Przy wytwarzaniu azotanu amonowego zapomoca zobojetniania kwasu azotowego lotnym amonjakiem, powstaja przy dotych¬ czasowych sposobach postepowania znacz¬ ne i-los'ci nie wykorzystanego ciepla. To cieplo reakcji wynosi 20,72 Kai na 1 mol NHS1 lub 1216 Kai na 1 kg NH„ o ile kwas jest rozpuszczony.Jest rzecza znana, ze w razie, gdy temperatura reakcji przy zobojetnianiu przekracza pewna granice, powstaje azo¬ tan amonu w postaci delikatnego pylu (dymu), przyczem ta postac soli stanowi strate. Dlatego tez przestrzen reakcyjna studzono dotychczas silnie zapomoca wo¬ dy, nie wyzyskujac ciepla reakcji.Metoda wykorzystywania ciepla reak¬ cji do stezania roztworu soli zostala juz opublikowana. Metoda ta polega na wdmu¬ chiwaniu mieszaniny powietrza i amonja- ku do kwasu i na odprowadzaniu ciepla zapomoca tego powietrza, przyczem równo¬ czesnie odparowuje sie czesc wody zawar¬ tej w roztworze.Reakcja, o której mowa, przebiega jednak nader szybko i gwaltownie, wsku¬ tek czego nalezaloby powstajace cieplo odprowadzac z szybkoscia odpowiadajaca szybkosci reakcji. Poniewaz jednak, ze wzgledu na ekonomje procesu, wskazane jeslt mozliwie jaknajsilniejsze ogrzanie po- wietrza przedmuchiwanejgo, czyli, ponie¬ waz nalezy stosowac podczas wymiany cie¬ pla maly spadek temperatury, trudno jestuniknac spietrzen cieploty w plynie. Zre¬ szta chlodzenie ppwietrzem nie mozna uznac wogóle za wydatne.Oprócz tego nie nalezy zapominac, ze w procesach, w których amonjak reaguje bezposrednio z kwasem, trudno jest wogó- le uzyskac przestrzenna równomiernosc temperatur reakcji, poniewaz równomier¬ nosc ta jest wlasnie zalezna od przestrzen¬ nej równomiernosci doprowadzania amo- njalku do poszczególnych czasteczek kwa¬ su. Rozmaite czasteczki rozczynu kwasu moga wiazac rozmaite ilosci amon jaku, i to w zaleznosci od kontaktu z tym gazem.Mozna wiec przewidziec, ze peWne czastki nietylko zobojetniaja swój HN031 lecz oprócz tego nasycaja swoja H20 a- monjakiem, tworzac NH4OH4i podczas gdy inne czastki nie pozostaja zupelnie zo- bojetnionemi. Przed jakimkolwiek wyrów¬ naniem rozkladu (temperatur i cial, po¬ wstaja wiec bhwilbwo rozmaite ilosci cie¬ pla, i wytwarzaja sie rozmaite miejscowe temperatury.Poza tern odparowywanie zapomoca wdmuchiwania powietrza jest tern ekono- miczniejsze, im wyzsza jest temperatura plynu. Poniewaz jednak temperatura ta jest ograniczona niebezpieczenstwem wy¬ twarzania azotanu amonu w postaci dy¬ mu, wiec z przytoczonych wzgledów wy¬ nika, ze nie jest rzecza latwa podniesc temperature roztworu w procesie znanym do mozliwego i dopuszczalnego maximum.Mozna to osiagnac jedynie przez opano¬ wanie temperatury reakcji oraz przez wyeliminowanie wszelkich nadmiernych wzrostów (szczytów) temperatur.Przy zastosowaniu mieszaniny powie¬ trza i amon jaku, do której przylacza sie — przy równoezesnem odparowywaniu roz¬ tworu — jeszcze i para, powstaje trudne zadanie, aby w aparaturze mieszanine te przeplókac jaknajdokladniej kwasem. W przeciwnym bowiem razie powstalyby straty amonjalku.Przedrtiiotem wynalazku niniejszego jest sposób postepowania, usuwajacy Wszystkie wymienione trudnosci. Wynala¬ zek polega na tern, ze powietrze przedmu¬ chuje sie przez roztwór azotanu amonu, krazacy w obiegu i podgrzany zapomoca ciepla powstajacego przy pochlanianiu a- monjaku oraz ciepla zobojetniania, a wiec oddzielnie i niezaleznie od samej reakcji.W ten sposób ogranicza sie temperature reakcji wskutek rozpuszczania kwasu w krazatym w obiegu roztworze, a równo¬ czesnie zabezpiecza sie równomiernosc temperatury koncowej zapomoca podzialu reakcji na NHZ + H20 = NH4OH + 8,4 Kai, oraz NH2OH + HNO^ + 12,32 Kai, jak osobno wykazano. Wpierw wymienio¬ na reakcje wykonywa sie przy temperatu¬ rze tak niskiej, ze gdyby nawet mialy zajsc niercwnomiernosci stezenia, a wiec i sa¬ mych temperatur, zaleznych od reakcji roztworowej amonjaku, nierównomiernosci te musialyby pozostac zupelbie nieszko¬ dliwe.Druga z wymienionych reakcyj wyko¬ nywa sie wedlug wynalazku dopiero po wyrównaniu stezen i temperatur. Prze¬ dmuchiwanie powietrzem lub innym gazem roztworu krazacego w obiegu, podgrzane¬ go cieplem reakcji, odbywa sie znów od¬ dzielnie i niezaleznie od: reakcji, podczas równoczesnego studzenia roztworu.Ze wzgledu na oddzielne odparowywa¬ nie roztworu zapomoca powietrza, wszel¬ kie straty amonjaku sa wiec niemozliwe, a malenki nadmiar kwasu w roztworze podlegajacym odparowywaniu — który to nadmiar mozna latwo utrzymywac nie¬ zmiennym — zabezpiecza przed ewentual- nemi odchyleniami w obojetnosci roztwo¬ ru w kierunku nadmiaru amonjaku. Celem przedmuchiwania powietrza przez roztwór podgrzany zapomoca ciepla reakcji jest wiec równoczesne odparowywanie pewnej czesci wody zawartej w roztworze (dla stezenia roztworu), oraz silme ostudzenie — 2 —roztworu, aby osiagnieta temperatura byla korzystna dla reakcji: NH3 + H20 = NH40H.Wedlug wynalazku pary, powstajace przy ostatecznem odparowywaniu mozna tez wykorzystac do podgrzewania kraza¬ cego w obiegu roztSYoru, a wiec równiez do stezania tego roztworu. Wreszcie moz¬ na wedlug wynalazku zuzytkowac czescio¬ wo cieplo mieszaniny pary i powietrza, u- chodzacej z aparatu po przedmuchaniu roztworu powietrzem lub innym gazem, do podgrzewania kwasu azotowego, który póz¬ niej wprowadza sie w obieg. W ten sposób umozliwia sie odparowywanie odpowied¬ niej czesci wody zawartej w roztworze.Z umieszczonego ponizej zestawienia jesft widoczne zuzycie swiezej pary o nad¬ cisnieniu 7,5 atm, przerachowanego na 1 ikg azotanu amonu, w porównaniu z zu¬ zyciem pary w znanych dotychczas urza¬ dzeniach.Teoretyczne zuzycie pary do stezania roztworu do 95%, przerachowane na 1 kg suchego azotanu amonu, przy rozmaitych stezeniach kwasu azotowego: Stezenie kwasu 35^ m 45% 50% \ Zuzycie pary w urzadzeniach znanych okolo 2,12 kg . 1,32 „ • 1,07 „ - 0,785 „ Zuzycie pary w urzadzeniu wedlug wynalazku okolo 0,615 kg n 0,45 „ „ 0,32 „ „ 0,24 „ Na zalaczonym rysunku przedstawiono schematycznie przedmiot wynalazku.Roztwór azotanu amonu przeplywa w ciaglym obiegu przez absorber /, pompe 2, podgrzewacz 3, rozpylacz 4, odparowywacz 5, syfon rurowy 6, oraz rozpylacz 7.W absorberze 1 na wypelnieniu (skla¬ da jacem sie np. z pierscieni Raschig'a lub rusztów) roztwór przesyca sie amonjakiem doprowadzanym przez rure 18, przyczem temperatura roztworu wzrasta. Tuz przed pompa lub tez za pompa 2 wprowadza sie do roztworu zapomoca rury 19 kwas azo¬ towy w sposób umozliwiajacy regulacje doplywu, dzieki czemu wywoluje sie dal¬ szy wzrost temperatury roztworu. Po dal- szem doprowadzeniu ciepla w podgrzewa¬ czu 3 roztwór ten rozlewa sie równomier¬ nie zapomoca rozpylacza 4 na wypelnie¬ nie odparowywacza 5.W przeciwlpradzie do roztworu zwilza¬ jacego podczas odplywu duza powierzch¬ nie wypelnienia przeplywa przez odparo¬ wywacz 5 powietrze wtlaczane zapomoca wentylatora 8. Powietrze to zabiera roz¬ tworowi cieplo nietylko zapomoca odpa¬ rowywania — mianowicie wtekutek przesy¬ cania powietrza para wodna — lecz takze zapomoca bezposredniego chlodzenia. Po¬ wietrze przesycone para wodna uchodzi przez odwadniacz 13, -przez podgrzewacz kwasu azotowego 22, gdzie skraplajaca sie para oraz cieple powietrze oddaja cze¬ sciowo swoje cieplo kwasowi azotowemu, plynacemu w kierunku pompki obiegowej, a dalej przez komin 20, do atniosfery.Roztwór natomiast plynie przez rure sy¬ fonowa 6 i rozpylacz 7 zpowrfctem do ab¬ sorbera 1.Nadmiar roztworu pochodzacego z reakcji odprowadza sie z opisandgo obie¬ gu zapomoca rury 9 oraz przelewu 10. Po¬ niewaz roztwór gromadzacy sie na dnie ab¬ sorbera 1 zawiera amonjak, zapomoca ru¬ ry obiegowej 11 oraz zaworu 12, doprowa¬ dza sie don roztwór nieco .kwasny w ilo¬ sciach dajacych sie regulowac, wskutek czego uzyskuje sie latwo doskonala obo¬ jetnosc roztworu odplywajacego do zbior¬ nika 14. Zbiornik ten jest zaopatrzony w wezownice ogrzewcze, przez które moga, np. przeplywac skropliny, pochodzace z odparowywacza 15, z którego skropliny — 3 —sciekaja przez odwadniacz 24. W ten spo¬ sób bez obawy o wykrystalizowywanie mozna pozostawiac przez dluzszy czas roztwór w zbiorniku 14. Ze zbiornika tego roztwór plynie dalej do odiparowywacza 15, w którym podlega on dalszemu steze¬ niu, poczem opuszcza on aparature przez odpowietrzacz 16 przy stezeniu okolo 95%. Pare pochodzaca z odparowywania roztworu przeprowadza sie rura 17 do pod¬ grzewacza 3, w którym para ta skrapla sie, podgrzewajac równoczesnie roztwór kra¬ zacy w opisanym obiegu.Do odprowadzania skroplin z podgrze¬ wacza 3 sluzy rura 21, natomiast rura 23 sluzy do odprowadzania skroplin z pod¬ grzewacza 22. Odpowietrzanie absorbera 1 odbywa sie przez rure obiegowa 25. Jezeli chodzi o odparowywanie roztworu azotanu amonu w prózni, mozna zastosowac opi¬ sane urzadzenie czesciowo, t. j. z wyjat¬ kiem podgrzewacza 3.Juz samo zuzytkowanie ciepla reakcji powoduje duze zaoszczedzenie swiezej pa¬ ry przy stezaniu roztworu. PL