Titel: Bode, über die Zersetzung nitroser Schwefelsäure mittelst des Gloverthurmes und über die damit verbundene Concentration der Schwefelsäure auf 60° B.
Autor: Bode, Friedrich
Fundstelle: 1871, Band 202, Nr. CVI. (S. 448–453)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj202/ar202106

CVI. Ueber die Zersetzung nitroser Schwefelsäure mittelst des Glover-Thurmes und über die damit verbundene Concentration von Schwefelsäure auf 60° Baumé; von Friedr. Bode in Freiberg (Sachsen).

In diesem Journal Bd. CCI S. 341 (zweites Augustheft 1871) ist von Herrn Dr. Lunge der Glover'sche Apparat zur Zersetzung der in dem Gay-Lussac'schen Apparat gewonnenen nitrosen Schwefelsäure beschrieben worden und man muß dem Hrn. Verfasser für die Mittheilung um so mehr dankbar seyn, als er vollständig darin Recht hat, daß das Glover'sche Verfahren der Zersetzung nitroser Schwefelsäure mittelst schwefliger Säure, wenigstens was Deutschland anbetrifft, so gut wie unbekannt war.

Die im Gay-Lussac'schen Apparat gewonnene nitrose Schwefelsäure wurde bei uns bisher zersetzt entweder mittelst Dampf in sogenannten Kochtrommeln außerhalb der Bleikammer, oder mit (kaltem oder erwärmtem) Wasser in der Kammer auf terrassenartig aufgestellten Schalen von feuerfestem Thon, den sogenannten Cascaden.

Bei Anwendung der Kochtrommel läßt sich ohne Schwierigkeit mit Dampf eine vollständige Zersetzung bei einer Verdünnung der abfließenden Säure bis auf 49 und 50° Baumé erzielen. Bei Anwendung von Cascaden und Wasser läßt sich dieß nur erreichen, wenn man |449| die Cascade sehr lang oder hoch, also mit vielen Schüsseln nimmt. Thut man dieß nicht, so gibt das von der letzten Schale Abfließende noch mehr oder weniger starke Reactionen auf Stickstoffverbindungen, die aber großentheils von den in der Flüssigkeit in großer Anzahl suspendirten Bläschen herrühren, wie man daraus ersieht, daß bei ein und derselben Säureprobe die Reaction deutlich und weniger deutlich auftritt, je nachdem man den Bläschen durch Stehenlassen der Probe zum Entweichen Zeit ließ oder nicht.

Einen Unterschied in Bezug auf den Salpetersäureverbrauch habe ich zwischen Kochtrommeln und Cascaden trotz der mitgetheilten Thatsache indessen nicht bemerken können, vorausgesetzt daß man Sorge trägt, die von der letzten Schale in die Bodensäure der Kammer fließende zersetzte Säure etwas schwächer zu halten, als jene, wodurch einerseits die Bläschen bildenden Salpetergase schnell wieder zur Wirkung kommen, andererseits die etwa in flüssigem Zustande vorhandenen Stickstoffverbindungen mit schwefliger Säure in Berührung bleiben und von dieser in Anspruch genommen werden.

Sowohl den Kochtrommeln, als auch den Cascaden läßt sich der Vorwurf machen (was bis jetzt jedoch kein Vorwurf war, weil man etwas Besseres nicht kannte), daß sie die zersetzte Säure nur verdünnt wieder ausgeben. Da nun mit Glover's Thurm die zersetzte Säure nicht allein in der ursprünglichen Concentration von 60° Baumé wieder gewonnen, sondern auch durch die Einwirkung von schwefliger Säure auf nitrose Schwefelsäure ein Plus von 60grädiger Säure erhalten werden kann, so muß man Glover's Verfahren mit Recht als einen Fortschritt begrüßen. Dennoch kann ich die Annahme des Glover'schen Apparates und Verfahrens nicht durchweg und nur unter gewissen Verhältnissen befürworten. Ich setze hierbei gänzlich ab davon, daß der Glover'sche Thurm, direct hinter den Kiesöfen und vor den Bleikammern aufgestellt, auch wenn man nicht an Querschnitt geizt, ohne Zweifel ein Hemmniß für den Zug bilden wird.

Wenn man Kammersäure von 50° auf 60° Baumé zu verstärken hat, so ist dazu bei Anwendung von Pfannen mit Unterfeuerung ein Aufwand von 16 Gewichtstheilen mittelguter Steinkohlen auf 100 Gewichtstheile 60 grädiger Schwefelsäure erforderlich. Setzt man den absoluten Heizeffect der Steinkohlen zu 7000 Wärmeeinheiten, so entspricht obiger Kohlenaufwand einer Wärmemenge von

16 . 7000 = 112000 W. E.

Nach Dulong entwickelt Eisen mit 1 Gewichtstheil Sauerstoff zu |450| Eisenoxyd verbrennend 4327 W. E. und es gibt folglich die Verbrennung von 1 Gewichtstheil Eisen:

(4327 . 24)/56 = 1855 W. E.

Ferner resultiren durch Verbrennung von 1 Gewichtstheil Schwefel 2600 W. E.

Es geben daher:

2 . 16 = 32 Gew. Th. Schwefel 83200 W. E.
28 „ Eisen 51940 „
–––––––––––– –––––––––––
60 Gew. Th. Eisenbisulfuret 135140 W. E.

oder es entwickeln 100 Gewichtstheile Schwefelkies 225233 W. E.

Die in 100 Gewichtstheilen Schwefelkies enthaltenen 53,33 Gewichtstheile Schwefel würden 199 Gew. Th. Schwefelsäure von 60° B. liefern und man hätte daher zur Herstellung von 100 Gew. Th. 60grädiger Schwefelsäure, wenn man die bei der Schwefelkiesverbrennung entwickelte Wärme zur Concentration benutzt,

225233/199 = 113200 W. E. disponibel.

Das ist aber die gleiche Menge, welche oben aus dem Aufwand an Steinkohlen als zur Herstellung von 100 Gew. Th. 60grädiger Schwefelsäure aus Kammersäure nöthig gefunden wurde. Die Rechnung, zu der sich im Einzelnen, wie nicht in Abrede gestellt werden soll, manche Bemerkung machen lassen dürfte, bestätigt im Allgemeinen ohne Zweifel die in der Praxis gemachte Erfahrung, daß die aus einer gewissen Menge Schwefelkies producirte Menge Kammersäure (50° B.) von der bei der Verbrennung des Schwefelkieses erzeugten Wärmemenge auf 60° B. verstärkt werden kann.

Man kann nicht sagen, daß diese Thatsache bisher in der Praxis der Schwefelsäurefabrication entfernt in dem Umfange benutzt worden ist, als sie es verdient. Insbesondere ist mit gesagt worden, daß die englischen Fabriken, welche ich allerdings nicht aus eigener Anschauung kenne, sich fast gar nicht die bei der Schwefelkiesröstung entwickelte Wärme zur Concentration der Kammersäure zu Nutze machen. In Deutschland habe ich die Nutzbarmachung der von den Kiesöfen abgehenden Wärme zwar mehrfach angetroffen, indessen sind die Einrichtungen meistentheils nicht hinreichend, um die aus dem verbrannten Schwefelkiesquantum producirte Säuremenge auf den Röstöfen selbst auf 60°B. zu verstärken, und wohl nur die von Gerstenhöfer angelegten Stuffkiesöfen machen hiervon eine Ausnahme.

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Da indessen bei diesen Oefen noch immer nicht die äußerste Ausnutzung der Wärme stattfindet, so wird man, was auch bereits in einzelnen Fällen erzielt ist, auf den Röstöfen mehr als die tägliche Säureproduction auf 60° B. verstärken können. Ich meine, der Beweis, daß man auf den Röstöfen nicht allein die tägliche Production eindampfen, sondern daneben auch noch den täglichen Bedarf an 60grädiger Schwefelsäure, welche der Gay-Lussac'sche Apparat beansprucht, erhalten kann, wird in der Praxis nicht schwer halten.

Nur beiläufig sey für Diejenigen erwähnt, welche mit hier etwa den Einwand machen wollen, wie man in beiden Fällen nur das gleiche Wärmequantum zur Verfügung habe, also auch nur gleiche Leistungen damit erzielen könne, daß dem nicht ganz so ist. Denn wenn man mit 16 Gewichtstheilen Kohlen 112000 Cal. entwickelt und wenn man ferner die Verbrennungsgase mit 275–300°C. in den Kamin gehen läßt, wie dieß für den Zug am vortheilhaftesten ist, so berechnet sich das Wärmequantum welches zur Heizung des Schornsteines nöthig ist, auf circa 22 Proc. von der überhaupt erzeugten Wärmemenge, und es wären somit in dem obigen Falle für die wirkliche Verstärkung der Säure nicht 112000 W. E., sondern nur 87360 disponible Wärmeeinheiten erzeugt. Im Gegensatze zu Feuerungsgasen nun, welche wie gesagt mit 275 bis 300°C. in den Schornstein zu entlassen sind, können Röstgase von Kiesöfen bis auf die Temperatur der umgebenden Luft abgekühlt werden und dieß einerseits durchaus ohne Nachtheil für den Kammerproceß (obgleich Manche glauben, der Kammergang leide durch zu starke Abkühlung der Eintrittsgase), andererseits sehr zum Vortheil des Zuges, welcher durch die mit der Abkühlung des Gasvolumens verbundene Contraction ungemein befördert wird. So kommt es, beiläufig erwähnt, daß die nach Gerstenhöfer's System erbauten Stuffkiesöfen nicht im Mindesten schweflige Säure ausstoßen und die Nachbarschaft keine Klagen über Belästigung durch dieselbe führen kann.

Da also die Concentration der Kammersäure auf den Stuffkiesöfen leistet, was man nur wünschen kann, überdieß aber für den Zug der Oefen nur von Vortheil ist, so ist nachzusehen, ob Glover's Verfahren der Zersetzung der nitrosen Schwefelsäure, verbunden mit der Concentration der Kammersäure, in anderer Hinsicht noch Vortheile bietet, welche ihm den Vorzug geben.

Von den Vortheilen, welche Hr. Dr. Lunge an Glover's Verfahren rühmt, müssen, nach dem bisher Gesagten, einige gestrichen werden. Nämlich zuerst der Vortheil der Ersparniß an Wasserdampf für die Kochtrommel. Man wolle sich erinnern, daß man keine Kochtrommel |452| anzuwenden braucht, da die (obendrein leichter und billiger herzustellenden) Cascaden genügen, auf welchen mit Wasser zersetzt wird. Ferner fällt natürlich der Posten für Kohlenaufwand weg, sobald man mit der Wärme der Kiesöfen concentrirt.

Was den Verlust durch entweichende Schwefelsäuredämpfe anbetrifft, welcher bei Verdampfung in offenen Pfannen offenbar stattfindet, so findet man über die Größe desselben keine Angaben. Ich meinerseits habe in der Praxis, auch wo mit abgemessenen Mengen Kammersäure gearbeitet wurde, noch nicht finden können, daß zwischen der erhaltenen 60 grädigen Schwefelsäure und der angewandten Menge Kammersäure, sich irgendwie nennenswerthe Differenzen ergeben hätten, ich bin weit entfernt, einen solchen Verlust überhaupt in Abrede zu stellen, da man durch das eigenthümliche Gefühl auf die Haut, welches man in fast jedem Local empfindet, wo concentrirt wird, an ihn glauben muß, sehr geneigt, diesen Verlust auf ein großes Minimum zu veranschlagen. Man bedenke nur, einen wie großen Saal man durch einen Fingerhut voll Schwefelsäure mit dicken Dämpfen anfüllen kann!

Die Reparaturkosten, welche die Pfannen auf den Kiesöfen verursachen, sind sehr mäßig. Setzt man die Dauer einer Bleipfanne (deren Blech mit 18 Pfd. pro rhein. Quadratfuß) auf 12 Monate, so bleibt man unter dem Durchschnitt. Glover's Apparat will ebenfalls im Stande erhalten seyn. Wie hoch man seine Instandhaltung anzusetzen hat, kann, wie auch Dr. Lunge angibt, vorläufig noch nicht bestimmt gesagt werden, da die Abnutzung sich darnach richtet, wie heiß die Röstgase in den Thurm treten, oder wie weit derselbe von den Kiesöfen entfernt ist, und in dieser Beziehung noch mehrjährige Erfahrungen abzuwarten sind. Auch hebt Hr. Dr. Lunge mehrfach selbst hervor, daß man sehr sorgfältig ausgewähltes Material bei der Ausführung anwenden muß. Ohne Zweifel dürfte bei uns in Deutschland manches Lehrgeld zu bezahlen seyn, bis man geeignete Materialien kennen gelernt hat.

Endlich wird auch noch angeführt, daß man die Stellung des Glover-Thurmes, d.h. seinen Abstand von den Kiesöfen, nur durch Tasten zu ermitteln hat. Bringt man ihn zu nahe an die letzteren, so wird er einer schnelleren Abnutzung unterliegen; stellt man ihn zu weit ab, so wird er, wenn auch gewiß noch vollkommen denitrificiren, aber nicht mehr genügend concentriren, in welchem Falle dann doch die Anlage einer Pfannenconcentration erforderlich ist.

Nach Alledem ist, so lange man in der Lage ist, die Kammersäure in hinreichender Menge schon mit der Wärme der Röstöfen zu concentriren, die Annahme von Glover's |453| Verfahren nicht zu empfehlen. In dieser Lage wird man aber im Allgemeinen seyn, wenn man Stuffwerk in den Röstöfen verbrennt.

Anders liegt die Sache, wenn man Schliege und Schliegöfen anwendet. Hier bedingt der von den Röstgasen mitgerissene Flugstaub die Anlage von Flugstaubkammern, auf denen sich in der Regel eine Pfannenconcentration nur unbequem einrichten lassen würde. Hier wäre also als Ersatz die Concentration in Glover's Thurm am Platze. Leider aber tritt hier ein ungünstiges Moment auf, welches verhindert daß die Leistungen des Glover-Thurmes so vollständig sich geltend machen können, als nach Analogie der Leistungen zu wünschen wäre, die man bei Stuffkiesöfen damit erzielen kann, vorausgesetzt daß der Thurm nicht zu weit von den Oefen entfernt steht. In den Flugstaubkammern nämlich läßt sich eine starke Abkühlung der Gase nicht vermeiden, und diese Abkühlung drückt, wie wir gesehen haben, die Leistungen des Apparates hinab. Wollte man aber die Flugstaubkammern des Glover-Thurmes wegen kleiner anlegen, so liefe man Gefahr, erhebliche Mengen von Flugstaub in demselben sich absetzen zu lassen, die für seinen Betrieb zweifelsohne nicht von Nutzen seyn dürften.

Immerhin aber bin ich überzeugt, daß man doch den Glover'schen Apparat hinter Schliegöfen noch mit Nutzen wird anwenden können, wofern man nur die einmal als Betriebsmaterial im Processe umlaufende 60grädige Schwefelsäure für den Gay-Lussac'schen Apparat unverdünnt auf der nöthigen Stärke erhalten und so wenigstens die Kosten für ihre Wiederverstärkung sparen kann. Es scheint mit nicht zweifelhaft, daß dieses Resultat auch noch mit schon ziemlich stark abgekühlten Gasen zu erreichen ist.

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