SE416041B - Anordning for uppkoncentrering och eventuellt rening av mineralsyror, foretredesvis svavelsyror - Google Patents

Description

7807067-'9 sträckande strömningskanaler, för nämnda uppvärmningsgaser från vilka värme därigenom kan överföras till syran inuti respektive rör. Vad som därvid i huvudsak kännetecknar anordningen framgår av patentkravet 1.

I vidareutvecklingar av uppfinningstanken föreslås även en uppbygg- nad för i anordningens högtemperaturdel ingående delar som möjlig- gör svavelsyrekoncentrationer om upp till 97% och däröver, d v s nämnda delar tillåter överföringstemperaturer till ifrågavarande syra som skall renas om ca 320°C. Tack vare att anordningen kan arbeta med så höga temperaturer uppnås även den fördelen att i aktuell syra närvarande organiska föroreningar kan destrueras rest- löst, i varje fall om lämpligt oxidationsmedel tillföres i anslut- ning till uppkoncentreringsförloppet. Nämnda temperaturer medför att den därvid erhållna starkt korrosiva svavelsyran framtvingar utnyttjan- det av kvartsrör, vilket medför speciella inbyggnadsproblem på grund av kvartsmaterialets mycket låga temperaturutvidgningskoefficient och dåliga hållfasthetsegenskaper.Även dessa problem löses emellertid med nämnda vidareutvecklingar av den nya anordningen.

En för närvarande föreslagen utföringsform av en anordning som upp- visar de för uppfinningen signifikativa kännetecknen skall beskrivas i nedanstående under samtidig hänvisning till bifogade ritningar där figur 1 visar ett principschema för en uppkoncentre- ringsanordning som ingår i ett ej närmare visat system för restsyrehantering, figurer 2a-2b i vertikalsnitt vridna inbördes 900 visar ett konstruktivt utförande av uppkoncentre- ringsanordningen i systemet enligt figuren 1, '7807067-9 3 figur 3 i vertikalsnitt visar bl.a. ett i koncentre- ringsanordningen enligt figurerna 2a-2b in- gående kvartsrör, figur 4a i vertikalvy visar en rörenhet för kvartsröret enligt figuren 3, figurer 4h~4d i förstorat skick visar olika delar på rören- heten enligt figuren 4a, figur 5 i horisontalsnitt visar stagplåtar för ett antal kvartsrör och rörenheter enligt figurerna 3 resp 4a, figurer 6a-6c i horisontalsnitt och vertikalsnitt visar ett avtätningsarrangemang mellan en utloppskanal och rörenheten enligt figuren 4a, figurer 7a-7b i perspektiv respektive vertikalsnitt visar två utföranden på i uppkoncentreringsanordningen utnyttjade fyllkroppar, och figur.8 i vertikalsnitt visar en modifierad utförings- form av ett kvartsrör som utgör alternativ till utnyttjande av fyllkroppar.

Den i nedanstående beskrivna anläggningen är i första hand av- sedd för uppkoncentrering av svavelsyra och bygger i viss mån på s.k. indunstningsteknik. Detta innebär att från salpetersyra befriad svavelsyra får rinna på insidan av ett kvartsrör som upp- hettas utifrån med uppvärmningsgaser, exv rökgaser, från en olje- brännare. Härvid drives svavelsyrana innehåll av vatten av. Då det gäller hög koncentration av svavelsyra krävas uppvärmnings- temperaturer på upp till 320°C, vilka temperaturer är höga nog för att närvarande organiska föroreningar skall destrueras rest- löst åtminstone då lämpligt oxidationsmedel (exv salpetersyra) tillsättes, vilket innebär att den beskrivna anordningen även gtjänar såsom reningsanordning. Den visade syrakoncentrerings- anordningen är vidare i första hand avsedd för förbrukad svavel- syra från nitreringsprocesser och liknande, dvs svavelsyra för- orenad i huvudsak med måttliga mängder organisk substans. '7807067-9 4 I figuren 1 är en uppkoncentreringsanordning principiellt visad med 1 och under nämnda anordning ett uppsamlingskärl eller be- hållare för i anordningen uppkoncentrerad syra med 2. Den syra som skall koncentreras tillföras i tilloppsledningar 3 och 4.

Uppkoncentreringsanordningen innefattar en upphettningsbar ugn som alstrar heta rökgaser medelst en oljebrännare 5, till vilken eldningsolja och luft tillföras via ledningar 6. En till ugnen ansluten sugfläkt är visad med 7, vilken fläkt i det visade fallet har en kapacitet av storleksordningen 13000 md/h. Systemet har en återkopplingsledning 8 för en del av nämnda rökgaser, vilka åter- föres till ugnens förbränningskammare för att möjliggöra bibe- hållande av konstant temperatur på nämnda heta rökgaser. Nämnda fläkt tillför även en luftväxlare rökgaser via en anslutning 9.

Nämnda luftväxlare försörjer lufttillflödet för brännaren 5. Den koncentrerade svavelsyran avledes från kärlet 2 via en avlopps- ledning-10. Kall HNO3 tillföras via en ledning 11. En balansled- ning är angiven med 11a.

I enlighet med bl.a. figurerna 2a och 2b innefattar anordningen 1 ett antal långa kvartsrör 12 (jämför även figur 3) som respektive är anordnat i en rörenhet 13 (jämför även figur 4a) på nedan närmare angivet sätt. Kvartsrören har i utföringsexemplet en längd av ca 5 meter, men kan i princip varieras mellan exempel- vis 3 och 10 meter. Vidare är innerdiametern ca 125 mm, och lämpliga variationer för denna innerdiameter är exempelvis mellan 100 och 200 mm. Kvartsrören är utformade i en kvalite (tuex. klar- kvarts) som har en förhållandevis god värmeöverföringsförmåga och hållfasthet. Respektive rör har en godstjocklek om 4-12 mm och väger exv 6-7 kg.

Nämnda rörenhet 13 är utförd i eldhärdigt stålmaterial. Såsom framgår av figuren 4 är respektive rörenhet dubbelväggig utefter väsentliga delar av sin längdsträckning. Med dubbelväggig rörenhet avses i föreliggande fall utföringsformen där rörenheten i princip utgöres av två inbördes separata rör 13a och 13b som är upplagrade var för sig. Benämningen dubbelväggig innefattar emellertid även fallet där de båda koaxiellt anordnade rören hänger samman inbördes.

Rörenheten ifråga är något kortare än tillhörande kvartsrör, och 7807067~9 5 är i föreliggande fall ca 4,2 meter, varvid rörenheten är dubbel- väggig från sina nedre delar upp till 25-70% av sin höjd. Ett mellan väggarna utbildat utrymme är visat med 130.

Betraktas återigen figurerna 2a och 2b innefattar ugnen en för- bränningskemmare 14 där den insprutade oljan blandas med luft och förbrännes. Nämnda âterförda uppvärmningsgaser styres in i ugnen så att de hamnar framför flamman. Kvartsrören och rören- heterna sträcker sig med partier förbi nämnda förbränninge- kammare och rörenheterna 13 uppbär utanpåliggande flamskydd 15.

Vid de nedre delarna sträcker sig kvartsrören avtätat genom ugnens nedre del och ned i kärlet eller behållaren 2. Ifråga- varande tätningar som är symboliserade med ol.a. 16 beskrives närmare i nedanstående. Rörenheterna 13 är väsentligen fast in- spända inuti ugnen. Vid sina övre delar sträcker sig såväl kvarts- rören som dess tillhörande rörenheter genom med 17 symboliserade och i nedanstående beskrivna ytterligare tätningar, vilka av- skiljer ugnens förbränningsutrymme 14 från en utloppskanal 18, vilken är ansluten till ovan nämnda rökgasfläkt 7 (fig. 1).

Kvartsrören 12 sträcker sig även helt igenom nämnda utloppskanal 18 och upp och igenom en fixeringsenhet 19 som i första hand håller kvartsrören fixerade i sida, men även åstadkommer en av- 'tätning mellan rökgasutloppet 18 och atmosfären. Rörenheterna är vidare 1 det visade fallet vid 29 uppstödda medelst i nedan- stående visade stagplåtar som samverkar med utsidorna på rör- enheternas ytterväggar. Nämnda stagplàtar är dock lämpliga att utelämna helt i vissa utföringsformer.

Rörenhetens 13 dubbelvägg sträcker sig upp till väsentligen jämn- höjd med bottenplanet 14a på förbränningskammaren, medförande att det i ovanstående omnämnda utrymmet 13c kommer att stå i direkt förbindelse med förbränningskammaren. Såsom framgår av figuren 2a är kvartsröret 12 anordnat i sin tillhörande rörenhet med ett spel, som är indikerat med 20 i figuren 2a, i förhållande till rörenhetens innervägg. Utrymmet mellan nämnda innervägg {13b i figuren 4b) och kvartsrörets utsida är förbundet med utrymmet mellan lagringsrörets dubbelväggar vid kvarts- och rörenheternas nedre delar via förbindelsehål upptagna i rörenhetens innervägg.

Nämnda förbindelsehål är visade med 21 i figurerna 4e och 4d.

Hålen är anordnade i åtta varv med 12 hål per varv. 7807067-9 6 Genom det visade arrangemanget med kvartsrör och tillhörande rörenhet kommer utrymmet 13% mellan rörenhetens väggar att kunna tjäna som en yttre strömningskanal för nämnda rökgaser och ut- rymmet mellan kvartsröret och rörenhetens innervägg som en inre strömningskanal för samma rökgaser, vilka yttre och inre ström- ningskanaler är förbundna via nämnda förbindelsehål 21. De yttre och inre strömningskanalerna är parallella med och omsluter kvarts- röret. Då den inre strömningskanalen utmynnar i utloppskanalen 18 kommer nämnda rökgassugfläkt 7 att åstadkomma konvektion i de i förbränningskammaren upphettade uppvärmningsgaserna som av suget tvingas ned i den yttre strömningskanalen, via förbindelsehålen 21 och in och upp i den inre strömningskanalen och vidare ut i utloppskanalen 18. Genom den därvid i de första och andra ström- ningskanalerna erhållna motströmskonvektionen kommer värmeöver- föring att kunna ske till kvartsrörets inre, dels genom nämnda konvektion, dels genom direkt värmestrålning från upphettade rördelar i lagringsröret. Fläkten och strömningskanalerna är av- passade så att en hastighet på rökgaserna av 20-50 meter/sek erhålles. Gasströmmen kyls successivt ned under sin passage genom nämnda strömningskanaler och värmeöverföringen till kvarts- röret genom konvektion avtar successivt. Emellertid tillkommer även strålningsvärmet. Ytterväggen på rörenheten avger genom strålning värme till rörenhetens innervägg och detta i sin tur avger strålningsvärme till kvartsröret. Summan av konvektions- värmen och strålningsvärmen kommer att bli i stort sett konstant utefter en stor del av kvartsrörets längd, varvid en mycket jämn uppvärmning erhålles. Även uppvärmningen av den väsentligen fast inspända rörenheten sker jämnt, vilket medför att rörenhetens väggar inte kommer att böja sig och på så sätt påverka det för mekanisk påfrestning känsliga innanförliggande kvartsröret.

Kvartsröret är centrerat i rörenheten dels vid nämnda tätningar 16, dels vid fixeringsenheten 19. Röret vilar med den väsent- ligaste delen av sin tyngd mot ett i anslutning till tätningen anordnat uthrett säte så att en viss kullagerfunktion erhålles i lagringen ifråga.

I avsikt att åstadkomma en ytterligare förbättrad värmefördelning 7807 067-'9 7 och värmeöverföring vid kvartsrören och rörenheterna är i enlig- het med figurerna 4a-4c ledskenor 22 anordnade tvärs utrymmet 13e eller den yttre strömningskanalen så att en kraftig turbulering erhålles av uppvärmningsgaserna i nämnda yttre strömningskanal.

Nämnda ledskenor 22 är i det visade utföringsexemplet anordnade på två olika nivåer 23 och 24 på rörenheten; På respektive nivå samverkar fyra ledskenor 1 turbuleringsfunktionen, varvid respek- tive ledskena är något svängd i sitt eget plan och sträcker sig ca 450 från ett tvärsnittsplan genom lagringsröret vid aktuell ledskeneände. Respektive ledskena täcker en fjärdedel av ut- rymmets omkrets och är infäst utefter sin ena långsida i ytter- väggens 13a insida. Respektive ledskena sträcker sig icke helt över hela utrymmet 13c, utan endast mellan 50-95% av detta. Led- skenorna kommer i viss mån att tjäna såsom stagningselement för väggarna i rörenheten.

Respektive rörenhet är via sin innervägg inspänd via en vid rör- enhetens nedre del utskjutande del 13d av innerväggen i en eld- härdig gjutjärnsplatta 25 som är visad i figuren 2a.

Inloppen 3 och 4 för den tillförda syran innefattar spridninge- anordningar 26 som sprutar syran mot innerväggen på berört kvarts- rör så att den rinner nedåt utefter innerväggen.

I enlighet med figuren 3 innefattar tätningarna 16 en första tät- ningsring 16a utförd i kvarts eller motsvarande. Nämnda första tätningsring vilar mot en inåtskjutande fläns 13e på rörenheten 13. Ovanpå den företa tätningsringen är anordnad en andra tät- ningsring 16b i kvartsfiber eller motsvarande som anligger mot den första tätningsringen via en sned yta 160. Kvartsröret är nedtill försett med en kraftigt avsmalnad del 12a för utbildande av en utbredd sfärsegmentformad skulderyta 16b. Vid nämnda av- smalnade del är inuti kvartsröret anordnat ett skålformigt för- stärkningselement 27 som är infäst i kvartsrörets innervägg.

Nämnda förstärkningselement innefattar ett centralt utloppshål 28 som leder ned i nämnda avsmalnade del.

Nämnda avsmalnade del 12a sträcker sig ned i uppsamlingskärlet 78070670 ö till mellan 30 och 60% av dettas höjd, lämpligen 40%, varvid kärlets höjd utgör mellan TC och 20%, företrädesvis 15%, av kvartsrörslängden.

I figuren 2a är begränsningsväggar för ugnen visade med 1a, 1o och 1c. Figuren 5 avser att visa de i vissa utföringsformer före- kommande kvartsrören och tillhörande rörenheter i respektive modulenhet uppstödande stagplâtarna 29 som för respektive modul- enhet därvid är fyra till antalet och i en fyrkant innesluter de i modulenheten ingående rören. Nämnda stagplåtar 29 samverkar med utsidan på rörenheterna, vilka dessutom anligger mot varandra så att ett rörpaket bildas. I fallet med två separata rör i den dubbelväggiga rörenheten kan ytterrören eller ytterväggarna 13a infästas medelst skruvar 29a i nämnda stagplåtar.

Figurerna Sa-6c avser att i detalj visa tätningarna 17 enligt figuren 2b. Tätningarna är inlagda mellan två urtagsförsedda skivor 30 och 31 i värmetåligt material. Själva värmetätningen innefattar en keramisk filt 32 och en under denna anbragt tätninga- skiva 33 (Trito Board). Tätningarna uppbäres av två över aktuellt utrymme 1 ugnen anordnade balkar 34. Väsentligt för tätningarna ifråga är att de stagar rörenheterna i sida samtidigt som de med- ger åtminstone viss längdiörskjutning av rörenheterna i deras längdriktningar.

Vad gäller avtätningarna vid ugnens övre och nedre delar kan dessa utgöras av skivor 19 resp 25 i lämpligen gjutjärn, i vilka upp- tagits sådana hål att respektive kvartsrör kan axiellt förskjutas i dessa hål. Ovanpå exv skivan 19 kan anbringas ett poröst syra- beständigt material, t.ex. kvartsull 19a. Ovanpå detta porösa syrabeständiga material kan dessutom vara anordnat ett ytter- ligare syrabeständigt material, vilket senare kan ge täta skikt 19b, 19c och förslagsvis utgöras av keramisk filt, kvartssand av lämplig konfördelning, board, etc. Ovanpå gjutjärnsplattan 25 - är applicerad en flänsskiva 37 som anligger mot plattan 25 via isolermaterial. Kärlet är avtätat mot undersidan av plattan 25 på'motsvarande sätt. Delarna 25, 37 och 2 sammanhálles medelst bultar.

För att ytterligare öka värmeöverföringen till den i kvartsröret tillförda syran föreslås i ett första utföringsexempel utnyttjandet 7807067-9 9 av i och för sig kända fyllkroppar som anbringas inuti respektive kvartsrör. Nämnda fyllkroppar ger större total yta och därmed bättre rektífikation. Temperaturen i toppen på rörenheterna kan därigenom hållas lägre, vilket är av betydelse för hâllbarheten av utnyttjade tätningar vid ugnens topp.

Med små fyllkroppar ökas emellertid risken för flödning av vätskan som rinner ned i respektive rör. Vätskan kan nämligen i detta fall ryckas med och dämmas upp av den uppträdande uppåtriktade gas- strömmen. Därpå kan följa en vätskevâg med stötkokning som följd.

Förutsättningen för flödning är emellertid hög gashastighet. Gas- hastigheten är nära noll i botten på respektive kvartsrör och stiger i relation till värmetillförseln till ett maximum i toppen på kvartsröret.

Med de förhållanden som råder mellan vätska och gas i toppen på rörenheten är flödeshastigheten, dvs den gashastighet där flöd- ning kan inträda, med 25 mm fyllkroppar 2,5-3,0 m/sek, med 40 mm fyllkroppar 3-4 m/sek, och med 50 mm 4-5 m/sek.

Gashastigheten beräknas i föreliggande fall till att bli ca 2,5 m/sek vid toppen av rörenheten. Vid totalförgasning av till- förd vätska kan emellertid gashastigheten stiga till det dubbla.

Totalförgasning kan dock endast inträffa i undantagsfall.

I det fall fyllkroppar skall inplaceras i hela kvartsröret av i ovanstående nämnda fall bör fyllkropparna i toppen ej ha mindre diameter än 40 mm. Upp till halva höjden av kvartsröret kan fyll» kroppar med 25 mm diameter användas.

Det är även i vissa utföringsformer möjligt att begränsa höjden på fyllkroppsskiktet så att man i toppen på fyllkroppsskiktet får en maximal gashastighet om 1,5 till 2,0 m/sek. vätskan sprutas då mot kvartsrörets väggar med hjälp av spridaranordningen 26 i toppen på kvartsröret. Vattenavdrivning sker från den vätska som rinner utefter väggarna. När vätskan träffar fyllkroppsskikten är gashastigheten avpassad till 1,5-2,0 m/sek så att vätskan del- vis sprides över fyllkroppsskiktet, dvs gashastigheten är avpassad så att god spridning, men ej flödning inträder.

I figurerna 7a och 7b visas exempel på utformningar hos tvâ olika fyllkroppsutförenden 35 respektive 36. 7897067-'9 10 Fyllkropparna utgöres av kvartsrörsbitar, exv klarkvartsrörbitar, som i det följande specifiseras i tre olika dimensioner, små dimensioner, medelstora dimensioner och stora dimensioner. Med små dimensioner på fyllkropparna menas de som har en största ut- sträckning som utgör mellan en tjugondel och en åttondel, före- trädesvis en tiondel av den inre diametern hos ifrågavarande kvartsrör. Såsom medelstora kroppar räknas de kvartsrörsbitar som har en största utsträckning som utgör mellan en åttondel och en femtedel, företrädesvis en sjättedel, av den inre diametern hos kvartsröret ifråga. Med stora fyllkroppar menas de kvarts- rörsbitar som har en största utsträckning som utgör mellan en fjärdedel och en halv; företrädesvis en tredjedel, av den inre diametern hos de långa kvartsrören. Nämnda kvartsrörsbitar har i huvudsak inbördes samma diameter och längd och kan ha den med 35 i figuren 7a visade utformningen.

Enligt utförandet i figuren 7b utgöres fyllkroppen av en halvsfärs- formig kropp, lämpligen av kvarts, i vilken hål upptages i eller i närheten av kalottoppen och vilken halvsfärsformade kropp in- placeras med den stora öppna delen åtminstone i huvudsak nedåt i kvartsröret. Vid flera dylika halvsfärsformade kroppar placeras dessa på ett inbördes avstånd mellan 10 och 50 cm, företrädesvis ca 25 cm.

Vid koncentrering av svavelsyra som innehåller vissa metallsalter kan i exemplet med fyllkroppar uppträda beläggningar på dessa som medför att fyllkropparna kan bränna fast till varandra och/eller till kvartsröret. I de fall nämnda problem föreligger kan utnytt- jas som alternativ till fyllkroppar ett i och för sig känt kvarts- rör enligt figuren 8. Nämnda kvartsrör består i princip av ett ytterrör 36 och ett innerrör 37 och rörens utrymmen står i förbin- delse med varandra via nedre förbindelsehål 38. På innerröret är på olika höjdnivåer anordnade snedställda plattor som bibringar de i kvartsröret uppåtstigande gaserna roterande rörelser. Den uppâtriktade gasströmmen kommer att rycka med sig vätskedroppar och hålla kvartsrörets innevägg (ytterrörets innevägg) jämt fuktad.

Funktionen blir beroende på rotationshastigheten som kan avpassa genom val av dimension på innerröret och stigningsvinkel, vilket är den vinkel som resp snedställda organ intar i förhållande till ett tvärsnittsplan genom kvartsröret. Vid exv 30°C stigningsvinkel 7307067-9 11 och 50 mm innerrör blir den vertikala gashastigheten i förelig- gande fall (kvartsrör 140x4; avdunstad vattenmängd 64 kg/h; 25000) vid rörets höjdnivå 1 m cirka 0,8 m/sek. Ifrågavarande kurva är rak upp till 3 m höjdnivå där gashastigheten är cirka 2,5 m/sek.

En brytning erhålles i kurvan vid sistnämnda värde och vid höjd- nivån 5 m är gashastigheten cirka 3,6 m/sek. Innerröret är även vid sina övre delar försedd med lyftöron 40 och en stödhylsa 41.

Anordningen för uppkoncentrering av exv svavelsyra är så anordnad att den enkelt medger val av kvartsrör, dvs kvartsrör för fyll- kroppar eller kvartsrör för invändig rotering av uppâtstigande gaser.

I den upphettningsbara ugnen jämte anslutande uppsamlingskärl för uppkoncentrerad syra är å ena sidan det utrymme som är avsett för det för upphettningen använda medlet (rökgaserna) och å andra sidan utrymmena över och/eller under respektive tätningar anslut- na till ej speciellt visade tryokreglerande utrustningar som åstad- kommer att trycket 1 utrymmet för den för upphettningen använda rökgasen är något högre än trycket i övrigt eller övriga utrymmen.

Ifrågavarande tryckreglering kan åstadkommas dels genom inställning av avtappningen av rökgaserna från systemet, dels genom inställning av avsugningen från uppsamlingskärlet 2. Avtappningen av rökgaser regleras med ett ej visat spyäll så att ett tryck nära atmosfäre- trycket erhålles i förbränningskammaren. Avsugningen av syraångor från uppsamlingskärlet omställes med en fläkt så att ett vakuum erhålles i uppsamlingskärlet. Ovanstående fungerar väl även i det fall tätningarna 16 ej skulle fungera helt tillfredsställande och på grund av härav rökgaserna tränger in i uppsamlingskärlet och suges av från detta. I detta senare fall hindrar tryckskillnaden att syraångor tränger in i rökgasutrymmet och åstadkommer frät- skador.

Vid start av anordningen skall uppvärmningen lämpligen ske långsamt så att temperaturschocker med åtföljande termiska sprängningar undvikas. I förbränningskammaren är arbetstemperaturen ca 90000, medan temperaturen i utloppskanalen 15 är ca 50000.

Vid koncentrering av syror som är starkt förorenade av metall- salter bör koncentreringen inte drivas så långt att metallsalter 7807067-9 12 utfälles på respektive kvartsrör. Sista delen av koncentreringen kan då ske genom värmetillförsel till uppsamlingskärlet 2 för syran. För denna slutkoncentrering erfordras dock endast en liten del av den totala värmemängden. Som exempel på detta kan nämnas att i kvartsröret sker en koncentrering av tillförd 50% svavel- syra till 90%, varefter slutkoncentreringen sker i uppsamlings- kärlet till en koncentration av 95%. Vid koncentrering av 1000 kg 50% HQSO4 (6000) till 90% erfordras en värmemängd av cirka 350 OOO kcal = 1,46 - 106 kJ. För den fortsatta koncentreringen upp till 95% erfordras 35 ooo kcal = 1,5 - 105 kJ. sistnämnda varmemänga kan exempelvis tillföras genom eluppvärmning medelst en värme- mantel 2a (figur 2a) av uppsamlingskärlets botten. För att härvid hindra utfällning av salterna 1 uppsamlingskärlet är detta an- slutet till en kylare, till vilken syran avtappas. Kärlet är i detta fall även försett med en ledning för avledning av rökgaser till ugnens topp.

Uppfinningen är inte begränsad till den i ovanstående såsom exempel visade utföringsformen utan kan underkastas modifikationer inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (16)

7807067-9 PATENTKRAV

1. Anordning för uppkoncortrernnr ocr ev. rening av mineral- syror, företrädesvis svavelsyra, ocí :nnefattande en upphettbar ugn för alstring av heta uppvärmninpsgaser (rökgaser) samt ett eller flera genom ugnen sig vertikalt strackande långa kvartsrfir (12) som är avtätade i förhallande till ugnen vid sina övre delar, varvid dels vid de ñvre delarna ifrågavarande syra av en första koncentration är tillföroar och vid de nedre delarna syra av en andra koncentration högre än den första är avtappningsbar i ett uppsamlingskärl (2) eller motsvarande, dels vid respektive kvartsrör är anordnade parallellt med och runtomkring kvarts- röret sig sträckande strömningskanaler for nämnda uppvärmninge- gaser, från vilka värme därigenom kan överföras till syran inuti respektive rör, k ä n n e t e c k n a d därav, att strömnings- kanalerna är anordnade så att en direktkontakt föreligger mellan uppvarmningsgaserna och respektive kvartsrörs utsida, att åt- minstone i en del av nämnda strömningnkanaler ar anbragta turbule- ringsorgan (22) som åstadkommer en kraftig turoulens av upp- värmningsgaserna, att en återforingsväg'är anordnad för åter- föring av uppvärmningsgaser sedan dessa passerat nämnda ström- ningskanaler och att ugnen är anordnad att åstadkomma en av- vägd blandning av sålunda återförda uppvärmningsgaser med i ugnen nybildade uppvärmningsgaser.

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att vid den nedre delen av nämnda partier av kvarts- rören (12) är anordnade dubbla utanför varandra anordnade strömï ningskanaler och att nämnda turbuleringsorgan är anbragta i den yttre strömningskanalen.

3. Anordning enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda utanför varandra anordnade strömningskanaler för respektive kvartsrör är utbildade medelst en vid sina nedre och mittre delar dubbelväggig eldhärdig rörenhet (13), i vilken kvartsröret är anordnat med spel i förhållande till den inre väggen (13b), varvid utrymmet (13c) mellan rörenhetens dubbla väggar bildar den yttre strömningskanalen och utrymmet mellan rörenhetens innervägg och kvartsrörets yttervägg bildar den inre strömningskanalen, och att de inre och yttre strömningskanalerna är förbundna vid rörenhetens nedre delar via i innerväggen be- fintliga genomgående hål (21). _ía______? Poon ouALnv vsovoev-s u,

4. Anordning enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att i utrymmet (13c) mellan rörenhetens dubola väggar är anordnade på en eller flera höjdniváer turbulensorgan i form av snedställda ledskenor (22).

5. Anordning enligt patentkravet 3 eller 4, k ä n n e t e c k - n a d därav, att rörenheten är dubbelväggig från sina nedre delar upp till jämnhöjd med ugnens förvränningskammare (14), vzd vilken-den yttre strömningskanalen sålunda utmynnar, ocn att rörenheten (13) vid sina övre delar sträcker sig in i en ut- loppskanal (18) för de uppvärmda gaserna via första avtätnings- element (17) som avtätar förbränningskammaren (14) och utloppe- kanalen (18), varvid den inre strömningskanalen utmynnar i nämnda utloppskanal.

6. Anordning enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att i anslutning till utloppskanalen (18) är anordnat ett konvektionen i uppvärmningsgaserna åstadkommande organ i form av en sugfläkt (7) som förorsakar att de i förbränningskammaren er- hållna heta uppvärmningsgaserna sugs ned i nämnda yttre ström- ningskanal (13c), via nämnda förbindelsehål (21), in och upp i nämnda inre strömningskanal (20) och vidare ut i utloppskanalen (18).

7. Anordning enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att de delar av rörenheten som sträcker sig förbi förbrän- ningskammaren (14) är försedd med utanpåliggande fiamskyaa (15).

8. Anordning enligt något av patentkraven 2-7, k ä n n e - t e c k n a d därav, att respektive rörenhet är väsentligen fast inspänd vid sin nedre ände och uppstödd av stödplâtar vid sina mittre delar, att respektive kvartsrör nedtill via en utpräglad sfärformad skulderyta (12b) övergår i en avsmalnad del (12a), samt att kvartsröret vid lagringsrörets nedre delar via den utbredda sfärformade skulderytan vilar med hela sin tyngd mot andra tät- ningselement och att kvartsrören upptill är fixerade åtminstone i sidled i en över utloppskanalen befintlig fixeringsenhet (19). 15 7807067-9

9. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d därav, att respektive kvartsrör är utfört i klar- kvarts.

10. Anordning enligt något av patentkraven 3-9, k ä n n e - t e c k n a d därav, att i respektive kvartsrör är inplacerade i och för sig kända fyllkroppar (35, 36) i kvarts som ger stor spridnings- och upphettningsyta för den tillförda syran och där- med bättre rektifikation, och att värmetillförseln genom konvek- tionen i uppvärmningsgaserna i de yttre och inre strömnings- kanalerna för respektive kvartsrör är avpassad så i förhållande till fyllkropparna att de vid uppkoncentreringsprooessen i respek- tive kvartsrör uppåtstigande gaserna uppträder med en hastighet som ger god spridning av den tillförda syran men ej förorsakar flödning och därmed uppträdande stötkokning.

11. Anordning enligt nagot av patentkraven 3-10, k ä n n e - t e c k n a d därav, att respektive kvartsrör är anordnat på i och för sig känt sätt att åstadkomma en rotering av de i röret uppåtstigande gaserna.

12. Anordning enligt patentkravet 10 eller 11, k ä n n e - t e c k n a d därav, att syran är tillförbar i respektive kvarts- rör med hjälp av en spridaranordning (26) som sprutar syran mot kvartsrörets innervägg.

13. Anordning enligt något av patentkraven 3-12, k ä n n e - \ t e c k n a d därav, att uppvärmningsgaserna med avseende på temperatur och hastighet i de yttre och inre strömningskanalerna är avpassade för att till syran förorsaka överföring av en hög temperatur (uppåt ca 32000) och att respektive kvartsrör är anord- nat för tillförsel av oxidationsmedel.

14. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d därav, att kvartsrören och tillhörande rörenheter är anordnade i samverkbara modulenheter, som respektive innefattar ett antal, exempelvis sex, kvartsrör och ett motsvarande antal tillhörande rörenheter, vilka är gemensamt avtätade och upplagrade i ugnen. Poon ouALrrv vsovoe?-9 15

15. Anordning enligt något av Törepåenêu patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d därav, att respektnve kvartsrör uppvisar en längd av mellan 3 och 10 meter, företrädesvis 5 meter, och en inre dia- meter på mellen 1OC och QOC mm, företrädesvis ca 1?5 mm.

16. Anordning enligt nagot av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d därav, att uppsamlingskärlet (2) är fírsett med uppvärmningsorgan, exv en värmemantel för att medge att vid kon- centrering av syror som är starkt förorenade av metallsalter en del av koncentreringen sker i resp kvartsrör och en del sker 1 kärlet medelst värmetillförsel i detta.