, dem Ga . das Ammoniak dadurch zu entziehen, daß man das Gas in ständige Berührung mit einer Säure, beispielsweise verdünnter Schwefelsäure, bringt, die sich dabei; mit dem Ammoniak sättigt. Das hierbei anfallende Ammonsalz wird immer wieder mit neuem. Gas in Berührung gebracht, um eine bestimmte Korngröße zu erreichen. Es ist also erforderlich, die gesamte Säureflüssigkeit mit dem Salz durch ständiges Umwälzen immer wieder in die Reaktionszone zurückzuführen und hier in möglichst innige Berührung mit dem Gasstrom zu bringen, um eine gleichmäßige und sich stetig steigernde Kristallisation des zu gewinnenden Ammons.alzes aus. dem Gasstrom zu erzielen.When extracting the most varied of usable constituents on gases, for example when extracting ammonium salts, preferably ammonium sulphate, from the gases escaping during the coking of coal, it is known to use gas. to withdraw the ammonia characterized in that brings the gas into continuous contact with an acid, for example, dilute sulfuric acid, which is thereby; saturated with ammonia. The ammonium salt that arises in this way is always replenished. Gas brought into contact to achieve a certain grain size. It is therefore necessary to return the entire acid liquid with the salt to the reaction zone again and again by constant circulation and to bring it into as intimate contact with the gas flow as possible in order to achieve a uniform and steadily increasing crystallization of the ammonium salt to be obtained. to achieve the gas flow.

Zum Zwecke des, ständigen Umlaufens der verdünnten Schwefelsäure und damit deren Inberührungbringen mit dem Gasstrom hat man bereits vorgeschlagen, im Säurebehälter im Bereich des Gasaustritts unterhalb, desselben Brausen in Form eines mit Austrittsöffnungen versehenen Ringes anzuordnen,, uni mittels der Brausen Preßgas oder ein ähnlich wirkendes Druckmittel in die verdünnte Schwefelsäure einzublasen und so Gasblasen zu erzeugen, die bei ihrem Hochsteigen zum Säurespiegel Teile der Schwefelsäure mitreißen und dadurch eine ständige Umlaufbewegung der verdünnten Schwefelsäure bewirken.. Hier besteht der Nachteil, daß für das Inberührungbringen der Schwefelsäure mit dem Gas zusätzliche Kraft in Form von Preßgas. od. dgl. für die Betätigung der Brausen benötigt wird, ganz abgesehen davon, daß ein Umlauf der gesamten Schwefelsäure nicht gewährleisteit ist und auch keine innige Berührung zwischen dem Gas und der Säure stattfindet. Auch fällt - hier das gewonnene Ammonsalz infolge der m,a:ngelhaften Umwälzung der verdünnten Schwefelsäure und der nicht innigen Berührung derselben mit dem Gass rom im großen. Umfang als Salz geringerer, minderwertiger Korngröße an.For the purpose of, constant circulation of the dilute sulfuric acid and thus bringing them into contact with the gas stream has already been proposed in Acid container in the area of the gas outlet below, the same shower in the form of a to be arranged with outlet openings provided, uni by means of the shower pressurized gas or to blow a similarly acting pressure medium into the dilute sulfuric acid and thus to generate gas bubbles which, as they rise to the acid level, form parts of the Carry away sulfuric acid and thereby a constant circulation of the diluted Sulfuric acid cause .. Here there is the disadvantage that for bringing into contact the sulfuric acid with the gas additional power in the form of compressed gas. or the like for the operation of the showers is required, quite apart from the fact that one cycle of the total sulfuric acid is not guaranteed and no intimate contact takes place between the gas and the acid. Also falls - here the ammonium salt obtained as a result of the m, a: ngelike circulation of the dilute sulfuric acid and the not intimate contact of the same with the gas rome on a large scale. Volume smaller than salt, inferior grain size.

Es- sind auch Sättiget bekannt, bei denen die am Boden des Säurebehälters sich ansammelnden Kristalle zum Zwecke ihrer Anreicherung durch. eine Pumpe vom Behälterboden: abgezogen und in einen. über dem Säurespiegel angeordneten Ringkanal gepumpt werden, aus dem sie dann herabfallen und bei ihrem Herabfallen mit dem hochsteigenden Gais in Berührung kommen:, um, auf diese Weise zu wachsen. Hier wird beim Auftrieb des Gases ein gewisser Teil der im im Behälter stehenden Säure dur'ah das Gas in Bewegung versetzt und mit dem Gas hochgetrieben; jedoch ist diese Säurebewegung bei dem großen Volumen der dem Gas ausgesetzten Säure nur eine räumlich beschränkte, und der Säureauftrieb ist nur ein oberflächlicher und nicht so tiefgebend, daß auch die am Boden des. Behälters lagernden Kristalle mitgerissen und erneut in die Reaktionszone gebracht werden. Hierzu bedarf es. auch zusätzlicher Mittel in Form der erwähnten. Pumpe, um die, am Boden des. Behälters. liegenden Kristalle abzuziehen und dem über dem Säurespiegel angeordneten Ringkanal zuzuführen.There are also saturations known in which the at the bottom of the acid tank accumulating crystals for the purpose of their enrichment. a pump from Container bottom: peeled off and in one. Ring channel arranged above the acid level are pumped, from which they then fall and when they fall with the rising Gais come in contact: in order to grow, that way. Here is the buoyancy of the gas, a certain part of the acid in the container passed through the gas Moved and propelled up with the gas; however, this is acid movement with the large volume of acid exposed to the gas only a spatially limited one, and the acid buoyancy is only superficial and not so deep that that too the crystals stored at the bottom of the container are entrained and returned to the reaction zone to be brought. This requires. also additional funds in the form of those mentioned. Pump to the, at the bottom of the. Container. Peel off lying crystals and the over to supply the acid level arranged annular channel.

Endlich noch sind Sättiget für die Gewinnung von Ammonsulzen aus, Gaisen bekannt, bei denen innerhalb des Säurebades ein. Führungszylinder oder -kegel angeordnet ist. Hier dient der Führungszylinder oder -kegel lediglich zur Führung der sich mit dem Salz anreichernden; Säure bei ihreirn.- Umlauf; es müssen also auch hier zusätzliche Mittel in Form von Pumpen, Rührern oder Brausen vorgesehen werden, durch die die Sättigerflüssigkeit in Umlauf gesetzt wird.At last there are still sates for the extraction of ammonium salts from, Gaisen known to have one inside the acid bath. Guide cylinder or cone is arranged. Here the guide cylinder or cone is only used for guidance the one that becomes enriched with the salt; Acid in their circulatory system; so it must here, too, additional means are provided in the form of pumps, stirrers or showers through which the saturator liquid is circulated.

Um nun bei der Gewinnung von Ammonsalzen aus den bei der Verkokung der Kohle anfallenden Gasen die bei den bisherigen Sättigern notwendigen zusätzlichen Pumpen, Brausen oder Rühret für die Kreislaufbewegung der verdünnten Schwefelsäure auszuschalten und dabei doch eine intensive Kreislaufbewegung der gesamten Säure zu erzielen,, schlägt die vorliegende Erfindung einen Sättiget vor, bei dem für den ständigen, Umlauf der gesamten: verdünnten Schwefelsäure und deren inniger Berührung mit dem Gasstrom letzterer selbst benutzt wird, bei dem. also die bei den bisherigen Sättigern. benötigten zusätzlichen Mittel für den Umlauf der Flüssigkeit in Fortfall kommen. Zu diesem Zwecke bedient sich der Sättiget gemäß der Erfindung ebenfalls eines, in der Säureflüssigkeit angeordneten Führungszylinders oder -kegeln, jedoch ist dieser so gestaltet und angeordnet, daß die Austrittsöffnungen des Gases innerhalb, des Führungszylinders. oder, -kegeln enden, indem der Führungszylinder oder -kegel bis nahezu an den Behältergrund bzw. an den Flüssigkeitsspiegel reicht. Dadurch wird durch das. innerhalb des. Führungszylinders oder -lcegel@s austretende Gas innerhalb des Führungszylinders oder -kegels eine starke Saugwirkung hervorgerufen, durch die die im Behälter stehende Säureflüssigkeit über die bis an den. Behältergrund nahezu reichende Zylinder- oder Kegelkante hinweg angesaugt wird, so daß die Säure immer wieder mit den von ihr getragenen Salzkristallen mit dem eingeführten Gas in Berührung kommt und die Kristalle bis zu einer gewünschten Größe anwachsen können., um dann mit bekannten Einrichtungen; aus dem Sättiget gehoben zu werden. Bei einem derartigen Sättiget kann man, auch die Einrichtung so, treffen, daß die verdünnte Schwefelsäure während ihres Umlaufens sich in mehrere einzelne, sich gegenseitig mitreißende, umlaufende Ströme aufteilt, was durch Unterbrechungen im Führungszylinder oder -kegel erfolgen kann, und es. kann weiterhin. dafür Sorge getragen werden, daß die während des Säureumlaufes sich aus der Säure ständig ausscheidenden und auf dem Säurespiegel ansammelnden- Unreinigkeiten eine stets selbsttätige Entfernung erfahren, was durch unter dem Behälterdach vorgesehene-Schaufeln erfolgen kann, die die Unreinigkeiten vom Säurespiegel nach außen ableiten.To now in the extraction of ammonium salts from the in the coking The gases produced by the coal provide the additional necessary for the previous saturators Pumping, showering or stirring for the circulatory movement of the diluted sulfuric acid to switch off and at the same time an intensive circulatory movement of the entire acid To achieve, the present invention proposes a saturator in which for the constant circulation of the entire: dilute sulfuric acid and its intimate contact the latter itself is used with the gas flow, in which. so those with the previous ones Saturates. required additional funds for the circulation of the liquid in case of failure come. The saturator according to the invention is also used for this purpose of a guide cylinder or cone arranged in the acid liquid, however is this designed and arranged so that the outlet openings of the gas within, of the guide cylinder. or, cones end by the guide cylinder or cone until it almost reaches the bottom of the tank or the liquid level. Through this is generated by the gas escaping within the guide cylinder or lcegel @ s causes a strong suction effect within the guide cylinder or cone, through the acid liquid standing in the container over the up to the. Container base almost reaching cylinder or cone edge is sucked away, so that the acid again and again with the salt crystals carried by it with the gas introduced comes into contact and the crystals can grow to a desired size., around then with known facilities; to be lifted from the saturation. At a Such a saturation can be met, even the device, that the diluted one Sulfuric acid during its circulation turns into several individual ones, one another rousing, circulating currents split up, which is caused by interruptions in the guide cylinder or cone can be made, and it. can continue. ensure that that the constantly precipitating from the acid during the acid circulation and on the acid level accumulating impurities an always automatic removal find out what can be done using shovels provided under the container roof, which divert the impurities from the acid level to the outside.

In der Zenchnung ist der Sättiget gemäß der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel in Fig. i, von. der Fig. 2 eine teilweise Draufsicht darstellt, schematisch im Längsschnitt veranschaulicht.In the drawing, the saturator is according to the invention in one embodiment in Fig. i, of. Fig. 2 is a partial plan view, schematically in longitudinal section illustrated.

Mit i ist der die verdünnte Schwefelsäure aufnehmende Behälter (Sättiget) bezeichnet, und 2 ist das in die Säure eintauchende Rohr für die Gaszuführung, das in seinem unteren Teil Öffnungen:3 besitzt, die sägeartig oder auch sonstwie gestaltet sein können. Hierdurch wird das Gas gleichmäßig auf den Umfang des Rohres verteilt und in verteilter Form in die Säure eingeführt, so daß es bei seinem Hochsteigen die Säure ejekto.rartig mitreißt, die dabei in innige Berührung mit dem Gas kommt und diesem das Ammoniak ganz oder nahezu ganz entzieht. Um dabei zwangläufig einen ständigen Umlauf der verdünnten. Schwefelsäure zu erzielen, ist um die Gasaustritt.söffnungen des Rohres z ein kegelförmiger Zylinder 4 gelegt, um den, die vom hochsteigenden Gas mitgerissen' Schwefelsäure ihren Weg nehmen ruß und so immer wieder von unten in die Reaktionszone gelangt. Hierdurch nimmt die gesamte Säure am Umlauf teil, und es kommen die sich bildenden Salzkeime und das a:wskrista.llisierte Salz mit dem im Gas enthaltenen Ammoniak in ständige, innige Berührung, so daß das Satz mach einer gewissen Zeit his zur gewünschten Korngröße anwächst und. dann bei 5 durch das. Rohr 6 in bekannter Weise abgezogen wird. Die vom Ammoniak befreiten Gase nehmen alsdann durch den Abzugstutzen 7 ihren Weg aus dem Sättiger ins Freie.With i is the container holding the diluted sulfuric acid (saturates) and 2 is the acid-immersed gas supply pipe, the in its lower part openings: has 3, which are saw-like or designed in some other way could be. This distributes the gas evenly over the circumference of the pipe and introduced into the acid in a dispersed form so that it is at his Rising up the acid ejecto.rike entrains, which in doing so comes into intimate contact with comes from the gas and completely or almost completely removes the ammonia from it. To do it inevitably a constant circulation of the diluted. To achieve sulfuric acid is around the gas outlet openings of the tube z a conical cylinder 4 is placed around the, by the ascending Gas carried away 'sulfuric acid take its way soot and so again and again from below enters the reaction zone. As a result, the entire acid takes part in the circulation, and the salt germs that form and the a: wskrista.llized salt come with it the ammonia contained in the gas in constant, intimate contact, so that the sentence makes grows to the desired grain size over a certain period of time and. then through at 5 the. Tube 6 is withdrawn in a known manner. Take the ammonia-free gases then through the vent 7 their way out of the saturator into the open air.

Für eine gute Umlaufbewegung der verdünnten Schwefelsäure und damit für deren innige Berührung mit dem ammo@niakbaJtigen Gas kann, es zweckdienlich sein, die Kreislaufbewegung der Schwefelsäure in zwei oder mehrere Einzelläufe zu unterteilen und diese so zueinander verlaufend zu gestalten, daß sie sich gegenseitig anziehen. und einander mitreißen,. Eine Unterteilung des Schwefelsäureumlaufes kann beispielsweise dar durch hervorgerufen werden., daß in der Wandung des, um das Gasrohr 2 gelegten Führungszylinders oder -kegells 4 Unterbrechungen i i angebracht sind, durch die ein Säureteil beim Umlaufen um dem Führungszylinder 4 vorzeitig seinen Weg in die Reaktionszone nnmmt, während der übrige Teil den Führungszylinder 4 auf dessen ganzen Länge umläuft. Auf diese Weise finden innerhalb der gesamten Schwefelsäure besonders innige Durchwirbelungen statt.For a good circulation movement of the diluted sulfuric acid and thus it can be useful for their intimate contact with the ammonia-containing gas be to the circulatory motion of the sulfuric acid in two or more individual runs subdivide them and make them so that they run towards one another so that they are mutually exclusive attract. and carry each other away. A subdivision of the sulfuric acid cycle can for example be caused by. That in the wall of the to the gas pipe 2 laid guide cylinder or cone 4 interruptions i i are attached, through which an acid part prematurely when circulating around the guide cylinder 4 Path into the reaction zone, while the remainder of the guide cylinder 4 its entire length revolves. In this way find sulfuric acid throughout the whole particularly intimate turbulence takes place.

Weiterhin ist es zur besseren Anreicherung der Säure mit Salz und zur leichteren Umlaufbewegung der Säure dienlich, die sich auf der Säure fortlaufend ausscheidenden Unreinigkeiten vom Säurespiegel, auf dem sie sich ansammeln und schwimmen, ständig abzuziehen, und zwar selbsttätig, ohne besondere Aufwartung. Dies kann. beispielsweise dadurch geschehen, daß über dem Säurespiegel in einem bestimmten Abstand von ihm ein, zwecdcmäßig nach dem äußeren. Behälterumfang geneigt verlaufendes Dach. 9 vorgesehen wird und hieran innen etwa tangential verlaufende Schaufeln io angebracht werden, durch die die auf dem Säurespiegel sich absetzenden Unreinigkeiten bei der Säurebewegung zurückgehalten, werden und an. den Schaufeln entlang nach außen zu einer Stelle gleiten, bei der sie abgezogen werden, so daß immer nur reine Schwefelsäure der Kreislaufbewegung unterliegt. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Sättigers gegenüber den bekannten Sättigern. sind mannigfachster Art. So z. B. sind die Herstellungskosten sowie Betriebsunterhaltungskosten infolge, des Fortfallensi der zusätzlichen Pumpen, Brausen oder Rührer wesentlich, geringer, da damit auch zusätzliche Gasleitungen und Apparaturen in Fortfall kommen und auch. Kompressionskoisten, für die Erzeugung vom. Preßgais eingespart werden. Der Ein.-bau des Sättigers ist äußerst einfach, und es sind im Sättiger keine zur Störung führenden, beweglichen. Teile vorhanden:. Infolge der vorhandenen starken Saugwirkung findet eine intensive Durchmischung des. Sä.ttigerbades statt, es bilden, sich daher im Säurebad keine neutralen. Zonen, so daß der Säuregehalt des Bades sehr niedrig gehalten werden kann. Die starke, für die Umwälzung der Säureflüssigkeit vorhandene Saugwirkung gewährleistet auch eine ununterbrochene, zwangläufige und gleichmäßig verteilte Einführung des gesamten Sättigerbudes in die Reaktionszone, so, daß dem Gas bei schneller und restloser Austragung der schwimmenden Verunreinigungen und damit guter Aufnahmefähigkeit der Säure das Ammoniak restlos entzogen. wird und das, Salz in gut expoxtfähiger Beschaffenheit anfällt. Endlich noch wird ein Verkrusten. der Wände und der Decke des Sättigerbehälters oberhalb des Führungszylinders oder -kegeds. vermieden, da das Dach die zu Verkrustungen führenden Aufspitzungen der Säure ableitet.Furthermore it is for better enrichment of the acid with salt and useful for the easier circulation of the acid, which is continuous on the acid eliminating impurities from the acid level on which they accumulate and float, to be withdrawn all the time, automatically, without any special maintenance. This can. for example happen that above the acid level in a certain Distance from it, expediently towards the outside. Container circumference inclined Roof. 9 is provided and on this inside approximately tangential blades io be attached, through which the impurities deposited on the acid level held back by the acid movement, and on. along the shovels slide outside to a point where they are pulled off, so that only pure Sulfuric acid is subject to circulatory movement. The advantages of the invention Saturator compared to the known saturators. are of the most varied kind. B. are the production costs as well as operating maintenance costs as a result of the omissioni the additional pumps, showers or stirrers are significantly lower, since that also means additional gas pipes and equipment are and are also eliminated. Compression coists, for the generation of. Preßgais can be saved. The installation of the saturator is extremely simple, and there are no disruptive moving ones in the saturator. Parts available :. As a result of the existing strong suction, there is an intense one Mixing of the Sä.ttigerbad takes place, it forms, therefore none in the acid bath neutral. Zones so that the acidity of the bath can be kept very low can. The strong suction effect for the circulation of the acidic liquid also ensures uninterrupted, compulsive and evenly distributed Introduction of the entire saturator volume into the reaction zone so that the gas at faster and complete discharge of floating impurities and thus good Absorption capacity of the acid, the ammonia is completely removed. will and that, salt in good exportable quality is obtained. Finally there is still an encrustation. the Walls and ceiling of the saturator tank above the guide cylinder or keged. avoided, as the roof dissipates the acidic peaks that lead to encrustations.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Saturators for obtaining ammonium salts :, preferably for ammonium sulfate, from when coking. Coal accumulating Gaisen by means of diluted Sulfuric acid, characterized in that around the outlet openings (3) of the gas supply pipe (2) one to nearly one. Container base or to the. Liquid level reaching higher Leitzy linden or cone (4) is placed so that the outlet openings (3) of the gas within the guide cylinder (4) end, whereby without arrangement a Pump, stirrer or shower ensures that the saturator liquid circulates is.

2. Saturator according to claim i, characterized in that the guide cylinder or cone (4.) is provided with ducts (i i) that circulate the acid in individual streams split up.

3. Saturator according to claim i or 2, characterized in that above the acid level in the container (i) an acid starter, a @ ch (9) with tangentially extending blades (io) is provided. Cited pamphlets: German Patent Nos. 567 670, 63 9 041, 675 252, 692 457.