DE1000358B - Process for the electrolytic conversion of ammonium sulfate into ammonia and sulfuric acid - Google Patents
Process for the electrolytic conversion of ammonium sulfate into ammonia and sulfuric acidInfo
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Description
Verfahren zur elektrolytischen Umwandlung von Ammoniumsulfat in Ammoniak und Schwefelsäure Die Erfindung betrifft die Umwandlung von Ammoniumsulfat in Ammoniak und Schwefelsäure durch Elektrolyse einer Lösung des Ammoniumsulfats in einer Elektrolysezelle, die eine anionisch selektiv durchlässige Membran zwischen der Anode und der Kathode enthält. Insbesondere hat die Erfindung ein elektrolytisches Verfahren zum Gegenstand, welches darin besteht, daß man einen elektrischen Gleichstrom durch eine Elektrolysezelle leitet, die eine Kathodenabteilung, welche eine wäßrige Lösung von Ammoniumsulfat enthält, und eine Anodenahteflung aufweist, welche eine wäßrige Lösung von Schwefelsäure enthält, wobei die Kathoden- und Anodenabteilung durch einen anionisch selektiv durchlässigen Film getrennt sind, der mindestens 25 Gewichtsprozent eines Anionen austauschenden Harzes enthält. Process for the electrolytic conversion of ammonium sulphate into ammonia and sulfuric acid. The invention relates to the conversion of ammonium sulfate to ammonia and sulfuric acid by electrolysis of a solution of ammonium sulfate in an electrolysis cell, the an anionically selectively permeable membrane between the anode and the cathode contains. In particular, the invention relates to an electrolytic process, which consists in passing an electrical direct current through an electrolytic cell conducts a cathode compartment, which is an aqueous solution of ammonium sulfate contains, and has an anode seam which is an aqueous solution of sulfuric acid contains, the cathode and anode compartment by an anionic selective permeable film separated by at least 25 percent by weight of an anion exchanging resin contains.
Es gibt viele technische Verfahren, bei denen Ammoniumsulfat als Nebenprodukt der Neutralisation von Schwefelsäure mittels Ammoniak oder umgekehrt erhalten wird. Dieses Salz wird gewöhnlich an Hersteller von Düngemitteln geliefert. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine wirkungsvolle und wirtschaftliche Verfahrensweise zur Rückumwandlung von Ammoniumsulfat in Ammoniak und Schwefelsäure. Ein weiteres Ziel ist, dies durch die Verwendung elektrischer Energie zu bewirken. There are many technical processes in which ammonium sulfate is used as a By-product of the neutralization of sulfuric acid with ammonia or vice versa is obtained. This salt is usually supplied to fertilizer manufacturers. An object of the present invention is an efficient and economical method of operation for the reconversion of ammonium sulphate into ammonia and sulfuric acid. Another one The aim is to do this through the use of electrical energy.
Dieses wird bei dem Verfahren nach der Erfindung durch Elektrolyse einer wäßrigen Lösung des Ammoniumsulfats in einer Elektrolysezelle besonderer Art erreicht, die am besten aus der Zeichnung ersichtlich ist, deren einige Abbildung eine schematische Darstellung einer einfachen, aber typischen Elektrolysezelle zeigt, die in eine Anoden- und eine Kathodenabteilung mittels eines anionisch selektiv durchlässigen Films oder einer Membran geteilt ist. This is in the process according to the invention by electrolysis an aqueous solution of ammonium sulfate in a special type of electrolysis cell achieved, which is best seen from the drawing, some of which is shown shows a schematic representation of a simple but typical electrolytic cell, which is divided into an anode and a cathode compartment by means of an anionic selective permeable film or membrane is divided.
In dieser Abbildung bedeutet 1 einen Behälter, der durch eine weiter unten eingehender beschriebene, anionisch selektiv durchlässige Membran 2 in zwei Abteilungen 5 und 6 unterteilt ist. Die Abteilung 5 ist ein Anodenraum, da sich hierin die Anode 3 befindet, während die Abteilung 6 einen Kathodenraum darstellt, da sie die Kathode 4 enthält. Wenn die Zelle in Betrieb ist, sind die Elektroden 3 und 4 an eine nicht dargestellte, elektrische Energiequelle angeschlossen.In this figure, 1 means a container, which is followed by a Anionically selectively permeable membrane 2, described in more detail below, in two Divisions 5 and 6 is divided. Department 5 is an anode room as there is the anode 3 is located here, while the department 6 represents a cathode compartment, since it contains the cathode 4. When the cell is in operation, the electrodes are 3 and 4 connected to an electrical energy source, not shown.
Bei der Ausführung des Verfahrens wird eine wäßrige Lösung von Ammoniumsulfat in die Kathodenabteilung 6 und eine verdünnte Lösung eines Elektrolyts, vorzugsweise Schwefelsäure, in die Anodenabteilung 5 eingebracht. Durch die Zelle wird ein elektrischer Strom hindurchgeleitet, wobei die Ionen in den beiden Abteilungen zu der Elektrode entgegengesetzter Ladung wandern. Die von der Ionisierung des Ammoniumsulfats herrührenden Sul- fationen wandern nach der Anode 3 und gelangen durch die anionisch selektiv durchlässige Membran 2 hindurch in den Anodenraum 5. An der Anode entlädt sich das Hydroxylion, da es ein niedrigeres Zersetzungspotential besitzt als das Sulfation. Es wird Sauerstoff in Freiheit gesetzt, während das Wasserstoffion im Anodenraum verbleibt. Dieses Wasserstoffion ergibt zusammen mit dem durch die Membran wandernden Sulfation eine gesteigerte Herstellung von Schwefelsäure. In dem Kathodenraum wird das Wasserstoffion an der Kathode entladen, da es ein niedrigeres Zersetzungspotential als das N H4-Ion besitzt. Es wird daher gasförmiger Wasserstoff frei und Hydroxylionen verbleiben in der kathodischen Lösung. Diese Hydroxylionen bilden zusammen mit den Ammoniumionen Ammoniumhydroxyd. Die Wasserstoffionen im Anodenraum sind gleichfalls bestrebt, zu der Kathode zu wandern, doch werden sie durch die anionisch selektiv durchlässige Membran 2 zurückgehalten, welche infolge ihrer Eigenschaft die positiven Ionen abstößt und im Anodenraum zurückhält. Infolgedessen wird die Konzentration der Schwefelsäure im Anodenraum allmählich vergrößert, während gleichzeitig die Konzentration des Ammomumhydroxyds im Kathodenraum zunimmt. Einiges Ammoniak kann mit dem Wasserstoff entfernt werden, doch läßt sich dieses leicht durch Verwendung eines mit Trockeneis gekühlten Abscheiders ^ kondensieren und wiedergewinnen. Es wird nicht allein das Nebenprodukt Salz zu Säure und Base umgesetzt, sondern es werden auch Sauerstoff und Wasserstoff gewonnen. When carrying out the process, an aqueous solution of ammonium sulfate is used into the cathode compartment 6 and a dilute solution of an electrolyte, preferably Sulfuric acid, introduced into the anode compartment 5. The cell becomes an electric Current passed through it, bringing the ions in the two compartments to the electrode opposite charge migrate. Those resulting from the ionization of ammonium sulphate Sul- fations migrate to the anode 3 and pass through the anionically selective permeable membrane 2 through into the anode space 5. This discharges at the anode Hydroxyl ion, as it has a lower decomposition potential than sulfate ion. Oxygen is set free, while the hydrogen ion is in the anode space remains. This hydrogen ion yields together with the one migrating through the membrane Sulphate ion increases the production of sulfuric acid. In the cathode compartment is the hydrogen ion is discharged at the cathode as it has a lower decomposition potential than the N H4 ion. Gaseous hydrogen and hydroxyl ions are therefore released remain in the cathodic solution. These hydroxyl ions form together with the Ammonium ions ammonium hydroxide. The hydrogen ions in the anode compartment are also tends to migrate to the cathode, but they become anionically selective by the permeable membrane 2 retained, which due to their property, the positive Repels ions and retains them in the anode compartment. As a result, the concentration becomes the sulfuric acid in the anode compartment gradually increases, while at the same time the The concentration of ammonium hydroxide in the cathode compartment increases. Some ammonia can can be removed with the hydrogen, but this can be easily removed by using one cooled with dry ice Separator ^ condense and recover. It is not just the by-product salt that is converted into acid and base, but rather oxygen and hydrogen are also obtained.
Die erfindungsgemäß verwendete Zelle kann in bezug auf Größe, Form, Verschlüsse, Auslässe, Baustoffe, Schalteinrichtungen, äußere Gestaltung u. dgl. verschieden ausgebildet sein. Wesentlich ist, daß die Zelle - wobei unter »Zelle« die vollständige Vorrichtung zur Ausführung dler Erfindng zu verstehen ist - zwei Abteilungen aufweist, deren eine die Anode und deren andere die Kathode enthält, und daß die beiden Abteilungen durch eine anionisch selektiv durchlässige Membran getrennt sind, wie sie hier beschrieben wird. The cell used according to the invention can in terms of size, shape, Closures, outlets, building materials, switching devices, external design and the like. be designed differently. It is essential that the cell - where under "cell" the complete device for carrying out the invention is to be understood - two Has compartments, one of which contains the anode and the other the cathode, and that the two compartments are formed by an anionically selectively permeable membrane as described here.
Die anionisch selektiv durchlässige Membran, die d!ie Elektrolysezelle in die beiden Abteilungen unterteilt, ist für den Erfolg des Verfahrens bestimmend. The anionically selectively permeable membrane, the electrolytic cell divided into the two departments is decisive for the success of the procedure.
Sie stellt ein Diaphragma dar, welches so arbeitet, daß nur eine Art von Ionen, nämlich Anionen, durch dasselbe hindurchtreten kann, während gleichzeitig der Durchgang von Kationen von einer Abteilung zur anderen verhindert oder zumindest gehemmt wird.It represents a diaphragm, which works so that only one species of ions, namely anions, can pass through it while simultaneously prevents or at least prevents the passage of cations from one compartment to another is inhibited.
Die Zusammensetzung des anionisch selektiv durchlässigen Films oder der Membran kann innerhalb zweckmäßiger Grenzen schwanken, doch ist es für die Erfindung wesentlich, daß die Membran mindestens 25 Gewichtsprozent eines Anionen aus tauschenden Harzes enthält. Die selektiv durchlässigen Filme, die sich in dem vorliegenden Verfahren als am meisten geeignet erwiesen haben, sind solche, die durch Einarbeiten von Teilchen eines Anionen austauschen den Harzes in eine filmbildende Matrize hergestellt worden sind, z. B. aus Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Naturkautschuk oder synthetischem Kautschuk. Solche Filme enthalten zwischen 25 und 75 O/o eines Anionen austauschen den Harzes entweder auf schwach basischer oder stark basischer Grundlage. Sie sind nicht allein sehr selektiv durchlässig, indem sie den Durchgang von Anionen zulassen, während sie gleichzeitig den Durchgang von Kationen verhindern, sondern sind darüber hinaus auch physikalisch fest und biegsam, so daß sie leicht in der Zelle angebracht werden können. Außerdem sind sie gegenüber der Einwirkung von Chemikalien beständig und werden durch die sauren Lösungen, mit denen sie während der Elektrolyse in Berührung kommen, nicht zerstört. Es sind auch andere anionisch selektiv durchlässige Filme bekannt, z.B. solche auf Collodiumgrundlage, doch enthalten diese keine Ionen austauschenden Harze und sind gegenüber Chemikalien nicht widerstandsfähig. The composition of the anionically selectively permeable film or the membrane can vary within reasonable limits, but it is for the invention It is essential that the membrane is at least 25 percent by weight of an anion exchanging Contains resin. The selectively permeable films that result in the present process have been found to be most suitable are those obtained by incorporation of particles An anion exchange resin has been made into a film-forming die are e.g. B. made of polyethylene, polyvinyl chloride, natural rubber or synthetic Rubber. Such films contain between 25 and 75 o / o of an anion exchange the resin either on a weakly basic or strongly basic basis. they are not only very selectively permeable by allowing the passage of anions, while at the same time preventing the passage of cations but are about it In addition, it is also physically strong and pliable so that it is easily attached to the cell can be. They are also resistant to the effects of chemicals and are caused by the acidic solutions with which they come into contact during electrolysis come, not destroyed. There are other anionically selectively permeable films as well known, e.g. those based on collodion, but they do not contain any ion-exchanging agents Resins and are not resistant to chemicals.
Benötigt wird also im vorliegenden Falle ein Film oder eine Schicht mit einem Anionen austauschenden Harz. Anionen austauschende Harze sind bekannt und werden für die Entfernung von Ionen aus Flüssigkeiten weitgehendst verwendet. Geeignete Anionen austauschende Harze sind in den USA.-Patentschriften 2106486, 2151883, 2223930, 2251234, 2259 I69, 2285750, 2341907, 2354671, 2354672, 2356 I4I, 2366008, 2388235, 2402384, 2591573 und 2 591 574 beschrieben. Einige der Harze lassen sich durch Gießen oder auf andere Weise in Form freier Blätter oder Membranen herstellen. Man kann die Anionen anstauschenden Harze auch auf einer porösen Unterlage, z. B. auf Gewebestücken oder einer durchlochten Kunststoffplatte herstellen. Wie oben angegeben, sind die am meisten bevorzugten anionisch selektiv durchlässigen Membranen die, die ein Anionen austauschendes Harz enthalten, besonders diejenigen der in den USA.-Patentschriften 2 591 573 und 2 591 574 beschriebenen Art, deren Teilchen in einer Schicht einer chemisch widerstandsfähigen Matrize dispergiert sind. Da der elektrische Strom durch den selektiv durchlässigen Film vermittels der Anionen in Verbindung mit dem Amonen austauschenden Harz hindurchgeführt werden muß, ist es vom Standpunkt technischer Wirksamkeit aus wichtig, daß das Anionen austauschende Harz einen wesentlichen Bestandteil - zumindest 25 und vorzugsweise 400/0 - der selektiv durchlässigen Membran bildet. What is needed in the present case is a film or a layer with an anion exchange resin. Anion-exchanging resins are known and are widely used for the removal of ions from liquids. Suitable anion-exchange resins are described in U.S. Patents 2106486, 2151883, 2223930, 2251234, 2259 I69, 2285750, 2341907, 2354671, 2354672, 2356 I4I, 2366008, 2388235, 2402384, 2591573 and 2,591,574. Leave some of the resins made by pouring or otherwise in the form of free sheets or membranes. The anions exchanging resins can also be placed on a porous substrate, e.g. B. on pieces of fabric or a perforated plastic plate. As above indicated are the most preferred anionically selectively permeable membranes those containing an anion exchange resin, especially those in U.S. Patents 2,591,573 and 2,591,574, whose particles are dispersed in a layer of a chemically resistant die. There the electric current through the selectively permeable film by means of the anions must be passed through in connection with the amonene-exchanging resin it is important from the standpoint of technical efficiency that the anion-exchanging Resin an essential component - at least 25 and preferably 400/0 - the selectively permeable membrane forms.
Die Worte »Membran«, »Film«, »Blatt«, »Schicht« und »Diaphragma« werden hier gleichbedeutend gebraucht. Sie bezeichnen die selektiv durchlässige Trennwand zwischen den Anoden- und Kathodenabteilungen. Die Trennwand ist gewöhnlich dünn, von einer Dicke in einer Größenordnung von o,5I bis 2.54 mm, obgleich man auch schon dickere Membranen erfolgreich verwendet hat. The words "membrane", "film", "sheet", "layer" and "diaphragm" are used synonymously here. They denote the selectively permeable Partition between the anode and cathode compartments. The partition is ordinary thin, on the order of 0.5 to 2.54 mm thick, although one has also successfully used thicker membranes.
Der elektrische Strom ist Gleichstrom, und es wird eine Stromdichte von ungefähr 50 bis 200, vorzugsweise go Ns I80 Ampere pro 930 cm2 aufrechterhalten. The electric current is direct current and it becomes a current density from about 50 to 200, preferably to Ns I80 amps per 930 cm2.
Welche Stromdichte im einzelnen aufrechtzuerhalten ist, hängt von der Bauart und Größe der Zelle und von den anderen herrschenden Verfahrensbedingungen ab.Which current density is to be maintained in detail depends on the type and size of the cell and the other prevailing process conditions away.
Die im besonderen anzuwendende Konzentration der Säurelösung, welche im Anodenraum bei Beginn des Verfahrens benutzt wird, ist nicht wesentlich. The particular concentration of the acid solution to be used, which is used in the anode compartment at the start of the process is not essential.
Natürlich sollte sie genügend hoch sein, damit der Strom wirkungsvoll geleitet wird. Es muß auch be achtet werden, daß in dem Anodenraum mehr Säure bei fortschreitender Elektrolyse erzeugt wird. Jedenfalls ist zu empfehlen, daß die Konzentration zu Beginn mindestens t/o n und vorzugsweise normal ist.Of course, it should be high enough for the current to be effective is directed. It must also be noted that there is more acid in the anode compartment progressive electrolysis is generated. In any case, it is recommended that the Concentration at the beginning is at least t / o n and preferably normal.
Das folgende Beispiel wird nur zur weiteren Veranschaulichung des Verfahrens nach der Erfindung aufgeführt. The following example is only used to further illustrate the Process according to the invention listed.
Beispiel Es wurde eine Elektrolysezelle der in der Zeichnung dargestellten Art verwendet. Sie war in eine Anodenabteilung, die eine Platinelektrode enthielt, und eine Kathodenabteilung, die gleichfalls eine Platinelektrode enthielt, mittels eines anionisch selektiv durchlässigen Films geteilt. Der selektiv durchlässige Film war hergestellt, indem in einem Kautschukmischer ein im Handel erhältliches Anionen austauschendes Harz (Amberlite IRA-4o0 der Rohm & Haas Company, Philadelphia, Pa.) in einem Polyäthylenfilm dispergiert wurde. Das Anionen austauschende Harz, welches 70 Gewichtsprozent des Films ausmachte, war ein stark basisches, quaternäres Ammoniumharz in der Hydroxylform, welches durch Mischpolymerisation von Styrol und Divinylbenzol, Chiormethylierung des Mischpolymerisats und darauffolgende Umsetzung des chlormethylierten Mischpolymerisats mit Trimethylamin nach dem in der USA.-Patentschrift 2 591 573 beschrfebenen Verfahren erhalten worden war. Mit dem Kathodenraum war ein Abscheider verbunden, um entweichendes Ammoniak aufzufangen und zurückzuhalten. Example An electrolytic cell of the type shown in the drawing was used Kind of used. She was in an anode compartment that contained a platinum electrode, and a cathode compartment, which also contained a platinum electrode, by means of of an anionically selectively permeable film. The selectively permeable one Film was made by placing a commercially available one in a rubber mixer Anion-exchanging resin (Amberlite IRA-4o0 from Rohm & Haas Company, Philadelphia, Pa.) Was dispersed in a polyethylene film. The anion-exchanging resin, which constituted 70 percent by weight of the film was a strongly basic, quaternary Ammonium resin in the hydroxyl form, which is produced by interpolymerization of styrene and Divinylbenzene, chloromethylation of the copolymer and subsequent reaction of the chloromethylated copolymer with trimethylamine according to the US patent 2,591,573 procedures described above had been received. With the cathode room was A separator is connected to catch and hold back any escaping ammonia.
In den Kathodenraum wurden 100 cm3 einer Ammoniumsulfatlösung eingebracht, die I,I75 n war. In den Anodenraum wurden 100 cm3 einer 0,932 n-Schwefelsäure eingebracht. 100 cm3 of an ammonium sulfate solution were introduced into the cathode compartment, which was I, I75 n. 100 cm3 of 0.932 N sulfuric acid were introduced into the anode compartment.
Hierauf wurde ein elektrischer Gleichstrom mit einer Stromdichte von annähernd go Ampere auf 930cm für die Dauer von 105 Minuten durch die Zelle geleitet. Während der Elektrolyse wanderten die Sulfationen durch den selektiv durchlässigen Film zur Anode. An der Anode wurde Sauerstoff und an der Kathode Wasserstoff frei. This was followed by a direct electric current with a current density from approximately go ampere to 930cm for a duration of 105 minutes through the cell directed. During the electrolysis, the migrated Sulfate ions through the selectively permeable film to the anode. Oxygen turned on at the anode and on the cathode releases hydrogen.
Nach Beendigung des Prozesses wurden Anolyt und Katholyt analysiert. Durch 0,I77 Farad elektrischer Energie waren insgesamt 92,7 Milliäquivalente Ammoniumhydroxyd (einschließlich 11,6 Milliäquivalenten, die aus dem Abscheider erhalten wurden), und 94,6 Milliäquivalente Schwefelsäure hergestellt worden. Infolgedessen würden bei der gleichen Stromausnutzung 5,9 Kilowattstunden elektrischer Energie zur Herstellung von 453 g Ammoniumhydroxyd und ungefähr 634 g Schwefelsäure verbraucht werden. After the process was completed, the anolyte and catholyte were analyzed. Through 0.177 farads of electrical energy, there was a total of 92.7 milliequivalents of ammonium hydroxide (including 11.6 milliequivalents obtained from the separator), and 94.6 milliequivalents of sulfuric acid have been produced. As a result, the same electricity utilization 5.9 kilowatt hours of electrical energy for production 453 g of ammonium hydroxide and about 634 g of sulfuric acid are consumed.
Das beschriebene Verfahren wurde dadurch kontinuierlich ausgeführt, daß einfach eine Lösung des Ammoniumsulfats langsam durch den Kathodenraum der Elektrolysezelle strömte. Die Strömungsgeschwindigkeit wurde natürlich mit der Stromdichte in tßereinstimmung gebraucht, um eine wirksame tZber- führung des Salzes in die Säure und Base sicherzustellen. The process described was carried out continuously, that simply a solution of the ammonium sulfate slowly through the cathode compartment of the electrolytic cell streamed. The flow rate naturally became in agreement with the current density needed to ensure effective tZ over- to ensure guidance of the salt in the acid and base.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1000358XA | 1952-04-25 | 1952-04-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1000358B true DE1000358B (en) | 1957-01-10 |
Family
ID=22277790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DER11515A Pending DE1000358B (en) | 1952-04-25 | 1953-04-24 | Process for the electrolytic conversion of ammonium sulfate into ammonia and sulfuric acid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1000358B (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2727409A1 (en) * | 1977-06-18 | 1979-01-04 | Battelle Institut E V | Ammonia and sulphuric acid mfr. from waste ammonium sulphate soln. - by electrodialysis process needing only low amt. of electric power |
| EP0319260A3 (en) * | 1987-11-30 | 1989-08-16 | Water Research Commission | The removal of ammonium salts from an aqueous medium containing the salt |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE496550A (en) * | 1949-07-09 | |||
| US2582194A (en) * | 1946-02-19 | 1952-01-08 | American Cyanamid Co | Anion exchange resins which are polyamine-polyacrylate reaction products |
-
1953
- 1953-04-24 DE DER11515A patent/DE1000358B/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2582194A (en) * | 1946-02-19 | 1952-01-08 | American Cyanamid Co | Anion exchange resins which are polyamine-polyacrylate reaction products |
| BE496550A (en) * | 1949-07-09 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2727409A1 (en) * | 1977-06-18 | 1979-01-04 | Battelle Institut E V | Ammonia and sulphuric acid mfr. from waste ammonium sulphate soln. - by electrodialysis process needing only low amt. of electric power |
| EP0319260A3 (en) * | 1987-11-30 | 1989-08-16 | Water Research Commission | The removal of ammonium salts from an aqueous medium containing the salt |
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