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Verfahren zur Herstellung neutraler Alkalisulfite Es ist bekannt,
neutrale Alkalisulfite durch Umsetzung von Pyrosulfiten mit Carbonaten oder Bicarbon.aten
in fester Phase in Gegenwart von Feuchtigkeit in geheizten Rührgefäßen herzustellen.
Für einen, quantitativem Reaktionsablauf und, zur Erzielung eines hochprozentigen
Sulfits ist eine gleichmäßige D.urchmischung der Reaktionsteilnehmer Voraussetzung.
Mischt man die feingemahlenen, nicht vollkommen wasserfreien Ausgangsstoffe direkt
zusammen, so laufen Nebenreaktionen ab, die unter anderem mit einer S 02-Abspaltung
und Sulfatbildung verbunden sind. Auf diese Weise erhält man Sulfite, die durch
nicht umgesetztes Carbonat und Sulfat verunreinigt sind und nur etwa 48,o bis 48,5'/o
S 02 enthalten. Durch Anwendung einer inerten Gasatmosphäre können diese Nebenreaktionen
nicht ausgeschlossen -,werden. Es ist zur Unterbindung der Nebenreaktiionen schon
vorgeschlagen worden, die Vermischung kontinuierlich und unter Vermeidung von Temperaturerhöhungen
durchzuführen.. Die Erhitzung wird hierbei erst nach erfolgter Durchmischung und,
vorzugsweise unter Luftausschluß vorgenommen. Eine derartige Arbeits,wei.se ist
jedoch insofern mit Nachteilen verbunden, als sie umfangreiche Vorrichtungen zum
Dosieren, Mischen und Kühlen erfordert, zumal man vorteilhaft zu dem vorgelegten
Carbonat nur einen Teil des zur Umsetzung erforderlichen Pyrosulfits zugibt und
den Rest erst beim weiteren Durchlaufen der Mischanlage.
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Es wird nun vorgeschlagen, zur Herstellung vori neutralen Alkalisulfiten
durch Reaktion von Pyrosulfiten mit Alkalicarbonat oder Alkalibicarbonat
in
fester Phase erfindungsgemäß so zu verfahren, daß man die als Ausgangsstoffe zur
Verwendung kommenden Pyrosulfite und Alkalicarbonate oder -kommenden einer Reaktionszone
zuführt, die aus einer mittels eines strömenden, inerten Trägergases in der Schwebe
gehaltenen, vorgelegten Menge von neutralem Alkalisulfit gebildet wird, daß man.
.die Ausgangsstoffe in dieser Reaktionszone bei höheren Temperaturen. in Gegenwart
von Feuchtigkeit zur Reaktion. kommen, läßt und daß man Alkalisulfit in dem Maße,
wie es gebildet wird, aus der Reaktionszone abführt.
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Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen. Arbeitsweise gelingt es weitgehendst,
die mit den bekannten Verfahren verbundenen. Nachteile, wie das Auftreten; von Nebenreaktionen
sowie die apparativen Schwierigkeiten, zu vermeiden. Insbesondere erzielt man eine
rasche Durchmischung der Reaktionsmasse. Außerdem bewirkt die .durch das vorgelegte
Alkalisulfit hervorgerufene Verdünnung eine quantitative Umsetzung des Pyrosulfits
mit den angewandten. Alkalicarbom@aten bzw. Alkalibicarbonaten.
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Bei .der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann man
aweckmäßiig so verfahren, daß ,man die Ausgangsstoffe in, zerkleinertem, vorzugsweise
in feingemahlenem Zustand kontinuierlich oder diskontinuierlich der Reaktionszone
zuführt. Dabei kann man. die Ausgangsstoffe getrennt voneinander oder schon vorher
miteinander gemischt zugeben. Eine getrennte Zugabe empfiehlt sich insbesondere
dann, wenn man wasserhaltige, z. B. kristallnvasserhaltige Ausgangsstoffe verwendet.
In einem solchen Falle läßt man-,dann die Vermischung in der Reaktionszone selbst
vor sich gehen. Bei Anwendung von trockenen Ausgangsstoffen ist es ohne weiteres
möglich, die Salze vorher zu mischen und ;diese Mischung als so lche in die Reaktionszone
einzuführen.
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Den Gehalt an nicht umgesetzten Salzen hält man während der Umsetzung
vorteilhaft unter 2o %. Als zweckmäßige Temperaturen für die Durchführurng ;der
Reaktion in der Reaktionszone haben sich solche oberhalb etwa 5o° herausgestellt.
Vorzugs-weise kann man:z,%vischeni etwa 8o und etwa r ro° arbeiten. Um die vorgelegte
Alkalisulfitmenge in der Schwebe zu halten, wird als Trägergas ein Inertgas verwendet,
wodurch eine Oxydation des gebildetenAlkalisulfits bei der erhöhtenTemperatur .durch
den, Sauerstoff der Luft ausgeschlossen wird. Man kann irgendeines der bekannten
Inertgase verwenden, wie z. B. Stickstoff, Kohlendioxyd od. dgl. Mit Vorteil verwendet
man das bei der Reaktion frei,werdende Kohlendioxyd, das man zweckmäßig zunächst
in einem Staubabscheider reinigt und alsdann etwa mittels eines Gebläses der Reaktionszone
zuführt.
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Der Feuchtigkeitsgehalt in, der Reaktionszone kann: sowohl durch Einbringen
wasserhaltiger Reaktionstei,lnehmer als auch beispielsweise durch Verwendung von
angefeuchtetem Trägergas eingestellt und aufrechterhalten werden. Der Feuchtigkeitsgehalt
wird zweckmäßig in, Abhängigkeit von der Reaktionstemperatur der Reaktionszone eingestellt
mit der Maßgabe, daß höheren Reaktionstemperaturen niedrigere Feuchtigkeitsgehalte
entsprechen. Im allgemeinen liegt der Feuchtigkeitsgehalt, bezogen auf das Gewicht
des Reaktionsgemisches, zwischen etwa 1,5 und etwa 7%, vorzugswei!se zwischen etwa
2,5 und etwa 51/o. Die Entfernung des gebildeten Alkalisulfits aus der Reaktionszone
kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen.
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Bei der Durchführung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens
wird im allgemeinen unter Normaldruck im Reaktionsraum gearbeitet, doch ist es in
besonderen Fällen auch möglich, die Arbeitsweise unter Überdruck durchzuführen.
Besondere Vorteile bietet die Durchführung des Verfahrens unter Unterdruck, wobei
sich, was für manche Fälle besonders wünschenswert sein kann, je nach der Größe
des angewandten Unterdruckes eine noch weitgehendere Auflockerung der Re-.aktionsmasse
erzielen läßt.
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Zur Durchführung des Verfahrens gemäß .der Erfindung können Vorrichtungen
verwendet werden, die in mannigfaltiger Art entsprechend der Eigenart des Verfahrens
ausgebildet sind.
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Beispielsweise kann man einen mit einem Rührwerk versehenen Behälter
vom beispielsweise kreisförmigem Querschnitt verwenden, der mit einem Heizmantel
umgeben ist. Im unteren Teil desselben sind Düsen angeordnet, durch welche das Trägerglas
unter dem notwendigen. Überdruck eingeblasen wird. In diesem unteren Teil des Behälters
wird mit Hilfe des Trägergases die vorgelegte Alkalis.ulfitmenge unter- starker
Auflockerung aufgewirbelt, so daß eine Reaktionszone entsteht, die sich wie eine
Flüssigkeit verhält.. Der Grad der Auflockerung der vorgelegten Alkalisulfitmenge
kann durch Variation der Inertgasmenge eingestellt werden. Er kann auch durch Anwendung
von. den jeweiligen Erfordernissen in seiner Größe angepaßtem Unterdruck geregelt
werden, wobei dann im a11gemeinen das Trägergas nur unter geringerem Überdruck oder
ohne Anwendung von Überdruck zugeführt zu werden braucht. Die Größe des angewandten
Unterdruckes kann. in weiten Grenzen lieben. Vorteilhafterweise regelt man die;
Verfahrensbedingungen derart, daß das strömende Trägergas nur praktisch unbedeutende
Mengen. -des Reaktionsgemisches mit sich reißt, die dann in einem nachgeschalteten
Staubabscheider abgeschieden werden. Die als, Ausgangsmaterial zur Anwendung kommenden
Pyrosulfite und Alkalicarbonate oder Alkalibicarbonate werden, im Oberteil des Behälters
z. B. mit einer Dosiervorrichtung kontinuierlich in den Reaktionsraum bzw, in die
Reaktionszone eingeführt.
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Beispiel z In einem zylindrischen Heizmantelgefäß mit langsam laufendem
Rührwerk wird unten, mittels gleichmäßig verteilter Düsen. ein Kohlendioxydstrom
mit solcher Geschwindigkeit in eine Menge von neutralem Natriumsulfit eingeleitet,
daß sich
unter Aufwirbelunig desselben eine Reaktionszone ausbildet.
Man verwendet dazu Natriumsulfit mit einem Gehalt von 50,0% SO.. Mittels einer Dosiervorrichtung
werden in der Stunde ig kg i\ atriumpyrosulfit mit einem Gehalt von 66,6% S 02 und
11,4 kg Soda mit einem Wassergehalt von 8 % getrennt voneinander kontinuierlich
in das Reaktionisgefäß eingeführt. Die angewandte Reaktionstemperatur beträgt go°.
Das entstehende Natriumsulfit wird als ein äußerlich und auch chemisch vollkommen
gleichmäßiges Pulver mit einem Gehalt von. 50'10# S 02 kontinuierlich aus dem Reaktionsgefäß
abgezogen.
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Beispiel 2 In einer Vorrichtung, wie gemäß Beispiel i beschrieben,
wird in gleicher Weise eine Reaktionszone durch Aufwirbeln von vorgelegtem Natriumsulfit
mittels eines Kohlensäurestroms ausgebildet. Es werden dieser Reaktionszone durch
Einführen in den oberen Teil der Vorrichtung 19 kg Nat.riumpyrosulfit mit
einem S 02-Gehalt von 66,6% und io,6@kg trockene Soda in der Stunde zugeführt. Die
Zugabe erfolgt in Form eines vorher hergestellten. Gemisches in kontinuierlicher
Weise. Die Reaktion geht .bei gd° unter Durchleiten eines bei 5o bis 6o° mit Wasser
angefeuchteten Kohlendioxydstroms vonstatten. Man erhält ein Natriumsulfit mit einem
S02-Gehalt von 5o%, das kontinuierlich in, dem Maße, wie es gebildet wird, aus .der
Vorrichtung abgeführt wird.