DE929366C

DE929366C - Verfahren zur Herstellung von wasserfreiem Natriumsulfat aus Glaubersalz

Info

Publication number: DE929366C
Application number: DEZ1877A
Authority: DE
Inventors: Johann Dr Rupp; Alfons Dr Zieren
Original assignee: Chemiebau Dr A Zieren GmbH and KG
Current assignee: Chemiebau Dr A Zieren GmbH and KG
Priority date: 1951-05-11
Filing date: 1951-05-11
Publication date: 1955-06-27

Description

Verfahren zur Herstellung von wasserfreiem Natriumsulfat aus Glaubersalz

In verschiedenen Ztveiben der Industrie, ins-

besondere in der Zellivolleindustrie und Kunst-

seidenindustrie, fallen -rorie Menjen von Glauber-

salz all, deren direkte. V erwertum; nur schwer mög-

lich ist und die so#ilit eia lästiges Nebenprodukt

darstellen. Es war daher seit langem das Bestrebell,

das Glaubersalz zu calchiieren und daraus wasser-

freies Sulfat herzustellen, welches ausgedehnte Ver-

wendutil- in der Glasindustrie und anderen Industrie-

zwei-en findet.

Das Entwässern des Glaubersalzes hot jedoch

bisher gemvisse Schwierigkeiten, welche hauptsäch-

lich in dem eigenartigen physikalisch-chemischen

Verhalten des Glaubersalzes begrülidet s-'nd. Be-

kanntlich zerfällt Glaubersalz beim Erhitzen auf

322 einerseits in wasserfreies Sulfat, andererseits

in eine gesattigte Sulfatlösung. weml es auch sehr

leicht gelingt, den feinen kristallinen Niederschlag von. wasserfreiem Sulfat voll der konzentrierten Löstitr- durch Filtratioli zu trennen, so bietet doch das Eindatnpfell der Restlösung erhebliche Schwierigkeiten. Das Natriumsulfat zeigt nämlich eine negatit-e Löslichkeit, d. h. die Löslichkeit des Sulfates nimmt vom Umwandlun gspunkt bei 32° mit steigender Temperatur ab. Es ist daher praktisch nicht möglich, konzentrierte Natriumsulfatlösungen in deli gebräuchlichen Verdampfern einzuengen, da Heizrohre oder andere Heizelemente in kürzester Zeit verkrusten und infolgedessen die Verdampfung unwirtschaftlich wird.

Es ist auch versucht worden, Glaubersalz in Drehrohröfen zu calcinieren. Dieses \-erfahren scheiterte jedoch an <lern Umstand, daB bei eineng gewissen Grade der Trocknung das Natriumsttlfitt zum Anbacken neigt und der Drehrohrofen in kürzester Zeit verstopft wird. Es zeigte sich außerdem, daß das Calcinieren im Drehrohrofen wärmewirtschaftlich äußerst ungünstig ist.
Es wurde gefunden, daß man eine vorzügliche Entwässerung des Glaubersalzes bei gleichzeitiger bester Wärmeausnutzung und ohne VerkrustungsgeIahr erzielen kann, wenn man die zu konzentrierende Glaubersalzlösung in einem Turm durch Düsen oder sonstige geeignete Vorrichtungen fein verteilt und sie in dieser Form mit einem heißen Gas derart in Beriihrwng bringt, daß eine starke, aber nicht vollständige Wasserverdampfung eintritt und nur ein Teil des Natriumsulfates in den Tropfen in fester Form ausgeschieden wird und mit den Tropfen zu Boden fällt. Das so erhaltene Gemisch wird durch Filtration von wasserfreiere Sulfat befreit und das Filtrat neuerlich der vorbeschriebenen Behandlung unterworfen. Die Konzentration «#äßrige. Lösungen durch Zerstäubung im Kontakt mit heißen Gasen ist an sich bekannt, beispielsweise bei der Konzentration von Schwefelsäure nach dem System ::Gaillard@<.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird zweckmäßig wie folgt durchgeführt: Das zu calcinierende Glaubersalz wird -zunächst geschmolzen, wobei die notwendige Wärme von ,einer in einem Verdampfer umlaufenden heißen Sulfatlösung geliefert wird. Durch das Schmelzen zerfällt das Glaubersalz, wie bereits erwähnt, in geringe Mengen wasserfreies Sulfat und konzentrierte Sulfatlösung. Das so erhaltene Gemisch aus konzentrierter Sulfatlösung und festem Sulfat in Suspension wird nun auf einem Filter von dem festen Natriumsulfat befreit und da-s Filtrat mittels einer Pumpe auf einen Verdampferturm gepumpt, wo es fein verteilt und so mit heißen Gassen in innige Berührung gebracht wird. In dem Verdampferturm erfod@gt eine intensive Verdaimpfung von Kristallwasser, wodurch aus der aufgepumpten Lösung eine gewisse Menge an festem Natriumsulfat ausgeschieden wird, welche jedoch in der Restlösung suspendiert bleibt. Das aus dem Turm auslaufende Gemisch von Lösung mit festem Sulfat in Suspension wird nun mit frischem Glaubersalz versetzt, worauf der Kreislauf von neuem beginnt. Das im Filter abgesclüe:dene Sulfat wird in einer Trockentrommel in bekannter Weise getrocknet und der weiteren Verarbeitung zugeführt. Infolge des Umstandes, daß eine verhältnismäßig große Menge .an Sulfatlösung über den Verdiampferturm gegeben wird, wird ein Verkrusten des Turmes und ein Anbacken des ausgeschiedenen Sulfates vollkommen vermieden, da weder lokale Lberhitzungen stattfinden können, noch die Menge des in der Flüssigkeit suspendierten Feststoffes so groß wird, daß eine merkliche Vergrößerung der Viskosität der umlaufenden Flüssigkeit eintreten ]Zaun.
Zurr Erzeugung der für die Konzentrierung notwendigen heißen Gase verwendet man zweckmäßig einen Gasbrenner, der mit einem billigen Heizgas betrieben wird. Das Verbrennungsgas muß aber durch Zusatz von Sekundärluft oder sonstigem Gas auf eine solche Temperatur gebracht werden, daß Überhitzungen in jedem Falle vermieden werden. Am zweckmäßigsten hat es sich erwiesen, -wenn die Temperatur der Gase beim Eintritt in den Verdampferturm etwa ¢0o bis 5oo- beträgt, wodurch Störungen im Verdampfungsprozeß, z. B. Krustenbildungen, sicher hintangehalten werden. Das Verhältnis der dem Turm aufgegebenen Menge an Lösung und der Menge der Heizgase wird so gewählt, daß möglichste Ausnutzung der Wärme vor sich geht und die Austrittstemperatur der Gase um etwa i oo"' herum liegt.
Um eine besonders wirtschaftliche Ausnutzung der Wärme zu erzielen, wird zweckmäßig die Herabsetzung der Temperatur der Verbrennungsgase durch Hinzufügen der aus der Verdampferanlage austretenden Gase zu den Heizgasen bewerkstelligt. Da erstere Gase mit etwa ioo bis i2o` aus der Anlage austreten, so bedeutet dies eine nicht unbeträchtliche Ersparnis an Wärme, welche bis etwa 2o 0,'ü betragen kann, einer Wärme, die bei Anwendung kalter Luft zur Herabsetzung der Temperatur der Heizgase verloren ginge.
Vorzugsweise wird im Gleichstromverfahren gearbeitet, d. h. Lösung und Heizgase durchziehen den Turm in gleicher Richtung, zum Zwecke, einerseits die zutretenden Heizgase einen Flüssigkeitsschleier passieren zu lassen, bevor sie mit der Turmwandung in Berührung kommen, so daß dort selbst keine so hohe Temperatur erreicht wird, daß ein Anbacken des wasserfrei gewordenen Sulfates bzw. Verkrustung stattfinden könnte, andererseits zu erreichen, daß ein Auswaschen von in den Gasen enthaltenen Schwebeteilchen (Tröpfchen oder Sulfat) durch die Flüssigkeit vor sich geht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung vonwasserfreiem Natriumsulfat aus Glaubersalz, dadurch gekennzeichnet, daß eine gesättigte Glaubersalzlösung in einem geschlossenen Raum fein verteilt und mit heißem Gas zur nur partiellen Abscheidung von Sulfat und Wasserverdampfung in Kontakt gebracht wird, worauf das aus dem Raum ablaufende Gemisch von Restlösung und Sulfat z. B. durch Filtration getrennt, das Filtrat im Irreislauf wieder dem Raum aufgegeben und das abgetrennte Natriumsulfat getrocknet wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem ablaufenden Gemisch vor der Filtration frisches, zu calcinierendes Glaubersalz zugeführt wird, wobei dieses frische Salz durch dite Wärme des ablaufenden heißen Gemisches geschmolzen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Glaub@ersalzlösung im Raum nur so weit getrieben wird, daß das gewonnene Gemisch ausreichend flüssig ist, um aus dem Verdampferraum abzulaufen. q.. Verfahren nach Ansprüchen t, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung und die Gase im Gleichstrom min Kontakt mitein- ander gebracht @t'erClell. 5. \"erfahren nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekcnnze:chnet, daß die Temperatur der Heizase beim Eintritt in den Ferd:1111pferraum 5oo- nicht übersteigt. angezogene Druckschriften: Französische Patentschrift \r. 899985;

Winnacker-Weingärtner: »Chemische "I-echnologie;<, 11, München 195o, S.75; L` l l m a n n : »EnzS-lklopä die der technischen Chemie«, Bd. 1, 1928, S. 29- H c n z 1 e i 11 : >:Grundriß der chemischen Tech- nik;<, Weinheim 1949, S. 9o; E d e 1 i n g : - tT ntersu,chullgen zur Zerstäubungs- trocknunIa, Beiheft \r. 57 zu rAngewandte Chemie«, `Feinheim 195o, S. 32.