Niniejszy wynalazek dotyczy wyrobu azotanu amonu.Metody, zwykle uzywane przy fabry¬ kacji azotanu amonu, polegaja na zobojet¬ nianiu kwasu azotowego zapomoca amo- njaku, stosowanego w stanie lotnym lub pod postacia rozczynu, lub tez na pod¬ wójnym rozkladzie azotanów metalowych w rodzaju azotanu sodu lub azotanu wapnia z solami amonowemi, w rodzaju np. siarczanu lub weglanu.W procesie powszechnie uzywanym utleniania amonjaku, otrzymywane tlenki azotu, mianowicie tlenek azotu (NO), bez¬ wodnik kwasu azotowego (N2 O3) i dwutle¬ nek (NO2 azotu lubN2 O4), reaguja z woda w wiezach pochlaniajacych, w obecnosci nadmiaru tlenu, zwykle doprowadzanego pod postacia powietrza, przez co otrzy¬ muje sie rozcienczony kwas azotowy.Kwas otrzymywany z tych wiez, zwykle zawiera tylko 30°/0 do 50°/o kwasu azo¬ towego, i dla celów technicznych nie produkuje sie kwasu tezszego ponad 60%.Zobojetniajac ten kwas z amonjakiem, otrzymujemy rozcienczony rozczyn azo¬ tanu amonu, z którego nalezy odciagnac znaczny procent wody, wszelako podczas procesu odparowywania zachodzi znacz¬ na strata azotanu amonu.Wieze, w których odbywa sie pochla¬ nianie tlenków azotowych przez wode,i K musza byc bardzo duze, a zatem sa bardzo kosztowne.Okazalo sie jednak, ze mozliwem jest otrzymanie stalego azotanu amonu, wy¬ starczajacej czystosci, bezposrednio przez wzajemne polaczenie tlenków azotowych, tlenu, wody i amonjaku, wzietych w od¬ powiednim stosunku.Wyrób azotanu amonu wedlug niniej¬ szej metody polega na polaczeniu tlen- . ków zwiazków azotowych, tlenu, wody oraz amonjaku w stanie ' lotnym, w sto¬ sunku zapewniajacym • bezposrednie wy¬ twarzanie azotanu amonu w atanie stalym oraz w stopniu dostatecznie czystym.W celu otrzymania najkorzystniejszego rezultatu, nalezy uzyc ilosci tlenu, która musi znacznie przewyzszac te, jaka jest niezbedna w celu zamiany calkowitej ilosci tlenków azotowych na dwutlenek azotu.W wypadku uzycia gazów, zawiera¬ jacych okolo 10% na objetosc wytwa¬ rzanych tlenków zwiazków azotowych, naprzyklad, przez utlenianie amonjaku, nalezy zastosowac ilosc tlenu, przewyz¬ szajaca trzy do czterokrotnie ilost tlenu teoretycznie niezbedna do zamiany calko¬ witej zawartosci tlenków azotowych na dwutlenek azotu. Nalezy zaznaczyc, ze stopien nadmiaru tlenu zalezy od kon¬ centracji tlenków azotowych; im nizsza jest zawartosc tlenków, tern wiekszym ¦ musi byc nadmiar tlenu. Niezbedny tlen moze byc doprowadzony pod postacia czystego tlenu, powietrza, lub tez po¬ wietrza, wzbogaconego w tlen.Mieszaninie tlenków azotowych i tlenu nalezy dac dosyc czasu, aby reakcja wy¬ razajaca sie równaniem: 2NO+02=2N02 mogla calkowicie sie odbyc; mozna to osiagnac np. przez przepuszczenie gazów przez prózna wieze lub komore o dosta¬ tecznej objetosci.Niezbedna do reakcji woda winna byc w stanie nadzwyczaj rozdrobnionym, np. w postaci prysznicu pary przegrzanej lub pary mokrej.Zawartosc wody, obecnej przy reakcji polaczenia, nie potrzebuje byc wieksza od ilosci niezbednej dla zamiany wszyst¬ kich tlenków azotowych na kwas azotowy i najkorzystniej, gdy jest w ilosci wy¬ starczajacej do zamiany calkowitej za¬ wartosci dodanego amonjaku na azotan amonu zgodnie z równaniem 4NH3+2H20+4N02+Ó2^4NH4N03. ' Jezeli dodawanie amonjaku zachodzi z przestankami i azotan amonu jest wy¬ twarzany za kazdym doplywem, to przed lub jednoczesnie z wprowadzeniem do pozostalych gazów swiezej ilosci amohjaku nalezy wprowadzic niezbedna ilosc wilgoci.Gazy, za wierajace tlenki azotowe moga juz zawierac pewna ilosc wody. Jezeli ilosc ta przekracza niezbedna do otrzy¬ mania zadanych rezultatów, to wode od¬ ciaga sie z gazu zapomoca np. oziebia¬ nia, jezeli ilosc wody jest mniejsza, to nalezy ja wprowadzic.Uzywajac np. gazów, otrzymanych przez utlenianie amonjaku i zawierajacych okolo 10°/0l na objetosc tlenków azoto¬ wych, otrzymamy zbyt duzo wilgoci (dla celów niniejszego wynalazku), jak to widac z nastepujacego równania: 4NH3 + 502 = 4NO+ 6HsO oraz z równan przytoczonych powyzej.Takie gazy wypada wiec poddac ope¬ racji odciagniecia pewnej ilosci wody.Zmniejszenie zawartosci wody mozna osiagnac przez oziebianie gazów, (zgodnie z innym patentem), lub tez w jakikolwiek inny odpowiedni sposób, do temperatury' okolo 20° lub nizej, dopóki zawTartosc wody nie spadnie do wlasciwego poziomu.Podobny sposób stosuje sie przy po¬ slugiwaniu sie gazami, otrzymywanemi zapomoca kwasów denitryfikujacych, jak np. przy wytwarzaniu cial azotowych przez uzycie pary. Przy stosowaniu na- — 2 —tomiast tlenków azotowych, wytwarza¬ nych przy fabrykacji kwasu azotowego przez nagrzewanie azotanów z kwasem siarczanym, do gazów nalezy dodac od¬ powiednia ilosc wilgoci pod postacia np. pary.Gaz amonjakowy, uzywany do wy¬ twarzania azotanu amonu, jest przewaznie dopuszczany w polaczeniu z tlenem, który mozna w sposób podobny wprowadzic pod postacia naturalna, powietrza lub tez powietrza wzbogaconego w tlen. Przytem mozemy uzyc ilosci powietrza takiej, by wytworzyc mieszanine powietrza i amonja- ku, zawierajaca 12% naobjetosc amonjaku.Ilosc amonjaku, wprowadzona do ga¬ zów, zawierajacych tlenki azotowe, winna byc niewystarczajaca do reakcji calko¬ wita zawartoscia tlenków azotowych, aby zawsze pozostala pewna ilosc wolnych tlenków azotowych, powietrza lub tlenu.Dla ilustracji wlasciwego stosunku tlenków azotowych do amonjaku w celu osiagniecia pozadanego rezultatu mozna wskazac, ze w razie uzycia gazów otrzy¬ manych przez utlenienie amonjaku i za¬ wierajacych okolo 10% tlenków azoto- towych przed dodaniem niezbednego po¬ wietrza, nalezy wprowadzic tylko okolo jednej trzeciej ilosci amonjaku, teoretycz¬ nie niezbednej do uskutecznienia reakcji z calko witazawartosciatlenków azotowych.Mieszanine amonjaku z powietrzem lub tlenem najwlasciwiej wprowadzac z wielka szybkoscia do srodka komory, w której ma sie odbywTac proces zetknie¬ cia. Innemi slowy nalezy stworzyc wa¬ runki zapewniajace zawsze nadmiar tlen¬ ków azotowych w stosunku do amonjaku.Okrom tego zetkniecie tych cial nalezy zawsze uskuteczniac w dostatecznie du¬ zej przestrzeni, tak np. w wypadku, opi¬ sywanym tu w postaci przykladu, prze¬ strzen jest wystarczajaca wtedy, gdy gaz moze w niej pozostawac w przeciagu okolo dwuch minut.W celu urzeczywistnienia sposobu, stanowiacego przedmiot niniejszego wy¬ nalazku, rnozna sie poslugiwac aparatem, przedstawionym na rysunku.Tlenki zwiazków azotowe, zawierajace wilgoc, przybywajace np. z konwertora amonjaku przez chlodnik A, skladajacy sie z wezownicy z materjalu odpornego na dzialanie kwasów, ochladzanego do odpowiedniej temperatury zapomoca wo¬ dy lub specjalnego urzadzenia ochladza¬ jacego. Skondensowana wilgoc odplywa przez klape B, gazy zas, posiadajace nie¬ zbedny stopien wilgoci, przechodza do komory utleniajacej lub wiezy D. Przed przybyciem do tej komory lub wiezy, otrzymuja niezbedna ilosc powietrza po¬ mocniczego lub tlenu przez klape C. Zu¬ pelnie utleniony gaz, wychodzacy z ko¬ mory D, mozna w razie potrzeby po¬ nownie ochlodzic, poczem plynie on do pierwszej komory reakcyjnej E, kie¬ rowany przed wejsciem i W3^jsciem odpowiedniemi zwrotnicami(deflektorami) dla zapewnienia jednostajnego podzialu w calej komorze. W odpowiednim punk¬ cie komory, np. jej srodku, wprowadzamy do niej mieszanine powietrza i amonjaku przez rure F, które to obydwa gazy przybywaja w odpowiednim stosunku przez zawory Gu i H1% Staly azotan amonu osiada w komorze E, z której sie wydobywa w jakikolwiek odpowiedni sposób. Czesci stale, unoszone przez prad gazu zbieraja sie w komorach Ku zaopatrzonych w odpowiednie zawady.Pozostale tlenki azotu nastepnie prze¬ chodza do drugiej komory reakcyjnej, gdzie zostaja poddane dzialaniu swiezej ilosci amonjaku wprowadzonej przez F\f w ten sam sposób, jak i w komorze Ely przyczem czesci stale znowu osiadaja.Powtarza sie to w nastepnych komo¬ rach Ez i t. d., dopóki ilosc pozostalych tlenków azotowych nie spadnie o tyle, ze ich obróbka przestaje sie oplacac. — 3 —Wówczas gaz badz to sie usuwa badz wzbogaca swiezemi tlenkami azotowemi, albo poddaje innemu dzialaniu, badz wreszcie czesc gazu zostaje usunieta, a pozostala czesc doprowadzona do wlas¬ ciwej koncentracji, przez wzbogacenie i zaopatrzona w odpowiednia iiosc wil¬ goci, wprowadzona droga poprzednio opisana.W celu zapewnienia wystarczajacego okresu czasu do utlenienia gazów, które staja sie coraz to bardziej rozcienczone w miare postepu reakcji w kolejnych komorach, mozna w sposób odpowiedni ustosunkowac rozmiary tychze, aby z kaz¬ dej otrzymac dostateczny czas do ponow¬ nego utlenienia. Mozna równiez umiescic pomiedzy sasiedniemi komorami komore prózna lub wieze, dzialajaca, w charak¬ terze przestrzeni utleniajacej, analogicz¬ nej do wiezy D, w której gazy beda bawily wystarczajacy okres czasu, aby mogly dostatecznie sie utlenic. Wymiary tych komór oraz przestrzeni utleniajacych mozna wyprowadzic ze znanych warun¬ ków utleniania tlenku azotu (NO) w stanie rozcienczonym do dwutlenku azotu (NO2), podanych naprzyklad przez Lunge'go i Berl'a (Zeit. angew. Chem. 20, 1716, 1907).Przy zachowaniu powyzszych warun¬ ków, azotan amonu wytwarza sie w po¬ staci mialkiego, czystego i suchego proszku, który osiada i zbiera sie w komorach, zaopatrzonych w zawady, lub tez w inny odpowiedni sposób; pozostale slady zwiaz¬ ku moga byc odciagniete prz}' pomocy filtrowania przez ekrany z gazy drucianej, z metalu odpornego na dzialanie tlenków azotowych, lub tez w inny sposób, na¬ przyklad osadzeniem elektrycznem. Pro¬ szek ten zwykle zajmujacy duza objetosc podczas osiadania, nabiera zwartosci po paru godzinach lezenia. Jezeli osiadanie odbywa sie w obecnosci azotanu amonu, w formie zwartej, natenczas azotan oddziela sie od gazów równiez w postaci zwartej Odchodzace tlenki azotowe moga byc zno¬ wu poddane dzialaniu w sposób powyzej opisany, badz bezposrednio, badz po wzbogaceniu ich swiezemi tlenkami azo- towemi, badz tez zuzyte w inny sposób, naprzyklad przez pochloniecie przez wode, stezony kwas siarczany lub alkalja.Postepujac w ten sposób, otrzymujemy staly azotan amonu, wolny od azotynów, przyczem wszelkie straty sa mniejsze niz w którymkolwiek z poprzednio wymie¬ nionych zwyklych sposobów. W rzeczy samej, unika sie tutaj strat zachodzacych w wiezach pochlaniajacych kwas azotowy, przy zobojetniania rozcienczonego kwasu azotowego oraz przy wyparowywaniu roz- czynu azotanu amonu, skoro stosowano proc es bezposredniego zoboj etniania kwasu w wiezy, lub tez strat wynikajacych z niezu¬ pelnego rozkladu, filtrowania oraz wypa¬ rowywania, jezeli.stosowano metody roz¬ kladu podwójnego. PL PLThe present invention relates to the manufacture of ammonium nitrate. The methods normally used in the manufacture of ammonium nitrate consist in the neutralization of nitric acid with ammonia, either in the volatile or leached form, or in the double decomposition of metal nitrates such as sodium nitrate or calcium nitrate with ammonium salts, such as sulfate or carbonate. In the commonly used ammonium oxidation process, the obtained nitrogen oxides, namely nitrogen oxide (NO), nitric acid anhydride (N2O3) and dioxide (NO2 nitrogen or N2O4), react with the water in the absorbing towers, in the presence of excess oxygen, usually supplied in the form of air, thereby obtaining dilute nitric acid. The acid obtained from these towers usually contains only 30 ° (0 to 50 °). of nitric acid, and for technical purposes it is not produced more than 60% of acid. By neutralizing this acid with ammonia, we get a dilute solution of ammonium nitrate, from which a significant % of water, however, there is a significant loss of ammonium nitrate during the evaporation process. Towers in which the absorption of nitrogen oxides by water takes place, and K, must be very large and therefore very expensive. However, it turned out that it is possible to obtain of solid ammonium nitrate, of sufficient purity, directly by combining nitrogen oxides, oxygen, water and ammonia, taken in appropriate ratios. The production of ammonium nitrate according to the present method consists in combining oxygen. nitrogen compounds, oxygen, water and volatile ammonia, in a ratio that ensures direct production of ammonium nitrate in a steady state and in a sufficiently pure degree. To obtain the best result, use oxygen, which must be much higher than necessary to convert the total amount of nitric oxides to nitrogen dioxide. When using gases containing about 10% of the volume of nitrogen oxides produced, for example, by oxidizing ammonia, use an amount of oxygen exceeding three to four times the amount of oxygen theoretically needed to convert the total amount of nitric oxides to nitrogen dioxide. It should be noted that the degree of excess oxygen depends on the concentration of nitric oxides; the lower the oxide content, the greater the ¦ must be excess oxygen. The necessary oxygen may be supplied in the form of pure oxygen, air, or oxygen-enriched air. The mixture of nitric oxides and oxygen should be allowed sufficient time for the reaction, represented by the equation: 2NO + O2 = 2NO2, to take place completely; This can be achieved, for example, by passing the gases through a vacuum tower or a chamber of sufficient volume. The water required for the reaction should be extremely fragmented, e.g. in the form of a shower of superheated steam or wet steam. The water content of the connection reaction is not it needs to be greater than the amount necessary to convert all nitric oxides to nitric acid, and most preferably it is sufficient to convert the total amount of ammonia added to ammonium nitrate in accordance with the equation 4NH3 + 2H2O + 4NO2 + O2.4NH4NO3. If the addition of ammonia occurs intermittently and ammonium nitrate is produced with each inflow, then before or simultaneously with the introduction of a fresh amount of amohjak to the rest of the gases, the necessary amount of moisture must be introduced. Gases containing nitric oxides may already contain some water. If this amount exceeds that necessary to obtain the desired results, then the water is separated from the gas by means of, for example, cooling, if the amount of water is smaller, it must be introduced. Using, for example, gases obtained by oxidation of ammonia and containing approx. 10 ° / 0l per volume of nitric oxides, we will get too much moisture (for the purposes of the present invention), as can be seen from the following equation: 4NH3 + 502 = 4NO + 6HsO and from the equations quoted above. Such gases must therefore be pulled off A reduction in the water content may be achieved by cooling the gases (according to another patent), or by any other appropriate means, to a temperature of about 20 ° or less, until the water content has dropped to the appropriate level. in the handling of gases obtained by means of denitrifying acids, such as, for example, in the production of nitrogen bodies by the use of steam. When using nitric oxides, produced in the manufacture of nitric acid by heating the nitrates with sulfuric acid, a suitable amount of moisture should be added to the gases in the form of, for example, steam. Ammonia gas is used for the production of ammonium nitrate. , is usually allowed in combination with oxygen, which can be similarly introduced in the form of natural, air or oxygen-enriched air. Moreover, we can use the amount of air to produce a mixture of air and ammonia, containing 12% of the volume of ammonia. The amount of ammonia introduced into the gases containing nitric oxides should be insufficient to react with the total content of nitric oxides, so that there is always a certain amount of free nitrogen oxides, air or oxygen. To illustrate the correct ratio of nitric oxides to ammonia to achieve the desired result, it can be pointed out that when using gases obtained by oxidation of ammonia and containing about 10% of nitric oxides before adding of the necessary air, only about one third of the amount of ammonia that is theoretically necessary to react with the total value of nitrous oxides should be introduced. The mixture of ammonia with air or oxygen is best introduced at great speed into the center of the chamber where the process is to take place. . In other words, it is necessary to create conditions which ensure that there is always an excess of nitric oxides in relation to ammonia. However, the contact of these bodies must always be effected in a sufficiently large space, e.g. in the case described here in the form of an example, The shot is sufficient when the gas can remain in it for about two minutes. In order to implement the method, which is the subject of the present invention, it is possible to use the apparatus shown in the figure. Nitrogen oxides, containing moisture, coming e.g. from a converter ammonia through the coolant A, consisting of a coil of acid-resistant material, cooled to a suitable temperature with water or a special cooling device. Condensed moisture flows out through flap B, while gases, having the necessary degree of moisture, pass into the oxidation chamber or tower D. Before arriving in this chamber or tower, they receive the necessary amount of auxiliary air or oxygen through flap C. Completely oxidized the gas coming out of chamber D can be cooled again if necessary, and it then flows into the first reaction chamber E, directed upstream of the inlet and W3 through appropriate switches (deflectors) to ensure uniform distribution throughout the chamber. At a suitable point in the chamber, e.g. in its center, we introduce a mixture of air and ammonia into it through the pipe F, both of which arrive in an appropriate ratio through the valves Gu and H1%. Solid ammonium nitrate settles in the chamber E, from which comes any suitable way. The parts constantly carried by the gas current are collected in the Ku chambers provided with appropriate obstacles. The remaining nitrogen oxides then pass to the second reaction chamber, where they are subjected to a fresh amount of ammonia introduced by F \ f in the same way as in the Ely chamber. The parts continue to settle down again, and this is repeated in the next Ez and td cells until the remaining nitrogen oxides have fallen to the point where their treatment is no longer profitable. - 3 - Then the gas is either removed or enriched with fresh nitric oxides, or subjected to a different action, or finally part of the gas is removed, and the remaining part is brought to the proper concentration by enrichment and provided with an appropriate supply of moisture, introduced In order to provide sufficient time for the oxidation of the gases, which become more and more diluted as the reaction proceeds in the successive chambers, the size of these can be appropriately adjusted to obtain sufficient time for re-oxidation of each. It is also possible to place a vacuum chamber or tower between adjacent chambers, operating in the form of an oxidizing space, analogous to the D-tower, in which the gases will have a sufficient amount of time for them to oxidize sufficiently. The dimensions of these chambers and the oxidation spaces can be derived from the known conditions for the oxidation of diluted nitrogen oxide (NO) to nitrogen dioxide (NO2), for example by Lunge and Berl (Zeit. 1907). Under the above conditions, ammonium nitrate is produced in the form of a fine, clean, dry powder which settles and collects in obstructed chambers or in some other suitable manner; the remaining traces of the relationship can be removed by filtering through screens of wire gauze, a metal resistant to nitrous oxides, or by some other means, for example by electric deposition. This powder, which usually takes up a large volume when settled, becomes firm after several hours of lying. If the sedimentation takes place in the presence of ammonium nitrate in a compact form, then the nitrate separates from the gases also in a compact form. The escaping nitric oxides can be treated again as described above, either directly or after enriching them with fresh nitric oxides. or consumed in some other way, for example by ingestion by water, concentrated sulfate acid or alkali. Proceeding in this way, we obtain a solid ammonium nitrate, free of nitrite, because all losses are less than in any of the usual methods previously mentioned. Indeed, losses occurring in the nitric acid absorbing towers, in the neutralization of the diluted nitric acid and in the evaporation of the ammonium nitrate solution are avoided here, since the process of direct acid neutralization in the tower was used, or losses resulting from incomplete decomposition, filtering and evaporation, if double decomposition methods are used. PL PL