DE3208980C2 - Pauling-Kessel - Google Patents

Abstract

Bei einem Pauling-Kessel aus Grauguß wird zwecks Vermeidung von Korrosion zwischen Auflageflansch und Deckelflansch eine die Kesselwand isolierende Schicht, z.B. aus feuerfestem Mauerwerk angebracht.

Description

Abfallschwefelsäure wird vielfach nach dem von H. Pauling in der deutschen Patentschrift 2 99 774 beschriebenen Verfahren regeneriert Dabei wird die etwa 70%ige Abfallschwefelsäure einer Abtriebskolonne zugeführt, die auf einen als Destillationsblase dienenden Kessel aus grauem Gußeisen montiert ist. Der mit Gas oder Mineral© aefeuerte Kessel ist mit siedender konzentrierter Schwefelsaure gefüllt, die entsprechend dem Zufluß abgezogen und gekühlt wird. Das in der Abfallschwefelsäure enthaltene Wasser verläßt die Abtriebskolonne als 130-150°C heißer Dampf.

Weitere Einzelheiten das vorstehend beschriebene Verfahren betreffend sind den Dechema-Monographien 86 (1 980) 197 — 218 zu entnehmen.

Die Graugußkessel der Pauling-Apparate sind der Korrosion durch die heiße konzentrierte Schwefelsäure ausgesetzt. Besonders kritisch ist der Korrosionsangriff in den Zonen de. Kessels nahe dem Flüssigkeitsspiegel (deutsche Patentschrift 6 ?9 225 ;-id deutsche Patentschrift 6 99 770). Denn dort wird eine verstärkte Korrosion beobachtet, die zur Entstcfiunp ?iner bis zu 10 cm breiten, den Kessel ringförmig umfaufenden Auswaschung führt. Wiederholt wurden Vorschläge gemacht, dieses störende Phänomen zu unterdrücken. So ist nach der deutschen Patentschrift 3 57 593 eine Ausmauerung sowie eine Auskleidung der gefährdeten Kesselzone mit einem gußeisernen Ring bekanntgeworden. Nachteilig ist. daß derartige Einrichtungen unvermeidlich zur Bildung von Spalten beitragen und somit die Gefahr von Spaltkorrosion mit sich bringen. Gemäß deutscher Patentschrift 26 21 658 soll durch Zugabe von Salpetersäure oder Stickoxiden Korrosionsschutz erzielt werden. Dieses Verfahren erfordert aber den wirtschaftlich aufwendigen Einsatz zusätzlicher Chemikalien sowie eine Beseitigung der Stickstoffverbindungen aus dem Abgas und der erzeugten und konzentrierten Schwefelsäure. In ähnlicher Weise erfordert der nach der deutschen Patentschrift 26 27 536 bekanntgewordene Einsatz von Edelmetallen zusätzlichen Aufwand.

Um die Korrosion im Bereich der Phasengrenze zu vermindern, sollen nach der deutschen Offenlegungsschrift 30 13 278 Leitkörper oder Formsteine im Bereich der Pnasengrenze in den Ofen eingebaut werden, damii die heißen Rauchgase von außen in Höhe der Phasengrenze gegen die Kesselwand geführt werden. Abgesehen davon, daß das Verfahren bei schlechter Passivierung des Gußeisens nicht den gewünschten Erfolg ZU bringen vermag, erfordert der Einbau der Leitkörper technischen Aufwand, kompliziert die Montage der Pauling-Öfcn und erschwert den Ein^ und Ausbau der Pauling-Kessel bei Schadensfällen.

Die Aufgabe zu vorliegender Erfindung besteht demnach darin, einen Pauling-Kessel zu schaffen, bei dem Korrosionsschäden in den Zonen des Kessels nahe dem

Flüssigkeitsspiegel weitgehend vermieden werden.

Die Aufgabe wird durch einen Pauling-Kessel gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen Auflageflansch und Deckelflanscn eine die Kesselwand isolierende Schicht angeordnet ist Die isolierende Schicht kann aus einer feuerfesten Beschichtung, aus feuerfestem Mauerwerk oder dergleichen bestehen.

Die isolierende Schicht zwischen Auflageflansch und Deckelflansch verhindert, daß die heißen Rauchgase in diesem Bereich an die Kesselwand gelangen. Es wird also verhindert daß der Kessel an dieser Stelle, wo kein Wärmetransport in die Schwefelsäure erfolgt, erheblich höher aufgeheizt wird, nämlich auf ca. 450"C. Da die Kesselwand zwischen dt. η Flanschen durch die Isolicrung praktisch auf 320°C, der Temperatur der Säure gehalten wird, ist eine gegenüber anderen Wandteilen verstärkte Korrosion in diesem Bereich nicht mehr festzustellen.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt des Pauling-Kessels im Ofen eingebaut

Fig.2 zeigt die Abhängigkeit der Korrosionsgeschwindigkeit von der Schwefelsäurekonzentration für perlitischen Grauguß im aktiven Zustand.
Im Ofen (1) befindet sich üblicherweise der Auflagering (2), auf dem der Pauling-Kessel (3) mit seinem Auflageflansch (4) oder Pratzen hängt Der Kessel ist zwischen Auflageflanscb (4) und Deckelflansch (5) mit einer isolierenden Schicht versehen. Diese kann aus mit feuerfestem Mörtel (6) vermauerten Steinen (7) bestehen.

Selbstverständlich können auch andere hitzebeständige Werkstoffe verwendet werden, solange der Zugang der Rauchgase zu diesem Bereich der Kesselwand verhindert wird. Damit die Rauchgase den Deckel (8) des Kessels erreichen können, ist der Ofen (1) im Bereich des Auflageringes (2) mit Rauchgasschlitzen (9) versehen.

In Fig.2 ist auf der Abszisse die Schwefelsäurekonzentration in Prozent und auf der Ordinate die Korrosionsgeschwindigkeit in mg/cm² Tag aufgetragen. Zur Messung wurden 2 Graugußproben (Durchmesser 30 mm, Dicke 5 mm. Analyse: C 3.25^ΰ/ϋ; Si 137%; Mn 0,52%; P < 0,03%; S < 0,03%; V 0,21%. Graphit: Lamellar, A3—4, D8. Matrix: Perlitisch, Spur Ferrit) in 1 kg analytisch reine Schwefelsäure unterschiedlichen Gehalts gegeben und das Korrosionsgemisch 24 Stunden lang unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Der starke Anstieg der Korrosion bei Konzentrationen von 97—98% macht deutlich, daß bei mangelhafter Passivierung und Überhitzung der Kesselwand — etwa im Bereich der Phasengrenze — mit übermäßiger Korrosbn zu rechnen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Pauling-Kessel, dadurch gekennzeichnet, daß rwischen Auflageflansch (4) und Deckelflansch (5) eine die Kesselwand isolierende Schicht angeordnet ist

2. Pauling-Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Schicht aus feuerfestem Mauerwerk (6,7) besteht.