DE643878C

DE643878C - Verfahren zur Kuehlung von Roestgasen

Info

Publication number: DE643878C
Application number: DEM131114D
Authority: DE
Inventors: Karl Ebner; Wilhelm Gensecke
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1935-05-26
Filing date: 1935-05-26
Publication date: 1937-04-19

Description

Verfahren zur Kühlung von Röstgasen Röstgase werden vielfach zum Zwecke der Reinigung, Verwertung o. dgl. einer Kühlung unterworfen. Die Kühlung erfolgt in der Regel durch Berieselung mittels einer im Kreislauf geführten Flüssigkeit, vorzugsweise wäßriger Schwefelsäure von höherer oder geringerer Konzentration. Hierbei wird die Wärme den Röstgasen dadurch entzogen, daß sich diese mit Wasserdampf sättigen, welcher aus der Kühlflüssigkeit gebildet wird, und ferner dadurch, daß die Gase Wärme an das Kühlmittel abgeben, so daß die fühlbare Wärme der Kühlflüssigkeit steigt. Der letzte Teil der Wärme muß durch Abkühlung des kreisenden Kühlmittels auf die Eintrittstemperatur wieder abgeführt werden, um einen stationären Zustand zu erhalten. Die Abkühlung geschah bisher mittelbar durch wassergekühlte Oberflächenapparate oder unmittelbar durch Rückkühlwerke, in denen die Wärmeentziehung durch direkte Berührung mit Luft, also teilweise durch Wasserverdunstung, erfolgt.
Da die Röstgase in der Regel Wasser- bzw. säurelösliche Verbindungen von Arsen, Blei und anderen Stoffen enthalten, so sättigt sich allmählich die Kühlflüssigkeit mit diesen Verbindungen, es wird bald der Sättigungspunkt erreicht, und es findet dann eine Kristallausscheidung statt, wenn die Kühlflüssigkeit thermisch regeneriert, d. h. abgekühlt wird, insbesondere wenn bei der Abkühlung eine Wasserverdunstung eintritt. Diese Ausscheidungen sind bei den bisher üblichen Arbeitsmethoden eine höchst störende Nebenerscheinung, da entweder im Falle mittelbarer Kühlung die Kühlflächen mehr und mehr unwirksam werden oder im Falle der direkten Luftrückkühlung die Kristalle sich dort ansetzen, wo dies stört. Rohrleitungen, Pumpen und andere Apparateteile inkrustieren, und es müssen häufig zur Aufrechterhaltung des Betriebes lästige, zeitraubende und kostspielige Reinigungsarbeiten vorgenommen werden.
Gemäß der Erfindung werden diese Übelstände dadurch vermieden, daß die Abkühlung der Kühlflüssigkeit nach dem an sich bekannten Prinzip der Vakuumkühlung bewirkt wird, nach dem bisher nicht nur Kristalle aus Lösungen ausgeschieden wurden, sondern das auch schon zur Kühlung von Säuren und Laugen angewendet worden ist.
Das neue Verfahren besteht darin, daß die Rückkühlung der zur Kühlung der Röstgase durch direkte Berührung im Kreislauf geführten Kühlflüssigkeit, insbesondere wäßriger Schwefelsäure, durch Vakuumselbstverdampfung in der Weise erfolgt, daß die von der Kühlflüssigkeit aufgenommenen Verunreinigungen ausgeschieden werden und daß nach der Abtrennung die Kühlflüssigkeit, vorzugsweise nach Verdünnung auf die ursprüngliche Konzentration, z. B. durch Frischwasserzusatz, wieder zur Röstgas kühleinrichtung zurückgefördert wird. Durbr die Vakuumselbstverdampfung «wird ein heblicher Teil der Kühlflüssigkeit verdainp#ea. Das hat einerseits zur Folge, daß die Verdampfungswärme der Flüssigkeit entzogen und letzte dadurch abgekühlt wird. Andererseits tritt eine kräftige Ausscheidung der in der Flüssigkeit gelösten Stoffe ein, die im Augenblick der Entspannung im Verdampfer geschieht. Die ausgeschiedenen Stoffe, z. B. Kristalle, schwimmen zunächst in der Flüssigkeit, sinken bei genügender Ruhe und Zeit zu Boden, sammeln sich dort in lockerer Form und können bequem aus dem Kreislauf der Flüssigkeit herausgenommen werden. Auf diese Weise gelingt es nicht nur, eine ausreichende Abscheidung der von der Kühlfliissigkeit aufgenommenen Stoffe Herbeizuführen, sondern es wird durch die Verdampfung erheblicher Flüssigkeitsmengen auch die Möglichkeit geschaffen, die Kühlflüssigkeit vor ihrer Wiederverwendung durch frisches Wasser oder verdünnte Flüssigkeit stark zti verdünnen. Dadurch wird jede Übersättigung der Kühlflüssigkeit an schädlichen Stoffen aufgehoben. Diese sind vielmehr in der Flüssigkeit nur noch in solchen geringeren Konzentrationen enthalten, daß nachträgliche Ausscheidungen in den Rolirleitungen, Pumpen tisw. nicht mehr auftreten können und diese vor Inkrustationen geschützt sind. Die Vakuumverdampfer können als s s ogenannte Rührwerkskristallisatoren aus(,ebildet «erden, in denen durch stufenweise Temperatursenkung bei ausreichender Stufenzahl und langsamer Verdampfung gröbere Kristalle erhalten werden können.
Die Abbildung veranschaulicht in schematischer und beispielsweiser Darstellung eine Einrichtung zur Durchführung der Erfindung. cr ist der Gaskühler, dem die Röstgase bei b zugeführt und aus dem sie durch c abgeführt werden. Die Kühlflüssigkeit, beispielsweise Schwefelsäure, von 5o° Be tritt aus einer geeigneten Verteilvorrichtung d in den Kühler ein. Die erwärmte Kühlflüssigkeit wird durch e abgeführt und gelangt in den Vakuumverdampfer f, in welchem durch partielle Wasserverdampfung ihre Rückkühlung erfolgt. Infolge dieser partiellen Verdampfung und der damit verbundenen Abkühlung findet eine Auskristallisation .der in der Kühlflüssigkeit gelösten Stoffe statt. Die abgekühlte Säure mit den Kristallen gelangt durch die Leitung g in den Abscheider 11, in welchem die Kristalle zu Boden ;.`sinken und kontinuierlich oder zeitweise #durch i abgezogen werden. Die Säure gelangt 4änn weiter durch die Leitung k zur Pumpe m, welche durch )t die Rückförderung in den Kühler a bewirkt. Zwischen dem Absetzgefäß h und der Pumpe in wird die in dem Vakuumverdampfer f und in dem Kühler a verdampfte Wassermenge wieder ergänzt. Die in dein Vakuumverdampfer f gebildeten Wasserdämpfe strömen durch die Leitung o in einen wassergekühlten Kondensator p, welcher in dein Ausführungsbeispiel als Einspritzkondensator dargestellt ist, welcher aber auch ein Oberflächenkondensator sein kann. Das Kühl"vasser «wird durch q zu- und durch <las barometrische Fallrohr r abgeführt. Zur Herstellung und Aufrechterhaltung des Vakuums ist eine in der Zeichnung nicht dargestellte Vakuumpumpe vorzusehen, welche mittels der Leitung s mit dem Kondensator p in Verbindung steht.
Tritt im Verlauf des Verfahrens eine 7_unalinie oder Veränderung der Kühlflüssigkeit ein, z. B. dadurch, daß in den Röstgasen enthaltenes Schwefeltrioxyd von der Kühlflüssigkeit aufgenommen wird, so kann der Cberschuß an einer beliebigen Stelle aus dem Kreislauf ausgeschieden oder an einer Stelle des Kreislaufes ein Teilstrom, z. B. bei 1, eingeführt und ein "Keilstrom zweckmäßig an :irrer anderen Stelle abgezweigt werden.

Claims

PA TENTAN SPRÜü-ii r i. Verfahren zur Kühlung von Röstgasen durch direkte Berührung mit einer iin Kreislauf geführten Kühlflüssigkeit, insbesondere wäßriger Schwefelsäure, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkühlung der Kühlflüssigkeit durch Vakuumselbstverdampfung in der Weise erfolgt, daß die von der Kühlflüssigkeit aufgenommenen Verunreinigungen ausgeschieden werden und daß nach der Abtrennung die Kühlflüssigkeit, vorzugsweise nach Verdünnung auf die ursprüngliche Konzentration, z. B. durch Frischwasserzusatz, wieder zur Röstgaskühleinrichtung zurückgefördert wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdünnung der Kühlflüssigkeit unmittelbar nach dem Herausnehmen der bei der Kühlung ausfallenden Stoffe geschieht.