DE26181C

DE26181C - Roasting gas deacidification process with the aid of water, utilizing the absorbed sulphurous acid without any substantial consumption of fuel

Info

Publication number: DE26181C
Application number: DENDAT26181D
Authority: DE
Original assignee: HÄNISCH und Dr. M. SCHROEDER in Rosdzin, Oberschlesien
Publication date: 1900-01-01

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMTPATENT OFFICE

KLASSE 40: Hüttenwesen.CLASS 40: Metallurgy.

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.The purpose of the process described below is to identify those used in metallurgical processes developed low sulfuric acid mixed with the products of coal combustion Gases, as well as gases whose composition already permits direct use for the manufacture of sulfuric acid, to represent other gases that are free from harmful impurities and a higher one Sulfuric acid and oxygen content than even those obtained by burning Sulfur obtained gases.

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. SollteIt should be carried out in such a way that the sulphurous acid is first removed from the cooled roasting gases by cold water, which can be completely achieved by using a sufficient amount of finely divided water. The concentration of the solution obtained depends on the 5 6> ² content of the roasting gases used. With one percent gases, 1 cbm of water absorbs 3 to 4 kg of SO ² , with 2 Y ₂ percent gases 8 to ι o kg, with richer gases correspondingly more. The acidic water obtained to be deacidified again by heating at 10.0 ⁰ C. and nachheriges sputtering under access of air heifser. At the same time, gases should be formed which consist of approx. 20 volume percent SO ² and 80 volume percent air (with i6.8 volume percent O) . exist; so that the same requisite for Schwefelsäureprocefs About Schufs of about 6 volume per cent O besäfsen at its high concentration. The heating of the cold water to 100 ° C., if it were to be carried out directly by fuel, would require so great a quantity of the latter that the process would be uneconomical. But since in the deacidification of the boiling water, especially when hot air is still used, only a negligible part of the heat is lost with the escaping gases, by far the greatest amount of it remains in the deacidified hot water. This amount of heat should be transferred back to the acidic and cold water flowing in, as both types of water flow against each other in thin layers, separated by weak metal plates, for a long time. In this case the cold water will be gradually warmed up in continuous operation, while at the same time the temperature of the hot water will decrease in the same proportion. However, there is a certain loss of heat, because when the two types of water flow in the opposite direction, there must always be a certain cooling difference between their temperatures, which depends on the thickness of the layers and the length of the contact time. In layers of 5 cm thickness and • 10 to 12 minutes long Gegeneinanderfliefsen the temperature difference between the two types of water at all points of Vorwärmeapparates is approx be io ° C; so that the temperature of the cold water, for example from 20 to 90 ⁰ increases, while that of the hot deacidified water drops ^{from 100 to 30 0.} To replace this heat loss, the heat of the roasting gases should be used. Should

sich dieselbe in speciellen Fällen als unzureichend, erweisen, so wäre noch ein gewisser Aufwand von Brennmaterial erforderlich.it turns out to be inadequate in special cases, prove, a certain amount of fuel would still be required.

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:Since the individual dimensions of the system do not depend solely on the amount to be deacidified Roasting gases, but also depend on their abundance, is shown in the accompanying drawing only brought the general principle of the procedure into view. The drawing consists from the following individual parts:

1. Röstgas-Entsäuerungsthurm A; Grundrifs und Verticalschnitt.1. Roasting gas deacidification tower A; Basic riffs and vertical section.

2. Reservoir C für das aus dem Thurm kommende saure Wasser; Grundrifs und Verticalschnitt. 2. Reservoir C for the acidic water coming out of the tower; Basic riffs and vertical section.

3. Vorwärmeapparat D\ Grundrifs, Längsverticalschnitt und Querverticalschnitt.3. Preheater D \ Grundrifs, longitudinal vertical section and transverse vertical section.

4. Erhitzungsapparat B; Grundrifs, Längsverticalschnitt, Querverticalschnitt und theilweiser Horizontalschnitt.4. heating apparatus B; Basic rifle, longitudinal vertical section, transverse vertical section and partial horizontal section.

5. Gas-Entwickelungsthurm E\ Grundrifs und Verticalschnitt.5. Gas development tower E \ Grundrifs and vertical section.

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.The roasting gases enter the roasting gas deacidification tower A through grate a, after their heat has previously been harnessed by apparatus B , flow against the water flowing down and are sucked off at the top through pipe b with the aid of a fan. The tower contains either slatted nets, wickerwork or even coke, which should serve to distribute the water flowing down well. From the tower the acidic water passes into the somewhat deeper, completely closed reservoir C. The tower and reservoir stand on a high pedestal, so that the necessary pressure is available for the movement of the water through the following apparatus.

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.The water is led from the reservoir through the approx. 5 m sloping pipe c into the lowest layer of the preheater D. According to the drawing, it consists of 15 square lead plates 3 mm thick and 49 square meters in area, which are spaced 10 cm apart, so that 14 square rooms with 49 square meters in area and 10 cm in height are formed. The bottom first layer passes through the water from left to right, and then passes through a lateral connection e, which takes up the entire length of the surface, into the 3rd layer, here from right to left and then on to the 5th, 7th up to 13th shift. The 2nd, 4th, 6th to 14th layers serve to drain the hot water that has already been deacidified. The directions of flow of the latter water entering at G cross at right angles with those of the ascending acidic water, so that the transition points for the descending deacidified water are on the front and rear sides of the apparatus. So that the apparatus is not bent by the pressure resting on it, there are carriers of lead between the individual plates, which in the various layers are always in the direction of the water flow. As the thin lead walls permit a good transfer of heat, the cold rising water is gradually heated, while the hot water flowing down is cooled to the same extent. For the sake of greater clarity, the height of the individual layers has been assumed to be 10 cm in the drawing; in the practical implementation, because of the greater effect, only layers of. Apply at a height of 5 cm.

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.The water preheated in apparatus D enters / exits through pipe i into apparatus B _1, in which the amount of heat leaving the roasting furnace with the gases is to be used for further heating of the water, which at the same time partially cools the roasting gases connected is. The apparatus B is composed 'of a gröfseren number at a distance of 0.2 m above the other befindlicher closed Bleigefäfse m of small height and beträchtlicherLängsausdehnung, through which the water successively from the bottom to circulate above. The water enters the lowest lead pan at k , passes it towards the roasting gases, and enters the next higher vessel at the front through two pipe connections on the sides, here it goes in the opposite direction, and so on, until it exits through the pipe /. The lead vessels stand on iron plates, which are walled in on the sides and are also held by supports. The roasting gases sweep in the direction of the arrows through the low channels η between the vessels and heat the vessel. contained water from below and above. The lead plates are protected from bending together by supports which lie in the direction of flow of the water, but do not quite reach the end walls, so that the water can be divided into the individual compartments. The water must remain in this apparatus until it is heated to 100 °. For any gases which may develop, vent pipes going vertically upwards should be attached to the lateral transition points, all of which lead into the common main pipe q. The flow is also caused in this apparatus by the pressure which is exerted by the water ' located in the reservoir C at a higher level.

. 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. The water, heated to 100 °, now passes through the pipeline / into the deacidification tower E. The same consists of a round tower 3 m high and 3 m in diameter, the bottom of which is slightly higher than

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.the upper part of the preheater D so that the deacidified hot water can flow there through the pipe ο . In the middle of the tower stands an iron rotating shaft coated with lead, which carries horizontal discs of 2 m diameter made of leaded sheet iron at a distance of 0.25 m. There are just as many rings made of the same material between these individual disks, which are attached to the inner walls of the tower and have a cutout of ι m in the middle. In the lower part of the tower opens a pipe which is intended for the supply of hot air; it also serves as a reservoir for the deacidified water. The hot acidic water reaching the upper disk of the rotating shaft is thrown off by centrifugal force, falls on the first ring, from this to the second disk, etc., until it reaches the reservoir below. By suction of the gases, "air dilution" is produced in the upper tower, which results in a flow of air from below, which at the same time removes the sulphurous acid from the well-distributed hot water. The water supply and air flow are regulated by taps. To prevent heat loss, apparatus and tubes are surrounded by poor heat conductors. The evacuating gases pass into a common main pipe q and from here into the lead chambers or for other technical use.

Claims

Patent Claims:

1. The process of obtaining the sulphurous Acid from roasting gases, consisting of

that the gaseous acid contained in them would be cold from a fine rain Water is absorbed, whereupon this acidified water by the warmth of the roasting gases itself is first heated to about 100 ° and then finely divided in a special apparatus, in which him by stepping over. atmospheric air of a certain amount the sulphurous acid is withdrawn again, so that a gas mixture of pure sulphurous gas suitable for the manufacture of sulfuric acid is obtained Acid and the required amount of air.

2. For the purpose of transferring the heat of the hot deacidified water to the cold, acidic water, the application of the drawing and description
Apparatus D which aüssMä \ ^ * # LTII ^ f superposed, au ^ ^ Bleipl atten .. produced and & äger abgesteifter flat chambers is composed by lead, which are in the manner passirt of two waters, that the ascending acidic water, the odd Numbers corresponding chambers flows through one another in alternating opposite directions, while the deacidified water flowing down flows through the chambers in between, in flow directions that intersect at right angles with those of the first water.

3. For the purpose of regenerating the heat of the roasting gases, the use of apparatus B, in which the heat of the roasting gases is transferred to the acidic water to be heated, consisting of a series of lead chambers connected one behind the other and equidistant from one another in the expanded roasting gas duct , which are stiffened by lead carriers and surrounded by the hot roasting gases, which give off their heat to the acidic water flowing through the chambers.

4. The process of deacidification of the hot water containing SC ^ in such a way that the same is atomized and transformed into a fine rain, which is then caused by flowing in the opposite direction atmospheric air the sulphurous acid is removed.

5. The construction of the apparatus E for the atomization of the acidic water, consisting of a vertical shaft carrying a series of horizontal, circular disks, which rotates in a round tower, on the walls of which a series of ring-shaped disks are fastened one above the other, which extend up to between the disks of the vertical wave, the acidic water reaching the rotating disks by centrifugal force between each. two rings is thrown in order to reach the second rotating disk from here, while at the same time atmospheric air, sucked in from below, sweeps through the atomized liquid and removes the gaseous acid from it.

1 sheet of drawings.