DE380140C - Verfahren und Einrichtung zur selbsttaetigen Regelung der Zufuhr von Oxydationsmitteln in die Reaktionstuerme bei der Herstellung von Schwefelsaeure - Google Patents

Description

• Verfahren und Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Zufuhr von Oxydationsmitteln in die Reaktionstürme bei der Herstellung von Schwefelsäure. Bei der Herstellung von Schwefelsäure in Kammersystemen, Turmsystemen u. dgl. muß bekanntlich dem System ununterbrochen eine angemessene Menge Salpetersäure oder anderer Stickstoffoxyde abgebender Stoffe zugeführt werden entsprechend den Verlusten von Stickstoffoxyden, die bei der Fabrikation eintreten. Eine der Hauptbedingungen, um einen möglichst niedrigen Verbrauch von Oxydationsmitteln zu erzielen, ist die, daß die Zufuhr von Oxydationsmitteln möglichst regelmäßig erfolgt und genau entsprechend der Menge des dem System zugeführten Schwefeldioxyds. Die Regelung dieser Zufuhr wurde bisher vom Kammerwärter mittels Einstellung eines Hahns ausgeführt und war diese Reglungsweise erfahrungsgemäß recht mangelhaft. Außerdem hat man versucht, die Regelung der Zufuhr von Oxydationsmitteln von den Schwankungen der Temperatur der ersten Kammer abhängig zu machen. Die Regelung erfolgt in solchem Falle mittels eines elektrisch gesteuerten Regelungshahnes für die Zufuhr von Oxydationsmitteln, so daß bei steigender Temperatur in der .ersten Kammer die Zufuhr geschlossen, bei fallender Temperatur geöffnet wurde.
• Bei diesem Verfahren ging man davon aus, daß in einem Kammersystem mit normalem Betrieb die Zufuhr von SO, 7-S 03 ungefähr konstant sei und daß eine eintretende Temperaturermäßigung auf fehlende Oxydationsmittel zurückzuführen sei. Diese Voraussetzung für die Regelung ist indessen in der Praxis nicht stichhaltig, indem Änderungen der Verhältnisse, Stillstände der Ofen und zahlreiche andere Zugverhältnisse häufig dazu führen, daß Änderungen in den Quantitäten von S 02S 03, die den Kammern zugeführt werden, eintreten, und eine Regelung des Oxydationsmittels, die von den Temperaturschwankungen in der ersten Kammer abhängt, wird insofern keine befriedigenden Resultate geben, als die Regelungsvorrichtung, auch wenn der Temperaturrückgang der ersten Kammer auf eine Verminderung der zugeführten S 02S 0.-Mengen zurückzuführen ist, eine gesteigerte Zufuhr des Oxydationsmittels bewirkt, obwohl in diesem Fall die Zufuhr hätte ermäßigt ,werden müssen. In diesem Falle gibt also die selbsttätige Regelung nach obigem Grundsatz ein dem Erstrebten entgegengesetztes Resultat.
• Bei der vorliegenden Erfindung wird die Zufuhr von Oxydationsmitteln zum System nach anderen, und zwar den folgenden Grundsätzen geregelt.
• In Kammersystemen zur Herstellung von Schwefelsäure besteht immer ein bestimmter Unterschied zwischen der Temperatur des Gases in der ersten und in der letzten Kammer, welcher für die Säureproduktion am günstigsten ist, d. h. der die größte Ausbeute von Schwefelsäure mit dem geringsten Verbrauch von Oxydationsmitteln gibt.
• Dieser Unterschied in der Temperatur ist für ein gegebenes System in regelmäßigem Betrieb nahezu konstant. Diese Tatsache wird für die Regelung der Zufuhr des Oxydationsmittels nach der Erfindung benutzt. Dieser Temperaturunterschied wechselt je nach der Konstruktion und Größe der verschiedenen Systeme, liegt aber bei gewöhnlichen Kammersystemen zwischen 25' und 6o ° C.
• Wenn bei regelmäßigem Betrieb dem System ein konstanter Strom vom Oxydationsmittel zugeführt wird, entsprechend derjenigen Menge vom Oxydationsmittel, die während desselben Zeitraums verlorengeht, so ist erfahrungsgemäß der Betrieb ökonomisch am günstigsten, und es zeigt sich, daß der erwähnte Temperaturunterschied sich nahezu konstant hält.
• Falls der Zusatz des Oxydationsmittels erhöht wird, erfolgt eine Verschiebung der Temperaturen in sämtlichen Kammern derart, daß der Temperaturunterschied zwischen der ersten und der letzten Kammer steigt; umgekehrt wird bei Verminderung der Menge des Oxydationsmittels der Verlauf der Reaktion geändert werden und eine Temperatuiverschiebung dann eintreten derart, daß der Temperaturunterschied vermindert wird.
• Diese Variationen in dem Temperaturunterschied werden laut der Erfindung dazu benutzt, den Zusatz der Oxydationsmittel selbsttätig zu regeln, und zwar in folgender Weise Die Zufuhr des Oxydationsmittels erfolgt durch eine Absperrvorrichtung mit elektromagnetischer Steuerung, z. B. ein Ventil oder einen Hahn.
• Man setzt in die erste und die letzte Kammer elektrische Thermometer ein, die mit zwei Widerständen und einem Galvanometer sowie einer Meßbatterie - in ähnlicher Weise wie in einer WheatstoneschenBrücke--verbundenwerden, so daß man auf dem Galvanometer den Unterschied zwischen der Temperatur der ersten und der letzten Kammer messen kann. Die Nullstellung des Galvanometers entspricht dem Temperaturunterschied, den man zwischen den Meßstellen der ersten und der letzten Kammer aufrechtzuerhalten wünscht. Das Zeigerfeld des Galvanometers ist mit einem Maximal- und einem Minimalkontakt versehen, so daß die Zeiger des Galvanometers durch Berührung dieser Kontakte den Strom von einer Lokalbatterie schließt. Dieser Strom steuert mittels zwei Relais den Regelungshahn für die Zufuhr des Oxydationsmittels in der folgenden Weise Wenn auf den Meßstellen der Temperaturunterschied sein Maximum erreicht hat, wird der Ausschlag desGalvanometers Maximum sein, und der Zeiger wird den Maximalkontakt berühren. Hierdurch wird z. B. derjenige Lokalstrom geschlossen, durch dessen Elektromagnet der Hahn für die Zufuhr des Oxydationsmittels zur Kammer geschlossen wird.
• Wie oben beschrieben, tritt jetzt in allen Kammern eine Temperaturverschiebung ein, die bewirkt, daß der Temperaturunterschied zwischen den Meßstellen sinkt.
• Der Ausschlag des Galvanometerzeigers wird vermindert, und der Zeiger passiert über die Nullstellung bis zur Minimalstellung, wo er den Minimalkontakt berührt. Der Lokalstrom wird unterbrochen, und der Hahn für die Zufuhr des Oxydationsmittels wird in diesem Falle wieder geöffnet. Die Temperatur in sämtlichen Kammern wirdwiedereinerVerschiebung unterliegen, und der Temperaturunterschied zwischen den Meßstellen steigt. Die Zufuhr von Oxydationsmitteln erfolgt jetzt unverändert, bis größere Abweichungen vom normalen Temperaturunterschied zwischen der ersten und der letzten Kammer wieder eintreten.
• Die hier beschriebene Ausführung der Regelung kann selbstverständlich umgekehrt auch so arbeiten, daß das Schließen des Lokalstroms die Öffnung des Hahns bewirkt, und umgekehrt.
• Das Galvanometer kann zur Registrierung dieser Schwankungen des Temperaturunterschieds eingerichtet werden, sodaßmanimstande ist, den Gang des Systems bei Tag und bei Nacht zu kontrollieren.
• Bei einer gegebenen Anlage ist der normale Temperaturunterschied zwischen der ersten und der letzten Kammer z. B. 4d', und die Nullstellung des Galvanometers wird mittels angemessener Widerstände zu diesem Temperaturunterschied eingestellt. Die Maximal- und Minimalkontakte werden eingestellt z. B. zu q z ° und 39p. Die Regelung der Zufuhr von Oxydationsmitteln wird dann, wie oben beschrieben, erfolgen, und der Apparat wird selbsttätig suchen, den Temperaturunterschied zwischen der ersten und der letzten Kammer auf etwa 40 ' zu halten mit einem Ausschlag von einem Grad über und unter dieser Temperatur.
• Das Galvanometer kann derart eingestellt werden, daß die Nullstellung einem anderen Temperaturunterschied entspricht, unddieMaximal- und Minimalkontakte können dazu eingestellt werden, größere oder kleinere Abweichungen vom normalen Temperaturunterschied als die angeführte zu erlauben.
• Die Steuerungsvorrichtung kann einen oder mehrere Zufuhrapparate'für Oxydationsmittel, und zwar auch in der Weise bedienen, daß die Apparate gleichzeitig oder in Reihenfolge gesteuert werden. Ferner kann die Steuerungsvorrichtung mit den Zufuhrapparaten für die Oxydationsmittel in der Weise verbunden werden, daß die Regelung der Zufuhr nur für einen Teil der ganzen Zufuhr erfolgt, während der andere Teil der Zufuhr mittels eines besonderen nicht selbsttätigen Apparats erfolgt. Endlich kann die beschriebene Steuerungsvorrichtung eingerichtet werden, zwei oder mehrere Zufuhrapparate an zwei oder mehreren ersten Kammern zu regeln, so daß jeder der Zufuhrapparate nach demjenigen Temperaturunterschied gesteuert wird, der zwischen der betreffenden ersten Kammer und der letzten Kammer besteht.
• An Stelle der Galvanometer mit ihren Hilfsapparaten können auch andere Apparate zur praktischen Ausführung der Erfindung dienen.
• Man bringt z. B. in der ersten und letzten Kammer angemessene Temperaturmeßapparate, wie elektrische Thermometer, Pyrometer, Flüssigkeits- oder Luftthermometer, an, die in der Weise mit dem Absperrapparat für die Zufuhr des Oxydationsmittels verbunden sind, daß der Temperaturunterschied zwischen den Meßstellen der entscheidende Faktor für das Offnen und das Schließen des erwähnten Absperrapparates wird.
• SowohlAbsperrapparat wie auch Verbindungsorgane zur Steuerung des Absperrapparats werden eingerichtet, entweder auf elektrischem oder auf pneumatischem Wege oder vermittels Flüssigkeiten in geschlossenen Rohrleitungen durch eine Kombination von mehreren derselben oder anderer ähnlicher Mittel zu arbeiten:

Claims (5)

1. PATENT-ANSPRÜCHE: i. Verfahren zur selbsttätigen Regelung der Zufuhr von Oxydationsmitteln in die Reaktionsräume bei der Schwefelsäurefabrikation, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des Oxydationsmittels von dem Unterschied zwischen den Temperaturen der Gase beim Eintritt und beim Austritt in bzw. aus den Reaktionsräumen des Systems abhängig gemacht wird.
2. 2. Verfahren zur Regelung des Zusatzes von Oxydationsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des Oxydationsmittels nach Anspruch i ganz oder teilweise eingestellt wird, wenn der Unterschied zwischen den Temperaturen beim Eintritt in und Austritt aus den Reaktionsräumen des Systems eine gewisse Größe erreicht hat und wieder in vollem Umfange in Gang gesetzt wird, wenn der genannte Temperaturunterschied auf eine gewisse untere Grenze gesunken ist.
3. 3. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i und z, bestehend aus elektrischen Thermometern zum Messen der Temperaturen der Gase beim Eintritt in und Austritt aus den Reaktionsräumen des Systems, die mit zwei Widerständen und einem Galvanometer sowie einer Meßbatterie nach Art einer Wheatstoneschen Brücke verbunden sind, wobei der Unterschied zwischen den Temperaturen der beiden Meßstellen direkt auf dem Galvanometer abgelesen werden kann.
4. 4. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Galvanometer mit beweglichen Maximal-und Minimalkontakten versehen ist, durch deren Kontakt mit dem Galvanometerzeiger ein Lokalstrom zur Steuerung der Absperrvorrichtung für die Zufuhi von Oxydationsmitteln geschlossen oder unterbrochen werden kann.
5. 5. Bei der Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i und a, die Anwendung von Einrichtungen, bestehend aus Pyrometern, Flüssigkeits- oder Luftthermometern, die auf elek trischem oder pneumatischem Wege oder mittels Flüssigkeiten in geschlossenen Rohrverbindungen mit einem geeigneten Meßapparat für die Temperaturdifferenz verbunden sind und die mit dem Regelungsapparat für die Zufuhr des Oxydationsmittels derart verbunden sind, daß die Differenz zwischen den Temperaturen der Meßstellen für die Bewegungen des Regelungsapparates nutzbar gemacht wird.