[go: up one dir, main page]

CH654817A5 - Verfahren und anlage zum konzentrieren von mineralsaeure, insbesondere von schwefelsaeure. - Google Patents

Verfahren und anlage zum konzentrieren von mineralsaeure, insbesondere von schwefelsaeure. Download PDF

Info

Publication number
CH654817A5
CH654817A5 CH1613/82A CH161382A CH654817A5 CH 654817 A5 CH654817 A5 CH 654817A5 CH 1613/82 A CH1613/82 A CH 1613/82A CH 161382 A CH161382 A CH 161382A CH 654817 A5 CH654817 A5 CH 654817A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
acid
zone
quartz tube
tube
quartz
Prior art date
Application number
CH1613/82A
Other languages
English (en)
Inventor
Hans Broberg
Original Assignee
Bofors Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bofors Ab filed Critical Bofors Ab
Publication of CH654817A5 publication Critical patent/CH654817A5/de

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/06Evaporators with vertical tubes
    • B01D1/12Evaporators with vertical tubes and forced circulation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/06Evaporators with vertical tubes
    • B01D1/065Evaporators with vertical tubes by film evaporating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/88Concentration of sulfuric acid
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S159/00Concentrating evaporators
    • Y10S159/19Acid

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

654 817 2
PATENTANSPRÜCHE film-Zone (B) zwischen dem Drallorgan (5) und derinneren
Mantelfläche des Quarzrohres (1) im Bereich von 4-6 m/Sek.
1. Verfahren zum Konzentrieren von Mineralsäuren, insbe- liegt.
sondere von Schwefelsäure, wobei ein oder mehrere von aussen 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beheizte Quarzrohre (1) verwendet werden, wobei die zu kon- s das oder die Quarzrohre (1) durch Verbrennungsgase (4) beheizt zentrierende Säure beim oberen Ende (la) dem jeweiligen werden.
Quarzrohr (1) zugeführt wird und die konzentrierte Säure am 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass unteren Teil des jeweiligen Quarzrohres (1) in einen Behälter (3) das Drallorgan (5) eine oder mehrere Sprühscheiben mit vertika-
abgelassen wird, wobei zur gleichen Zeit die aus der Säure 1er Achse umfasst, wobei die jeweilige Sprühscheibe mit abge-
ausgetriebenen Dämpfe im jeweiligen Quarzrohr aufsteigen und io winkelten Flügeln über ihren Umfang versehen ist, und dass der über sein oberes Ende (la) weggeführt werden, dadurch gekenn- Durchmesser der jeweiligen Sprühscheibe an den Flügelspitzen zeichnet, dass die durch das jeweilige Quarzrohr (1) hindurchge- sowie der innere Durchmesser des Quarzrohres (1) weiterhin die hende Säure durch eine Rektifizierungszone (A) hindurchgeht, Säuremenge und die Temperaturen der Dämpfe und zum Behei-
die sich im oberen Bereich des Quarzrohres befindet und mit zen der Säure so gewählt werden, dass die aufsteigenden Dämpfe
Packungsstücken (4) versehen ist, wobei die Zufuhr der Säure 15 die Strömungsgeschwindigkeit im Bereich von 4-6 m/Sek. haben,
und die Strömungsmenge der in dieser Rektifizierungszone (A) 7. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
aufsteigenden Dämpfe zusammen mit der beheizten Säure sowie dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Quarzrohr (1) eine die Dampftemperaturen so gewählt werden, dass die innere obere Rektifizierungszone (A) aufweist, das mit Packungsstük-
Mantelfläche des Quarzrohres durch die Säure feucht gehalten ken (4) versehen ist, weiterhin eine mittlere Flüssigkeitsfilm-wird, und dass die Rektifizierungszone (A) mit einer unmittelbar 20 Zone (B) und schliesslich eine untere Vorratszone (C) aufweist,
darunter anschliessenden Flüssigkeitsfilm-Zone (B) in Verbin- wobei die Rektifizierungszone (A) eine befeuchtete innere Man-
dung steht, die sich über den mittleren Abschnitt des Quarzroh- telfläche aufweist, infolge der zugeführten Säure und der in der res (1) erstreckt, dass die in der Flüssigkeitsfilm-Zone (B) Rektifizierungszone (A) aufsteigenden Dämpfe, dass in der aufsteigenden Dämpfe durch ein oder mehrere Drallorgane (5) Flüssigkeitsfilm-Zone (B) ein oder mehrere Drallorgane (5)
verwirbelt werden und mit der aus der Rektifizierungszone (A) 25 angeordnet sind zum Verwirbeln der in der Flüssigkeitsfilm-
nach unten tropfenden Säure so zusammentreffen, dass diese Zone (B) aufsteigenden Dämpfe, und dass eine Vorratszone (C)
Säuretropfen auseinandergerissen und gegen die innere Mantel- vorhanden ist zum Sammeln der von der Flüssigkeitsfilm-Zone fläche des Quarzrohres (1) der Flüssigkeitsfilm-Zone (B) (B) nach unten fliessenden Säure, und dass die Vorratszone (C)
geschleudert werden, wobei zum Zwecke der Temperaturbe- ein oder mehrere Zirkuliervorrichtungen (6) enthält, durch die grenzung innerhalb der Flüssigkeitsfilm-Zone (B) die Strö- 30 während des Siedens der gesammelten Säure diese gesteuert mungsmenge und die Verwirbelung der aufsteigenden Dämpfe zirkuliert, und dass die Vorratszone (C) mit zumindest einer zusammen mit der Zufuhr von Säure so gewählt werden, dass die Überströmstelle (7b) versehen ist, über die überschüssige kon-
Säuretropfen aufgebrochen werden und zusammen mit der von zentrierte Säure in den Behälter (3) weggeführt wird,
der Rektifizierungszone (A) nach unten entlang der inneren 8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das
Mantelfläche in die Flüssigkeitsfilm-Zone (B) fliessende Säure 35 jeweilige Quarzrohr (1) mit einem inneren Rohr (7) versehen ist,
auf der erwähnten inneren Mantelfläche einen im wesentlichen das sich vom unteren T eil des Quarzrohres (1) aus nach oben in ununterbrochenen Flüssigkeitsfilm bilden, und dass die von der die Flüssigkeitsfilm-Zone (B) hineinerstreckt, dass das Drallor-
Flüssigkeitsfilm-Zone (B) nach unten fliessende Säure in einer gan (5) und die Zirkuliervorrichtung (6) vom inneren Rohr (7)
Vorratszone (C) gesammelt wird, die an die Flüssigkeitsfilm- getragen sind, und dass das innere Rohr (7) eine Unterlage (7a)
Zone (B) anschliesst und sich über die Länge des unteren 40 für die aus Packungsstücken (4) bestehende Lage in der Rektifi-
Abschnittes des Quarzrohres (1) erstreckt, und dass die gesam- zierungszone (A) bildet, und dass das innere Rohr (7) mit einer melte Säure während des Siedens durch eine Zirkuliervorrich- oder mehreren seitlichen Auslassöffnungen (7b) sowie in seinem tung(6) umgewälzt wird, die sich innerhalb der Vorratszone (C) unteren Teil mit einem inneren Kanal versehen ist.
befindet, wobei zur gleichen Zeit die in der Vorratszone (C) 9. Anlage nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeich-
auftretende konzentrierte überschüssige Säure über eine Über- 45 net, dass die Zirkuliervorrichtung aus einem Rohr (6) besteht,
fliessstelle (7b) in den Behälter (3) abgelassen wird. das koaxial am inneren Rohr (7) angebracht und mit seinen
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass oberen und unteren Enden im Abstand zu den oberen und die über die Überfliessstelle (7b) abgelassene konzentrierte über- unteren Enden der Vorratszone (C)liegt, so dass die in der schüssige Säure durch eine zusätzliche Rektifizierungszone (8) Vorratszone (C) liegende Zirkuliervorrichtung (6) fähig ist, eine geleitet wird, die sich innerhalb von jedem Quarzrohr (1) befin- 50 nach unten gehende Strömung zwischen dem inneren Rohr (7) det, und dass auch die im Behälter (3) gesammelte Säure geheizt und dem koaxial hierzu liegenden Rohr (6) sowie eine Aufwärtswird und die vom Behälter (3) aus aufsteigenden Dämpfe durch Strömung zwischen dem Quarzrohr ( 1) und dem koaxialen Rohr diese zusätzliche Rektifizierungszone (8) geleitet werden. (6) zu ergeben.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 10. Anlage nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekenn-diein der Vorratszone (C) gesammelte überschüssige Säure 55 zeichnet, dass sich innerhalb des inneren Rohres (7) und unter-durch einen Kanal nach unten fliesst, der sich zwischen einem halb eines seitlichen Auslasses (7b), der als Überfliessstelle inneren Rohr (7) und der Zirkuliervorrichtung (6) befindet, wirkt, eine zusätzliche Rektifizierungszone befindet, die bevor-wobei sich das innere Rohr (7) innerhalb des Quarzrohres (1) zugt mit Packungsstücken (8) versehen ist.
befindet und die Zirkuliervorrichtung (6) ein Rohr umfasst, das 11. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des inneren Rohres (7) koaxial liegt, und dass diese 60 sich jede der drei Zonen ( A, B, C) etwa über einen Drittel der Säure innerhalb eines Kanals nach oben strömt, der sich zwischen Länge des Quarzrohres (1) erstreckt.
dem zum inneren Rohr (7) koaxial liegenden Rohr der Zirkuliervorrichtung (6) und der inneren Mantelfläche des Quarzrohres
(1) befindet.
4. Verfahrennach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass fi5 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konzentrieren von die in der Rektifizierungszone ( A) aufsteigenden Dämpfe eine Mineralsäuren, insbesondere von Schwefelsäure, wobei ein oder Geschwindigkeit im Bereich von 2-3 m/Sek. haben, und dass die mehrere Quarzrohre verwendet werden, die von aussen beheizt Geschwindigkeit der aufsteigenden Dämpfe in der Flüssigkeits- werden, wobei die zu konzentrierende Säure dem jeweiligen
3 654 817
Quarzrohr bei einem oberen Ende zugeführt wird und wobei die gesammelt wird, die an die Flüssigkeitsfilm-Zone anschliesst und konzentrierte Säure am unteren Ende des Quarzrohres in einen sich über die Länge des unteren Abschnittes des Quarzrohres Behälter abgelassen wird. Die während des Abiaufens der Kon- erstreckt, und dass die gesammelte Säure während des Siedens Zentrierung von der Säure aufsteigenden Dämpfe werden am durch eine Zirkuliervorrichtung umgewälzt wird, die sich inneroberen Ende des Quarzrohres abgeleitet. Die Erfindung betrifft 5 halb der Vorratszone befindet, wobei zur gleichen Zeit die in der weiterhin eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens. Vorratszone auftretende konzentrierte überschüssige Säure über
Es ist bereits bekannt, dass z. B. Schwefelsäure in einer eine Überfliessstelle in den Behälter abgelassen wird.
solchen Anlage konzentriert werden kann, die mit einem Ofen Die erfindungsgemässe Anlage zur Durchführung dieses Ver-versehen ist, der von einem oder mehreren langen Quarzrohren fahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Quarzvertikal durchsetzt wird. Die Säure geht durch das oder die io rohr eine obere Rektifizierungszone aufweist, das mit Packungs-Quarzrohre vertikal nach unten, wobei das oder die Quarzrohre stücken versehen ist, weiterhin eine mittlere Flüssigkeitsfilm-von aussen durch Verbrennungsgase beheizt werden, die im Zone und schliesslich eine untere Vorratszone aufweist, wobei vorerwähnten Ofen erzeugt werden, wobei diese Verbrennungs- die Rektifizierungszone eine befeuchtete innere Mantelfläche gase im direkten Kontakt mit dem oder den Quarzrohren aufweist, infolge der zugeführten Säure und der in der Rektifizie-gebracht werden, sodassdie Wärme wirksam auf die nach unten 15 rungszone aufsteigenden Dämpfe, dassinderFIüssigkeitsfilm-fliessende Säure übertragen wird. Bei dieser Art der Beheizung Zone ein oder mehrere Drallorgane angeordnet sind zum Ver-ist es sehr wichtig, dass eine konstante Beheizung und Wärmelei- wirbeln der in der Flüssigkeitsfilm-Zone aufsteigenden Dämpfe tung im Quarzrohr bzw. in den Quarzrohren erreicht wird, um und dass eine Vorratszone vorhanden ist zum Sammeln der von eine Ausbildung von einzelnen überhitzten Flächenpartien am der Flüssigkeitsfilm-Zone nach unten fliessenden Säure, und dass Quarzrohr oder an den Quarzrohren zu vermeiden, da sonst 20 die Vorratszone ein oder mehrere Zirkuliervorrichtungen ent-beim Konzentriervorgang durch auftretende Spannungen das hält, durch die während des Siedens der gesammelten Säure diese Quarzrohr bzw. die Quarzrohre brechen können. gesteuert zirkuliert, und dass die Vorratszone mit zumindest
Bei den bisher bekannten Verfahren und Anlagen zum Kon- einer Überströmstelle versehen ist, über die überschüssige konzentrieren und möglicherweise auch zum Reinigen von Mineral- zentrierte Säure in den Behälter weggeführt wird.
säuren treten neben den erwähnten stellenweisen Überhitzungen 25 Es ist vorteilhaft, wenn sich innerhalb von jedem Quarzrohr der Quarzrohre auch noch Probleme mit Ablagerungen durch ein inneres Rohr befindet, das ebenfalls aus Quarz sein kann, aus der Säure abgeschiedene Salze auf, wobei insgesamt eine wobei sich dieses innere Rohr vom unteren Teil des Quarzrohres wesentliche Verringerung der Lebensdauer der Quarzrohre ein- nach oben in die Flüssigkeitsfilm-Zone hinein erstreckt und treten kann. gleichzeitig eine Unterlage für Packungsstücke bildet, die sich in Neben der Verhinderung von solchen stellenweisen Überhit- 30 der Rektifizierungszone befinden. Dieses innere Rohr kann auch zungen und Ablagerungen ist es zusätzlich noch wünschbar, dass in der Flüssigkeitsfilm-Zone das Drallorgan und in der Vorrats-beim Konzentriervorgang möglichst wenig Mineralsäure verlo- zone die Zirkuliervorrichtung tragen. Es ist Vorteilhaft, wenn die ren gehen soll, was bedeutet, dass die das Quarzrohr oben Rektifizierungszone, die Flüssigkeitsfilm-Zone und die Vorratsverlassenden Dämpfe so wenig Säure wie möglich enthalten zone sich je über einen Drittel der Gesamtlänge von jedem sollen. In diesem Zusammenhang kann es vorteilhaft sein, wenn 35 Quarzrohr erstrecken. Das innere Rohr kann mit verschiedenen diese Dämpfe eine möglichst geringe Temperatur haben, da dann seitlichen Auslassöffnungen versehen sein, die als Überfliess-diese Dämpfe leichter, z. B. in Glasrohren transportiert werden kante dienen, über die also überschüssige Säure zu einem inneren können, die den Vorteil haben, dass sie säurebeständig sind. Kanal im unteren Bereich des inneren Rohres geführt wird, die
Es wird die Schaffung eines Verfahrens und einer Anlage dann in einen Behälter abgegeben wird. Es kann noch eine bezweckt, mit der die vorerwähnten Probleme gelöst werden 40 zusätzliche Rektifizierungszone vorgesehen werden, die im vorkönnen. erwähnten inneren Kanal des inneren Rohres angeordnet wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeich- Durch das Unterteilen des Quarzrohres in die drei vorerwähn-net, dass die durch das jeweilige Quarzrohr hindurchgehende ten Zonen kann ein optimales Konzentrieren der durch das Säure durch eine Rektifizierungszone hindurchgeht, die sich im Quarzrohr hindurchfliessenden Säure erzielt werden. Dadurch oberen Bereich des Quarzrohres befindet und mit Packungsstük- 45 dass im oberen Teil des Quarzrohres eine Rektifizierungszone ken versehen ist, wobei die Zufuhr der Säure und die Strömungs- liegt, kann ein Verlust an Säure weitgehend verhindert werden, menge der in dieser Rektifizierungszone aufsteigenden Dämpfe und gleichzeitig kann die Temperatur der oben wegführenden zusammen mit der beheizten Säure sowie die Dampftemperatu- Dämpfe niedrig gehalten werden, so dass sie z. B. in Glasbehäl-ren so gewählt werden, dass die innere Mantelfläche des Quarz- tern transportiert werden können. Innerhalb der Rektifizierohres durch die Säure feucht gehalten wird, und dass die so rungszone kann die Temperatur verhältnismässig niedrig gehal-Rektifizierungszone mit einer unmittelbar darunter anschliessen- ten werden und das erwünschte Feuchthalten der inneren Man-den Flüssigkeitsfilm-Zone in Verbindung steht, die sich über den telfläche des Quarzrohres in der Rektifizierungszone bringt mittleren Abschnitt des Quarzrohres erstreckt, dass die in der keine Probleme mit sich.
Flüssigkeitsfilm-Zone aufsteigenden Dämpfe durch ein oder In der Flüssigkeitsfilm-Zone wird die Wärme von der inneren mehrere Drallorgane verwirbelt werden und mit der aus der 55 Mantelfläche des Quarzrohres durch den Flüssigkeitsfilm wegge-
Rektifizierungszone nach unten tropfenden Säure so zusammen- führt. Da diese innere Mantelfläche des Quarzrohres von einem treffen, dass diese Säuretropfen auseinandergerissen und gegen Flüssigkeitsfilm bedeckt ist, wird gesamthaft eine grosse Wärme-
die innere Mantelfläche des Quarzrohres der Flüssigkeitsfilm- Übertragung erzielt, so dass die innere Mantelfläche des Quarz-
Zone geschleudert werden, wobei zum Zwecke der Temperatur- rohres in der Praxis lediglich eine um etwa 30° C höhere begrenzung innerhalb der Flüssigkeitsfilm-Zone die Strömungs- 60 Temperatur als die daran entlangfliessende Flüssigkeit hat. In menge und die Verwirbelung der aufsteigenden Dämpfe zusam- der Flüssigkeitsfilm-Zone wird die Wärmeübertragung noch men mit der Zufuhr von Säure so gewählt werden, dass die durch die Verwirbelung der aufsteigenden Dämpfe erhöht, da
Säuretropfen aufgebrochen werden und zusammen mit der von durch die verwirbelten, aufsteigenden Dämpfe so auf die von der der Rektifizierungszone nach unten entlang der inneren Mantel- Rektifizierungszone nach unten tropfenden Säuretropfen einge-
fläche in die Flüssigkeitsfilm-Zone fliessende Säure auf der 65 wirkt wird, dass diese auseinandergerissen werden und in der erwähnten inneren Mantelfläche einen im wesentlichen ununter- Flüssigkeitsfilm-Zone gegen die innere Mantelfläche des Quarz-
brochenen Flüssigkeitsfilm bilden, und dass die von der Flüssig- rohres geschleudert werden, sich hier mit dem Flüssigkeitsfilm keitssfilm-Zone nach unten fliessende Säure in einer Vorratszone vermischen und so mit zur Wärmeübertragung beitragen.
654 817
4
Aus dem Vorstehenden ergibt sich auch, dass die in der Vorratszone befindliche Säure am heissesten ist, da ja an dieser Stelle die Flüssigkeitsmenge beim Konzentriervorgang auf das Minimum reduziert worden ist. Durch den direkten Kontakt zwischen der in der Vorratszone gesammelten Säure und der inneren Mantelfläche von jedem Quarzrohr wird sogar in diesem Fall eine sehr hohe Wärmeübertragung erzielt, so dass die innere Mantelfläche des Quarzrohres in der Vorratszone lediglich eine um etwa 30° C höhere Temperatur als die darin gesammelte Flüssigkeit hat.
Durch die Ausbildung der Anlage mit einer speziellen Flüssigkeitsfilm-Zone und einer speziellen Vorratszone wird in jeder dieser Zonen die Temperatur nicht zu hoch sein, trotz der ständig zunehmenden Temperatur und ständig verringerter Menge der nach unten fliessenden Säure. Wenn die Vorratszone möglichst hoch ausgebildet wird, verringert sich das Risiko von einzelnen überhitzten Partien in der Flüssigkeitsfilm-Zone, da durch eine höhere Vorratszone ein stärkeres Sieden der Säure entsteht und somit in der Vorratszone eine erhöhte Flüssigkeitsströmung auftritt.
Dadurch, dass die Anlage mit einer speziellen Vorratszone für die Säure im unteren Abschnitt des Quarzrohres versehen ist, ergibt sich der grosse Vorteil, dass mit einer solchen Säure gearbeitet werden kann, die beim Eingeben in die Anlage eine verhältnismässig geringe Konzentration aufweist. Dieser Vorteil wird besonders dann bedeutend, wenn die zu konzentrierende Säure einen grossen Anteil an Verunreinigungen hat.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung dargestellt, mit der das erfindungsgemässe Verfahren durchgeführt werden kann. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung einen vertikalen Längsschnitt durch ein äusseres Quarzrohr,
Fig. 2 ein inneres Quarzrohr in Seitenansicht, teilweise geschnitten, wobei sich dieses innere Quarzrohr innerhalb des äusseren Quarzrohres nach Fig. 1 befindet,
Fig. 3 eine Draufsicht auf das innere Quarzrohr nach Fig. 2, Fig. 4a eine Draufsicht auf ein Drehorgan, das sich auf dem inneren Quarzrohr nach Fig. 2 befindet,
Fig. 4b das aus Fig. 4a ersichtliche Drehorgan in Seitenansicht, Fig. 5a das aus Fig. 2 ersichtliche innere Quarzrohr im Querschnitt,
Fig. 5b einen Abschnitt des aus Fig. 2 ersichtlichen inneren Quarzrohres, im Längsschnitt,
Fig. 6 eine Seitenansicht der Einrichtung, mit der z.B. Schwefelsäure konzentriert wird, welche Einrichtung einen Ofen umfasst, der vertikal stehende Quarzrohre enthält, und
Fig. 7 die in Fig. 6 gezeigte Einrichtung im Längsschnitt, in schematischer Darstellung.
In der Darstellung nach Fig. 1 ist ein Quarzrohr 1 gezeigt, das eine an sich bekannte Ausbildung hat. Dieses Quarzrohr 1 kann zusammen mit einem oder mehreren solchen Quarzrohren ein integraler Bestandteil einer Anlage sein, die zum Konzentrieren von Mineralsäure, insbesondere von Schwefelsäure dient. Mit dem Konzentrieren kann auch ein Reinigen durchgeführt werden. Jedes Quarzrohr wird von der Aussenseite her beheizt, mit Vorteil mit Hilfe von Gichtgasen, die in einem Ofen erzeugt werden, der ebenfalls ein integraler Bestandteil der Anlage ist. Die Beheizung durch Gichtgase ist in Fig. 1 durch Pfeile H dargestellt. Als Alternative hierzu kann das Beheizen auch durch ein nicht dargestelltes Heizelement durchgeführt werden.
Die Säure, die im jeweiligen Quarzrohr konzentriert werden soll, wird dem Quarzrohr über einen oberen Teil la zugeführt, wobei im folgenden diese Säure Schwefelsäure sein soll, die in Fig. 1 mit den Pfeilen S bezeichnet ist. Diese Säure gelangt daraufhin durch das Quarzrohr nach unten, worauf dann die konzentrierte Säure das Quarzrohr über einen Abgabeteil 2 verlässt und in einen Behälter 3 gelangt. Während des Durchganges der Säure durch das Quarzrohr 1 nach unten nimmt die
Konzentration der Säure und die Temperatur zunehmend zu, während das Volumen der Säure in entsprechender Weise zunehmend abnimmt. Während des Vorganges der Konzentrierung treten Dämpfe oder Gase beim Durchgang der Säure durch das Quarzrohr aus der Säure aus, und diese Dämpfe oder Gase steigen im Quarzrohr 1 nach oben und werden über den vorerwähnten oberen Teil la aus dem Quarzrohr 1 abgeleitet.
Das Quarzrohr 1 ist in drei vertikal übereinander liegende verschiedene Abschnitte unterteilt. Jeder Abschnitt erstreckt sich etwa über ein Drittel der Länge des Quarzrohres 1, wobei in Fig. 1 die drei Abschnitte A, B und C vorliegen. Der obere Abschnitt A bildet die Rektifizierzone, die bevorzugterweise mit einem bereits bekannten Futter 4 versehen ist. Dieses Futter 4 kann aus Quarz und/oder aus einem keramischen Material sein, wobei die einzelnen Teile des Futters die gleiche oder verschiedene Grösse aufweisen können. Die Rektifizierungszone A erstreckt sich von der oberen Stirnfläche des Quarzrohres 1 aus nach unten, wie schon gesagt, etwa über ein Drittel der vertikalen Länge des Quarzrohres 1. Das aus Zylindern bestehende Futter 4 kann z. B. aus solchen Stücken bestehen, die 40 mm lang und 40 mm im Durchmesser sind, sowie aus anderen Stücken, die 25 mm lang und im Durchmesser 25 mm sind.
Der mittlere Abschnitt B bildet eine Zone für einen Flüssigkeitsfilm, wobei diese Zone unmittelbar mit der Rektifizierungszone A verbunden ist. Innerhalb dieser Flüssigkeitsfilm-Zone befinden sich eine oder mehrere Drallorgane, die zum Drehen der im Quarzrohr 1 von unten nach oben aufsteigenden Dämpfe dienen. Diese Drallorgane können aus einer oder mehreren Scheiben bestehen, wie später noch detaillierter erläutert wird. Die von der Rektifizierungszone A nach unten tropfende und/ oder laufende Säure wird in der Flüssigkeitsfilm-Zone B so behandelt, dass die Säure einen Film bildet, der entlang der inneren Mantelfläche der Flüssigkeitsfilm-Zone nach unten läuft.
Der untere Abschnitt C bildet eine Vorratszone, die wiederum in unmittelbarer Verbindung mit der Flüssigkeitsfilm-Zone B steht. In dieser Vorratszone C wird die Säure gesammelt, die von der Flüssigkeitsfilm-Zone aus nach unten fliesst. In dieser Vorratszone C wird die Säure durch eine Zirkuliervorrichtung 6 zirkuliert, wie später noch detaillierter erläutert wird. Die gesammelte Säure siedet in der Vorratszone, und die Zirkuliervorrichtung bewirkt ein Zirkulieren der siedenden Säure, wobei diese Zirkulation mit Pfeilen U dargestellt ist. Nahe der inneren Mantelfläche des Quarzrohres 1 in der Vorratszone C strebt die Flüssigkeit nach oben, wogegen näher beim Zentrum des Quarzrohres 1 in der Vorratszone der Strömungsfluss nach unten verläuft.
Das vorerwähnte Quarzrohr 1 kann als äusseres Quarzrohr bezeichnet werden. In jedem äusseren Quarzrohr 1 befindet sich ein inneres Quarzrohr 7, das den vorerwähnten rohrförmigen Abgabeteil 2 umfasst. Dieser rohrförmige Abgabeteil 2 ragt durch eine Öffnung lb am unteren Ende des äusseren Quarzrohres 1 nach unten ins Innere des Behälters 3. Das innere Quarzrohr 7 erstreckt sich innerhalb des äusseren Quarzrohres 1 nach oben durch die Vorratszone C und die Flüssigkeitsfilm-Zone B. Der obere Teil des inneren Quarzrohres 7 ist mit einem Querstück 7a versehen, durch das das innere Quarzrohr 7 zentrisch im äusseren Quarzrohr 1 gehalten wird. Das Querstück 7a hat auch noch die Funktion als ein unterer Halter für die in der Rektifizierungszone A befindlichen Packungen 4 (Füllung). Das innere Quarzrohr 7 hat noch einen inneren Durchgangskanal, um das Drallorgan 5 auf der Aussenseite des Quarzrohres 7 zu tragen. Wie schon erwähnt, ist das äussere Quarzrohr 1 im Bereich der Vorratszone 10 mit der Zirkuliervorrichtung 6 versehen, wobei diese Zirkuliervorrichtung 6 aus einem Rohr besteht, das koaxial zum inneren Quarzrohr 7 liegt und an diesem befestigt ist. Dieses koaxiale Rohr 6 ist mittels Speichen 6a am inneren Quarzrohr 7 befestigt. Das Rohr 6 endigt mit seiner oberen Stirnfläche in
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
5
654 817
einem verhältnismässig grossem Abstand unterhalb des Niveaus der sich in der Vorratszone C befindlichen Flüssigkeit. In gleicher Weise endigt die untere Stirnfläche des zum inneren Quarzrohr 7 koaxial liegenden Rohres 6 in einem verhältnismässig grossem Abstand vom unteren Ende des äusseren Quarzrohres 1. Durch die Form der Zirkuliervorrichtung 6 wird bewirkt, dass der Flüssigkeitsstrom in der Vorratszone C nach oben zwischen der inneren Mantelfläche des äusseren Quarzrohres 1 und der äusseren Mantelfläche des Rohres 6 stattfindet, wogegen der Strö-mungsfluss nach unten zwischen der äusseren Mantelfläche des inneren Quarzrohres 7 und der inneren Mantelfläche des Rohres 6 stattfindet. Das innere Quarzrohr 7 bildet auch noch eine Überlaufeinrichtung in der Vorratszone C. Das innere Quarzrohr 7 ist noch mit einem oder mehreren seitlichen Auslässen 7b versehen, über die in der Vorratszone C befindliche überschüssige Säure auf den inneren Bereich des inneren Quarzrohres 7 abgegeben wird. Der innere Bereich des Quarzrohres 7 ist über den vorerwähnten inneren Durchgangskanal mit dem Behälter 3 verbunden, so dass die überschüssige Säure über den an der unteren Stirnfläche 7c ausmündenden Durchgangskanal des Quarzrohres 7 abgelassen wird.
Beim Beispiel nach Fig. 1 befindet sich im inneren Kanal des Quarzrohres 7 unterhalb der erwähnten Auslässe 7b noch eine weitere Rektifizierungszone 8.
Bei diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die Rektifizierungszone 8 ebenfalls mit Packungsstücken 8 versehen, die die gleiche Ausbildung haben können wie die Packungsstücke 4 in der Rektifizierungszone A. So können also die Packungsstücke 8 die gleiche Form oder eine von den Packungsstücken 4 abweichende Form haben; sie können auch unterschiedliche Grösse haben und in zwei oder mehreren Lagen vorliegen.
Aus Fig. 2 ist das innere Quarzrohr 7 detaillierter ersichtlich. Dieses innere Quarzrohr 7 ist mit den Bauteilen bzw. Ausbildungen 7a, 7a', 5 und 6 versehen. Das innere Rohr 7 besteht aus Quarz oder aus einem keramischen Material. Das Rohr 7 ist mit zwei Querstücken 7a und 7a' versehen, wie es auch aus Fig. 3 ersichtlich ist. Diese Querstücke 7a und 7a' sowie das Drallorgan 5 und die als Rohr ausgebildete Zirkuliervorrichtung 6 sind an die äussere Mantelfläche des inneren Rohres 7 angeschweisst. Dies wurde mit einer Schmelzschweissung bewerkstelligt. Das innere Quarzrohr 7 hat eine Gesamtlänge E von 2,5 m. Das untere Ende 7c des inneren Quarzrohres 7 ist mit einer sphärischen Lagerfläche 7d versehen, das wiederum eine Lagerschulter bezüglich des äusseren Quarzrohres 1 bildet, um eine relative Bewegung der beiden Rohre 1 und 7 im unteren Bereich zu unterbinden. Das untere Ende 7c sitzt in einem Deckel des Behälters 3. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass das innere Quarzrohr 7 auf drei verschiedenen Höhenlagen mit seitlichen Auslassöffnungen 7b, 7b' und 7b" versehen ist. In jeder Höhenlage befinden sich jeweils drei der erwähnten Auslassöffnungen gleichmässig über den Umfang des Rohres 7 verteilt. Das innere Rohr 7 ist vollständig hohl und ist oben mit einem Deckel 7f versehen, in dem sich ein Loch 7e befindet. In denjenigen Fällen, wo die im Behälter 3 gesammelte Säure beheizt wird, werden die im Behälter 3 auftretenden Dämpfe durch das Rohr 7 nach oben geführt und treten über die Öffnungen der Arme 7a und die Öffnungen 7b nach aussen. In der unteren Stirnfläche 7c des inneren Rohres 7 befindet sich eine Auslassöffnung 7g, die sich in der Längsachse des Rohres 7 befindet und in den darunter befindlichen Behälter 3 führt.
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, wie die Querstücke 7a und 7a' am inneren Rohr 7 befestigt sind. Das Querstück 7a bzw. 7a' ragt diametral durch die Wandung des Rohres 7, sitzt also in Durchgangslöchern, wobei sich die beiden Querstücke 7a und 7a' auf verschiedenen Höhenlagen befinden. Die Enden der Querstücke 7a und 7a' liegen nahe bei der inneren Mantelfläche des äusseren Quarzrohres 1, so dass das innere Rohr 7 in seinem oberen Bereich zentrisch innerhalb des äusseren Quarzrohres 1 gehalten ist.
Aus den Fig. 4a und 4b ist eine Sprühscheibe ersichtlich, die über ihren Umfang mit Flügeln versehen ist. Die Sprühscheibe ist mit einer ringförmigen Nabe 5a versehen, von der aus sich die Flügel 5b radial nach aussen erstrecken. Jeder Flügel weist einen s nach unten abgewinkelten Teil 5b' und einen nach oben abgewinkelten Teil 5b" auf. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Sprühscheibe mit acht Flügeln versehen. Zwischen den Flügeln werden somit radiale Schlitze gebildet, durch die die nach oben aufsteigenden Dämpfe hindurchgehen und durch die schräglie-io genden Flügelteile 5b' und 5b" gedreht werden, also einen Drall erfahren. Die Sprühscheibe stellt somit ein Drallorgan 5 dar.
Aus den Fig. 5a und 5b ist ersichtlich, wie das die Zirkuliervorrichtung darstellende Rohr 6 am inneren Rohr 7 befestigt ist. Die Speichen 6a sind rohrförmig und mit ihren äusseren Enden in 15 Ausnehmungen des Rohres 6 eingeschweisst. Die anderen Enden der Stege 6a sind an der äusseren Mantelfläche des inneren Rohres 7 angeschweisst. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind insgesamt vier Speichen 6a vorhanden, wobei immer zwei Speichen zusammen als Paar auf derselben Höhe liegen. Die 20 vier Speichen 6a liegen also in zwei verschiedenen Höhenlagen. Bei jeder Höhenlage erstrecken sich die Speichenpaare über gleiche Durchmesser.
Aus Fig. 6 ist die Gesamtanlage schematisch ersichtlich. Diese 25 Anlage hat die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung 8', wobei sich unterhalb dieser Einrichtung der Sammelbehälter 3 befindet. Die zu konzentrierende Säure wird über Einlassleitungen 9 und 10 zugeführt. Die Einrichtung 8' ist mit einem Ofen versehen, bei dem durch einen Ölbrenner 11 heisse Verbrennungsgase herge-30 stellt werden. Das Heizöl und die Verbrennungsluft werden dem Ölbrenner 11 über Leitungen 12,13 zugeführt. Der erwähnte Ofen ist noch mit einem Gebläse 14 versehen. Die Anlage weist noch eine Rücklaufleitung 15 auf, durch die ein Teil der heissen Verbrennungsgase in die Verbrennungskammer des Ofens 35 zurückgeführt werden, um die Verbrennungsgase auf einer konstanten Temperatur zu halten. Das Gebläse 14 beliefert über eine Leitung 16 einen nicht dargestellten Wärmeaustauscher zur Erwärmung der Luft mittels der heissen Verbrennungsgase. Durch diesen Wärmeaustauscher wird die vorgewärmte Luft 40 dem Brenner 11 zugeführt. Die konzentrierte Schwefelsäure verlässt den Behälter 3 über eine Ablassleitung 17. Kaltes HN03 wird über eine Leitung 18 zugeführt. Es ist noch eine Ausgleichsleitung 19 vorhanden.
Aus Fig. 7 ist ersichtlich, dass die Anlage mehrere äussere 45 Quarzrohre 1 ', 1" usw. aufweist. Die beim Beispiel gezeigten äusseren Quarzrohre können eine Länge von je etwa 5 m haben. Diese äusseren Quarzrohre können z. B. aus durchsichtigem Quarz bestehen, das eine gute Wärmeleitfähigkeit hat und sehr widerstandsfähig ist. Jedes Quarzrohr 1 ' und 1" hat eine Wand-50 dicke im Bereich von 4-12 mm und hat ein Gewicht im Bereich von 15-40 kg. Die Anlage nach Fig. 7 hat einen Verbrennungsraum 20, der also den Ofen bildet. Die vorerwähnten zurückgeführten heissen Verbrennungsgase werden in den Ofen so geleitet, dass sie vor der Flamme zugeführt werden. Die Quarzrohre 55 l' und 1" sind in koaxiale, aus Stahl bestehende Tragrohre 21 bzw. 22 eingepasst, wobei diese Stahlrohre als innere Stützen bezeichnet werden. Diese inneren Stützen erstrecken sich vom unteren Teil von jedem Quarzrohr 1 nach oben bis zur Höhenlage eines zum Gebläse 14 führenden Auslasses 23. Die unteren 60 Teile der Quarzrohre 1 werden von unteren, ebenfalls aus Stahl bestehenden Stützen 24 bzw. 25 gehalten. Diese werden als äussere Stützen bezeichnet. Diese letztgenannten Stützen erstrecken sich von den unteren Teilen der Quarzrohre 1 nach oben bis zum Feuerraumbeginn des Ofens 20. Diejenigen Teile fi5 der Quarzrohre 1, die sich durch den Feuerraum des Ofens 20 hindurcherstrecken, sind mit einem Flammenschutz 26 bzw. 27 versehen, die sich ausserhalb der inneren Stützen 21 und 22 befinden.
654 817
Die Quarzrohre 1 ' und 1" sowie die inneren Stützen 21,22 und die äusseren Stützen 24,25 haben zwischenliegende Abstände, wobei in den dadurch entstehenden Zwischenräumen die im Feuerraum 20 gebildeten heissen Gase mit Hilfe des Gebläses 14 in einer besonderen Weise geführt werden. Auf diese Weise 5 strömen die heissen Verbrennungsgase durch den Zwischenraum zwischen den inneren Stützen und äusseren Stützen zu den unteren Enden der Quarzrohre hin, wo die inneren Stützen 21 und 22 mit Öffnungen versehen sind, so dass die erwähnten Gase in den inneren Zwischenraum zwischen den inneren Stützen und io der äusseren Mantelfläche der Quarzrohre 1' und 1" geführt werden, so dass diese Gase in direkten Kontakt mit der äusseren Mantelfläche dieser Quarzrohre kommen. Die heissen Verbrennungsgase werden von den unteren Teilen der Quarzrohre 1 ' und 1" nach oben und längs den äusseren Mantelflächen der Quarz- 15 röhre zum Auslass 23 geführt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anlage bei den unteren Teilen der Quarzrohre für eine Rückströmung durch Konvektion versehen, die noch dazu beiträgt, dass eine Wärmeübertragung zwischen den heissen Verbrennungsgasen und der innerhalb der Quarzrohre nach 20 unten fliessenden Säure stattfindet.
Die Quarzrohre 1' und 1" mit ihren zusammenwirkenden inneren und äusseren Stützen 21,22 bzw. 24,25 stehen vertikal im Ofen 20 und sind am oberen Teil des Ofens durch Abdichtungen 28 und am unteren Teil des Ofens durch Abdichtungen 29 25 abgedichtet. Aus Fig. 7 ist ersichtlich, dass der Behälter 3 mit einem abdichtenden Deckel 3a versehen ist, durch den die unteren Enden der Quarzrohre 1' und 1" ragen, wobei diese Quarzrohre gegenüber diesem Deckel 3a mit Abdichtungen abgedichtet ist. Bei dieser Ausbildung ist ersichtlich, dass das 30 Innere des Behälters 3 über die bei jedem Quarzrohr vorhandenen Überflussstellen mit dem Innern der Quarzrohre in Verbindung steht. Der in Fig. 7 gezeigte Behälter 3 kann innen mit einer elektrischen Heizung ausgerüstet sein, damit die im Behälter 3 befindliche überschüssige Säure noch stärker beheizt werden 35 kann. Die Quarzrohre 1 ' und 1" werden durch Führungen 30 und 31 gehalten, so dass diese Quarzrohre und die damit verbundenen inneren und äusseren Stützen 21,22 bzw. 24,25 in ihrer vertikalen Lage gehalten werden. Die Lagerung der Quarzrohre ist derart, dass sie mit ihrem gesamten Gewicht auf dem Deckel 40 3a aufliegen, während eine seitliche Abstützung über die Führungen 30 und 31 und eventuell noch über andere zusätzliche Bauteile erfolgt.
Die Konzentration von z. B. Schwefelsäure, findet in den vorerwähnten Quarzrohren 1' und 1" auf folgende Weise statt. Es 45 wird davon ausgegangen, dass 60%-ige reine Schwefelsäure auf 95% konzentriert werden soll. In der oberen Zone, d. h. in der Rektifizierungszone A wird die Schwefelsäure S etwa auf 70% konzentriert. Am oberen Ende des Quarzrohres 1 hat die Säure eine Temperatur von etwa 140° C, und der austretende Dampf 50 hat eine etwas höhere Temperatur als diese 140° C. Die die Rektifizierungszone A verlassende Säure hat eine Temperatur von etwa 165° C. Der aufsteigende Dampf, der die aus den Packungen 4 bestehende Lage erreicht, verteilt die Säure über die Packungsstücke 4, so dass auch die innere Fläche des 55
Quarzrohres 1 in der aus den Packungsstücken bestehende Lage feucht gehalten wird. Die verschiedenen Parameter und die Ausbildung der aus den Packungsstücken 4 bestehenden Lage werden so gewählt, dass die Geschwindigkeit des aufsteigenden Dampfes in der aus den Packungsstücken 4 stehenden Lage im 60 Bereich von 2-3 m/Sek. liegt. Die Menge der die Rektifizierungszone 8 verlassenden Flüssigkeit hat sich etwa auf 85% der dem Quarzrohr zugeführten Säuremenge verringert.
Wie bereits erwähnt, werden die in der Flüssigkeitsfilm-Zone B aufsteigenden Dämpfe durch das aus den Fig. 4a und 4b f>5
ersichtliche Drallorgan 5 gedreht, erhalten also eine Turbulenz. Die aufsteigenden Dämpfe erhalten diese Turbulenz durch die aus Fig. 4b ersichtlichen abgewinkelten Teile 5b ' und 5b" der
Flügel 5b der das Drallorgan 5 bildenden Sprühscheibe, wodurch die von der Rektifizierungszone A nach unten fallenden Flüssigkeitstropfen durch die turbulenten Dämpfe aufgerissen und gegen die innere Mantelfläche des Quarzrohres 1 in der Flüssigkeitsfilm-Zone B geschleudert werden, wo sie weiter vereinzelt und mit der Säure vermischt werden, die von der Rektifizierungszone A her nach unten entlang der inneren Mantelfläche des Quarzrohres 1 in diese Flüssigkeitsfilm-Zone B fliesst. Um in der Flüssigkeitsfilm-Zone B einen gleichmässigen Flüssigkeitsfilm zu erzielen, darf die der Flüssigkeitsfilm-Zone B kontinuierlich zugeführte Flüssigkeitsmenge nicht zu klein sein. Weiterhin sollte die Flüssigkeit möglichst gleichmässig über die innere Mantelfläche des Quarzrohres 1 durch die Sprühscheibe 5 versprüht, also verteilt werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Geschwindigkeit des aufsteigenden Dampfes im Ringspalt Sb (Fig. 1) zwischen der Aussenkontur der Sprühscheibe 5, also an der Peripherie der Flügel 5b, und der inneren Mantelfläche des Quarzrohres 1 und im Zwischenraum 5c (Fig. 4a) zwischen den Flügeln 5b im Bereich von 4-6 m/Sek. In der Flüssigkeitsfilm-Zone B erfolgt eine Konzentrierung auf etwa 85 %. Die Flüssigkeitsmenge wird auf etwa 75 % bezüglich der zugeführten Säuremenge verringert.
Wenn die Flüssigkeitsmenge in der Flüssigkeitsfilm-Zone B ausreichend ist, reisst der an der inneren Mantelfläche des Quarzrohres 1 befindliche Flüssigkeitsfilm nicht ab. In diesem Fall besteht nicht das Risiko, dass Teile der inneren Mantelfläche des Quarzrohres 1 nicht von einem Flüssigkeitsfilm bedeckt sind, so dass lediglich die innere Mantelfläche des Quarzrohres von den aufsteigenden Dämpfen beheizt wird, so dass diese ohne Flüssigkeitsfilm versehenen Flächenteile des Quarzrohres über den Siedepunkt von 338° C für die Schwefelsäure erwärmt werden können. Falls dieses eintreten würde, würden die von der Sprühscheibe 5 verteilten Flüssigkeitströpfchen vollständig vergasen, so dass sich die in der Säure befindlichen geringen Salzmengen ablagern können und eine innere Beschichtung der Quarzrohre 1 bilden können. Eine solche Beschichtung ergibt einzelne heisse Flächenpartien, die wiederum Spannungen im Quarzrohr 1 erzeugen, so dass hierdurch Brüche entstehen können. Damit dies nicht eintritt, falls tatsächlich einmal in der Flüssigkeitsfilm-Zone B der Flüssigkeitsfilm abreisst, sollte die Temperatur in dieser Flüssigkeitsfilm-Zone B nicht zu hoch sein.
Im unteren Teil des Quarzrohres 1, wo die Säuremenge am geringsten und die Säuretemperatur sowie ihre Konzentration am grössten ist, wird durch das Sammeln der Säure in der Vorratszone C das Risiko der überhitzten, ohne Flüssigkeitsfilm vorhandenen Wandungsteile des Quarzrohres 1 vermieden. Das Aufsteigen des Dampfes zusammen mit dem koaxial zum inneren Rohr 7 liegenden Rohr 6 der Zirkuliervorrichtung wird sichergestellt, dass die gesammelte Säure in dieser Zone C gleichmässig zirkuliert. Durch diese Zirkulation der Flüssigkeit wird gewährleistet, dass ein Überhitzen und Ablagern von Salz aus der Säure vermieden wird.
Die Säure verlässt die Vorratszone C durch die seitliche Auslassöffnung im inneren Rohr 7. Die Säure wird entlang der inneren Mantelfläche des Quarzrohres 1 sieden, wodurch eine nach oben gerichtete Flüssigkeitsströmung in dieser Zone C entsteht; und gleichzeitig findet eine nach unten gerichtete Flüssigkeitsströmung zwischen der Zirkuliervorrichtung 6 und dem inneren Rohr 7 statt. Je höher das Flüssigkeitsniveau N in der Vorratszone C ist, desto geringer ist die Ausbildung von überhitzten Flächenbereichen in der Flüssigkeitsfilm-Zone B, an welchen Flächenbereichen der Flüssigkeitsfilm abgerissen ist.
Die in die Einrichtung einströmenden Verbrennungsgase haben eine Temperatur im Bereich von 700-800° C, und die aus der Einrichtung abgehenden Verbrennungsgase haben eine Temperatur von etwa 400° C. Als Alternative hierzu kann das Beheizen auch elektrisch erfolgen. Mit einer elektrischen Beheizung kann die Wärmezufuhr von der Aussenseite des Quarzroh
7
654 817
res 1 her zu den verschiedenen Zonen A, B und C gesteuert werden, so dass eine gute Wärmeübertragung erzielt wird.
Die von einem oder mehreren Quarzrohren 1 nach Fig. 1 konzentrierte Säure kann im Behälter 3 gesammelt werden, der aus Gusseisen oder Siliciumstahl bestehen kann. Wenn der Behälter 3 etwas, z.B. durch elektrische Heizelemente 3b (Fig. 7), beheizt wird, wird die Konzentration der Säure in der Vorratszone C vermindert, obwohl durch die gesamte Anlage der gleiche Ausstoss (Kapazität) erzielt wird. Dies ist ein Vorteil, wenn das Verfahren des Konzentrierens so durchgeführt wird, dass die Feststoffe in der Säure zum sich Ablagern tendieren. In diesem Fall kann das innere Quarzrohr 7 ebenfalls mit einer Schicht aus Packungsstücken 8 versehen sein, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Ein Ablassen von überschüssiger Säure aus der Vorratszone C trifft mit einem Ablassen von Gas aus dem Behälter 3 zusammen, wodurch ein Teil der im Gas enthaltenen Schwefelsäure ausgewaschen wird. Die aus Packungsstücken bestehenden Lagen tragen somit zu einer Verringerung der
Notwendigkeit einer Konzentration im Quarzrohr 1 bei, da in diesem eine verhältnismässig niedere Temperatur erreicht werden kann.
Während der Konzentrierung ist die der Anlage zugegebene 5 Säurenmenge abhängig von der Konzentration dieser eingegebenen Säure, besonders in den Fällen, wo eine bestimmte endgültige Konzentration der Säure erreicht werden soll. Durch das Sammeln der Säure am Boden der Anlage, kann mit einer geringeren Anfangskonzentration gearbeitet werden, als es sonst io der Fall ist. Dies ist besonders der Fall, wenn die Säure grössere Menge an Verunreinigungen enthält.
Das erläuterte Verfahren basiert auf einem Quarzrohr und ergibt in Verbindung mit dem Konzentrieren, falls erwünscht, mit einem Reinigen von Mineralsäuren, eine Fabrikation, bei der 15 die einzelnen Bauteile leicht hergestellt und zur Anlage zusammengesetzt werden können. Die erläuterte Konstruktion ist für eine Serienfabrikation geeignet, wobei die Anlagen auf der Baustelle errichtet werden.
M
5 Blatt Zeichnungen
CH1613/82A 1981-03-16 1982-03-15 Verfahren und anlage zum konzentrieren von mineralsaeure, insbesondere von schwefelsaeure. CH654817A5 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8101648A SE431636B (sv) 1981-03-16 1981-03-16 Forfarande for koncentrering av mineralsyror, foretredesvis svavelsyra

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH654817A5 true CH654817A5 (de) 1986-03-14

Family

ID=20343344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH1613/82A CH654817A5 (de) 1981-03-16 1982-03-15 Verfahren und anlage zum konzentrieren von mineralsaeure, insbesondere von schwefelsaeure.

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4440595A (de)
JP (1) JPS57162602A (de)
CA (1) CA1174832A (de)
CH (1) CH654817A5 (de)
DE (1) DE3209523A1 (de)
FR (1) FR2501519A1 (de)
GB (1) GB2094650B (de)
SE (1) SE431636B (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4207266B4 (de) * 1991-04-11 2004-02-19 Feres, Vaclav, Las Cruces Dünnschichtverdampfer
US11041836B2 (en) 2016-11-08 2021-06-22 O.I. Corporation Catalyst guard

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD6798A (de) *
CA684939A (en) * 1964-04-21 Kunzer Werner Concentrating hydrochloric acid
GB341882A (en) * 1929-09-17 1931-01-19 Commw Hotel Method of and apparatus for treating hydrocarbons
DE1233368B (de) * 1962-08-13 1967-02-02 Heraeus Schott Quarzschmelze Verfahren zur kontinuierlichen Destillation von Schwefelsaeure in Apparaturen aus keramischen Werkstoffen
GB1111407A (en) * 1967-02-17 1968-04-24 Gnii Pi Azotnoj Heat exchanger for physical and chemical processes
CH451088A (de) * 1967-06-16 1968-05-15 Bertrams Ag Hch Fallfilm-Verdampfer
DE2114710A1 (de) * 1970-04-02 1971-10-14 Lang, Gepgyar, Budapest Verfahren und Einrichtung fur Eindampfungszwecke
US4014735A (en) * 1973-03-06 1977-03-29 Hch. Bertrams Aktiengesellschaft Concentration and separation of corrosive liquid mixtures
CH606940A5 (de) * 1976-06-18 1978-11-30 Bertrams Ag Hch
SE416043B (sv) * 1978-06-21 1980-11-24 Bofors Ab Inbyggnadsanordning for ett langt kvartsror i en anordning for uppkoncentrering och eventuellt rening av mineralsyror
SE416042B (sv) * 1978-06-21 1980-11-24 Bofors Ab Anordning for uppkoncentrering och eventuellt rening av mineralsyror, foretredesvis svavelsyra
SE416041B (sv) * 1978-06-21 1980-11-24 Bofors Ab Anordning for uppkoncentrering och eventuellt rening av mineralsyror, foretredesvis svavelsyror
DE2928598C2 (de) * 1979-07-14 1984-01-19 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Verfahren zur Reinigung fluoridhaltiger Abfallschwefelsäure

Also Published As

Publication number Publication date
DE3209523A1 (de) 1982-09-23
JPS57162602A (en) 1982-10-06
SE431636B (sv) 1984-02-20
US4440595A (en) 1984-04-03
GB2094650A (en) 1982-09-22
FR2501519A1 (fr) 1982-09-17
CA1174832A (en) 1984-09-25
GB2094650B (en) 1984-06-20
SE8101648L (sv) 1982-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0366606B1 (de) Heissgaskühlanlage zu einer Kohlevergasungsanlage
DE69000546T2 (de) Dampferzeuger mit vorwaermung.
DE1401823A1 (de) Brennereinrichtung fuer fluessigen Brennstoff
CH654817A5 (de) Verfahren und anlage zum konzentrieren von mineralsaeure, insbesondere von schwefelsaeure.
CH686931A5 (de) Duennschichtverdampfer.
DE3329777C2 (de)
DE2128505A1 (de) Heizanlage
CH633970A5 (de) Duennschicht-wischblattverdampfer.
CH673889A5 (de)
DE3309695A1 (de) Schachtkuehler zum trockenloeschen von koks
DE1442475A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Abtrennung von Feststoffen aus Fluessigkeiten durch Zentrifugieren
DE2754375C2 (de) Abhitzekessel hinter chemischen Reaktoren
DE2924460A1 (de) Vorrichtung zum konzentrieren und/oder reinigen von mineralsaeuren
DE10203116B4 (de) Heizgerät mit einem becherförmigen Wärmeübertrager
DE2843132C2 (de) Drehkolben-Dünnschichtapparat
DE60106247T2 (de) Wasserheizer mit vorheizer im brennraum
DE3442467A1 (de) Niedertemperatur-heizkessel
DE2914353C2 (de) Haube am Kaltwasserzulaufrohr eines Warmwasserbereiters
DE320439C (de) Verfahren nebst Doppelofen zur Ausnutzung der Abgaswaerme in Kupoloefen
DE3015377A1 (de) Heizungskessel fuer warmwasserheizungsanlagen
DE3022690C2 (de) Flüssigkeitserhitzer mit direktem Heizgas-Flüssigkeitskontakt
DE2928131A1 (de) Heizeinrichtung fuer koch- und backzwecke
DE2927363A1 (de) Kessel, insbesondere zur erzeugung von warmem brauchwasser
DE1444373A1 (de) Vorrichtung zum Erwaermen von Fluessigkeiten
DE555374C (de) Heissdampf-Durchflusskuehler

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased
PL Patent ceased