Titel: | Ueber die Wiedergewinnung der salpetrigen Säure in der Schwefelsäurefabrication; von Dr. Georg Lunge. |
Autor: | Georg Lunge [GND] |
Fundstelle: | Band 201, Jahrgang 1871, Nr. LXXXVII., S. 342 |
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LXXXVII.
Ueber die Wiedergewinnung der salpetrigen Säure
in der Schwefelsäurefabrication; von Dr. Georg Lunge.
Mit Abbildungen auf Tab.
VI.
Lunge, üb. Wiedergewinnung der salpetrigen Säure in der
Schwefelsäurefabrication.
Die wichtigste Aufgabe welche dem Schwefelsäurefabrikanten heut zu Tage obliegt, ist
unstreitig die mehr oder weniger vollständige Wiedergewinnung der während des
Processes in Verwendung kommenden salpetrigen Säure. Es ist wohl bekannt, daß man
mit verhältnißmäßiger Leichtigkeit eine gute Ausbeute an Schwefelsäure erhalten kann, wenn man
nur recht viel Salpeter anwendet.
Dieß ist der Fall sowohl bei der Fabrication aus Schwefel, als bei derjenigen aus
Kiesen, wobei selbstverständlich hier vorausgesetzt werden muß, daß man die
letzteren so viel als möglich todt brennt (was bei kupferhaltigen Kiesen freilich
nicht ganz so leicht als bei reinem Eisenkies zu erreichen ist, und auch, mit
Rücksicht auf die spätere Verhüttung, bei denselben nicht so sehr angestrebt wird).
Wenn wir eben nur von der einmal erzeugten schwefligen Säure reden, so liegt Alles
daran, daß dieselbe in den Kammern eine reichliche Menge Salpetergas vorfinde, um
ihr zur Oxydirung in Schwefelsäure behülflich zu seyn. So wie man, etwa veranlaßt
durch die neuerlich so hoch gestiegenen Salpeterpreise, versucht an Salpeter
abzubrechen, rächt sich dieß gleich in einer Verminderung der Ausbeute, welche mit
Leichtigkeit 20 oder 25 Procent betragen kann. Nach meiner Erfahrung darf man (ohne
Anwendung des Gay-Lussac'schen Apparates) nicht
wesentlich unter 10½ Procent Natronsalpeter von dem im rohen Kiese
enthaltenen Schwefel gebrauchen, wenn man nicht die Ausbeute an Schwefelsäure
vermindert sehen will, und andere Fabrikanten wenden sogar 12 Procent an. Bis vor
einigen Jahren konnte es noch streitig bleiben, ob es sich mehr lohne dieses Quantum
Salpeter einfach verloren zu geben, und etwa nur hinter der letzten Kammer einen
kleinen mit Kohks gefüllten Bleithurm aufzustellen, in welchem durch einen
Dampfstrahl oder durch herabtröpfelndes Wasser noch eine geringe Condensation
stattfinden kann, — oder aber sich des in Anlage und Betrieb einigermaßen
complicirten Gay-Lussac'schen Apparates zur
theilweisen Wiedergewinnung der salpetrigen Säure zu bedienen. Häufig wurde
namentlich behauptet, daß das Erstere besser für kleinere, das Letztere für größere
Fabriken angebracht sey. Jetzt, kann man sagen, ist die Frage unbedingt zu Gunsten
des Gay-Lussac'schen Apparates entschieden, einmal
in Folge der seit einigen Jahren eingetretenen und permanent scheinenden Steigerung
in dem Preise des Natronsalpeters, außerdem aber auch in Folge der bedeutenden
Verbesserungen in den Apparaten selbst. Namentlich in den Sodafabriken am Tyne (in
der Gegend von Newcastle) ist die Salpeterwiedergewinnung fast ganz allgemein und
sie bürgert sich immer mehr auch in den westenglischen Fabriken ein, in welchen sie
sonderbarerweise bis vor Kurzem häufig verschmäht wurde, obwohl einige derselben in
allen technischen Fortschritten an der Spitze stehen.
Der allerwesentlichste Fortschritt welcher seit einigen Jahren in England gemacht
worden ist, besteht in der verbesserten Art die mit Salpetergas beladene Schwefelsäure (welche
ich der Kürze wegen hinfort Salpeterschwefelsäure nennen will) zu zersetzen und das
Salpetergas wieder daraus zu gewinnen. Erst seit Einführung dieser neuen Methode hat
sich das ganze Verfahren nach Gay-Lussac am Tyne
allgemein Bahn gebrochen. Es scheint aber diese Methode außerhalb England noch nicht
sehr bekannt zu seyn, was ich daraus schließen darf, daß sie einem weltberühmten
französischen Fabrikanten, und einem weniger berühmten, aber vielleicht eben so
tüchtigen deutschen Fabrikanten vollständig neu war, als ich sie diesen Herren in
meiner Fabrik zeigte; auch macht Dr. Schwarzenberg in seiner sonst ganz ausgezeichneten und
ganz monographisch behandelten Beschreibung der Schwefelsäurefabrication in Bolley's Handbuch der chemischen Technologie keine
Erwähnung davon. Ich werde also vielleicht manchem meiner HHrn. Collegen einen
kleinen Dienst erweisen, wenn ich das am Tyne angewendete Verfahren zur
Wiedergewinnung der salpetrigen Säure im Einzelnen beschreibe.
Das Hauptverdienst der neuen Methode scheint ganz entschieden meinem Freunde Hrn.
John Glover in Wallsend bei Newcastle zu gebühren,
welcher die jetzt gebräuchliche Form der Denitrirungs-Thürme eingeführt hat.
Ich habe zwar von einem Fabrikanten behaupten gehört daß Hr. Glover nur die in seiner Fabrik seit vielen Jahren gebräuchliche Methode
copirt habe, aber dem widerspricht die Meinung der übrigen Fabrikanten und der
Umstand daß diese Thürme in Lancashire (weniger am Tyne) ausdrücklich als Glover's towers bezeichnet
werden.
Die Absorption der Salpetergase durch concentrirte Schwefelsäure findet bei uns ganz
in derselben Weise statt wie es von jeher geschehen und allen deutschen Fabrikanten
vollkommen bekannt ist, in einem Kohksthurme, mit möglichst guter Vertheilung der
absorbirenden Schwefelsäure.In dieser Beziehung sind die besseren deutschen Fabriken den allerbesten
englischen mindestens ebenbürttig. Anders steht es dagegen mit der Zersetzung der Salpeterschwefelsäure. Gay-Lussac schlug vor, dieselbe in einer eigenen
kleinen Bleikammer welche mit theilweise durchgehenden horizontalen Scheidewänden
(zur Verlangsamung des Herabströmens der Säure) versehen ist, dem aus einigen
Schwefelöfen aufsteigenden Gase entgegenfließen zu lassen. Dabei tritt die
schweflige Säure mit den Stickstoffsäuren in Wechselwirkung, und es erzeugt sich
einerseits Schwefelsäure, andererseits Stickoxyd, welches weiter nach den
Bleikammern geht. Man fand es aber bald zweckmäßig, Wasserdampf zur Zersetzung
mitwirken zu lassen, wesentlich weil die kleine Vorkammer außerordentlich schnell
zerstört wurde; nach Schwärzenberg
(a. a. O.)
„zieht man es jetzt überall vor, Wasserdampf zur Zersetzung
anzuwenden.“ Wenn man dieß nun einmal thun muß, so verläßt man die
Form der Vorkammer wie sie aus Payen's Précis de Chimie industrielle in alle Lehrbücher
übergegangen und allgemein bekannt ist, und wendet die
„Kochtrommel“ an, welche Schwarzenberg sehr gut beschreibt und abbildet. Man gewinnt dabei ohne
Frage die salpetrige Säure wieder, erhält aber nothwendigerweise die denitrirte
Schwefelsäure in verdünntem Zustande, etwa 51° Baumé stark, und muß sich alle
im Absorptionsthurme zu gebrauchende Schwefelsäure erst durch Eindampfen
concentriren.
Die Fabrikanten am Tyne, und neuerlichst auch in Lancashire, sind nun wieder zu dem
ursprünglichen Principe zurückgekehrt, die Zersetzung durch die Einwirkung der
schwefligen Säure zu bewerkstelligen, aber in einer von der ursprünglichen sehr
verschiedenen Ausführung. Wir lassen die Salpeterschwefelsäure, zugleich mit sämmtlicher, der Concentrirung bedürftigen
Kammersäure durch einen Kohksthurm fließen, in welchem sie dem Gase aus sämmtlichen oder doch den
meisten Kiesöfen begegnet, welches darin von unten nach oben streicht.
Diesem „Denitrirungsthurm“ ist eben von Glover eine solche Construction gegeben worden, daß er der großen, theils
den Ofengasen an sich zukommenden, theils durch die chemische Reaction entstehenden
Hitze, zugleich mit der zerstörenden Wirkung der Säuren auf längere Zeit widerstehen kann. Ohne eine solche Construction wäre das
ganze Verfahren praktisch nicht durchführbar. Bei der Vermischung der
Salpeterschwefelsäure mit der Kammersäure, welche am besten durch geeignete
Vorrichtungen erst innerhalb des Thurmes stattfindet,
entbindet sich schon ein großer Theil des Salpetergases; der Rest wird auf dem Wege
welchen die Säure durch die Kohks und andere Hindernisse zu machen hat, durch die
ihm begegnende schweflige Säure zu Stickoxyd reducirt (unter gleichzeitiger Bildung
von Schwefelsäure) und sämmtliche Gase entweichen mit dem Strome in die erste
Kammer. Die große Hitze aber, welche in dem Thurme herrscht, reicht hin sämmtliche
durchfließende Säure so weit zu concentriren, daß sie in
der Regel unten schon so starkgradig anlangt, um ohne alles weitere Eindampfen in
dem Absorptionsthurme verwerthbar zu seyn. Natürlich kann man sie gar nicht
sämmtlich dazu verwenden, sondern behält einen bedeutenden Ueberschuß an
concentrirter Säure übrig, welcher meist noch mit Kammersäure verdünnt wird, um zur
Glaubersalzdarstellung zu dienen. Die Mehrzahl der Fabriken verschafft sich ihren
ganzen Bedarf an concentrirter Säure auf diesem
Wege.
Die großen Vortheile dieses Verfahrens liegen auf der Hand. Man erspart nicht nur den
Wasserdampf für eine Kochtrommel und die Feuerung zur Wieder-Eindampfung der
verdünnten Schwefelsäure, sondern man concentrirt nebenbei auch noch sämmtliche
Kammersäure, und zwar ohne allen Verlust durch entweichende Schwefelsäuredämpfe, da
ja sämmtliche Gase in die erste Kammer gehen; dieß erspart also wiederum Feuerung
und Reparaturkosten für die Abdampfpfannen. Zu gleicher Zeit kühlt man das aus den
Kiesöfen kommende Gas in dem Denitrirungsthurm so weit ab, daß es unmittelbar ohne
den mindesten Schaden in die erste Hauptkammer gehen kann.
Wenn man (wie dieß in England wohl ganz allgemein geschieht) das nothwendige
Salpetergas dadurch erzeugt, daß man Töpfe oder offene Cylinder in den Weg der
Ofengase einschaltet und dieselben mit Natronsalpeter und Schwefelsäure beschickt,
so leitet man am besten das Gemisch von schwefliger Säure und Salpetergasen direct in die erste Kammer, nicht durch den Denitrirungsthurm. Das Gas von einigen wenigen Kiesöfen
wird aber für diesen Zweck ausreichen, und dasjenige aller übrigen Oefen ist für den
Apparat disponibel. Wo man flüssige Salpetersäure verwendet, wird diese Frage
natürlich gar nicht auftauchen.
Diese Methode vereinigt die Vortheile beider früheren Methoden; auf der einen Seite
gelingt es dabei die Nitroverbindungen vollständig aus
der Salpeterschwefelsäure auszutreiben, was bei der Anwendung der ursprünglichen Gay-Lussac'schen Methode (Berührung von
schwefliger Säure mit der Säure aus dem Absorptionsthurme allein) kaum möglich ist;
man erreicht die vollständige Austreibung der Nitroverbindungen eben durch eine
Combination der chemischen Wirkung der schwefligen Säure mit Verdünnung durch
Kammersäure. Auf der anderen Seite aber vermeidet man den Uebelstand der bleibenden
Verdünnung, wie sie die Säure in der gewöhnlichen Kochtrommel erfährt, dadurch daß
man den Apparat zweckmäßig dazu einrichtet um die ganze Menge oder doch den größeren
Theil des zur Verwendung kommenden schwefligsauren Gases mit der Mischung von
Kammersäure und Salpeterschwefelsäure in Berührung zu bringen, und die Hitze des
Gases selbst sowie die bei der Reaction (erfahrungsgemäß) auftretende zur
Concentration des Säuregemisches benutzt. Wollte man das in dem Apparate versuchen,
wie er von Payen abgebildet ist, so würde man in
allerkürzester Zeit wieder einhalten müssen, weil sich das Blei durchbrennen würde,
und somit ist eine ganz wesentliche Vorbedingung des ganzen Verfahrens die
Construction des Denitrirungsthurmes, auf welche ich nun im Folgenden eingehen
will.
Die Abbildungen (Figur 20 bis 22) sind im Maaßstabe 1 :
64 der wirklichen
Größe, und ein Thurm von den hier abgebildeten Dimensionen reicht hin um das Gas von
etwa 140 oder 150 Centner 48 procentigem Schwefelkies per 24 Tage aufzunehmen; wenn möglich, sollte man ihn nicht ganz so weit
anstrengen.
Fig. 20 gibt
eine Ansicht von vorn, mit Wegnahme der vorderen Wand der die Cisterne schützenden
Breterhütte; Fig.
21 einen Längsschnitt, senkrecht darauf, nach A¸
B des Grundrisses; Fig. 22 einen
Horizontalschnitt nach der Linie C, D von Fig. 21. Auf
dem nach den Localumständen einzurichtenden, aber stets sehr solid anzulegenden
Fundamente ist ein Balkengerüst aufgestellt. Dasselbe besteht aus vier Eckbalken von
etwa 12 Zoll im Quadrat a, a, welche am Boden in die
eichenen Querschwellen b verzapft und an der Spitze
durch einen viereckigen Rahmen c mit allerseits
vorspringenden Balken verbunden sind. Außerdem wird das Gerüst noch durch eine
Anzahl eiserner Schraubenbolzen zusammengehalten und empfängt noch schließlich
bedeutende Festigkeit durch die zahlreichen Querriegel d,
d, welche zum Befestigen der Bleilappen dienen. Man sieht aus der
Zeichnung, daß sämmtliches Holzwerk, sowohl die senkrechten Balken a, a, als auch der Querriegel d,
d so angebracht ist, daß dasselbe nicht unmittelbar mit dem Blei in
Berührung steht; dieß ist nothwendig, um ein Werfen oder gar Verkohlen des Holzes
durch das sehr heiß werdende Blei zu verhüten. Auf der anderen Seite müssen die
Querriegel doch wieder nicht zu weit vom Blei abstehen, weil sonst die frei tragende
Oberfläche der Befestigungslappen e, e zu groß wird, was
natürlich wegen der geringen Festigkeit des Bleies zu vermeiden ist. Innerhalb des
Holzgerüstes wird dann der Bleithurm in gewöhnlicher Weise aufgebaut, so daß die
Seiten um den obersten Querriegel d' aufgebogen werden
und frei in die Schale f hinabhängen, der ganzen Länge
nach durch die Bleilappen e, e an die übrigen Querriegel
befestigt. Der Deckel ist dann ganz wie bei einer Bleikammer an Querbohlen g, g aufgehängt. Die Bleistärke beträgt für den Deckel
und die Seiten ¼ Zoll, für den Boden 5/8 Zoll. Man nimmt hin und wieder etwas
schwächeres Blei für die Seiten, es ist aber nicht zu empfehlen, da der Thurm dann
viel eher reparaturbedürftig wird. Der Boden muß unbedingt aus einem Stücke
bestehen, und dieß regulirt die Dimensionen des Grundrisses. Man kann nämlich am
Tyne keine breiteren Bleitafeln als 8 Fuß weit gewalzt bekommen; da nun 1 Fuß auf
jeder Seite aufliegen muß, um die Schale herzustellen, so bleiben nur 6 Fuß für die
Länge der einen Seite des Grundrisses. Aus diesem Grunde ist die andere Seite 10
Fuß. lang genommen, und der Thurm somit nicht ein Quadrat (was am besten wäre),
sondern ein Oblong, weil sonst der durch die Ziegelverkleidung so bedeutend verengerte Schacht
im Inneren zu klein werden würde. Wenn man also breitere Bleitafeln erhalten kann,
so ist dasselbe vorzuziehen. Die Seiten bestehen jede aus einer einzigen Bleitafel;
die Verlöthung (selbstredend mit Blei in der Knallgasflamme) findet nicht in den
Ecken statt, sondern man hält die die schmalen Seiten bildenden Tafeln etwas weiter
und biegt sie rechtwinkelig um, so daß die Naht an den mit x,
x (Fig.
22) bezeichneten Punkten der breiten Seite entlang verläuft. Der Boden
wird nicht unmittelbar auf das Fundament gelegt, sondern auf eine bei h (Fig. 20) angedeutete
Schicht Sand, etwa 2 oder 3 Zoll dick. Die Höhe des Bleithurmes ist 25 Fuß gewählt
worden; es ist natürlich darin viel Spielraum möglich.
Der Thurm ist nur inwendig ganz und gar mit feuerfesten Steinen ausgefüttert, und
zwar in viel soliderer Weise als dieß bei den gewöhnlichen Absorptionsthürmen üblich
und nöthig ist. Man muß dazu die allerdichtesten Ziegeln und Platten wählen, welche
man sich verschaffen kann. Manche Sorten Chamotte widerstehen dem Feuer
vortrefflich, halten aber den Säuren gegenüber nicht so gut Stich, als andere,
weniger feuerfeste, aber mehr glasartig gebrannte Sorten. Die letzteren sind für den
vorliegenden Zweck bei weitem vorzuziehen. Solche feuerbeständige Ziegeln und
Thonwaaren werden z. B. im Norden von Wales (bei Mold) hergestellt, und ich habe
meine Rechnung dabei gefunden dieselben zu beziehen, obwohl sie mich loco Fabrik doppelt so viel als die weltberühmten
Newcastler Chamottesteine kosteten, welche ihnen an Widerstandsfähigkeit gegen Säure
bedeutend nachstehen. Solche Ziegel von Wales, nachdem sie der heißen Säure
anderthalb Jahre ausgesetzt gewesen waren, zeigten sich noch immer vollkommen dicht
und klingend.Am besten für den vorliegenden Zweck wären vielleicht Ziegeln aus ordinärer
Glasmasse, so langsam wie möglich gekühlt.
Zunächst also ist der Boden mit 3 Zoll dicken Fliesen ausgelegt; mehr ist nicht
nöthig, da ja stets eine Schicht Säure darauf steht und die heißen Gase davon
abhält. Die Seiten aber bis zur Höhe des durchbrochenen Gewölbes i sind ringsherum durch eine 18 Zoll dicke Mauer von
Chamottesteinen geschützt. Das eben erwähnte Gewölbe ruht auf derselben Mauer und
ist so construirt, daß es nicht auf die Seiten, sondern nur nach unten drückt. Die
Durchbrechung u. s. w. sind aus der Zeichnung ohne specielle Beschreibung
ersichtlich.
Weiter darüber ist die Schutzmauer zur unteren Hälfte der Höhe 14 Zoll, und zur
oberen Hälfte 9 Zoll stark. Sämmtliche Mauern und auch das durchbrochene Gewölbe i müssen trocken aufgeführt
werden; sowohl Theer
als Thon sind völlig unzulässig als Bindemittel, wie es sich ja von selbst versteht,
zumal da der Thon sich nicht hartbrennen kann.
Die innere Füllung des Thurmes, über dem Gewölbe i,
geschieht auf das erste Drittel seiner Höhe mit lose eingesetzten feuerfesten
Steinen von derselben Masse wie die zur Verkleidung dienenden. Darauf folgen in
manchen Fällen regelmäßig geschichtete Quarz- oder Feuersteinstücke, welche
letztere durch Waschen mit Säure von aller anhängenden Kreide sorgfältig befreit
werden müssen. Man kann aber auch gleich die Kohks folgen lassen, wie sie in jedem
Falle die obere Hälfte des Thurmes einnehmen müssen. Daß man nur die allerhärtesten
Ofenkohks (nicht Gaskohks) verwenden darf, versteht sich von selbst.
Daß die schweflige Säure durch das Chamotterohr bei k
eintritt und oben durch das Bleirohr bei l abzieht, ist
ohne weitere Erläuterung ersichtlich. Beide Rohre sind mindestens zwei Fuß weit. Ein
Thurm von den hier gezeichneten Dimensionen wird die schweflige Säure von etwa 140
Eentner Schwefelkies in 24 Stunden aufnehmen können, und es ist entschieden
anzurathen, wie schon oben bemerkt, diejenigen Kiesöfen, welche den
Salpeterzersetzungsapparat erhitzen, direct in die erste Kammer münden zu
lassen.
Auf der Spitze des Balkengerüstes ist ein durch eine Scheidewand in zwei Theile
getheilter Holzbottich, mit starkem Blei ausgefüttert, errichtet, und zum Schutze
gegen das Wetter mit einer leichten Breterbehansung umgeben, welche eine Passage um
den Bottich freiläßt. Die vermittelst des später zu beschreibenden Monte-jus gehobenen Säuren fließen durch das
Steigrohr m in den kleinen mit Blei ausgelegten Kasten
n, welcher mit zwei conischen Ventilen im Boden
versehen ist, und je nachdem man das eine oder das andere davon lüftet, die Säure
entweder in die Abtheilung o oder in die Abtheilung p fließen läßt. Die eine Abtheilung ist permanent für
die Salpeterschwefelsäure, die andere für die zur Verdünnung nothwendige Kammersäure
bestimmt. Die beiden Säuren dürfen sich eben erst innerhalb des Thurmes mischen,
damit kein salpetriges Gas dabei verloren geht. In der Zeichnung ist, um dieselbe
nicht zu compliciren, die einfachste Art der Mischungseinrichtung angedeutet wie sie
früher meist gebräuchlich war, welche aber jetzt meist durch die eine weit bessere
Vertheilung ermöglichenden selbstthätig rotirenden Vertheilungsapparate verdrängt
worden ist. In jedem Falle läuft die Säure aus den Bottichen o und p vermittelst der bekannten, auch in
Figur 20
gezeichneten Regulirungsvorrichtung zur Herstellung eines gleichmäßigen Druckes und
damit Geschwindigkeit ab (Pflockventil, durch einen Bleieimer balancirt); die früher
gebräuchlichen sogenannten Mariotte'schen Gefäße (zum Ablaufe von Säure
ohne Eintritt von Luft) sind jetzt abgekommen. Die
Säure gelangt dann durch die beiden Bleirohre r, r in
den luftdicht geschlossenen Bleikasten s, durch dessen
Boden die Vertheilungsrohre t, t gehen; die Rohre r, r reichen tiefer hinab als die oberen Enden der Rohre
t, t wie es Fig. 21 zeigt, und sind
daher stets durch Säure lutirt; mithin kann das salpetrige Gas, welches bei der
innerhalb s vor sich gehenden Mischung beider Säuren
entsteht, nicht durch r nach den Bottichen o und p zurücksteigen und
in's Freie entweichen, sondern muß mit durch t, t nach
dem Inneren des Bleithurmes gehen und mit sämmtlichen darin befindlichen Gasen in
die erste Sänrekammer abziehen. Schließlich sieht man noch wie sie bei u, u auf Thonplatten fällt, welche sie herumspritzen
machen und noch besser über den Kohks vertheilen. Wenn sie, ihres Salpetergases
beraubt, und durch die heißen Ofengase concentrirt, unten ankommt, fließt sie durch
das Ueberlaufrohr w ab und durch eine mit Wasser
gekühlte Rinne nach dem für sie bestimmten Behälter, aus welchem sie theilweise
wieder auf den Absorptionsthurm gehoben und theilweise zu anderweitigem Verbrauche
abgelassen wird.
Das Heben der Säure auf die Höhe des Thurmes geschieht durch einen mit comprimirter
Luft betriebenen Monte-jus, wie dieß ja allgemein
üblich ist. In den größten Fabriken dürfte es sich empfehlen, für jede der drei
Arten Säuren, deren man bedarf, besondere Monte-jus aufzustellen, zumal da die concentrirte Säure gewöhnlich
auf eine viel größere Höhe (diejenige des Absorptionsthurmes) gedrückt werden muß,
als die Salpeterschwefelsäure und die Kammersäure. In mittleren und kleineren
Fabriken wird man jedoch fast immer mit einem einzigen Monte-jus ausreichen, welcher in den Tyne-Fabriken überall
eine der in
Figur 23
gezeichneten ähnliche Einrichtung hat. Der Hauptkörper ist ein liegender Cylinder
von starkem Eisenguß, nicht mit Blei ausgefüttert,
welcher sehr lange dauert ehe er abgenutzt wird. Das Mannloch a ist, wie man sieht, seitlich angebracht, während die drei Rohrstutzen
c, d und e zur Aufnahme
des Luft-, Füll- und Druckrohres oben angebracht sind. Diese Anordnung
scheint mir folgende Vortheile gegenüber den sonst verbreiteten stehenden
Monte-jus zu haben: Erstens leichtere
Aufstellung, da man keinen Brunnen braucht wie bei dem stehenden Monte-jus und Zugänglichkeit ringsum, so daß man
sich stets ohne Mühe von dem Zustande des Apparates überzeugen kann. Zweitens ist
die schwächste Stelle des Mannloches seitwärts; wenn also irgendwo eine
gefahrdrohende Verstopfung eintritt, so gibt fast immer die Dichtung um a nach und bläst Säure aus, ohne sonderlichen Schaden
anzurichten; selbst wenn der Mannlochdeckel ganz fortgeschleudert wird, so kann dieß
keine solche Zerstörung
anrichten wie bei dem stehenden Monte-jus, weil
die übrige Montirung ganz unabhängig von dem Mannloch ist und dabei nicht beschädigt
wird. Ueber das Luftdruckrohr bei c und das Steigrohr
bei e, welches in die Vertiefung b eintaucht und somit völlige Entleerung des Cylinders gestattet, ist
nichts weiter zu sagen. Dagegen beachte man den in den Stutzen d mündenden Einfüllungsapparat. Derselbe besteht aus dem
Bleicylinder f, welchen man so hoch macht, daß seine
Oberkante mit derjenigen der Säurevorraths-Behälter auf gleichem Niveau ist.
Innerhalb desselben geht ein conisches Ventil von Hartblei mit eiserner
bleiüberzogener Stange g, welches in dem gleichfalls aus
Hartblei geformten Ventilsitze h spielt; beide sind auf
der Drehbank ineinander passend abgedreht. Der aus dem Bleicylinder f hervorragende Theil der Ventilstange ist nicht mehr
mit Blei überzogen, sondern frei, und mit einem Schraubengewinde versehen; der
oberste Theil ist vierkantig geformt, so daß er sich in dem gleichfalls viereckig
geformten Loche in der Wölbung des Bügels i nicht
herumdrehen und hinauf- oder herabgehen kann. Auf der Stange sitzt ein mit
Muttergewinde versehenes Stellrad k, welches durch die
beiden Querarme des Bügels an seiner Stelle gehalten wird, und somit bei seiner
Drehung die Ventilstange g hebt oder senkt. Der Bügel
i ist auf das starke Bohlengerüst l aufgebolzt, welches durch die eisernen Streben m, m aus dem Monte-jus-Cylinder selbst, oder auch in beliebiger anderer
Weise, aber stets sehr stark befestigt ist; man ist mithin im Stande die
Ventilstange g mit sehr großem Drucke niederzuschrauben
und das Ventil gegen den Druck im Inneren des Monte-jus dicht zu halten. Das Ventil hat oben zwei Zoll im
Durchmesser und verjüngt sich auf anderthalb Zoll Durchmesser, das heißt 1¾
Quadratzoll Oberfläche, und hat, wenn man Säure von 1,75 spec. Gewicht 72 Fuß hoch
zu heben hat, einen Druck von 85 Pfund auszuhalten.
In den Ventilcylinder f werden nun die drei Arten Säure,
jede durch ihr eigenes Verbindungsrohr mit Ventil eingelassen; in der Figur sind der
Deutlichkeit wegen nur zwei solche angedeutet, bei n und
o. Man sieht ohne Weiteres die Einrichtung der
Ventilcylinder, welche gleiche Höhe mit f haben; die
conischen Hartbleiventile werden einfach eingesteckt oder ausgehoben, da sie keinen
Druck von unten auszuhalten haben; sobald der Monte-jus gefüllt ist, wird eben g
niedergeschraubt. Man sieht bei p und q die (in der Zeichnung abgeschnittenen) Röhren, welche
zu den Säurebehältern führen, und es wird sofort klar seyn, warum man f, n und o von gleicher Höhe
mit den letzteren wählt: nämlich damit unter keinen Umständen ein Ueberlaufen
stattfinden kann, auch wenn der Arbeiter die Ventile länger als nöthig offen
gelassen hat.
Auf die übrige Einrichtung, Luftpumpe, Vorrichtung um das Verspritzen an der Spitze
des Steigrohres zu verhüten etc., brauche ich nicht einzugehen, da jeder praktische
Fabrikant in Deutschland damit bekannt ist; nur das will ich bemerken, daß man bloß
ein Steigrohr für alle drei Säuren braucht, und statt Zweigrohren und Hahnen, welche
natürlich in diesem Falle sehr mißlich wären, die Vertheilung der Säuren nach den
verschiedenen Behältern oben auf den Thürmen durch ähnliche Ventilkästen wie der in
n (Fig. 20 und 21)
angedeutete bewerkstelligt. Es ist sehr wünschenswerth, die Denitrirungs- und
Absorptionsthürme dicht neben einander aufzustellen, da sie dann viel leichter zu
bedienen sind und man nur eine kurze Rohrleitung von der Spitze des Druckrohres nach
den anderen Thürmen hin braucht; kann man dieß aber aus localen Gründen nicht thun,
so muß der Monte—jus in der Nähe des
Absorptionsthurmes anfgestellt werden, welcher ja stets der höhere ist um von dort
die Salpeterschwefelsäure und die Kammersäure durch eine Rohrleitung nach dem
Denitrirungsthurm gehen zu lassen.
Bei der Aufstellung der Thürme muß jedoch eine Betrachtung durchaus entscheidend
seyn, nämlich daß der Denitrirungsthum nicht allzuweit von den Kiesöfen entfernt
seyn darf. Was die richtige Entfernung ist, läßt sich schwer sagen und wird wohl
erst in einigen Jahren mit Sicherheit zu bestimmen seyn, wenn man längere
Erfahrungen über die Dauer der Thürme hat. Je näher man den Thurm an die Kiesöfen
bringt, desto heißeres Gas, bessere Denitrirung und stärkere Concentrirung wird man
erreichen; legt man den Thurm weiter weg, so kühlt sich das Gas schon theilweise ab,
ehe es in den Thurm gelangt, und man kann dann nicht mehr so starke Säure erzielen,
wird aber dafür auf eine viel längere Dauer des Thurmes rechnen können; natürlich
muß man dann doch noch zum Verdampfen durch Feuer greifen, um die Säure auf die zur
Absorption erforderliche Stärke zu bringen, was dann wieder Kosten für separate
Feuerung und Reparatur der Abdampfpfanne verursacht. Was die richtige Mitte ist,
läßt sich theoretisch gar nicht feststellen und nur durch Tasten ermitteln.
Da manche Fabrikanten also doch gezwungen sind, schließlich noch zum Abdampfen zu
greifen, weil ihre Säure vom Denitrirungsthurm vielleicht nur mit 57 oder 58°
Baumé kommt, während sie doch 62° Baumé für den Absorptionsthurm brauchen, so
will ich hier noch schließlich eine Abbildung und Veschreibung einer Abdampfpfanne
geben wie sie mir unter den vielen von mir beobachteten Formen am zweckmäßigsten
erschienen ist, was ich auch durch mehrjährigen Gebrauch erprobt habe. Voranschicken
muß ich, daß in England die Abdampfpfannen mit Unterfeuer nur selten augewendet werden,
und zwar ausschließlich zur Concentrirung von Verkanfssäure. Selbst der größere
Theil der zum Verkauf bestimmten und sämmliche zum Verbranche bestimmte Säure wird
stets durch Pfannen mit Oberfeuer concentrirt. Man findet diese öfters mit einer
rings um den Oberrand angelötheten Bleiröhre versehen, in welcher ein Wasserstrom
zur Abkühlung circulirt, um den nicht von Säure bedeckten Theil der Pfanne vor dem
Schmelzen zu schützen; diese Einrichtung hat aber viele praktische Umständlichkeiten
und Uebelstände zur Folge. Diese werden völlig vermieden durch eine Construction,
wobei das Feuer an keiner Stelle mit der Pfanne in Berührnng kommt, und das
Feuergewölbe ebenfalls von derselben unabhängig ist, wie es Fig. 24, 25 und 26 zeigen, wovon Fig. 24 ein
Grundriß nach A, B, Fig. 25 ein Vorderaufriß
und Fig. 26
ein Querschnitt nach C, D, im Maaßstabe von 1 : 48 sind.
Um nicht zu viel Raum wegzunehmen, ist die Pfanne nur 15 Fuß lang gezeichnet; in
Wirklichkeit muß sie bedeuteud länger seyn, um die Wärme besser auszunutzen, und ist
in meiner Fabrik factisch 33 Fuß lang.
Die Feuerung a. ist von der Abdampfpfanne ganz
abgesondert und hier nur ganz flüchtig skizzirt.Man kann auch Gasfeuerung anwenden. Der einen Fuß weite offene
Raum zwischen der Außenwand des Feuerherdes und der Bleipfanne ist mit zwei Fuß
breiten Fliesen überdeckt, welche 6 Zoll Auflagerung in der Wand der Feuerung haben,
und somit noch 6 Zoll über den Rand der Bleipfanne vorragen; innerhalb der letzteren
ruhen sie dann auf der das ganze Innere der Pfanne verkleidenden Schutzmauer b. Die Pfanne selbst ist aus einer einzigen, mindestens
¼ Zoll starken Bleitafel hergestellt, wobei ihre Länge ziemlich unbeschränkt
ist, ihre Breite dagegen wiederum von der gerade im Handel zu erlangenden Breite des
Walzbleies abhängt; sie ist hier mit 5 Fuß Breite und 16½ Zoll tief, also aus
7′ 9″ breitem Walzblei, gezeichnet. Da das Blei zu stark ist, um mit
Leichtigkeit kalt gebogen werden zu tönnen, so macht man längs der vorgezeichneten
Biegungsstellen ein Feuer aus Hobelspänen an, natürlich mit größter Vorsicht, um ein
Schmelzen zu vermeiden; man kann das Biegen mit Leichtigkeit vornehmen. Die Ecken
werden nicht ausgeschnitten, sondern das Blei dreieckig zusammengeschlagen und
eingebogen. An einer Stelle bringt man eine Erweiterung c an, welche den Spiegel der Säure außen sehen läßt und gestattet Proben
zu ziehen, Heber einzusetzen u. dgl. Das Princip beim Setzen dieser Pfanne ist, das
Blei so viel wie möglich auswendig mit der Luft in Berührung zu bringen und inwendig
vom Feuer zu bewahren. Die Pfanne ruht auf einer Reihe von Mauerpfeilern
d, d, 14 Zoll im Quadrat, welche ganz frei stehen, so
daß der Raum dazwischen und unter der Pfanne stets zugänglich ist. Auf diesen liegen
dann zunächst starke hölzerne Längsschwellen e, e und
auf diesen, dicht neben einander, als Querschwellen dreizöllige Bohlen f, f. Diese sind mit einer dünnen Schicht Sand bedeckt,
und darauf endlich kommt die Bleipfanne selbst. Die Pfeiler, Bohlen u. s. w. sind
derartig angebracht, daß sie etwa 10 Zoll zu beiden Seiten der Pfanne hervorragen
und es gestatten kleine Mauerpfeiler g, g von 9 Zoll im
Quadrat, das Blei nicht ganz berührend, anzubringen, welche oben einen fortlaufenden
eisernen Querträger h tragen. Dieser letztere dient als
Widerlager des Pfannengewölbes i, welches somit ganz
unabhängig von der Pfanne selbst ist. Man wählt diesen Querträger am besten von
winkelförmigem Querschnitt, wie es in Fig. 26 angedeutet ist
und wendet natürlich, wie gleichfalls in allen drei Figuren gezeigt, die nothwendige
Verankerung an. Der obere Rand der Bleipfanne ist rechtwinkelig umgebogen, und
zwischen dem Eisen von h und dem Mauerwerk von i festgeklemmt (Fig. 26); dieß geschieht
um dem Rande mehr Steifigkeit zu geben. An der Feuerseite, wo die Pfanne am
heißesten wird und am ehesten nachgibt, kann man eiserne Querschienen und
Strebestangen anbringen bei k (Fig. 24 und 25). Innerhalb
der Pfanne, um ihren ganzen Rand herum, ist eine trockene
Mauer b, b von den allerhärtesten Chamottesteinen
aufgeführt, welche an den Längsseiten oben bis an das Gewölbe reicht, an der
Feuerseite, wie vorher bemerkt, die übergreifenden Chamotteplatten trägt, und an der
Fuchsseite ebenfalls nur bis zur Höhe der Pfanne geht und mit Chamotteplatten
bedeckt ist, welche bis zum Fuchs l reichen. Die Mauer
b, b steht etwa einen Zoll von den Seitenwänden der
Pfanne ab und hat unten Lücken, so daß die Säure frei circuliren kann. Es ist wohl
ganz klar ersichtlich, wie die Flamme nirgend das Blei selbst erreichen kann,
sondern stets durch eine das Blei selbst nicht berührende Chamottewand davon
abgehalten wird. Am meisten Sorgfalt muß man immer auf die dem Feuer zunächst
liegende Seite verwenden. Man sieht auch daß auswendig die ganze Pfanne der Luft
ausgesetzt ist und ihr Schmelzen auch dadurch verhütet wird. Wie bekannt, arbeitet
man in diesen Pfannen in der Regel der Art, daß man continuirlich verdünnte Säure an
der Oberflache einlaufen läßt, und concentrirte Säure durch einen Heber oder ein
unten angelöthetes Rohr dicht über dem Boden der Pfanne wegnimmt; findet man daß
diese Säure nicht hinreichend concentrirt ist, so verstärkt man einfach das Feuer,
oder verringert den Zufluß von verdünnter Säure, oder Beides zugleich.
South Shields, Tyne Chemical Company, im Juli 1871.