Titel: Bode, über die Concentration der Schwefelsäure nach Faure's und Keßler's Verfahren.
Autor: Bode, Friedrich
Fundstelle: 1874, Band 211, Nr. X. (S. 26–31)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj211/ar211010

X. Ueber die Concentration der Schwefelsäure nach Faure und Kessler; von Friedr. Bode in Freiberg (Sachsen).

Mit einer Abbildung auf Tab. I.

In den letzten Jahren sind mehrfach neue Vorschläge und Versuche zur Concentration der Schwefelsäure sowohl auf 60°, als auch auf 66° Baumé gemacht worden. Handelte es sich dabei nur um die Erzeugung von 60grädiger Schwefelsäure, so war das Bestreben maaßgebend, die hohe Temperatur zu vermeiden, welcher man nach dem alten bisher immer noch allgemein angewandten Verfahren der Verdampfung bei Ober- oder Unterfeuer die Bleipfannen aussetzen muß. So erwärmt man nach einem Vorschlage oder Verfahren von Stoddard, über welches früher in diesem Journal (1871, Bd. CC S. 45 und 538) berichtet wurde, die Säure nur mäßig, treibt aber alsdann, um genügende Verdunstung des Wassers zu bewirken, warme Luft durch die Säure. Auf diese Weise soll man sogar in Bleigefäßen 66grädige Schwefelsäure erzielen. Vielleicht ist aus demselben Streben, das Blei nicht zu hohen Temperaturen auszusetzen, auch das schon länger bekannte Verfahren von Curtius in Duisburg hervorgegangen, welches sich in der Praxis schon lange bewährt hat und immer mehr einbürgert, und nach welchem man gespannte Wasserdämpfe, die in Bleischlangen circuliren, zur Concentration auf 60° Baumé anwendet.

War dagegen die Darstellung von 66grädiger Schwefelsäure beabsichtigt, so trat bei den neuen Vorschlägen und Versuchen unverkennbar |27| das Bestreben hervor, in erster Linie die theuren Platinapparate zu vermeiden, sodann aber auch, diejenigen Materialien, welche an Stelle des Platins angewandt oder vorgeschlagen wurden, einer geringeren Temperatur auszusetzen, als welcher man die Platinkessel aussetzen darf. In dieser Beziehung ist aus der neuesten Zeit ein Verfahren zu nennen, welches von Hemptinne herrührt und ebenfalls in diesem Journal (1872, Bd. CCV S. 419) beschrieben wurde.

Es ist mir nicht bekannt geworden, ob und welche von diesen Vorschlägen sich Bahn gebrochen und eine allgemeinere Anwendung in der Praxis gefunden haben. In Deutschland und Oesterreich wenigstens concentrirt man meines Wissens noch allgemein die Schwefelsäure auf 60° (abgesehen vom Glover-Thurm) in Bleipfannen mit Ober- oder Unterfeuer; in Bleikästen mittelst Wasserdampf (nach Curtius); sowie auf 66° Baumé in Glasballons oder Glasretorten und in Platingefäßen, vorzugsweise von Johnson Matthey u. Comp. in London bezogen.

Neuerdings ist mir eine kurze Broschüre in die Hände gekommen, welche den Titel führt: Notice sur les Appareils à cuvette pour la Concentration à 66° de l'acide sulfurique. Par M. M. Faure et Kessler, fabricants d'acide sulfurique à Clermont-Ferrand (Puy-de-Dôme); chez les auteurs. Die Jahreszahl der Herausgabe fehlt, man ersieht aber aus dem Schlusse, daß die Schrift aus Januar 1873 herrührt. In derselben wird wiederum eine neue Methode der Schwefelsäureconcentration auf 66° Baumé beschrieben, nach welcher Methode die HHrn. Faure u. Keßler bereits arbeiten. Von allen den Vorschlägen und Versuchen, welche in letzter Zeit in Bezug auf Vereinfachung und billigere Herstellung der 66grädigen Schwefelsäure gemacht worden sind, scheint mir derjenige der HHrn. Faure u. Keßler weitaus der beste zu seyn und ich gestatte mir daher, das Verfahren und den Apparat im Anschlusse an die genannte Broschüre zu beschreiben.

Zunächst sey bemerkt, daß die ersten Zeilen sofort den Zweck des Schriftchens angeben, welcher darin besteht, das zu beschreibende Verfahren zu verbreiten. Am Schlusse erfährt man, daß die HHrn. Faure u. Keßler zur Anlieferung der neuen Apparate sich bereit erklären. Man erfährt dann aus der Einleitung ferner, daß Hr. Keßler bereits 1860 ein Patent auf ein Verfahren zur Darstellung der 66grädigen Schwefelsäure erhalten hat, nach welchem die Concentration in Bleigefäßen mit Hülfe eines luftleeren oder luftverdünnten Raumes erfolgte. Die Hauptursachen, aus welchen dieses Verfahren verworfen werden mußte, bestanden einerseits in der Uebersättigung der concentrirten |28| Schwefelsäure an Bleisulfat bei 150 bis 200° C., welches letztere bei Abkühlung der Säure ausfiel und besondere Operationen für die Reinigung derselben nöthig machte; andererseits in der zu hohen Brennstoffausgabe, insofern man nämlich gezwungen war, das Bleigefäß, in welchem die Luftleere erzeugt wurde, durch ein umgebendes Gefäß von Gußeisen hindurch zu erwärmen.

Bei dem neuen Apparate wird die Schwefelsäure in mehr oder weniger flachen offenen Schalen (cuvettes) eingedampft. Wer die höhere Ausgabe für Platin scheut, kann Porzellanschalen anwenden, mit welchen die HHrn. Faure u. Keßler ebenfalls gearbeitet haben. Man muß aber alsdann mehrere Porzellanschalen nehmen, welche terrassenartig gestellt werden, und die Feuerung so einrichten, daß nur die vom Roste entfernteren Schalen direct von den Feuergasen berührt werden. Es ist nicht angegeben, in welcher Weise man in diesem Falle die ersten Schalen vor zu starker Feuerwirkung schützt; wahrscheinlich geschieht dieß aber durch ein Sand- oder Luftbad. – Bei Anwendung von Platin genügt eine einzige Schale.

Der Betrieb kann continuirlich und intermittirend, wie bei den Platinkesseln, gehandhabt werden.

Die aus den Schalen entweichenden Dämpfe-Wasserdampf und Schwefelsäure – werden in einer Art Kühlkammer, die verschieden eingerichtet seyn kann und mit Wasser gekühlt wird, aufgefangen und – soweit es Säuredämpfe sind – niedergeschlagen. Auch kann man die Dämpfe, etwas abgekühlt, direct in eine Schwefelsäurekammer entsenden, wo sie einen Theil des nöthigen Wasserdampfes ersetzen werden. Säure- und Wasserdampf in der Kühlkammer niedergeschlagen, werden abgeführt und erscheinen am Apparat der HHrn. Faure u. Keßler als schwache Destillatsäure von 26° Baumé.

Nach diesen Andeutungen wird man die beigegebene Zeichnung Figur 10 leicht verstehen. a ist die direct vom Feuer berührte Platinschale, so daß, im Vergleich mit einem Platinkessel, eigentlich nur noch der Kesselboden übrig ist; während der Kesselbauch, der Hals, der Helm und der Arm durch die Kühlkammer ersetzt sind. Das Dach derselben ist oberhalb mit der Bleirinne g versehen und wird mit Wasser aus dem Hahn c gekühlt. Es bezeichnet ferner b ein Luftthermometer, welches in den Inhalt der Schale taucht und den Arbeiter über die Regulirung des Säurezuflusses und der Feuerung unterrichtet. Zur Controlle des Luftthermometers dient ein gewöhnliches Aräometer, in welches continuirlich Tropfen aus der Kammer fallen. Der Auslauf der Destillatsäure |29| findet bei e statt und werden die Grade der letzteren ebenfalls durch ein Aräometer angezeigt. Der Einlauf der zu verstärkenden Säure (von 58° Baumé) findet durch ein Bleirohr von der Concentration aus statt. Der Ablauf der starken Säure erfolgt durch ein Platinrohr (richtiger wohl durch einen Platinheber), welches mit Wasserkühlung versehen ist. Die weitere Abkühlung erfolgt in einer Anzahl von Krügen und kann die Säure schließlich direct in die Ballons bei d abgezogen werden.

Die Vortheile dieses Apparates, wenn er sich, was zu wünschen ist, bewährt, liegen auf der Hand und bestehen in Folgendem:

1) Das gesammte Platingewicht ist so bedeutend vermindert, daß die HHrn. Faure u. Keßler einen Apparat zu einer täglichen Leistung von 50 Ctr. 66grädiger Schwefelsäure für 15000 Frcs. einschließlich einer Honorarforderung zu liefern versprechen, während auf der anderen Seite bei den gegenwärtigen Platinpreisen ein Platinkessel von dieser Leistung allerdings gegen 45000 Frcs. kosten würde. Dieß wäre somit eine Ersparniß an Anlagecapital von 300 Proc. Dieselbe wird begreiflich sowohl durch die bedeutende Verminderung der gesammten Oberfläche des Platins, als auch dadurch, daß die Säureschicht niemals hoch anwachsen, die Verdampfung somit stets eine ziemlich lebhafte seyn kann, ohne daß man ein Ueberkochen der Säure zu befürchten hat. Ferner bedarf auch die Schale wegen Verminderung des Eigengewichtes und der Belastung keiner Unterstützung, sondern hängt total im Feuer.

2) Außerdem erfolgt wegen der geringen Höhe der Säureschicht die Verdampfung vollkommen ruhig und ohne Stöße, selbst wenn man über 66° Baumé hinaus verstärken sollte. Es hält sich somit wahrscheinlich die Schale im Ganzen besser und länger, als ein Kessel.

3) Da die Schale einen viel geringeren Werth hat, als ein Kessel, so kann man auch durch Beschädigung der ersteren nicht soviel Nachtheil haben, wie durch Beschädigung des letzteren. Die HHrn. Faure u. Keßler geben hier 90 Proc. Ersparniß an.

4) Ersparniß an Brennmaterial. Dieselbe beträgt bei dem Apparate der HHrn. Faure u. Keßler 30 Proc.; doch wird angegeben, daß sich dieselbe bei besser disponirten Anlagen noch höher beziffern werde. Ja, es wird in Aussicht gestellt, die Brennstoffausgabe für die Concentration auf 66° Baumé insofern ganz in Wegfall zu bringen, als man die hierbei resultirenden sauren und Wasserdämpfe in Schwefelsäurekammern leiten und somit das unter der Platinschale verwendete Brennmaterial der Fabrication der Kammersäure so anrechnen will, als wäre es unter einem Dampfkessel verbrannt. Wenn ich aber hierin die HHrn. Faure u. Keßler recht verstehe, so kann ich ein Bedenken nicht unterdrücken. |30| Erzeugt man sich z.B. in 24 Stunden 100 Ctr. Schwefelsäure von 66° aus Kammersäure, von 50° Baumé, so werden hierzu rund 156 Ctr. Säure von 50° Baumé nöthig seyn und man disponirt somit über 56 Ctr. Wasserdampf, welche wegzuschaffen sind. Ist nun die tägliche Leistung der Bleikammern ebenfalls gerade 156 Ctr. 50grädiger Säure, so entspricht dieß 78 Ctr. Schwefelsäureanhydrid und es ist somit der Bedarf an Wasserdampf für die Bleikammern in diesem Falle täglich ebenfalls 78 Ctr. Nach Obigem waren aber nur 56 Ctr. Wasserdampf im Ganzen disponibel, wobei sogar noch angenommen worden ist, daß man die bei der Verstärkung auf 60° Baumé resultirenden Wasserdämpfe nicht entweichen läßt, sondern ebenfalls mit aufsammelt und den Schwefelsäurekammern zuführt. – Ein anderes, minder schwer wiegendes Bedenken bestände darin, daß ich es nicht für vortheilhaft halten möchte einem Bleikammersystem den ganzen Bedarf an Wasserdampf auf einmal am Anfange des Systemes zu übergeben, während ich andererseits nicht glaube, daß die bei der Eindampfung frei gewordenen Dämpfe hinreichende Wärme oder Spannung haben, als daß sie sich auf weitere Entfernungen hin ohne sehr wesentliche Condensation führen ließen.

5) Eine Verminderung der Handarbeit um 30 bis 60 Proc., je nach der Größe des Apparates. Es genügt für einen Apparat von täglich 4000–5000 Kilogrm. Leistung 1 Mann für 12 Stunden, während für einen Platinkessel von gleicher Leistung 3 Mann für dieselbe Zeit angesetzt sind, was allerdings etwas reichlich gerechnet ist.

6) Die vollständige Beseitigung von Krügen oder Kruken zum Umfüllen der concentrirten Säure in die Ballons, mithin die Unmöglichkeit, Krüge zu zerbrechen und Säure zu verschütten. Hierzu ist zu bemerken, daß man auch bei Platinkesseln sich so einrichten kann, daß die gekühlte Säure sofort in die Ballons fließt. Nimmt man einen gewöhnlichen gegabelten Heber, wie sie in der Regel zu den Platinkesseln geliefert werden, so gelingt allerdings nach meinen Erfahrungen die Kühlung der heißen Säure soweit, daß sie sofort in Glasballons abgezogen werden kann, nur bei Anwendung von sehr viel Kühlwasser. Wenn man aber die mangelhaft gekühlte Säure noch einige Thongefäße passiren läßt, so erfolgt die Kühlung vollkommen. Und dasselbe ist der Fall bei den sogen. Schlangenhebern, welche Johnson, Matthey u. Comp. in London unter dem Namen coil syphon von Platin anfertigen.

7) Beseitigung jeder Gefahr, die durch Zerbrechen eines gefüllten Kruges in den Händen des Arbeiters entstehen kann. – Diese Beseitigung kann bei den alten Apparaten ebenfalls erfolgen, wie die eben gemachten Bemerkungen zeigen.

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8) Größere Regelmäßigkeit der Arbeit und der Producte, da keine nennenswerthe physische Anstrengung den Arbeiter von der Ueberwachung des Apparates abhält. – Dieß ist indessen bei den Platinkesseln ebenfalls nicht die Regel.

9) Geringere Abnutzung des Platinmetalles, da die Berührungsfläche zwischen Platin und Säure eine geringere ist. Die HHrn. Faure u. Keßler schätzen die Abnutzung auf 1/20 von derjenigen bei Platinkesseln.

10) Endlich leichte Ausführbarkeit von Reparaturen.

Eine vergleichende Zusammenstellung der Herstellungskosten von monatlich 75000 Kilogrm. 66grädiger Schwefelsäure in einem Platinkessel (I.) und in einer Schale nach Faure u. Keßler (II.) concentrirt, zeigt Folgendes:

I. II.
Anlagecapital 45000 Fr. 15000 Fr.
1) Brennstoff. – 20 resp. 12 Proc. Steinkohlen à 20 Fr.
für 1000 Kilogrm.
300 Fr. 180 Fr.
2) Handarbeit. – ad I. 2 Heizer à 3 Fr.; 2 Gehülfen
à 2,50 Fr., also 11 Fr. täglich. – ad II. 2 Heizer
à 3 Fr. Mithin monatliche Lohnausgabe
330 Fr. 180 Fr.
3) Zinsen. – 6 Proc. pro anno. 225 Fr. 75 Fr.
4) Abnutzung. – ad I. 2 Fr. für 1000 Kilogrm.
66grädiger Säure. – ad II. 800 Fr. jährlich
150 67 Fr.
––––––––––––––––––
in Summa 1005 Fr. 502 Fr.
d. i. per 100 Kilogrm. concentrirte Schwefelsäure 1,34 Fr. 0,67 Fr.

Zu bemerken wäre hierzu noch, daß nach 15 Jahren der abgenutzte Platinkessel noch einen Werth von 18000 Frcs., die Schale dagegen einen solchen von 3000 Frcs. repräsentirte.

Wenn ich auch nicht glaube, daß sich alle die Hoffnungen welche die HHrn. Faure u. Keßler an ihren neuen Apparat knüpfen, realisiren lassen werden, so dürften aber gleichwohl noch so gewichtige Vortheile übrig bleiben, daß man diesen Schalenapparaten zur Concentration auf 66° Baumé nur die beste Aufnahme wünschen kann.

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