DE688010C - - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Konzentration von Schwefelsäure Für die Konzentration von Schwefelsäure dienen im allgemeinen große, mit einem Dephlegmator verbundene Kessel, in welchen ständig etwa :2o ts konzentrierte Schwefelsäure kochen. Der Raumbedarf der Kessel, deren Durchmesser etwa, 22,5 m beträgt, ist im Vergleich zu ihrer Leistung verhältnismäßig groß. Ein Nachteil liegt auch darin, daß im Falle des Durchbrennens eines Kessels sich große Mengen von siedend heißer hochkonzentrierter Schwefelsäure in die Feuerung ergießen und so die Bedienungsmannschaft und den Betrieb sehr gefährden.
• Gemäß der Erfindung wird größte Betriebssicherheit und eine wesentlich erhöhte Leistung bei bedeutend kleinerem Raumbedarf dadurch erreicht, daß sich bei gleichem Durchsatz gegenüber den üblichen Kesseln stets nur wenig Schwefelsäure in der Konzentration befindet, indem die Vorrichtung jeweils aus einem einzigen Rohr besteht, das in seinem unteren Teil als Dünnschichtverdampfer und in seinem oberen Teil als Rektifikatiohseinrichtung ausgebildet ist. Die Leistungsfähigkeit solcher Rohre ist im Vergleich zu den Kochkesseln viel. höher, weil die Heizflächen besser ausgenutzt werden. Denn die Wandstärke der Rohre ist in jedem Fall schwächer als die von einem Kessel, und außerdem ist die Strömungsgeschwindigkeit der Schwefelsäure in einem Rohr größer als in einem Kessel. Die bessere Ausnutzung der Heizflächen hat auch eine wesentliche Materialersparnis zur Folge.
• Der untere Teil des Rohres, der als Dünnschichtverdampfer ausgebildet ist, liegt vollständig in einem beheizten Raum, während der Rektifikationsteil über den beheizten Raum hinausragt, damit hier eine Rektifikation der aus dem Dünnschichtverdampfer aufsteigenden Schwefelsäure-Wasser-Dämpfe mit der zu konzentrierenden Schwefelsäure ermöglicht wird, die oben auf den Rektifikationsteil aufgegeben wird. Der Rektifikationsteil soll natürlich gut isoliert sein; er kann gegebenenfalls auch einer gelinden Heizung durch die Abgase-der eigentlichen Heizzone unterworfen werden. In dem Rektifikationsteil sind Glockenböden oder ähnlich wirkende Einrichtungen angeordnet.
• Um zu erreichen, daß die aus dem Rektifikationsteil zuströmende Schwefelsäure in dem als Verdampfer dienenden Teil des Rohres an der Wandung in dünner Schicht herab# rieselt, wird dieser Teil, wie dies für Rieselverda.inpfer bereits vorgeschlagen wurde, vollständig mit kleinstückigern Material gefüllt, denn es ist eine bekannte Erscheinung, daß in einer sog. Füllsäule die Flüssigkeit, selbst wenn sie oben in der Mitte des Rohrquerschnitts aufgegeben wird, nach einer verhältnismäßig kleinen Strömungslänge nur noch an der Wandung in dünner Schicht herabströmt. Derselbe Erfolg wird natürlich auch durch die bekannte Anordnung einer Platte am oberen Rand des Verdampferrohres erreicht, welche die aus dem Rektifikationsteil kommende Schwefelsäure an die Wand leitet.
• Da sich bei der Konzentration von Schwefelsäure lei&t Schlamm absetzt, ist es zweckmäßig, in dem unteren Teil des Rohres konaxial ein engeres Rohr anzuordnen, das aus dem gleichen Material wie das im Feuerraum liegende Rohr besteht oder aber, da eine gute Wärmeleitung für dieses Rohr nicht erforderlich ist, aus billigerem unangreifbarem keramischem Material hergestellt ist. In den Wandungen dieses Rohres sind Schlitze oder Bohrungen vorgesehen, die von außen nach innen schräg nach oben verlaufen und dazu dienen, die Dämpfe in das Innere des engeren Rohres zu führen. Dieses Innere bleibt frei, während der von den beiden Rohren gebildete Ringraurn mit kleinstückigem Material gefüllt wird.
• Wenn man diesem Zwischenraum die zu konzentrierende Schwefelsälire nicht kontinuierlich, sondern beispielsweise nur alle Minuten innerhalb weniger Sekunden zufÜhrt, so entsteht ein sog% Flüssigkeitskolben, der innerhalb der Füllun- mit einer bestimmten Geschwindigkeit heruntersinkt, wobei er den Zwischenraum zwischen den einzelnen kleinen Füllkörpern völlig ausfüllt. Es wird damit eine kräftige Spülung des kleinstückigen Materials erzielt, ohne daß, über eine längere Zeit gerechnet, die Menge der Flüssigkeit vergrößert wird.
• Die einzelnen Rohre sind an ihrem unteren Ende, welches am zweckmäßigsten außerhalb des Feuerraumes liegt, mit einem Verschluß versehen, der die ablaufende konzentrierte Schwefelsäure auffängt und vor, dem sie der weiteren Verwendung zugeführt wird, sei es zu einem Sammelrohr, sei es zu einem getrennten oder gemeinsamen Kühler.
• Eine Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ist beispielsweise -in der Zeichnung dargestellt. Abb. i ist eine Darstellung der Vorrichtung im Aufriß. Der untere Teil des senkrecht angeordneten Rohres, welcher als Dünnschichtverdampfer dienen soll, trägt die Bezeichnung a, der obere, für die Rektifikation bestimmte Teil ist mit b bezeichnet. Der Rektifikationsteil ist mit einer Reihe von Glockenböden c versehen, auf welchen sich die Rektifikation zwischen den von unten aufströmenden Schwefelsäure-Wasser-Dämpfeh und der durch Leitung d zugeführten Schwefelsäure abspielt. Konaxial in dem Rohrteil a ist ein engeres Rohr c mit von außen nach innen schräg von unten nach oben verlaufenden Schlitzenf angeordnet, durch welche die Schwefelsäure-Wasser-Dämpfe in das Innere des Rohres eintreten und mit geringem Überdruck nach oben abströmen. Der Zwischenraum zwischen den Rohren a und e ist mit einer kleinstückigen Füllungg versehen. Die konzentrierte Schwefelsäure tritt am unteren Ende des Rohres a durch den Stutzen h aus, während andererseits Wasserdämpfe am oberen Ende des Rohrteils b durch den Stutzen i entweichen. Der Rohrteil a befindet sich in dem Heizraum k, in welchen die Feuergase durch die Offnungl eintreten und durch die öffnung in austreten.
• Es hat sich gezeigt, daß man auch aus mehreren kleinen Rohren ein Einzelrohr von großer Länge zusammensetzen kann, ohne daß die Dichtungen, die sowohl dem Angriff der Feuergase wie der Schwefelsäure ausgesetzt sind, Schaden leiden, was man befürchten mußte. Dies ist darauf zurückzuführen, daß an den Dichtungen kein hydrostatischer Druck herrscht, da die Rohre nicht vollständig mit Schwefelsäure gefüllt sind, sondern diese an den Innenflächen der Rohrwände herabfließt.
• Gemäß den Abb. 2, 3 und 4 ist eine große Anzahl von Rohren z. B. mit einem Durchmesser von 300 mni um einen Generator angeordnet, der für die Vergasung des iür den Heizbetrieb benötigten' Brennstoffes dient. Infolge dieser Anordnung wird nicht nur eine sehr große Heizfläche at#f verhältnismäßig kleinem Raum erreicht, sondern auch ein Wärmeverlust des Generators durch Abstrahlung an die äußere Umgebung vermieden.
• Bei der Anordnung von z. B. 32 Rohren von je 4 qm Heizfläche in zwei kreisförmigen Reihen um einen Generator gemäß Abb. 3 können in einem Mauerblock von 4 X 4 m Grundfläche und 5 In eigentlicher Höhe bei 2 m Fundamenthöhe 1:2,3 qm Heizfläche untergebracht werden.
• Liegen die Rohre gemäß Abb. 4 in Form eines Hufeisens um den Generator, so ist die Beschickung des Generators sowie die Beseitigung der Schlacken von der Stirnseite anstatt von oben bzw. von unten möglich.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCIIE: i. Vorrichtun- zur Konzentration von Schwefelsäure, bestehend aus einem senkrecht angeordneten Rohr, das in seinem unteren Teil als Dünnschichtverdampfer und in seinem oberen Teil als Rektifikationseinrichtung ausgebildet ist. :2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß konaxial in dem unteren Teil (a) des Rohres ein engeres Rohr (e) angeordnet ist, in dessen Wandungen von außen nach innen schräg nach oben verlaufende Bohrungen oder Schlitze(/) vorgesehen sind, und daß der Ringraum zwischen Innenrohr (e) und Außenrohr (a) durch kleinstückiges Füllmaterial (g) ausgefüllt ist. 3. Vorrichtung nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem oberen Teil (b) des Rohres mehrere Glockenböden (c) angeordnet sind. 4. Vorrichtung zur Konzentration von Schwefelsäure nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Rohren z. B. im Kreis oder Hufeisenform mit einem Generator, gegebenenfalls in Verbindung mit einer Verbrennungskammer, angeordnet sind. 5. Verfahren zur Konzentration von Schwefelsäure unter Benutzung der Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure dem mit kleinstückigem Material (g) gefüllten Ringraum zwischen den Rohren (a und e) periodisch zugeführt wird.