DE2437290C3 - Verfahren zur Hochkonzentrierung von Alkalilaugen - Google Patents
Verfahren zur Hochkonzentrierung von AlkalilaugenInfo
- Publication number
- DE2437290C3 DE2437290C3 DE19742437290 DE2437290A DE2437290C3 DE 2437290 C3 DE2437290 C3 DE 2437290C3 DE 19742437290 DE19742437290 DE 19742437290 DE 2437290 A DE2437290 A DE 2437290A DE 2437290 C3 DE2437290 C3 DE 2437290C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- hydrogen
- combustion
- high concentration
- residual water
- solutions
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 title claims description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 23
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 23
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 11
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 8
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 2
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 31
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 29
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 12
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 235000011118 potassium hydroxide Nutrition 0.000 description 10
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 8
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 8
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 8
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 7
- 235000016127 added sugars Nutrition 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical class [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 1
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004094 preconcentration Methods 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/14—Evaporating with heated gases or vapours or liquids in contact with the liquid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/34—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances
- B01D3/343—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances the substance being a gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D1/00—Oxides or hydroxides of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D1/04—Hydroxides
- C01D1/42—Concentration; Dehydration
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
- Paper (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hochkonzentrierung
von Alkalilaugen durch direkte Beheizung mittels durch Verbrennung von Wasserstoff erzeugten
Verbrennungsgasen. Unter Hochkonzentrierung soll dabei das Eindampfen von Alkalilaugen mit Anfangsgehalten
von etwa 30 — 60% Wasser, bis auf Restwassergehalte von weniger als 1% bei Natronlaugen und
weniger als 10% bei Kalilaugen verstanden werden.
An die Verfahren zur Hochkonzentrierung von Alkalilaugen werden die Forderungen gestellt, auf
wirtschaftlichste Weise möglichst wasserarme Alkalihydroxide herzustellen, wobei gleichzeitig eine Verunreinigung
durch den Hochkonzentrierprozeß möglichst gering gehalten werden soll.
Die zur Zeit am meisten angewandten Verfahren arbeiten mit indirekter Beheizung mittels organischen
oder anorganischen Wärmeträgern. Als Werkstoff für die Apparate wird, soweit er mit den eindampfenden
Laugen in Berührung kommt, fast ausschließlich Nickel verwendet.
Die weitaus überwiegende Menge der Alkalilaugen wird heute durch Elektrolyse wäßriger Alkalichloridlösungen
erzeugt. Diese Laugen enthalten stets geringe Mengen von Chloraten und greifen bei der Hochkonzentrierung
auch Nickel erheblich an. Es ist bekannt, den chlorathaligen Laugen zwecks Verminderung des
Werkstoffangriffs, reduzierend wirkende organische Substanzen wie Stärke, Zellulose oder vorzugsweise
Zucker zuzusetzen.
Natronlaugen mit einem Zusatz von etwa 0,1% Zucker, bezogen auf das Natriumhydroxid, können dann
auf einen Restwassergehalt von 1,0 — 0,5% hochkonzentriert werden.
Die Endprodukte enthalten 1—3 ppm Nickel. Durch den Zuckerzusatz wird ihr Gehalt an NajCCh gegenüber
dem ohne Zuckerzusatz um etwa 0,4%, bezogen auf das Natriumhydroxid, erhöht. Kalilaugen greifen unter den
bei der Hochkonzentrierung herrschenden Bedingungen Nickel viel stärker an als Natronlaugen. Mit einem
Zusatz von 0,3-0,5% Zucker, bezogen auf das Kaliumhydroxid, können Endprodukte mit etwa 3 ppm
Nickel bei einem Restwassergehalt um 10% erhalten werden.
Der Zuckerzusatz erhöht den K2CO3-Gehalt der
Endprodukte um etwa 1,5 — 2,4%, bezogen auf das Kaliumhydroxid.
Es ist bekannt, den Restwassergehalt bis auf etwa 7% zu senken, doch muß dann Silber als Werkstoff
verwendet werden.
Die Nachteile der mit indirekter Beheizung arbeitenden Hochkonzentrierverfahren sind der große apparative
Aufwand, der große Platzbedarf und der unbefriedigende thermische Wirkungsgrad.
Neben den Hochkonzentrierverfahren mit indirekter Beheizung sind auch Verfahren bekannt, bei denen die
Alkalilaugen durch direkte Einwirkung von trockenen Gasen oder durch direkte Beheizung mittels durch
Verbrennung von Wasserstoff erzeugten Verbrennungsgasen eingedampft werden.
So ist es bekannt (DE-AS 17 92 232), feuchte Alkalihydroxide mit bis zu 1% Wassergehalt mit
trockenem Wasserstoff in Berührung zu bringen und sie auf diese Weise weiter zu trocknen. Für die Hochkonzentrierung
von Alkalilaugen ist dieses Verfahren jedoch wenig geeignet, da dabei der Heizwert des
Wasserstoffs nicht genuizt wird.
Es ist auch bekannt, die für die direkte Beheizung notwendigen Heizgase durch Verbrennung von Wasserstoff mittels eines Tauchbrenners zu erzeugen und auf die Laugen einwirken zu lassen (DE-OS 22 55 034).
Es ist auch bekannt, die für die direkte Beheizung notwendigen Heizgase durch Verbrennung von Wasserstoff mittels eines Tauchbrenners zu erzeugen und auf die Laugen einwirken zu lassen (DE-OS 22 55 034).
Der Wasserstoff dient bei diesen Verfahren ausschließlich als Heizgas. Besondere Maßnahmen für die
Verbrennung werden nicht offenbart. Es muß daraus geschlossen werden, daß die Verbrennung des Wasserstoffs
zwecks optimaler Ausnutzung des Heizwertes mit Luftüberschuß oder zumindest mit der stöchiometrischen
Luftmenge erfolgen soll. Dies aber hat, wie in eigener. Versuchen festgestellt wurde, bei der Hochkonzentrierung
von Alkalilaugen eine erhebliche Korrosion des Werkstoffs zur Folge. Entsprechende Versuchsergebnisse
werden in den Beispielen 1 und 4 mitgeteilt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Werkstoff angriff bei den Verfahren mit direkter Beheizung durch die Verbrennungsgase von Wasserstoff zu vermindern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Werkstoff angriff bei den Verfahren mit direkter Beheizung durch die Verbrennungsgase von Wasserstoff zu vermindern.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß die
Verbrennung des Wasserstoffs so durchgeführt wird, daß ein Restgehalt an Wasserstoff im Verbrennungsgas
verbleibt und man dieses auf die Lauge einwirken läßt.
Vorzugsweise wird die Verbrennung so durchgeführt, daß 90 — 97% des Wasserstoffs verbrannt werden.
Diese Arbeitsweise hat den Vorzug, daß bei weitestgehender Ausnutzung des Heizwertes des
Wasserstoffs ein hinreichend hoher Korrosionsschutz erzielt wird. Der Werstoffangriff ist gleich gering, wie
bei den Verfahren mit indirekter Beheizung, wenn auf
so gleiche Restwassergehalte eingedampft wird.
Es hat sich darübe·· hinaus überraschend gezeigt, daß
unter den in Beispiel 4 dargelegten Bedingungen Kalilaugen mit einem geringeren Zusatz von Reduktionsmittel
auf einen niedrigeren Restwassergehalt als mit den bekannten Verfahren eingedampft werden
können.
Die Erfindung wird anhand der F i g. 1 und 2 und den Beispielen 1 - 5 näher erläutert.
Es veranschaulichen F i g. 1 eine einstufige, F i g. 2 eine zweistufige Eindampfungsapparatur in der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise vorgeschlagenen Ausführungsart.
Es veranschaulichen F i g. 1 eine einstufige, F i g. 2 eine zweistufige Eindampfungsapparatur in der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise vorgeschlagenen Ausführungsart.
Für die Hochkonzentrierung von Natronlaugen wird die in F i g. 1 schematisch dargestellte Tauchbrennerapparatur
benutzt. Sie besteht im wesentlichen aus dem Kessel 1 und dem Tauchbrenner 2. Alle Teile der
Apparatur, die mit den eindampfenden Laugen in In Berührung kommen können, bestehen aus Nickel. Auch
das in die eindampfenden Laugen eintauchende Rohr, durch das die Verbrennungsgase eingeleitet werden,
besteht aus Nickel. Die Laugen werden mit 0,1% Zucker, bezogen auf Natriumhydroxid, versetzt und
kontinuierlich in den Kessel 1 eingespeist Im Tauchbrenner 2 wird Wasserstoff unterstöchiometrisch mit
Luft so verbrannt daß der Anteil des nicht verbrannten Wasserstoffs 3-5% beträgt
Die Schmelzen fließen durch einen Oberlauf kontinuierlich
aus dem Kessel ab.
Die Endprodukte enthalten weniger als 0,5% Restwasser und weniger als 1 ppm Nickel.
Wird die Verbrennung mit der stöchiometrischen Luftmenge durchgeführt, so werden bei sonst gleicher
Arbeitsweise Endprodukte erhalten, die bereits bei 5% Restwasser etwa 6 ppm Nickel enthalten.
Jn der in Beispiel 1 beschriebenen Apparatur werden Kalilaugen hochkonzentriert Die Laugen werden mit
0,5% Zucker, bezogen auf Kaiiumhydroxid, versetzt Im
Tauchbrenner wird Wasserstoff unterstöchiometrisch so mit Luft verbrannt, daß der Anteil des nichtverbrannten
Wasserstoffs 5-10% beträgt Die Endprodukte enthalten bei 10% Restwasser etwa 5 ppm Nickel.
Es wird die in Beispiel 1 beschriebene Tauchbrennerapparatur benutzt, jedoch wird das aus Nickel
bestehende Einleitungsrohr für die Verbrennungsgase gegen ein aus Silber bestehendes ausgetauscht. Werden
in dieser Apparatur Kalilaugen bei gleicher Arbeitsweise wie in Beispiel 2 beschrieben eingedampft, so werden
Endprodukte erhalten, die bei 10% Rest wasser 2 —3 ppm Nickel und weniger als 0,5 ppm Silber
enthalten.
Es wird eine Tauchbrennerapparatur benutzt, die der in Beispiel 1 beschriebenen entspricht, jedoch bestehen
alle Teile, die mit den eindampfenden Laugen in Berührung kommen können, aus Silber. Werden in
dieser Apparatur Kalilaugen mit G,3 —0,5% Zuckerzusatz
bei unterstöchiometrischer Verbrennung des Wasserstoffs, wie in Beispiel 2 beschrieben, eingedampft
so werden Endprodukte erhalten, die bei 2—3% Restwasser weniger als 1 ppm Silber enthalten. Wird
der Zusatz von Zucker, bei im übrigen gleicher Arbeitsweise, auf 0,15% reduziert so enthalten die
Endprodukte bei 3% Restwasser etv/a 2 ppm Silber.
Der Zuckerzusatz verursacht eine Erhöhung des
ίο K2CO3-Gehalts um etwa 0,7%, gegenüber 1J5 - 2,4% bei
Anwendung von 03—0,5% Zucker.
Wird dagegen die Verbrennung des Wasserstoffs mit der stöchiometrischen Luftmenge durchgeführt so
enthalfen die aus Laugen mit 0,5% Zuckerzusatz gewonnenen Endprodukte bereits bei 12% Restwasser
etwa 20 ppm, bei 5% Restwasser schon etwa 40 ppm Silber.
Sollen Kalilaugen auf Restwassergehalte von weniger als 10% hochkonzentriert werden, so kann dies nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren auch in 2 Stufen durchgeführt werden. Es werden, wie in F i g. 2
schematisch dargestellt 2 Tauchbrennerapparaturen in der Weise hintereinander geschaltet, daß die in Kessel 1
vorkonzentrierten Laugen durch den Überlauf in den Kessel 3 fließen. Die hochkonzentrierten Endprodukte
verlassen dun Kessel 3 ebenfalls durch einen Überlauf. Die Ausführung der Vorkonzentrierstufe entspricht der
in Beispiel 1, die der Endstufe der in Beispiel 4 beschriebenen.
Die beiden Apparaturen sind, den unterschiedlichen Wasserverdampfungsleistungen entsprechend, verschieden
dimensioniert Beispielsweise hat Kessel 3 nur etwa 20% des Volumens von Kessel 1, wenn die
Anfangskonzentration der Laugen 50% beträgt In den Kessel 1 werden Kalilaugen mit 0,3 — 0,5% Zuckerzusatz
eingespeist Die Verbrennung des Wasserstoffs wird so durchgeführt daß in Brenner 2 3 — 5%, in
Brenner 4 5-10% unverbrannt bleiben. Im Kessel 1 werden die Laugen bis auf Restwassergehalte von
17 — 15% vorkonzentriert Die in Kessel 3 gewonnenen Endprodukte enthalten bei 2 — 3% Restwasser weniger
als 3 ppm Nickel und weniger als 1 ppm Silber.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zur Hochkonzentrierung von Alkalilaugen durch direkte Beheizung mittels durch
Verbrennung von Wasserstoff erzeugten Verbrennungsgasen, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verbrennung des Wasserstoffs so durchgeführt wird, daß ein Restgehalt an Wasserstoff im
Verbrennungsgas verbleibt und man dieses auf die Länge einwirken läßt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der unterstöchiometrischen Verbrennung
90—97% des Wasserstoffs verbrannt werden.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19742437290 DE2437290C3 (de) | 1974-08-02 | 1974-08-02 | Verfahren zur Hochkonzentrierung von Alkalilaugen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19742437290 DE2437290C3 (de) | 1974-08-02 | 1974-08-02 | Verfahren zur Hochkonzentrierung von Alkalilaugen |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2437290A1 DE2437290A1 (de) | 1976-02-12 |
| DE2437290B2 DE2437290B2 (de) | 1978-10-05 |
| DE2437290C3 true DE2437290C3 (de) | 1979-05-31 |
Family
ID=5922284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19742437290 Expired DE2437290C3 (de) | 1974-08-02 | 1974-08-02 | Verfahren zur Hochkonzentrierung von Alkalilaugen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2437290C3 (de) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100384736C (zh) * | 2004-10-18 | 2008-04-30 | 罗门哈斯公司 | 固体氢氧化钠生产中减少腐蚀的方法 |
-
1974
- 1974-08-02 DE DE19742437290 patent/DE2437290C3/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2437290A1 (de) | 1976-02-12 |
| DE2437290B2 (de) | 1978-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE631055C (de) | Verfahren zum Bleichen von Cellulosefasern | |
| DE2334994A1 (de) | Verfahren zur oxidation sulfidhaltigen abwassers | |
| DE2629037C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Denitrier-Katalysatoren | |
| DE2246510A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer aktivierten kohle | |
| DE2260248C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Cyanwasserstoff aus Gasen | |
| DE2259763A1 (de) | Vorrichtung zur reinigung von stickstoffoxide enthaltenden gasen | |
| DE1183891B (de) | Verfahren zur Nassverbrennung von brennbare Stoffe enthaltenden waesserigen Fluessigkeiten mit sauerstoffhaltigen Gasen, insbesondere zur Regeneration mit brennbaren Stoffen beladener Adsorbentien | |
| DE815604C (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Zubereitung von Magnesium-bisulfitlauge durch Absorption von SO aus den bei der Kalzi-nierung der Abfallauge entstehenden Verbrennungsgasen | |
| DE2149848A1 (de) | Verfahren und Anlage zur Ammoniakrueckgewinnung und -verfluessigung | |
| DE2437290B2 (de) | Verfahren zur Hochkonzentrierung von Alkalilaugen | |
| DE862253C (de) | Verfahren zur Wiedergewinnung von Magnesiumbisulfitlauge | |
| DE2218629C2 (de) | Verfahren zur Verbrennung von Claus- Restgas | |
| DE2253003C3 (de) | Verfahren zur Entschwefelung von Schwefelwasserstoff enthaltendem Gas | |
| DE2506971C2 (de) | Verfahren zur Konzentrierung hochviskoser Zellstoffablaugen | |
| DE293394C (de) | ||
| DE722460C (de) | Verfahren zur Anreicherung von verduennten, waessrigen Halogenwasserstoffsaeuren | |
| DE431862C (de) | Verfahren zum Aufschliessen von Bastfasern | |
| AT112643B (de) | Verfahren zur Verzuckerung von Holz. | |
| AT41693B (de) | Alarmvorrichtung zur Verhütung von Explosionen und Vergiftungen durch Gase. | |
| DE2247334B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von flüssigem SO2 durch direkte Gesamtkondensation | |
| DE535629C (de) | Konzentration von verduennter Salpetersaeure | |
| AT227074B (de) | Verfahren zur Regeneration von Schwefel und Base aus Ablaugen der Bisulfitzellulosekochung | |
| AT151287B (de) | Verfahren zur Herstellung von Alkalilaugen. | |
| DE2746116A1 (de) | Verfahren zur chemischen wiedergewinnung von natriumhydroxyd und zur thermischen ausnutzung der schwarzen restfluessigkeiten, die bei der erzeugung von zellulose entstehen | |
| DE1692827B1 (de) | Verfahren zur Gewinnung von Waerme aus einem Luft-Wasserdampfgemisch aus einer Loesungsvorrichtung fuer Chemikalienschmelzen in Sodaanlagen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| EGA | New person/name/address of the applicant | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SULZER-ESCHER WYSS AG, ZUERICH, CH |
|
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |