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Wärmeaustauscher zur Kondensation stark korrodierender Flüssigkeiten
Im Hauptpatent ist eine Wärmeaustausch-Vorrichtung geschützt, .bei der der Wärmeaustausch
durch zwei ineinandergesteckte Rohre erfolgt, von denen eines hohe Festigkeit und
Dehnung, das andere chemische Widerstandsfähigkeit und schlechte Wärmeleitfähigkeit
besitzen soll. Diese Wärmeaustauschvorrichtung hat besonders Bedeutung für die Kondensation
von Schwefelsäure, weil hiermit eine sehr vollständige Kond-ensierung ohne die vielfach
gefürchtete Nebelbildung erfolgen kann. Bei der praktischen Ausgestaltung einer
derartigen Wärmeäustauschvorrichtung hat es sich nun gezeigt, daß der Zusammenbau
von metallischen und keramischen Werkstoffen stellenweise Schwierigkeiten macht,
weil beide Stoffe stark voneinander abweichende Ausdehnungskoeffizienten haben.
Man ist daher gezwungen, die beiden Stoffe immer mit einem gewissen Spiel zueinander
anzuordnen. Daraus. ergibt sich bei Röhrenkühlern die Schwierigkeit, daß die zu
kondensierenden Gase auch mit den metallischen standfesten Teilen des Kühlgefäßes
in Berührung kommen und hier bei der Kondensierung Anfressungen hervorrufen. Die
sonst übliche Abdichtung der übergangsstellen mit säurefesten Kitten würde aber
bei der verschiedenartigen Ausdehnung des Materials in der Wärme eine Beschädigung
der keramischen Rohre bewirken.
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Die Erfindung betrifft nun eine Verbesserung des im Hauptpatent geschützten
Wärmeaustauschers. Sie besteht darin, daß an der dem Gaseintritt zu gelegenen Seite
des Wärmeaustauschers ;ein doppelter Boden angeordnet nird, in dessen einen Boden
die Ränder der eisernen Kühlrohre fest eingewalzt sind, während die Rohre aus denn
keramischen Baustoff bis über den zweiten Boden hinaus mit Spiel hindurchgeführt
sind, so daß zwischen beiden Böden ein Zwischenraum entsteht, in den inerte Gase
eingeführt werden. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf solche Wärmeaustauscher,
bei denen die Gase von unten her in den Apparat eintreten und ihn oben verlassen.
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In beiliegenden Abbildungen ist die Erfindung dargestellt. Abb. i
gibt den Wärmeaustauscher im senkrechten Schnitt, Abb. z den den eintretenden Gasen
zu gelegenen Teil. in vergrößertem Maßstab wieder. Hierbei bedeutet a idie äußere
Wand des Eisenbehälters, in dem sich ein Kühlmittel (Luft oder Flüssigkeit
)
bewegt,, <.b ist, der untere Teil, in dem sich die kondensierten Flüssigkeiten
ansammeln, um dann durch einen geeigneten Auslaß f gewonnen zu werden.
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In dem Apparat befinden sich die Rohre c aus korrosionsfestem Stoff.
Diese sind -. it den eisernen Rohren d bewehrt. Während die eisernen Rohre d fest
in den Boden bzw. die Decke des Kühlbehälters a eingewalzt sind, reichen die Porzellanrohre
frei hindurch, damit Spiel für Wärmedehnung verbleibt. Es läßt sich höchstens in
dem Zwischenraum dl ein lockeres Material, wie z. B. Sand, anschütten.
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In kurzer Entfernung des Bodens g wird nun der zweite Boden h eingesetzt,
der das unmittelbare Herantreten der bei e einströmenden korrodierenden und sich
kondensierenden Gase an den Eisenboden g des Küblgefäßes verhindert. Dieser Boden
k muß aber auch Bohrungen k für den Durchlaß der Porzellanrohre aufweisen, die jeweils
größer sind als der Durchmesser eines Porzellanrohres. Würde man die Bohrungen knapper
machen oder nach dem Einbau der Porzellanrohre abdichten, wäre die Gefahr des Bruches
wieder vorhanden.
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In dem zwischen dem Bodeng und dem Bodenft gebildeten Raum werden
nun in geeigneter Weise unschädliche Gase, insbesondere Luft, eingeführt. Diese
Einführung kann z. B. mit Hilfe der mit Bohrungen versehenen Leitung in,
die durch das Ventil i reguliert wird, erfolgen. Je nachdem ob der Kondensator
unter Druck oder Zug steht, wird Luft in den Zwischenraum eingedrückt oder angesaugt.
Mit Hilfe der Erfindung wird es auf jeden Fall vermieden, daß die kondensierenden
Gase unmittelbar mit dem gekühlten Boden des f@lgefäßes oder den Rohrwandungen der
ei rnen Rohre in Berührung kommen. Trotzde bleiben die Rohre aus säurefestem Material
auch in der Wärme frei beweglich gegenüber den Eisenteilen. Es wird zwar mit Hilfe
dieser Kühlung eine geringe Menge zusätzlicher Luft in die zu kondensierenden Gase
eingeführt. Darin liegt jedoch kein Nachteil, weil es mit Hilfe des im Hauptpatent
geschützten Kondensationsgefäßes gelingt, auch aus sehr verdünnten Gasen die Schwefelsäure
vollständig niederzuschlagen.
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Die Schutzdecke lt wird zweckmäßig aus säurefestem Material hergestellt.
Sie ist ihrerseits jedoch auch leicht auswechselbar, da sie mit keiner der Röhren
in fester Verbindung steht.