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Verfahren zur Herstellung von Chlorammonium und Natriumbikarbonat
- - bei der Reinigung von Gasen. Es ist bekannt, da.B beim Behandeln -von am moniakalischer
Kochsalzlösung mit Kohlensäure Natriumbikarbonat entsteht, welches ausfällt, und
danach Ammoniak als Chlorammonium in der Löswmg vorhanden ist. Lm eine möglichst
günstige Ausnutzung des aufgewendeten Kochsalzes sowie des Ammoniaks zu erzielen,
muß die Ausgangslösung im Liter etwa 7o bis 73 g Ammoniak (NH3) und ago g Kochsalz
enthalten. Die hieraus gewonnene Salmiaklösung kann man nach Abtrennung von Natriumbikarbonat
in bekannter Weise auf Salmiak verarbeiten. Bei diesem als »Ammoniaksoda prozeE«
bekannten Verfahren bereitet schon die Auflösung des Ammoniaks in der Salzlösung
insofern einige Betriebsschwierigkeiten, weil dabei Wärme frei wird, die abgeführt
werden muß. Auch die Sättigung der erhaltenen ammoniakalischen Lösung mit Kohlensäure
erfordert der eintretenden Reaktionswärme . wegen besondere Vorkehrungen und beansprucht
Kohlensäure von erheblichem Reinheitsgrade, damit durch die aus der Sättigungsvorrichtung
entweichenden Endgase nicht zu große Mengen Ammoniak mit hinweggeführt werden. Es
ist nun schon früher der Vorschlag gemacht worden, die Ammoniaksodafabrikation mit
der Steinkohlengaserzeugung zu verbinden, da letztere zu jener Zeit die Hauptquelle
für das erforderliche Ammoniak bildete. Danach sollte man ein möglichst starkes
Ammoniakwasser, wie es bei der Reinigung des Steinkohlengases zu gewinnen ist, mit
Kochsalz versetzen und dann Kohlensäure einleiten, um Natriumbikarbonat auszufällen.
Es ist einleuchtend, daß dieser Vorschlag kein sehr glücklicher war, weil es bei
dem geringen Ammoniakgehalt des Steinkohlengases unmöglich ist, durch Kühlen des
Gases und durch Waschen desselben mit Wasser bzw. Ammoniakwasser eine so weitgehende
Anreicherung des Ammoniaks im Wasser zu bewirken, wie für vorteilhafte Ausnutzung
des Kochsalzes nötig ist.
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Nach dem Verfahren der Erfindung gelingt, es leicht, die Kochsalzlösung
mit Chlorammonium bis zu einem Endgehalt entsprechend 70 bis 75 g NH3 im Liter anzureichern,
wenn man, statt vom Ammoniakwasser der Gaserzeugung auszugehen und darin Kochsalz
aufzulösen, das ammoniakalische Gas mit Kochsalzlösung wäscht. Da= Ammoniak wird
von solcher Salzlösung aufgenommen wie von reinem Wasser, man kann daher Lösungen
mit 25 bis 3o g Ammoniak (17H3) im Liter leicht erhalten. Es ist in solchen
Lösungen entweder als reines Ammoniak (NH3) oder, wenn das ammoniakalische Gas auch
Kohlensäure in einer höchstens zur Bindung alles Ammoniaks als einfach kohlensauren
Ammoniaks ((NH,1 z C03) hinreichenden Menge enthält; teilweise auch in letzterer
Form vorhanden. Behandelt man diese Lösung nunmehr mit Kohlensäure in genügenden
Mengen, so wird ein großer Teil ihres flüchtigen Ammoniaks unter gleichzeitiger
Bildung von Natriumbikarbonat in Chlorammonium verwandelt. Die Lösung ist dann beim
erneuten Einwirken von ammoniakhaltigem Gase befähigt, neue Mengen von flüchtigem
(kohlensaurem) Ammoniak in' fast ebensolchem Maße aufzunehmen wie reines Wasser.
Durch nochmalige Behand-
Jung dieser ammoniakhaltigen Lösung mit
Kohlensäure wird wiederum kohlensaures Ammoniak in Chlorammonium verwandelt. Man
kann die abwechselnde Behandlung der Salzlösung mit Ammoniak und Kohlensäure so
lange fortsetzen, bis sie einen solchen Gehalt an Chlorammonium besitzt, daß sie
als siedewürdig gelten und aus ihr das Chlorammon durch Eindampfen gewonnen werden
kann.
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Eine besondere 'Weiterbildung des vorstehend beschriebenen Verfahrens
beruht auf der neuartigen Ausnutzung der an sich bekannten Tatsache, daß bei gleichzeitiger
Anwesenheit eines Überschusses von Kohlensäure neben dem Ammoniak im Gas, d. h.
einer größeren Kohlensäuremenge, als der Bildung von einfachkohlensaurem Ammoniak
entsprechen würde, . durch eine Alkalisalzlösung eine Kohlensäureabsorption stattfindet,
die zur Bildung des Bikarbonates führt. Während diese Bikarbonatbildung bisher nur
bei Anwendung ganz bestimmter Alkalisalzlösungen in solchen Fällen auftrat, wo die
erwähnte, hierfür notwendige Vorbedingung, nämlich das Vorhandensein eines Kohlensäureüberschusses,
schon von Natur aus erfüllt war, zeigt das neue Verfahren, bei welchem der Kohlensäureüberschuß
absichtlich durch Zuführung von Kohlensäure während des Waschprozesses herbeigeführt
wird, einen Weg, die Bildung auch von Natriumbikarbonat nach freiem Ermessen zu
beeinflussen. Die zusätzliche Kohlensäureaufnahme hält bei diesem Arbeitsverfahren
allerdings nicht gleichen Schritt mit der Absorption von kohlensaurem Ammoniak in
der Salzlösung, vielmehr wird nur etwa 1/; des Ammoniaks während der Waschzeit durch
den vorhandenen Kohlensäureüberschuß in Bikarbonat umgewandelt; trotzdem liegt in
dieser gleichzeitig mit der Ammoniakaufnahme erfolgenden Bikarbonatbildung eine
wesentliche Erleichterung des ganzen Prozesses, indem einerseits entsprechend der
Bikarbonatbildung auch mehr Ammoniak aufgenommen, anderseits die zweite Stufe der
Behandlung, die Sättigung mit Kohlensäure, erheblich abgekürzt wird.
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Bei der Ausnutzung von Kohlrudestillations-und ähnlichen ammoniakhaltigen
Gasen, die bei ihrer vorhergehenden Reinigung einen Teil ihres ursprünglichen Ammoniaks
in Form wässeriger ammoniakhaltiger Kondensate ausscheiden, wird man zumeist wohl
zweckmäßigerweise dieses ausgefallene Ammoniak durch beliebige bekannte Methoden
aus den Kondensaten wieder in den Gasstrom zurückführen, z. B. durch Zusammenbringen
der Kondensate mit den heißen Rohgasen, um schließlich wieder alles Ammoniak in
den fertigen Gasen verfügbar zu haben.
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Bei dem beschriebenen neuen Verfahren fallen die Schwierigkeiten,
welche sich bei der gebräuchlichen Durchführungsweise der Ammoniaksodafabrikation
infolge der Reaktionswärme ergeben, ganz weg. Auch ist bei dieser Art der Chlörammongewinnung
die Möglichkeit gegeben, Kohlensäure von geringerem Partial druck zu verwenden,
als dies bei der Ammoniaksodafabrikation möglich ist, weil man infolge des geringeren
Gehaltes der Lösungen an flüchtigem Ammoniak keine großen Ammoniak verluste durch
das bei der Kohlensäuresättigung entweichende Restgas zu befürchten hat. Vor allem
aber ergibt sich durch die Erfindung ein sehr vorteilhafter `'Weg, um das in Gasen,
namentlich Destillations- und ähnlichen Gasen, meist sogar nur in starker Verdünnung
enthaltene Ammoniak ohne Aufwand von Säure in Form eines marktfähigen Salzes zu
gewinnen.