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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Natriumsulfat nach dem
Hargreaves-Verfahren Es ist verschiedentlich versucht worden, das bekannte Hargreaves-Verfahren,
nachdem aus in Brikettform gebrachtem Natriumchlorid, schwefliger Säure, Luft und
Wasserdampf Natriumsulfat hergestellt wird, dadurch zu verbessern. daß man die Umsetzung
im Drehofen vornimmt. Allen diesen Versuchen war aber kein Erfolg beschieden.
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Dies hat verschiedene Gründe. Erstens fehlte es an einer geeigneten
und gleichmäßigen Korngröße der porösen Formlinge und an einem technisch brauchbaren
Verfahren, diese herzustellen. Hier hat erst das Verfahren nach Patent 475.555 Abhilfe
geschaffen.
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Zweitens konnte die Temperatur in den Üfen nicht mit Sicherheit auf
der richtigen Höhe gehalten werden. Dieser Punkt ist von größter Wichtigkeit. und
die Behebung der auf diesem Gebiet liegenden Schwierigkeiten ist hauptsächlich Gegenstand
der Erfindung. Sinkt nämlich die Temperatur unter 5oo`, so verläuft die Reaktion
zu langsam, steigt sie über 55ö', so kleben bekanntlich die Formlinge durch oberflächliche
Sinterung zusammen. Da die Reaktion e#cotherm verläuft, also bei Steigen der Temperatur
und der damit verbundenen Beschleunigung der Reaktion immer mehr Wärme frei wird,
ist die Gefahr der Sinterung sehr groß, wenn nicht für eine genügende Abführung
der Wärme gesorgt werden kann. Dabei würde der Drehofen schon dann sich verstopfen,
wenn auch nur an einer einzigen Stelle diese Überhitzung eintrete. Gemäß der Erfindung
wird die Regelung der Temperaturverhältnisse mit zwei Mitteln angestrebt und erreicht:
Einerseits durch die Art der Zuführung der Reaktionsgase und anderseits durch die
Anordnung der vom Reaktionsverlauf unabhängigen Heiz- und Kühlmittel. Das erste
Mittel besteht darin, daß die Reaktionsgase, d.h. die nach ihrer Befeuchtung und
mit entsprechendem - Luftzusatz versehene schweflige Säure, zur Vorwärmung auf die
Reaktionstemperatur nicht unmittelbar mit dem bereits fertigen Sulfat in Berührung
kommen, sondern mittelbar erhitzt werden, indem sie durch den längeren Teil eines
in der Achse des Drehrohrofens sich erstrekkenden Rohres hindurchgeführt- werden,
ehe man sie in die Reaktionszone eintreten und im Gegenstrom auf die vorgeheizten
Formlinge einwirken läßt. Anderseits ist eine Anordnung zur Temperaturregelung vorgesehen,
darin bestehend, daß der Mantel des Drehrohrofens mit elektrischen Beheizungsflächen
versehen
ist, die in eileer Anzahl verhältnismäßig kurzer, einzeln einschaltbarer und senkrecht
zur Längsachse des Drehrohres unterteilter Abschnitte angeordnet sind, und ferner
gleichzeitig mit einer Wärmeschutzbekleidung, die in unterteilten Abschnitten leicht
entfernbar ist. Mit diesen Mitteln kann nun auf Grund der Angabe hinreichend zahlreicher
Temperaturmeßstellen auf dem Mantel des Drehrohres oder unter Verwendung von automatisch
arbeitenden Schaltungen zur Temperaturregelung der Ofengang restlos beherrscht werden,
indem entweder die Reaktionsintensität durch Verstärkung oder Schwächung des Reaktionsgasstromes
geändert oder Heizelemente ab- und zugeschaltet oder endlich die Abstrahlung des
Ofens zu Hilfe genommen wird. Mit dieser Verfahrensweise wird ein erheblicher technischer
Fortschritt erreicht, beispielsweise im Vergleich zu einem älteren Verfahren, bei
welchem angestrebt wird, lediglich durch die Geschwindigkeit der durch den Reaktionsraum
geführten vorgeheizten Gase die Temperatur zu regeln.
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Drittens fand am Ende des Ofens beim Arbeiten im unmittelbaren Gegenstrom
mit den SO-#- und S 03-haltigen Gasen ein Zusammenbacken des fertigen Sulfats durch
Bisulfatbildung statt, wenn das Sulfat sich unter 45o° abkühlte. Da aber ein starker
Temperaturabfall am Ende eines Drehofens nicht zu vermeiden ist, muß man dafür sorgen,
daß die Einführungsstelle der vorgeheizten Reaktionsgase so weit vom Ende entfernt
ist, daß an dieser Stelle des Ofens die genannte Temperatur noch nicht unterschritten
wird. Das fertige Sulfat kann - durch diese Anordnung das der Abkühlung ausgesetzte
Ofenende durchwandern, ohne -mit SO.- oder S O,3-Gasen in Berührung
zu kommen, wodurch die Bisulfatbildung und damit ein Zusanunenbacken mit Sicherheit
vermieden wird.
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Viertens gehört zu den Arbeitsbedingungen, daß die frischen Formlinge
aus Na Cl so heiß in den Ofen eingetragen werden, daß sich kein Wasserdampf aus
den Reaktionsgasen auf sie niederschlagen kann, weil sonst eine Verstopfung durch
Zusammenbacken der Formlinge gleich am Eintrag des Ofens stattfinden würde. .
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Zur Durchführung des Verfahrens benutzt man zweckmäßig einen Drehrohrofen
der in der Zeichnung schematisch dargestellten Art. Im DrehrohrA erstreckt sich
über die ganze Länge hinweg das axial gelagerte RohrB, um welches die Schnecke C
gelegt ist, deren äußerer Rand den Mantel des Drehrohres nahezu berührt, gegebenenfalls
auch daran befestigt sein kann und sich mit dem Rohr dreht. An den Enden von A schließen
sich einerseits unter Vermittlung geeigneter Abdichtungen das feststehende Kopfstück
D an, welches die Eintragsvorrichtung -E für die Formlinge sowie das Gasabgangsrohr
F und den Gaszuführungsstutzen I( für Rohr B trägt, anderseits das Verschlußstück
G, welches als Austragsvorrichtung das Endprodukt unter Schleusenverschluß in Behälter
für den Abtransport befördert. Rohr B dient über den größeren Teil seiner Länge
hinweg als Vor-12
für die am Kopfende zugeführten Reaktionsgase (SO., Luft
und Wasserdampf), die dann durch &fnungen H in den Ofenrauen entlassen werden
und erst von dieser Eintrittsstelle ab im Gegenstrom auf die Formlinge treffen.
Unter Reaktion mit ihnen -strömen die Gase in den Schneckengängen nach dem Kopfende
zurück, von wo die erzeugten Salzsäuregase durch F austreten, um der Absorptionsanlage
zugeführt zu werden. Die elektrische Heizung ist beispielsweise bei einem Ofen von
30 in Länge in einzelne Felder J von z. B. i m bis i,5om Länge unterteilt und so
auf dem Mantel des Drehrohres angebracht, daß die während des Ailheizens aufliegende
Isolationsschicht L ab-; schnittweise leicht entfernt werden kann. Die Stromzuführung
erfolgt in bekamitcr N,Vvise durch Schleifringe.