Titel: Schwefelsäure-Concentratoren.
Autor: Sachse
Fundstelle: Band 266, Jahrgang 1887, S. 163
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Schwefelsäure-Concentratoren. Patentklasse 12. Mit Abbildungen auf Tafel 11. Schwefelsäure-Concentratoren. Bisher wurde die Concentration verdünnter Schwefelsäure in Abdampfpfannen mit Unter- oder Oberfeuer, durch in der Schwefelsäure gelagerte Dampfschlangenröhren in geschlossenen oder offenen Gefäſsen, durch direkte Berührung mit Feuergasen in Gloverthürmen u.s.w. bewirkt. Ein neuer von dem Internationalen Vacuum-Eismaschinen-Verein zu Berlin construirter Concentrator (* D. R. P. Nr. 37353 vom 31. Januar 1886) bewirkt die Abdampfung der Schwefelsäure indirekt durch eine von auſsen zu erhitzende Flüssigkeit – concentrirte Chlorcalcium- oder Aetznatronlauge – deren Siedepunkt höher liegt als die Siedetemperatur der bis zu einem gewissen Grad – in der Regel 60 bis 66° B. – abzudampfenden Schwefelsäure und tiefer als der Schmelzpunkt des die Schwefelsäure enthaltenden Gefäſses A (Fig. 3). Dasselbe ist ein säurefester Behälter von Hartblei, in welchen durch das Rohr a die verdünnte Schwefelsäure zugeführt und durch das Rohr b concentrirt graduell abgeführt wird. Die Wärme übertragende Lauge circulirt durch das in dem Behälter A gelagerte Bleischlangenrohr B in der Richtung der Pfeile 1 und 2 und erhält ihre Erhitzung immer wieder von Neuem bei dem Durchgang durch die in einem gewöhnlichen Warmwasserheizungsofen O gelagerte eiserne oder kupferne Rohrschlange B1. Die aus der Schwefelsäure sich entwickelnden Wasserdämpfe entweichen durch Rohr D entweder direkt in die Luft, oder es werden diese Dämpfe von einer nassen Luftpumpe abgesogen, condensirt, und zugleich durch die Luftpumpe in dem Concentrator ein mehr oder minder tiefes Vacuum unterhalten. Bei der in Fig. 4 und 5 dargestellten Construction stehen Heizofen, Behälter für Heizflüssigkeit und Concentrator in engster Verbindung. Unmittelbar auf dem Heizofen E steht fest verbunden der Behälter F, in welchem sich die Heizflüssigkeit befindet; in diesem Behälter F ist der aus Hartblei bestehende Schwefelsäureconcentrator G so gelagert, daſs derselbe ringsum von der Heizflüssigkeit umgeben wird. Die den Behälter F erhitzenden Verbrennungsgase entweichen durch mehrere in der Rohrplatte F1 eingenietete, oben offene Heizröhren F2 und weiter durch das Abzugsrohr F3 ins Freie. Diese Heizröhren gehen durch im Säurebehälter angebrachte, bedeutend weitere Hartbleiröhren G1, innerhalb welcher die Heizflüssigkeit, die Heizröhren umspülend, sich befindet. Die Dämpfe aus dem Concentrator entweichen durch ein oben offenes Rohr G2 zunächst in den oberen Raum des Behälters F und strömen aus diesem zusammen mit den Feuergasen durch das Abzugsrohr F3 ins Freie. Die verdünnte Schwefelsäure wird durch das Rohr e zu- und von unten durch das Rohr g concentrirt abgeführt. Durch zwei Wasserstandsgläser f und f1 wird das Niveau der Schwefelsäure sowohl als das der Heizflüssigkeit angezeigt. Durch das Rohr h kann der Heizflüssigkeit Wasser zugeführt werden, wenn durch zu starke Heizung ein Theil der Heizflüssigkeit verdampft sein sollte. Diese Wasserzuführung kann in bekannter Weise durch ein Schwimmerventil selbstthätig so regulirt werden, daſs das Niveau der Heizflüssigkeit und damit deren Concentration auf constanter Höhe erhalten wird. Zur Concentration verdünnter Schwefelsäure mittels gespannten Wasserdampfes hat der Internationale Vacuum-Eismaschinen-Verein zu Berlin ferner einen eigenartigen Concentrator (* D. R. P. Nr. 38015 vom 8. Juni 1886) angegeben. Die Erhitzung der Säure findet hierbei in einem besonderen von dem Verdampfer S (Fig. 6) getrennten Apparate E in der Weise statt, daſs dieselbe Bleirohrschlangen M, M1 durchströmt, welche im Erhitzungsapparat E von gespanntem Dampf, der bei s eintritt, umspült wird. Die kältere concentrirtere Säure tritt in der Richtung des Pfeiles 2 am Boden des mit Wärmeschutzmasse umkleideten Verdampfers aus und von unten in die Rohrschlange des Erhitzers E ein und nachdem sie dieselbe passirt hat und von Neuem erhitzt ist, oben in der Richtung des Pfeiles 1 wieder in den Verdampfer ein, in welchem die Verdampfung noch durch eine an den Dom D angeschlossene Luftpumpe verstärkt wird; die Säure macht auf diese Weise wie bei einer Wasserheizung einen beständigen Kreislauf. Die Bleirohrschlangen M, M1 im Erhitzer sind auf eisernen festen Gestellen N, N1 gelagert, wodurch die unteren Bleirohrwindungen von dem groſsen Eigengewicht der darauf ruhenden oberen Bleirohrwindungen vollständig entlastet sind und eine Deformation derselben verhindert wird. Ist die käure genügend concentrirt, so wird sie durch Rohr J abgelassen. Bei continuirlichem Betriebe wird die verdünnte Säure durch eine Säurepumpe durch den Austauschapparat F, in welchem dieselbe schon vorgewärmt wird, und hierauf durch den Vorwärmer V, welcher dieselbe Construction wie der Erhitzer E zeigt, in der Pfeilrichtung 3 in den Abdampfer gepumpt, während die entsprechende Menge concentrirter Säure in der Pfeilrichtung 4 durch den Austauschapparat F, hier ihre Wärme abgebend, abflieſst. Durch Hahnstellung wird Zu- und Abfluſs der Säure so regulirt, daſs das Niveau derselben im Verdampfer constant bleibt. In Fig. 7 ist eine andere Construction des Säureerhitzers dargestellt. Derselbe besteht aus einer oder mehreren flach gewundenen Bleirohrschlangen. Die geraden Bleirohre G sind in die etwas weiteren kupfernen oder eisernen Röhren H eingelagert. Im Zwischenraum beider Möhren circulirt der Dampf. Die geraden Röhren sind durch die Hartbleibogen K mit einander verbunden. In der Pfeilrichtung 10 tritt die zu erhitzende Säure ein, während sie bei 9 in die Abdampfschale gelangt. In entgegengesetzter Strömung der Säure circulirt der Dampf in der Pfeilrichtung 11 nach 12. Bei dem Schwefelsäure-Concentrator von C. Kurtz in Cöln (* D. R. P. Nr. 38018 vom 17. Februar 1886) findet die Verdampfung und Erhitzung in denselben offenen oder geschlossenen Gefäſsen, in letzteren bezieh. im Vacuum, mit darin liegenden Heizrohren aus Blei für gekannten oder auch Retourdampf statt. Diese Heizrohre sind sogen. Field-Rohre und bestehen aus einem äuſseren an einem Ende geschlossenen Bleirohr und einem elliptisch geformten, dem Bleirohr daher als Träger dienenden Einlagerohr aus Eisen (Fig. 8 und 9). Die Einlagerohre stehen an dem offenen Ende des Bleirohres ein Stück vor und reichen mit dem anderen Ende nahe bis auf den geschlossenen Boden desselben. Die Heizrohre sind in dem Apparat in zwei getrennten Gruppen (Fig. 10 und 11) angeordnet. Die Bleirohre einer jeden Gruppe münden mit ihrem offenen Ende in besondere Kammern I und IV, ebenso die Eisenrohre jeder Gruppe in besondere Kammern II und III (Fig. 10). Im Inneren des Kessels sind die beiden Rohrgruppen durch eine Scheidewand abgetrennt. Der Heizdampf tritt durch den Stutzen a in die Bleirohrkammer I und aus dieser in die einmündenden Bleirohre, an deren hinteren Enden er in die Einlagerohre eintritt und, nach vorn zurückkehrend, in die Kammer II gelangt. Aus der Kammer II geht der Dampf in die Kammer III über, tritt aus dieser in die Einlagerohre der zweiten Gruppe und kehrt durch die Bleirohre dieser Gruppe nach vorn zurück und gelangt in die Kammer IV, welche durch den Stutzen b mit der Atmosphäre oder einem Condensationswasserabschluſs in Verbindung steht. Man sieht, daſs der Dampf in den Bleirohren der beiden auf einander folgenden Gruppen die Richtung der Bewegung wechselt. In den Bleirohren der ersten Gruppe strömt er nach hinten, in den Bleirohren der zweiten Gruppe nach vorn. Die Schwefelsäure tritt durch den Stutzen c in den Kessel ein und bewegt sich in der Richtung des Pfeiles nach dem Ausgangsstutzen d. Die Schwefelsäure bewegt sich hiernach im Gegenstrom zur Dampfströmung. Die Anzahl der Gruppen der Heizrohre kann nach Bedarf vermehrt werden. So zeigen Fig. 12 und 13 einen Apparat mit vier getrennten Gruppen. Hier ist die Anordnung getroffen, daſs der Heizdampf durch einen Stutzen e in die Kammer I für die Einlagerohre und in letztere, also nicht wie beim vorstehend beschriebenen Apparate zunächst in die Bleirohre eintritt. Der Dampf geht in den Einlagerohren nach hinten und kehrt in den Bleirohren nach vorn in die Kammer II zurück, geht dann aus dieser Kammer II in die Kammer III und in den Bleirohren nach hinten, dann wieder durch die Einlagerohrkammern IV und V in die dritte Gruppe, in deren Bleirohren er nach vorn und durch die Kammern VI und VII in die vierte Gruppe, in deren Bleirohren er nach hinten strömt, und endlich durch die Einlagerohre der vierten Gruppe in die letzte Kammer VIII gelangt, aus der er durch f abgeht. Die Säure wird, wie durch die Pfeile angedeutet ist, auch hier im Gegenstrom zum Dampfstrom geführt; sie tritt bei g ein, bei h aus. Die Bleirohre sind vorn in der Wand der Kammern gelagert; am hinteren freistehenden Ende werden sie durch besondere Querstangen getragen. Sachse.

Tafeln

Tafel Tafel 11
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