DE26181C - Röstgas-Entsäuerungsverfahren mit Hilfe von Wasser unter Nutzbarmachung der absorbirten schwefligen Säure ohne wesentlichen Verbrauch von Brennmaterial - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

KLASSE 40: Hüttenwesen.

Das nachstehend beschriebene Verfahren hat den Zweck, aus den bei metallurgischen Processen entwickelten, mit den Producten der Kohlenverbrennung gemischten, schwefligsäurearmen Gasen, sowie auch aus solchen Gasen, deren Zusammensetzung schon eine directe Verwendung zur Schwefelsäurefabrication gestattet, andere Gase darzustellen, die frei von nachtheiligen Verunreinigungen sind und einen höheren Gehalt an schwefliger Säure und Sauerstoff besitzen, als selbst die durch Verbrennen von Schwefel erhaltenen Gase.

Die Ausführung soll in der Weise geschehen, dafs zunächst den gekühlten Röstgasen die schweflige Säure durch kaltes Wasser entzogen wird, was sich bei Anwendung einer genügenden Menge fein vertheilten Wassers vollständig erreichen läfst. Die Concentration der erhaltenen Lösung ist abhängig von dem 5 6>²-Gehalt der angewendeten Röstgase. Bei einprocentigen Gasen absorbirt 1 cbm Wasser 3 bis 4 kg SO², bei 2 Y₂ procentigen Gasen 8 bis ι ο kg, bei reicheren Gasen entsprechend mehr. Das erhaltene saure Wasser soll durch Erwärmen auf 10.0⁰ C. und nachheriges Zerstäuben unter Zutritt von heifser Luft wieder entsäuert werden. Hierbei sollen sich zugleich Gase bilden, welche aus ca. 20 Volumen-Procent SO² und 80 Volumen-Procent Luft (mit i6,8Volumen-Procent O) . bestehen, so dafs dieselben bei ihrer hohen Concentration den zum Schwefelsäureprocefs nöthigen Ueberschufs von über 6 Volumen-Procent O besäfsen. Die Erwärmung des kalten Wassers auf ioo° C. würde aber, wenn sie direct durch Brennmaterial ausgeführt werden sollte, eine so grofse Menge des letzteren erfordern, dafs das Verfahren unökonomisch wäre. Da aber bei der Entsäuerung des kochenden Wassers, zumal wenn noch heifse Luft angewendet wird, nur ein kaum beachtenswerther Theil der Wärme mit den entweichenden Gasen verloren geht, so bleibt die bei weitem gröfste Menge derselben in dem entsäuerten heifsen Wasser zurück. Diese Wärmemenge soll wieder an das nachströmende saure und kalte Wasser übertragen werden, indem beide Wasserarten in dünnen Schichten, getrennt durch schwache Metallplatten, längere Zeit gegen einander fliefsen. Hierbei wird das kalte Wasser bei continuirlichem Betriebe nach und nach erwärmt werden, während sich zugleich die Temperatur des heifsen Wassers in demselben Verhältnifs vermindert. Es findet jedoch ein gewisser Wärmeverlust statt, da bei dem Entgegenfliefsen beider Wassersorten zwischen ihren Temperaturen immer eine bestimmte Kühlungsdifferenz bestehen mufs, welche von der Stärke der Schichten und der Länge der Berührungszeit abhängig ist. Bei Schichten von 5 cm Stärke und bei •10 bis 12 Minuten langem Gegeneinanderfliefsen wird die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Wasserarten an allen Stellen des Vorwärmeapparates ca. io° C. betragen, so dafs die Temperatur des kalten Wassers beispielsweise von 20 bis 90⁰ steigt, während die des heifsen entsäuerten Wassers von 100 auf 30⁰ sinkt. Zuni Ersatz dieses Wärmeverlustes soll die Wärme der Röstgase benutzt werden. Sollte

sich dieselbe in speciellen Fällen als unzureichend, erweisen, so wäre noch ein gewisser Aufwand von Brennmaterial erforderlich.

Da die einzelnen Dimensionen der Anlage nicht allein von der Menge der zu entsäuernden Röstgase, sondern auch von ihrer Reichhaltigkeit abhängig sind, so ist in der beiliegenden Zeichnung nur das allgemeine Princip des Verfahrens zur Anschauung gebracht. Die Zeichnung besteht aus folgenden einzelnen Theilen:

1. Röstgas-Entsäuerungsthurm A; Grundrifs und Verticalschnitt.

2. Reservoir C für das aus dem Thurm kommende saure Wasser; Grundrifs und Verticalschnitt.

3. Vorwärmeapparat D\ Grundrifs, Längsverticalschnitt und Querverticalschnitt.

4. Erhitzungsapparat B; Grundrifs, Längsverticalschnitt, Querverticalschnitt und theilweiser Horizontalschnitt.

5. Gas-Entwickelungsthurm E\ Grundrifs und Verticalschnitt.

Die Röstgase treten durch Rost a, nachdem zuvor ihre Wärme durch Apparat B nutzbar gemacht worden ist, unten in den Röstgas-Entsäuerungsthurm A ein, strömen dem herabfliefsenden Wasser entgegen und werden oben durch Rohr b mit Hülfe eines Ventilators abgesaugt. Der Thurm enthält enweder Lattennetze, Korbgeflecht oder auch Koks, welche zur guten Vertheilung des herabfliefsenden Wassers dienen sollen. Aus dem Thurm gelangt das saure Wasser in das etwas tiefer gelegene, vollständig geschlossene Reservoir C. Thurm und Reservoir stehen auf einem hohen Sockel, damit für die Bewegung des Wassers durch die nachfolgenden Apparate der nöthige Druck vorhanden ist.

Vom Reservoir wird das Wasser durch das ca. 5 m abfallende Rohr c in die unterste Schicht des Vorwärmeapparates D geführt. Derselbe besteht nach der Zeichnung aus 15 quadratischen Bleiplatten von 3 mm Dicke und 49 qm Fläche, welche sich in Abständen von 10 cm über einander befinden, so dafs dadurch 14 quadratische Räume von 49 qm Grundfläche und 10 cm Höhe gebildet werden. Die unterste erste Schicht passirt das Wasser von links nach rechts, und gelangt hierauf durch eine seitliche Verbindung e, weiche die ganze Länge der Fläche einnimmt, in die 3. Schicht, geht hier von rechts nach links und sodann weiter in die 5., 7. bis 13. Schicht. Die 2., 4.,· 6. bis 14. Schicht dienen zum Herabfliefsen des bereits entsäuerten heifsen Wassers. Die • Strömimgsrichtungen des letzteren, bei G eintretenden Wassers kreuzen sich rechtwinklig mit denen des aufsteigenden sauren Wassers, so dafs die Uebergangsstellen für das herabfliefsende entsäuerte Wasser an der vorderen und hinteren Seite .des Apparates liegen. Damit der Apparat durch den auf ihm ruhenden Druck nicht verbogen wird, befinden sich zwischen den einzelnen Platten Träger von Blei, welche in den verschiedenen Schichten immer in der Strömungsrichtung des Wassers liegen. Da die dünnen Bleiwände eine gute Uebertragung der Wärme zulassen, so wird das aufsteigende kalte Wasser nach und nach erwärmt, während das herabfliefsende heifse Wasser in demselben Mafse abgekühlt wird. Die Höhe der einzelnen Schichten ist in der Zeichnung der gröfseren Deutlichkeit wegen zu 10 cm angenommen worden; bei der praktischen Ausführung würde man des gröfseren Effects wegen nur Schichten von. 5 cm Höhe anwenden.

Das in dem Apparat D vorgewärmte Wasser tritt bei / aus und gelangt durch das Rohr i in den Apparat B₁ in welchem die aus den Röstofen mit den Gasen abgehende Wärmemenge zur weiteren Erhitzung des Wassers nutzbar gemacht werden soll, womit zugleich eine theilweise Kühlung der Röstgase verbunden ist. Der Apparat B besteht 'aus einer gröfseren Anzahl in einer Entfernung von 0,2 m über einander befindlicher geschlossener Bleigefäfse m von geringer Höhe und beträchtlicherLängsausdehnung, durch welche das Wasser nach einander von unten nach oben circuliren soll. Das Wasser tritt bei k in die unterste Bleipfanne ein, passirt diese, den Röstgasen entgegen, und gelangt vorn durch zwei an den Seiten befindliche Rohrverbindungen in das nächst höhere Gefafs, geht hier in umgekehrter Richtung u. s. w., bis es durch das Rohr / austritt. Die Bleigefäfse stehen auf eisernen Platten, welche seitlich eingemauert sind und aufserdem durch Träger gehalten werden. Durch die zwischen den Gefäfsen befindlichen niedrigen Kanäle η streichen die Röstgase in Richtung der Pfeile und erwärmen das in den Gefäfsen. enthaltene Wasser von unten und oben. Die Bleiplatten werden vor dem Zusammenbiegen durch Träger geschützt, welche in' der Strömungsrichtung des Wassers liegen, aber nicht ganz bis an die Stirnwände reichen, damit das Wasser sich in die einzelnen Fächer vertheilen kann. In diesem Apparat mufs das Wasser so lange verweilen, bis es auf ioo° erhitzt ist. Für etwa sich entwickelnde Gase sollen an den seitlichen Uebergangsstellen senkrecht in die Höhe gehende Abzugsröhren angebracht werden, die alle in das gemeinschaftliche Hauptrohr q führen. Die Strömung wird auch in diesem Apparat durch den Druck hervorgerufen, welcher von dem im höher liegenden Reservoir C befindlichen Wasser 'ausgeübt wird.

. Das auf ioo° erhitzte Wasser gelangt jetzt durch die Rohrleitung· / in den Entsäuerungsthurm E. Derselbe besteht aus einem runden Thurm von 3 m Höhe und 3 m Durchmesser, dessen Boden um ein Geringes höher liegt als

der obere Th.eil des Vorwärmeapparates D, damit das entsäuerte heifse Wasser dorthin durch das Rohr ο abfliefsen kann. In der Mitte des Thurmes steht vertical eine mit Blei überzogene eiserne Rotationswelle, welche in Entfernungen von 0,25 m horizontale, aus verbleitem Eisenblech bestehende Scheiben von 2 m Durchmesser trägt. Zwischen diese einzelnen Scheiben greifen ebenso viel aus gleichem Material angefertigte Ringe, die an den Innenwänden des Thurmes befestigt sind und in der Mitte einen Ausschnitt von ι m haben. In den unteren Theil des Thurmes mündet ein Rohr / ein, welches für die Zuführung von heifser Luft bestimmt ist; aufserdem dient derselbe als Reservoir für das entsäuerte Wasser. Das auf die obere Scheibe der in Rotation befindlichen Welle gelangende heifse saure Wasser wird durch.Centrifugalkraft abgeschleudert, gelangt durch Fall auf den ersten Ring, von diesem auf die zweite Scheibe u. s. w"., bis es in das unten befindliche Reservoir gelangt. Durch Absaugen der Gase wird im oberen Thurm Luftverdünnung" hervorgerufen, die ein Nachströmen der Luft von unten zur Folge hat, welche dabei zugleich dem gut vertheilten heifsen Wasser die schweflige Säure entzieht. Wasserzuflufs und Luftströmung werden durch Hähne regulirt. Zur Verhütung von Wärmeverlust sind Apparate und Röhren mit schlechten Wärmeleitern umgeben. Die abziehenden Gase gelangen in ein gemeinschaftliches Hauptrohr q und von hier in die Bleikammern oder zur sonstigen technischen Verwendung.

Claims (5)

Patent-Ansprüche:

1. Das.Verfahren der Gewinnung der schwefligen Säure aus Röstgasen, darin bestehend,

.dafs die in denselben befindliche gasförmige Säure von einem feinen Regen kalten Wassers absorbirt wird, worauf dieses angesäuerte Wasser durch die Wärme der Röstgase selbst zunächst auf ca. .100° erhitzt und dann in einem besonderen Apparat fein zertheiltwird, in welchem ihm durch hinzutretende . atmosphärische Luft von bestimmter Menge die schweflige Säure wieder entzogen wird, so dafs man ein zur Schwefelsäurefabrikation geeignetes Gasgemisch von reiner schwefliger Säure und der erforderlichen Menge Luft erhält.

2. Zum Zweck der Uebertragung der Wärme des heifsen entsäuerten Wassers auf das kalte saure Wasser die Anwendung des durch Zeichnung und Beschreib
Apparates D, welcher aüssMä \^*#ltii^f einander liegender, au^ ^Bleiplatten .. hergestellter und durch Blei&äger abgesteifter flacher Kammern besteht, die in der Weise von beiden Wassern, passirt werden, dafs das aufsteigende saure Wasser die den ungeraden Zahlen entsprechenden Kammern in abwechselnd entgegengesetzten Richtungen nach einander durchströmt, während das herabfliefsende entsäuerte Wasser die dazwischen liegenden Kammern durchfliefst, und zwar in Strömungsrichtungen, die sich mit denen des ersten Wassers rechtwinklig kreuzen.

3. Zum Zweck der Regenerirung der Wärme der Röstgase die Anwendung des Apparates B, in welchem die Wärme der Röstgase auf das weiter zu erhitzende säurehaltige Wasser übertragen wird, bestehend aus einer Reihe hinter einander verbundener, in gleichen Abständen über einander im erweiterten Röstgaskanal liegender Bleikammern, die durch Bleiträger abgesteift sind und von den heifsen Röstgasen umspült werden, wobei diese ihre Wärme an das durch die Kammern strömende säurehaltige Wasser abgeben.

4. Das Verfahren der Entsäuerung des heifsen ,SC^-haltigen Wassers in der Weise, dafs dasselbe zerstäubt und in einen feinen Regen verwandelt wird, welchem dann durch entgegenströmende atmosphärische Luft die schweflige Säure entzogen wird.

5. Die Construction des Apparates E behufs Zerstäubung des säurehaltigen Wassers, bestehend aus einer eine Reihe horizontaler, kreisförmiger Scheiben tragenden verticalen Welle, welche in einem runden Thurm rotirt, an dessen Wänden eine Reihe ringförmiger Scheiben über einander befestigt sind, die bis zwischen die Scheiben der verticalen Welle reichen, wobei das auf die rotirenden Scheiben gelangende säurehaltige Wasser durch Centrifugalkraft zwischen je . zwei Ringe geschleudert wird, um von hier wiederum .auf die zweite rotirende Scheibe zu gelangen, während zugleich von unten her atmosphärische Luft, in entgegengesetzter Richtung angesaugt, durch die zerstäubte Flüssigkeit streicht und dieser die gasförmige Säure entzieht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.