DE743747C - Verfahren zur Aufarbeitung von rohem Ammoniakwasser - Google Patents

Description

• Verfahren zur Aufarbeitung von rohem Ammoniakwasser

  Bei der Herstellung von Ammoniumsulfat

  nach dem G#,p!sverfahren wird eine konzen-

  trierte. Ammön#,umcarb:onatlö.sung mit gemah-

  lenem Gips umgesetzt. Aus der schlammigen

  Umsetzungsmasse wird durch Filtration der

  Kalk abgetrennt und die Lösung eingedampft.

  Dieses Verfahren ist ohne Schwierigkeiten

  mit aus synthetischem Ammoniak - hergestell-

  ter Ammonium,carb;onatlösümg durchzuführen.

  Wird rohes Ammoniakwassier verwendet,

  wie es z. B. als Gasivass;er bei der Verkokung

  oder Verschwelung von Kohle oder auch bei

  der Kohlehydrierung anfällt; `so stört neben

  den organischen Verunreinägungon vor- allem

  der Gehalt an Schwefelwasserstoff. Es ist'

  nun bekannt, daß der Schwefelwasserstoff aus

  dem rohen Ammoniäkwasser durch Begasen

  mit Kohlensäure im Gegen- oder Gleichstrom

  und mit oder ohne Anwendung von :erhöhtem

  Druck aüsgetneh-ezi werden kann. Vorteilhaft

  arbeitet man hierzu in einem mit Jüllkörpern '

  beschickten. Turm .im Gegensfiro.m, wobei die

  Flüssigkeit durch'die

  auf-idie'

  für die anschließende Umsetztmg mit Gips günstigste Temperatur von etwa 40 bis 6ö gebracht wird; ein Wärmeüberschuß wird erforderlichenfalls durch Kühlen der Lösungabgeführt. Auf diese Weise wird beispielsweise eine q.o bis 5o° warme Ammoniumcarbonatlö.sungerhalten, die im Liter i5a bis i60 g Ammoniak und. i30 bis 150g Kohlendioxyd enthält. Der ausgetriebene Schwefelwas,serstaf hat einen hohen Gehalt an Ammoniak, das der Umsetzung mit Gips entzogen wird und bei einer Weiterverarbciltung des Schwefehvasserstaffes, z. B. im Clausofen, zu Störungen führt. -Um- das Ammaniak nicht zeit Schwefelsäure absorbieren zu müssen, kann man -es aus dem vom Austreiber kommenden Gas .durch Waschen mit Wasser entfernen. Da: dieses Gas aber auch nach Kohlensäure enthält, werden bei Verwendung von F1uI3-wasser, das in der Regel viel Kalk, z. B. etwa 14o bis 300m9 Ca 0 im Liter, enthält, die Füllkörper des Wasserwaschturmes. und die Leitungen durch:. ausgefällten Kalis verstopft. Man muß daher enthärtetes Wasser oder Kondenswasser verwenden, wodurch zusätzliche Kosten entstehen.
• Es wurde nun gefunden, daß man diese Nachteile in einfacher Weise dadurch vermeiden kann, daß man zur Auswaschung ,des Ammoniaks aus dem Abgas der Entschwefe-Iung einen Teil des bei der Filtration des Kalkschlammes anfallenden Waschwassers verwendest. Dieses enthält Ammoniumsulfat, freies Ammoniak und Kohlendioxyd, aber nur etwa, 3o mg CaO im Liter.
• Wegen seines Ammonmum,sulfatgehaltes hat dieses Waschwasser nur ein geringes Lösungsvermögen für Kohlensäure und Schwefelwasserstoff; sein Absorptionsvermögen fürlos im Gas enthaltene Ammoniak kann noch wesentlich gesteigert werden, wenn das freie Ammoniak in der Flüssigkeit durch eine gesonderte Vorbehandlung mit Kohlensäure i!n Bicarbenat übergeführt wird. Überraschenderweise kann auf diese Weise der Ammoniakgehalt des Gases auf o bis o,5g/m3 herabgesetzt werden; man braucht dann zur restlosen Absorption des Ammoniaks nur noch sehr geringe Mengen Säure, z. B. Schwefelsäure, die gleichzeitig auch etwa in den Gasen enthaltene Pyridinbasen aufnimmt, oder kann auf eine Wäsche hiermit ganz verzichten.
• Um eine Verunreinigung, des Ammoniumsulfats durch organische Verbindungen, wie Phenole, zu vermeiden, wird -das rohe Ammoniakwa.sser vor der Entschwefelung zweckmäßig in an sich bekannter Weise mit adsorptiv wirkenden Stoffen, wie aktiver Kohle, behandelt, wodurch die störenden Beimengungenentferut werden. Diese werden dabei in konzentrierter Form erhalten, so daß z. B. Phenole leicht in reinem Zustand gewonnen werden können.
• Enthält das bei der EntschGvefelung gebildete Abgas organische Verunremigaungen; wie Kohlenwasserstoffe, so können diese ebenfalls durch eine Behandlung mit aktiver Kohle o. dgl. entfernt werden.
• Eine Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung sei im folgenden an Hand der beiliegenden Abbildungg beschrieben.
• Ammoniakwasser, das im Liier 155 bis 2309 Ammoniak (davon r50 bis 2i0 g als freies Ammoniak), 30 bss i80 g, vorzugsweise 50 bis 120g, Kohlendioxyd, 25 bis Sog, vorzugsweise 3o bis 40 g, Schwefelwasserstoff und außerdem geringe Mengen von Cyan und organischen Verbindungen enthält, wird bei i indem mittleren Teil der Entsichtvefeltu@gsko#!onn@e A eingeführt und im Geben.strorn mit Kohlendioxyd behandelt, das durch die Leitung 2 kOInlIllt. Bei 3 fließt eine Ammoniiumcarbonatlösung mit nur o,i bis i g Schi efelwasserstoff im Liter in, die Leitung 7 ab. Sie wird in dem Behälter B mit Gipsmehl das bei 8 eingeführt t",ird, verrührt. Das Umsetzungsgut wird beispielsweise auf einer bandartigen Filtervorrichtung C aufgearbeitet. Bei i i sammelt siech eine konzentrierte Ammonsulfatlösung, die meistens noch geringe Mengen Ammoniurncarbonat enthält und die auf festes Ammoniumsulfat eingedampft wird. Der mit bei 12 zugeführtem Frischwasser von Sulfat befreite Kalkschlamm wird bei 13 abgeführt. Von der Waschflüssigkeit geht ein Teil über die Leitungen 14 und 15 zurück auf die Filtervorrichtung; ein anderer Teil wird über die Leitung 16 dem Oberteil der Kolonne A bei 4 zugeführt und hier mit dem schwefehvasserstoffhaltigen Gas in Berührung gebracht, das aus dem unteren [email protected] entweicht; dabei wird aus dem Gas das Ammoniak ausgewaschen. Nötigenfalls können die letzten Spuren Ammoniak aus dem Gas in dem Waschei 5 mit Säure, z. B. Schwefelsäure, absorbiert werden. Zur Erhöhung des Aufnahmevermögens der Waschflüssigkeit für Ammoniak und zur Verminderung ihrer Aufnahmefähigkeit für Schwefelwasserstoff kann es vorteilhaft sein, sie vorher im Turm 9 mit Kohlenoxyd zu behandeln, das rein oder durch inerte Gase verdünnt sein kann. Es wird bei io zugegeben; bei I 0a strömt entweder nichtabsorbierte Kohlensäure oder das die Kohlensäure begleitende inerte Gas, z. B. reiner Wasserstoff im Falle der Verwendung wasserstoffhaltiger Kohlensäure von der Druckwasserreinigung zum Abscheiden von Kohlendioxyd aus Gemischen von Kohlendioxyd und Wasserstoff, ab. Im Unterteil der Kolonrne A erwärmt sich die Flüssigkeit durch die Einwirkung eher Kohlensäure auf, das Ammoniak auf 5o bis 70° und darüber, wodurch das Austreiben des Sch ivefelwasserstoffs ohne anderweitige Wärmezufuhr begünstigt wird. Da die hier befindliche Flüssigkeit sich mit der aus dem Kolonnenoberteil kommenden Waschflüssigkeit mischt, ergibt sich unmittelbar eine Ammoniumcarbonatlösung mit der für die nachfolgende Um,setznuvg mit Gips vorteilhaften Temperatur von 4o bis 6o°. Ein Wärmeüberschuß wird erforderlichenfalls abgeführt, indem man einen Teil der Flüssigkeit im Oberteil der Kolonne unter Zwischenschaltung eines Kühlers 6 im Kreislauf pumpt.
• Mit einer Kolonne von etwa 80o mm Durchmesser und 22 m Höhe können in der geschilderten Weise stündlich 5 bis i o m3 rohes Ammoniakwasser der oben angegebenen Zusammensetzung auf eine Ammoniumcarbonatlösung mit o, i bis i,o g Schwefelwasserstoff im Liter verarbeitet werden. Dabei benötigt mann stündlich o, 5 bis 2,5 m3 Waschflüssigkeit; der Kohlendioxydverbrauch ist von dem Gehalt des rohen Ammoniakwassers an nichtgebundenem Ammoniak und an Kohlendioxyd abhängig und beträgt stündlich 3oo bis 95o ms (auf go%iges Kohlendioxyd bezogen). Der S-chwefelwassierstoffgehalt im Abgas der Kolonne beträgt bei einem Gehalt des rohen Ammoniakwassers von 3o bis 409 Schwefelwasserstoff im Liter etwa 3o bis 5o Volumprozent und darüber.
• An Stelle des rohen Ammoniakwassers der Kokereien und Gaswerke können in entsprechender Weise andere schwefelammoniumhaltige Lösungen verarbeitet werden. Das Verfahren der Erfindung ist auch zum Austreiben. von Schwefelwasserstoff aus verdünntem rohem Ammoniakwasser geeignet, doch ist bei einem niedrigen Gehalt an nichtgebundenem Ammoniak die durch Unisetzung mit Kohlensäure entstehende Reaktionswärme zur Durchführung des Entschwe:,e_una vorganges nicht ausreichend.. Daher muß in diesem Falle Wäime als Dampf oder in anderer Form zugeführt werden, z. B. indem Ammoniak als Gas oder konzentrierte Lösung in die Entschwefelungskolonmeeingeführt wird. Dabei kann der Ammoniakgehalt . des verdünnten Rohwassers so weit gesteigert werden, daß die @entschwefielte Ammoniumcarbonatlösung eine für die Umsetzung mit Gips geeignete Konzentration aufweist.
• Man kann auch so vorgehen, daß das rohe Ammoniakwasser in der geschilderten Weise entschwefelt und nur ein Teil der ablaufenden Ammoniumcarbonatlösung mit Gips umgesetzt wird, während der andere Teil nach einer Behandlung in einem . in; Kokereien üblichen Entsäurer mit Kalk .destilliert wird. Auch kann man einem Teil der Lösung auf festes Ammoniumcarbonat verarbeiten. Zu diesem Zweck wird die Temperatur der aus der Kolonne abfließenden Lösung auf 5o bis 6o° gehalten; ihre Konzentration muß im Liter i So bis i 6o g Ammoniak und i 3o bis i 5o g Kohlendioxyd betragen. Beim Abkühleneiner solchen Lösung auf 2o° und darunter fällt ein Gemiseh von Ammon,umcarbonat und -bicarbonat aus, .das in bekannter Weise durch Dekantieren oder Filtrieren von der Mutterlauge getrennt wird.
• Das Verfahren der Erfindung hat den technischen Vorteil, daß die Entschwefelung bei einem Druck von 2 bis 5 m Wassersäule durchgeführt werden kann, wie er sich bei der oben angegebenen Belastung eines Reaktionsturmes ohne weiteres einstellt. Von Bedeutung ist auch, daß die freie Schwefelsäure für den Sä ttigerbetrieb auf den Zechen durch die Schwefelsäure des Gipses ersetzt und gleichzeitig der Schwe'elwasserstoff des rohen Ammonakwassers ineinfacher Weise in konzentrierter Form gewonnen werden kann.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Aufärbeitung von rohem Ammioniakwasser durch Entschwefelung - mittels gasförmiger Kohlensäure und nachfolgende Umsetzung der erhaltenen Ammoniumacarbonatlösung mit Gips, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Entschwebe:ung anfal_end.e, im we_-entlichen aus Sichwe:,elwasserstoff und Kohlendioxyd bestehende Abgas zur Entfernung des mitgeführten Ammoniaks mit der beim Waschen des bei der Umsetzung mit Gips ents e:ienden Ka:kschlamm@es erha:te..en. Waschflüasägkei@ ge.:asc:.@ei wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadu.- ch gekennzeichnet, daß die Waschflüssigkeit zunächst mit Kohlensäure oder diese enthaltenden Gasen behandelt wird. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift ..... Nr. 375 309; Das Gas- und Wasserfach, 76. Jahrg. 1933, S. log bis log.