DE2295C - Verfahren und Apparat zur Gewinnung von Soda mittelst Ammoniak-Kohlensäure - Google Patents

Description

1877;^;

HERMANN UNGER in LEIPZIG. Verfahren und Apparat zur Gewinnung von Soda mittelst Ammoniak und Kohlensäure.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 25. October 1877 ab. Längste Dauer: 9. April 1892.

Der chemische Vorgang bei der Sodagewinnung aus Kochsalzlösung mittelst Ammoniak und Kohlensäure ist hinreichend bekannt, so dafs ich von näherem Eingehen hierauf wohl abzusehen habe.

Ich unterscheide diejenige Menge Kohlensäure, welche im Kreislauf der Fabrikation verbleibt und immer als reine Kohlensäure aus dem erzielten Natriumbicarbonat wiedergewonnen wird, von der Kohlensäure, welche im kohlensauren Natron ausgeführt wird, deren Ursprung in Feuer- bezw. Kalkofengasen zu finden ist. Danach führe ich auch die Absorption der Kohlensäure durch Ammoniak - Kochsalzlösung auf zwei verschiedenen Wegen aus, und zwar zunächst in der Weise, dafs ich die verdünnte Kohlensäure aus den Kalkofengasen durch Darbietung einer grofsen Oberfläche in die Ammoniak-Kochsalzlösung einführe; ich vermeide dadurch, dafs ein kolossales Stickstoffvolumen durch eine Flüssigkeitssäule mit hindurchgeprefst werden mufs, und erhalte auf diese Weise einfach kohlensaures Ammoniak in der Lösung, welche in eiserne Cylinder fliefst, die kreisförmig angeordnet sind und in welche das zweite Aequivalent als reine Kohlensäure aus dem zuvor gewonnenen Natriumbicarbonat durch: Druck eingepumpt wird:

Der Absorptions-Apparat für die Kohlensäure aus Feuer- bezw. Kalkofengasen B besteht aus einem eisernen, aufrechtstehenden Cylinder mit einem Mantel zur. Wasserkühlung, in dem Cylinder befindet sich eine stehende Welle mit einer Anzahl von Scheiben; je der Mitte zwischen zwei Scheiben der Welle entsprechend, befindet sich ein breiter Ring bezw. ein Boden mit einer runden Oeffhung in der Mitte, welcher an der Wand des Cylinders befestigt ist, so dafs danach, wenn die Ammoniak-Kochsalzlösung von oben einfliefst und die Welle in rascher Rotation befindlich, die Flüssigkeit in Form eines feinen Staubes an die Wandungen des Cylinders geschleudert wird, von hier auf den nächsten Boden gelangt und von da auf die nächste rotirende Scheibe tröpfelt, von welcher sie von neuem-in Staubform nach aufsen geschleudert wird und so fort, bis das ganze System rotirender Scheiben etc. passirt ist und die Flüssigkeit in die darunter stehenden Cylinder fliefst, in welchen sie sich sammelt, um das zweite Aequivalent Kohlensäure zur Ausfällung von Natriumbicarbonat zu empfangen. Um nicht die Gase an der Austrittstelle mit dem flüchtigeren reinen Ammoniak in Berührung kommen zu lassen, leite ich die Feuergase in dem Rotations-Apparat mit der Flüssigkeit, d. h. ebenfalls von oben nach unten. Die Einrichtung derselben ermöglicht eine sofortige Absorption der Kohlensäure aus den Feuergasen und eine sofortige Kühlung, was insofern von Wichtigkeit, als die rasche Aufnahme des ersten Aequivalents Kohlensäure in der Flüssigkeit auch eine rasche Temperatursteigerung zur Folge hat. Die Gase treten sofort aus B in einen Apparat C von gleicher Einrichtung, nur ohne Kühlvorrichtung, und bewegen sich hier in umgekehrter Richtung, d. h. von unten nach oben, während Kochsalzlösung in entgegengesetztem Sinne sich bewegt, um aus den entgegenkommenden Gasen das aus B mit fortgerissene Ammoniak ganz systematisch auszuwaschen.

Die Flüssigkeit gelangt aus B in die darunter befindlichen Cylinder F, in welchen ihr durch Druck reine Kohlensäure zugeführt wird; die Cylinder 1 bis 4 füllen sich systematisch nach einander mit Lösung aus B, reine Kohlensäure wird nach 1 gepumpt, gelangt.nach 2, 3 und 4; wenn No. 1 gesättigt ist, wird die Masse abgelassen und die Kohlensäure macht den Weg in der Richtung von 2 nach 3, 4 und 1. Der jedesmalige letzte Cylinder steht mit dem Rotations-Apparat B in Verbindung, damit etwa nicht absorbirte Gasreste, welche Ammoniak mit fortnehmen würden, zu dessen Zurückhaltung gezwungen sind, C etc. zu passiren. Zur leichteren Absorption der Kohlensäure sind in den Fällcylindern schneckenförmig eng gewundene Spiralen e angebracht, welche die Vertheilung der Kohlensäure bewerkstelligen und die durch ihre Beweglichkeit das Ansetzen fester Krusten erschweren, deren Loslösung jedesmal beim Anfüllen mit frischer Lösung beschleunigt wird.

Verarbeitung der gesättigten Massen zur Gewinnung von Natriumbicarbonat bewerkstellige ich durch Centrifugen oder Pressen, oder Nutsch-Apparate.

Die Zerlegung der entstehenden Salmiaklaugen behufs Regeneration von Ammoniak erfolgt durch Kalk ebenfalls in einem Rotations -Apparat A a, unter Anwendung · von Abgangsdampf, welcher in den Apparat durch d eintritt. Der Mantel desselben wird entweder durch abfallende heifse Chlorcalciumlösung oder auch durch Dampf heifs erhalten. Die entweichenden Ammoniakdämpfe gelangen in den unteren Theil des Mantels eines darüber befindlichen gleichen Apparates A b, um durch Wärme-Abgabe aus den, sich im Innern desselben nach unten bewegenden, Ammoniumbicarbonat enthaltenden Salmiaklaugen die Kohlensäure auszutreiben. Der obere Theil von A b wird zur Zurückhaltung von Ammoniak mit Wasser gekühlt. In diesen Apparat treten auch die Destillationsproducte aus dem Calcinir-Apparat, welche aufser Kohlensäure auch Ammoniak enthalten; ich bewerkstellige damit die gleichzeitige Trennung dieser beiden Gase, welche von der Ueberführung des gewonnenen Bicarbonat in Soda herrühren.

Die Einführung des gewonnenen Ammoniak in Kochsalzlösung erfolgt in einem besonderen Cylinder D, welcher mit senkrecht stehenden kleinen Röhrchen schichtenweise angefüllt ist, und zwar so, dafs die seitlichen Berührungsstellen der einzelnen Röhrchen immer möglichst über der Mittelaxe der darunter befindlichen Röhrchen sich befinden. Die Kochsalzlösung kommt aus C, fliefst durch D, während unten trockenes Ammoniakgas eintritt.

Dergleichen Röhren-Apparate verwende ich noch mehrfach, einen dergleichen Ac hat die gewonnene reine Kohlensäure zu passiren, damit ihr durch entgegenfliefsendes Wasser der letzte Rest von Ammoniak entzogen und damit einer Rohrverstopfung vorgebeugt wird. Durch einen gleichen Apparat E lasse ich die Feuergase, nachdem sie B und C passirt, ins Freie treten, um ihnen vorher noch irgend welche Spuren von Ammoniak zu entziehen, indem ich ihnen darin Wasser, Chlorcalciumlösung oder Säure entgegenführe. Ich verwende dergleichen Apparate bereits anderweit zur Absorption von Säuredämpfen und behalte mir auch deren Verwendung in geeigneter Modification vor zur Verarbeitung von Gas- und Abfallwasser etc. behufs Gewinnung von Ammoniak, da der der Flüssigkeit vorher zugemischte Kalk durch die senkrechte Anordnung der Röhrchen sich nicht in Massen im Innern des Apparates anhäufen kann und eine systematische Wärme-Ausnutzung stattfindet, wenn man der Flüssigkeit Dampf entgegenströmen läfst.

Der ganze Vorgang bei meinem System zur Gewinnung von Soda gestaltet sich nach Vorstehendem wie folgt:

Der Betrieb ist continuirlich. Es bewegt sich z. B. Wasser durch E, welches dann zur Herstellung von Kochsalzlösung Verwendung findet, die Kochsalzlösung wird durch C geführt zur Zurückhaltung von Ammoniak, gelangt nach D zur Aufnahme der nothwendigen Menge Ammoniak, von hier nach erfolgter Kühlung nach B zur Aufnahme von Kohlensäure aus den Feuergasen, dann nach den Fällcylindern ι bis 4 zur Sättigung mit Kohlensäure, welche unverdünnt aus dem Natriumbicarbonat erhalten wird. Die Feuergase werden mittelst Ventilator oder Dampfstrahlgebläse durch B, C und E hindurchgesogen.

Die von dem ausgefällten Natriumbicarbonat getrennte Salmiaklauge, welche noch Ammoniumbicarbonat enthält, fliefst durch A b zur Austreibung der Kohlensäure, gelangt nach A a, wo gleichzeitig Kalkmilch zufliefst, welche Chlorammonium zerlegt und etwaige Kohlensäurereste für den Betrieb unschädlich macht. Das aus A a durch Dampf leicht und völlig ausgetriebene Ammoniak geht zur Wärme-Abgabe durch den unteren Theil des Mantels A b in Kühlschlangen, aus welchen condensirte wäfsrige Flüssigkeit nach A α zurückfliefst während das trockene Ammoniakgas nach D gelangt.

Die Destillationsproducte vom Natriumbicarbonat treten aus dem Calcinir-Apparat (Retorten oder continuirlicher Betrieb) direct aus dem ersten Condensator nach A b, und zwar Flüssigkeit und Gase gemeinschaftlich oder getrennt. Das vorhandene Ammoniak wird mit dem übrigen auf einem Wege wiedergewonnen, während die gesammte Kohlensäure durch A c und einen Gasometer oder eine Sicherheitsglocke vermittelst einer Pumpe nach den Fällcylindern gelangt. Alle entweichenden Gase müssen C und E passiren.

Von der Beschreibung von Einzelheiten über Verwendung von Wasserverschlüssen, Sicherheitsventilen etc., die selbstverständlich, glaube ich absehen zu müssen.

Als neu und eigenthümlich documentiren sich zunächst die getrennten Wege der Kohlensäure-Zuführung:

Einführung des ersten Aequivalents Kohlensäure aus Feuergasen etc. durch Oberflächen-Anziehung ohne Anwendung von Druck;

Einführung des zweiten Aequivalents, dessen Aufnahme schwieriger erfolgt, als reine Kohlensäure mit Anwendung von Druck.

Ferner Methode, Apparate und Vorkehrungen zur Absorption von Kohlensäure aus Feuer-

bezw. Kalkofengasen,
zur Zurückhaltung von Ammoniak,
zur Zerlegung des auftretenden Ammoniumbicarbonat und der Destillationsproducte aus dem Calcinir-Apparat
zur Regeneration . und Absorption von Ammoniak und

zur Vertheilung der Kohlensäure in den Fällcylindern.

Es charakterisirt sich damit die ganze Combination als ein besonderes System zur Gewinnung von Soda direct aus Kochsalz mittelst Ammoniak und Kohlensäure.

Hierzu I Blatt Zeichnungen.