DE46135C - Verfahren zum Reinigen von Leuchtgas aus Steinkohlen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Nach dem vorliegenden Verfahren wird Leuchtgas auf chemischem Wege durch Anwendung von Calciumoxychlorid oder von Chlorcalciummagnesia gereinigt, so dafs das sonst übliche Waschen des Gases überflüssig wird. Calciumoxychlorid wird aus gelöschtem Kalk und einer Chlorcalciumlösung gewonnen. Chlorcalciummagnesia wird aus der Mutterlauge der Salinen gewonnen. Man verfährt folgendermafsen:

Man verrührt 65 kg feinpulverigen, gelöschten Kalkes in 40 1 gewöhnlichen Wassers und setzt 80 1 flüssigen, 3ο gradigen Chlorcalciums hinzu, mischt diese Masse gut und verrührt in derselben ι cbm Koksstaub. Man kann auch Kalk und Koks zuerst trocken mengen und das Gemenge alsdann unter Zusatz von Wasser in der concentrirten Chlorcalciumlösung verrühren. Diese Reinigungsmasse wird in die Reinigungsapparate eingebracht, und das Gas bei seinem Austritt aus dem Condensator durch dieselben hindurchgeführt. Die sonst üblichen Kokscolonnen und Waschapparate fallen fort.

An Stelle der Chlorcalciumlösung kann auch die Mutterlauge der Salinen treten, indem diese Lauge nach oder selbst vor der Extraction des Glaubersalzes mit Kalk behandelt wird. Die Mutterlauge 'enthält bekanntlich bis 43 pCt. Chlormagnesium, welches durch den Kalk zersetzt wird. Es bildet sich Chlorcalcium und Magnesia; das Gemenge ist Chlorcalciummagnesia. Man verrührt 65 kg feinpulverigen, gelöschten Kalkes in 60 1 gewöhnlichen Wassers und setzt 60 1 Mutterlauge von 25⁰B. hinzu. Mit diesem Gemisch wird 1 cbm Koksstaub innig verrührt. Man kann auch Kalk und Koks zuerst trocken mengen und hierauf Mutterlauge und Wasser hinzugeben. Diese so präparirte Reinigungsmasse ist sogar vorzuziehen, weil die kohlensaure Magnesia, welche sich in den Reinigungsapparaten bildet, sich beim Glühen der alten Masse zur Wiederbelebung derselben viel leichter zersetzt, als der kohlensaure Kalk, welcher sich bei der erstgenannten Masse bildet.

Die Reinigungsmasse übt auf das Gas gleichzeitig eine mechanische und eine chemische Wirkung aus. Mechanisch hält sie die Theerbestandtheile zurück, namentlich das Naphtalin und die schweren OeIe. Ein Theil des Ammoniaks condensirt sich ebenfalls mechanisch zu kleinen, kohlensäurehaltigen Krystallen. Die flüchtigen Kohlenwasserstoffe dagegen bleiben im Gase, weil die durch die chemische Reaction erzeugte Temperaturerhöhung ihre Condensation verhindert. Chemisch wird das Calciumoxychlorid derart in seine Bestandteile zersetzt, dafs diese mit den Unreinigkeiten des Leuchtgases salzsaures Ammoniak (Salmiak), kohlensauren Kalk bezw. Magnesia, sowie Schwefel- und Cyancalcium bilden.

Zur vollständigen Reinigung des Gases sind mindestens vier Kästen erforderlich. Ihre Dimensionen müssen so bemessen sein, dafs jeder derselben mindestens 10 cbm Reinigungsmasse für eine Fabrikation von etwa 10 000 cbm Gas für 24 Stunden aufnehmen kann. 1 cbm Masse kann durchschnittlich 2000 cbm Gas reinigen. Die Quantität schwankt nothwendigerweise je nach der Qualität der destillirten Steinkohle. Wenn im Betrieb dieses Resultat nicht erreicht wird, so mufs die genannte Menge Kalk entsprechend vermehrt werden. Anderer-

seits ist es rathsam, die alte Masse vor ihrer Wiederbelebung einer Behandlung zu unterwerfen, durch welche ein grofser Theil des in ihr enthaltenen Schwefelcalciums in kohlensauren Kalk umgewandelt wird. Diese Umwandlung kann in einem kleinen Reinigungsapparat vorgenommen werden, welchen man neben dem noch zu besprechenden Kühlapparate anbringt. Schliefslich wird die alte Masse zu ihrer Wiederbelebung zur Rothglut gebracht, um den Ueberschufs an kohlensaurem Kalk bezw. Magnesia, den sie enthält, zu zersetzen. In diesem Augenblick bestehen die aus dem Ofen kommenden Gase fast ausschliefslich aus Kohlensäure, welche beim Passiren der alten, etwas mit Wasser angefeuchteten Reinigungsmasse die erwähnte Umwandlung bewirkt, wobei beträchtliche Mengen von Schwefelwasserstoff entweichen. Durch diese Behandlung erzielt man eine vollständige Wiederbelebung; die Masse enthält keine Spur von Schwefelcalcium mehr, selbst wenn Schwefelwasserstoff im Verliältnifs zum Ammoniak im grofsen Ueberschufs im Leuchtgase vorhanden war. Der entweichende Schwefelwasserstoff kann in einem Gasometer gesammelt und zur Fabrikation von Schwefel benutzt werden. Leitet man ihn durch ein Röhrenregister, so setzt sich der Schwefel als feines Pulver an den Wänden der Röhren ab. Diese Schwefelbereitung hat nur für grofse Anlagen Interesse. Eine Million Kubikmeter Leuchtgas giebt etwa 5 bis 6 1 Schwefel.

Durch das Glühen der alten Reinigungsmasse in einem besonderen Ofen oder auch in einem Steinkohlendestillirpfen, dessen Retorten gut gedichtet sind, wird das durch das Leuchtgas zersetzte Calciumoxychlorid bezw. die Chlorcalciummagnesia vollständig wiedererzeugt, wobei Ammoniakdämpfe frei werden, welche man sofort in Säuren condensiren kann, um die entsprechenden Ammoniaksalze zu bilden. Auch können die Dämpfe in einen Kühlapparat geleitet werden, woselbst sie sich zu einer ammoniakalischen Flüssigkeit condensiren. Letztere sieht gelblich aus, enthält theerige Bestandtheile, kann Jdis zu 15 und 17⁰B. zeigen, enthält etwa 10 pCt. Stickstoff, zuweilen begleitet von etwas kohlensaurem Ammoniak, welches sich an den Wänden des Kühlapparates absetzt.

Der mit dem wiedererzeugten Calciumoxychlorid imprägnirte Koksstaub wird in Kohlendämpfer gebracht, um sich, geschützt vor der Berührung mit der Luft, abzukühlen. Hierauf wird die Masse wiederum zum Reinigen des Gases angewendet, nachdem sie noch mit warmem oder kaltem Wasser im Verhältnifs von 100 1 Wasser auf 1 cbm Masse angefeuchtet und derselben so viel an Kalk und Chlormetall bezw. Mutterlauge hinzugegeben wurde, als man für nöthig hält, damit die wiederbelebte Masse dieselbe Reinigungskraft wie die ursprüngliche habe.

Auf beiliegender Zeichnung ist der erwähnte Kühlapparat zur Herstellung des Ammoniakwassers aus den bei der Wiederbelebung der alten Masse frei werdenden Ammoniakdämpfen durch einen Längenschnitt und einen Grundrifs dargestellt.

Bei A treten die Ammoniakdämpfe in den Kühlapparat ein, durchlaufen diesen in Richtung der Pfeile B und gelangen in den Raum C, welcher mit Kies von Haselnufsgröfse gefüllt ist, und in welchen durch den Durchschlag D fortwährend kaltes Wasser tröpfelt. Der Durchschlag hat einen mit vertieften Löchern versehenen Boden, welcher oberhalb mit einem dichten Gewebestoff bedeckt ist, um das Wasser nur tropfenweise durchzulassen. Durch den Hahn E wird der Ausflufs des Wassers regulirt; nur ein kleiner Theil desselben gelangt in die Kiessäule C, das meiste fliefst durch das Rohr F in den Raum G zwischen der Sohle und dem Doppelboden des Kühlapparates, durchfliefst diesen in ganzer Länge und tritt am anderen Ende durch das Rohr H aus. Hier darf seine Temperatur nicht höher als 40 ° sein. Die Oberfläche des Apparates besteht aus Deckgläsern, welche bei K verkittet sind, und ist mit durch Stöpsel L verschlossenen Oeffnungen behufs Reinigung des Apparates versehen. Dünne Transversalstäbe JVf, welche sowohl nach der Breite, als auch nach der Höhe geneigt angeordnet sind, zwingen die aus den Dämpfen condensirte Flüssigkeit, sich im Sinne des Pfeiles N zickzackweise fortzubewegen, wodurch die Absorption der Dämpfe begünstigt wird. Die Flüssigkeit kommt schliefslich in den Raum P, aus welchem sie von Zeit zu Zeit durch den Hahn Q abgelassen wird. Der Hahn R dient zum zeitweisen Ablassen des Ammoniakwassers, welches sich im Raum C gebildet hat. Hat letzteres nicht den gewünschten Titrirgrad Beaume erreicht, so kann man dasselbe entweder mit dem Ammoniakwasser des Behälters P vereinigen oder in den Behälter S leiten, um es von hier aus nochmals den Kühlapparat durchlaufen zu lassen. T sind eiserne Stützen, die dem Doppelboden des Apparates die geneigte Lage geben.

Dieses Kühlapparates kann man sich auch bedienen, um das schwefel- und salzsaure Ammoniak herzustellen, indem man Schwefelsäure von 50⁰ und Salzsäure von 20⁰B. in den Apparat eintreten läfst. Läfst man Schwefelsäure durch den Apparat gehen, so mufs das Innere desselben in Blei construirt sein. Auch hat man die Einführung der Säurenmenge so zu regeln, dafs die austretende Flüssigkeit blaues Lackmuspapier nicht mehr

roth färbt. Man erhält eine concentrirte Lösung von schwefelsaurem Ammoniak, aus welcher sich durch leichte Verdampfung das Salz krystallisirt ausscheidet. Statt der Säure kann man auch gewisse Sulfate, z. B. Gyps, anwenden.

Mit der Salzsäure oder gewissen Chlorüren erhält man auf dieselbe Weise das salzsaure Ammoniak. Besser eignet sich hierzu das Verfahren, auf welchem die Herstellung der Reinigungsmasse beruht. In einem Holzbottich behandle man Ammoniakwasser von i6° mit Chlorcalcium von 35 °, welchem etwas gelöschter Kalk hinzugesetzt wird und das vorher bis zum'Sieden gebracht wurde: Die Reaction findet augenblicklich statt. Man rühre einige Minuten um, lasse ab, filtrire, lauge aus und verdampfe endlich die Flüssigkeit, worauf man das krystallisirte Salz erhält. 270 kg Ammoniakwasser liefern ungefähr 100 kg Salz, welches 26 pCt. Stickstoff enthält. Als Nebenproduct erhält man kohlensauren Kalk mit etwas Schwefelcalcium und Theerbestandtheilen durchsetzt. ■ .

Die Vortheile der beschriebenen Reinigung sind folgende:

1. Verminderung der Gasbereitungsapparate durch Fortfall der.Koks- und Waschcolonnen und der für ihren Betrieb nöthigen Maschinen, Pumpen u. s. w. . . .

2. Erhöhung der Leuchtkraft des Gases. Die Kokscolonnen und Waschapparate entziehen dem Gase seine Leuchtkraft durch theilweise Condensation der in Dampfform vorhandenen Kohlenwasserstoffe. Die chemische Reinigung dagegen erzeugt eine Temperaturerhöhung, welche diese Condensation verhindert. Infolge der erzielten höheren Leuchtkraft sind die Gasanstalten in der Wahl der Kohlenqualität für die Destillation weniger beschränkt und können bedeutende Ersparnisse erzielen.

3. Bei jedem Waschverfahren entweicht etwa der vierte Theil des Ammoniaks der Condensation, weil man genöthigt ist, die Waschung nicht zu verzögern, um die Leuchtkraft nicht zn sehr abzuschwächen. Dieser Verlust wird bei dem neuen Verfahren gänzlich vermieden.

4. Geringe Kosten. Die Bestandtheile der Reinigungsmasse sind sehr billig, die Masse selbst reicht sozusagen bis ins Unendliche, da sie immer wieder von neuem belebt werden kann.

5. Aufserordentlich leichte und verlustfreie Herstellung der Ammoniaksalze und des Ammoniakwassers in stark concentrirtem Zustande. Die vielfache Verwendung dieser Producte in der Industrie ist bekannt.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Zum Reinigen des Leuchtgases aus Steinkohlen die Anwendung einer Reinigungsmasse , im wesentlichen bestehend aus flüssigem Chlorcalcium oder aus der Mutterlauge der Salinen, welche auf kaltem oder warmem Wege mit gelöschtem Kalk unter Zusatz von Koksstaub behandelt werden, welche Masse die sonst üblichen mechanischen Waschvorrichtungen ersetzt.

2. Bei dem unter Patent-Anspruch 1. genannten Verfahren die Wiederbelebung der gebrauchten Reinigungsmasse durch Erhitzen derselben bis zur Rothglut in einem Ofen oder beliebigen Destillirapparat.

3. Bei den vorstehend genannten Verfahren die gleichzeitige Herstellung der Ammoniaksalze oder des Ammoniakwassers durch Einleitung der sich hierbei entwickelnden Ammoniakdämpfe in einen Kühlapparat, enthaltend einen geneigten Doppelboden, unter welchem Kühlwasser fliefst, und über welchem die aus den Ammoniakdämpfen condensirte Flüssigkeit durch geneigte Führungslatten im Zickzack langsam durch den Apparat geführt wird, während die überschüssigen, nicht condensirten Dämpfe unterhalb einer Kiessäule durch niedertröpfelndes Wasser in Ammoniakwasser verwandelt werden.

4. Bei den vorstehend genannten Verfahren die eventuelle Gewinnung des Schwefels als Schwefelwasserstoff bezw. als feinpulverigen Niederschlag, indem man die Reinigungsmasse vor der Wiederbelebung mit Kohlensäure behandelt und den entwickelten Schwefelwasserstoff zersetzt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.