DE1081870B

DE1081870B - Saettiger for the continuous production of coarse-grain ammonium sulfate

Info

Publication number: DE1081870B
Application number: DEH33394A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Clemens Rininsland; Josef Stoltenberg
Original assignee: Hoesch AG
Current assignee: Hoesch AG
Priority date: 1958-05-27
Filing date: 1958-05-27
Publication date: 1960-05-19

Description

Sättiger zur kontinuierlichen Herstellung von grobkörnigem Ammoniumsulfat Bekanntlich wird auf Kokereien, Gasanstalten und ähnlichen Betrieben die Herstellung von Ammoniumsulfat aus ammoniakhaltigen Gasen und Dämpfen durchgeführt. Wird die Salzgewinnung ohne besondere Vorkehrungen gehandhabt, so entsteht nur ein feinkörniges Salz. Aus wirtschaftlichen Gründen wird indessen ein grobkörniges, säurefreies Salz angestrebt, das eine bessere Lager- und Streufähigkeit besitzt.Saturator for the continuous production of coarse-grained ammonium sulphate It is well known that coking plants, gas stations and similar companies are used for production carried out by ammonium sulfate from gases and vapors containing ammonia. Will the Salt extraction handled without special precautions, only a fine-grained one is produced Salt. For economic reasons, however, a coarse-grained, acid-free salt is used aimed at, which has a better storage and throwing ability.

Bei! dem heute überwiegend angewandten indirekten Verfahren wird das gebildete Ammonsalz mit Hilfe von Luft oder Rührwerken in die Eintrittszone der Ammoniakwasserdämpfe gebracht. So sind Sättiger bekannt, bei denen ammoniakhaltige Gase und Dämpfe durch ein zentral angeordnetes Rohr in die Badflüssigkeit eingeleitet werden. Hierbei sind die Einleitungsrohre mit Vorrichtungen versehen, die dazu dienen sollen, die Badflüssigkeit in Bewegung zu halten.At! The indirect method that is predominantly used today is that formed ammonium salt with the help of air or agitators in the entry zone of the Brought ammonia water vapors. So saturators are known that contain ammonia Gases and vapors introduced into the bath liquid through a centrally arranged pipe will. Here, the inlet pipes are provided with devices that serve this purpose are supposed to keep the bath fluid moving.

Es sind auch Sättiger bekannt, bei denen zusätzlich ein Leitrohr unter dem Lufteinleitungsrohr angebracht ist, um die Badflüssigkeit in einen Kreislauf zu bringen.There are also saturators known that additionally have a guide tube under the air inlet pipe is attached to the bath liquid in a circuit bring to.

Weiterhin sind Sättiger bekannt, bei denen mit Hilfe von Luftbrausen oder Rührwerken sich am Boden absetzende Kristalle in die Eintrittszone der Ammoniakwasserdämpfe gebracht oder in Schwebe gehalten werden sollen.Furthermore, saturators are known in which with the help of air showers or agitating crystals settling on the bottom into the entry zone of the ammonia water vapors to be brought or kept in suspension.

Alle diese Verfahren und Vorrichtungen verfolgen den Zweck, das gebildete Salz in direkte Berührung mit den eintretenden Ammoniakwasserdämpfen zu bringen.All of these methods and devices have the purpose of being educated Bringing salt into direct contact with the entering ammonia water vapors.

Nachteilig hierbei ist aber, daß nach dieser Verfahrensweise das höchstmögliche Wachstum der Kristalle nicht gewährleistet ist, weil je nach Beaufschlagung an dieser Stelle auf Grund der Kondensation von Ammoniakwasserdämpfen eine mehr oder weniger starke Auflösung der bereits dem Wachstumsprozeß unterworfenen Kristalle stattfindet.The disadvantage here, however, is that this procedure produces the highest possible Growth of the crystals is not guaranteed, because depending on the application at this Place one more or less due to the condensation of ammonia water vapors strong dissolution of the crystals already subjected to the growth process takes place.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun einen Sättiger zur kontinuierlichen Herstellung von grobkörnigem Ammonsulfat mit einem vorzugsweise unten konisch zulaufenden Mantelgefäß mit Zuleitungen für Schwefelsäure, Ammoniakdämpfe und Wasser, einem am unteren Teil mündenden Luftzuführungsrohr mit darüber angeordnetem Leitrohr, bei dem nun erfindungsgemäß ein besonderes Tauchrohr unter Belassung eines Ringspaltes über das Leitrohr gestülpt und bei dem ein besonderes Abzugsrohr für die Luft und ein besonderes Abzugsrohr für die Sättigerschwaden vorhanden ist.The present invention now relates to a saturator for continuous use Production of coarse-grained ammonium sulphate with a preferably conical bottom Jacketed vessel with supply lines for sulfuric acid, ammonia vapors and water, one air supply pipe opening out at the lower part with guide pipe arranged above, in which now, according to the invention, a special immersion tube leaving an annular gap slipped over the guide tube and with a special exhaust pipe for the air and there is a special exhaust pipe for the saturator swaths.

Der besondere Erfindungsgedanke liegt also darin, daß man über einem Leitrohr ein im Durchmesser größeres Tauchrohr derart anbringt, daß der Sättiger in zwei Räume aufgeteilt wird, wobei im äußeren Ringraum die Ammoniakwasserdämpfe mit Schwefelsäure neutralisiert und sich dort nur gelöstes Ammoniumsulfat bildet und gleichzeitig die in den Ammoniakwasserdämpfen enthaltenen Gase, wie Schwefelwasserstoff, Cyanwasserstoff und Kohlensäure, für die weitere Verarbeitung abgezogen werden. In dem inneren Ringraum wird durch Einblasen von Luft oder anderen Gasen die Badflüssigkeit derart konzentriert, daB sich Salz ausscheidet.The special idea of the invention lies in the fact that one is above one Guide tube attaches a dip tube with a larger diameter in such a way that the saturator is divided into two rooms, with the ammonia water vapors in the outer annulus neutralized with sulfuric acid and only dissolved ammonium sulfate is formed there and at the same time the gases contained in the ammonia water vapors, such as hydrogen sulfide, Hydrogen cyanide and carbonic acid must be withdrawn for further processing. In the inner annular space, the bath liquid is blown in with air or other gases so concentrated that salt is precipitated.

Aus diesen Ausführungen geht hervor, daß man natürlich auch das Tauchrohr durch eine Scheidewand ersetzen kann, durch die der Sättiger in zwei Räume aufgeteilt wird.From these explanations it can be seen that you can of course also use the dip tube can be replaced by a partition that divides the saturator into two rooms will.

Bei dem Verfahren werden grobe Kristalle durch ständiges Umwirbeln erzeugt, ohne daß hier eine Kondensation von Wasserdampf und somit ein Auflösen der Kristalle stattfinden kann, da die Ammoniakwasserdämpfe in die äußere, durch das Tauchrohr abgetrennte, verdünnte Zone eingeleitet werden. Das eigentliche Wachstum der Kristalle erfolgt in dem inneren Wirbelrohr durch Verdampfen der Lösung mittels der eingeblasenen Luft. Bei der innigen Berührung der Kristalle mit der übersättigten Lösung erfolgt ein besonders schnelles Wachstum, und zwar dadurch, daß die Aufhebung der Übersättigung durch die ständig im Kreislauf gehaltenen Kristalle erfolgt und somit eine Kristallneubildung weitgehend unterbunden wird. Das sich am Boden des Sättigers ansammelnde Salz wird mittels Luft oder anderer Gase laufend in die Wirbelzone befördert und dort möglichst lange in inniger Berührung mit der Luft gehalten, während hier die leichten, nicht zu Boden fal- Lenden Kristallkeime in die- verdünnte, äußere Zone abwandern können und dort aufgelöst werden.In the process, coarse crystals are created by constant swirling generated without condensation of water vapor and thus dissolution The crystals can take place as the ammonia water vapors enter the outer, through the immersion tube separated, diluted zone can be initiated. The real growth the crystals takes place in the inner vortex tube by means of evaporation of the solution the blown air. When the crystals come into close contact with the supersaturated Solution there is a particularly rapid growth, namely that the abolition the supersaturation takes place through the crystals constantly kept in circulation and thus the formation of new crystals is largely prevented. That is at the bottom of the The salt that accumulates in the saturator is moved into the vortex zone by means of air or other gases promoted and kept there as long as possible in intimate contact with the air while here the light ones that do not fall to the ground Loin crystal seeds in the thinned, outer zone can migrate and be dissolved there.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Wachstum der Kristalle derart beschleunigt, daß, bezogen auf den Sättigerinhalt, eine bedeutende Leistungssteigerung erzielt wird gegerifber den üblichen Sättigern bekannter Bauart.According to the present invention, the growth of the crystals becomes such accelerates that, based on the saturator content, a significant increase in performance is achieved using the usual saturators of known design.

Andererseits ist man in der Lage, auf kleinerem Raum mit wesentlich kleineren Apparaturen große Leistungen zu erzielen. Mit diesem Sättiger wird besonders grobkörniges Salz mit guter Lager- und Streufähigkeit gewonnen.On the other hand, you are able to work in a smaller space with significantly smaller equipment to achieve great performance. This saturator will be special Coarse-grained salt obtained with good storability and spreadability.

Ein weiterer Vorteil ist, daß durch die Trennung der Eintrittszone der Ammoniakwasserdämpfe von der Verdampfungszone durch das Tauchrohr die bei der Neutralisation frei werdenden Gase (H2 S, C021 H C N) getrennt von der für die Verdampfung eingeblasenen Luft in konzentrierter, d. h. in luftfreier Form anfallen.Another advantage is that by separating the entry zone the ammonia water vapors from the evaporation zone through the dip tube the at the Neutralization of released gases (H2 S, C021 H C N) separately from that for evaporation blown air in concentrated, d. H. occur in air-free form.

In der Zeichnung ist der Sättiger in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar ist hierfür ein an sich bekanntes zylindrisches Gefäß gewählt. Dieser zylindrische Sättiger 2 ist unten verjüngt, also kegelförmig eingezogen. Am Boden ist das Eintrittsrohr 4 für die einzublasende Luft angeschlossen. Dieses Rohr 4 ist im Sättiger mit einer Brause 5 zur besseren Verteilung der Luft ausgestattet. Der Sättiger 2 ist mit einem Deckel 10 versehen, an dem das erfindungsgemäße Tauchrohr 8 befestigt ist. Das Tauchrohr 8 taucht zweckmäßigerweise innerhalb des Sättigers 2 bis in den verjüngten Teil ein. Zwischen Brause 5 und dem unteren Rand dieses Tauchrohres 8 ist des weiteren noch ein Leitrohr 6 vorgesehen, welches aber auch noch in das Tauchrohr 8 hineinragt. Der zylindrische Mantel des Sättigers 2 besitzt auf der einen Seite einen Abzugsstutzen 9 für die bei der Reaktion entstandenen Gase und außerdem noch ein Zuleitungsrohr 3 für die einfließende Schwefelsäure sowie die Einleitungsrohre 1 für die Ammoniakwasserdämpfe. Durch das Tauchrohr 8 wird also erfindungsgemäß der Sättiger in einen äußeren Ringraum 11 und in einen inneren. zylindrischen Raum 7 unterteilt. Die vom Ammoniakabtreiber kommenden Ammoniakwasserdämpfegelangen durch die Einleitungsrohre 1 in den Sättiger 2, der ungefähr bis zur Hälfte mit Lauge gefüllt ist. Hierbei kondensiert je nach der Beaufschlagung ein mehr oder weniger großer Teil des Wasserdampfes und erzeugt somit im äußeren Teil des Sättigers eine verdünnte Zone, die für den erfindungsgemäßen Sättiger benötigt wird. Durch die Zufuhr der Schwefelsäure erfolgt die Bindung des Ammoniaks. Das gebildete Ammoniumsulfat verteilt sich über das ganze Bad. Es tritt durch die kommunizierende Wirkung des Tauchrohres auch in dieses ein, wobei sich eine Wirbelzone 7 ausbildet. In dieser Wirbelzone erfolgt das Verdampfen der Lösung durch die eingeblasene Luft und damit das eigentliche Wachstum der Kristalle.In the drawing, the saturator is shown in an exemplary embodiment, a cylindrical vessel known per se is chosen for this purpose. This cylindrical one Saturator 2 is tapered at the bottom, i.e. drawn in conically. The inlet pipe is on the floor 4 connected for the air to be injected. This tube 4 is in the saturator with a Shower 5 equipped for better air distribution. The saturator 2 is with one Cover 10 is provided to which the immersion tube 8 according to the invention is attached. The dip tube 8 expediently dips into the tapered part within the saturator 2 a. Between the shower 5 and the lower edge of this dip tube 8 is further a guide tube 6 is also provided, which, however, also protrudes into the immersion tube 8. The cylindrical jacket of the saturator 2 has a discharge nozzle on one side 9 for the gases produced during the reaction and also a feed pipe 3 for the incoming sulfuric acid and the inlet pipes 1 for the ammonia water vapors. According to the invention, the saturator is thus moved into an outer annular space through the immersion tube 8 11 and an inner one. cylindrical space 7 divided. The one from the ammonia expeller Coming ammonia water vapor get through the inlet pipes 1 into the saturator 2, which is about half full with lye. Here condenses depending on the application of a more or less large part of the water vapor and generates thus in the outer part of the saturator a thinned zone, which for the invention Saturator is needed. The addition of sulfuric acid binds the Ammonia. The ammonium sulfate formed is distributed over the entire bath. It kicks through the communicating effect of the immersion tube also in this one, whereby a vortex zone 7 forms. The solution evaporates in this vortex zone by the blown air and thus the actual growth of the crystals.

Mit Hilfe eines Leitrohres 6 wird das sich am Boden ansammelnde Salz mittels Luft oder anderer Gase laufend in die Wirbelzone befördert und dort möglichst lange in inniger Berührung mit der Luft bzw. Gasen gehalten. Erfindungsgemäß soll in der verdünnten Zone 11 die Bildung von neuen Kristallen verhindert werden und gleichzeitig bereits vorhandene, überschüssige Kleinkristalle aus der Wirbelzone 7 wieder in Lösung gebracht werden. Diese verdünnte Zone 11 hat weiterhin den Vorteil, daß sich an der Oberfläche des Bades keine neuen Kristallkeime bilden können. Diese lösende Wirkung der äußeren, verdünnten Zone kann noch durch Zugabe von Wasser durch ein Wasserleitungsrohr 12 verstärkt werden.With the help of a guide tube 6, the salt accumulating on the ground is removed continuously transported into the vortex zone by means of air or other gases and, if possible, there kept in close contact with the air or gases for a long time. According to the invention in the thinned zone 11 the formation of new crystals can be prevented and at the same time already existing, excess small crystals from the vortex zone 7 are brought back into solution. This thinned zone 11 also has the advantage of that no new crystal nuclei can form on the surface of the bath. These The dissolving effect of the outer, thinned zone can be achieved by adding water a water pipe 12 are reinforced.

Das Abziehen der gebildeten Salze erfolgt durch den Ablaßstutzen 14. Die eingeblasene und mit Wasserdampf gesättigte Luft verläßt den Sättiger am oberen Teil 13. Beispiel 1 Bei einer stündlichen Leistung von etwa 350 g Ammoniumsulfatsalz pro Liter Sättigerlauge Siebanalyse (Beispiel 1) Korngröße I Nach 45 Minuten I Nach 11/4 Stunden 1 Nach 13/4 Stunden I Nadi 21/4 Stunden I Nach 2 3/4 Stunden 1,O mm 10,0% 40,0'% 48,2% 48,6'0/0 52,2'% 0,75 mm 47,4°/o 39,00/0 38,0°/o 36,6°/o 30,6'% 0,5 mm 30,5% 14,8°/o 8,0°/o 9,4'% 11,80/0 0,3 mm 10,10/0 4,2'°/o 3,4°/o 3,2'0/0 3,80/0 0,2 mm 1,00/0 0,8% 1,0°/o 0,80/0 0,60% 0,2 mm 1,0-% 1,20/0 1,4"/o 1,4% 1,00/0 Beispiel 2 Bei einer stündlichen Leistung von etwa 300 g Ammoniumsulfatsalz pro Liter Sättigerlauge Korngröße I Nach 40 Minuten ( Nach 11/4 Stunden I Nach 13/4 Stunden I Nadi 2 Stunden , Nadi 21/a Stunden 2,0 mm - - - 11,2% 18,2"/o 1,Omm 6,2°/o 30,2°/o 64,8% 55,4"/o 46,0°/o 0,75 mm 53,8-% 53,2"/o 19,4-0/0 13,4"/o 12,2"/o 0,50 mm 33,20% 14,4-% 8,0"/o 7,6-% 17,4"/o 0,3 mm 5,60/a 1,80% 5,8°/o 10,0-% 5,2°/o 0,2 mm 0,6-0/0 0,2"/o 1,2% 1,8°/o 0,6-% 0,2 mm 0,6"/o 0,2"/o 0,8'% 0,6"/a 0,4% Beispiel 3 Bei einer stündlichen Leistung von 195 g Ammoniumsulfatsalz pro Liter Sättigerlauge Korngröße Nach Nadi Nach Nach Nach Nach 40 Minuten 1 Stunde 11/Q Stunden 2 Stunden 2 1/z Stunden 3 Stunden 2,0 mm - - - - 1,20/0 16,8°/0 1,O mm 2,6% 11,0% 24,4% 47,4'0/0 80,6°/o 63,8% 0,75 mm 44,0°/o 58,8% 56,2% 42,20% 8,2% 9,00/0 0,5 mm 44,5"/o 25,8°/o 17,0°/o 7,2'% 5,49/0 6,40/0 0,3 mm 8,5% 3,8% 2,0% 1,6% 3,6% 2,89/o 0,2 mm 0,2% 0,4"/o 0,2% 0,8% 0,8'% 0,8'% 0,2 mm 0,29/o 0,2% 0,29/o 0,8% 0,20/a 0,4% The salts formed are drawn off through the outlet nozzle 14. The air blown in and saturated with water vapor leaves the saturator at the upper part 13. Example 1 With an hourly output of about 350 g of ammonium sulfate salt per liter of saturated liquor Sieve analysis (example 1) Grain size I After 45 minutes I After 11/4 hours 1 After 13/4 hours I Nadi 21/4 hours I After 2 3/4 hours 1.0 mm 10.0% 40.0 '% 48.2% 48.6'0 / 0 52.2'% 0.75 mm 47.4 ° / o 39.00 / 0 38.0 ° / o 36.6 ° / o 30.6% 0.5 mm 30.5% 14.8% 8.0% 9.4% 11.80 / 0 0.3 mm 10.10 / 0 4.2 '° / o 3.4 ° / o 3.2'0 / 0 3.80 / 0 0.2 mm 1.00 / 0 0.8% 1.0 ° / 0.80 / 0.60% 0.2 mm 1.0-% 1.20 / 0 1.4 "/ o 1.4% 1.00 / 0 Example 2 With an hourly output of about 300 g of ammonium sulfate salt per liter of saturated liquor Grain size I after 40 minutes (after 11/4 hours I after 13/4 hours I nadi 2 hours, nadi 21 / a hours 2.0 mm - - - 11.2% 18.2 "/ o 1.0mm 6.2% 30.2% 64.8% 55.4 "/ o 46.0% 0.75 mm 53.8% 53.2 "/ o 19.4-0 / 0 13.4" / o 12.2 "/ o 0.50 mm 33.20% 14.4% 8.0 "/ o 7.6-% 17.4" / o 0.3 mm 5.60 / a 1.80% 5.8% 10.0% 5.2% 0.2 mm 0.6-0 / 0 0.2 "/ o 1.2% 1.8 ° / o 0.6-% 0.2 mm 0.6 "/ o 0.2" / o 0.8 '% 0.6 "/ a 0.4% Example 3 With an hourly output of 195 g of ammonium sulfate salt per liter of saturated liquor Grain size after nadi after after after 40 minutes 1 hour 11 / Q hours 2 hours 2 1 / z hours 3 hours 2.0 mm - - - - 1.20 / 0 16.8 ° / 0 1.0 mm 2.6% 11.0% 24.4% 47.4'0 / 0 80.6% 63.8% 0.75 mm 44.0% 58.8% 56.2% 42.20% 8.2% 9.00 / 0 0.5 mm 44.5 "/ o 25.8 ° / o 17.0 ° / o 7.2 '' 5.49 / 0 6.40 / 0 0.3 mm 8.5% 3.8% 2.0% 1.6% 3.6% 2.89 / o 0.2 mm 0.2% 0.4 "/ o 0.2% 0.8% 0.8 '% 0.8'% 0.2 mm 0.29 / o 0.2% 0.29 / o 0.8% 0.20 / a 0.4%

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Saturator for the continuous production of coarse-grained ammonium sulphate with a preferably conically tapered jacket vessel (2) with feed lines for sulfuric acid (3), ammonia vapors (1) and water (12), an air supply pipe (4) opening at the lower part with above arranged guide tube (6), characterized by a dip tube (8) which is slipped over the guide tube (6) leaving an annular gap, an exhaust tube (13) for the air and an exhaust tube (9) for the saturator swath.

2. Saturator according to claim 1, characterized in that that the dip tube (8) is replaced by a partition, whereby the saturator is divided into two rooms. Publications considered: German Patent Specifications No. 567 670, 675 252, 894 689, 926 244.