DE313918C

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Publication number: DE313918C
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Es ist bekannt, daß man Gaswasser, welches außer Ammoniak" insbesondere Kohlensäure und Schwefelwasserstoff enthält, von einem Teil dieser letzteren sauren Bestandteile durch Erwärmen befreien kann. Hochverdichtetes Gaswasser beispielsweise kann man auf diese Weise soweit entsäuern, daß nur noch 30 bis 40 Prozent des Ammoniaks an Schwefelwasserstoff und Kohlensäure ge-

bunden sind. ' '

Um von diesem vorentsäuerten Gaswasser zu reinem Ammoniak zu gelangen, bindet man gewöhnlich den Rest der sauren Bestandteile beim Abdestillieren des Ammoniaks an Kalk.

Dieser wird entweder dem Gaswasser beigemischt und mit ihm zusammen über die Abtreibkolonne geführt, oder man wäscht die abdestillierten Gase in besonderen Apparaten mit Kalkmilch, Alkalien oder dergleichen.

Reine wässerige Ammoniaklösung bildet dann . ein gutes Absorptionsmittel für Schwefelwasserstoff und Kohlensäure, wenn man beim Waschen der Gase mit Ammoniaklösung die Temperatur niedrig hält. Andernfalls würde die große Lösungswärme des Ammoniaks in Wasser, die Niederhaltung der Temperatur .erschweren und den Erfolg gefährden. Am besten arbeitet man so, daß man sehr hochprozentige wässerige Ammoniaklösung! benutzt, welche bei der betreffenden Temperatur kein Ammoniak mehr zu lösen vermag. Von diesen beiden an sich bekannten Tatsachen wird gemäß vorliegender Erfindung gleichzeitig Gebrauch gemacht, um ohne Verwendung von Kalk, Alkalien und ähnlichen Stoffen ein von Kohlensäure und Schwefelwasserstoff freies Ammoniak zu erhalten und Schwefelwasserstoff und Kohlensäure gleichzeitig zu gewinnen. '.'.■■·.

Gemäß ^orliegendem Verfahren wird das rohe, vorteilhaft sog. »verdichtete« ^: Gaswasser in einem Entsäurer beliebiger Bauart soweit erwärmt, daß die Ammoniakkohlensäureverbindungen. und Ammohiakschwefelwasserstoffverbindungen teilweise zerfallen, so daß ■ ein Gemisch von Kohlensäure und Schwfelwasserstoff entweicht. Wichtig für das vorliegende Verfahren ist hierbei, ■ daß die Entsäuerung nur mäßig weit getrieben wird. . ■ ι ■ ■ _:-' ■..'..■. so

Etwa 60 Prozent des gesamten Ammoniaks ■ läßt man· vorteilhaft unzer setzt, und nur der ' Rest wird von Kohlensäure und Schwefelwasserstoff befreit. Hierdurch wird erreicht, daß man mit Kohlensäure -, und Schwefel-Wasserstoff nur verhältnismäßig wenig¹ Ammoniak austreibt. Dieses Ammoniak läßt sich nach Auswaschen mit Wasser- wieder in' den Entsäurer zurückführen (Kreislauf 1), während der hierbei entweichende Teil an H₂S und CO₂ abgeführt wird. ■

Das auf diese Weise schwach vorentsäuerte Wasser aus dem Entsäurer wird in beliebiger Weise, z. B. in einer Kolonne, abdestilliert. Die entwickelten Dämpfe, welche viel Ammoniak und auch noch erhebliche Mengen Schwefelwasserstoff und. Kohlensäure ent- ^; halten, werden gemäß vorliegendem Verfahren

in einer besonderen Kolonne erst abgekühlt, sodann mit konzentrierter Ammoniaklösung bei niedriger Temperatur im Gegenstrom gewaschen, ■ worauf das entweichende Reinammoniakgas durch Kühlung, gegebenenfalls unter Zusatz von Wässer, zur Abscheidung der letzten spurenweisen Verunreinigungen zum Teil zu einer konzentrierten Ammoniaklösung kondensiert wird, welche als Waschmittel in dem eben erwähnten Mittelteil der Ammoniakkolonne Verwendung findet. Oben entweicht schließlich ganz reines Ammoniak. Die zum Auswaschen der sauren Gase dienende Ammoniakmenge bemißt man so, daß eine möglichst hochprozentige Lösung in Bezug auf Kohlensäure und Schwefelwasserstoff entsteht, welche fast gar kein freies Ammoniak mehr enthält. Die Hochprozentigkeit dieser Waschlauge ist ebenfalls wichtig für das vorliegende Verfahren. Mit gewöhnlichen Wäschern läßt sie sich aber nicht ohne weiteres erzielen. Die zu ihrer Herstellung dienende besondere Kolonne wird weiter unten beschrieben.

Der größte Teil der mit dem Rohwasser zugeführten sauren Bestandteile ist jetzt in dieser Waschlauge konzentriert. Diese konzentrierte Lauge fließt in den Entsäurer zurück, wo sie zusammen mit dem Rohwasser der bereits beschriebenen Teilentsäuerung unterliegt (Kreislauf 2).

Es legen, also Schwefelwasserstoff und Kohlensäure den Weg zwischen Entsäurer und Waschwasser wiederholt' zurück, bevor sie durch die dauernd vorgenommene Teilentsäuerung endgültig aus dem Verfahren ausscheiden. Dieser Vorgang der dauernden Rückführung der in Ammoniaklösung absorbierten sauren Gase in den nur eine Teilentsäüerung bewirkenden Entsäurer ist ein Hauptkennzeichen des vorliegenden Verfahrens,

Da ein Teil der zu entfernenden Säuren ■ immer wieder in den Entsäurer zurückgeführt wird, so ^braucht man die Entsäurung nur so weit zu treiben, wie dies, mit Rücksicht auf mitgeführtes Ammoniak, zweckmäßig erscheint, denn gerade die Zurückgewinnung der mit den Säuren entweichenden Ammoniakmenge macht technisch die größten Schwierigkeiten, die man so am einfachsten verrmeidet. . ■

Andererseits ist jetzt auch ersichtlich, weshalb die Gewinnung einer hochprozentigen, von ungebundenem Ammoniak möglichst freien Waschlauge von so großer. Bedeutung für das Verfahren ist. Enthält die Lauge nämlich noch viel freies Ammoniak, so läßt sich bei der gewünschten mäßigen Entsäuerung wenig oder gar keifte Kohlensäure und Schwefelwasserstoff entfernen.

Das im Gegenstromwascher von Schwefelwasserstoff und Kohlensäure befreite Gas wird mit Wasser gewaschen, wobei sich das für die Auswaschung der Säuren erforderliehe, stark verdichtete Gaswasser bildet. Ein großer Teil des Ammoniaks vollführt somit gleichfalls einen ständigen Kreislauf durch die Apparatur, und nur ein Teilstrom verläßt frei _ von allen Verunreinigungen die Anlage.

■ Besonders vorteilhaft ist es, diese Waschung unter bemessener Kühlung auszuführen, wobei zugeführte Wassermengen ebenfalls bemessen werden bzw. überhaupt wegbleiben. Es gelingt auf diese Weise, den größten Teil oder die gesafnte. erforderliche Wassermenge aus den Dämpfen selbst herauszukondensieren und gleichzeitig durch Herabsetzung der Temperatur die Ammoniakkonzentration der Waschlauge und damit ihre Wirksamkeit zu erhöhen.

Es ist .also insgesamt bezeichnend für das vorliegende Verfahren, daß zwei «Kreisläufe vorhanden sind, in denen erhebliche Teile von Ammoniak und Säuren dauernd umlaufen. Wesentlich ist ferner, daß nur teilweise entsäuert wird; wesentlich ist endlich, daß ein Teil sowohl der Säuren, wie des Ammoniaks in jedem Kreislauf mindestens einmal aus wässeriger Lösung vollkommen abgetrieben wird. Weiter ist wichtig die Waschung der im zweiten Kreislauf gebildeten Dämpfe mit hochkonzentrierter kalter Lauge in so beschränkter Menge, daß fast kein freies Ammoniak darin bleibt.

Beim Auswaschen von Kohlensäure und Schwefelwasserstoff aus dem Gasstrom mittels verdichteten Ammoniakwassers zeigt sich, daß. dieses wohl beide Saucen leicht absorbiert, daß aber die unten in den Apparat eintretende Kohlensäure den Schwefelwasserstoff aus der konzentrierten Lösung zum größten Teil wieder austreibt, so daß dieser leicht das austretende Ammoniakgas verunreinigt. Durch Anwendung einer entsprechend größeren Menge des Waschmittels kann man zwar diesen Übelstand beseitigen und Sulfid und Carbonat zusammen abführen, aber es bleibt dann ein Überschuß von freiem Ammoniak, der die Entsäuerung erschwert. no

Das vorliegende Verfahren läßt diese Schwierigkeiten überwinden. Ausgehend von der Beobachtung, daß der in den unteren Kolonnen ausgetriebene Schwefelwasserstoff schon einige Kolonnen höher sich in konzentrierter Form in Lösung befindet, wird an dieser Stelle.der Kolonne ein zweiter Ablauf angebracht, der es gestattet, einen an Sulfid reichen Teilstrom des Waschmittels abzuzweig'en.

Dieser Teilstrom kann auch für sich getrennt entsäuert werden. Man ordnet dann

einen zweiten .Entsäurer mit nachgeschaltetem ■ Kühler und Wascher an, dessen Endgase fast nur aus Schwefelwasserstoff bestehen, der in dieser Form sich leichter verarbeiten läßt.

In diesem Falle wird auch das Rohwasser gleich in den Abtreibeapparat geleitet, und von den beiden Entsäuerungsapparaturen dient die eine für die Carbonat-, die zweite für die Sulfidlaugen. '

ίο Bei dieser Ausführungsform des vorliegenden \^erfahrens entstehen also drei Kreisläufe, wobei das Rohwasser dem mittleren Kreislauf zugeführt wird, der das Ammoniak liefert, während die beiden anderen Kreisläufe Schwefelwasserstoff bzw. Kohlensäure liefern. Die Durchführung' des vorliegenden Verfahrens geschieht in einem Ausführungsbeispiel gemäß beiliegender Zeichnung wie folgt:. ' α stellt den ■ Entsäurer dar, aus dem Kohlensäure und Schwefelwasserstoff gemischt mit etwas Ammoniak und Wasserdampf durch Leitung b entweichen. Im Kühler c wird der größte Teil des Wasserdampfes entfernt, doch muß die Gastemperatur -so hoch bleiben, daß feste Ausscheidungen sich nicht bilden . können. Durch Leitung d gelangt Gas und Kondensat in den Wascher e, der im Unterteil durch das bei / zufließende Rohwasser berieselt wird. Die Gase werden mit kaltem Wasser, das bei g eintritt, nachgewaschen und verlassen frei von Ammoniak die Anlage bei h. Kondensat und Waschmittel fließen durch die Leitung i zum Sammelbehälter w.

Aus dem Entsäurer α gelangt das vorentsäuerte Rohwasser durch Leitung /, Pumpe k und Leitung / zur Abtreibekolonne m. Die aus dieser abziehenden Dämpfe kommen durch Leitung η zu einem Kühler 0, in dem alle überschüssige Wärme, soweit dies ohne Ver-. stopfungsgefahr möglich ist, abgeführt wird. Bei weiterem Aufsteigen gehen die Dämpfe durch die Waschkolonnen p, die von oben her durch das im wasserberieselten Kühler q gebildete konzentrierte Ammoniakwasser beschickt werden.

Die so von Kohlensäure und Schwefelwasserstoff gereinigten Gase gehen nun ihrerseits durch den Kühler q, geben einen Teil ' des Ammoniaks an das Berieselungswasser ab und verlassen die Apparatur bei r.

Die sulfidhaltige Waschflüssigkeit fließt durch den einstellbaren Ablauf s, der carbonathaltige Rest durch t, das Kondensat aus 0 durch u in die Sammelleitung v, die zum Behälter w führt.

Von hier gelangt die Flüssigkeit durch Leitung χ und ζ sowie Pumpe y in den Entsäurer α zurück.

Die durch das vorliegende Verfahren erzielten technischen Fortschritte ergeben sich ohne weiteres. Insbesondere seien noch folgende hervorgehoben:

Kalk und Alkali werden erspart. Schädliche Abwässer entstehen nicht. Kohlensäure und Schwefelwasserstoff werden in reiner Form gewonnen, die ihre Verwertung ohne Schwierigkeiten ermöglicht.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Verfahren zur Entsäuerung von Gaswasser in stetigem Betriebe mittels Abtreibens der sauren Bestandteile, dadurch gekennzeichnet, daß das durch teilweise Entsäuerung entstehende " Gasgemisch durch Waschen vom Ammoniak befreit und als reines Schwefelwasserstoff-Kohlensäure-Gemisch abgeführt, das vornehmlich ammoniakhaltige Waschwasser aber in den Entsäurer zurückgeführt wird, während aus der vorentsäuerten Flüssigkeit Ammoniak und der Rest der sauren Gase abgetrieben, von Schwefelwasserstoff und Kohlensäure durch Waschen mit wenig reinem Ammoniakwasser befreit werden und die entstandene konzentrierte Waschlösung in den Entsäurer zurückgelangt.

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das aus der Waschkolonne austretende Reinammoniak durch bemessene Kühlung, gegebenenfalls unter Zugabe bemessener Wassermengen, zum Teil in hochkonzentrierte Ammoniaklösung übergeführt wird, die zum Waschen der im zweiten Kreislauf abgetriebenen gekühlten Dämpfe benutzt wird, so daß in der abfließenden Waschlauge neben Kohlensäure und _t Schwefelwasserstoff nur wenig freies Ammoniak vorhanden ist.

3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß bei der Waschung gemäß Anspruch 2 an übereinander liegenden Stellen der Kolonne, und zwar weiter oben eine schwefelwasserstoffreiche, weiter unten eine kohlensäurereiche Waschlauge abgezogen und je für sich verarbeitet wird, wobei reiner Schwefelwasserstoff und reine Kohlensäure gewonnen werden, während die Restlaugen in den Entsäurer zurückkehren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.