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.