DE1216267B

DE1216267B - Verfahren zur Gewinnung von Ammoniak aus Kohlendestillationsgasen in Form von Diammoniumphosphat

Info

Publication number: DE1216267B
Application number: DEK34125A
Authority: DE
Inventors: Edward John Helm
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1957-02-21
Filing date: 1958-02-20
Publication date: 1966-05-12
Also published as: GB844326A; US2921837A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

COIc

Deutsche Kl.: 12 k-1/12

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1216 267
K34125IV a/12k
20. Februar 1958
12. Mai 1966

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Gewinnung von Ammoniak aus Koksofengas in Form von kristallisiertem Diammoniumphosphat, wobei dieses Salz aus der Umsetzung von Ammoniak mit Phosphorsäure gebildet wird. .

Das Auswaschen von Ammoniak mittels verdünnter Phosphorsäure, die gegebenenfalls Ammoniumphosphatsalze enthält, ist an sich bekannt.

Wenn man den Ammoniakgehalt von Koksofengas unter wirtschaftlichen Arbeitsbedingungen in Form von Diammoniumphosphat gewinnen will, ergeben sich eine Reihe von Schwierigkeiten. Die eine Schwierigkeit besteht darin, daß man, da der Ammoniakgehalt des Koksofengases im allgemeinen nur etwa 1 Volumprozent beträgt, sehr große Gasmengen behandeln muß. Um das Ammoniak möglichst vollständig aus dem Gas zu entfernen, braucht man eine möglichst hohe Säurekonzentration, d. h. einen niedrigen pH-Wert. Dann allerdings wird das meiste Ammoniak in Form von Monoammoniumphosphat gebunden, welches wegen seines verhältnismäßig geringen Stickstoffgehaltes jedoch als Kunstdünger nicht in Frage kommt. Benutzt man, um die Bildung von Monoammoniumphosphat zu vermeiden, Waschlösungen mit geringer Säurekonzentration, d. h. mit einem verhältnismäßig hohen pH-Wert, so verliert man einen Teil des Ammoniaks, welches mit dem Gas aus der Behandlungseinrichtung entweicht und zu mancherlei Störungen oder Belästigungen Anlaß geben kann.

Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand die Gewinnung von Diammoniumphosphat, ohne daß die obenerwähnten Nachteile und Schwierigkeiten eintreten. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß das ammoniakhaltige Gas zunächst mit einer gesättigten Diammoniumphosphatlösung, die wegen ihres Gehaltes an freier Phosphorsäure einen pH-Wert zwischen 6,0 und 7,0 aufweist, in Berührung gebracht und das aus der Lösung ■ auskristallisierende Diammoniumphosphat abgetrennt wird, wonach der Restgehalt an Ammoniak aus dem Gas durch Waschung desselben mit einer ungesättigten Diammoniumphosphatlösung, deren pH-Wert wegen ihres höheren Gehaltes an freier Phosphorsäure 3,5 bis 5,5 beträgt, unter Beibehaltung des ungesättigten Zustandes entfernt wird. Dabei wird die Lösung aus der zweiten Waschstufe zum mindesten in dem Ausmaß in die erste Waschstufe zurückgeführt, daß das dort verdampfte Wasser laufend durch den Wassergehalt der rückgeführten Waschlösung ersetzt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, das gesamte im Gas enthaltene Ammoniak als Di-Verfahren zur Gewinnung von Ammoniak
aus Kohlendestillationsgasen in Form
von Diammoniumphosphat

Anmelder:

Heinrich Koppers

Gesellschaft mit beschränkter Haftung,

Essen, Moltkestr. 29

Als Erfinder benannt:

Edward John Helm, Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 21. Februar 1957
(641 682)

ammoniumphosphat zu gewinnen, wobei gleichzeitig ein störungsfreier und wirtschaftlicher Betrieb der Einrichtung möglich ist.

Der pH-Wert der ersten Behandlungsstufe wird zweckmäßig auf 6,5 bis 6,7, der der zweiten Stufe auf 4,2 bis 4,4 eingestellt. Bei diesen Säuregehalten verbleiben weniger als V2 bis 1% des ursprünglich im Gas vorhandenen Ammoniaks im Gas zurück.

Die Säuregehalte der beiden Behandlungsstufen werden in der Weise eingestellt und aufrechterhalten, daß man etwa 85 bis 95 %, vorzugsweise etwa 90 °/o, der Frischsäure der ersten und etwa 5 bis 15 %, vorzugsweise bis 10 °/o, der Frischsäure der zweiten Behandlungsstufe zuführt. Man erreicht so, daß die Menge Phosphorsäure, die der zweiten Behandlungsstufe laufend zugeführt wird, etwa äquivalent ist der Säuremenge, die durch die Absorption des Ammoniaks in der zweiten Behandlungsstufe gebunden wird.

Das folgende Zahlenbeispiel gibt die Mengen- und Gewichtsverhältnisse bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wieder.

Es wird ein Koksofengas behandelt, dessen Gehalt an Ammoniak etwa 715 g je 100 Nm³ beträgt. Insgesamt werden in dem Prozeß 1 kg Diammoniumphosphat je 28 m³ Gas gewonnen. Das Gas verläßt die erste Stufe mit einem Restammoniakgehalt von 96 g je 100 Nm³. Aus der zweiten Stufe tritt das Gas mit einem Restammoniakgehalt von 4,8 g je 100 Nm³ aus. In beiden Stufen beträgt die Temperatur der

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Waschlösung etwa 47,5° C. Die Lösung in der ersten Stufe wird bei einem pH-Wert von 6,6 und die im zweiten Sättiger bei einem pH-Wert von 4,3 gehalten. Die zum Ersatz der verbrauchten Phosphorsäure laufend zugeführte Frischsäure wird zu 9O°/o der ersten Stufe und zu 10% der zweiten Stufe zugeführt. Die Lösung der ersten Stufe enthält etwa 117 kg Salz je 100 kg Wasser, die Lösung der zweiten Stufe etwa 76,8 kg Salz je 100 kg Wasser.

Bezogen auf Phosphorsäure, werden je Kilogramm Phosphorsäure etwa 1,58 kg Wasser aus der zweiten Stufe in die erste zurückgeführt. Die benutzte Frischsäure besteht zu 75°/o aus wasserfreier Phosphorsäure und zu 25 % aus Wasser, so daß das der ersten= Stufe durch die Rückführung der Lösung einverleibte Wasser etwa 0,158 kg je Kilogramm der insgesamt zugeführten Phosphorsäure beträgt. Das Wasser, welches in der Frischsäure enthalten ist und so unmittelbar der ersten Stufe zugeführt wird, beträgt etwa 0,3 kg je Kilogramm Säure. Insgesamt werden also der ersten Stufe, wenn man von dem Waschwasser für den Zentrifugaltrockner sowie das für das Auflösen von Salzansätzen zugeführte Wasser absieht, etwa 0,458 kg Wasser je Kilogramm der insgesamt dem System zugeführten Phosphorsäure einverleibt. Diese Wassermenge entspricht in etwa der Wassermenge von 0,51 kg, die innerhalb der ersten Stufe in das Gas hinein verdampft wird, bezogen auf 1 kg Säure. Um dieses Wassergleichgewicht sowie die angegebenen pH-Werte in dem System aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, daß aus dem Gas, welches von der ersten Stufe in die zweite übergeht, alle mitgerissene Flüssigkeit entfernt wird. Geschieht dieses nicht, so tritt eine Vermischung der beiden Flüssigkeiten ein mit dem Ergebnis, daß es schwierig, wenn nicht gar unmöglich ist, die für die Gewinnung von Diammoniumphosphat erforderlichen Betriebsbedingungen einzuhalten. Die Zwischenschaltung einer Vorrichtung, die die aus der ersten Stufe mitgerissene Flüssigkeit aus dem Gas abscheidet, ist deshalb ein wesentlicher Bestandteil einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von Ammoniak aus Kohlendestillationsgasen in Form von Diammoniumphosphat durch Waschen des Gases mit Phosphaten, dadurch gekennzeichnet, daß das ammoniakhaltige Gas zunächst mit einer gesättigten Diammoniumphosphatlösung, die infolge eines, Gehaltes an freier Phosphorsäure einen pH-Wert von 6,0 bis 7,0 aufweist, in Berührung gebracht und das aus der Lösung auskristallisierende Diammoniumphosphat abgetrennt wird, wonach der Restgehalt an Ammoniak aus dem Gas, nachdem die mitgerissene Flüssigkeit abgeschieden wurde, durch Waschung des Gases mit einer ungesättigten Diammoniumphosphatlösung, deren pH-Wert infolge eines höheren Gehaltes an freier Phosphorsäure 3,5 bis 5,5 beträgt, unter Beibehaltung des ungesättigten Zustandes entfernt wird und das in der ersten Behandlungsstufe verdampfte Wasser durch Rückführung eines Teiles der Waschlösung aus der zweiten Behandlungsstufe wieder ersetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung in der ersten Waschstufe einen pH-Wert zwischen 6,5 und 6,7 und die Lösung in der zweiten Waschstufe einen pH-Wert zwischen 4,2 und 4,4 aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 665 258, 559176;
französische Patentschrift Nr. 857 242.