I
-I
--
...
'~
J
"'iiiiiii_IIIIII~':t
DE BEREIDING VAN KALIUMPERSULFAAT.
W.N.de Graaf,
De Ruyterstraat 5, L e i den.
-.
1.
c.
De bereiding van KSO •____
~______________
~_2_a1) Zoals uit het schema op blz.10(deel B) reeds is gebleken, geschiedt de bereiding van K2S
20
a
als volgt: -,-~ f I e. c tro I Y se - c e 11 e 17.-
,---~.__ .. _.- _
...
~---+ Filtef' -VClcvum- k.oele.,..-
_
...
-
.1
c.et..1:t-i fl.l je I,
L ~.
~t
'Readie ... vateh rc:~ee.l1t,..atorI
l
"2. ui Ve.roa'"I
I een t.ri [uje
-
" .~_.---
. '(NH
4
)2S20a
+ 2 KHS04
=
K2S20S'
dat betrekkelijk slecht oplosbaar en wordt afgecentritugeerd. -=- v/oe.istof -= voste d:of KH5 0 -KtSzoe-Het filtraat gaat weer naar de electrolysecellen terug.
Een deel wordt gezuiverd, door verdunnen en alkalisch maken; het neers1ag,hoofdzake1ijk uit Fe(OH)l bestaande, wordt afgescheiden door bezinken en na gecalcineerd ~e zijn, verkocht voor de op-werking van Pt.
De heldere oplossing wordt geconcentreerd en gecentrifugeerd. De vloeisto~ gaat naar de electrolyse-cellen, de vaste stof wordt in het reactievat weer aan het circuit toegevoegd.
-"
~.
2) ~!_!!!~~!~!l~!=~!!!!~~
Deze bestaan uit bakken van bruin aardewerk, met een wanddikte van 40 mm en inwendig lang 940 mm, breed 780 mm en d.iep 875 mm.
De bakken, die in zandbaden zijn geplaatst, zijn afgedekt met in de breedterichting geplaatste grafietblokken.In deze blokken zijn ga.ten geboord,. waardoor de anoden, kathoden en koelerbuizen in de vloeistof steken. Het geheel heet een electrode-eenheid. Op een bak zijn 8 zulke eenheden geplaatst.
VAn buiten naar het midden zijn in een blok gemonteerd: 2 rijen van elk 16 glazen koelers,
2 rïjen van elk
15
kathoden, 1 rij van 14 anoden.De koelers zijn 2 concentrische glazen buizen, met een buiten-diameter van rsp. 16 en 10 mm, bij een glasdikte van 2 mm.
De kathoden zijn staven grafiet, 30 .m in doorsnede en een leng-te van
86
am, geheel met asbestkoord van 4 mm dik, dat als dia-fragma dienst doet, omwikkeld.De anoden zijn aluminium staven van 8 mm dik, waaraan over de hele lengte van 70 cm op onderlinge afstanden van 7 cm zijarmen van Ft zijn gesoldeerd.
Het Al is geheel geëboniteerd, zodat dit metaal niet met de electrolysevloeistof in aanraking komt.
De zijarmen dragen evenwijdig aan de Al-staaf, Ft draden Van
0,8
mm dik, en wel 8 draden aan elke kant van de staaf.Het geheel is electrisch geisoleerd in het grafietblok gemonteerd. Teneinde tot de gedachte productie van 235 ton 8l%-ig H20 per
maand te komen, zijn in verband met de vereiste hoge stro6mcon-centratie van de vloeistof in de cellen, 3 batterijen van elk
44 baden aanwezig.
De 44 baden zijn in 4 groepen van elk 11 geplaatst.
Het volgende schema geeft aan op welke wijze de baden van een batterij door vloeistof en electriciteit worden doorstroomd.
11 celleh
1/ c.el/e...,
---~ --1 - - -_ _ _
s e lee I:. ,.. 0 Ij se .... v loc; .s I: 0 {
:::- e/e.ci rje,ehlZ ~troo"'"
~
1
_
I
_
c
_
e
_
I
_
le
_
~
______~~,
11 r-e/le.I?Electrisch zijn de groepen dus in serie geschakeld, hetgeen inhoudt dat, aangezien de 6 electrode-eenheden in 'In bad
pa-rallel staan, de spanning tussen anode en kathode 60:11
=
5,5
Vis. Wanneer de spanning op een cel tot 7 V opliep, werden de kathoden erin door nieuwe vervangen. De stroomsterkte per bad
was 5400 A een aangezien elke bak 360 liter vloeistof bevatte,
was de stroomconcentratie 15 A per liter.
Het is gebleken dat, wanneer2de stroomdichtheid aan de kathode
hoger wordt dan 0.048 A per cm , de polarisatie sterk toeneemt,
waardoor de spanning stijgt. (Litt,l. en
2.)
Uit de stroomsterkte en de maten van de kathode yo1gt hier,
dat de kathodische stroomdichtheid 0.0385 A per cm2 is.
De verliezen aan platina zijn een fUnctie gebleken van de
anodische stroomdichtheid. Bij een waarde hiervan van 1,57 A per
cm2 bleek het verlies minimaal te zijn, en wel 2 gram Pt per
1000 kg.10~ - ig H202 •
Uit schema 2. is te zien, dat er vier groepen van elk 11 baden
parallel door electrolyt worden doorstroomd. De baden van ~~n
groep worden echter in serie doorstroomd.
In verband met de stromingsweerstand in de baden zijn ze zo
opgesteld, dat tussen 2 opeenvolgende cellen een hoogteverschil
van 2,5 cm bestaat.
De werkwijze bij de electrolyse is nu als volgt:
De vloeistof, komende van de K2S2~A-fi1tratie, wordt uit de
waehttahks in 3 tanks van elk IO ettb.meter gepompt, waar er
802 doorgeblazen wordt om eventueel aanwezig Caro-zuur te
ont-lenen.
Ook wordt er, om het stroomrendement van 78~ tot 86~ te verhogen,
per liter 0.1 gram NH CNS als 3~ige oplossing aan teegevoegd.
Met de eventuele toev~eging van water wordt de samenstelling van
de voedingsoplossing als volgt:
(NH4)2S04 ••••••••••••••• 300-320 gil H 2S04 ••••••••••••••••••• 60-70 gil K 2S0
4
•••••••••••••••••••
40 gil 60 gil NH 4CNS... O,lg/l Dichtheid: 26,9OB'
Deze oplossing wordt met een snelheid van 30 000 I/uur door de electrolysecellen gepompt. Over het oppervlak van de
vloei-stof wordt per uur 4500 ouD.meter lucht geblazen, waardoor het
ontstane H2-gas zodanig wordt verdund, dat de conoentratie
er-van kleiner dan 5~ is, en explosiegevaar niet meer bestaa.t. Om.
hierbij verdampen van vloeistof tegen te gaan, wordt aan de 1uoht per uur 50 kg sto.am toegevoegd.
Het koelwater wordt met een snelheid van 480 cub.meter per batterij per uur geoirculeerd.
3)
Er wordt gedestilleerd water gebruikt
l
teneinde bij eventuelebreuk van een koelerbuia geen Ca-ionen n de vloeistof te krij-gen, waardoor in het asbestdraad CaSOA zou neerslaan, en de weerstand in het diafragma te hoog zou worden.
Het gedestilleerde water wordt in een warmteuitwisselaar ge-koeld. Er zijn 4 van deze apparaten in gebruik. Materiaal Al. Eén uitwisselaar bevat 515 pijpen van 5010 mm lang, 10 mm uit-wenidige- en 8 mm inwendige diameter. Temperatuur-ver8chil tus-sen inkomend en uitkamend gedest. water: 18,5 - 22,5 C.
Het temp. verloop over de baden is als volgt:
bad 1: geen koeling: 20_- 250
2: koeling: 25 -- 300
3: ••••••••••••• 30- 330 4 •• • • • • • • • • • • • • • 33 - 35° 5s ••••••••••••• 35-360
6/11 ••••••••••••• 380
Bij stijging van de temp. boven 400C'gaat het stroomrendement voor elke graad stijging met 1% achteruit.
De meeste efficiënte temp. is 3800.
De samenstelling van de vloeistof, komende uit de cellen is
als volgt: 828 2°8 ••••••••••••••••• 128 gil (N.B4)2S04 ••••••••••••••• 300-320 gil K 2S04 •••••••••••••••••• 40 gil
Uit de electrolyse-cellen stroomt de vloeistof in een Haveg-voorraadtank met 2,5 oub.meter inhoud en wordt vervolgen. door een filter van keramisch materiaal gepompt, waar de vloeistof gezuiverd wordt van asbest- en grafietdeeltjes.
De temp. van de oplossing is nu dus 380 ; aangezien bij de reac-tie met KHSO een aanzienlijke warmteontwikkeling optreedt, moet de vloeistof4eerst gekoeld worden. Dit geschiedt in een z.g.n. vacuum-koeler, die als volgt is geconstrueerd:
Onder aan een verdamplichaam van V?A-staal, waarin een druk wordt onderhouden van 10 mm Hg, is een Pyrex-buis bevestigd,
die weer door middel van een verloopmof van V2A-staal in verbin-ding is met een glazen buis van een zodanige Iengte, dat bij de heersende druk het vloeistofniveau juist halverwege de Pyrex-buis staat. Het verdamplichaam is via een zuurnevelafscheider met een condensor verbonden.
De glazen buis mondt onder in een opvangtank uit, die verbon-den is met een Haveg opslagtank van 2,5 cub.meter inhoud.
5.
Het verdamplichaam bestaat uit een cylinder met een diameter van 1 m, die 1 m hoog is, voorzien van een deksel met een in-laat voor waswater.
De Pyrex-buis is 60 cm lang en heeft een doorsnede van 25cm. De glazen valbuis, die ongeveer 10 m lang is, heeft een dia-meter van 6 cm.
De zuurnevelafscheider is een cylindrisch lichaam, met een bijna halfbolvormige bodem met een inlaat aan de ene kant en een uit-laatbuis, die aan de andere kant van de bodem het toestel ver-laat en in het cylindrisch lichaam tot aan het deksel reikt.
Het apparaat is met porceleinen ringen gevuld, die gedragen worden door één geperforeerde plaat.
De condensor is een verticale oppervlakte-condensor, met 130
Al buizen van elk 1800 mm lang, 25 mm inw. en 31 mm uitwendige diameter.
De berekening van de grootte van deze condensor verloopt als volgt:
Gegeven is,dat,per uur 2~ van 30 000 1, of wel 600 1 per uur wordt verdampt. Aangezien wij deze zelfde hoeveelheid
condenseren,moeten per uur 600 x 600 x 4
=
1440 000 Btu af-gevoerd worden.De koeling geschiedt in tegenstroom. Als wij aannemen,dat damp en condensaat een temp. van 2800 hebben, het koelwater de condensor binnenkomt met een temp. van 1500 en verlaat met een temp. van 2400,1s het logarithmisch temp.verschil 7,66~oO of wel l3,a OF. Wanneer wij de overall-coëfficient op 400 Btu/hr/sq.fttOF stellen,vinden wij voor het benodigde oppervlak 262 sq.ft. (Litt: 3.)
Nemen wij 1"/5" buizen van 6 ft lang, dan zijn 130 buizen
4'
nodig.
De koeling geschiedt nu als volgt:
De vloeistof wordt door het filter gepompt en van hieruit in het verdamplichaam gezogen, verdampt hier voor een deel en komt via de barometrische valbuis en eronder geplaatste bak in een Haveg-opslagtank van 2,5 cub.meter.
De vloeistofsnelheid en de afmetingen van het apparaat zijn zodanig, dat 2% van de oplossing verdampt, waardoor de temp. van 3800 tot 28°0 daalt.
De damp komt via de zuurnevelafscheider in de condensor, en wordt daar gecondenseerd.
Het neerslaan van K2S208 •
De oplossing uit de vacuumkoeler wordt continue naar de vate~n ~epompt, waar de reactie
{NH
4)2S20a + 2KHS04
=
K2S20a + 2(NH4)HS046.
Het streven is, de K2S20a-kristallen met een grootte van 2
à
3 ~ te verkrijgen.Dit heeft voordelen wat de sCheiding van de vloeistof betreft, terwijl ook een zuiverder product wordt verkregen, wat het destil-latie-rendement gunstig beinvloedt.
Om dit te bereiken is het nodig de reactie zorgvuldig in de hand te houden, hetgeen door de gevolgde werkwijze goed mogelijk is.
De reactievaten zijn van V A-staal, met een capaciteit van 2 cub.meter. Elk vat is voorjien van een isolatiemantel.Doordat bij de reactie veel warmte vrij komt is een intensieve koeling nodig. Hiertoe is elk vat voorzien van 2 koel spiralen, en een V2A-stalen bladroerder.
De berekening van de lengte van de koelerbuis in de reactie-vaten verloopt als volgt:
Voor ~~n batterij gebruiken wij 2 paar reactievaten.
Peruur komt de vaten binnen: 10 000 1 oplossing met 120 gil H2S20
S'
d.i. 6250 gmol.Hiervan wordt de helft neergeslagen, dus per uur moeten 6250 gmol KHS0
4 worden toegevoegd.
De warmte, die bij het oplossen hiervan vrij komt, bedraagt: -4 x 6250
= -
25 000 KCalDe warmte, die bij het uitkristalliseren van het persulfaat vrijkomt bedraagt +15 x 3125
=
+ 47250KOalDe voeding komt het vat binnen bij 280C en verlaat het bij
l50C.
Stellen wij de s.w.van de slurrie op 1 KCal/I, dan zijn per uur uit 10 000 1 nog af te voeren: 10 000 x 13
=
130 000 KCal.Totaal dus per uur af te voeren: 155 000 KCal, of wel 620 000
Btu.
Stellen wij het gemiddelde temp. verschil tussen spiraal en vloeistof op 100C d.i. 180F en de overall-coëffioient op 70 Btu/hr/sq.ft/oF, dan is het benodigde koel oppervlak: 490 8q.ft. (Litt: 3.)
Wij nemen 1"/.2." buis, met dus 0,332 sq.ft/ft, zodat hiervan 1470 ft nodig
4
is.Maken wij de omtrek van ~~n winding van de spiraal 6 ft, dan moeten in de 4 reactievaten 246 windingen worden aange-bracht.
Inverband met het feit,dat de reactie voor het grootste deel in de eerste van de parallel doorstroomde paren vaten plaats vindt, zijn in die vaten de meeste windingen aange-bracht. In deze vaten 2 spiralen van elk 37 windingen en in de andere 2 vaten 2 spiralen van elk 24 windingen biedt de mogelijkheid de temp. tijdens de reactie volledig in de hand te houden.
In totaal zijn er 12 reactievaten in gebruik, en wel gerang-schikt in 6 stel van 2; d.i. dus 2 stel per batterij van 44 ba4en. De vloeistof stroomt n.l. van het ene vat in een tweede dat iets lager is geplaatst, waar de reactie beeind1gd wordt en Ae temp. ' van de slurrie tot l5 0C wordt verlaagd.
Aan het deksel van het eerste van elk stel vaten is een hopper met een worm bevestigd, die oont2nue een aequivalente hoeveelheid
KHS04 in het vat brengt.
Doordat de koelspiralen met een laag K S 0R- kristallen wordën bedekt, waardoor de warmteovergangscoëffîoîent wordt verlaagd, wordt het toevoegen aan een paar vaten elke 12 uur gestopt en zo-lang stoom door de koelspiralen geblazen, tot de inhoud van de vaten 5000 geworden is; hierna wordt de koeling weer ~sloten
en zodra de temp.weer 1500 geworden is, de voeding van oplossing en KHS0
4
tot de vaten toegelaten.Via een Haveg-ops1agtank wordt de slurrie naar een volautomatische centrifttge{b.v.fabricaat Baker Perkins)gepompt, waar de kristallen met gedestilleerd water worden uitgewassen tot een hoeveelheid van 6000 1 per dag. (Li tt: 4.)
De produotie aan persulfaat bedraagt per dag 63 x 1100
=
69300 kg, met samenstelling:K2S20a ••••••••• 84~ (NH4)2s20a •••••• l~ H20 •••••••••••• 6%
Hiervoor wordt per dag aan de reaotievaten toegevoegd 63 x 1107
=
69740 kg KHS0 4, met samenstelling: KHS0 4 ••••••••••• 84~ NH4
HS04
•••••••••
l~H20...
6~AN1~
Uit de centrifuge wordt het persulfaat in Al wagentjes gestortr:
.,,*,' 7 . en na gewogen te zijn naar de destillatie(zie deel D)vervoerd.~. "I. Het filtraat uit de centrifuge wordt samen met het waswater via
~ / t ~ .) een Haveg opslagtankje voor het grootste deel naar de tank voor
\" } ~ de bereiding van de electrolyse-vloeistof gepompt; een ander deel eohter naar de vloeistofzuivering.
5) Vloeistofzuivering.
Voor zuivering wordt 0.6~ van het filtraat van het ~S208 aan het circuit onttrokken. Dit komt er op neer, dat per miand van 25 dagen 100 cub.meter vloeistof moet worden gezuiverd.
Om de visoositeit te verlagen, waardoor neerslagen makkelijker kunnen bezinken,wordt.de te zuiveren vloeistof 5 maal verdund. Per dag ontstaat dus
5
maal 100/25=
20 cub.meter.Er zijn 6 tanks van 10 cub.meter (materiaal Haveg) beschikbaar, zodat elke tank
3
dagen gevuld kan blijven staan.De werkwijze is als volgt:
Een deel van de vloeistof komende van de oentrifuge, wordt in een verdunningstank van 10 cub.meter gepompt tot een hoeveelheid van 2 cub.meter peridag. Vervolgens wordt hierbij 8 M3 gedestil-leerd water gevoegd, waarna gasvorming NB in de vloeistof wordt geleid tot hiervan een overmaat aanwezig ls. De temp. steeg hierbij
/
-8.
In de oplossing aanwezig platina wordt door de kolloi~ale eigen-sohappen er van aan het neerslag geadsorbeerd.
De tankinhoud wordt naar een van de bezinktanks gepompt waar het neerslag dus 3 dagen gelegenheid krijgt om te bezinken.
Als dit gebeurd is wordt de bovenstaande oplossing naar een opslagtank overgeheveld en van hieruit gezogen in een aardewerken retort, waarin bij een druk van 10 mm Hg met stoom door een V A-stalen spiraal zolang wordt ingedampt, tot het vaste stofgeha1te in de retort oa.55% geworden is. De damp wordt via een zuurnevel-vanger van hetzelfde type als bij de vacuumkoeler in een Al-opper-vlakte-condensor gecondenseerd.
De berekening van het oppervlak van de verwarmingsspiraal in de oonoentrator en het oppervlak van de condensor verloopt aldus:
Aangezien per dag 4 oub.meter oplossing aan het oirouit wordt onttrokken teneinde gezuiverd te worden, en deze vloeistof 5 maal wordt verdund, verwerkt de concentrator per dag 20 cub.meter. Er wordt ingedampt tot een slurrie met 55% vaste stof,hetgeen er op neer-komt, dat per uur 820 1 water moet worden weggedampt.
Hiervoor zijn nodig: 820 x 100 ~ 514 000 KOal, of wel 229 6 000 Btu
Er wordt verwarmd met stoom van 1,5 atm; de tamp. hiervan
is 233°F. °
De temp. van de bij 10 mm Hg kokende oplossing is oa.30 0, d.i. 86°F, zodat het temp.versohil tussen vloeistof en spi-raal l500p ls.
De overal1-coëfficient stellen wij hier gelijk aan 600 Btu/hr/sq.tt/oF.(Litt: 3.)
Voor het verwarmend oppervlak vinden wij nu 25,5 sq.ft. Wij nemen lR/fR buis. Hiervan is nodig 80 ft d.i. 24 m. Maken wij de diameter van een winding van de spiraal 60 om, dan is de omtrek van é~n winding 1,9
m
en zijn er dus 13windingen nodig.
In de condensor moet dezelfde hoeveelheid warmte afge-voerd worden. Het is een Al-opperv1akte-oondensor, waarvan de overa11-ooitfigient 400 gesteld mag worden. Bij een temp. verschil
van
13,8 F komen wij tot een oppervlak van 420 sq.ft.Nemen wij
1"/5"
pijpen van6
ft lang,dan zijn er hiervan'4
210 in de oondensor nodig.
De slurrie uit de concentrator wordt gecentrifugeerd; het fil-traat wordt naar het vat voor het bereiden van de electrolyse-oplossing gepompt; de vaste stof, bestaande uit:
(NH 4)2 S04 •••••••••• 80% ~S04 ••••••••••••• H 20 ••••••••••••••• 15%
5%
via een hopper in het tweede van een stel reaotievaten gebracht. Door op deze wijze te werken worden gelijk de verliezen, aan NB
3
die bij de eleotrolyse ontstaan door het alkalisoh worden van de vloeistof aan de kathode, weer aangevuld.
Het neerslag uit de bezinkvaten wordt op geregelde tijden hieruit verwijderd, en na gecalcineerd te zijn, verkocht voor opwerking van P't.
9.
6) Sankey-diagram voor de stof.
Voor de K,S,08-bereiding wordt een Sankey-diagram voor
de stof gegeven.(Litt.5).
Om dit te kunnen opzetten was het nodig, voor elk onderdeel
van het proces met behulp van de beschikbare gegevens een
nauwkeurige stofbalans op te maken.
a) De balans voor de electrolyse-cellen is als volgt:
De cellen gaat binnen:
30000 l/uur, met dichtheid 26,90Bé, d.i. 1.226 kg/dm3 ,
dus 36780 kg/uur, en samenstelling:
(NH4)2S04 ••••••• 300 g/l
=
9000 kg/uur H 2S04 ••••••• 67 g/l=
2010 kg/uur K2S04 ••••••• 40 gil=
1200 kg/uur H2S208 ••••••• 60,6 g/l=
1848 kg/uur H 20 •••••••••••••••••••=
22720 kg/uur benevens NH 4CNS NH 3 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •=
=
---36778 kg/uur totaal 3 kg/uur 6,lkg/uur STOOM, voor in de lucht, die over de
cellen wordt geblazen ••• 50 kg/uur
De cellen gaat uit:
(NH4)2S04... 9000 kg/uur
K2S04 ~... 1200 kg/uur
H2S208 ••••••••••••••••••• 3837 kg/uur
H
2 (uit H2S04
=
H2S208 + H2) 20 , 5 kg/uurH
2+02( uitH
20 door nevenreacties) 26 kg/uurH 20 ••••••••••••••••••• 22694 kg/uur benevens NH 4CNS NH 3 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • WA TERDAMP • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 36778 kg/uur totaal 3 kg/uur 6,lkg/uur 50 kg/uur
10.
b) Vacuumkoeler.
Ingaande stof: wat uit de cellen komt, behalve het ver-lies, zijnde H2' H2+02, NH
4CNS, NH3, waterdamp.
Uitgaande stof: Hier wordt 600 1 water per uur verdampt; verder zijn er geen veranderingen in de hoeveelheden.
c) Reactievaten. d) Ingaande stof: 1) H2S208 •••••••••••••••••••••••• K2 SO 4 • • • • • • • · • • • . · • · • • . • • • • • • (NH4)2~04 •••••••••••••••••••••• H20 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 2) KliS 04 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • NH4 HSO 4 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • H20 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
3)
H20 (waswater) •••••••••••••••• 3837 1200 9000 22094 2444 289 173 250 kg/uur kg/uur kg/uur kg/uur kg/uur kg/uur kg/uur kg/uurTer vereenvoudiging nemen wij aan, dat de kristallen, die bij de vloeistofzuivering ontstaan, niet hier worden toege-voegd, maar bij de moederloog ervan in de bereidingsvaten.
Uitgaande stof: 1) H2S208 •••••••••••••••••••••••• K2SO 4- ". • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • (NH: 4)2S04 ••••••••••••••••••••• H 2S04 •••••••••••••••••••••••• 2) K2S208 •••••••••••••••••••••••• (NH 4)2 S208 ••••••••••••••••••••• H2 0 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 3) H20 (waswater) ••••••••••••••• Vloeistofzuivering. 1848 1200 9000 2010 2426 289 173 250 kg/uur kg/uur kg/uur kg/uur kg/uur kg/uur kg/uur kg/uur
Naar de vloeistofzuivering gaat 0.6% van: 1848 kg H 2S208••••••••••• 11,1 kg/uur 1200 kg K2S0 4 ••••••••••• 9000 kg (NH: 4)2 S04 •••••••• 2010 kg H2S0 4 ••••••••••• 22094 + 250
=
22344 ~~.a~o... .
7,2 54,0 12,1 kg/uur kg/uur kg/uur 134 kg/uur---218,4 kg/uur totaal
e)
11.
Wanneer wij aannemen, dat het s.g. van deze oplossing
1,22 kg/dm3 is, dan is het totaal179 liter, Voor verdunning wordt hierbij gevoegd:
H20 ••••••••••••• 716 kg/uur
NH
3 ••••••••••••• 6,1 kg/uur
Uitgaande stof:
De vloeistof wordt ingedampt tot een slurrie met 55%
vaste stof. Aan vaste stof is per uur aanwezig 11,1 +
7,2 + 54,0 + 12,1 + 6,1
=
90,5 kg.100 kg slurrie bevat dus 55 kg kristallen en 45 kg.
moederloog. Stellen wij dat de moederloog 20 kg vaste
stof en 25 kg water bevat, dan bevat 100 kg slurrie 25 kg
water en 75 kg vaste stof.
Op 90,5 kg vaste stof bevindt zich derhalve 30 kg H
20
na het indampen.
Vóór het indampen is echter aanwezig 134 + 716
=
850 kg,dus moet per uur weggedampt: 850 - 30
=
820 kg H20.Uit gaat dus:
l)alle vas~ stof + 30 kg H
20
2)820 kg H20
Bereiding van de electrolysevloeistof. Ingaande stof:
l)Filtraat uit de centrifuge, minus 0,6% wat naar de
vloei-2)
stofzuivering gaat, dus:
H 2S208 •••••••••••• K 2S04 •....•.••••. H2S04 • • • • • • • • • • • • H 20 •••••••••••••••• 1848 11 1200 - 7 2010 - 12 22344 - 134 9000 - 54
=
==
=
=
NH 4 ONS •••••••••••••••••••••••••••3)Wat uit de vloeistofzuivering komt, dus:
H 2S208 •••••••••••••••••••••••••••• • K2 S04 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • H2S04 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
(NH4)2S04··· ·
H2 0 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • NH3 • • •••.• • • • • •• • • • • •• • • • • • • • • 1835 kg/uur 1193 kg/uur 1998 kg/uur 22210 kg/uur 8946 kg/uur 3 kg/uur 11 kg/uur 7 kg/uur 12 kg/uur 54 kg/uur 30 kg/uur 6 kg/uur 4)Om de vloeistof weer op de goede concentratie te brengen12.
Zoals uit deze getallen duidelijk blijkt, was het niet mogelijk het Sankey-diagram op schaal te tekenen, zodat de breedte van een baan een juiste maat is voor de hoeveelheid stof, die er door wordt aangegeven.
De bijgeschreven getallen geven kilogrammen per uur aan. Uit het diagram is direct te zien, dat voor de bereiding
van ISS20a voor waterêtof'peroxyde benodigd zijn:
1) H
20. Dit gaat n.l. verloren door nevenreacties,en wel in eenhoeveelheid van 26 kg per uur.
2) Stoom, dat aan de over de electrolysevloeistof gevoerde lucht wordt toegevoegd om indampen van de oplossing te voorkomen. Hoeveelheid: 50 kg per uur.
3) NH
4CNS, 3 kg per uur. 4) NH
3, dat uit NH4HS04 ontwijkt, doordat om de kathode een
alka-lische vloeistoflaag aanwezig is. 6,1 kg per uur.
5) Bi sulfaat , waarvan de waterstof als H2 aan de kathode ontwijkt;
dit ontstaat echter tijdens de vorming van H
202 door ontleding van persulfaat met water.
---Litterratuur: 1. C.I.O.S. XXXIII - 42 2. C,I.O.S. XXIII - 18 1 \~j.j 3.
4't'
'1 / )J.H.Perry, Chemical Engineers' Handbook.
I
vP"
/
4. G.G.Brown, Unit Operations. /5.
Hütte, Des Ingenieurs Taschenbuch 111./
130
~
-\ "- j ' , • f/~
'j
I
t
JDE BEREIDING VAT\J E~N GECONCENTR'":H.:RDE
j·IATEP_STO!i'PEROXYDE OPLOSSING.
IJ.N. de Graaf.
•
de Ruyterstraat 5 , Leiden •-ELEGTROLYSE- GELLEN (
,
;1 (~)i
g g I "" T -J, N •• ~-PERSULFAAT voor HA-BEREIDIN6W. N.de Graaf
\
S~O
r
0-i Inhoud
p:,. I BESTAANDE TECHNISCHE PROCES EN.
~. a) Niet-electroehemische processen. ~1 Ba-peroxyde. §2 Na-peroxyde. b) Electrochemische nrocessen. Inleiding. ~{eiszenstein-proce s. Adolph-Pietsch proces. Löwenstein-proces.
11 IN ONTHD(KELING 2T JNDE PROCESSEN. a)
b)
c)
2-aethyl-anthrachinon. Kathodische reductie van 02 Stille ontlading.
Literatuun.
HET ADOLPH. PIETSCH PROCES.
blz. 1 :2 2 2 4 4 5 7 '7 '7 '7 9
1 •
A·
I BESTAANDE TECHNISCHE PROCESSEN.
a) : Ni~t-~lectroehemisch~ processen.
~ 1 : Ba-perxyde:
De oudste methode ter bereiding van H202 oP10ssinf!en is die, waarbij
bari-um-:-p~roxyde met een zuur omgezet wordt in fI'I~n Ba-zout sn H202. In 't alfe-meen zal ml3n hi~rbi5 gehrui1< mak~n van zl.;av!'!lzuur omdat hier het onoplosbare BaS04 ontàtaat, waardoor een Ba- v~jje oplossing wordt ver1{regen. Deze be-trakkelij1< eenvoudife methode heeft zich lange t:ijn kunn!'ln handhaven, doordat ook hij ~en kl~ine productie met een goed rendement gewerkt kan worden.
Eerst blj deOptêomst van êfe- electrochemisch"! orocessèn is deze hereidings-ml'lthode hoe langer hoe me""r 00 de achterlITond i!eraakt. De oorzaken hiArvan
war~m uit 3"i te nit van economische aard.
Voor de bereiding van het harjumoeroxyde gf'at men uit van bariumcarbonaat,
dat gemengd met asvrije cokes - hijv. oetroJslUTlcokes - in een ov~n bij 1200
o
e
wordt verhit. Het carbonaat reageert met dp. kool volgens de verg;BaCOl + C
=
BaO + '2 CO.De gasontwikkeling draagt er toe bi5 dat een ooreus oxyd~ ',.,rordt verkrei?en, hetgeen voor d", nujvo!wmde oxydatie tot bariumper0xyde vere~ st is. Deze oxydatie wordt liitgevoerd door het oxyde in eAn luchtstroom bij 5ljlj-boO · C te verhi tt.en.
Ui t het bariurnperoxyd", wordt door i O1tTerking van zwavelzuur e""n H:>O? 0plossinr verl.cregen, die door fiJ trati~ van het nMrVAslagAn suJ fp.at wordt bevrijd.
Deze reactie verloo~t all~en dan met ~en voed rAndement, wanne~r een verdunde H?S04 oplossinR worst gebruikt, zodat dan e~n verdunde waterstofperoxyàè
-oplossing ontstaat. Bij geb~uik van een zodanige concentrati~ van het zwavel
-zuur dat een 4 %-i_ge H202 oplossing l,.,rordt ver'l(regF.ln, is het rendement : '75 %;
voor een 6 %-iI"9 opI. Achter slechts ?5 %, t~rwi5l voor e~n 8 %-ige oplossing aHe waterstofperoxyde vTOrdt ontJeed.
V00-r de hereidinQ' van geconcentrAe-rde H?O? oplosslngen is deze methoéle in vergeUr-dng met nader te noemen methoden, die ·~en veel sterkere oplossing geven, onvoordelig vanwege de hoge destiJ"1 atie 1costf"lO. 130vendien zlillen al ~e
in het bariumperoxyde aanwezige oplosrare verontreinig!hngen '.Tóór ue destillatie verwj .iderd moeten worden, tl'3neindl'3 \,;:atalytische ontledinv van h('!!t waterstof-peroxyde te v00r1<om~n.
De gertnge afzetmog~li.i1<heid van het ... in de verf'industrie gebruikte- barium
-sulfaat, is mede oorzaa'l( dat dit proce~oor d~ h~r~i0ing van geconcentreerd
waterstofperoxydo. slechts een ondergeschj1{te rol zal kunnen spelen.
00'-<: de moge1i.j1cheid het bar~ urnperoxydA met koo1zu"r onder druk te ontsluiten,
(1) h~eft ondanks het vele onderzoe1c hierov~r in de 1000 der jaren verricht(2)
.
?
§2 : Na- peroxyde :
Ook wordt nog -zij het op zeer geringe sch~al-H202 bereid uit natriumperoxyde.
De kosten hiervan zijn echt~r zó hooI! - het Na~O') 1.JOT'dt door verbrandEm van
metallisch Na ver~egen- dat dit or0C~S sl~chts in sommige bedrijvan, daar
waar een geringe hoeve~lheid nodig is , wordt toegepast. (3)
. " C' (t
b) : Electrochemische ~~.
DoorÁ~ opkomst van d~ electrochemische bereidingsmethodeqVan perzwav~l
zuur en de Dersulfaten, is de basis gelegd voor de opbJoei Van de watersto~
peroxyde industrie; OP deze manier werd het mogel1jk zuivere en
h00ggecon-centre~rde oplossingen te makAn.
Deze methode biedt het voordeel theoretisch sl~chts wat~r en energie te
ver-bruiken, zodat er practisch geem kosten voor grondsto~ren zijn en de
kost-prijs van de electrische energi~ en st"9nkool van groot belang zjjn.
Men kan zich voorstellen dat de vorming van het persulfaat uit het sulfaat
aan de anode obats vindt volpens de rea6tie:
2 S04~ = S20~" + 2e.
De bereiding van het watersto~peroxyde geschiedt volgens de reactie:
V
w,
fy1'
\.1
+ + SO 4 " +
\\'\~ Voor het verla-ijgen 'lan een goed rendAment tijdens de electroJ yse is hst noodzakelijk er zorg voor te dragen dat reductie van het gevormde oersulfaat aan de 1cathode of hydrolyse tot Caro-zuur niAt olaats vindt.
De vorming van het Caro-zu'Jr pE'lbeurt vo1f!ens:
H?S20~ + H?O =::::=:::; H2S04 + H?S05 "H20 H20? + H2S04
Het ontstane H20.., l{an met nog aanwl'lzig Cara-zUl!.:r reageren:
+ + + 0')
Verder l<:an het zuurstof worden
Sara-zuur , evenal s het waterstofperoxyde , dor:·r anodische
omgezet:
H2S05 + 0 + 0').
VOOT' het geval dat t-le een zl-1avel ZUlJr oolossing electrolyseren, trAden aan
de anodq de reacties op 1) 4 OH 1 + 2a) 2b) 2c) 3) In 4) 5) 6) 7) de ? OH' + 2 HS04 ' + ° 2 S05" +
oplossinr. verder
H2S6°~ H2S 5 H2S0
Ó
H2 S2 R 49 = ')<3 = + H20 =°
=°
= nog: + H?O + H20 = + H202 = + H20 = °2 + H 20 -Jo H2S20~ H'2S05 H2S04 H2S04 2 H2S04°
+ + + + -Jo 2 OH' HeS04 H ?o?
~ 1120 + 02°
r '
0 '
.
'
,---De gewenste reacties ZlJ;"l 28) en ?l)). Voor het verkrijgen van e8n hoog
rendement is het dus noodzakel1 .il{ de vormi ng van Cara-zuur tegoen tA gaan. Bovendien heeft het Caro-zunr e!3n sterk depol ariserende \.[er'oÖng Ol') de Pt-anode, waard00r de vorming vam perz1.[av"llzuur ster1{ wordt vermj nderrl en
reactie 2c) de overhand 'crijgt, (4) hetge"ln I'Aeds het e-eval: is hij zeer kleine H~S05 concentraties.
Het stroomrendement van dl"! electrolyse wO"Y'dt heinvloed door:
1) : de wwavelzuur-concentrati.A. Een maximaal rendement treedt op bij de
~ichtheid 1,311 - 1,45. (5) 1
2) : de stroomdichthei~. Een grotere str0omd~chth€lid gee~t €leb hoger ren-dement. (5)
J) : de temperatuur. H&t rendement neemt a P bii toenemende temperatuur. De v'3rzeping van het per sul faat tot Cara-zuur wor'U na • door temryeratuurs-v9-rhol!ing versneld: dEl \Tormine- VHn het oersul+'aat zel+' is practisch t<~mp.
ona~hankel1.il{. (6)
.
t
t
4) : vreemde electrol yten. Het rendem~mt '-<an doot toe egen van verschil-lende electrolyten aan ~de oplossing be invloed worden. Van practisch 'he'.ang is hierbij het toevoAg"n van NH4CNS , dat door zijn po~ntiaalverhogende
werklng het -rendement doet tO"lnemen. •
5) : stroomconcentratie . Om de hoeveo.lheid gevormd Car ZUl.1r te verminderen, zal men de tijdsdunr van de electro]vs'3 moeten be1corte . Het zal daarom noodzakelijk zijn de stroomconcentratie i .i. de v~rhou~n~ van de stroom-sterkte tot het volumen van de onJossinp' zo groot mOW3,Hjk te ki'3zen. i!:r
j s dan geen tijd meer om het 'Oer sul faat noemenswM.rçl!.I3'
f9
doen verzepen.6~ : kat50nen. Bij het toevoef!en van m8taa1su1.~aten';7ál ammonium-,
1calium-en a] uminium-sul Paat otstaan 'ree:!. f!rotAr8 stroomrenrlementen als voot zwave]-zuur. Vooral am.rnoniumsulPaat is e-unst5g. (7) Een n8utralepm412So4 opJos-sing geeft de beste onbrengsten.(Q5 - gO % ). Het nad'3~l hiervan iS echter
dAt direct na het berin van de electrolyse de 0nlossing arn de anode zuur en aan de kathode alkalisch wordt, waa-rdoot verlies aan NH3 l{an optreden.
Bov8nrl.ien nemen dan do. OH' ion'om Aan belanp''r'5.ik dAel van het stroomtransnort voor hun rAl{ening waardo0r het r8ndemo,nt '.[e "1' daa] t. Hen '<an nu zo wer1<en
dat men door sterl{ omroere" en toedrupoel en van geconcentre8rd z'·:avelzuur de oplossing bli.ivend neutraikl houdt, Het e-rote vOrJrdeAl is dat de vorml'P van Caro-zuur nractisch n~ et optr"lsdt, 1,J&"""door h"lt rendemAnt hoog is.
In een derYf'sli,jke neutrale onlossing- '{an men zeI Ps zonder diaphragma
'ITerken, ',vanneer men I},? % chromaat aan de oplossing toe'103ft. Dit
verh-in-dert de kathodische "'educti A van het ryersul raat, doordat om de :cat.hode
e")n dun huidje van chroomhydrox"Trie wor'U gevormd. Werkt men in zure oplos-singen, dan w~bruikt men algemee.n een om de kathodA ge1,Jil{keld
asbest-dia'l)hragmo.
Voor de technische bereidinp van H?O) l{omt practisch alleen d" electro-1 yse ,ran H2S04 en van amrnoniumhisul faat in aanmerking ,aangezien het
onmo-gelijk is bij neutrale oplossingen grote .qmmoniak verliezen te voorl{omen. De OT) dit ogenblik belangrijkste prOC9s'>en zijn:
1) \>leiszenstAin - proces. ?) Adolph - Pietsch prOCEls. 3) Löwenstein proces.
,_
.. _-4.
'
..
,l,..feiszenstein proces.
Dit proces is het oudste der drie orocessen. (~). Een zwaveJz oplos-sing van e''ln s.g. van 1,3 tot 1,4 wordt bij A9n temparatuur van 1f) - ~') "c,
een spanning van 5 - 6 volt, en een stroomconcentratie van 50 Amp:/ L
~eë]ectrolyse8rd. Het rendement bedrasR't
"'''
:t
.
Direct na de electrolysewordt de opl nssinf!' in vacuo verwar md waarM de v'3rlrregen :-l20~ oplossing
kan worden geconcentreerd. Het rendement van deze destillatie be~raagt
gO - g5 %.
,
)
Abb. M. Schema dM Wel8enaul""r·\'arfaru-en..
H'J
+ 2 @
r
2 H2S04 • rt2S20q •
I
l
2 H2S04 • H2S20g •
Adolph - Pietsch p~oces.
Verreweg het grootste gedeelte van het in de tweede ltJereldoorlog
gemaak-te H202 werd volgens deze methode verKregen. Een emmonjumbisulfaat opl.
met ongeveer 2 - 10 % vrij zwavelzuur en bovendien nOf iets kaliumbisul-faat wordt zond"!r diaphragma tussen met asbest omwik'relde koolstof kathoden en Pt anoden tot op een gehalte van ongeveer 15 f!'ram actieve zU1Lrsto~
per L. electrolytisch g80xydeerd. Het KHS04 wordt het Dersulfaat als K2S20~ neergeslagen en a~gecentrifuge~rd. Na meng~n van het K2320Q met
zwavelzuur 1.Jordt het wate1"stofp8!'Oxydi'! door inl eiden van stoom bij vacuum
a~gedestilleerd. Het rendement ven de electrolvse is hier PS - ~I\ ~; dat
va~ de destillatie: 95 %. (g).
• NH'fHSO'f =~ .. '-===~ I ~:::::;;;r t
t
H? + 2!±)r
2 NH4HS04 - - - -_. (NH4) 2S20S Löwen~tein - proces.-, ~ ,\ , ~ ,., KHS0 4 5.
Deze methode berust OD de electrolyse van aAn ammoniumbi.sul('aat o pI. ,
waaruit na de electrolyse direct 1n vacua het waterstofoeroxyde wordt
gedestilleerd. Het rend8ment van ,ie 81ectrolyse hedraai!t ?5 - 90 %; dat van
de d8stil'Btie ten hoogste g5 %. (2)
. H')
+ ') Cf) ,
2 NHfS04 - - (NH4)r'O~
6.
t
I
"~
I Nvckmnd"l!!1 }1i .. Orap)IÎ!if')1I' I )ar~t,·IIUIIIl d,· ... l.iiW"II .. t,·jll· H i,·,h·l· \",'rfa~rt·II~.
!
.-,.,
Î
7.
Ir IN ON1",..JIK'<ELING ZIJNDE PROCESSEN.
a) : 2 - AethYl-anthrachinon nroces.
Deze hereidingsmethode berust 00 de oxydatie van 2-ûethyl-anthrahyd'l"0-chinon met luchtzuurstof tot het corresDonderend8 chincbn en H2C'2. De reactie wordt uitgevoerd in een opl~ssing van 50 ~ henzeen en 5n % hogere alcoholen
( C7 tot C11 ). Het H)O? wordt met wate~ geextrahegrd, waarna het chinon
in de oplossing met ;]2- gas en 'Raney-Ni wordt gereduceerd tot chinol,zodat ook We8r e9n ~ingoroces is ontstaan.
Het is mogelij't( met deze wer1c1..rij ze een '2n %--=-fle oolossing ti jdens de ex-tractie te verkrijgen, welke dOGr dephlefm8ren geconcentreerd 't(an '..,Torden.
Het grote bAzwaar van deze method"l i s, dat iA l,.Jaterstofryero"{yde oPl. niet (lehael van organi_sche stoffen te bevrijdAn is en er daardoor tijdens
de de still atie exp} asies 'runnen ontreden. (1 1")) , (11). Svem.rel schi jnt het
mogelijk door gebruik te ma1<:~n van andere oplosmiddelen, zoa~s a]1(vlnhos
-nhaten, dit gevaar te vermindl3ren, terwijl tevens hogere rendementen 'Iordo.n
ver~egen. (12).
b) : Kathodische reductie van ZUUl!rstop •
:'laterstof, zich onb·likkelenn, aan een kathode, kan de in de
electrolyt-oplossing opgeloste zuurstof tot H?O? reduceren. Als electrode kunnen
gebruikt worden draadnetten van ge;mal(lameerd Ag o~ Cu. Ondan't(s het feit
dat het stroomrendement ze~r hoog is, is deze berejdingsmethode
vooDals-nOf niet brui1<:baar, aangezien e"ln ho!!ere concentratie ean H202 dan Q,7 %
niet hereik'lJaar is. Er treedt dan n.l. ver~dera reductie OP tot H:~O.
Door de geringe oplosba:;rheid vah ZUU1·'~t()f' kan slecgts met 8en zeer geringe
stroomdichtheid gewerkt worden, bijv. 2 x 11")-'3 A/cm-. (13)
Bij hogere druk dan 1 atm. neemt df':l oplosbaarheid toe, waardoor bijv. bij 100 atm. 02 dru't( bij e8n stroomdichtheid van 5 x 1~-2 A/cm2 egn 2~ S
ige opl. verkregen kan \,forden. (14).
Verder is men er in geslasgd 00k gasvormige zuursto~ kathodisch te
rAdu-ceren. Hierbij wordt langs electrolytisch b~reid Cd- amalgaam tijdens de
vorming hiervan de aan de anode gevormde zourst,f geleid. Volgens de o p-gave zijn de energie-kosten slechts 1/3 van die bij andere electrolytische
processen. (15) •
Zeer inte'!"9'3sant is nog een methode (16) , waarbij de tijdens de
nersul-faat bereiding gevormde 1"atersto~ gebruikt 1,wrdt om tegelir~tijd 02 tot H202 te reducerem.
c) : Directe bereiding van H20? door stille electrische ontlading door
egn waterstof-zul rstof' mengsel.
Deze methode is eveneens gebaseerd OP het feit ,dat vrlJe 1.Jaterstof'atomen met moleculaire 0'2 reager.en onder vo""m:ng van H~O?.Een mengsel "an l-{2 met 5 %
02 wordt bij 160 0 C en iets meer dan 1 atm. door een ionlsatie-i{amer geleid
.
De spanning is 12000 V bi.1 g5nO H. Na dp, ionis8tiekamer 'komen de gassen via
een warmte wisselaar in necti ~iceerkolom, ',Jaar door toevoegen van H?O een
..
•
~
LiteratU";
(1) : G./tunge, Ztschr. ange'.]. Chem. 1, 3, (F9r'))
(2) : ~~: Ml}..chu, Wasserstof'neroxyd , Wien (1951)
(3) :/i\ilpitric:<, ReUf en Rice , Journ. Am. Chem. Soc. M~,
(4) Muller en Schellhaas , Z. Elektroeh. 1}, ?5ry (1907)
(5) Elbs en Schönherr, Z. Elekt~och. 1, 417,46~,(1;q4)
(6) Levy , Z. Elektroch. 2, 42~ (1Q03)
(7) Elbs en Schönherr, Z. Elektroch. 2, 24ry (1~95)
(8) D.R.P. 195.811
(9) D.R.P. 257.276
( 1')) D.R. P. 671.318 (194 ~ )
(11) C.I.O.S. XIX - 4
(12) U.S.P. ~537.655 (1951)
(13) E.Tiede en A.Scheede , Ber. ~, 69S (1q13)
(14) D.R.P. 266.516 (15) Sclfeiz. P. ID. 126.402 (16) Schweiz. P. 26R.529 (F150) (17) U.S.P. 2.615.040 (18) C.I.0.3. XXXIII - 44 . 301 q (1926)
•
9.
~. Het ADOLPH. PIETSCH n~oces.
Zoals duidelijk blij~t uit de in deAl A besoroken bereidingsmethoden voor geconcentreerd waterstofneroxyde, zal op dit ogenb1i~ voor technische fa-bricage aUeen e8n electrochemische methode ~n 'aanmer~ing komen.
Bij verge1ij1:dnfl van de drio. nrocessen, te weten het
lJeiszenstein-AdolphPietsch
-J
~n L·ó'..jenstein- orocesblijkt het vol/gende: Bij alle processen geschiedt de destillatie mèt een rendement van 95
%.
Het rendement van de electrolyse is bij het ~eiszenstein oroces slechts 70 %, bij de andere proceS'3en ~5 - qî %.
~
Do')rdat bij het Löwenstein-proces a11e8n met oplossingen gewerkt wordt 'I ris dit proees minder arbeids-intensief dan dat van Ado1ph-Pietsch, waar ~~I~' het werken met vaste stoffen meer en duurdere aooaratuur en dus een grotere
~ ~kaPitaalSinvestering
en hogere afschrijving noodzakelijk maakt.Hiertegen-over staat echter het feit dat bij het A.aP. oroces bij de destillatie minder stoom nodig is dan bij het Löwenstl'léin proces. Voor een land als de Verenigde Staten met hoge arbeinslonen en lage enerflie nrjjs zal men het Löwenstein proces gebruiken, terwijl men in guropa en de Sowjet-Unie aan het Adolph-Pietsch proces de voorkeur zal geven.
Dit is dan ook de reden dat \.jij voon de fabricage van f!econcentre,"rd H~02
het A-P. proces gekozen hebhen.
Vooralsnog bestaat er in vredestijd geen behoefte aan dergelijke hoog geconcentreerde oplossingen. De g~dachte fabrie~ ~an ons inziens het best geplaatst worden in de SOl.Jjet-Unie bi'; de stuwdammen in de Dnjepr, 1"raar van waterkrachtsenergie gebruikt gemaakt kan worden en de vervoerskosten na:=>r de Zwarte Zee vloothavens 1a817 zijn. Het ~1 '%-ige H202 wordt namelijk gebruikt voor onderzeeboottorpedo's en raketprojectielen. Van belang hierbij is verèàr dat in de Sowjet-Unie een voldoende hoeveelheid Pt geproduceerd
~an l"rorden om de onvermijdelijke verliezen, die vol~ens Duitse bron :2 gram per 100 ton 100 % B202 bedragen, aan te vullen.
De productie van de gedachte fabriek is ?35 ton ~1 %-ig H202 per werkmaand van 25 dagen. In Duitsland is in de tweede ;Jereldoorlog gevonden dat dit de meest economische productie per T'abriek is. Een hogere productie l"rerd higr verkregen door een aantal va~ deze fab~ieken naast elkaar tot éée complex te verenigen.
Het schema van de fabricage is op de volgende bladzijdA wegrgegeven.
Zoals hieruit blijkt is het geheel in t1.Jee min of me"lr apart staande delen te splitsen:
1') De electrolyse van een NH4HS04 oplossing tot (NH4) 2820g wat met KHSO L.. 1.n
K2S20,~ wordt omgezet. Dit gedeelte wordt behandeld in deel C. (w.N. de Graaf)
2) De bereiding van 81 %-ig H202 uit K2S20g. Dit gedeelte wordt behandeld in deel D. ( J. van der Sijs.)
Literatuur:
W. Machu \lasserstof'peroxyd. 1Hen(19S1) G.A. Zotos: Chem. Eng. ~~ 114,(1951) C.I.O.S. XXXIII - 42
C.I.O.S. XXV - 44 C.I.O.S. XXIII - 18
B.I.O.S. Final - 599
" I "
