DE2757262A1 - Verfahren zur regenerierung von salzloesungen, die natrium-sulfite und -sulfate enthalten - Google Patents
Verfahren zur regenerierung von salzloesungen, die natrium-sulfite und -sulfate enthaltenInfo
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Description
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Verfahren zur Regenerierung von Salzlösungen, die Natrium-Sulfite und -Sulfate enthalten
B0982fi/088?
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von Salzlösungen, die Natrium-Sulfite und -Sulfate enthalten.
Es handelt sich hierbei zum Beispiel um Salzlösungen, die man durch Vaschen von schwefeloxid-enthaltenden Rauchen unter Ver-
, Natriumhydrqxi d.
wendung von Lösungen von Vi neutralem Natrium-Sulfit oder
Natrium-Karbonat erhält, wobei ein wesentlich besserer Reinigungsgrad für den Rauch erzielt wird, als mit Ammoniak-Lösungen;
jedoch sind sie schwieriger zu regenerieren.
Gewisse Salzlösungen aus der Chemischen Industrie, zum Beispiel der Ausstoß von Fabriken, die Schwefelsäure verwenden,
können ebenfalls regeneriert werden.
Alle diese Lösungen können je nach ihrer Herkunft -außer den Natrium-Sulfiten und -Sulfaten- andere Salze enthalten, wie
Natrium-Thiosulfate, -Thionate und/oder -Polythionate-, ohne
deß dies im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens hinderlich
wäre. Sie werden in bekannter Veise in einer Verfahrensstufe zerstört.
Man verwendet erfindungsgemäß eine Technik, die darin besteht,
die Natrium-Sulfite und -Sulfate in Natrium-Bikarbonat umzuwandeln,
welches leicht in Natrium-Karbonat oder Natrium-Sulfit UberfUhrt werden kann, welche direkt als Absorptionsmittel
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für zum Beispiel Schwefeloxide brauchbar sind.
Das vorgeschlagene Verfahren erlaubt die Regenerierung von Salzlösungen, die ein oder mehrere Natrium-Salze von sauerstoff
ha 1 tigen Säuren des Schwefels enthalten, wobei man einerseits die Gesamtmenge des darin enthaltenen Schwefels
als Schwefeldioxid isoliert und andererseits das Natrium
in Form von Natrium-Karbonat oder Natrium-Sulfit, welche
wiederverwendet werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
daß man (a) die Salzlösung mit Ammonium-Bisulfat, Natrium-Bisulfat
und mindestens einem Ammonium-Sulfit in Kontakt bringt, um gasförmiges Schwefeldioxid und eine an Natrium-Sulfat
und Ammonium-Sulfat angereicherte Lösung zu gewinnen,
(b) die bei Stufe (a) erhaltene Lösung mit Kohlendioxid und Ammoniak reagieren läßt, so-^daß man festes Natrium-Bikarbonat
und eine Lösung erhält, die an Ammonium-Sulfat angereichert
ist und gelöstes Ammonium-Bikarbonat enthält, und das feste Natrium-Bikarbonat von dieser Lösung abtrennt, (c)
das feste Natrium-Bikarbonat unter Bildung von Kohlendioxid zersetzt, (d) die bei Stufe (b) erhaltene Lösung mit einem
Reduktionsmittel erhitzt, das in geringeren Mengen vorhanden ist, als es der Stöchiometrie bezüglich der Reduktion
von Sulfaten entspricht, so-^daß das Ammonium-Sulfat zu
Ammoniak und Ammoniutn-Bisulfat zersetzt wird und ein Teil
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des letzteren zu Ammoniak und Schwefeldioxid reduziert wird,
wobei man einerseits ein Schwefeldioxid, Ammoniak und Wasser
enthaltendes Gas und andererseits Ammonium-Bisulfat und Natrium-Bisulf at erhält, (e) das bei Stufe (d) erhaltene Gas
abtrennt und auf eine Temperatur t.. abkühlt, wobei man ein
erstes Kondensat erhält, anschließend auf eine Temperatur t„ abkühlt, die tiefer ist als t.. , wobei ein zweites Kondensat gebildet wird, (f) das erste Kondensat in die Stufe (a)
eingibt, um Ammonium-Sulfit zu liefern, und das zweite Kondensat in die Stufe (b) eingibt, um Ammoniak zu liefern, (g)
das Ammonium-Bisulfat und Natrium-Bisulfat au? der Stufe (d)
in die Stufe (a) eingibt, und (h) das bei der Stufe (c) erhaltene Kohlendioxid in die Stufe (b) eingibt.
Die Stufe (d) kann in zwei aufeinanderfolgenden Stufen durchgeführt werden:
(d ) Erhitzen der bei Stufe (b) erhaltenen Lösung auf eine gemäßigte Temperatur, um das darin enthaltene Ammonium-Karbonat zu Kohlendioxid und Ammoniak zu zersetzen, welches in
die Stufe (b) gegeben wird, wobei man eine an Ammonium-Salzen verarmte Lösung enthält.
(d?) Umsetzung der bei Stufe (d..) erhaltenen Lösung mit einem Reduktionsmittel bei relativ höherer Temperatur, um ein
aus Schwefeldioxid, Ammoniak und Wasser bestehendes Gas freizusetzen, das nach der Kondensation in die Stufe (a) eingegeben wird, sowie ein Gemisch aus Ammonium-Bisulfat und Na-
trium-Bisulfat, welche in die Stufe (a) im Kreislauf zurtickgeleitet
werden.
Die Stufe (c) kann in verschiedener Weise durchgeführt werden, zum Beispiel:
(c.) man erhitzt das Natrium-Bikarbonat unter Gewinnung von
Natrium-Karbonat, das als Absorptionsmittel für Schwefeloxide brauchbar ist; ferner wird Kohlendioxid freigesetzt,
das wieder in die Stufe (b) zurückgeführt wird, oder (Cp) Erhitzen des Natrium-Bikarbonats mit einer Lösung von
Natrium-Sulfiten und -Sulfaten, insbesondere mit einem Teil
der zu regenerierenden Salzlösung, unter Freisetzung von Kohlendioxid, das wieder in die Stufe (b) eingeführt wird,
sowie einer Lösung, die neutrales Natrium-Sulfit enthält
und als Absorptionsmittel für Schwefeloxide brauchbar ist.
Die zu behandelnden Salzlösungen sind wässrige Lösungen, die im allgemeinen o,5 bis 7 Mol Salze pro Liter enthalten, im
wesentlichen Natrium-Sulfite und -Sulfate, meist 3 bis k Mol
pro Liter. Sie werden mit den wässrigen Lösungen von Ammonium-Bisulf at , Natriura-Bisulfat und Ammonium-Sulfit in Kontakt
gebracht, die aus den letzten Stufen des Verfahrens stammen.
Die Stufe (a) wird zum Beispiel unter Atmosphärendruck bei einer Temperatur von etwa 2o bis 12o C, vorzugsweise bei etwa
809fl?P 'PRR?
Ur -
11o°C durchgeführt.
Der pH-Wert des Reaktionsmediums wird auf einen Wert von 1 bis
7 gehalten, vorzugsweise 3 bis 6, so daß man eine wirksame
Zersetzung der verschiedenen Sulfite in SO2 nach den folgenden
Reaktionsgleichungen erhält:
SO3 + 2 NH11 HSO11->S02 + 2 (NHj4)., SO14 + H3O
und (NHJj)2 SO3 + 2 NaH SOj1—>S0., + (NH14)., SO14 + Na2SOj4 + H3O
analoge Reaktionen laufen ab, wenn die Sulfite in Form von Bisulfiten vorliegen.
Man verwendet vorzugsweise eine Gesamtmenge von Natrium-Bisulf at und Ammonium-'Silfat, welche der Freisetzung des gesamten in den Sulfiten gebundenen SO2 entspricht, oder einen
leichten Überschuß. Was die Menge des Ammonium-Sulfits anbelangt, so entspricht sie vorzugsweise dem 1,5-fachen der
Menge Natrium-Sulfat, die in der Salzlösung vorhanden ist; man kann aber auch von diesen Werten abweichen.
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Die gewonnene Lösung enthält die gebildeten neutralen Natrium- und Ammonium-Sulfate, sowie die anderen Salze, die
in der Sulfit-Salzlösung vorhanden sind, wie Sulfate und
gegebenenfalls Thiosulfate, Thionate und Polythionate dee
Natriums und Ammoniums, die anschließend zersetzt werden.
Bei der Stufe (b) werden die in der aus Stufe (a) kommenden
Lösung enthaltenen Natriumsalze, insbesondere das Natrium-Sulfat, in das saure Natrium-Karbonat umgewandelt, welches
ausfällt, und zwar durch Kontakt mit einer wässrigen Lösung (vorzugsweise gesättigt) von saurem Ammonium-Karbonat oder
mit einem gasförmigen Gemisch von Kohlendioxid, Ammoniak und Wasser, vorzugsweise in einem Überschuß gegenüber der
stöchiometrischen Menge, die der Bildung von Natrium-Bikarbonat entspricht.
Damit die Umwandlung wirksam abläuft, soll die aus Stufe (a) stammende Lösung vorzugsweise ausreichend konzentriert
sein, das heißt, einen Salzgehalt nahe der Sättigung, beziehungsweise mindestens J2 Gramm pro 1oo Gramm Lösung enthalten. Daher wird die Lösung zweckmäßig konzentriert,
in dem man sie unter Erhitzen in einen Verdampfer leitet.
+ 2 CO2 + 2 NH -H>
2 Na H CO- +
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rf -
verläuft bei einer relativ niedrigen Temperatur, zum Beispiel bei 2o bis 80 C, vorzugsweise 2o bis 4o°C. Der Druck kann
Atmosphärendruck oder höher sein, zum Beispiel bis zu 2o Atmosphären; er beträgt üblicher Weise Io bis 2o Atmosphären.
Nach dem Filtrieren oder Zentrifugieren der bei dieser Stufe erhaltenen Lösung kann der Niederschlag von saurem Natrium-Karbonat in Stufe (c) in einem Reaktor erhitzt werden, dessen
Temperatur 5o bis 35o C beträgt, vorzugsweise etwa 15o C.
Das auf diese Welse erhaltene neutrale Natrium-Karbonat kann zum Beispiel als Bestandteil von Absorptlonsl^sungen für die
Reinigung von schwefeloxid-haltigen Rauchen benutzt werden.
In einer Variante der Stufe (c) wird der Niederschlag von saurem Natrium-Karbonat mit einem Teil der zu regenerierenden Salzlösung in Kontakt gebracht, wobei Natrium in Form
von Natrium-Sulfit erhalten wird.
das freigesetzte Kohlendioxid wird in die Stufe (b) zurückgeführt.
Die Temperatur bei dieser Verfahrensvariante beträgt üblicher
Weise etwa ko bis 12o°C, vorzugsweise cirka 800C. Der Druck
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kV
wird auf Atmosphärendruck oder höher gehalten, zum Beispiel
1 bis k Atmosphären.
Die bei Stufe (b) gewonnene Lösung ist an Natrium-Salzen verarmt. Außer den vorher vorhandenen Salzen und dem während
der Reaktion gebildeten Ammonium-Sulfat,enthält die Lösung
noch restliches saures Ammonium-Karbonat.
Diese Lösung wird dann in den Reaktor zur Zersetzung der Sulfate
gemäß Stufe (d) geleitet.
Gewünschtenfalls kann man diese Lösung vorher auf eine Temperatur von 80 bis 130 C erhitzen, wobei ein Druck von zum
Beispiel o,5 bis 5 Atmosphären, im allgemeinen 1 bis 2 Atmosphären
herrscht. Diese fakultative Stufe (d1) verläuft nach folgender Gleichung:
H CO3 5> CO2 + NH3 +
Das auf diese Weise erhaltene Abgas wird vorzugsweise nach Abkühlen auf eine Temperatur, zum Beispiel 3o bis 1Io0C, ale
Bestandteil des Fällungsmittels von Stufe (b) verwendet.
Die zurückbleibende Lösung ist an Ammonium-Salzen verarmt.
Im Laufe der Stufe (d),beziehungsweise (d2)ffalls ein Cd1) vor-
80982R/0887
/r
handen ist) wird diese Lösung auf 15o bis *45o°C oder mehr
gehalten, um die Natrium- und Ammonium-Sulfate in die entsprechenden Bisulfate umzuwandeln. Man führt ein Reduktionsmittel ein, wie zum Beispiel Schwefel, Schwefelwasserstoff, Natriutn-tyiosulfat, Ammonium-fHosulfat oder Kohlenstoff, und zwar in begrenzter Menge, so daß ein Teil dieser
Bisulfate oder der anderen vorhandenen Salze zu Schwefeldioxid, Ammoniak und Wasser zersetzt wird. Vorzugsweise
zersetzt man eine solche Menge der Sulfate und/oder anderen Salze, daß sie der Menge S0„ entspricht, die ursprünglich in Form von Sulfat in die Salzlösung eingeführt wurde.
Im Laufe dieses Verfahrens werden die nicht-utngewandelten
Natrium- und Ammonium-Salze zersetzt oder reduziert und es entweicht dem Reaktor ein Abgas, bestehend aus Schwefeldioxid, Ammoniak und Wasser, sowie gegebenenfalls Kohlendioxid, wenn die aus Stufe (b) stammende Lösung direkt behandelt wurde, ohne vorher die Stufe (d.) durchzuführen.
Man kühlt dieses Gas ab, um es zu kondensieren, bevor es in Form von Ammonium-Sulfit im Kreislauf in die Stufe (a)
zurückgeführt wird; anschließend kühlt man gegebenenfalls ein zweites Mal auf eine tiefere Temperatur ab, wenn das
Gas Kohlendioxid enthält, welches in Form von Ammonium-Karbonat und Ammoniak (dessen Bildung einem Überschuss an NH„
entspricht) in die Stuf· (b) zurückgeführt wird.
109826/088?
Im Reaktor verlaufen die folgenden Reaktionstypen ab:
SOj4
>NHZ| HSO14 + NH
SO14 + (NH^)2 SO^
> 2 Na HSO14 + 2 NH_ +
ferner Reduktionsreaktionen, zum Beispiel:
2 NH14 HSO14 + S
>3 SO2 + 2 NH_ + 2
Am Reaktorausgang isoliert man Natrium-Bisulfat und Ammonium-Bisulfat
, welche nach Auflösung in Wasser (um sie transportierbar
zu machen) und abkühlen zum Ansäuern der Salzlösungen in Stufe (a) verwendet werden.
Eine weitere Variante der Stufe (d) oder (dp) besteht darin,
daß man die Lösung auf 1 5o bis *»5o C oder mehr erhitzt, ohne
Reduktionsmittel zuzusetzen, so daß das Ammoniak und praktisch kein Schwefeldioxid freigesetzt wird; die resultierende
Flüssigkeit oder einen Teil derselben leitet man in eine andere Reaktionszone, wo man das Reduktionsmittel einführt,
wobei man einen vom vorherigen verschiedenen Strom von Schwefeldioxid und Ammoniak erhält.
Die in der Vorrichtung zirkulierende Menge Wasser kann konstant
gehalten werden, erforderlichenfalls durch eine Kon-
8098?6/f]RR7
-HS
4}
trolle zwischen den Mengen Wasser, die am Ausgang des Verdampfers vor der Stufe (b) isoliert werden und der Menge Wasser, die den im Kreislauf geleiteten Bisulfaten zugesetzt
werden.
In den folgenden Beispielen wird die Erfindung näher erläutert,
ohne daß sie hierauf beschränkt werden soll.
Die Mengen der Bestandteile ausströmenden bzw. Ausstrom bzw. an zirkulierenden Flüssigkeiten entspricht einer Stunde Zugabe.
In den Abbildungen sind diiTPumpen, welche zum Funktionieren
der Vorrichtung erforderlich sind, nicht eingezeichnet.
Eine Salzlösung, die man durch Auffangen der im Rauch enthaltenen Schwefeloxide in einer wässrigen Jia.ta^Atnn-Karbonat-Lö'sung
erhalten hat und dfe~
1 k Mol Na2 SO_
o,2 k Mol Na2 SOj1
enthält, wird durch die Leitung 1 in den Reaktor A für die Ansäuerung der Sulfite geleitet, gleichzeitig über die Leitung
2 eine wässrige Lösung mit einem Gehalt von
1,3k Mol NH11 HSOj,
1,3 k Mol Na HSOj1
und über die Leitung 3 eine wässrige Lösung mit o,3 k Mol
809826/0887
if
S0_, die aus späteren Stufen stammt.
Die Temperatur im Reaktor A wird auf etwa 11o°C gehalten.
Der gebildete Dampf, der über die Leitung h entweicht, enthält
1,3 k Mol SOp und Wasser und kann anschließend auflerhalb
der Vorrichtung verwendet werden, zum Beispiel zur Herstellung von H2 SOr.
Am Reaktorende gewinnt man über die Leitung 5 ein flüssiges
Ausströmendes bzw. einen Ausstrom mit einem Gehalt von 1 ,85 k Mol Na2 SO^
o,95 k Mol (NH^)2 SOj4
welches man in einen Verdampfer 6 leitet, bevor es über die
Leitung 7 in den Reaktor B eingeführt wird. Das Wasser wird
über die Leitung 8 in die Vorrichtung eingegeben.
Der Reaktor B erhält gleichzeitig über die Leitung 9 einen
wässrigen Strom, der 1,5 k Mol (NH^)2 C0„ und o,9 k Mol HONHj1
enthält, und über die Leitung 15 einen Gasstrom mit 2 , ^ k Mol
COp. Das Reaktionsmilieu wird auf etwa 35 C unter einem Druck
von 15 Atmosphären gehalten.
Während des Anfahren? der Vorrichtung erfolgt ein Zusatz von
NH„ zum Beispiel über die Leitung 25.
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0,65 k Mol Na2 SO14
2,15 k Mol (
1,5 k Mol NHi1 H CO3
und 2,k k Mol festes Na H C0_
nach dem Abkühlen wird in 11 filtriert.
Der auf diese Weiser erhaltene Niederschlag von Na H CO-wird über die Leitung 12 in einen Reaktor C geleitet, wo er
auf 150 C erhitzt wird, so daß er sich zersetzt.
Am Reaktorende gewinnt man über die Leitung I3 1,2 k Mol
Na„ CO-, welches man als Absorptionsmittel im Kreislauf zu
der Vorrichtung für das Auffangen von Rauch leitet. Man führt 1,2 k Mol CO2 über die Leitung lh ein, scdaß man in
der Leitung 15 insgesamt 2,1» k MoI^COj hat.
Nach dem Filtrieren wird die restliche Lösung über die Leitung 16 in einen Reaktor D geleitet, in welchem man mit Hilfe eines eingetauchten Brenners 17i der mit Methan und Luft
beschickt wird, eine Temperatur von etwa 35o C aufrecht erhält. Die Reduktion der Salze wird durch Zusatz von o,1 k
Mol Schwefel über die Leitung 1«gewirkt.
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ehe die Zersetzungsprodukte SO2, NH^, H2O, C02Jsowie die aus
dem Brenner stammenden Gase enthält. Über die Leitung 2o verlassen den Reaktor:
1,3 k Mol Ammonium-Bisulfat 1,3 k Mol Natrium-Bisulfat .
Dieses Produkt wird in 21 mit Wasser vermischt und in 22 abgekühlt,
bevor es über die Leitung 2 in den Reaktor A zurückgeleitet wird.
Das den Reaktor D über die Leitung 19 verlassende Gas wird
auf 75 C abgekühlt, in-dem man es in einen Kondensator F1 leitet. Auf diese Weise erhält man eine wässrige Lösung, die
in
o, 3 k Mol (NHk)2 S0_ enthält und über die Leitung~3^"den Reaktor
A gegeben wird, sowie ein über die Leitung 23 freigesetztes
Gas, das man erneut auf etwa 3o°C abkühlt, indem man es durch einen Kondensator F2 leitet. Es bildet sich eine
wässrige Lösung, die 1,5 k Mol (NH^)2 C0„ und o,9 k Mol HONHj1
enthält und die über die Leitung 9 in den Reaktor B geschickt wird.
Die aus der Verbrennung im Brenner 17 stammenden inerten Gase
verlassen die Vorrichtung über die Leitung 2k.
Beispiel 2 (Abbildung 2)
809826/0887
Eine Salzlösung, die durch Auffangen von Rauch in einer Natrium-Sulfit-Lösung
erhalten wurde, enthält:
k,U k Mol NaH SO-
ο,ΊΊ k Mol Na2 SO11 .
Ein Teil dieser Salzlösung mit einem Gehalt von 2 k Mol Na H S0_ und o,2 k Mol Na«, SO^ wird über die Leitung 51 in
den Ansäuerungs-Reaktor A geleitet. Gleichzeitig eine wässrige Lösung mit einem Gehalt von 1,3 k Mol Na H SOk und 1,3 k
Mol NHk H SOk, die über die Leitung 26 kommt, sowie eine wässrige Lösung mit einem Gehalt von o,3 k Mol (NHk)2 S0„,
die über die Leitung 27 kommt und aus späteren Stufen stammt.
Die Temperatur wird auf etwa 11o°C gehalten. Die Reaktion
setzt ein Gas frei, das 2,3 k Mol SOn enthält und über die
Leitung 52 abgeleitet wird, ferner eine wässrige Restlösung,
die über die Leitung 29 gewonnen wird und folgende Bestandteile
enthält:
1 ,85 k Mol Na2 SO11
und O.95 k Mol ()
und O.95 k Mol ()
Diese Lösung wird in den Verdampfer 3o geleitet, um konzen
triert zu werden. Das Wasser wird über die Leitung 31 ge
wonnen und zum Beispiel über die Leitung 26 in die Vorrichtung
wieder eingeführt. Die konzentrierte Lösung wird über die Leitung 32 in einen Reaktor B geleitet, der gleichzeitig
809826/088?
einen Gasstrom aufnimmt, der über die Leitung 33 kommt und
2,*» k Mol CO2 enthält, ferner eine wässrige Lösung:
1 ,5 k Mol (NH^)2 CO3
und o, 9 k Mol 24
die über die Leitung 3^ kommt; beide stammen aus dem Kreislauf der Zersetzungsprodukte von späteren Stufen. Der Reak tor B nimmt ferner CO2 und NH~ aus der Leitung k1 auf, was später erläutert werden soll.
die über die Leitung 3^ kommt; beide stammen aus dem Kreislauf der Zersetzungsprodukte von späteren Stufen. Der Reak tor B nimmt ferner CO2 und NH~ aus der Leitung k1 auf, was später erläutert werden soll.
Der Reaktor B funktioniert unter einem Druck von I5 Atmosphären
bei einer Temperatur von 35 C.
Während des Anfahrens der Vorrichtung erfolgt ein Zusatz von NH_ über die Leitung 28.
Unter diesen Bedingungen gewinnt man über die Leitung 35 eine Lösung mit folgenden Bestandteilen:
o,65 k Mol Na2 SO24
2,15 k Mol (NHj1)., SO14
1 ,5 k Mol NHj1 H CO3
und 2,k k Mol festes Na H CO3 man filtriert nach Abkühlen in 36.
und 2,k k Mol festes Na H CO3 man filtriert nach Abkühlen in 36.
Der Niederschlag von Na H C0_ wird über die Leitung 37 in
einen Reaktor C geleitet, wo er in Gegenwart der restlichen Salzlösung, die durch Auffangen von Rauch gewonnen wurde und
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zum Teil in den Reaktor A geleitet wurde, auf eine Temperatur von 8o°C gehalten wird. Die über die Leitung 38 eingeleitete
Menge entspricht einem Zusatz von 2,k k Mol Na H SO» und 0,2*4
k Mol Na2 SO14.
Auf diese Weise erhält man ein freigesetztes Gas mit einem Gehalt von 2 ,U k Mol COg, welches über die Leitung 33 in den Reaktor B gegeben wird, und eine Lösung mit einem Gehalt von 2,i»
k Mol Na2 S0g und o,2l| k Mol Na., SO1,, die über die Leitung
im Kreislauf zu der Vorrichtung für das Auffangen von Rauch (als Absorptionslösung) zurUckgeleltet wird.
Die nach dem Abfiltrieren von Na H CO« In 36 erhaltene Lösung
enthält folgende Bestandteile:
0,65 k Mol Na2 SO11
2,15 k Mol
und 1,5 k Mol NH1, H CO3
und wird über die Leitung ko in einem Reaktor D1 eingeleitet,
wo sie auf 11o°C unter einem Druck von 2 Atmosphären gehalten
wird. Man zersetzt auf diese Weise das NH11 H C0_ und erhält:
1,5k Mol CO2
1,5 k Mol NH
welche über die Leitung k\ in den Reaktor B zurückgeleitet
werden.
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if
tor D2 für die Zersetzung der Sulfate eingeführt; dieser
nimmt gleichfalls o,1 k Mol Schwefel über die Leitung Uj auf.
In diesem Reaktor wird die Temperatur auf etwa 35o°C gehalten und zwar mit Hilfe eines eingetauchten Brenners, der mit Methan
und Luft beschickt ist (Leitung kk).
Über die Leitung *45 entweicht ein Gas mit einem Gehalt von:
3 k Mol NH-
o,3 k Mol SO2
welches man kondensiert, indem man es bei etwa 75 C durch einen
Kondensator F1 leitet, wobei man eine Lösung mit einem Gehalt von 0,3 k Mol (NHj4)., S0„ erhält, die über die Leitung 27 in
den Reaktor A zurückgeleitet wird. Das Gas, welches F1 über die Leitung k6 verläßt, wird erneut in einem Kondensator ¥2
auf etwa 35 C abgekühlt, um den darin enthaltenen Ammoniak zu
kondensieren und eine Lösung mit einem Gehalt von 2,k k Mol
HONHr zu erhalten, die über die Leitung Jk in den Reaktor B
geleitet wird.
Das Verbrennungsgas, das aus dem Brenner stammt, verläßt die Vorrichtung über die Leitung kj.
Aus dem Reaktor D2 gewinnt man über die Leitung h8 ein Produkt
mit einem Gehalt von:
1,3 k Mol Na H SO14
1,3 k Mol NH14 H SOj4
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welche man in 1*9 mit Wasser mischt und in 5o abkühlt, bevor
sie über die Leitung 26 in den Reaktor A zurückgeleitet werden.
Der Ausdruck k Mol bedeutet das Symbol für Kilogramm-Mol.
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Claims (1)
- _P_a_t_e^n_t ansprUche1. Verfahren zur Behandlung einer Salzlösung, die gleichzeitig mindestens ein Natrium-Sulfit und Natrium-Sulfat enthält, unter Gewinnung von Schwefeldioxid und einer alkalischen Lösung, die zur Absorption von Schwefeldioxid geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß man (a) die Salzlösung mit Ammonium-Bisulfat, Natrium-Bisulfat und mindestens einem Ammonium-Sulfit in Kontakt bringt, um gasförmiges Schwefeldioxid und eine an Natrium-Sulfat und Ammonium-Sulfat angereicherte Lösung zu gewinnen, (b) die bei Stufe (a) erhaltene Lösung mit Kohlendioxid und Ammoniak reagieren läßt, so daß man festes Natrium-Bikarbonat und eine Lösung erhält, die an Ammonium-Sulfat angereichert ist und gelöstes Ammonium-Bikarbonat enthält, und das feste Natrium-Bikarbonat von dieser Lösung abtrennt, (c) das feste Natrium-Bikarbonat unter Bildung von Kohlendioxid zersetzt, (d) die bei Stufe (b) erhaltene Lösung mit einem Reduktionsmittel erhitzt, das in geringeren Mengen vorhanden ist, als es der Stöchiometrie bezüglich der Reduktion von Sulfaten entspricht, scdaß das Ammonium-Sulfat zu Ammoniak und Aramonium-Bisulfat zersetzt wird und ein Teil des letzteren zu Ammoniak und Schwefeldioxid reduziert wird, wobei man einerseits ein Schwefeldioxid, Ammoniak und Wasser enthaltendes Gas und andererseits Ammonium-Bisulfat und•098*6/0887Natrium-Bisulfat erhält, (β) das bei Stufe (d) erhaltene Gas abtrennt und auf eine Temperatur t. abkühlt, wobei man ein erstes Kondensat erhält, anschließend auf eine Temperatur t„ abkühlt, die tiefer ist als t , wobei ein zweites Kondensat gebildet wird, (f) das erste Kondensat in die Stufe (a) eingibt, um Ammonium-Sulfit zu liefern, und das zweite Kondensat in die Stufe (b) eingibt, um Ammoniak zu liefern, (g) das Ammonium-Bisulfat und Natrium-Bisulfat aus der Stufe (d) in die Stufe (a) eingibt, und (h) das bei der Stufe (c) erhaltene Kohlendioxid in die Stufe (b) eingibt.2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stufe (a) die Menge Ammonium-Sulfit praktisch gleich der 1,5-fachen molaren Menge von Natrium-Sulfat ist und die Gesamtmenge Ammonium-Bisulfat und Natrium-Bisulfat praktisch gleich derjenigen ist, welche zur Freisetzung des gesamten Schwefeldioxids aus Natrium-Sulfit und Ammonium-Sulfit erforderlich ist.3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Stufe (d) in zwei Stufen durchführt: (d.) Erhitzen der bei Stufe (b) erhaltenen Lösung auf mäßige Temperaturen, um das darin enthaltene Ammonium—Karbonat zu zersetzen und ein Abgas zu erhalten, das Kohlendioxid und Ammoniak enthält, sowie eine an Ammonium-Salzen ver-80982R/0887armte Lösung, worauf man das Abgas in die Stufe (b) eingibt, und (d2) Inkontaktbringen dieser verarmten Lösung mit einem Reduktionsmittel bei höheren Temperaturen unter Gewinnung eines Abgases, das Schwefeldioxid, Ammoniak und Wasser enthält, sowie eines Gemischs von Ammonium-Bisulfat und Natrium-Bisulfat, worauf man das genannte Abgas als Ammonium-Sulfit und das Gemisch von Ammonium-Bisulfat und Natrium-Bisulfat in die Stufe (a) eingibt.U. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Salzlösung Natrium-Bisulfit enthält und die Stufe (c) darin besteht, daß man das bei Stufe (b) erhaltene Natrium-Bikarbonat mit einem Teil der zu regenerierenden Salzlösung erhitzt, um ein Kohlendioxid enthaltendes Abgas und eine wässrige Lösung von neutralem Natrium-Sulfit zu erhalten, worauf man das Abgas in die Stufe (b) eingibt,5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Stufe (c) das bei Stufe (b) erhaltene Natrium-Bikarbonat erhitzt, um es zu Kohlendioxid und neutralem Natrium-Karbonat zu zersetzen.6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Stufe (a) bei einer Temperatur von 2o bis 12o°C durchführt.80982R/08877. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Stufe (b) bei einer Temperatur von Zo bis Ro°C durchführt.8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Stufe (b) bei einem Druck von 1 bis 2o Atmosphären durchführt.9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Natrium-Bikarbonat in Stufe (c) bei einer Temperatur von 5o bis 35o C zersetzt.ο. Verfahren gemäß Anspruch kt dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung bei einer Temperatur von ^o bis 12o C und einem Druck von 1 bis U Atmosphären durchgeführt wird.11. Verfahren gemäß Anspruch 3« dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (d ) bei 8o bis 13o°C unter einem Druck von,5 bis 5 Atmosphären und die Stufe (d_) bei 15o bisi»5o°C durchgeführt wird.12. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (d) in zwei Stufen durchgeführt wird: zuerst Erhitzen der Lösung auf 15o bis J»5o C in Abwesenheit des Reduktionsmittels, um eine relativ amraoniak-reiche Freisetzung zu erhalten, dann Zugabe des Reduktions-809826/0887mittels bei 15o bis k$o C, wobei man eine Freisetzung erhält, die gleichzeitig Ammoniak und Schwefeldioxid enthält.809826/0887
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| FR7639519A FR2375895A1 (fr) | 1976-12-28 | 1976-12-28 | Procede de regeneration de saumures contenant des sulfites et/ou des sulfates de metaux alcalins |
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