Table Of ContentDie Fabrikation der Soda
nach dem Ammoniakverfahren.
Von
H. Schreib,
FabrikdJrektor.
:mt 104 'fextfignrell und 3 lithograph. 'fafeill.
BERLIN.
Verlag von Julius Springer.
1905.
ISBN-13: 978-3-642-90376-2 e-ISBN-13: 978-3-642-92233-6
001: 10.1007/978-3-642-92233-6
Alle Rechte, insbesondere das der
Ubersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten.
Softcover reprint of the hardcover 1s t edition 1905
Vorwort.
Die Fabrikation der Ammoniaksoda bildet einen der wich
tigsten Teile der chemischen Großindustrie. Es werden in
Deutschland jährlich rund 300000 tons Soda nach dem Ammoniak
verfahren hergestellt; dieselben repräsentieren einen Wert von
rund 30000000 Mark.
Das Fabrikationsverfahren ist im technischen Sinne un
gemein interessant; das Studium desselben ist für den tech
nischen Chemiker so lehrreich wie kaum ein zweites. Apparate
und Verfahrungsweisen der Ammoniaksodafabrikation können
vorbildlich fär andere Industrien wirken.
Die Herausgabe einer größeren Monographie des Am
moniaksodaverfahrens erscheint aus obigen Grnnden angezeigt;
bisher ist eine solche nicht vorhanden. Allerdings ist im dritten
Bande des ausgezeichneten Werkes von G. Lunge "Handbuch
der Soda-Industrie und ihrer Nebenzweige" auch das Ammoniak
verfahren ziemlich ausführlich behandelt; indessen enthält jener
Band in der Hauptsache die Beschreibung anderer Materien.
Die Ammoniaksoda nimmt nur den fänften Teil des Bandes ein.
Im vorliegenden Werke sind sowohl die Einzeloperationen
wie auch der Betrieb im Zusammenhang gena u beschrieben.
Zu diesem Zwecke sind ausführliche Pläne ganzer Fabrikanlagen
beigegeben.
Natürlich kann und soll das Werk nicht dazu dienen,
jemand, der die Ammoniaksodafabrikation nicht aus der Praxis
kennt, zum Bau und Inbetriebsetzung einer Anlage zu befähigen.
So speziell kann man ein Werk kaum verfassen. Es muß
Vorwort.
IV
hier stets im Auge behalten werden, daß bei jedem Neubau
lokale Verhältnisse berücksichtigt werden müssen. Das gilt wie
für alle Fabrikationen, so ganz besonders für die Ammoniak
soda. Es ist ferner auch sehr schwierig, eine Anlage in Betrieb
Zu setzen, selbst wenn sie tadellos angelegt ist. Dazu gehört
stets ein praktisch erfahrener Fachmann.
Es ist versucht, bei jedem einzelnen Teile des Betriebes
thermochemische Berechnungen durchzuführen, um den Wärme
bezw. Kraftverbrauch theoretisch festzustellen. Diese Berech
nungen konnten selbstverständlich nur annähernd ausgeführt
werden, da es an den nötigen Grundlagen vielfach noch fehlt.
Ich muß in diesem Falle um gütige Nachsicht bitten. Aber
wenn man sich auch auf die betreffenden Berechnungen nicht
überall fest stützen kanu, so haben dieselben doch immerhin
einen gewissen Wert.
Über die Größe der Produktion einzelner Fabriken und
auch der einzelnen Länder konnten solch gen aue Mitteilungen,
wie sie wünschenswert sind, leider nicht gegeben werden. Be
stimmte statistische Angaben liegen nicht vor, man ist auf
Notizen in der Literatur und Mitteilungen unter der Hand an
gewIesen. Es wird in der Ammoniaksoda-Industrie noch viel
Geheimniskrämerei getrieben.
Bremen, Januar 1904.
H. Schreib.
Inhaltsverzeichnis.
Selte
Vorwort ....... . .III
Einleitung.
Entwicklung der Ammoniaksodafabrikation.
Geschichtliches über Soda 1
Leblancprozeß. . 1
Kryolithsoda . . ~ . . . 2
Erste Entdecker der dem Ammoniaksodaprozeß zu GrLlnde liegenden Re-
aktion, Vo gel, Fresnel . . . . . . 3
Erste AnwendLlng des Verfahrens in der Praxis, Thom . . . . . 4
Dyar &, Hemming . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Kunheim, Seybel, Bower, Gossage, Deacon, Schlosing &, Rolland 6
Honigmann, Solvay . . • . . . . . . . . . . 7
Ausdehnung der Gesellschaft Solvay . . . . . . . . 9
Entwicklung der Ammoniaksodafabrikation in Deutschland 10
Entwicklung in anderen Ländern. . . . . . . 13
Erstes Kapitel.
Brennen des Kalkes und Gewinnung der dabei entwickelten
Kohlensäure.
Allgemeines . . . . . . . . . . 15
Schachtofen mit FeuerungeD, Fig. 1-1 c . 17
Betrieb dieser Ofen . . . • . . . . 18
Schachtofen mit GeneratorfeueruDg, Fig. 2 20
Schachtofen mit kurzer Flamme, Fig. 3 und 4 21
Etagenofen von Dietzseh, Fig.5 24
Ofen von Solvay, Fig.6-6c 25
Betrieb der Schachtöfen. . . . 26
Wichtigkeit guter Beschaffenheit der Kalksteine 28
Verbrauch an Brennmaterial zum Kalkbrennen . 29
Einfluß fremder Bestandteile im Kalkstein 30
Gehalt der Kalkofengase an Kohlensäureanhydrid 33
Berechnete Beispiele . . . . . . . . . . 34
VI Inhaltsverzeichnis.
Seite
Einfluß des Gehalts der Kalkofengase auf den ganzen Prozeß 37
Absaugen und Waschen der Kalkofengase 38
Einfacher Scrubber, Fig.7 39
Kolonnenscrubber, Fig. 8 39
Dimensionen der Scrubber 40
Berechnung der nötigen Größe der KalkOfen 40
Kalkulation des Kalkofenhetriebes 43
Besondere Arten des Kalkbrennens . . . 43
Indirektes Brennen, Brennen mit überhitztem Wasserdampf nach Sol v a y 44
Gewinnung reiner Kohlensaure 45
Verfahren von Ozouf 45
Natürliche Kohlensaure . 46
Theoretisches nber Kalkbrennen, Versuche von Herzfeld 47
Höhe der Temperatur beim Brennen . . . . . . . 48
Zweites Kapitel.
Herstellung der ammoniakalischen Salz)öSJlng.
Verschiedene Arten der Herstellung. 50
Festes Salz oder S'61e . . . . . 51
Preise von Salz und Sole 52
Zusammensetzung der natürlichen Solen 53
Steinsalz und dessen Vorkommen 56
Zusammensetzung von Steinsalz . 57
Herstellung und Reinigung der einfachen Sole 59
Verfahren von Mond, Solvay, Collins . . 60
Gefaße zum Auflosen des Salzes, Fig.9-12 62
Dimensionen der Gefaße. . . . . . 63
Sättigung der Sole oder Salzlösung mit Ammoniak 64
Apparate von Solvay, Fig.13-15. . 66
Ammoniakabsorber nach Faßbender, Fig. 16 69
Einfacher Ammoniakabsorber, Fig. 17 70
Ammoniakabsorptionskolonne, Fig. 18 . . . 72
Kühlung bei der Ammoniakabsorption . 73
Kühlung nach Cogswells System für Kolonnen, Fig.19-22 74
Einfache Schlangenkühlung für Kolonnen, Fig. 23. . . . 75
Röhrenkühler fur ammoniakalische Sole, Fig.24 76
Aufstellung der Apparate für Herstellung der ammoniakalischen Sole, Fig. 25 77
Klargefaß für ammoniakalische Sole, Fig. 26 . . . . . . . . 78
Herstellung der ammoniakalischen Sole durch Lüsen von Salz in waßriger
Ammoniaklösung . . . . . . . . . .. 78
Zusammensetzung der ammoniakalischen Salzlösungen fnr den Betrieb 79
Berechnung der Größe der Apparate 81
Wärmeentwicklung bei der Ammoniakabsorption 82
Dimensionen der Knhleinrichtungen. . . . . 86
Inhal tsverzeichnis. VII
Drittes Kapitel.
Die FälIung des Natriumbikarbonats.
Seite
Theorie der chemischen Vorgänge 91
Versuche von Heeren. . 93
Theorien von Alex. Bauer 93
Versuch von Ost. . . 94
Versuche vou Honigmann 95
Versuche von Schreib .. 97
GtlllS b urgs Ansichten. . 101
Ausführung der Fällung in der Praxis 102
Theorie der Arbeit in den einfachen Kesseln 103
Theorie der Arbeit in den Kolonnen 104
Solvayturm, Fig. 27-29-.. 108
Arbeit im Solvayturm 110
Fällapparat von Honigmann, Fig.30-31 116
Kolonne mit schiefen Sieb böden , Fig. 32-33 118
Kolonne mit konischen Böden nach Schreib, Fig.36 119
Kolonne mit mechanisch bewegtem Rührwerk nach de Grousilliers,
Fig.37-38 .... 121
Apparate von Unger 122
Apparate der Societe anonyme des produits chimigues cle l'est zu
Naney, Fig.39-42 . 123
Kessel mit konischem Unterteil, Fig.43-44 128
Apparat nach Gossage, Fig.45 130
Apparat nach Boulouvarcl, Fig 46 .. 131
Apparat nach Pechiney . . ... 131
Apparate der Soci6te ano ny me des p rod ui ts chimiq u es du Sut!-
Ouest, Fig.47 132
Apparat von Wood, Fig.48. . . . . . . . . . 134
Fällungsverfahren, welche von der gewöhnlicheu Methode abweichen 135
Verfahren von Claus, Sulman und Berry 135
Apparate von Claus, Sulman und Berry, Fig. 49-51. 136
Verfahren von Schlosing 138
Regenerierung der Filterlaugen . 143
Verfahren von Schreib, Fig.52-53 . 149
Verfahren von Jarmay 154
Verfahren von Gerlach, de Grousilliers u. a. 155
Dimensionen der Fallapparate, Fig. 54-55 . 156
Berechnung der Wärmeentwicklung bei der Fällung 159
Kühlung bei der Fällung . 160
Schlußbetrachtung über den Fällungsprozeß 163
:Mechanische Schwierigkeiten . 163
Vernachlässigung des chemischen Teiles bei der Fällung 164
Einfluß des Gehalts der Kalkofengase beim Fallprozeß 165
VUI Inhaltsverzeichnis.
Seite
Einfluß der Konzentration der Lösungen beim Fallprozeß . 166
Beispiel schlechten Arbeitens bei der Fällung . 167
Die zm· Fällung dienenden Luftpumpen 169
Luftpumpe Patent Strnad, Fig.56 . . . 171
Luftpumpe Patent Köster, Fig. 57 172
Compound-Kompressoren fur höheren Druck 173
Viertes Kapitel.
Die Trennung des Natriumbikarbonates von der Mutterlauge
oder Filtration.
Trennung durch Zentrifugen oder auf Filtern 174
Sol v a y s Filterapparate, Fig. 58-61 . 175
Angaben Bradburns ub('r Filtration 180
Filter nach Boulouvard. . . . . 181
Gewöhnliche Nutschfilter von Eisen und von Holz, Fig. 62-63 182
Schema einer Filterbatterie mit Montejus verbunden, Fig. 640 183
Betrieb der Nutschfilter . . . . . . . 183
Menge des Waschwassers. . . . . . . 184
Nutschfilter mit konischem Unterteil, Fig. 65 185
Fünftes Kapitel.
Zerlegung des Natriumbikarbonates in Natriumkarbonat
und I{ohlensäure oder I{alzinieren 187
Ältere Apparate von Solvay, Fig.66-74 188
Neuerer Kalzinierofen Solvays, Fig. 75. . . . . . 198
Kalzinierofen von Rube, Fig.76-79 . . . . . . 199
Kalzinieren durch Kalkofengase nach Honigmann, Fig.80 201
Thelenofen, Fig.81-83 . . . . . . . . . . . 202
Wärmeverbrauch beim Kalzinieren. . . . . . . . . . 204
Zersetzung des Bikarbonates durch Kochen in wäßriger Lösung 205
Vergleich der Vm fahren durch Kalzinieren und Kochen 206
Sechstes Kapitel.
Regenerierung oder Destillation des Ammoniaks 209
Kolonnen und Kesselsystem • . . . . . . . . . . 210
Ältere Apparate von Solvay, Kesselsystem, FIg.84-86 . 212
Älteres Kolonnensystem Solvays, Fig.87-88 . . . • 216
Neuere Kolonne nach Solvay, Fig.89 . . . . . . . 218
Apparate nach Faßbender, Schema der Aufstellung, Fig.90-91 219
Destillierkessel nach Faß ben der, Fig.92-93 • . . . . . . 220
Inhaltsverzeichnis. IX
Seite
Wechsler für die Dl'stilIation nach Faßbander, Fig.94-95 223
Vorwärmerkolonne Faßbenders, Fig.96 . • .. 225
MutterIaugenbassin, Fig.97-97a . . . . . 226
Größe der Destilliel'kessel nach Faßbendel', Fig.98 228
Dampfverbrauch für die Destillation nach Faßbender 229
Destillierappal'ate von Honigmanu, Fig.99 . . . . 231
Apparate der Societe anonyme des produils chimiques de Pest, Fig. 100 233
Kalkverbrauch zur Destillation . . . 285
Einführung des Kalkes in festet· Form 286
Destillation mit Kalziumkarbonat 237
Wirkung VOll Kalziumkarbonat auf Salmiaklösungen, Versuche VOll Schreih 238
Dimensiollen der Destil1ierapparnte . . . . . . . . 241
Größe der Kes~tll für die Prndukti0n von 10000 kg Soda, Fig. 101-102 242
Grüße der VOl'wärmel'kolOllnc . . . . . 244
Witl'meverbl'auch in der V orwitrmerkolonne 246
Gesamtwärmeverbrauch zur Df'stillation·. • 247
Einfluß yerschiedener Faktol ell auf den Witrmeverbrallch . 260
Angaben FaßbenJers ul,er den WärnHlverbmuch znr Destillation 251
Destillation mit Abdampf . . . . . . . . . . , . , . . 252
Sie ben tes Ka pi tel,
Behandlung und Verwertung der Ablaugen 255
Menge der Destilliel'ablaugen. . . . . 255
Zusammensetzung der Destitlierablaugen . 256
Suspendif'cte Stoffe der Ablaugen . . . 256
Wirkung der AbJaugeu im Flusse . 2f>7
Verwertung des Schlammes der Ablaugen 259
Verwertung der in den Ablaugen gelosten Salze 259
Verarbeitung des Chlorkall.iums ,Ier Ablaugen ant' ehlol' oder Salzsäure
nach SoIvay . . 260
Verarbeitung nach Pecldney 262
Verwertung des hystallisierteu ChlorkalziuUls Zlll' Kälteerzeugung . 263
Herstellung "on gefälltem Kalziumsulfat (AnnaHne) aus den Ablaugen, Fig. 103 267
Verarbeitung des Salmiaks der Filterlaugen auf Salzsäure oder Chlor nach
Witt , . . . . . . . 269
Verarbeitung auf Chlor nach Mo IJ rl . 26il
Achtes Kapitel.
Berechnung des I(raftverbrauches zur Ammoniaksodafabrikation 273
Angaben von Faßbender . . . . . . . . . 275
Anwendung einer Zentraldampfmaschine . '. . . . • . . 277
Kraftverbrauch bei Anwendung des Vakuums zur Destillation 278
x InhaltsverzeichnL~.
Neuntes Kapitel. Seite
Materialienverbrauch und Herstellungskosten der Ammoniaksoda 281
Ältere Kalkulationen, Schlösing & Rolland 282
Gestehungskosten nach Solvay . 283
Angaben von Honigmann 284
Verschiedene Kalkulationen 286
Vergleichende Berechnung der Zahlen aus der Praxis mit den Zahlen der
Theorie . . • . . . . . . . ~7
Einfluß der Preise der Roh- und Hilfsmaterialien _
Lage der Ammoniaksodaindllstrie ;290
Sodakartell • . . . . 291
Preisbewegung der Soda 291
Gesellschaft So lv a y. • 293
Zahl der Sodafabriken in Deutschland und Österreich 294
Konkurrenz durch Soda welche durch Elektrolyse hergestellt wird 295
t
Zehntes Kapitel.
Betriebsaufsicht 296
Kalkofenkontrolle . . . . 297
Herstellung der ammoniakalischen Sole • . . . 298
Probierventile, Fig. 104. . . . . . . . . . 299
Tabelle über den Gehalt der ammoniakalischen Lösung aus der Absorptions-
kolonne ...... . 301
Bikarl,ond.tfalllln~: . . . . . . . . . . . . 802
Tabello über den Gehalt des Inhalts der Solreservoirs B03
Tabellen übel' die Arbeit der Fällkessel . . . 804
Tabelle nach B rad b u rn fiber die Arbeit eines Sol v a y turmes 306
Filtration. . . 307
Kalzinieren • . . . . . . . . 307
Gehalt der Kalzinierofengase an Kohlensäurettnhydrid 308
Destillation . . . . . . . . . . . . . . . 308
THbelle iiber die Arbeit einer Solvaykolonne nach Bradburn 309
Gehalt der Ablaugen an Ammoniak 310
Anhang.
Beschreibllog der Tafeln (Pläne von .\ m moniaksodafat..riken ver"chiedener
Grüße) . ....... . . . . . . 311
Tafel 1. Anlage für die Produktion von 10000 kg per 2! Stunden.
n.
Tafel Anlage für die Produktion von 40000 kg per 24 Stunden.
TafellIl. Anlage für die Produktion von 25000 kg per 24 Stunden.
