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Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Kalziumnitrit.
Kalknitrat wird im allgemeinen durch Einwirkung einer Lösung von Salpetersäure auf grob zerkleinertes Kalziumkarbonat erhalten. Diese Behandlung geschieht häufig durch Übergiessen eines Kalkbettes mit Salpetersäure.
Die Sättigung mit der Säure ist um so vollkommener, je grösser die Dicke (Stärke) der Kalksehichte, d. h. je grösser die Dauer der Berührung der Säure mit dem Kalk ist. Auf diese Weise ist man dazu geführt, diese Behandlung ; in Türmen durchzuführen, die im oberen Teil mit Kalk beschickt werden, der gleichzeitig mit einer Lösung von Salpetersäure überrieselt wird, während das Kalknitrat im unteren Teil des Turmes ausfliesst.
Die Reaktion wird, wie ausgeführt, um so vollkommener sein, je höher der Turm ist. Man kann hierin jedoch nicht über gewisse Grenzen hinausgehen, denn je höher der Turm ist, um so mehr muss die Berieselung mit der Salpetersäure vermindert werden. Die bei der Reaktion freiwerdende Kohlensäure kann infolge des Widerstandes, den die Füllung des Turmes ihrem Durchzug entgegensetzt, nicht im unteren Teil des Turmes austreten ; da die Kohlensäure also im oberen Teil freizuwerden sucht, erzeugt sie einen der Bewegung der umlaufenden Salpetersäure entgegengerichteten Gegendruck.
Die-Erfindung bezweckt, diesem Übelstand abzuhelfen und den Türmen ein möglichst grosses Erträgnis zu sichern, indem jeder Gegensatz zwischen dem Freiwerden des Kohlensäuregases und dem Umlauf der flüssigen Salpetersäure behoben wird.
Zu diesem Behuf wird vorteilhaft auf dem Boden bzw. dem Grund des Turmes ein Unterdruck erzeugt, so dass das Kohlensäuregas angesaugt und in dem gleichen Sinn wie die Flüssigkeit abgezogen wird.
Anderseits hat man in der Wirkungsweise eines Turmes mit parallelen Strömen, wie es der vorliegende ist, bemerkt, dass der Widerstand, den die Füllung den flüssigen und gasförmigen Strömen entgegenbringt, nach einiger Zeit des Betriebes sich zu vergrössern trachtet. Dies erklärt sieh aus der Tatsache, dass der freie Querschnitt zwischen den Kalksteinen bzw. Stücken in dem Mass sieh vermindert, als die Stücke bzw. Blöcke angegriffen werden und deren Volumen immer kleiner wird. Die augenschein-
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kleinem.
Um diese Dichtigkeit annähernd konstant zu erhalten, werden gemäss der Erfindung dem Kalk salpetersäurefeste Blöcke, deren Volumen konstant bleibt, zugesetzt. Diese Blöcke können beliebige Form haben und möglichst Kanäle für den Durchgang des Gases und der Flüssigkeit aufweisen.
Durch Versuche hat sich erwiesen, dass bei Zusatz von gehöhlten oder durchbohrten Kugeln aus Sandstein im Verhältnis von 2% des Kalkvolumens der Betrieb unbegrenzt, ohne merkbare Änderung des Widerstandes des Turmes, vorgenommen werden kann. Unter diesen Umständen erhält man im unteren Teil des Turmes lediglich Kugeln, während der Kalk sozusagen gänzlich gelöst worden ist. Man muss natürlich diese unwirksamen Materialien abziehen, um sie in den oberen Teil des Turmes wieder einzuführen.
Die Zeichnung veranschaulicht Ausführungsformen der Einrichtung gemäss der Erfindung in schematischer Darstellung in Fig. 1, Fig. 2 (mit Wiedererhitzung) und Fig. 3 (mit Zusatz der widerstands- fähigen Kugcin).
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dieser Einrichtung besteht ausser in der intensiven Produktion in einem Turm in der Vergrösserung des Ertrags an Stickstoff.
Wenn nämlich das Kohlensäuregas im oberen Turmteil frei wird, durchsetzt es die Salpetersäure und reisst eine ziemlich Menge des salpeterigen Bestandteiles mit sich, welcher schwierig bzw : nicht zurückgewinnbar ist ; bei dem vorliegenden Betrieb hingegen entledigt sich das Gas, nachdem es durch den gesamten Turm hindurchgekreuzt hat, infolge seiner Reibung an dem Kalk zur Gänze aller seiner salpeterigen Bestandteile und aus dem Abscheider tritt lediglich eine sozusagen reine Kohlensäure aus.'
Man hat jedoch bemerkt, dass bei einer gewissen Menge an Kalk oder beim Arbeiten mit Salpetersäuren hohen Gehaltes die Kalknitratlösung das Bestreben zeigt, nach dem Austritt aus dem Apparat
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Form mitgerissen werden und weiterhin einwirken, indem sie unter Freigabe von Kohlensäure sich erwärmen.
Um diesem Übelstand abzuhelfen, genügt es, im- Wege der Flüssigkeit zwischen Turm und Abscheider einen Erhitzer einzuschalten, der das Gemisch auf 75-80 C erhitzt ; dies genügt, um die Reaktion zu beschleunigen und die Gesamtheit der Kohlensäure auszutreiben.
Fig. 2 zeigt diese Einschaltung eines Rohrenerhitzers j ! ss, der durch. Dampf geheizt wird. Der Erhitzer kann natürlich beliebige Gestalt haben..'
Bei der Einrichtung Fig. 3 sind in den Oberteil des Turmes 1 durch den Trichter Kugeln 11, vermischt mit dem Kalk, eingeführt. Die Kugeln sind voll oder hohl oder durchbohrt, um den Durchgang des Gases und der Flüssigkeit zu erleichtern. Sie sammeln sich im Unterteil des Turmes auf dem Rost 2 an, der gegen die Ofenachse geneigt steht. In der Turmwand zunächst dem Rost ist oberhalb desselben eine mit einem Deckel 13 versehene Austrittsöffnung 12 vorgesehen ; die daselbst herausgenommenen Kugeln werden neuerlich, mit Kalk vermischt, beim Trichter 3 eingeführt.
- Wesentlich ist, dem Druck beim Freiwerden des Kohlensäuregäses, der dem Umlauf der anderen Elemente entgegenwirkt, eine stärkere Kraft entgegenzustellen, die in entgegengesetzter Richtung wirkt und das Kohlensäuregas in derselben Richtung wie den Kalk, die Salpetersäure und das gewonnene Nitrat fortbewegt. Statt, wie beschrieben, in dem unteren Ende des Turmes einen Unterdruck zu erzeugen, kann in dem oberen Turmende ein Überdruck, z. B. mittels eines ein gasförmiges Medium (Luft} unter Überdruck einführenden Kompressors, hervorgerufen werden, der die Kohlensäure abwärts führt.
Der Umlauf aller Produkte einschliesslich der Kohlensäure selbst geht also in einem einzigen Sinn vor sieh. Er wird durch die Vermittlung einer Hilfskraft bewirkt, was ermöglicht, dem Turm die örtlich
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PATENT-ANSPRÜCHE : l. Verfahren zur Herstellung von Kalziumnitrat durch Einwirkung von Salpetersäure auf Kalziumkarbonat, dadurch gekennzeichnet, dass der natürliche Strom des Kohlensäuregases, etwa durch Druck, Unterdruck oder ein anderes geeignetes Mittel, verkehrt wird, so dass der Widerstand des freiwerdenden Gases gegen den Umlauf der Salpetersäure, der Kalkcharge und des erhaltenen Nitrates vermieden wird.
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Process and device for the production of calcium nitrite.
Lime nitrate is generally obtained by the action of a solution of nitric acid on coarsely ground calcium carbonate. This treatment is often done by pouring nitric acid over a bed of lime.
The saturation with the acid is the more perfect, the greater the thickness of the lime layer, i.e. H. the longer the contact of the acid with the lime is. In this way one is led to this treatment; to be carried out in towers, which are charged with lime in the upper part, which is simultaneously sprinkled with a solution of nitric acid, while the lime nitrate flows out in the lower part of the tower.
As stated, the higher the tower, the more perfect the reaction will be. However, one cannot go beyond certain limits in this regard, for the higher the tower, the more the sprinkling of nitric acid has to be reduced. The carbon dioxide released during the reaction cannot escape in the lower part of the tower due to the resistance which the filling of the tower opposes to its passage; Since the carbonic acid tries to be released in the upper part, it creates a counter-pressure that opposes the movement of the circulating nitric acid.
The aim of the invention is to remedy this drawback and to ensure the towers the greatest possible yield by eliminating any contradiction between the release of carbonic acid gas and the circulation of liquid nitric acid.
For this purpose, a negative pressure is advantageously generated on the floor or the base of the tower, so that the carbonic acid gas is sucked in and drawn off in the same way as the liquid.
On the other hand, it has been noticed in the operation of a tower with parallel currents, such as the present one, that the resistance which the filling offers to the liquid and gaseous currents tends to increase after some time of operation. This is explained by the fact that the free cross-section between the limestones or pieces decreases to the extent that the pieces or blocks are attacked and their volume becomes smaller and smaller. The apparent
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little.
In order to keep this tightness almost constant, nitric acid-resistant blocks, the volume of which remains constant, are added to the lime according to the invention. These blocks can have any shape and, if possible, have channels for the passage of the gas and the liquid.
Experiments have shown that with the addition of hollowed or drilled sandstone balls in a ratio of 2% of the lime volume, operation can be carried out indefinitely without any noticeable change in the resistance of the tower. Under these circumstances only balls are obtained in the lower part of the tower, while the lime has been completely dissolved, so to speak. Of course, one has to peel off these ineffective materials in order to reintroduce them to the top of the tower.
The drawing illustrates embodiments of the device according to the invention in a schematic representation in FIG. 1, FIG. 2 (with reheating) and FIG. 3 (with the addition of the resistant Kugcin).
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In addition to intensive production in a tower, this facility consists in increasing the yield of nitrogen.
When the carbonic acid gas is released in the upper part of the tower, it permeates the nitric acid and carries away a considerable amount of the nitric component, which is difficult or impossible to recover; In the present operation, on the other hand, the gas, after it has crossed through the entire tower, gets rid of all of its nitrous constituents due to its friction with the lime, and only a so-to-speak pure carbonic acid escapes from the separator.
It has been noticed, however, that with a certain amount of lime or when working with high nitric acids, the lime nitrate solution tends to exit the apparatus
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Form are carried away and continue to act by warming up with the release of carbonic acid.
To remedy this inconvenience, it is sufficient to switch on a heater between the tower and the separator, which heats the mixture to 75-80 C; this is sufficient to accelerate the reaction and drive out all of the carbonic acid.
Fig. 2 shows this switching on of a tubular heater j! ss that through. Steam is heated. The heater can of course have any shape .. '
In the device Fig. 3, balls 11, mixed with the lime, are introduced into the upper part of the tower 1 through the funnel. The balls are full or hollow or pierced to facilitate passage of the gas and liquid. They collect in the lower part of the tower on the grate 2, which is inclined to the furnace axis. In the tower wall, next to the grate, an outlet opening 12 provided with a cover 13 is provided above the same; the balls removed there are again mixed with lime and introduced into funnel 3.
It is essential to counter the pressure when the carbonic acid gas is released, which counteracts the circulation of the other elements, with a stronger force which acts in the opposite direction and moves the carbonic acid gas in the same direction as the lime, the nitric acid and the nitrate obtained. Instead of, as described, in the lower end of the tower to generate a negative pressure, an overpressure, e.g. B. by means of a gaseous medium (air) introducing compressor under excess pressure, which leads the carbon dioxide downwards.
The circulation of all products, including the carbonic acid itself, therefore takes place in a single sense. It is brought about by the placement of an assistant, which enables the tower to work locally
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PATENT CLAIMS: l. Process for the production of calcium nitrate by the action of nitric acid on calcium carbonate, characterized in that the natural flow of the carbonic acid gas, for example by pressure, negative pressure or another suitable means, is reversed, so that the resistance of the released gas to the circulation of the nitric acid, the Lime charge and the nitrate obtained is avoided.