PL55989B1 - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- PL55989B1 PL55989B1 PL106165A PL10616564A PL55989B1 PL 55989 B1 PL55989 B1 PL 55989B1 PL 106165 A PL106165 A PL 106165A PL 10616564 A PL10616564 A PL 10616564A PL 55989 B1 PL55989 B1 PL 55989B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- ammonia
- sulphate
- stage
- ammonium
- decomposition
- Prior art date
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 113
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 56
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 32
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical group N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 28
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000001166 ammonium sulphate Substances 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- BIGPRXCJEDHCLP-UHFFFAOYSA-N ammonium bisulfate Chemical compound [NH4+].OS([O-])(=O)=O BIGPRXCJEDHCLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052936 alkali metal sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical class [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 7
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- -1 compounds sulfur oxides Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 40
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M bisulphate group Chemical group S([O-])(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RMGVZKRVHHSUIM-UHFFFAOYSA-L dithionate(2-) Chemical compound [O-]S(=O)(=O)S([O-])(=O)=O RMGVZKRVHHSUIM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 6
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001120 potassium sulphate Substances 0.000 description 6
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 6
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 4
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 4
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 4
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- CHKVPAROMQMJNQ-UHFFFAOYSA-M potassium bisulfate Chemical group [K+].OS([O-])(=O)=O CHKVPAROMQMJNQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JTNCEQNHURODLX-UHFFFAOYSA-N 2-phenylethanimidamide Chemical compound NC(=N)CC1=CC=CC=C1 JTNCEQNHURODLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229910000799 K alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000528 Na alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940044175 cobalt sulfate Drugs 0.000 description 1
- 229910000361 cobalt sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000006023 eutectic alloy Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910000343 potassium bisulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- KAQHZJVQFBJKCK-UHFFFAOYSA-L potassium pyrosulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OS([O-])(=O)=O KAQHZJVQFBJKCK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Description
Pierwszenstwo: 27.11.1964 Szwajcaria Opublikowano: 30.VIII.1968 55989 KI. 12 k, 1/02 MKP C 01 c UKD 1/02 Twórca wynalazku: dr inz. Wilhelm Deiters Wlasciciel patentu: INVENTA A.G. fur Forschung und Patentverwer- tung, Zurych (Szwajcaria) Sposób termicznego rozkladu siarczanu amonowego do amoniaku i tlenków siarki Przedmiotem wynalazku jest sposób trójstopnio¬ wego termicznego rozkladu siarczanu amonowego do amoniaku i tlenków siarki.Siarczan anionowy, który poddaje sie rozkladowi termicznemu sposobem wedlug wynalazku otrzy¬ muje sie z gazów zawierajacych amoniak, a zwla¬ szcza z gazu koksowniczego, z którego wykrapla sie wode amoniakalna, a reszte amoniaku wymywa sie z gazu kwasem siarkowym, przy czym tworzy sie siarczan amonowy, który nastepnie rozklada sie termicznie.Znane sa sposoby usuwania amoniaku z gazów zawierajacych amoniak droga przemywania ich kwasem siarkowym, prowadzace do uzyskiwania krystalicznego siarczanu amonowego. W pewnych warunkach wysoki koszt kwasu siarkowego oraz trudnosc zbytu siarczanu amonowego wymagaja rozkladania uzyskanego siarczanu amonowego.Rozklad siarczanu amonowego mozna prowadzic do uzyskania oddzielnie kwasu siarkowego prze¬ znaczonego do dalszego przemywania gazów oraz amoniaku, zwlaszcza w najkorzystniejszej postaci handlowej to jest amoniaku skroplonego.Mozna równiez poprzestawac na rozkladzie siar¬ czanu do wodorosiarczanu z wydzieleniem polowy amoniaku, a do przemywania gazu stosowac roz¬ twór wodny wodorosiarczanu. Stosowanie wolnego kwasu siarkowego pozwala na lepsze oczyszczenie gazu. Dlatego sluszniejsze jest calkowite rozklada¬ lo 15 20 25 30 nie siarczanu amonowego do kwasu i amoniaku, jednakze dokonywanie tego w znany sposób wy¬ maga najpierw wydzielania i suszenia krystalicz¬ nego siarczanu amonowego, który nastepnie pod¬ daje sie rozkladowi termicznemu. Manipulacje z cialem stalym utrudniaja lub wrecz uniemozliwia¬ ja uksztaltowanie calosci procesu zlozonego z przemywania gazu i rozkladu siarczanu jako pro¬ cesu ciaglego.Do przeprowadzenia calkowitego rozkladu siar¬ czanu amonowego proponowano stosowanie tlen¬ ków metali takich jak zelazo, cynk itp. Dziala¬ niem tlenków na siarczan amonowy uwalania sie amoniak i powstaja siarczany tych metali, które nastepnie poddane rozkladowi termicznemu prze¬ chodza jv tlenki. I ten sposób równiez wymaga przenoszenia stalych siarczanów lub tlenków, badz poddawania poszczególnych reaktorów znacznym zmianom temperatury w krótkich okresach czasu.Ostatnio zaproponowano do przeprowadzenia cal¬ kowitego rozkladu siarczanu amonowego stosowa¬ nie znanej od dawna reakcji miedzy wodorosiar¬ czanem amonowym a siarczanami metali alkalicz¬ nych. Utworzony przy tym wodorosiarczan metalu alkalicznego poddaje sie rozkladowi poprzez piro- siarczan z wydzieleniem wody i tlenków siarki, przy czyim pozostaje siarczan metalu alkalicznego w stanie stalym, który zawraca sie do dalszego zastosowania. Równiez i tego sposobu pracy nie udalo sie dotychczas uksztaltowac w postaci pro- 5598955989 3 4 cesu ciaglego calkowicie zautomatyzowanego ze wzgledu na koniecznosc przenoszenia ciala stalego.Stwierdzono, ze przemywanie kwasem siarko¬ wym lacznie z calkowitym rozkladem siarczanu amonowego mozna prowadzic w tsposób ciagly przez takie dobranie warunków, aby calosc pro¬ cesów rozkladczych wlacznie z przenoszeniem sub- tstancji reagujacych zachodzila w cieklych stopach sali.' Sposób wedlug wynalazku w ogólnych zarysach przedstawia sie nastepujaco.Trójstopniowy termiczny rozklad siarczanu amo¬ nowego (otrzymanego przez wymycie amoniaku z gazu za pomoca kwasu siarkowego), do amoniaku i tlenków siarki prowadzi sie najpierw przez roz¬ klad siarczanu amonowego w temperaturze 300— 320°C z wydzieleniem polowy amoniaku, nastep¬ nie przez reakcje uzyskanego w pierwszym stopniu wodorosiarczanu amonowego z siarczanem metalu alkalicznego w temperaturze 390—420°C przy czym wydziela sie reszta amoniaku i powstaje wodoro¬ siarczan metalu alkalicznego, który w trzecim stopniu rozklada sie na tlenki siarki i siarczan metalu alkalicznego. Drugi i trzeci stopien obiegu przyspiesza sie katalitycznie w ten sposób, ze na poczatku drugiego stopnia, do wodorosiarczanu amonowego wprowadzanego z pierwszego stopnia obiegu, dodaje sie eutektycznego stopu siarczanów potasowego, sodowego i kobaltowego, a uzyskany ciekly stop, po calkowitym odpedzeniu amoniaku, ogrzewa sie w trzecim stopniu w temperaturze okolo 800°C w celu wydzielenia gazowych zwiaz¬ ków tlenków siarki. W prowadzonym procesie ciekle stopy znajduja sie w ciaglym przeplywie w sprzezonych ze soba stopniach obiegu.Sposób wedlug wynalazku jest blizej wyjasnio¬ ny na zalaczonym schematycznym rysunku. Roz¬ twór siarczanu amonowego, otrzymany przez wy¬ mycie amoniaku z gazu za pomoca kwasu siarko¬ wego zateza sie w wyparce la i nastepnie wprowa¬ dza do pierwszego stopnia procesu przewodem 30a do urzadzenia Ib, w którym znajduje sie obiegowy stopniony wodorosiarczan amonowy. W urzadzeniu tym, w pierwszym stopniu obiegu odpedza sie re¬ szte wody w temperaturze 200—230°C, po czym odwodniona sól przesyla sie przewodem 3 do rea¬ ktora I, w którym, w drugim stopniu tego obiegu przeprowadza sie rozklad siarczanu amonowego na amoniak i wodorosiarczan amonowy w temperatu¬ rze okolo 300—320°C. Czesc otrzymanego w reakto¬ rze I stopu, stanowiacego prawie czysty wodoro¬ siarczan, kieruje sie z powrotem do pierwszego stopnia obiegu przewodem 5, zas uzyskiwany przy tym suchy amoniak odprowadza sie przewodem 4.Nawet gdyby w reaktorze I rozklad siarczanu do wodorosiarczanu nie zaszedl calkowicie, nie jest to szkodliwe, gdyz sól ta znajduje sie w ciaglym obiegu. Jezeliby w pierwszym stopniu tego obiegu na wskutek wahan temperatury uchodzila z para wodna równiez pewna ilosc amoniaku, mozna ten amoniak zwiazac na jonicie, odzyskujac siarczan amonowy przez regeneracje jonitu kwasem siar¬ kowym.Z pierwszego stopnia procesu odprowadza sie ciagle do drugiego stopnia procesu wodorosiarczan w ilosci równowaznej do siarczanu amonowego wprowadzanego do pierwszego stopnia. Wodoro¬ siarczan amonowy odprowadza sie z reaktora I przewodem 6 do reaktora Ha, w którym miesza 5 sie go ze stopem skladajacym sie glównie z siar¬ czanów potasowca i kobaltowego doprowadzonych do reaktora przewodem 13. Sklad tej mieszaniny jest tak dobrany, aby byla plynna w utrzymywa¬ nych warunkach danych temperaturowych. Siar¬ czan kobaltowy w stezeniu wynoszacym okolo 50% mieszaniny, dziala nie tylko jako topnik, lecz rów¬ niez jako katalizator i moze byc w tej funkcji czesciowo lub calkowicie zastapiony przez siar¬ czany innych metali jak zelazo, nikiel, wanad, ty¬ tan, glin, imagnez itp. Jako skladnik stanowiacy siarczan potasowca moze sluzyc siarczan potasowy lub sodowy lub ich dowolna mieszanina z tym, ze skladnik ten winien znajdowac sie w ilosci co naj¬ mniej równowaznej do siarczanu amonowego, któ¬ ry ma byc rozkladany. — . . W reaktorze Ha w którym rozpoczyna sie drugi stopien procesu utrzymuje sie temperature ponizej 500° cieplem zawartym w stopie soli. Jezeli ilosc tego ciepla nie wystarcza, stosuje sie dodatkowe doprowadzenie ciepla. Jezeli pojemnosc cieplna stopu siarczanów jest zbyt wielka i moglaby spo¬ wodowac zbyt wysoka temperature poczatkowa w drugim stopniu procesu, temperature reguluje sie przez dozowanie goracego stopu siarczanów do chlodniejszego stopu wodorosiarczanu amonowego tak, aby zapewnic stopniowy wzrost temperatury^ podczas reakcji prowadzacej do wydzielenia amo¬ niaku, jednakze bez wydzielania tlenków siarki.Odszczepieniu amoniaku sprzyja jak wiadomo, stosowanie obnizonego cisnienia lub przeprowa¬ dzanie przez mieszanine reakcyjna gazu lub pary, przy czym korzystne jest odpowiednie podgrze¬ wanie nosnego gazu. Wazne jest zachowanie dosta¬ tecznej róznicy miedzy warunkami prowadzacymi do usuwania amoniaku a warunkami prowadzacy¬ mi do wydzielania tlenków siarki, na przyklad przez przepuszczanie mieszaniny gazu obojetnego i pary wodnej przez reaktory Ha i Ilb, przy czym w reaktorze Ila mozna stosowac cisnienie atmosfe¬ ryczne, zas w reaktorze Ilb cisnienie obnizone.Gaz nosny lub pare wodna po oddzieleniu produk¬ tów rozpadu mozna zawracac do obiegu przy mini¬ malnych stratach ciepla.Stop soli uwolniony w reaktorach Ha i Ilb od amoniaku, w którym oprócz obiegowych siarcza¬ nów znajduje sie mieszanina wodorosiarczanu oraz pirosiarczamu potasowca, prowadzi sie przewodem 11 do naczynia rozkladczego III, w którym droga posrednia na przyklad przez promieniowanie lub bezposrednio przez spalanie podgrzanego gazu opalowego podwyzsza sie temperature stopu do okolo 500—800°. Nastepuje wówczas rozklad wodo¬ rosiarczanu i pirosiarczanu potasowca z wydzie¬ leniem tlenków siarki odprowadzanych przewodem 12, przy czym tworzy sie siarczan.potasowca. Po¬ reakcyjny stop siarczanów zawraca sie jak juz wspomniano przewodem 13 do reaktora Ila.Rozklad wodorosiarczanu potasowca z wydziele¬ niem kwasu mozna prowadzic w rózny sposób. W zaleznosci od tego jaki produkt chce sie otrzymac, 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 55989 6 (kwas siarkowy, S03, czy oleum), mozna rozkladac go na sucho lub w obecnosci gazów spalinowych zawierajacych pare wodna. W pierwszym przy¬ padku nalezy stosowac ogrzewanie na przyklad za pomoca elektrycznych grzejników promienniko¬ wych. W drugim przypadku mozna umieszczac palnik wewnatrz przestrzeni reakcyjnej. Reaktor wykonany jest z tworzywa odpornego na korozje.Moze on stanowic jedna komore lub szereg komór reakcyjnych z wypelnieniem ceramicznym, badz zawierajacych substancje katalityczne jak kwarc, krzemionka aktywna, wegiel aktywny, subtelnie rozdzielone metale szlachetne, tlenki metali itp.Rozpad termiczny przeprowadza sie korzystnie przez ogrzewanie stopu soli w postaci cienkiej warstwy lub w postaci subtelnie rozdrobnionej.W miare postepujacego rozkladu coraz trudniej¬ sze jest prowadzenie dalszego rozkladu i z tego wzgledu korzystne jest aby splywajacy stop osia¬ gal coraz wyzsza temperature. Wówczas pierwsze ilosci wydzielanego kwasu uzyskuje sie przy niz¬ szej temperaturze, a dalsze przy wyzszej. Poniewaz sklad wydzielanych kwasnych gazów zalezy od temperatury rozkladu, celowy jest frakcjonowany odbiór tych gazów w celu poddawania poszczegól¬ nych frakcji odmiennej i najwlasciwszej przeróbce.Jezeliby podczas rozkladu nastepowalo osadzanie sie siarczanu metalu alkalicznego w reaktorze, siarczan ten mozna usunac z reaktora przez roz¬ puszczenie go w jednym ze stopów obiegowych i zawrócic do obiegu.Wedlug jednej z odmian sposobu wedlug wyna¬ lazku stosuje sie zespól reaktorów wzorowany na zespole nagrzewnic Cowpera zlozonym na przy¬ klad z trzech reaktorów dzialajacych na przemian, wylozonych tworzywem odpornym na korozje.Przebieg pracy jest nastepujacy. Gdy w wygrza¬ nym pierwszym reaktorze nastepuje rozklad sply¬ wajacego stopu zawierajacego wodorosiarczan i pi- rosiarczan potasowca z wydzieleniem tlenków siar¬ ki i tworzeniem stalego siarczanu w temperaturze okolo 800—500°, w reaktorze drugim rozpuszcza sie wydzielony siarczan swiezym stopem wodoro¬ siarczanu amonowego z wydzielaniem amoniaku i' tworzeniem wodorosiarczanu oraz pirosiarczanu potasowca w temperaturze okolo 450—390°.W tym samym czasie trzeci reaktor przez bezpo¬ srednie spalanie gazu zostaje wygrzany do tem¬ peratury okolo 850°. W tym cyklu wodorosiarczan amonowy przeplywa przez drugi reaktor i wcho¬ dzi do pierwszego reaktora w postaci stopu wodo¬ rosiarczanu i pirosiarczanu potasowca. Nastepnie funkcje reaktorów zostaja zmienione, wygrzany reaktor trzeci przejmuje funkcje pierwszego rea¬ ktora, reaktor pierwszy pelni funkcje reaktora drugiego, a reaktor drugi poddaje sie wygrze¬ waniu.Gazy poreakcyjne porywaja ze stopów skladniki parujace lub sublimujace. Gazy te mozna oczyscic przemywajac je jednym ze stopów obiegowych.Mozna zastosowac zetkniecie sciekajacego,' dopro¬ wadzanego do reakcji stopu w przeciwpradzie, z gazem poreakcyjnym, przez co nastepuje oczysz¬ czenie tego gazu. W specjalnych przypadkach mo¬ zna gazy poreakcyjne przemywac za pomoca ste¬ zonego kwasu siarkowego lub oleum.Zawarty w kwasnym gazie poreakcyjnym dwu¬ tlenek siarki po zaabsorbowaniu trójtlenku w 5 kwasie siarkowym dotlenia sie w znany sposób na katalizatorze na przyklad na pieciotlenku wa¬ nadu. W pewnych granicach mozna ustalic stosu¬ nek dwutlenku do trójtlenku stosujac podczas rozkladu atmosfere redukujaca lub utleniajaca.Przy pracy w atmosferze zawierajacej pare wodna mozna z gazu poreakcyjnego wydzielac kwas siar¬ kowy w stanie cieklym. Mozna równiez nieochlo- dzona kwasna mieszanine gazowa wykorzystywac bezposrednio. W tym celu wprowadza sie ja za posrednictwem mieszalnika na przyklad dyszowe¬ go 25 do strumienia gazu oczyszczonego, po uprze¬ dnim wykropleniu z tego gazu wody amoniakalnej.Po uplywie czasu wystarczajacego do calkowite¬ go przereagowania reszty amoniaku z parami kwa¬ su w nadmiarze, mieszanine gazowa zobojetnia sie w wiezy 28 zraszanej wykroplona uprzednio z te¬ go gazu woda amoniakalna doprowadzana prze¬ wodem 26 z wykraplacza 21. Gaz oczyszczony opu¬ szcza urzadzenie przewodem 29, zas roztwór siar¬ czanu amonowego z wiezy 28 przewodem 30 kie¬ ruje sie do wyparki la, z której po zageszczeniu odprowadza sie go przewodem 30a do pierwszego stopnia procesu.W celu skraplania suchego amoniaku nalezy czesc amoniaku pochodzaca z dalszego rozkladu (na przyklad amoniak plynacy przewodem 8), uwolnic od wody pochodzacej czesciowo z rozkladu wodorosiarczanu metalu alkalicznego, a czesciowo z gazu sluzacego do ulatwiania odszczepiania amoniaku. W tym celu mokry gaz traktuje sie strumieniem wodorosiarczanu amonowego odpro¬ wadzanego z reaktora I odgaleziowym przewodem 5b. Amoniak zostaje w wiekszosci pochloniety w temperaturze miedzy 150—200° w wiezy do prze¬ mywania 5c w przeciwpradzie. Wiekszosc pary wodnej uchodzi z pozostalymi gazami przewodem 8a i moze byc po odpowiednim podgrzaniu ponow¬ nie wprowadzona do reaktora Ha jako gaz nosny.W ten sposób nie marnuje sie resztek amoniaku, które nie zostaly pochloniete w wiezy 5c. Odgale¬ ziony strumien wodorosiarczanu amonowego za¬ wraca sie poprzez przewód 5d do pierwszego stop¬ nia procesu, w którym to stopniu otrzymuje sie su¬ chy amoniak w ilosci zwiekszonej o ilosc amonia¬ ku poddawanego suszeniu. Amoniak odprowadza sie przewodem 4. Calosc uzyskanego amoniaku na¬ daje sie do skraplania w celu zbytu.Cieplo potrzebne dla calego procesu otrzymuje sie glównie z zespolu 9 palników gazowych lub olejowych, z którego spaliny przeplywaja przewo¬ dami 2, 2a, 2b, 2c, 2d, kolejno przez elementy urza¬ dzenia w kierunku przeciwnym do glównego kie¬ runku przeplywu masy stopów, wobec czego za¬ warte w nich cieplo jest dobrze wykorzystane. W celu osiagniecia szczytowych temperatur, zwlaszcza w reaktorze III, stosuje sie w miare potrzeby do¬ datkowy palnik.Temperature potrzebna do rozkladu obniza sie przez zastosowanie katalizatorów, które stanowia siarczany badz tlenki róznych metali na przyklad 15 20 25 30 35 40 45 50 :35 60€ 55989 7 8 zelaza, kobaltu, niklu, molibdenu, wolframu, wa¬ nadu, tantalu, tytanu, glinu, magnezu lub sub¬ stancje o czynnej powierzchni jak ziemia okrzem¬ kowa, kwarc, wegiel aktywny, a takze metale szla¬ chetne w stanie rozdrobnienia. Równiez korzystnie na obnizenie niezbednej temperatury rozkladu wplywa stosowanie prózni lub gazów nosnych.Ze wzgledu na szczególnie silnie korodujace wlasciwosci stosowanych stopów, celowe jest uni¬ kanie pomp zwyklych i nalezy poslugiwac sie ga¬ zami lub parami do przenoszenia cieczy w ukla¬ dach znanych pod nazwa pompy mamutowej.Ponizej podano przyklad trójstopniowego termi¬ cznego rozkladu siarczanu amonowego, otrzymy¬ wanego z gazu koksowniczego.Przyklad. 12,125 Nm3 gazu koksowniczego zawierajacego okolo 10 g/Nm3 amoniaku oczyszczo¬ no wstepnie znanym sposobem i doprowadzono przewodem 20 do wykraplacza 21 gdzie z gazu wylkraplano wode amoniakalna uwalniajac go w ten sposób od czesci amoniaku. Woda amoniakalna odprowadzana przewodem 26 zawierala 73 g amo¬ niaku. Gaz zawierajacy jeszcze okolo 4 g/Nm3 amoniaku odprowadzano do mieszalnika 25, gdzie mieszano go z kwasnymi oparami z rozkladu siar¬ czanu amonowego doprowadzanymi przewodem 24 z urzadzeniem 23, w którym dwutlenek siarki za¬ warty w gazie poreakcyjnym zostal w znany spo¬ sób przeprowadzony w trójtlenek przez katalitycz¬ ne utlenianie.Po okresie czasu wystarczajacym do calkowitego zobojetnienia amoniaku zawartego w gazie, kwas¬ na mieszanine gazowa przemyto w wiezy 28 wy- kroplinami doprowadzanymi z wykraplacza 21 •przewodem 26 zawierajacymi amoniak. Ciecz prze¬ mywajaca utrzymywano w obiegu w ilosci po¬ trzebnej do intensywnego przemywania i usunie¬ cia zarówno kwasnych jak i zasadowych skladni¬ ków mieszaniny gazowej, która po przemyciu za¬ wierala 2 g amoniaku na 100 Nm3. W cieczy z przemywania uzyskiwano 470 kg siarczanu amo¬ nowego na godzine. Ciecz te podgeszczano w wy¬ parce lit do stezenia bliskiego nasyceniu tj. do okolo 45—48%, a nastepnie wprowadzano przewo¬ dem 30a za pomoca dyszy do obiegu stopio¬ nego wodorosiarczanu amonowego w ilosci okolo 5.000 kg/h.Temperatura i zawartosc cieplna stopu powodo¬ waly calkowite odparowanie reszty wody. Ponadto do odparowacza doprowadzano dodatkowo cieplo aby utrzymac temperature 200—230°. Siarczan amonowy rozpuszczony w stopie wodorosiarczanu odprowadzano przewodem 3 do pierwszego reakto¬ ra rozkladczego I, w którym przez bezposrednie ogrzewanie osiagano temperature okolo 300—320°.Temperatura ta wystarcza do odszczepienia pierw¬ szej polowy amoniaku w ilosci 54,9 kg/h. Do tej ilosci nie jest wliczona czesc amoniaku doprowa¬ dzanego dodatkowo w celu osuszania go. Po opu¬ szczeniu tego reaktora czesc stopu wodorosiarcza¬ nu amonowego z mala zawartoscia nierozlozonego siarczanu amonowego zawracano przewodem 5 do wyparki Ib.Z zamknietego obiegu wodorosiarczanu odpro¬ wadzano przewodem 6 w sposób ciagly mieszani¬ ne okolo 377 kg/h wodorosiarczanu amonowego i okolo 38 kg/h nierozlozonego siarczanu amonowe¬ go do dalszego rozkladu w drugim obiegu. Do pierwszego reaktora Ila tego zamknietego obiegu 5 doprowadzano równiez przewodem 13 stop scieka¬ jacy z reaktora ni o wysokiej temperaturze. Stop ten stanowil mieszanine 830 kg siarczanu potaso¬ wego, 184 kg siarczanu sodowego i 342 siarczanu kobaltowego. W temperaturze 390—420° nastepo¬ wala reakcja wodorosiarczanu amonowego z siar¬ czanem potasowym prowadzaca do uzyskania stopu wodorosiarczanu potasowego z uwolnieniem pozo¬ stalej czesci amoniaku. W celu zachowania lagod¬ niejszych warunków reakcje te lub co najmniej ostatnia jej faze przeprowadzono pod próznia w reaktorze Ilh.Podczas odpedzania 63,7 kf/h amoniaku przewo¬ dami 4b i 8, siarczan potasowy przechodzi przy wzrastajacej temperaturze stopniowo w wodoro¬ siarczan i pirosiarczan potasowy z wydzieleniem wody.Z reaktora Ilb przeplywal przewodem 11 do ostatniego reaktora stop zawierajacy oprócz mie¬ szaniny pirosiarczanu i wodorosiarczanu potaso¬ wego (910 kg w przeliczeniu na pirosiarczan) siar¬ czan sodowy i kobaltowy. W celu osiagniecia roz¬ padu z wydzieleniem kwasu, temperature podwyz¬ szano w dalszym ciagu do powyzej 700°. Szczyto¬ wa temperature rozkladu która moze przekraczac 800° osiagano przez bezposrednie spalanie gazu opalowego doprowadzanego przewodem 2e, przy czym zarówno gaz jak i powietrze moga byc pod¬ grzewane cieplem odpadowym, a spaliny moga byc wprost wdmuchiwane do stopu lub prowadzone wzdluz splywajacej warstewki stopu.Ilosc spalin zawierajacych pare wodna wplywa na ustalenie stezenia otrzymywanego kwasu siar¬ kowego. Stop odplywajacy przewodem 13 sklada sie glównie z siarczanów potasowego, sodowego i kobaltowego. Stop ten doprowadzano bezposre¬ dnio do reaktora Ilb uzyskujac tym'samym obieg zamkniety. Gorace kwasne gazy odprowadzane przewodem 12 przy frakcjonowanym odbiorze cze¬ sciowo dotleniano katalitycznie w urzadzeniu 23, a nastepnie stosowano wprost do oczyszczania gazu koksowniczego.Amoniak z pierwszego stopnia odprowadzany przewodem 4a jest suchy i moze byc bezposrednio wykraplany. Natomiast amoniak uzyskany w dal¬ szym ciagu rozkladu odprowadzany przewodem 8 musi byc uwolniony od wody. W tym celu czesc wodorosiarczanu amonowego odprowadzanego z reaktora I odgalezionym przewodem 5b kierowano do wiezy do przemywania 5c, przez która przepro¬ wadzano wilgotny amoniak. Zwiazany przy tym amoniak odzyskiwano ponownie w stanie suchym w pierwszym stopniu rozkladu I. Nie zaabsorbo¬ wany amoniak, który ewentualnie uchodzi ze szczytu tej wiezy z gazami obojetnymi i para, mo¬ zna bylo zawrócic do obiegu. PL
Claims (1)
1. Zastrzezenie patentowe Sposób trójstopniowego termicznego rozkladu siarczanu amonowego do amoniaku i tlenków siar¬ ki, najpierw przez rozklad siarczanu amonowego w temperaturze 300—320°C z wydzieleniem polo- 15 20 25 S0 85 40 45 50 6055980 wy amoniaku, nastepnie przez reakcje uzyskanego w pierwszym stopniu wodorosiarczanu amonowego z siarczanem metalu alkalicznego w temperaturze 390—420°C, przy czym wydziela sie reszta amonia¬ ku i powstaje wodorosiarczan metalu alkalicznego, który w trzecim stopniu rozklada sie na tlenki i siarczan metalu alkalicznego, znamienny tym, ze drugi i trzeci stopien obiegu przyspiesza sie kata- 10 litycznie w ten sposób, ze na poczatku drugiego stopnia, do wodorosiarczanu amonowego wprowa¬ dzanego z pierwszego stopnia obiegu, dodaje sie eutektycznego stopu siarczanów potasowego, sodo¬ wego i kobaltowego, a uzyskany ciekly stop, po calkowitym odpedzeniu amoniaku, ogrzewa sie w trzecim stopniu w temperaturze okolo 800°C w celiu wydzielenia gazowych zwiazków tlenków siarki. N JE_h Ir t*" JL 0 5 £ "3 CM t -SL a UJ v PL
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL55989B1 true PL55989B1 (pl) | 1968-08-26 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2155119A (en) | Process of and apparatus for the thermal decomposition of substances or mixtures of same | |
| DK167850B1 (da) | Anvendelse af cyaninfarvestof til fremstilling af et diagnostisk middel | |
| US5149515A (en) | Process for the production or recovery of acids from metalliferous solutions of such acids | |
| KR101757493B1 (ko) | 가스 스트림으로부터 오염물을 제거하는 방법 | |
| KR20140017573A (ko) | 가스 스트림으로부터 오염물을 제거하는 방법 | |
| SK280897B6 (sk) | Spôsob odstránenia oxidu siričitého z odpadových plynov | |
| US7595035B2 (en) | Process for the recovery of sulfuric acid | |
| US3383170A (en) | Process for the recovery of sulphur dioxide and ammonia | |
| EP0516001B1 (en) | Process for the regeneration of spent sulphuric acid | |
| FI75553B (fi) | Foerfarande och anordning foer koncentrering och rening av organiska orenheter innehaollande svavelsyra. | |
| CA1201872A (en) | Process and apparatus for the removal of mercury from sulfur dioxide-bearing hot and moist gases | |
| US3369869A (en) | Process for recovering ammonia from ammonia-containing gas by means of sulfuric acid | |
| US3443896A (en) | Catalytic method for the recovery of sulphuric acid in a plurality of contact-and-absorption steps | |
| US3525586A (en) | Production of sulfur trioxide and sulfuric acid | |
| US4098886A (en) | Gas purification liquors | |
| US5389354A (en) | Process for the production of oleum and sulfuric acid | |
| US3941875A (en) | Process for treating gas containing hydrogen sulfide | |
| US2053834A (en) | Process for the simultaneous production of sulphuric and nitric acids | |
| PL55989B1 (pl) | ||
| JPS5943402B2 (ja) | 硫酸の製造方法 | |
| US5082645A (en) | Waste acid recovery process | |
| US3954955A (en) | Process for working up the wash solution obtained in the washing of SO2 -containing off-gases | |
| US3387927A (en) | Method of regenerating waste pickle liquors | |
| JPS62282685A (ja) | 廃棄物処理 | |
| US2255445A (en) | Production of sulphuric acid and iron oxide from waste pickling acid |