DEM0013628MA

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Publication number: DEM0013628MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 5. April 1952 Bekanntgemacht am 22. Dezember 1955Date of registration: April 5, 1952. Advertised on December 22, 1955

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

PATENTANMELDUNGPATENT APPLICATION

KLASSE 121 GRUPPE 15 M 13628 IVa/121 CLASS 121 GROUP 15 M 13628 IVa / 121

James F. Adams, Russell L. Bauer und George E. Taylor, St. Louis (V. St. A.)James F. Adams, Russell L. Bauer, and George E. Taylor, St. Louis (V. St. A.)

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Monsanto Chemical Company, St. Louis (V. St. A.)Monsanto Chemical Company, St. Louis (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau, und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 13,Representative: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau, and Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, Munich 13,

PatentanwältePatent attorneys

Verfahren zur Konzentration wäßriger AlkalihydroxydlösungenProcess for the concentration of aqueous alkali metal hydroxide solutions

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konzentration wäßriger Alkalibydroxydlösungen, insbesondere die Herstellung nahezu wasserfreie;!" Alkalihydroxyde aus ihren wäßrigen Lösungen.The invention relates to a method of concentration aqueous alkali hydroxide solutions, in particular the production of almost anhydrous;! "Alkali hydroxides from their aqueous solutions.

Die Entwässerung von Alkalihydroxyden und die Gewinnung von wasserfreiem Alkalihydroxyd aus der konzentrierten Lösung unter Zusatz von verdünnter AlkalMauge zu der heißen Schmelze ist zwar aus den deutschen Patentschriften 247 896 und 254 062 bekannt, doch handelt es sich bei diesem Verfahren um kein Umlaufverdampfverfahren im Sinne der nachfolgend beschriebenen Erfindung. The dehydration of alkali hydroxides and the extraction of anhydrous alkali hydroxide from the concentrated solution with the addition of dilute AlkalMauge to the hot melt although known from German patents 247 896 and 254 062, it is at This process is not a circulation evaporation process in the sense of the invention described below.

Da.s erfindungsgemäBe Verfahren ist !«sonders zur Herstellung von nahezu wasserfreien, technischen Alkalihydroxyden, d. h. Alkalihydroxyden mit einem Wassergehalt von etwa 1 % und weniger, wie sie als geschmolzene Alkalihydroxyde bekanntThat it is a method according to the invention! «Special for the production of almost anhydrous, technical alkali hydroxides, d. H. Alkali hydroxides with a water content of about 1% and less, such as those known as molten alkali hydroxides

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sind, geeignet. Wenn da- \ erfahren auch besonders für die Herstellung nahezu wasserfreier Alkali hvdroxvde geeignet i-t, so kann <■- auch vorteilhaft zur Verdampfungskonzentration einer wäßrigen. / B. 5o"/(iigen Alkalilöstiiig Anwendung finden, wobei konzentrierte l.ö-ungen. die (>·, bis y.u 99⁰Zo Alkalihydroxyd enthalten, gewonnen werden.are suitable. If this is also particularly suitable for the production of almost anhydrous alkali, then it can also be advantageous for the evaporation concentration of an aqueous. Find / B. 5o "/ (iigen Alkalilöstiiig application, focused l.ö-Ungen. The (>, up yu 99 ⁰ Zo alkali hydroxide contained, won ·.

In der Folge soll die Bezeichnung »Verdampfiingsentw äwi"ting· für die l'ha-e (]<■< Verfahrens benutzt werden, in der das chemisch gebundene und das Lösnngsiniltclw a-ser aus wäßrigen Natrium livdroxydlösiingen allein durch Hitzeanwendung, unter Verdampfung von Wasser erfolgt, im Gegensatz /11 Verfahren, bei denen Destillationshilfs mittel mit oder ohne Zufuhr von Wanne zur Entfernung des Wassers l/.-nutzt werden.In the following, the term "evaporation development" is to be used for the l'ha-e (] <■ < process in which the chemically bound and dissolving water from aqueous sodium hydroxide is dissolved solely through the application of heat, with evaporation of In contrast to / 11, water is used in processes in which distillation aids are used with or without the supply of a tub to remove the water.

Die erfolgreiche Ausführung eine- kontinuiei liehen Verfahrens zur Verdampfungscntu ä-serung vim wäßrigen Nati iumhvdi oxvdlosungen erfordert eine große W ärmeüber tragung-ge sch windigkeit, um dem großen Wärmebedarf (]<■< Verfahrens zu entsprechen. Zusätzlich zu den der Temperaturerhöhung der Alkalihydroxydlö-ungen dienenden Wärmemengen müssen außerdem große Wärme mengen -ehnell und stetig für die physikalischen Ziislatidsänderungeii des Wasser- und Natrium hvdioxvd- zur Verfügung stehen. Hierbei handelt es sich um clic latente Lösungswärme, d.h. um die Wärmemenge, die erforderlich ist, um Wasser von Nalriunihvdroxyd /11 trennen, ferner um die latente Schmelzwärme de- Natriumhydroxyd- sowie um die für den Pbergang des Natriumhydroxyds aus dem festen 3 in den festen /I Zustand erforderliche Wärmemenge und letzten Endes um die latente Wrdaiiipfiur.'.su arm:- des Wassers |)·₍· Summ:· aller diesel Wärmemengen soll als Wanneerforderni< tür die Verdanipfuiigseiitwäss-crung bezeichnet werd/n.The successful execution of a continuous process for the evaporation of aqueous natural oxide solutions requires a high heat transfer rate in order to meet the high heat demand (] <■ < process. In addition, large amounts of heat must be available - similarly and constantly for the physical changes in water and sodium hvdioxvd-. 11, as well as the latent heat of fusion of sodium hydroxide and the amount of heat required for the transition of the sodium hydroxide from the solid 3 to the solid / I state and, ultimately, the latent heat of fusion. · ₍ · Summ: · all diesel heat quantities should be referred to as a tub requirement for the Verdanipfuiigseiitwäss-crung / n .

I las eiTindungsgvmäße Verfahren ist ein kontinuierliches Verfahren zur Konzentration wäßriger Alkalihydi oxydlosuiigen durch das kontinuierlich Alkalilivdroxvdlösungeii sowie nahezu wasserfreie Alkalihydroxyde hergestellt werden.The standard process is a continuous one Process for the concentration of aqueous Alkalihydi oxydlosuiigen by continuously Alkalilivdroxvdlösungeii as well as almost anhydrous Alkali hydroxides are produced.

Zur Herstellung wasserfreien Natriumhvdroxyds wird in heißes geschmolzenes wasserfreies Natriunihydn.'Xyd, dessen Temperatur über 345 liegt, die zu entwässernde Natriumhydroxydlösung eingespritzt. 1 >ie Arbeitsteinperaturen sollen 345 übersteigen; sie können /wischen 345 und 455 liegen, normalerweise hält man die Temperatur jedoch zwischen etwa 377 und 400 .For the production of anhydrous sodium hydroxide, hot molten anhydrous sodium hydroxide is poured into whose temperature is above 345, the sodium hydroxide solution to be dehydrated is injected. 1> The working stone temperatures should exceed 345; you can swipe 345 and 455 normally, however, the temperature is kept between about 377 and 400.

Zwecks I lerstellung einer konzentrierten Alkali h\droxydlo-ung werden verdünnte Alkaliausgangslösungen in eine erhitzte Natriumhydroxydlösung der gewünschten Endkonzentration eingespritzt, deren Temperatur wenig unterhalb des Siede puiiktes der Natriumhydroxvdlösung der gewünschten Endkonzentration liegt Der Siedepunkt wäßriger Alkalihvdi oxvdlösiingen ist abhängig von ihrer Konzentration und dadurch charakterisiert, daß 1 κ-ΐ ihm Dampf und Lösung im Gleichgewicht sind.In order to produce a concentrated alkali hydroxide solution are diluted alkali starting solutions in a heated sodium hydroxide solution injected at the desired final concentration, the temperature of which is a little below the boiling point of the sodium hydroxide solution of the desired The final concentration is The boiling point of aqueous Alkalihvdi oxvdlösiingen depends on their Concentration and characterized in that 1 κ-ΐ him vapor and solution are in equilibrium.

Die folgende Tabelle gibt in angenäherten Werten die Temperaturen, bei denen Gleichgewicht /wischen Dampf und wäßrigen Alkalihydroxydl("isuiif,'en herrscht, sowie die den Gleichgewichten entsprechenden Konzentrationen an.The following table gives approximate values for the temperatures at which equilibrium / wipe off steam and aqueous alkali metal hydroxide ("isuiif, 'en prevails, as well as the concentrations corresponding to the equilibria.

" _n Natriumhyclroxycl" _n Natriumhyclroxycl Aiinälurndc Tcinpcnitiir
dos CrlcichgowichtsAiinälurndc Tcinpcnitiir
dos Crlcichgowichts 7°7 ° .82°.82 ° 7575 195°195 ° SoSo 225°225 ° «5«5 245"245 " 9090 2«O°2 «O ° 9595 330°330 ° 99 iitifl darüber, aber99 iitifl about it, but T,jy bis 400° ■ T, jy up to 400 ° ■ unter loo'Vo.under loo'Vo.

Soll z. Ii. /oVnifjes .Natriumhydroxyd hergestellt werden, se wird die wällrige Au.sga.ngsiosung in 7o",«it;es Natriumhydioxycl eingespritzt, die mögliehst eine Temperatur von iK_?° hat.Should z. Ii. / oVnifjes. Sodium hydroxide produced will be, se will be the wobbly output solution in 7o "," it; it injected sodium hydroxyl as possible has a temperature of iK_? °.

An Hand der I'"ig. 1 und 2. die einen Vertikalschnitt bzw. einen Schnitt längs der Linie 2-2 der 1· ig. ι durch eine vorzugsweise benutzte Anlage darstellen, wird das Verfahren, das in mehreren Zonen durchgeführt wird, im einzelnen erläutert.On the basis of I '"figs. 1 and 2. the one vertical section or a section along line 2-2 in FIG. 1. ι by a system that is preferably used the process, which is carried out in several zones, is explained in detail.

In Fig. ι wird die obere Zone durch die Kammer 1 dargestellt, die mit einem Mantel 2 aus Isoliermaterial versehen ist. Eine Wärmeübertragungszone, in die die flüssige Masse z. 1!. in- go folge Schwereeinwirkuug aus der oberen Zone abfliel't, wird durch mehrere nahezu vertikal verlaufender Wärmeaustauschrohre 4 gebildet, die in direktem Wärmeaustausch mit einer Wärmequelle von hoher Temperatur stehen, z. Ii. mit heißen Verbrennungsgasen. die durch die Ketierungskammer 10 gehen.In Fig. Ι the upper zone is through the chamber 1 shown with a coat 2 from Insulating material is provided. A heat transfer zone, in which the liquid mass z. 1!. in go due to the influence of gravity from the upper zone, is formed by several almost vertically extending heat exchange tubes 4, which in are in direct heat exchange with a heat source at high temperature, e.g. Ii. with hot Combustion gases. through the keting chamber 10 go.

Die langgestreckte Entwässerungszone wird durch die Leitung 3 dargestellt, die senkrecht auge ordnet ist und sich an den unteren Teil der Kamnicr 1 anschließt. Sie weist eine wesentlich größere Ouerschnittsfläche auf. als der Gesamtmenge dvr Querschnitte der Wärmeaustauschrohre 4 entspricht. Die War means tau sch leitungen 4 der Wärmeübertragungsz.one und die Leitung 3 enden in einer gemeinsamen Verbindungskammer 5. Unter geeigneten Bedingungen tritt eine Zirkulation der flüssigen Masse ein. und zwar strömt sie vom Boden der Kammer 1 durch die Leitungen 4 der Wärmcaustauschzone in die Verbindungskammer 5 "^llfI von dort durch die Entwässerungszone 3 zur Kammer 1.The elongated drainage zone is represented by the line 3, which is arranged vertically and connects to the lower part of the Kamnicr 1. It has a much larger cross-sectional area. than corresponds to the total amount dvr cross sections of the heat exchange tubes 4. The warehousing lines 4 of the heat transfer zone and the line 3 end in a common connecting chamber 5. Under suitable conditions, the liquid mass circulates. namely it flows from the bottom of the chamber 1 through the lines 4 of the heat exchange zone into the connecting chamber 5 " ^11f I from there through the dewatering zone 3 to the chamber 1.

Der Flüssigkeitsspiegel 7 wird durch einen Überlauf 9. der zur kontinuierlichen Abführung eines Teils der flüssigen Masse als Endprodukt dient, auf einer bestimmten Höhe gehalten. Eine bevorzugte Spiegeleinstellung zeigt diesen in nahezu gleicher 11("die mit dem oberen linde S der Entwässerungszonenleitung 3, obwohl gegebenenfalls das obere Ende der Eeitung 3 oberhalb oder unterhalb des Spiegels 7 liegen kann. Im statischen Zustand, bei dem die Kammer 1 mit der flüssigen Masse bis zum beabsichtigten Flüssigkeitsstand gefüllt ist, werden die Wärmeaustauschrohre 4 und die Verbindungskammer 5 auch mit der flüssigen Masse gefüllt, und die langgestreckteEntwässerungszonenleitung 3 ist mit der flüssigen Masse bis zu einemThe liquid level 7 is through an overflow 9 for the continuous discharge of a Part of the liquid mass, used as the end product, is kept at a certain level. A preferred one The mirror setting shows this in almost the same 11 ("the one with the upper linden tree S of the drainage zone line 3, although optionally the upper end of the line 3 above or below the Mirror 7 can be. In the static state, in which the chamber 1 with the liquid mass up to is filled to the intended liquid level, the heat exchange tubes 4 and the connecting chamber 5 also filled with the liquid mass, and the elongated drainage zone duct 3 is with the liquid mass up to one

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Flüssigkeitsstand gefüllt, der dem Flüssigkeitsspiegel 7 in der Kammer ι entspricht.Filled liquid level, which corresponds to the liquid level 7 in the chamber ι.

Die Wärmeaustauschrohre 4, die Entwässerungszone 3 und das Verbindungsstück 5 befinden sich in unmittelbarem Wärmeaustausch mit einer Heizquelle von hoher Temperatur, die aus den Kammern io, durch die z. B. heiße Verbrennungsgase des Gasbrenners 11 streichen, gebildet wird. Die Kammern für das Wärmeübertragungsmedium sind um die Wärmeaustauschrohre 4 herum angeordnet und stehen mit ihnen in Berührung, desgleichen die Entwässerungszone 3 mittels geeigneter Prallplatten 12. Das Rohr 13 dient als Abzug für die Verbrennungsgase, sofern Gase als Wärmequelle benutzt werden. Durch die Düse 6 erfolgt die Zufuhr von wäßriger Alkalihydroxydlösung, die konzentriert werden soll und die in die erhitzte flüssige Masse im unteren Teil des Entwässerungsraumes 3 eingespritzt wird. Es können auch mehrere Eintrittsdüsen für die Ausgangslösung vorhanden sein. Die Düse kann ein einfaches verengtes Rohr sein, und jede Düse kann einen einzelnen oder mehrere Ströme der Ausgangslösungen der Entwässerungszone 3 zuführen. Die Düse befindet sich vorzugsweise im unteren Teil, in kurzer Entfernung vom unteren Ende des Reaktionsraumes 3. Benutzt man eine einzelne Düse, so wird die Düse vorzugsweise in der Mitte des Querschnitts des Entwässerungsraumes angeordnet. Bei . Verwendung mehrerer Düsen werden diese im Querschnitt des Entwässerungsraumes symmetrisch angeordnet. Die Ausgangslösung wird vorzugsweise in den unteren Teil des die flüssige Masse enthaltenden Entwässerungsraumes eingespritzt, und zwar parallel zur Längsachse des Reaktionsraumes. Das in den Aväßrigen Ausgangslösungen enthaltene Wasser verdampft unter Entwicklung von überhitztem Dampf, sobald die Lösung in die heiße, flüssige Masse eingespritzt wird. Die Einspritzung erfolgt im unteren Teil des langgestreckten Entwässerungsraumes, nachdem die flüssige Masse zuvor beim Durchgang durch die Wärmeaustauschzone erhitzt worden ist. Es ergibt sich eine nahezu augenblickliche Entwässerungsverdampfung der wäßrigen Alkalihydroxyd-Ausgangslösung, wobei eine konzentrierte Alkalihydroxydlösung sowie überhitzter Dampf gebildet werden. Das schnelle Aufsteigen des überhitzten Dampfes über die Gesamtlänge des Entwässerungsraumes 3 in Verbindung mit der Anfangsbewegung, die der flüssigen Masse durch die eingespritzte wäßrige Hydroxydlösung erteilt wird, ergibt eine Aufwärtsbewegung der Dampfblasen und flüssigen Massen von hoher Geschwindigkeit, und dadurch wird die flüssige Masse zur Kammer 1 zurückgeführt. Diese Aufwärtsbewegung der flüssigen Masse im Entwässerungsraum 3 bewirkt weiterhin eine schnelle Zirkulation über den unteren Teil der Kammer 1 durch die Wärmeübertragungsrohre 4 in die Verbindungskammer 5.The heat exchange tubes 4, the drainage zone 3 and the connecting piece 5 are located in direct heat exchange with a high temperature heating source emanating from the chambers io, through the z. B. delete hot combustion gases from the gas burner 11 is formed. The chambers for the heat transfer medium are arranged around the heat exchange tubes 4 and are in contact with them, as is the drainage zone 3 by means of suitable baffle plates 12. The pipe 13 serves as a vent for the Combustion gases, if gases are used as a heat source. Through the nozzle 6 takes place Supply of aqueous alkali metal hydroxide solution which is to be concentrated and which is added to the heated one liquid mass is injected in the lower part of the drainage space 3. There can also be several There should be inlet nozzles for the starting solution. The nozzle can be a simple narrowed tube and each nozzle can be a single or multiple streams of the starting solutions of the dewatering zone 3 feed. The nozzle is preferably located in the lower part, a short distance away from the lower end of the reaction space 3. If a single nozzle is used, the nozzle is preferred arranged in the middle of the cross-section of the drainage space. At . Use of multiple Nozzles, these are arranged symmetrically in the cross section of the drainage space. the The starting solution is preferably in the lower part of the drainage space containing the liquid mass injected, parallel to the longitudinal axis of the reaction chamber. The water contained in the Aaqueous starting solutions evaporates with the development of superheated steam as soon as the solution becomes hot, liquid Mass is injected. The injection takes place in the lower part of the elongated drainage space after the liquid mass has previously been used Passage through the heat exchange zone has been heated. There is an almost instantaneous Dehydration evaporation of the aqueous alkali hydroxide starting solution, with a concentrated Alkali hydroxide solution and superheated steam are formed. The fast ascent of the superheated steam over the entire length of the drainage space 3 in connection with the Initial movement imparted to the liquid mass by the injected aqueous hydroxide solution results in an upward movement of vapor bubbles and liquid masses at high speed, and thereby the liquid mass is returned to the chamber 1. This upward movement the liquid mass in the drainage space 3 continues to cause rapid circulation over the lower part of the chamber 1 through the heat transfer tubes 4 into the connecting chamber 5.

Während des Durchganges der flüssigen Masse durch die Wärmeübertragungsrohre 4 wird dieser eine ausreichende Wärmemenge zugeführt, so daß sie als Wärmeübertragungsmittel dienen kann, um die Wärmemengen, die für die Überführung des Wassers der wäßrigen Ausgangslösungen in überhitzten Dampf erforderlich sind, zu liefern, ohne daß eine Abkühlung der Flüssigkeit unter die den jeweiligen Gleichgewichtsbedingungen entsprechende Temperatur eintritt.During the passage of the liquid mass through the heat transfer tubes 4 this is a sufficient amount of heat is supplied so that it can serve as a heat transfer medium to the amounts of heat required to convert the water of the aqueous starting solutions into superheated Steam are required to deliver without cooling the liquid below the temperature corresponding to the respective equilibrium conditions occurs.

Die flüssige Masse, die aus konzentriertem Alkalihydroxyd besteht, das als Wärmeübertragungsmedium dient und die noch zusätzlich Alkalihydroxyd enthält, das durch die Entwässerungsverdampfung der wäßrigen Ausgangslösung des Alkalihydroxyds erhalten wurde, verläßt das obere Ende des Entwässerungsraumes 3 zusammen mit einem Strom von überhitztem Dampf mit erheblicher Geschwindigkeit. Geeignete Maßnahmen ermöglichen die Trennung der flüssigen Masse von dem überhitzten Dampf. Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist der obere Teil der Kammer ι dieserhalb mit einer geeigneten Prallvorrichtung 14 versehen. Der Dampf wird zusammen mit anderen etwa noch verdampften Gasen aus der Anlage durch den Dampfauslaß 15 abgeführt. Die von Dämpfen befreite flüssige Masse fällt von der Abscheidevorrichtung in den unteren Teil der Kammer 1 zurück. Von hier aus wird sie durch die Wärmeaustauschrohre 4 wieder in Umlauf gesetzt, wobei der Überschuß der flüssigen Masse kontinuierlich durch das Überlaufrohr 9, entsprechend der Länge des in die Kammer 1 hineinreichenden Entwässerungsraumes 3, abgeführt wird.The liquid mass, which consists of concentrated alkali hydroxide, which acts as a heat transfer medium serves and which also contains alkali metal hydroxide, which by the dehydration evaporation of the aqueous starting solution of the Alkali hydroxide was obtained, leaves the upper end of the drainage space 3 together with a stream of superheated steam at a considerable rate. Appropriate measures enable the separation of the liquid mass from the superheated steam. In the case of the one shown in FIG The device is the upper part of the chamber ι for this reason with a suitable impact device 14 provided. The steam is removed from the gas together with other gases that may still have been evaporated System discharged through the steam outlet 15. The liquid mass, freed from vapors, falls from the Separating device in the lower part of the chamber 1 back. From here it will go through the heat exchange tubes 4 put back into circulation, the excess of the liquid mass continuously through the overflow pipe 9, corresponding to the length of the reaching into the chamber 1 Drainage space 3, is discharged.

Die Anlage, entsprechend Fig. 1, kann auch so abgeändert werden, daß das untere Ende des Entwässerungsraumes ungefähr am Boden der Heizkammer 10 endet, so daß dadurch die Verbindungskammer 5 außerhalb der Heizkammer zu liegen kommt. Wenn man die Verbindungskammer 5 unterhalb des Bodens der Heizkammer anordnet, wird die Verbindungskammer leichter zugänglich. Ein Vorteil der Verbindungskammer 5 innerhalb der Heizkammer besteht darin, daß der Wärmeverlust der Stoffe, die durch die Verbindungskammer 5 zirkulieren, wesentlich vermindert wird. Bei der abgeänderten Ausführungsform, bei der die Verbindungskammer unterhalb des Bodens der Heizkammer liegt, kann der Wärmeverlust, der an der Verbindungskammer 5 entsteht, wirksam durch Isolieren der Verbindungskammer 5 vermindert werden.The system, according to FIG. 1, can also be modified so that the lower end of the drainage space ends approximately at the bottom of the heating chamber 10, so that thereby the connecting chamber 5 to lie outside the heating chamber comes. If the connecting chamber 5 is arranged below the bottom of the heating chamber, the connecting chamber becomes more accessible. An advantage of the connecting chamber 5 within the heating chamber is that the heat loss of the substances circulating through the connecting chamber 5 is substantially reduced. In the modified embodiment, in which the connecting chamber below the bottom of the Heating chamber is located, the heat loss that occurs at the connection chamber 5 can be effectively through Isolating the communication chamber 5 can be reduced.

Zur Vermeidung einer übermäßigen Vorerhitzting der die Zufuhrleitungen durchströmenden wäßrigen Lösungen, die evtl. zur Dampfbildung und dadurch zum schlechten Funktionieren der Einspritzdüse führt, wird um den Teil der Zufuhrleitung 17, der in direktem Wärmeaustausch mit der Kammer 10 steht, eine Isolierung 16 angebracht. Das Problem der Vorerhitzung der Zufuhrleitung tritt selbstverständlich nicht ein, wenn sich das Unterteil der Verbindungskammer außerhalb der Heizkammer befindet.To avoid excessive preheating of the aqueous solutions flowing through the supply lines, which may lead to the formation of steam and thereby leads to the malfunctioning of the injector, is around the part of the supply line 17, the is in direct heat exchange with the chamber 10, an insulation 16 is attached. The problem of course, the preheating of the supply line does not occur when the lower part of the Connection chamber is located outside the heating chamber.

An Stelle von Verbrennungsgasen als Wärmeübertragungsmedium können der Kammer 10 auch andere Wärmeübertragungsmittel zugeführt werden, z. B. Quecksilberdämpfe aus einem Queck-Instead of combustion gases as a heat transfer medium, the chamber 10 can also other heat transfer media are supplied, e.g. B. Mercury vapors from a mercury

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silhcrdampfkessel. Auch können die Wärmeaustatischrohre durch strahlende Wärme oder durch eine Kombination von strahlender Warme und durch Konvektionsströme ühertragcner Wärme je nach Wunsch erhitzt weiden.silhcr steam boiler. The heat dissipation tubes by radiant warmth or by a combination of radiant warmth and heated by convection currents transferring heat as desired.

Uni (las eiTuidungsgemäße Verfahren zwecks Herstellung von wasserfreiem Xatriumhydioxyd in Gang zu setzen, wird die F.ntw ässerungsapparatur his zu einer vorher hestininiten I lohe mit gesehmolzenem wasserfreiem Natriumhydroxyd gefüllt, oder aher in der Apparatur wird zuvor wasserfreies Xalriumhvdi oxyd durch F.indanipfeu von 7oⁿ,'nigeni Alkalihydroxid hergestellt, his die Entwässerungsanlage mit wasserfreiem Xatriumhvdi oxyd gefülltIn order to set in motion the appropriate process for the production of anhydrous sodium hydroxide, the drainage apparatus is filled with molten anhydrous sodium hydroxide up to a previously hestinite level, or earlier in the apparatus an anhydrous sodium hydroxide is previously filled with anhydrous sodium hydroxide by F.indanipfeu of 7o ⁿ , 'nigeni alkali hydroxide was produced until the drainage system was filled with anhydrous sodium hydroxide

»5 ist. Zu letzter Maßnahme wird der (iashrenner u angezündet und die 1 ·". 111 \\- ;'i < ^t ■ t" u H i' -■ π 111.(sjff langsam auf ι 21 " erhitzt, d. h.. sie wird auf eine Temperatur gehiacht, die erhehlich iiher der Temperatur liegt, hei der 70'Vuiges .\atriiimhydro\yd fest wird, so»5 is. For the last measure, the (iashrenner u lit and the 1 · ". 111 \\ -; 'i < ^ t ■ t "u H i '- ■ π 111. (sjff slowly heated to ι 21 ", i.e. it is heated to a temperature which is considerably higher than the temperature, when the 70'Vuiges. \ atriiimhydro \ yd becomes solid, so

ao da(.l die "oVnigc Natriumhvdroxvdlosung, die zu Anfang in die Knt wässcrungsanlage eingefüllt wird, nicht fest werden kanu. In die 70",'»ige NatriumhydiOxydli'istiiig wird kontinuierlich eine kleine 1 )ampfiiicngc iiher die 1 )fw (\ eingehl.tsen ; dadurch wird die Zirkulation des Xatriunihydroxyds in der F.ntu ässcrungsappaialui während der anfänglichen KnIw ässerung von "oVoigcr Xatriumhydroxyd lösung zu wasserfreiem N'atrhnnhvdroxyd in Gang gesetzt, wohei die Wärmezufuhr zur Feuerungs kammer 10 allmählich durch Krliöhung der Tenipcratur der verhrannteii Gase des Brenners 11 um etwa o.5° pro Minute vermehrt wird. Wenn die Temperatur der zirkulierenden Xatritimhvdroxyd lösung etwa 177' erreicht hat. heginnt die Ver dampfung des Wassers. Iu dem Malic, wie das Wasser verdampft, sinkt der Flüssigkeitsspiegel in der Kammer 1. l>ann wird die Daiiipfanfiihr ah gesperrt und eine "o",'ipige Xatriumhydroxydlösuiig üher die Düse (> in die Ent wasseriingsapparatur geführt, his der gewünschte Flüssigkeitsstand wieder hergestellt ist. F'ic Verdampfung und die Zirkulation des Xatriunihydroxyds wird fortgesetzt, his die l'.ntw ässeruiigsanlagc wieder auf den ge wünschten Flüssigkeitsstand mit Xatriumhydroxyd aufgefüllt ist und sich eine Temperatur von 385 his .|oo", hei der (ileichgewicht zwischen Dampf und geschmolzenem Xatriumhydroxyd hesteht, eingestellt hat. I >ann wird der 1 »anipf. der in die lang gestreckte Fnt wässerungszone zur !Erleichterung der Zirkulation der Masse eingehlasen wird, ahge stellt. Zn diesem Zeitpunkt ist die Anlage so weit vorhereitet, dal! die kontinuierliche Gewinnung wasserfreien Xatrinmhydrox yds durch eine Entwässerung* verdampf 11 ng von Xatriumhydroxyd- !("isungen in (laug gesetzt werden kann.ao da (.l the "oVnigc sodium hydroxide solution, which is initially filled into the water treatment system, cannot solidify. A small 1) ampfiiicngcher the 1) fw (\ This sets in motion the circulation of the sodium hydroxide in the water softening apparatus during the initial watering from sodium hydroxide solution to anhydrous sodium hydroxide, whereupon the supply of heat to the furnace chamber 10 is gradually reduced by increasing the temperature of the burner 11 is increased by about 0.5 ° per minute. When the temperature of the circulating xatritim hydroxide solution has reached about 177 ', the evaporation of the water begins. With the malic, as the water evaporates, the liquid level in the chamber 1 drops Then the pipe feeder is blocked and an "o" liquid sodium hydroxide solution is passed over the nozzle (> into the drainage apparatus until the desired temperature is reached fluid level is restored. The evaporation and circulation of the sodium hydroxide continues until the drainage system has been refilled to the desired liquid level with sodium hydroxide and a temperature of 385 to 100 ", i.e. the balance between vapor and molten sodium hydroxide At this point in time, the system is prepared so that the continuous extraction of water is free Xatrinmhydrox yds by a dehydration * evaporation 11 ng of Xatriumhydroxyd-! ("Ions can be put into (lye.

Kontinuierliche Herstellung von wasserfreiem Natriumhydroxid aus NatriumhydroxydlösungenContinuous production of anhydrous sodium hydroxide from sodium hydroxide solutions

X'achdem die Apparatur mit wasserfreiem X'atriumhvdroNvd hei einer Temperatur von 385 his .|oo'' gefüllt worden war, wurde das automatische Ί einperaturkonlrollsvstem so eingestellt, daß das geschmolzene Xatriiiiiihvdroxvd in dem unteren Teil der Kammer ι hei einer Temperatur von nahezu 390⁰ gehalten wurde. Die automatische FHeßkontrollanlage wurde dann so reguliert, daß hei einer Temperatur von 121 ° der Einspritzdüse 6 227 1 70⁰A)IgC Natriumhydroxydlösung in der Stunde zugeführt wurden. Die Lösung trat aus der Injektionsdüse 8, deren Austrittsöffnung einen Durchmesser von 0,178 cm hatte, mit einer linearen Geschwindigkeit von etwa 305 cm in der Sekunde in das Entwässerungsrohr 3 ein. Die Einspritzung der Natriumhydroxydlösung ging glatt vor sich, und es wurde kontinuierlich wasserfreies Natriumhvdroxyd gewonnen. Die Temperatur der Gase des Brenners 11, der eine stündliche Leistung von 208 000 Kilo Kalorien hatte, hetrug durchschnittlich 815 . Das geschmolzene wasserfreie Natriumhydroxyd zirkuliert durch die AVärmcaustausch· rohre 4 mit einer Geschwindigkeit von 152 cm in der Sekunde, wohei ein Temperaturanstieg des Xatriunihydroxyds von τ,ι° heohachtet wurde. Bei !Einhalten ohiger Betriehsdaten wurden in 24 Stunden 400 kg Xatriumhydroxyd mit einem Wassergehalt von 0,55 ⁰Ai gewonnen.After the apparatus had been filled with anhydrous sodium hydroxide at a temperature of 385 to 100%, the automatic one-temperature control system was set so that the molten sodium hydroxide in the lower part of the chamber was at a temperature of almost 390 ^{0 was} held. The automatic measurement control system was then regulated in such a way that 6 227 1 70 ⁰ A) IgC sodium hydroxide solution were fed to the injection nozzle at a temperature of 121 °. The solution entered the drainage pipe 3 from the injection nozzle 8, the outlet opening of which had a diameter of 0.178 cm, at a linear velocity of about 305 cm per second. Injection of the sodium hydroxide solution went smoothly and anhydrous sodium hydroxide was continuously recovered. The temperature of the gases from burner 11, which had an hourly output of 208,000 kilos of calories, averaged 815. The molten anhydrous sodium hydroxide circulates through the heat exchange tubes 4 at a speed of 152 cm per second, whereby a temperature rise of τ, ι ° was observed in the xatriuni hydroxide. By! Compliance ohiger Betriehsdaten 400 kg Xatriumhydroxyd were obtained with a water content of 0.55 ⁰ Ai in 24 hours.

I lerstelhing konzentrierter Natriumhydroxydlösungcn Concentrated sodium hydroxide solution is produced

Die !Entwässerungsvorrichtung wurde mit 7o°Aiigcr Xatriumhydroxydlösung gefüllt und die Temperatur allmählich auf 182⁰ gesteigert. Nach dem eine gleichmäßige Tempera tu rein st el lung erzielt worden war, hegann die Einführung einer 5o°Aiigen Xatriumhydroxydlösung von Raumtemperatur üher die Düse (V Diese 50⁰AiIgC Natriumhydroxvdlösung wurde mit einer Lineargeschwindigkeit von 143 cm in der Sekunde und in einer Menge von 415 1 pro Stunde in die 70⁰AiIgC Xatriunihydroxydlösung eingespritzt. Die Temperatur des Brenners wurde hei 73°° gehalten, während die die ITeizkammer 10 verlassenden Heizgase eine Temperatur von etwa doo° hatten. Der Brenner hatte eine Leistung von 210 000 Kilo Kalorien pro Stunde. Die 70⁰AiIgC Xatriumhydroxydlösung durchströmte die Wärmeaustauschrohre 4 mit einer Geschwindigkeit von 213 cm in der Sekunde, wohei sich eine Temperaturerhöhung von i,i° ergah. Im Laufe von 24 Stunden wurden unter ohigen Bedingungen im kontinuierj liehen Betrieh 10 900 kg 70⁰AiIgC Natriumhydroxydlösung gewonnen.Die! Dewatering device was filled with 7o ° Aiigcr Xatriumhydroxydlösung and the temperature is gradually increased to 182 ^0th Was after a uniform tempera tu purely st el lung achieved, the introduction of a 5o ° Aiigen hegann Xatriumhydroxydlösung from room temperature ahout the nozzle (V This 50 ⁰ AiIgC Natriumhydroxvdlösung was with a linear velocity of 143 cm per second, and in an amount of 415 1 per hour in the 70 ⁰ AiIgC Xatriunihydroxydlösung injected. the temperature of the burner has been hei held 73 °°, during which had the ITeizkammer 10 exiting the heating gases to a temperature of about doo °. the burner had a power output of 210 000 kilocalories per hour. 70 ⁰ AiIgC Xatriumhydroxydlösung flowed through the heat exchange tubes 4 at a speed of 213 cm per second, wohei a temperature increase of i, i ° ergah. in the course of 24 hours Betrieh 10900 were kg in kontinuierj borrowed ohigen conditions 70 ⁰ AiIgC sodium hydroxide won.

Die Vorrichtung zur Yerdainpfungsentwässerung kann so konstruiert werden, daß sie unter Druck arheitet. wohei der üheihitz.te Dampf, der die ohere Zone verläßt, wiedergewonnen werden kann und als Dampf zur Ausführung anderer chemischer Verfahrensmaßnahnicn dienen kann. Andererseits kann das erfinduugsgemäße Verfahren auch hei erhehlich unter dem Atmosphärendruck liegenden Drucken ausgeführt werden, was hei ühlichen Schmelzkesselverfahren nicht möglich ist. Wird das Verfahren hei Drucken, die unter dem Atmosphärendruck liegen, durchgeführt, so ist der Wärmcverhrauch des Verfahrens erhehlich geringer. Arheitet man ahsatzweise, wie es hei dem Schmelzkesselverfahren ühlich ist, und versuchtThe device for Yerdainpfungsentwälerung can be designed to work under pressure. why the hot steam that the upper Zone leaves, can be recovered and used as steam to run other chemical Procedural measures can serve. On the other hand, the method according to the invention can also be called Pressures that are considerably below atmospheric pressure can be carried out, which is known as Melting boiler process is not possible. If the process is hot pressures that are below atmospheric pressure are carried out, the heat consumption of the process is considerably less. If you work briefly, as is customary with the melting pot process, and try

600/17600/17

M 13628 IVa/121M 13628 IVa / 121

dabei Unterdruck anzuwenden, so muß bei der Entwässerungsverdampfung, ehe das nahezu wasserfreie Stadium erreicht wird, ein Gebiet durchschritten werden, in dem der Schmelzpunkt der teilweise entwässerten Natriumhydroxydlösungen sich oberhalb des Siedepunktes der Natriumhydroxydlösung bei vermindertem Druck befindet, so daß ein Festwerden der teilweise entwässerten Natriumhydroxydlösung eintritt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die nahezu wasserfreie Hydroxydlösung jedoch zu jeder Zeit und bei Temperaturen, die oberhalb des Gebietes liegen, in dem eine feste Phase bei reduzierten Drucken beim absatzweisen Verfahren auftritt, in flüssigem Zustand erhalten werden. Dies ist der Tatsache zuzuschreiben, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Entwässerungsverdampfung so schnell im unteren Teil des langgestreckten Entwässerungsraumes vor sich geht, daß die Natriumhydroxyd- lösung nahezu augenblicklich durch das kritische Gebiet- hindurchgeht, in dem bei teilweiser Entwässerung ein Festwerden stattfinden kann. Diese im Augenblick erfolgende Entwässerung der Natriumhydroxydlösung in Verbindung mit dem verhältnismäßig großen Volumen an geschmolzenem nahezu wasserfreiem Natriumhydroxyd, die stetig durch die langgestreckte Entwässerungszone hindurchgeht, ergibt zu jeder Zeit eine flüssige bewegliche Masse nahezu wasserfreien Natriumhydroxyds, sogar wenn der Prozeß bei unterhalb des Atmosphärendrucks liegenden Drucken ausgeführt wird.to apply negative pressure, so must in the dehydration evaporation, before the almost anhydrous Stage is reached, an area must be traversed in which the melting point of the partially dehydrated sodium hydroxide solutions are above the boiling point of the sodium hydroxide solution is at reduced pressure, so that solidification of the partially dehydrated Sodium hydroxide solution enters. In the process according to the invention, the virtually anhydrous Hydroxide solution, however, at any time and at temperatures above the range in which a solid phase occurs at reduced pressures in the batch process, in the liquid state can be obtained. This is attributable to the fact that in the method of the invention the drainage evaporation goes so fast in the lower part of the elongated drainage space that the sodium hydroxide solution almost instantly through the critical area in which with partial drainage solidification can take place. This dehydration taking place at the moment Sodium hydroxide solution in connection with the relatively large volume of molten almost anhydrous sodium hydroxide, which goes steadily through the elongated drainage zone, results in a fluid, mobile mass of almost anhydrous sodium hydroxide at all times, even if the process is carried out at pressures below atmospheric pressure.

Claims

PATENT CLAIM:

Process for continuous evaporation and dewatering of alkali hydroxide solutions, in particular of sodium or potassium hydroxide, characterized in that molten Masses of concentrated alkali hydroxide by their own gravity from the top of an evaporator a heat exchanger with indirect absorption of heat that they sink from the ground the evaporator by introducing an upward stream Alkali hydroxide solution back into the upper part in a different way from the former the evaporator can be returned, the diluted solution by the heat of the molten alkali hydroxide in superheated steam and in concentrated solution Is decomposed that the steam as an additional means of conveyance for the rise of the solutions is used and withdrawn at the highest point of the upper part of the evaporation device as well as part of the concentrated alkali metal hydroxide solution at a somewhat deeper point is derived.

Referred publications:

German patents No. 832 145, 821 345, 062, 247 896;

Belgian patent specification No. 495 847.

1 sheet of drawings