DE918564C - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellung von Ammoniakstarkwasser mit beliebig wechselndem Gehalt an Kohlensaeure und Schwefelwasserstoff - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellung von Ammoniakstarkwasser mit beliebig wechselndem Gehalt an Kohlensaeure und Schwefelwasserstoff

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DE918564C
DE918564C DEST505D DEST000505D DE918564C DE 918564 C DE918564 C DE 918564C DE ST505 D DEST505 D DE ST505D DE ST000505 D DEST000505 D DE ST000505D DE 918564 C DE918564 C DE 918564C
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Carl Still GmbH and Co KG
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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01CAMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/12Separation of ammonia from gases and vapours

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Ammoniakstarkwasser mit beliebig wechselndem Gehalt an Kohlensäure und Schwefelwasserstoff Die übliche! Herstellung von starkem Ammoniakwasser, d. h. solchem von etwa 15 bis 3o Gewichtsprozent N H., aus den Destillatdämpfen der Abtreibung von rohem oder schwächerem Ammoniakwasser durch Verdichtung und Kühlung dieser Dämpfe ergibt in der Regel, je nach dem Ausgangsstoff und der Betriebsführung, als Erzeugnis ein Ammoniakstarkwasser, das gewisse größere und geringere Anteilmengen an Kohlensäure und Schwefelwasserstoff in Form von Carbonaten und Sulfiden des Ammoniaks enthält. Während hiervon der Kohlensäuregehalt praktisch meistens nur geringe Bedeutung hat und vielfach noch nicht einmal erwünscht ist, weil größere Anteilmengen davon, namentlich in Form von Bica.rbonaten, im Ammoniakstarkwasser dessen, Transportieren, wegen der Möglichkeit fester kristalliner Ausscheidungen beeinträchtigen können, ist der Schwefelwasserstoff ein Bestandteil, für den, praktisch ein Bedürfnis in der Richtung sowohl größerer als auch kleinerer Anteilmengen bestehen kann, je nachdem welche Art von Verwendung oder Weiterverarbeitung vorgesehen wird.
  • Die Erfindung hat zum Ziel, bei der Herstellung von Ammonikstarkwasser durch Kühlung von wasserdampfhaltigen Ammoniakdestillierdämpfen ein Erzeugnis zu erhalten, in welchem der Schwefelwasserstoffgehalt auf jedes gewünschte, beliebig wählbare Größenmaß festgelegt werden kann, insbesondere auch ohne Rücksicht auf den schon in den Destillierdämpfen selbst bestehenden Schwefelwasserstoffgehalt. Bei der Erfindung wird von dem bekannten. Verhalten einer wäßrigen. Ammoniaklösung gegenüber der gleichzeitigen Einwirkung von Kohlendioxyd und Schwefelwasserstoff Gebrauch gemacht. In solchen Fällen wird bekanntlich bei kurzer Dauer der Einwirkung oder Berührung bzw. bei' entsprechend, beschränkten räumlichen Einwirkungsbereichen Schwefelwasserstoff von der Lösung bevorzugt aufgenommen. bzw. festgehalten, dagegen bei längerer Einwirkungs- oder Berü hrungsdauer der zunächst aufgenommene oder schon. in der Lösung vorhandene Schwefelwasserstoff von der Kohlensäure wieder ausgetrieben., d. h. der Schwefelwasserstoffgehalt verringert oder niedrig gehalten.. Gemäß der Erfindung erfolgt die Ausnutzung dieses Prinzips in einem besonders ausgestalteten Verfahren zu.r Durchführung des Kühlers der das Starkwasser ergebenden wasserdampfhaltigen. Destillierdämpfe. Gemäß diesem Verfahren wird zur Kühlung der Dämpfe eine Waschkolonne benutzt, in der als Kühlmittel ein Teil des aus ihr ablaufenden Starkwassers im Kreislauf nach ständiger Rückkühlung verwendet wird, das mit den in die Kolonne von unten her eingeführten Amrnoniakdestillierdämpfen in, unmittelbaren Wärme-und Stoffaustausch gebracht wird. Dabei werden erfindungsgemäß sowohl die Waschflüssigkeit nach verschieden hochliegenden Zonen der Kolonne mit verschiedenen, beliebig regelbaren Teilmengen aufgegeben als auch die Destillierdämpfe in, verschiedene tiefer als. die ersteren liegende Zonen der Kolonne mit ebenfalls verschiedenen, beliebig regelbaren. Teilmengen, eingeleitet; außerdem werden in den, Kolonnenfußteil Kohlendioxyd, vorzugsweise in konzentrierter Form, und gegebenenfalls nach Bedarf je nach dem gewünschten Schwefelwasserstoffgehaft des fertigen Starkwassers auch Schwefelwasserstoff eingeleitet. Der Schwefelwasserstoff kann z. B. aus den Abschwaden. einer Ammoniakwasserentsäuerung, wie- sie in Anlagen zur Maßreinigung von. Kahlendestillatiorsgasen vorkommt, entnommen werden, wobei er meist schon von Kohlendioxyd begleitet ist. Im übrigen können diese beiden Gase selbstverständlich beliebigen Quellen entnommen werden.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens umfaßt eine Waschkolonne, an der einzeln. regelbare Zuleitungen von fertigem Starkwasser in verschiedenen, überwesentlich die ganze Kolonnenhöhe verteilten Zonen, weitere einzeln regelbare Zuleitungen von Ammoniakdestillierdämpfen in demselben Zonenbereich und schließlich noch Zuleitungen von Kohlendioxyd und Schwefelwasserstoff am Fußteil angebracht sind. Die so, gekennzeichnete Waschkolonne ist kombiniert mit einer an den Kolonnenablauf angeschlossenen Förderpumpe und einem mittelbar wirkenden Rückkühler für die von ihr im Kreislauf geförderte Flüssigkeit, der sich im Flüssigkeitsweg von der Pumpe nach der ersterwähnten. Zuleitungen von fertigem Starkwasser befindet. Die Waschkolonne kann, neben anderen möglichen Ausführungen eine Glockerbödenkalonne oder vorzugsweise ein Ber'iieselungswaschturm mit einem Füllwerk von Raschigringen od. dgl. sein. Bei einer Glockenbödenkolonne bilden die Bödenabteile die einzelnen Zonen; bei einem Füllwerksturm sind. einzelne Zonen durch entsprechende Höhenunterteilung des Füllwerks mit gesonderten Neuverteilungen der Waschflüssigkeit und der Dämpfe für jedes Zonenstück vorzusehen.
  • Die Benutzung der vorstehend erörterten, das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung kennzeichnenden. Mittel. ermöglicht innerhalb der Waschkolonne eine weitgehende Veränderbarkeit der Einwirkungsbereiche bzw. Berührungsdauern. sowohl des Kohlendioxyds als auch des Schwefelwasserstoffs, außerdem aber auch eine Beeinflussung der in der Kolonne gehaltenen Temperaturen in ebenfalls weitreichendem Umfang, Man kann die Höhenabstände zwischen der Zuleitungszone für das kreisende rückgekühlte Starkwasser und derjenigen für die einzuleitenden Destillierdämpfe, außerdem aber auch die Höhenlagen dieser zwei Zonen in der Kolonne mit weitgehender Veränderbarkeit beliebig wählen und dadurch, wie sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den. Beispielen ergeben wird, die Dauer und Art der Einwirkungen von Kohlendioxyd, Schwefelwasserstoff und, Starkwasserlösung untereinander in verschiedenster Weise und Stärke variieren. Man kann ferner durch den Kreislauf des Starkwassers und den darin eingeschalteten Rückkühler die Temperaturen dieser kreisenden Flüssigkeit auf ihrem Weg durch die Kolonne und damit die Kolonnenbetriebstemperaturen selbst in weitem Umfang verändern, je nach, der Umlaufmenge und der bei der Rückkühlung geschaffenen tiefsten Temperatur der Flüssigkeit. Die Temperatur der Kolonne, namentlich in ihrem Fußteil, ist aber auch ein wesentliches Bestimmungsstück für den Charakter der sich in. ihr abspielenden. Umsetzungen.
  • Es ist ein Verfahren, zur Verdichtung und Entschwefelung von Ammoniakwasser bekannt, bei welchem Ammoniakstarkwasser, das aus einem Dämpfeteilstrom einer Ammoniakwasserdestillierkolorne verdichtet worden ist, am Kopf einer Entschwefelungswaschkolorne aufgegeben wird, welcher im unteren Teil der restliche Ammoniakdämpfeteilstrom als Beheizungsmittel und außerdem Kohlensäure zugeleitet wird, welche die Entfernung des Schwefelwasserstoffs begünstigt. Abgesehen davon, daß das Aufgabenziel bei diesem bekannter. Verfahren die Beseitigung des Schwefelwasserstoffs aus dem Ammoniakstarkwasser, abweichend aber davon bei der Erfindung die Bela.ssung einer bestimmten oder sogar Aufladung einer zusätzlichen Schwefelw asserstoffmenge ist, ist vor allem der Verfahrensverlauf der Erfindung wesentlich anders. Bei dieser wird durch beliebig regelbare Höhenzonenaufteilung und -anordnung sowohl für die der Waschkolonne zuzuleitenden Ammoniakdämpfe als auch für das ihr aufzugebende Starkwasser eine beliebig einstellbare Größe des Einwirkungsbereichs und der Berührungsdauer gesichert, und zugleich hat man durch die Umlaufführung und -kühlung die Temperaturlage überall in. der Hand, wobei außer'-dem die Spülwirkung in der Kolonne- für Vergleichmäßigung und Sauberhalten. sorgt.
  • Eine beispielsweise Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert, die eine zur Verfahrensdurchführung geeignete Gesamteinrichtung in einer schematisch gehaltenen Ansicht darstellt.
  • Der Hochbehälter i enthält das als Ausgangsstoff dienende rohe Ammoniakwasser. Dieses wird ihm von der Druckpumpe 2 aus einer Saugleitung 3, die an eine geeignete Quelle, etwa einen Tiefbehälter, angeschlossen ist, über die Pumpendruck- und -steigleitung .4 zugefördert. Aus dem Hochbehälter fließt das Ausgangswasser durch die Rohrleitung 5 mit dem Regelventil 6 einer Ammoni.akdestillierkolonne 7 an deren oberem Teil zu, in der es abgetrieben wird. Das abgetriebene Wasser fließt am Fuß der Kolonne durch die Rohrleitung 8 ab-. Für den Betrieb. der gezeichneten. Kolonne wird hierbei angenommen, daß das Ausgangswasser keine fixen Ammoniakverbindungen enthält und deshalb ohne Zufuhr von Zersetzungskalk und somit ohne -Nlitbenutzung einer Kalkkolonne verarbeitet werden kann. Damit bei der Abtreibung in der Kolonne 7 ein an Ammoniak genügend stark konzentriertes Destillatdämpfegemisch erhalten wird, kann es sich empfehlen, auf der Spitze der Kolonne eine Dephlegmator 9 anzuordnen. Bei einem an Ammoniak genügend starken Ausgangswasser, z. B. solchem von wenigstens 2 Gewichtsprozent N H3, kann der Dephlegmator entbehrt werden. Die aus der Kolonne abziehenden Destillierdämpfe, die beispielsweise 16 Gewichtsprozent N H3 und mehr enthalten, gelangen über die Dämpferohrleitung io in die erfindungsgemäß eingerichtete und betriebene Waschkolonne i i. Diese ist im Beispiel als eine Glockenbödenkolonne mit vierzehn Böden angenommen. Jedem Boden bzw. Bodenabteil, mit Ausnahme des obersten, ist eine Dämpfezuleitung 14 mit Regelventil 15 und eine Flüssigkeitszuleitung 16 mit Regelventil 17 zugeordnet. Die sämtlichen Dämpfezuleitungen 14 sind an die Dämpfeabgangsleitung io der Kolonne 7 und die sämtlichen Flüssigkeitszuleitungen 16 sind an eine gemeinsame Verteilungsleitung 18 angeschlossen. Am Fußteil der Kolonne i i sind außerdem das Zuleitungsrohr i9 mit Regelventil 20 für Kohlendioxyd und das Zuleitungsrohr 21 mit Regelventil 22 für Schwefelwasserstoff angebracht. Die aus der Waschkolonne i i an ihrem Fuß ablaufende Flüssigkeit wird durch die Rohrleitung 23 einer Förder- und Umlaufpumpe 24 zugebracht, von dieser in einen mittelbar wirkenden Rückkühler 25 übergeführt und verläßt diesen in rückgekühltem Zustand durch die Rohrleitung 26, welche über das Regelventil 27 an die Verteilungsleitung 18 angeschlossen ist. Von der Zwischenleitung 26 zweigt die mit dem Regelventil 28 versehene Rohrleitung 29 ab, welche in einen tiefer angeordneten Sammelbehälter 30 einmündet. Das aus der Spitze der Waschkolonne i i abgehende Gas-Dampf-Gemisch wird durch die Abgangsrohrleitung 31 in den Fußteil einer Nachwaschkolonne 32 übergeführt. Diese Kolonne, die hier ebenfalls als eine Glockenbödenkolonne, und zwar mit neun Böden, vorgesehen ist, wird am Kopf mit einem geeigneten Waschwasser beschickt, das entweder durch die Zufuhrleitung 33 oder die Zufuhrleitung 34 aufgegeben wird. Die Zufuhrrohrleitung 33 ist an eine geeignete Quelle für ein reines Kondensatwasser, etwa Heizdampfkondensat irgendeiner Vorrichtung aus demselben Betriebe, angeschlossen. Das durch die Zufuhrleitung 34 aufzugebende Waschwasser ist ein Teil des aus der Ammoniakdestillierkolonne 7 durch die Rohrleitung 8 ablaufenden, abgetriebenen Ammoniakwassers. Es wird durch die Abzweigleitung 35 mit dem eingebauten Regelventil 36 bei entsprechender Einstellung des in der Abflußleitung 8 angeordneten weiteren Regelventils 37 in der für die Kolonne 32 notwendigen Menge von der Förderpumpe 38 entnommen und durch den mittelbar wirkenden Rückkühler 39 getrieben, von dem aus es in abgekühltem Zustand in die Zufuhrrohrleitung 34 übertritt. Das durch die Kolonne 32 gelaufene Waschwasser fließt an ihrem Fuß durch die Abgangsrohrleitung 40 weg, in der sich das Regelventil 41 befindet. Vor dem letzteren zweigt die mit dem Regelventil 42 ausgestattete Rohrleitung 12 ab, welche auf den obersten Boden der Waschkolonne i i ausmündet. Die Abgangsrohrleitung 40 ist mit ihrem Fortsetzungsstück 43 an die Saugleitung 3 der Druckpumpe 2 angeschlossen, welche das Ausgangsammoniakwasser in den Hochbehälter i zu fördern hat.
  • Beim Betrieb der Waschkolonne i i werden in derselben Ammoniakdestillierdämpfe, welche aus der Rohrleitung io über eine oder mehrere der Abzweigrohrleitungen 14 und die entsprechenden Regelventile 15 in die Kolonne eingeleitet werden, durch kreisendes, als Erzeugnis der Kolonne abgelaufenes und durch die Pumpe 24 umgetriebenes Starkwasser, das durch den Kühler 25 rückgekühlt und über die Verteilungsleitung 18 durch eins oder mehrere der Zuleitungsrohre 16 mit Regelventilen 17 zugeführt wird, gleichzeitig gewaschen und gekühlt und dadurch zu Starkwasser verdichtet. Dabei muß natürlich immer dafür gesorgt werden, daß der Kolonne das rückgekühlte Starkwasser durch eine oder mehrere Zuleitungen 16 in einer höheren Zone als die Destillierdämpfe durch eine oder mehrere der Abzweigleitungen 14 zugeführt wird. Die Erzeugnismenge der Kolonne an Starkwasser wird aus dem Kreislauf als Überschuß hinter dem Kühler 25 durch die Rohrleitung 29 in den Behälter 30 weggeführt. Außerdem wird dem Fußteil der Kolonne durch die Rohrleitung i9 mit dem Regelventil 2o Kohlendioxyd und gegebenenfalls auch durch die Rohrleitung 21 mit dem Regelventil 22 Schwefelwasserstoff zugeleitet. Das aus den Einwirkungen der dampf- und gasförmigen Stoffe und der Kühl- und Waschflüssigkeit in der Kolonne i i erzeugte Starkwasser wird während des durch die Pumpe 24 ständig unterhaltenen Kreislaufs durch die Kolonne i i in dieser nicht nur als unmittelbar wirkendes Kühlmittel zum Verdichten und Kühlen der eingeleiteten Ammoniakdestillierdämpfe und ihres Kondensats ausgenutzt, sondern auch in erfindungsgemäßen Austausch mit den eingeleiteten Dämpfen und Gasen gebracht. Die dabei in der Kolonne stattfindenden verschiedenartig möglichen Einwirkungen und Vorgänge werden in den weiter unten gebrachten Beispielen für zwei verschiedene Verfahrensfälle näher erläutert und für allgemeine Anwendungen verständlich gemacht. An der Spitze der Waschkolonne i i ziehen durch die Rohrleitung 31 Restgase ab, hauptsächlich Kohlendioxyd und Schwefelwasserstoff, welche etwas freies Ammoniak mit sich führen. Dieses wird in der nachgefügten Nachwaschkolonne 32 durch das übergeleitete kühle Waschwasser zurückgehalten. Aus der Spitze der Kolonne 32 entweichen durch die Abgangsrohrleitung qq. Restmengen von ammoniakfreien Gasen mit wenig Wasserdampf, die gegebenenfalls einer weiteren Verwendung zugeführt werden können, namentlich wenn darin Schwefelwasserstoff in beachtlicher Anteilmenge enthalten ist. Das auf die Kolonne 32 aufgegebene Waschwasser muß ein solches sein, das durch seine Reinheit keine Niederschläge, insbesondere unter der Einwirkung der durchgeleiteten Kohlensäure, ergibt. Besonders geeignet hierfür ist Wasserdampfkondensat, wie es etwa aus dampfbeheizten Vorrichtungen anfällt. Das im Zeichnungsbeispiel durch die Rohrleitung 34 zuzuführende rückgekühlte Abtriebswasser der Ammoniakdestillierkolonne 7 kann ebenfalls ein solches Wasserdampfkondensat, nämlich aus den das Ammoniakausgangswasser liefernden Kohlendestillationsgasen sein, wenn keine fixen Ammoniakverbindungen zugegen sind und kein Frischwasser in die Rohgasbehandlung eingeführt worden ist. Das Ablaufwaschwasser der Kolonne 32, das hauptsächlich Ammoniak und daneben etwas Kohlensäure und Schwefelwasserstoff gelöst enthält, kann durch die Rohrleitung 40 und 43 der Saugleitung 3 der Förderpumpe 2 zugeführt und dadurch mittels dieser Pumpe über die Druckleitung 4 in den Hochbehälter i für Ausgangsammoniakwasser gegeben werden, wodurch sein Ammoniakgehalt dem Betriebe erhalten bleibt. Statt dessen kann man aber auch dieses ammoniakhaltige Waschwasser ganz oder zu einem regelbaren Teil, dessen Größe durch die Einstellung der Regelventile 41 und 42 bestimmt wird, durch die Rohrleitung i2 auf den Kopf der Waschkolonne i i aufgeben und dadurch sein Ammoniak in das Erzeugnis zurückbringen. Die Menge dieses aufgegebenen Waschwassers ist in der Regel verhältnismäßig so gering, daß seine Zumischung zu dem Starkwassererzeugnis der Kolonne i i nur eine unerhebliche Verdünnung desselben an Ammoniak bedeutet, die man leicht wieder ausgleichen kann, indem man durch entsprechende Betriebsführung der Ammoniakdestillierkolonne 7 deren abgehende Destillierdämpfe auf einen entsprechend stärkeren Ammoniakgehalt einstellt.
  • Für die Zufuhr der in die Waschkolonne i i einzuführenden Gase Kohlendioxyd und Schwefelwasserstoff sind im Zeichnungsbeispiel getrennte Rohrleitungen ig und 21 vorgesehen; selbstverständlich können jedoch diese Gase als Gemisch durch eine einheitliche Rohrleitung zugeführt werden. Die Konzentration dieser beiden Gase kann, ohne das Verfahren selbst und sein Ergebnis wesentlich zu beeinflussen, in weiten Grenzen schwanken. Es empfiehlt sich jedoch, möglichst Gase von hoher Konzentration anzuwenden, etwa insgesamt ein solches Gasgemisch, in welchem diese beiden Stoffe zusammengenommen wenigstens etwa die Hälfte des Volumens ausmachen, da übermäßig viele Ballastgase bei ihrem Durchgang durch die Kolonnen i i und 32 deren Betrieb hauptsächlich durch Verflüchtigung von Ammoniak unnötig belasten. Beispiel i Herstellung eines schwefelwasserstoffarmen Starkwassers Als Ausgangsstoff werden über die Ammoniakwasserdestillierkolonne 7 stündlich 30 m3 Ammoniakrohwasser mit folgenden Inhaltsstoffen gegeben: NH3 22 g/1, C02 8,5 g/1, H2S i015 g/1. Dieses Wasser ist an Ammoniak genügend stark konzentriert, um ohne Dephlegmation Destillierdämpfe mit etwa 16 Gewichtsprozent NH3 zu ergeben. Dieses Destillierdämpfegemisch wird der vierzehn Glockenböden umfassenden Waschkolonne i i an einer einzigen Stelle, auf ihrem sechsten Boden (von unten gerechnet), zugeführt. Am Fuß derselben, also unter dem tiefsten Boden, werden stündlich 60o Nm3 C 02 (g8%ig) eingeleitet. Am Kopf, also auf den obersten Boden der Waschkolonne, wird das im Kreislauf gehaltene fertige Starkwasser als Kühlflüssigkeit mit einer Temperatur von 30° in einer solchen Menge aufgegeben, daß die Flüssigkeit am Fuß der Waschkolonne mit etwa 6o'°' abläuft. Die Umlaufmenge ist dabei etwa das 3o- bis 40fache der Erzeugnismenge. Es werden als Erzeugnis stündlich etwa 4 m3 Ammoniakstarkwasser in folgender Zusammensetzung erhalten: N H3 etwa i60 9/l, C 02 etwa Zoo g/1, Hz S unter i g/1.
  • Hierin sind mehr als 981/9 des ursprünglich eingebrachten Schwefelwasserstoffs entfernt; das Ammoniak ist zu etwa 95 % als Ammoniumcarbonat gebunden, so daß etwa 5 % der Ammoniakmenge freies NH3 ist. Das aus dem Kopf der Waschkolonne i i in die Nachwaschkolonne 32 übertretende Gasgemisch von überschüssig gebliebener Kohlensäure, ausgetriebenem Schwefelwasserstoff und geringen Mengen freien Ammoniaks ergibt beim Austritt aus der Nachwaschkolonne eine Menge von etwa 530 Nm3/h ammoniakfreien Gasgemisches aus Kohlensäure und Schwefelwasserstoff. Dieses Gemisch enthält annähernd 40 Volumprozent H2 S und kann einer geeigneten Weiterverarbeitungsanlage, z. B. einem Claus-Ofen zur Gewinnung von Schwefel, zugeführt werden. Das Ablaufwaschwasser der Nachwaschkolonne 32 enthält neben dem ausgewaschenen Ammoniak auch beachtliche Mengen Schwefelwasserstoff; da dieser letztere aus dem Erzeugnis möglichst ferngehalten werden soll, wird dieses Ablaufwaschwasser in den Hochbehälter für Ausgangsrohwasser zurückgegeben.
  • Bei der vorstehend zugrunde gelegten Arbeitsweise für das Beschicken und Betreiben der Waschkolonne i i wird der am Kolonnenfuß zugeleiteten Kohlensäure ein genügend großer Einwirkungsbereich oberhalb und unterhalb der Dämpfeeinleitungsstelle gewährt, um beim Ablauf der Flüssigkeit aus dem tiefsten Boden der Kolonne eine weitestgehende Entfernung des Schwefelwasserstoffs aus der Flüssigkeit zu gewährleisten. Insbesondere ist der unter dieser Dämpfeeinleitungsstelle befindliche Bereich von sechs Böden, auch wenn eine zusätzliche Aufnahme von Schwefelwasserstoff aus den Destillierdämpfen in die Flüssigkeit hinein in dem darüberliegenden Kolonnenteil stattgefunden hat, genügend groß, um mit Hilfe der am tiefsten Punkt zugeleiteten Kohlensäure den Schwefelwasserstoffgehalt der entgegenrieselndenFlüssigkeit fastvollständig auszutreiben. Beispiel 2 Herstellung eines schwefelwasserstoffreichen Starkwassers Als Ausgangsstoff werden über die Ammoniakwasserdestillierkolonne 7 stündlich 30 m3 Ammoniakrohwasser mit folgenden Inhaltsstoffen gegeben: N H3 12 g/1, C 02 9 g/1, H2 S i g/1. Da dieses Wasser nicht übermäßig stark an Ammoniak konzentriert ist, wird für den Betrieb der Kolonne der Dephlegmator zu Hilfe genommen und dadurch ein Destillatdämpfegemisch mit etwa 17 Gewichtsprozent N H3 erzeugt. Dieses Dämpfegemisch wird der vierzehn Glockenböden umfassenden Waschkolonne i i an einer einzigen Stelle, nämlich unter dem tiefsten Boden, zugeführt. Am Fuß der Kolonne, also ebendaselbst, werden stündlich 36o Nm3 Abschwaden aus der Entsäuerungsapparatur einer Naßentschweflungsanlage von Kokereigas eingeleitet, die, abgesehen von Wasserdampf, zu etwa 33,3 Volumprozent aus Schwefelwasserstoff und zu etwa 66,7 Volumprozent aus Kohlensäure bestehen; daneben ist eine der Abschwadentemperatur, meist etwa 3o bis 4o°, entsprechende Sättigungsdampfmenge vorhanden. Das durch die Waschkolonne als Kühlflüssigkeit in Kreislauf gehaltene fertige Starkwasser wird mit einer Temperatur von 25° ebenfalls nur an einer einzigen Stelle, und zwar auf den dritten Boden von unten, zugeleitet; die Kreislaufmenge wird so groß gehalten, daß die Flüssigkeit am Fuß der Waschkolonne mit etwa q.0° abläuft. Diese Umlaufmenge ist dann etwa das 55- bis 7ofache der Erzeugnismenge. Es werden als Erzeugnis stündlich etwa 2,2 m3 Ammoniakstarkwasser in folgender Zusammensetzung erhalten: N H., etwa 165 g/1, C02 etwa 65 g/1, H2 S etwa 88 g/1. Der Schwefelwasserstoffgehalt dieses Starkwassers ist erheblich groß, mehr als das Doppelte dessen, was bei gewöhnlichem Ammoniakstarkwasser üblicherweise vorkommt. Dagegen ist der Kohlensäuregehalt gegenüber dem Beispiel i wesentlich niedriger. Das aus dem Kopf der Waschkolonne in die Nachwaschkolonne übertretende Gasgemisch von übriggebliebener Kohlensäure, begleitendem Schwefelwasserstoff und geringen Beimengungen freien Ammoniaks ergibt beim Austritt aus der Nachwaschkolonne eine Menge von etwa 330 Nm3 ammoniakfreien Gasgemisches aus hauptsächlich Kohlensäure und wenig Schwefelwasserstoff. Das Ablaufwaschwasser der Nachwaschkolonne 32 kann auf die Waschkolonne i i aufgegeben werden, womit sein Ammoniak unmittelbar in das Erzeugnis, das Ammoniakstarkwasser, zurückgelangt.
  • Bei der vorstehend geschilderten;Betriebsweiseder Waschkolonne i i findet in dem beschränkten, nur ihredre@i untersten Böden umfassen denEinwiTkungsbereich von entsprechend. kurzer Berührungsdauer wesentlich nur eine Absorption und Bindung des von den Destillierdämpfen. und den Abschwaden herangetragenen Schwefelwasserstoffs im erzeugten. Starkwasser, praktisch jedoch nicht auch ein nennenswertes Lösen von Kohlensäure statt, weil hierzu eine wesentlich größere Einwirkungsdauer erforderlich wäre. Es wird daher die Erfassung des zugeleiteten Schwefelwasserstoffs durch die mit anwesende Kohlensäure praktisch nicht beeinträchtigt, weswegen es auch zulässig ist, den zusätzlichen, Schwefelwasserstoff in Form eines Gasgemisches, nämlich Abschwaden, mit einer beträchtlichem Anteilmenge von Kohlensäure einzubringen.
  • Diel vorstehenden Beispiele betreffen zwei mit Absicht extrem gewählte Fälle, bei denen nämlich der Schwefelwasserstoffgehalt des Erzeugnisses, das Ammoniakstarkwasser, einmal nahezu Null und das andere Mal, ansehnlich hoch im Vergleich zu üblichen Gehalten ist. Zwischen diesen zwei entgegengesetztenGrenzfällen sind aber selbstverständlich die verschiedensten denkbaren Mittelfälle möglich, und gerade der hiermit weitgehend gegebene Spielraum bedingt den Wert des Verfahrens. Für solche Mittelfälle wird man dann die Höhenverteilung der Zufuhren von Ammoniakdestillierdämpfen durch die Rohrleitungen 14 und von rÜckgekühltern Starkwasser durch die Rohrleitungen 16 hinsichtlich sowohl des Höhenabstands als auch der Höhenlagen beider über die Waschkolonne 11 weitestgehend variieren. Es kommt insbesondere auch in Betracht, daß sowohl auf der Seite der Zufuhr der Destillierdämpfe als auch auf der Seite der Zufuhr von rückgekühltem Starkwasser eine Mehrzahl entsprechender Zufuhrrohrleitungen durch entsprechende Einstellung der Regelventile 15 und 17 zu Hilfe genommen werden. Jedenfalls können die für die Kennzeichnung des Verfahrens wesentlichen verschiedenen, beliebig regelbaren Teilmengen auf jeder Seite sowohl über mehrere Zufuhrrohrleitungen als auch, wie in obigen Beispielen vorgesehen, jeweils nur durch eine derselben zugeführt werden. Auch der Kreislauf des Starkwassers durch dieWaschkolonne i i und den Kühler 25 läßt die Möglichkeit des Variierens sowohl der Umlaufmengen an Flüssigkeit als auch der durch die Rückkühlung herbeigeführten Temperaturen offen, wovon ebenfalls, je nachdem wie das Verfahren und das Erzeugnis in der Kolonne i i beeinflußt werden sollen, mit Nutzen Gebrauch gemacht werden kann.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren, zur Herstellung von Ammoniakstarkwasser mit beliebig wechselndem Gehalt an Kohlensäure und Schwefelwasserstoff mittels Verdichtungskühlung von wasserdampfhaltigen Ammoniakdestillierdämpfen, gegebenenfalls unter gesonderter Zuleitung von Kohlensäure, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung der Dämpfe eine Gegenstromwaschkolonne mit einer größeren Mehrzahl von Böden oder Höhenteilen dient, welcher die Destillierdämpfe ständig in verschieden hochliegenden Zonen mit verschiedenen, beliebig regelbaren Teilmengen aufgegeben und ein Teil des erzeugten Ammoniakstarkwassers im ständigen Kreislauf durch die Waschkolonne und einen mittelbar wirkenden Rückkühler ebenfalls inbeliebig regelbare;n Teilmengen nach verschiedenen. anderen, höherliegen.den Zonen entgegen den Dämpfen zurückgeführt wird, während zugleich in den Waschkolonnenfuß Kohlendioxyd und/oder Schwefelwasserstoff in beliebig regelbaren Teilmengen eingeleitet wird. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Wasch- und Kühlkolonne abziehenden ammoniakhaltigen Restgase in einer anschließenden. Kolonne mit einem durch seine Reinheit keine Niederschläge ergebenden Wasser, zweckmäßig mit Wasserdampfkondensat, nachgewaschen werden und die ablaufende Waschlösung in die Wasch- und Kühlkolonne oder in das Ausgangsrohwasser gegeben wird. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i und 2, gekennzeichnet durch eine Waschlolonne (i i) mit einzeln regelbaren Zuleitungen (i6) von fertigem Starkwasser in verschiedenen, über wesentlich die ganze Kolonnenhöhe verteilten Zonen und mit einzeln regelbaren Zuleitungen (i4) von Ammoniakdestilherdämpfen in demselben Zonenbereich sowie mit Zuleitungen (ig, 2i) von Kohlendioxyd und Schwefelwasserstoff am Fußteil der Kolonne, in Kombination mit einer an den Kolonnenablauf angeschlossenen Förderpumpe (24) und einem mittelbar wirkenden Rückkühler (25) im Flüssigkeitsweg von der Pumpe nach den, Kolonnenzuleitungen (i6). Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 351 633; G 1 u u d, Handbuch der Kokerei, i928, Bd.
  2. 2, S. 152 und 133; Archiv für bergbauliche Forschung, Juli 1942, S. 49 bis 54.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE351633C (de) * 1917-12-11 1922-04-11 Still Fa Carl Verfahren zur Reinigung von Kohlengasen mittels Ammoniak

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