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Vorrichtung zum Durchleiten von Gasen oder Flüssigkeiten bei der Herstellung
von Schwefelsäure Bisher hat man bei Filtern, wie sie z. B. zum Abscheiden von Säureresten
aus den Abgasen der Schwefelsäurefabrikation oder ähnlicher Betriebe dienen, als
wirksames Filtriermittel eine möglichst feine Koksschicht benutzt, durch die die
Gase hindurchgesaugt oder -gedrückt werden. Da eine solche Schicht dem Gasdurchgang
besonders in feuchtem- Zustand, wie er sich durch die Niederschlagung der Säurereste
oder sonstigen Nebel ergibt, einen großen Widerstand entgegensetzt, muß die Schicht
eine sehr große Oberfläche haben, damit man die Gase ohne übermäßigen Kraftaufwand
hindurchtreiben kann.
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Gegenwärtig baut man solche Filter fast ausschließlich so auf, daß
man auf einen Rost Schichten von Koks mit nach oben zunehmender Feinheit aufschichtet,
deren oberste die eigentliche Feinfilterschicht trägt. Daraus folgt, daß die Grundfläche
der Vorrichtung etwa der Oberfläche der Feinfilterschicht entsprechen muß, so daß
ein erheblicher Raumbedarf entsteht. Andererseits sind die gröberen Schichten für
die Wirkung ziemlich wertlos, da diese hauptsächlich von der Stärke oder Höhe der
feinsten Filterschicht abhängt. Der Aufbau in Stufen läßt sich nicht umgehen, da
die feineren Schichten, wenn man sie unmittelbar auf sehr viel gröbere legen wollte,
hindurchfallen oder hindurchrieseln würden.
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Zweck der Erfindung ist, diesen Mängeln durch eine andere Anordnung
der filtrierenden Schichten abzuhelfen.
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Gemäß der Erfindung geschieht dies dadurch, daß die feinkörnigen Schichten
stehende Hohlzylinder, Hohlprismen oder ähnliche Hohlkörper bilden, die von grobkörnigen,
stückigen oder sonstigen dem Durchgang der Gase keinen wesentlichen Widerstand bietenden
Stoffen mantelartig umgeben oder damit gefüllt oder damit sowohl umgeben als gefüllt
sind. -Man. kann beispielsweise in einem an seinen Enden mit Zu- und Ableitung versehenen
stehenden, zylindrischen oder prismatischen Behälter, z. B. einem Turm, einen Hohlzylinder,
ein Hohlprisma o. dgl. von geringerem Durchmesser aus feinkörnigem Stoff anordnen
und dessen Innenraum und den Raum zwischen dem Zylinder oder Prisma und der Behälterwand
unter, Abschluß des einen dieser Räume gegen die Zuleitung und des anderen gegen
die Ableitung mit grobkörnigen, stückigen o. dgl. Stoffen füllen.
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Man kann auch den grobkörnigen oder ähnlichen Stoff nur auf einer
Seite des Zylinders o. d-1. anordnen und auf dessen anderer Seite eine mit Öffnungen
versehene Wand o. dgl. anbringen, die den feinkörnigen Stoff
festhält.
Unter Umständen ist es möglich, die Grobfüllung ganz fortzulassen und solche Wände
auf beiden Seiten des Feinfilters anzuordnen.
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Als Füllmittel kann man in vielen Fällen, besonders wenn es sich um
die Benutzung als Filter handelt, feinkörnigen Koks für die Feinfilterschicht und
grobkörnigen Koks für die- anderen Schieliten benutzen. Man ist aber nicht an die
Verwendung von Koks gebunden, besdnders für die Grobfüllung, sondern man kann jedes
andere geeignete lIaterial, z. B. Füllringe, verwenden.
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Es ist nicht erforderlich, daß der Behälter und die Feinfilterschichtähnlichen
Querschnitt haben; vielmehr kann man beispielsweise auch in einem zylindrischen
Behälter ein prismatisches Feinfilter anordnen, oder umgekehrt.
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Eine solche Anordnung hat zunächst den Vorteil, daß der Raumbedarf,
insbesondere an Bodenfläche, sehr viel geringer ist als bei den bisherigen Anordnungen,
und daß außerdem der allmähliche libergaug von gröberen zu feineren Schichten vermieden
oder doch auf ein Mindestmaß zurückgeführt wird.
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ZVeitere Vorteile der Einrichtung ergeben sich aus der nachstehenden
näheren Beschreibung.
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Eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in der
Zeichnung beispielsweise schematisch dargestellt.
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Fig. i ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 2 und
3.
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Fig.2 und 3 sind Querschnitte zweier verschiedenen Ausführungsformen
nach der Linie II-II in Fig. i.
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In einem Behälter i, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
Zylinderform hat, aber auch anderen als kreisförmigen, z. B. rechteckigen Querschnitt
haben könnte, ist unten ein Rost 2 angeordnet, der die Füllung trägt, aber den Gasdurchtritt
gestattet. Auf diesem Rost ruht der feinkörnige Stoff, der in Form eines Zylinders
3 (Fig. 2) oder eines Prismas .I (Fig. 3) von geringerem Durchmesser als der Behälter
i angeordnet ist. Der Innenraum 5 dieses Zylinders oder Prismas und der Zwischenraum
6 zwischen dein Zylinder oder Prisma und der Behälterwand ist mit grobkörnigem oder
grobstückigem Material ausgefüllt oder auch mit irgendwelchen anderen Stoffen, wie
Füllringe o. dgl., die eine ähnliche Wirkung haben. Wie erwähnt, könnte man auch
diese Füllung nur auf der einen Seite der Feinfilterschicht anordnen; die andere
Seite würde dann von einer mit-Öfftiungen versehenen Zwischenwand gehalten werden,
die z. B. aus mit Abstand übereinandergesetzten konischen Ringen bestehen könnte,
an deren Stelle aber auch gelochte Platten aus geeignetem 'Material verwendbar sind.
In einzelnen Fällen erscheint es möglich, solche Wände o. dgl. auf beiden Seiten
des Feinfilters anzubringen und die Grobfüllung überhaupt fortzulassen.
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Der Eintritt der zu behandelnden Gase oder Flüssigkeiten erfolgt bei
;, der Austritt bei B. Um die Gase zu zwingen, durch die Feinfilterschicht hindurchzugehen,
ist in dem Ausführungsbeispiel der Raum zwischen dem Zylinder oder Prisma aus feinkörnigem
Stoff und der Behälterwand oben durch einen Ring g aus geeignetem Stoff gasdicht
verschlossen, der Innenraum des Zylinders oder Prismas hat unten einen gasdichten
Abschlußboden io. Natürlich könnte man auch den Außenraum unten und den Innenraum
oben abschließen oder auch den Eintritt der hindurchzuleitenden Gase oder Flüssigkeiten
bei 8 und den austritt bei 7 erfolgen lassen.
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Beim Aufbau der Vorrichtung ist es zweckmäßig, die feinkörnigen und
die grobkörnigen oder ähnlichen Stoffe vorübergehend durch niedrige .Scheidewände;
z. B. Ringe, zu trennen, die man in dem Maße, -Nvie der Aufbau fortschreitet, nach
oben zieht und nach beendeter Füllung entfernen kann. Hierdurch ist es möglich,
den Aufbau durch einfaches Einschütten sowohl der feinkörnigen als der grobkörnigen
oder ähnlichen Stoffe, aber trotzdem mit der erforderlichen Genauigkeit und Gleichmäßigkeit
durchzuführen. Selbstverständlich läßt es sich nicht vermeiden. daß gewisse Mengen
der feinkörnigen Stoffe in die gröberen hineinlaufen. Diese 'Mengen lassen sich
aber durch geeignete Auswahl der Stoffe nach ihrem Böschungswinkel auf ein Mindestmaß
zurückführen.
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Es ist ersichtlich, daß bei der beschriebenen Anordnung die durchzuleitenden
Gase usw. durch den Feinfiltermantel hindurchtreten müssen. Da die Widerstände in
der Grobfüllung innen und außen gegenüber dem '\ÄTiderstand des Feinfiltermantels
sehr gering sind, werden die Gase den letzteren im wesentlichen gleichmäßig in annähernd
waagerechter Richtung durchströmen. Die Anordnung bietet bei geringem Raumbedarf
eine sehr große Oberfläche der Feinfilterschicht, und man kann die Gase mit geringem
Kraftaufwand durchdrücken oder durchsaugen oder bei gegebenem Kraftaufwand die Feinheit
oder Stärke des Feinfilters sehr erhöhen und dieses dadurch wirksamer machen. Gleichzeitig
wird der Vorteil einer geringen Durchströmungsgeschwindigkeit in der wirksamen Schicht
erzielt.
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Etwa in der Feinfilterschicht abgeschiedene Kondensate können durch
eine geeignete Ableitung am unteren Ende des Feinfiltermantels entfernt und gesammelt
werden. Solche
Kondensate werden dem Durchgang der Gase keinen übermäßigen
Widerstand entgegensetzen, und es ist nicht zu befürchten, dafl-Stauungen eintreten,
wie sie beim Abscheiden von Kondensat in einer Feinfilterschicht, die von den Gasen
von unten nach oben durchströmt wird, leicht auftreten können. Andererseits wird
auch' die Gasströmung den Abiluß der Kondensate nicht wesentlich stören.
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Wie schon erwähnt, soll die Vorrichtung vor allem als Filter zur Ausscheidung
von Säureresten, Säurenebeln o. dgl. aus Gasen dienen. Sie kann aber auch benutzt
werden, um aus Gasen durch Behandlung mit einem Lösungsmittel irgendwelche darin
enthaltenen Säuren herauszulösen -oder um durch chemische Reaktionen zwischen Gasen
und Flüssigkeiten Säuren, insbesondere Schwefelsäure, herzustellen. In diesen Fällen
wird die Vorrichtung mit dem Lösungsmittel oder der Reaktionsflüssigkeit berieselt,
und die Gase werden hindurchgeleitet. Die Flüssigkeit strömt dann im wesentlichen
von oben nach unten, während die Gase im wesentlichen in waagerechter -Richtung
durch die Flüssigkeit hindurchgehen. Man erhält auf diese Weise eine große Berührungsfläche
zwischen der Flüssigkeit und den Gasen. Eine solche Anwendung kann beispielsweise
bei der Schwefelsäureherstellung nach dem Turmverfahren stattfinden. Hierbei kann
die Vorrichtung besonders bei den hinteren Türmen des Systems benutzt werden, bei
denen es sich um die Aufarbeitung des letzten Restes der -schwefligen Säure handelt
oder um die Absorption der nitrosen Gase. Durch Anwendung der vorliegenden Vorrichtung
ist es möglich, mit wesentlich kleineren Abmessungen der Türme auszukommen.