Kristallisation von (NH₄)₂SO₄
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Kristallisation von Na₂SO₄ oder Glaubersalz
Vor allem in industriellen Abwässern wie zum Beispiel von Rauchgas-Entschwefelungsanlagen ist als Bestandteil Natriumsulfat beinhaltet. In vielen Fällen ist es notwendig, das Natriumsulfat aus dem Abwasser auszukristallisieren, um eine bedenkenlose Einleitung unter Berücksichtigung behördlicher Vorgaben gewährleisten zu können. Aber auch in anderen Prozessen, wie beispielsweise in der Viskosefaserindustrie, wird Natriumsulfat aus dem Gesamtprozess abgetrennt.
Je nachdem welches Endprodukt, also Natriumsulfat oder Glaubersalz, gewünscht ist, werden verschiedene Verfahren gewählt.
Verdampfungs-Kristallisation von Natriumsulfat (Na₂SO₄)
Soll das Natriumsulfat (Na₂SO₄) wasserfrei kristallisiert werden, so muss die Temperatur höher als der Umwandlungspunkt zum Decahydrat (Glaubersalz) gewählt werden. Die Lösung wird soweit eingedampft, dass die Sättigungsgrenze überschritten wird und das Salz ausfällt.
Aufgrund der geringen Siedepunktserhöhung von Natriumsulfat hat sich hierbei in der letzten Zeit vor allem das Verfahren der mechanischen Brüdenverdichtung als hauptsächlich eingesetztes Verfahren durchgesetzt.
Kühlkristallisation von Glaubersalz (Na₂SO₄ 10H₂O)
Soll das Natriumsulfat als Glaubersalz aus dem Prozessstrom ausgeschleust werden, so muss die Kristallisation unterhalb des Umwandlungspunktes liegen. Dies bedeutet, dass je nach Gesamtbestandteilen der Lösung bei einer Temperatur von etwa unter 32°C kristallisiert werden muss.
Der Vorteil der Kühlkristallisation mit Glaubersalz ist vor allem bei Prozessabwässern, dass durch die Kristallisation der Lösung auch immer eine große Menge Wasser entzogen und ins Kristall eingebaut wird. Somit ist es möglich, den Abwasserstrom nicht nur an Natriumsulfat sondern auch den Mengenstrom durch das im Kristall eingefügte Wasser zu reduzieren.
In der Praxis wird die Kristallisation des Glaubersalzes in Vakuum-Kühlkristallisationsanlagen durchgeführt. Hierbei wird durch Absenken des Drucks eine Verdampfung von Wasser herbeigeführt, welche letztendlich die Temperatur der Lösung absenkt.
Vor allem in der Viskosefaserindustrie hat sich als Standard etabliert, dass der entstehende Brüdendampf direkt in Schwefelsäure in Mischkondensatoren kondensiert wird.
Durch die hohe Siedepunktserhöhung bzw. Dampfdruckerniedrigung der Schwefelsäure ist es möglich, die Natriumsulfat-Lösung bis auf sehr tiefe Temperaturen abzukühlen, so dass nur noch eine sehr geringe Restlöslichkeit an Natriumsulfat in der Lösung vorhanden sind.
Alternative Möglichkeiten sind die Temperaturabsenkung der Lösung durch eine Kompression der entstehenden Brüdendämpfe durch Dampfstrahlapparate oder auch die mittlerweile vermehrt angewendete Variante der Kondensation an durch Kältemaschinen erzeugtem Kältemedium.
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Häufig gestellte Fragen
Ist es sinnvoller, das Natriumsulfat als Na₂SO₄ zu kristallisieren oder als Glaubersalz?
Dies hängt letztendlich von der Ausgangslösung als auch der gewünschten Verarbeitung des Salzes ab.
Soll das Salz verkaufsfähig sein, wird trockenes Na₂SO₄ ohne Kristallwasser in einer Verdampfungs-Kristallisationsanlage kristallisiert. Dies kommt dann beispielsweise in der Waschmittelindustrie zum Einsatz.
Soll die Abwasserfracht reduziert werden und wird das Salz Abfallsalz sein, wird in einer Kühlkristallisationsanlage Glaubersalz (Na₂SO₄ 10H₂O) kristallisiert. Durch das im Kristall eingebaute Wasser wird somit die Abwassermenge weiter reduziert.
Welche Anlagentypen werden für die Kristallisation von Natriumsulfat genutzt?
Üblicherweise kommt eine Verdampfungs-Kristallisation durch mechanische Brüdenverdichtung, thermische Brüdenverdichtung oder als mehrstufige Anlage zum Einsatz.
Welche Anlagentypen kommen zur Kristallisation von Glaubersalz zum Einsatz?
Hier bietet sich die Vakuum- Kühlkristallisation oder Kristallisation durch Direktkühlung
Weitere Anwendungen
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