DE933749C

DE933749C - Process for the continuous production of dilute, aqueous ammonium carbonate solutions

Info

Publication number: DE933749C
Application number: DEJ5897A
Authority: DE
Inventors: John Franklin Ross; Harold Sloyer
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1951-06-01
Filing date: 1952-05-25
Publication date: 1955-10-06

Description

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung verdünnter, wäßriger .Ammoniumcarbonatlösungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Ammoniumcarbonat.Process for the continuous production of dilute, aqueous .Ammoniumcarbonatlösung The invention relates to a process for the continuous production of ammonium carbonate.

Die Herstellung von Calciumcarbonat und anderer Carbonate für Leuchtstoffe und Kathodenemissionsmischungen, wie sie üblicherweise in Fluoreszenzlampen verwendet werden, macht die Verwendung eines Alkalicarbonats einheitlicher Zusammensetzung notwendig. Die Verwendung fixer Alkalicarbonate, wie Natrium- und Kaliumcarbonat, ist für diese Zwecke nicht geeignet, weil die üblicherweise im fertigen Produkt vorhandenen Verunreinigungen eine schädliche Wirkung auf den Betrieb der Lampe haben würden. Von den verschiedenen, für diesen Zweck zur Verfügung stehenden Alkalicarbonaten ist das Ammoniumcarbonat das praktischste Material, da bei seiner Verwendung die Gegenwart unerwünschter Alkalisalze im fertigen Carbonat ausgeschlossen werden kann. Das handelsübliche Ammoniumcarbonat ist ein fester Körper von wechselnder Zusammensetzung, der in der Hauptsache aus einer Mischung aus Ammoniumcarbonat, Ammoniumbicarbonat und Ammoniumcarbamat besteht. Dieses Material hat den Nachteil, sich nur langsam in kaltem Wasser zu lösen (in heißem Wasser wird es zersetzt), und es muß mit Ammoniak versetzt werden, wenn ein konstantes Produkt gleichförmiger, chemischer Zusammensetzung erzielt werden soll. Aus diesen Gründen ist daher das handelsübliche Carbonat nicht ganz geeignet für die Herstellung von Carbonaten für die obenerwähnten Verwendungszwecke.The manufacture of calcium carbonate and other carbonates for phosphors and cathode emission mixtures commonly used in fluorescent lamps makes the use of an alkali carbonate of uniform composition necessary. The use of fixed alkali carbonates, such as sodium and potassium carbonate, is not suitable for this purpose because it is usually found in the finished product any impurities can have a detrimental effect on the operation of the lamp would. Of the various alkali carbonates available for this purpose Ammonium carbonate is the most practical material, since when it is used the Presence of undesired alkali salts in the finished carbonate can be excluded. The commercially available ammonium carbonate is a solid body of varying composition, which mainly consists of a mixture of ammonium carbonate, ammonium bicarbonate and ammonium carbamate. This material has the disadvantage of being slow to dissolve in cold water (in hot water it is decomposed), and it must with ammonia be offset when a constant product of uniform chemical composition should be achieved. For these reasons, therefore, the commercially available carbonate is not quite suitable for the production of carbonates for the purposes mentioned above.

Gegenstand der Erfindung ist ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Ammoniumcarbonatlösungen konstanter Zusammensetzung.The invention relates to a continuous process for production of ammonium carbonate solutions of constant composition.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung des Verfahrens gemäß der Erfindung im Zusammenhang mit den Figuren ersichtlich.Further details and advantages of the invention are from the following Description of the procedure according to the invention in context can be seen with the figures.

Fig. i ist ein Fließdiagramm eines Verfahrens gemäß der Erfindung; Fig. 2 ist eine Vorderansicht eines Wasser-Ammoniak-Mischers und einer Analysiervorrichtung, wie sie zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet werden; Fig. 3 ist eine Vorderansicht einer Analysiervorrichtung für Ammoniumcarbonat mit konstantem Überlaufspiegel, wie sie zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet wird.Fig. I is a flow diagram of a method according to the invention; Fig. 2 is a front view of a water-ammonia mixer and analyzer; how they are used to carry out the method according to the invention; Fig. 3 is a front view of a constant ammonium carbonate analyzer Overflow mirror, as used for carrying out the method according to the invention will.

Gemäß der Erfindung werden verdünnte, wäßrige Ammoniumcarbonatlösungen fortlaufend gleicher Zusammensetzung kontinuierlich dadurch hergestellt, daß einer verhältnismäßig großen Menge einer verdünnten, wäßrigen Ammoniumcarbonatlösung wäßrige Ammoniaklösung und feinzerteilte Kohlensäure kontinuierlich zu- und aus ihr Ammoniumcarbonatlösung kontinuierlich abgeführt wird, derart, daß Konzentration und Zusammensetzung der Ammoniumcarbonatlösung konstant bleiben.According to the invention, dilute, aqueous ammonium carbonate solutions are used continuously the same composition continuously produced by the fact that one relatively large amount of a dilute aqueous ammonium carbonate solution Ammonia solution and finely divided carbonic acid continuously add and remove ammonium carbonate solution is continuously discharged, such that the concentration and composition of the Ammonium carbonate solution remain constant.

Ammoniaklösung wird vorzugsweise zuerst durch kontinuierliche Mischung von Wasser mit einer konzentrierten Ammoniaklösung handelsüblicher Konzentration in geregelten Mengen hergestellt. Es wird eine verdünnte Lösung bestimmter Konzentration erhalten, die durch ihr spezifisches Gewicht für jede Temperatur festgelegt ist. Die verdünnte Ammoniaklösung wird dann kontinuierlich, so wie sie sich gebildet hat, in eine verhältnismäßig große, vorher hergestellte Menge von Ammoniumcarbonatlösung der gewünschten Endkonzentration eingeführt, durch die Kohlendioxyd kontinuierlich hindurchgeleitet wird (beispielsweise hindurchperlt), das sich mit dem vorhandenen Ammoniak umsetzt und kontinuierlich eine Ammoniumcarbonatlösung bildet, die sich im Mittel auf die gewünschte, gleichmäßige, vorherbestimmte Zusammensetzung einstellt. Fertiggebildete Ammoniumcarbonatlösung wird kontinuierlich aus der Charge abgezogen, und zwar in einer Volumenmenge, die der der zufließenden Menge an Reaktionsteilnehmern entspricht, und die fertige Lösung in einem Vorratstank gesammelt.Ammonia solution is preferably added first by continuous mixing of water with a concentrated ammonia solution of commercially available concentration produced in regulated quantities. It becomes a dilute solution of certain concentration obtained, which is determined by its specific gravity for each temperature. The dilute ammonia solution is then continuously formed as it is has, in a relatively large, previously prepared amount of ammonium carbonate solution The desired final concentration is introduced through the carbon dioxide continuously is passed through (for example, bubbles through), which is with the existing Ammonia converts and continuously forms an ammonium carbonate solution, which is adjusts on average to the desired, uniform, predetermined composition. Finished ammonium carbonate solution is continuously withdrawn from the batch, in an amount by volume which is that of the amount of reactants flowing in corresponds, and the finished solution is collected in a storage tank.

Die Zusammensetzung der Ammoniumcarbonatlösung kann auf jede gewünschte Konzentration von Kohlendioxyd und Ammoniak innerhalb der Löslichkeitsgrenzen der entstehenden Produkte eingeregelt werden. So lassen sich z. B. Ammoniumcarbonatlösungen gemäß der Erfindung herstellen, die das chemische Äquivalent von 114 g Kohlendioxyd und 88 g Ammoniak, d. h. i Mol CO, auf 2 Mol NH3 pro Liter enthalten. Es lassen sich jedoch gegebenenfalls konzentriertere Lösungen herstellen, wenn die vorgenannten Löslichkeitsgrenzen der Endprodukte nicht überschritten werden.The composition of the ammonium carbonate solution can be adjusted to any desired concentration of carbon dioxide and ammonia within the solubility limits of the resulting products. So z. B. produce ammonium carbonate solutions according to the invention which contain the chemical equivalent of 114 g of carbon dioxide and 88 g of ammonia, ie 1 mole of C O, to 2 moles of NH3 per liter. However, if necessary, more concentrated solutions can be produced if the aforementioned solubility limits of the end products are not exceeded.

Nach Fig. i werden die drei Rohmaterialien, das sind Wasser, vorzugsweise rein, entionisiert oder destilliert, konzentrierte Ammorliaklösung und Kohlendioxydgas, kontinuierlich und getrennt bei im wesentlichen konstantem Drück zu getrennten Mengenmessern 1, 2 und 3 und in- geregelten Mengen zum Reaktionstank 5 geleitet. Dieser Tank wird zunächst mit einer Charge 5' von Ammoniumcarbonatlösung der gewünschten Zusammensetzung gemäß den nachfolgenden Angaben gefüllt.According to Fig. I, the three raw materials, that is, water, are preferred pure, deionized or distilled, concentrated Ammorlia solution and carbon dioxide gas, continuously and separately at essentially constant pressure to separate flow meters 1, 2 and 3 and in-regulated quantities to reaction tank 5. This tank will first with a batch 5 'of ammonium carbonate solution of the desired composition filled according to the following information.

Wasser und Ammoniaklösung werden durch die entsprechenden Mengenmesser i und 2 zu einer kombinierten Misch- und Analysiervorrichtung 6 geleitet, in der sie zu einer verdünnten Ammoniaklösung bestimmter Zusammensetzung vermischt werden. Dann werden das spezifische Gewicht und die Temperatur der erhaltenen Lösung zur genauen Bestimmung der Konzentration bzw. des Ammoniakgehaltes gemessen.Water and ammonia solution are measured by the appropriate flow meter i and 2 passed to a combined mixing and analyzing device 6 in which they are mixed into a dilute ammonia solution of a certain composition. Then the specific gravity and temperature of the obtained solution become precise determination of the concentration or the ammonia content measured.

Wie in Fig. 2 näher dargestellt ist, besteht der Wasser-Ammoniak-Mischer und die -Analysiervorrichtung 6 aus einer Serie von drei vertikalen Glasröhren 7, 8 und 9, die auf einem Trägerbrett io befestigt und an ihren unteren Enden durch ein gemeinsames Rohr i i verbunden sind. Das obere Ende des Rohres 7 hat einen erweiterten Teil 12, der eine Mischkammer bildet, der das Wasser und diekonzentrierteAmmoniaklösung aus denMengenmessern i und 2 durch die Rohre 13 und 14 zugeleitet werden, die in das obere Ende des Rohres 7 durch einen durchbohrten Stopfen 15 reichen, der das obere Ende des Rohres verschließt. Ein Leitblech 12' ist in der Mischkammer 12 angebracht, um die Durchmischung von Wasser und Ammoniak zu erleichtern. Die erhaltene verdünnte Ammoniaklösung fließt dann am Boden des Rohres 7 durch das Verbindungsrohr i i ab, und der Flüssigkeitsstrom wird in zwei Teilströme aufgeteilt, von denen der eine in und durch das Rohr g geht, während der andere, der Hauptstrom, in und durch das Rohr 8 geht. Das Rohr 8 ist mit einem Thermometer 16 versehen und das Rohr 9 mit einer empfindlichen Spindel 17. Das Thermometer 16 und die Spindel 17 gehen durch durchbohrte Stopfen 18 und i9, die die oberen Enden der Rohre 8 und 9 abschließen. Die beiden Ströme der Ammoniaklösung, die durch die Rohre 8 und 9 fließen, werden nahe den oberen Enden in einer gemeinsamen Rohrleitung 2o abgeführt und in den Reaktionstank 5 geleitet.As shown in more detail in FIG. 2, there is the water-ammonia mixer and the analyzer 6 consists of a series of three vertical glass tubes 7, 8 and 9, which are attached to a support board io and at their lower ends through a common pipe i i are connected. The upper end of the tube 7 has an enlarged one Part 12, which forms a mixing chamber that contains the water and the concentrated ammonia solution from flow meters i and 2 through pipes 13 and 14 which are shown in reach the upper end of the tube 7 through a pierced plug 15, which the the upper end of the tube closes. A guide plate 12 'is attached in the mixing chamber 12, to facilitate the mixing of water and ammonia. The obtained diluted Ammonia solution then flows off at the bottom of the pipe 7 through the connecting pipe i i, and the liquid flow is divided into two partial flows, one of which goes in and through pipe g while the other, the main stream, goes in and through that Tube 8 goes. The tube 8 is provided with a thermometer 16 and the tube 9 with a sensitive spindle 17. The thermometer 16 and spindle 17 go through pierced plugs 18 and i9 closing the tops of tubes 8 and 9. The two streams of ammonia solution flowing through tubes 8 and 9 will be discharged near the upper ends in a common pipe 2o and into the reaction tank 5 headed.

Durch Messung des spezifischen Gewichtes und der Temperatur der verdünnten Ammoniaklösung, die durch die Rohre 8 und 9 fließt, kann die Konzentration der Lösung leicht und genügend genau an Hand einer Tabelle, auf der das bekannte Verhältnis von spezifischem Gewicht und Temperatur der verschiedensten Ammoniakkonzentrationen eingetragen ist, bestimmt werden.By measuring the specific gravity and the temperature of the diluted Ammonia solution flowing through tubes 8 and 9 can increase the concentration of the solution easily and sufficiently precisely on the basis of a table showing the known relationship of specific gravity and temperature of various ammonia concentrations is registered.

Die flüssige Charge 5' aus einer Ammoniumcarbonatlösung gewünschter Endkonzentration im Reaktionsgefäß 5 wird bei normaler Arbeitsweise des Verfahrens gemäß der Erfindung auf einem im wesentlichen konstanten Arbeitsspiegel, nahe dem oberen Teil des Reaktionsgefäßes 5, gehalten und verdünnte Ammoniaklösung aus der Mischvorrichtung 6 kontinuierlich, vorzugsweise an einem Punkt unter der Oberfläche, beispielsweise in der Nähe des mittleren Standes der Charge 5', zugeleitet. Das Reaktionsgefäß 5 besteht aus einem großen emaillierten Tank aus Eisen oder aus einem Tank aus nichtrostendem Stahl von beispielsweise 1140 1 Inhalt, der im Innern mit einer Kühlschlange 21 aus einem rostfreien Stahlrohr versehen ist, durch das Kühlwasser fließt, um die Reaktionswärme abzuführen und die im Tank enthaltene Lösung auf einer geregelten, konstanten Temperatur zu halten.The liquid charge 5 'of an ammonium carbonate solution is more desirable The final concentration in reaction vessel 5 will be in normal operation of the process according to the invention on a substantially constant working level, close to the upper part of the reaction vessel 5, held and diluted ammonia solution from the Mixing device 6 continuously, preferably at a point below the surface, for example, near the middle level of batch 5 '. That Reaction vessel 5 consists of a large enamelled one Tank out Iron or from a stainless steel tank with a capacity of 1140 liters, for example, which is provided inside with a cooling coil 21 made of a stainless steel tube is through which cooling water flows to dissipate the heat of reaction and that in the tank to keep the contained solution at a regulated, constant temperature.

Das gasförmige Kohlendioxyd wird von dem Mengenmesser 3 direkt in den Reaktionstank 5 geleitet, in dem es, vorzugsweise in der Nähe des Tankbodens, in Form unzähliger reiner Gasblasen freigesetzt wird, die durch die flüssige Charge 5' im Tank hindurchperlen und mit der verdünnten Ammoniaklösung, unter Bildung einer Ammoniumcarbonatlösung gewünschter Konzentration, reagieren. Das Kohlendioxyd wird im flüssigen Inhalt des Reaktionstanks 5 durch geeignete Mittel, wie z. B. poröse Rohre oder Diffuseure 22, verteilt. Der Fluß des Kohlendioxyds von unten nach oben durch die flüssige Charge 5' und die Reaktion mit dem vorhandenen Ammoniak bewirkt eine große Turbulenz der flüssigen Charge, so daß eine wirksame Durchmischung der Lösung gewährleistet ist.The gaseous carbon dioxide is from the flow meter 3 directly in the reaction tank 5, in which it, preferably near the bottom of the tank, in the form of innumerable pure gas bubbles released by the liquid batch 5 'bubble through the tank and with the diluted ammonia solution, forming a Ammonium carbonate solution of the desired concentration, react. The carbon dioxide will in the liquid content of the reaction tank 5 by suitable means, such as. B. porous Pipes or diffusers 22 distributed. The flow of carbon dioxide from the bottom up caused by the liquid charge 5 'and the reaction with the ammonia present a great turbulence of the liquid charge, so that an effective mixing of the Solution is guaranteed.

Die Temperatur der flüssigen Charge 5' im Tank 5 wird durch die Kühlschlange 2z möglichst konstant, vorzugsweise auf 35 bis 45°, gehalten, um möglichst gleichförmige Reaktionsbedingungen im Tank während des ganzen Prozesses aufrechtzuerhalten.The temperature of the liquid charge 5 'in the tank 5 is determined by the cooling coil 2z as constant as possible, preferably at 35 to 45 °, kept to be as uniform as possible Maintain reaction conditions in the tank during the entire process.

Fertige Reaktionslösung wird fortlaufend aus dem Tank 5 am Boden abgezogen und zweckmäßig durch eine Kühlschlange 23 aus rostfreiem Stahl, die unterhalb des Tanks angeordnet ist, geleitet. Durch einen Wassermantel 24 um die Schlange läuft Kühlwasser, um die Ammoniumcarbonatlösung indirekt, mehr oder weniger gleichmäßig, etwa auf Zimmertemperatur, auf etwa 25 bis 30°, abzukühlen. Die gekühlte Ammoniumcarbonatlösung wird zu einer Vorrichtung 25 (Fig. 3) geleitet, die gleichzeitig als Analysiervorrichtung und zur Einstellung eines konstanten Überlaufs dient. In dieser Vorrichtung 25 werden sowohl das spezifische Gewicht als auch die Temperatur der Lösung gemessen, um den Kohlendioxydgehalt des im Tank 5 gebildeten Ammoniurricarbonats zu bestimmen. Alternativ kann auch die Zusammensetzung der Ammoniumcarbonatlösung durch chemische Analyse oder Titration bestimmt werden. Durch Bestimmung der Temperatur und des spezifischen Gewichtes der verdünnten Ammoniaklösung durch die Analysiervorrichtung 6 kann die Ammoniakkonzentration genau bestimmt werden. Durch Bestimmung der Temperatur und des spezifischen Gewichtes der fertigen Ammoniumcarbonatlösung durch dieAnalysiervorrichtung25 ergibt sich durch die Erhöhung des spezifischen Gewichtes gegenüber der verdünnten Ammoniaklösung, nach Umrechnung auf die gleiche Temperatur, die Menge des absorbierten Kohlendioxyds, und die Zusammensetzung des Endproduktes läßt sich leicht nach folgender empirischen Formel berechnen: C 02 (g/1) = zooo ' (A-B) -5, in der A und B die spezifischen Gewichte bei der gleichen Temperatur der fertigen Ammoniumcarbonatlösung und des zur Umsetzung verwendeten Ammoniaks sind. Hat z. B. eine verdünnte Ammoniaklösung bei 2o° ein spezifisches Gewicht von o,9618 (entsprechend einer Konzentration von 88 g Ammoniak/1-Lösung) und wird sie mit Kohlendioxyd zu einer Ammoniumcarbonatlösung mit einem spezifischen Gewicht von 1,0767 bei 30° umgesetzt, dann ist das spezifische Gewicht der verwendeten Ammoniaklösung, auf die gleiche Temperatur der fertigen Ammoniumcarbonatlösung (30°) umgerechnet, 0,9577, wie sich aus den obenerwähnten Tabellen ergibt. Werden diese Werte in die obige Formel eingesetzt, so ist der Kohlendioxydgehalt der fertigen Ammoniumcarbonatlösung gleich zooo ' (1,o767-0,9577)-5 oder 114 g Kohlendioxyd/1 fertiger Lösung.The finished reaction solution is continuously withdrawn from the tank 5 at the bottom and expediently passed through a cooling coil 23 made of stainless steel, which is arranged below the tank. Cooling water runs through a water jacket 24 around the coil in order to cool the ammonium carbonate solution indirectly, more or less evenly, to about room temperature, to about 25 to 30 °. The cooled ammonium carbonate solution is passed to a device 25 (FIG. 3) which simultaneously serves as an analyzer and for setting a constant overflow. In this device 25, both the specific gravity and the temperature of the solution are measured in order to determine the carbon dioxide content of the ammonium bicarbonate formed in the tank 5. Alternatively, the composition of the ammonium carbonate solution can also be determined by chemical analysis or titration. By determining the temperature and the specific gravity of the diluted ammonia solution by the analyzer 6, the ammonia concentration can be determined precisely. By determining the temperature and the specific gravity of the finished ammonium carbonate solution using the analyzer, 25 the increase in specific gravity compared to the dilute ammonia solution, after conversion to the same temperature, results in the amount of carbon dioxide absorbed, and the composition of the end product can easily be determined according to the following empirical method Calculate the formula: C 02 (g / 1) = zooo '(AB) -5, in which A and B are the specific gravity at the same temperature of the finished ammonium carbonate solution and the ammonia used for the conversion. Has z. B. a dilute ammonia solution at 2o ° a specific gravity of o, 9618 (corresponding to a concentration of 88 g ammonia / 1 solution) and it is reacted with carbon dioxide to an ammonium carbonate solution with a specific gravity of 1.0767 at 30 °, then is the specific weight of the ammonia solution used, converted to the same temperature of the finished ammonium carbonate solution (30 °), 0.9577, as can be seen from the tables mentioned above. If these values are inserted into the above formula, the carbon dioxide content of the finished ammonium carbonate solution is equal to zooo '(1.0767-0.9577) -5 or 114 g carbon dioxide / 1 finished solution.

Wie in Fig. 3 im einzelnen zu ersehen ist, besteht die Analysiervorrichtung 25 aus einem Paar vertikaler Glasrohre 26 und 27, die auf einem gemeinsamen Brett 28 befestigt und an ihren unteren Enden durch das Rohr 29 verbunden sind. Die Rohre 26 und 27 sind mit einem Thermometer 30 bzw. einer Spindel 31 ausgerüstet, die durch die durchbohrten Stopfen 32 und 33 reichen, welche die oberen Enden der Rohre abschließen. Die Ammoniumcarbonatlösung vom Kühler 23 gelangt in die Analysiervorrichtung 25 durch das Bodenrohr 26, teilt sich in zwei Ströme, von denen der eine durch das Rohr 26 und der andere durch das Rohr 27 geht, und fließt aus den Rohren an ihren oberen Enden durch ein horizontales Rohr 36, das an den Austrittsöffnungen 34 und 35 angeschmolzen ist, zum Vorratstank 37. Die Analysier- und überflußvorrichtung 25 ist in einer solchen Höhe zum Reaktionstank 5 befestigt, daß die Ammoniumcarbonatlösung aus dem Reaktionstank in der gleichen Volumenmenge abfließt, wie die Reaktionsteilnehmer eintreten. Sie fließt aus den Auslaßöffnungen 34 und 35 in den Vorratstank 37 ab, der als Sammler und Normalisierer wirkt und aus dem die Amrnoniumcarbonatlösung nach Bedarf abgezogen wird.As can be seen in detail in FIG. 3, there is the analyzing device 25 from a pair of vertical glass tubes 26 and 27, which are on a common board 28 and connected at their lower ends by the tube 29. The pipes 26 and 27 are equipped with a thermometer 30 and a spindle 31, respectively, which through the pierced plugs 32 and 33 which close the upper ends of the tubes. The ammonium carbonate solution from the cooler 23 reaches the analysis device 25 through the bottom pipe 26, divides into two streams, one of which passes through the Tube 26 and the other goes through tube 27, and flows out of the tubes at theirs upper ends by a horizontal tube 36, which at the outlet openings 34 and 35 is melted, to the storage tank 37. The analysis and overflow device 25 is attached to the reaction tank 5 at such a height that the ammonium carbonate solution flows out of the reaction tank in the same volume as the reactants enter. It flows out of the outlet openings 34 and 35 into the storage tank 37, which acts as a collector and normalizer and from which the ammonium carbonate solution deducted as needed.

Zu Beginn des Verfahrens wird der Reaktionstank 5 zunächst mit einer Ausgangslösung 5' von Ammoniumcarbonatlösung, die die gewünschte chemische Zusammensetzung hat, bis zum Arbeitsstand gefüllt. Dies geschieht vorzugsweise dadurch, daß zunächst der Tank 5 bis zum Arbeitsstand mit einer Charge von verdünnter Ammoniaklösung des gewünschten Ammoniakgehaltes von dem Mischer 6 gefüllt und Kohlendioxyd von dem Mengenmesser 3 in die Ammoniaklösung durch die Verteilerrohre 22 so lange eingeleitet wird, bis sich das spezifische Gewicht der Charge auf einen Wert erhöht hat, der der gewünschten Kohlendioxydkonzentration entspricht, oder bis eine chemische Analyse anzeigt, daß diese Konzentration erreicht ist. Zu diesem Zeitpunkt ist die gesamte Ammoniaklösung im Tank 5 in eine Ammoniumcarbonatlösung der gewünschten Endkonzentration übergeführt worden. Sobald der Tank 5 gefüllt ist, wird die Zusammensetzung der Charge 5 während des Verfahrens in gleicher Zusammensetzung gehalten.At the beginning of the process, the reaction tank 5 is initially equipped with a Starting solution 5 'of ammonium carbonate solution, which has the desired chemical composition has filled up to the working status. This is preferably done by initially the tank 5 up to the working level with a batch of dilute ammonia solution of the desired ammonia content filled from the mixer 6 and carbon dioxide from the Flow meter 3 introduced into the ammonia solution through the manifold 22 for so long until the specific weight of the batch has increased to a value that corresponds to the desired carbon dioxide concentration, or until a chemical analysis indicates that this concentration has been reached. At this point the entire Ammonia solution in tank 5 in an ammonium carbonate solution of the desired final concentration been convicted. Once the tank 5 is filled, the composition the Batch 5 kept the same composition throughout the process.

Während des fortlaufenden Verfahrens wird die Konzentration des verdünnten Ammoniaks so konstant wie möglich in den zulässigen Grenzen von ± i g Ammon.iak/1-Lösung, entsprechend einer Änderung des spezifischen Gewichtes von ± 0,003 der Lösung, dadurch gehalten, daß das spezifische Gewicht und die Temperatur der im Mischer 6 gebildeten Lösung häufig geprüft und an Hand der obenerwähnten Tabellen die Ammoniakgehalte bestimmt werden. In gleicher Weise wird die Konzentration der fertigen Ammoniumcarbonatlösung innerhalb der zulässigen Grenzen von ± o,ooi des spezifischen Gewichtes durch häufige Prüfung des spezifischen Gewichtes und der Temperatur in der Analysiervorrichtung 25 unter Verwendung der obenerwähnten Tabellen gehalten. Alle Änderungen der Konzentration der verdünnten Ammoniaklösung oder des spezifischen Gewichtes der fertigen Ammoniumcarbonatlösung über die angegebenen Grenzen hinaus sollten sofort durch genaue Einregelung der Zuflußmenge des für die Abweichung maßgeblichen Rohmaterials ausgeglichen werden. Geringere Abweichungen des Ammoniumcarbonatendproduktes gleichen sich allerdings durch die Ansammlung vor der Verwendung aus. Beispiel Eine Ammoniumcarbonatlösung mit 144 g Kohlendioxyd und 88 g Ammoniak/1 (entsprechend einem spezifischen Gewicht von 1,0767 bei 30°) wird gemäß der Erfindung in einer Menge von 457 kg/Min., berechnet auf festes Ammoniumcarbonat, hergestellt. Diese Zusammensetzung entspricht 249 g/1 an normalem Ammoniumcarbonat ((N H4) 2 C 03) . Zur Herstellung dieser Lösung wird zunächst der Reaktionstank 5 bis zur Arbeitshöhe mit einer Anfangslösung von Ammoniumcarbonat der beschriebenen Zusammensetzung mit einem spezifischen Gewicht von 1,0767 bei 30° gefüllt. Zu diesem Zweck werden entionisiertes Wasser und konzentrierte Ammoniaklösung mit 29,4"/o Ammoniak kontinuierlich in Mengen von 4,35 bzw. 2,12 I/Min. geregelt durch die Mengenmesser i und :2 der Mischkammer 12 zugeführt und dadurch eine verdünnte Ammoniaklösung mit einem spezifischen Gewicht von o,9618 bei 2o° erhalten, die in den Tank 5 übergeführt wird. Das Kohlendioxyd wird dem Tank 5 kontinuierlich durch die Diffusionseinrichtungen 22 in einer Mengevon 725 g/Min. zugeführt. Während des Betriebes wird Kühlwasser durch die Kühlschlange 21 im Reaktionstank 5, dessen Temperatur auf 35 bis 45° gehalten wird, und durch die Kühlschlange 23, um die fertige Lösung in den Vorratstank 37 mit einer Temperatur von 30° überführen zu können, geleitet. Von nun -an wird im Tank 5 eine Ammoniumcarbonatlösung der gewünschten Zusammensetzung kontinuierlich so lange erzeugt, wie der Zufluß der obenerwähnten Mengen Rohmaterialien anhält. Das spezifische Gewicht der fertigen Lösung bei 30° sollte bei Anwendung einer in den Tank 5 eingeleiteten Ammoniaklösung von 88 g/1 40767 ± o,ooi betragen, d. h., daß die Lösung i i4 ,g Kohlendioxyd/1-Lösung enthält (s. das oben gerechnete Beispiel).During the ongoing process, the concentration of the diluted ammonia is kept as constant as possible within the permissible limits of ± ig ammonia / 1 solution, corresponding to a change in the specific gravity of ± 0.003 of the solution, by the specific gravity and the The temperature of the solution formed in the mixer 6 is frequently checked and the ammonia content is determined using the tables mentioned above. In the same way, the concentration of the finished ammonium carbonate solution is kept within the permissible limits of ± 0.010 of the specific gravity by frequent checking of the specific gravity and the temperature in the analyzer 25 using the above-mentioned tables. Any changes in the concentration of the diluted ammonia solution or the specific gravity of the finished ammonium carbonate solution beyond the specified limits should be immediately compensated for by precisely regulating the inflow of the raw material that is decisive for the deviation. Smaller deviations in the ammonium carbonate end product, however, are offset by the accumulation before use. Example An ammonium carbonate solution with 144 g of carbon dioxide and 88 g of ammonia / l (corresponding to a specific weight of 1.0767 at 30 °) is prepared according to the invention in an amount of 457 kg / min., Calculated on solid ammonium carbonate. This composition corresponds to 249 g / 1 of normal ammonium carbonate ((N H4) 2 C 03). To produce this solution, the reaction tank 5 is first filled up to the working height with an initial solution of ammonium carbonate of the composition described with a specific gravity of 1.0767 at 30 °. For this purpose, deionized water and concentrated ammonia solution with 29.4 "/ o ammonia are continuously fed in quantities of 4.35 and 2.12 l / min. Regulated by the flow meters 1 and 2 to the mixing chamber 12 and thereby a dilute ammonia solution with a specific gravity of o.9618 at 20 °, which is transferred to the tank 5. The carbon dioxide is continuously supplied to the tank 5 through the diffusion means 22 in an amount of 725 g / min .. During operation, cooling water is passed through the cooling coil 21 to be able to perform at a temperature of 30 ° in the reaction tank 5 whose temperature is kept at 35 to 45 °, and through the cooling coil 23 to the final solution in the storage tank 37, conducted by now -. to be in the tank 5 a Ammonium carbonate solution of the desired composition is produced continuously as long as the flow of the above-mentioned quantities of raw materials continues.The specific gravity of the finished solution at 30 ° should be at An If an ammonia solution of 88 g / 1 40767 ± 0.06 has been introduced into the tank 5, this means that the solution contains 14.0 g of carbon dioxide / 1 solution (see Sect. the example calculated above).

Durch das Verfahren gemäß der Erfindung lassen sich kontinuierlich, einfach, wirtschaftlich und in genügender Menge Ammoniumcarbonatlösungen praktisch jeder Konzentration oder Zusammensetzung in - den Grenzen der Löslichkeit des Endproduktes herstellen, die unmittelbar ohne weitere Maßnahmen zur Einstellung ihrer chemischen Zusammensetzung in anderen chemischen Verfahren verwendet werden können.By the method according to the invention can be continuously, simple, economical and practical in sufficient quantities of ammonium carbonate solutions any concentration or composition within the limits of the solubility of the end product produce that immediately without any further measures to adjust their chemical Composition can be used in other chemical processes.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann naturgemäß nicht nur zur Herstellung von normalem Ammoniumcarbonat ((NH4)2C03), sondern auch durch Zufuhr von überschüssigem Ammoniak oder Kohlendioxyd zu Ammoniumcarbonaten anderer Zusammensetzung benutzt werden.The method according to the invention can of course not only be used for production of normal ammonium carbonate ((NH4) 2C03), but also by adding excess Ammonia or carbon dioxide used to form ammonium carbonates of a different composition will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the continuous production of diluted, aqueous ammonium carbonate solutions continuously of the same composition, thereby characterized in that a relatively large amount of a dilute, aqueous Ammonium carbonate solution, aqueous ammonia solution and finely divided carbonic acid continuously ammonium carbonate solution is fed in and removed from it continuously, in such a way that The concentration and composition of the ammonium carbonate solution remain constant.

2. Process according to claim i, characterized in that dilute, aqueous ammonia solution fed to the upper part of the starting charge in the reaction vessel -and C 02 gas from passed down through the batch, and the batch by standing Cooling is kept at a temperature of 35 to 45 °.

3. The method according to claim i and 2, characterized in that the amount, temperature and specific weight the diluted ammonia solution to be added to the starting batch and the finished, The solution withdrawn from the reaction vessel and the amount of CO 2 gas supplied continuously measured.

4. The method according to claim i to 3, characterized in that that the finished solution is withdrawn from the bottom of the batch. Referred publications: R e m y, »Textbook of the inorganic. Chemistry «, 1950, see page 539.