Titel: Bode, über de Hemptinne's Schwefelsäurefabrikation.
Autor: Rode, Friedr.
Fundstelle: 1875, Band 217 (S. 300–314)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj217/ar217085

A. de Hemptinne's neue Methode der Schwefelsäurefabrikation; von Friedr. Rode in Haspe.

Mit Abbildungen auf Taf. VI [c.d/4].

Unter dem Titel Nouveau Procédé de Fabrication de l'Acide sulfurique par A. de Hemptinne (Bruxelles 1875, S. Mayolez) ist als Separatabdruck aus dem Bulletin du Mussée de l'industrie de |301| Belgique, kürzlich eine Broschüre erschienen, deren Inhalt ich unter Beifügung einiger Anmerkungen wiedergebe.

Die neue Methode der Schwefelsäurefabrikation, um welche es sich also handelt und die bereits in mehreren Ländern patentirt ist, behält das alte Princip bei, nämlich Umwandlung der schwefligen Säure in Schwefelsäure durch Salpetersäure oder Abkömmlinge derselben bei Gegenwart von Wasserdampf. Aber sie geht darauf hinaus, die Menge des Bleikammerraumes zu vermindern, welche man nach der bisher üblichen Fabrikationsmethode für eine bestimmte, in einer gewissen Zeit zu producirende Säuremenge erforderlich hatte.

Bestrebungen in dieser Richtung sind keineswegs neu. Verstraet hat schon zu Anfang der sechziger Jahre ein Verfahren vorgeschlagen und in Paris ausgeübt (1866 179 63. 1875 216 427), bei welchem Bleikammern gänzlich in Wegfall gekommen sind, an deren Stelle mit Coakes, Thonscherben oder Quarzbrocken gefüllte Colonnen aus Steinzeug traten. In England hat Ward ein Patent genommen, nach welchem die Bleikammern, um ihre Leistung zu erhöhen, mit Stößen von Glastafeln oder Glasröhren ausgesetzt werden sollten. Man vergleiche hierüber Smith: The Chemistry of Sulphuric Acid Manufacture oder meine Uebersetzung dieser Schrift Capitel 7, welche eigentlich dasselbe Ziel: vermehrte Production an Schwefelsäure auf ein gegebenes Volum Kammerraum, anstrebt. Endlich sind auch, wie ich gelegentlich hörte, auf einer norddeutschen Fabrik – in der Hoffnung die Productionsfähigkeit dadurch zu erhöhen – die Bleikammern zum Theil mit Coaks ausgefüllt worden. Ich will sogleich hinzusetzen, daß diese Fabrik zur Zeit wieder mit leeren Bleikammern, d.h. ohne Coaksfüllung in denselben, arbeitet.

Ich werde, nach Beschreibung des neuen Verfahrens, auf die vorstehend erwähnten Methoden, Vorschläge oder Versuche zurückkommen.

Die schweflige Säure wird in den Oefen A (Fig. 31 und 32) durch Verbrennung von Schwefelkies erzeugt. Diese Oefen sind im Grundriß kreisförmig an einander gestellt und zwar, um Mauerwerk zu sparen, die Wärme zusammenzuhalten und gleichen Zug für die einzelnen Abtheilungen zu erzielen. Die freien Räume B, oben mit Gußplatten abgedeckt, dienen als Staubkammern. In einem hohen gemauerten Schlot D steigen die schwefligsauren Gase aufwärts und treten aus demselben durch einen geräumigen horizontalen Canal C mit eiserner Verriegelung und Verstrebung in die erste Bleikammer F. Die Decke des Canals ist mit gewelltem Bleiblech belegt und kann mit Wasser gekühlt werden.

|302|

Die Hitze der Kiesbrenner wird möglichst ausgenützt, wie es nach Gay-Lussac geschah (?) und nach Glover geschieht. Ich bemerke hierzu, daß es bei dem überwundenen Gay-Lussac'schen Denitrificateur, den man allerdings in gewisser Beziehung einen Vorläufer des Gloverthurmes nennen kann, keineswegs auf Verwerthung von Wärme, sondern lediglich auf das Verhalten der schwefligen Säure gegen nitrose Schwefelsäure abgesehen war. Ich habe zwar derartige Denitrificateurs nicht mehr gesehen; wenn ich jedoch nach den Beschreibungen, welche R. Wagner (chemische Technologie, 7. Aufl. S. 209 und 211) und Fr. Knapp (Lehrbuch, 3. Aufl. Bd. 1 S. 326 und 334) von dem Apparate geben, urtheilen darf, so ist es durchaus unzulässig anzunehmen, daß mit dem Gay-Lussac'schen Denitrificateur, welchen übrigens die beiden Genannten in Varianten abbilden, auch eine Benützung von Wärme, die in diesem Falle nur in Verstärkung von Schwefelsäure hätte bestehen können, beabsichtigt gewesen sei. Denn nach Knapp strömt geradezu extra Wasserdampf in den Apparat, was widersinnig wäre, wenn darin Säure verstärkt werden sollte, während bei Wagner zwar keine besondere Dampfeinströmung angegeben und erwähnt ist, wofür aber besonders beschrieben und bildlich dargestellt wird, wie die heißen schwefligsauren Gase hinter dem Schwefelofen zur Abkühlung noch einen mit Wasser gefüllten Canal durchziehen, bevor sie in den Denitrificateur gehen. Die Gase dürften sich durch diese Procedur so stark mit Wasserdampf beladen, daß der Effect fast derselbe ist, als wenn man direct einen Dampfstrahl in den Apparat gibt. Ich glaube, daß die Mitanwendung des Wasserdampfes in diesen Denitrificateurs die schwache Seite derselben war, und behaupte, daß die gleichzeitige Anwendung von Wasserdampf und schwefliger Säure zur Zersetzung nitroser Schwefelsäure eine überflüssige und für den Apparat schädliche Häufung der Mittel war, welche Glover umgangen hat, indem er den Wasserdampf aus dem Spiele ließ und sich auf schweflige Säure, diese aber möglichst heiß, beschränkte.

Anstatt nun aber die schwefligsauren Gase mit der zu concentrirenden Säure in Berührung zu bringen, was nach dem Verfasser den Zug stark beeinträchtigt, Stillstände verursacht, die Säure verunreinigt und Verluste an Salpetergasen herbeiführt, wird die Säure in einem besonderen Gefäß verstärkt. Man ist in dieser Beziehung in Deutschland schon längst mit von unten erwärmten Bleipfannen zur Benützung der Abhitze der Kiesöfen vorangegangen, und neu an dem Gefäße des Verfassers ist nur die raffinirte Art und Weise, wie eine möglichst energische Verdunstung des mit der Säure verbundenen Wassers angestrebt wird.

|303|

Der gemauerte Schlot D ist nämlich oben mit einer überbleiten eisernen Platte bedeckt, welche eine Schale oder Pfanne E von Blei trägt. Vom Boden derselben ragen abwärts, frei im Schlote hängend, hundert (gezogene) Bleirohre von 1m Länge und 10cm Durchmesser, die unten geschlossen, oben offen und mit dem Pfannenboden verlöthet sind. In jedem Rohre hängt (nach Art der Dampfrohre in den Field'schen Röhrenkesseln) ein zweites schwächeres Bleirohr, dessen unten offenes Ende die weniger warme Säure bei 10cm Abstand vom Boden des weiteren Rohres ausgibt. Durch die energische Bewegung der Flüssigkeit in den Rohren soll auch hier der Absatz von Unreinigkeiten in den Röhren verhindert werden.

Der ganze Röhrenapparat hat eine Heizfläche von ungefähr 120qm.

Um die Circulation der Säure zu befördern, sind die engen Rohre an einem besonderen Bleiblech mit umgebogenen Rändern angelöthet, und es ruht dieses Blech auf säurefesten Stemm, mit denen der Boden der Schale E belegt ist. Die Abbildung ist hier etwas undeutlich, und ich gebe daher in Fig. 33 eine deutlichere Skizze von dieser Einrichtung.

Der Verfasser meint, daß ein Riß oder eine etwaige Undichtigkeit in den Löthungen, welche die weiten Heizrohre mit dem Bleiblech verbinden, nicht von Belang ist, weil es leicht sei, ein so schadhaftes Rohr zu opfern und die Oeffnung während des Ganges mit einem Stöpsel zu schließen.

Dieser Stöpsel aber könnte nur von Blei oder Thonmasse sein – Holz und Gummi werden in der heißen und starken Säure schnell verkohlt und aufgelöst. Wie mangelhaft aber dergleichen Stöpsel schließen, sieht man an jedem Blei- oder Thonhahn, die fast immer, auch im neuen Zustande rinnen. Auch glaube ich, daß es schwierig ist, dergleichen undichte Stellen, wenn sie nicht sehr schlimm sind, leicht und sofort zu erkennen, und endlich wird die Erkennung und der Verschluß eines so leck gewordenen Rohres unter allen Umständen sehr erschwert sein, wenn die Schale E geschlossen ist, wie dies der Verfasser für einen bestimmten Fall in Vorschlag bringt.

Was die Unzuträglichkeiten betrifft, welche der Verfasser für den Fall anführt, daß man die schweflige Säure mit der zu concentrirenden Säure in directe Berührung bringt, und womit offenbar auf den Gloverthurm gezielt ist, so habe ich früher selbst geglaubt, daß man durch Einschaltung dieses Thurmes beträchtliche Einbuße an Zug erleiden würde. Ich habe aber dann gefunden, daß dies nur in sehr geringem Grade der Fall ist, wie es denn auch Fabriken gibt, welche mit Gloverthurm |304| versehene Bleikammern ohne Schornstein, lediglich mit ins Freie mündender Pfeife, die auf dem Gay-Lussac-Apparate befindlich, betreiben.

Daß ein Bleikammersystem, welches durch Einschaltung eines Gloverthurmes ein Glied mehr in der Kette der Apparate erhalten hat, Stillständen leichter ausgesetzt ist, als ein solches ohne diesen Thurm, leuchtet ein. Auch haben einige deutsche Fabriken in dieser Beziehung recht unangenehme Erfahrungen gemacht, obgleich sie in der Absicht, sicher zu gehen, die zum Aussetzen des Thurmes nöthigen Steine sich von England verschrieben hatten. Ist indessen der Thurm mit brauchbarem Material sorgfältig ausgesetzt, so ist er ein sehr haltbarer Apparat. J. Glover sagt in den Chemical News, 1873 Nr. 696: „Ich habe einen Thurm 5 Jahre lang gebraucht, ohne mit der Packung Aenderungen vorzunehmen und nach 6 Jahren constanten Betriebes ist das Blei noch in gutem Zustande.“ Auf den Guano Works Plaistow bei London wird Säure von 64° B. in dem Gloverthurme erzeugt, und geht der Apparat daselbst bereits gegen 2 Jahre. Uebrigens ist es nicht schwer, Einrichtungen zu treffen, daß man den Thurm so ausschalten kann, daß weder Röstgase in denselben strömen, noch Kammergase zurücktreten können.

Eine Verunreinigung der Säure im Gloverthurme möchte ich nicht in Abrede stellen, auch wenn man sich zum Ausfüllen des Thurmes der Coaks enthält. Ich muß aber hinzusetzen, daß je mehr die aus dem Gloverthurme resultirende Säure verunreinigt ist – und hier steht ja selbstverständlich die Verunreinigung durch Eisen in erster Reihe, welches durch Staub aus den Kiesöfen in die Säure getragen wurde, – um desto reiner die in den Kammern resultirende Säure erhalten wird, so daß der Gloverthurm die Rolle der bei manchen Fabrikanten beliebten Schmutzkammern übernimmt. Soweit ich selbst bisher mit dem Gloverthurme gearbeitet habe, muß ich bekennen, daß er zum Denitriren allen anderen Einrichtungen entschieden vorzuziehen ist, auch wenn er nur den Bedarf des Gay-Lussac-Apparates an verstärkter Schwefelsäure wieder ausgibt. Und da man nun den Thurm beliebig intensiv betreiben, ihn näher oder weiter von den Kiesöfen aufstellen und mit heißeren oder gekühlteren Gasen arbeiten lassen kann, so leuchtet ein, daß er auch für solche concrete Fälle immer noch ein empfehlenswerther und brauchbarer Apparat bleibt, wo man ein großes Interesse hat, möglichst eisenfreie Säure für den Verkauf disponibel zu haben. In solchen Fällen wird einerseits der Gloverthurm von beträchtlich längerer Dauer sein, weil er weniger heiße Gase erhält, und er wird wegen seiner Ausfüllung besser wirken als die Schmutzkammern, welche bisher angewendet wurden.

|305|

Endlich die Verluste an Salpetergasen betreffend, welche durch den Gloverthurm entstehen sollen, so sagt man mir auf den Werken zu Oker am Harz, daß nach genauen Ermittelungen an den 15 Bleikammersystemen, welche daselbst im Gange sind, sich nach Einführung der Gloverthürme der Salpeteraufwand eher besser, als schlechter denn vorher gestellt hat. Die Salpeterzersetzung findet daselbst in den Kilns statt, und die Salpetergase passiren mit den Röstgasen insgesammt den Gloverthurm. Der Thurm, mit welchem ich selbst arbeite, gehört zu einer neuen Kammer, und ich bin nicht im Stande zu sagen, wie hier der Aufwand an Salpetersäure ohne Gloverthurm sein würde. Ich kann aber soviel bestätigen, daß dieser Aufwand ein günstigerer ist, als ich es unter den gegebenen Verhältnissen mit anderen Einrichtungen zum Denitriren gewöhnt bin. Die Gase treten in diesen Thurm mit etwa 150°, aus demselben mit etwa 35°. Er steht zwar nahe an den Oefen; doch sind diese mit Bleipfannen versehen, welche den Gasen vor ihrem Eintritte in den Thurm schon reichlich Wärme entziehen.

Ich habe einige solche Messungen auch in Oker vorgenommen und fand bei einer Lufttemperatur von 20° an zwei Thürmen:

A. 35° und 32° Temperatur der austretenden Gase.

Die zugehörigen Kilns gingen mit schwefelarmem Erz. An drei anderen Thürmen fand sich:

B. 45°, 50° und 49° Temperatur der austretenden Gase.

Die zugeordneten Kilns gingen mit schwefelreichem Erz. Die Temperatur der in die Thürme eintretenden Gase wurde mir ad A zu 250 bis 280° angegeben und ist ad B noch etwas höher, da einmal eine Schmelzung des Bleies stattgefunden hat.

Um nun zur Beschreibung des de Hemptinne'schen Apparates zurückzukehren, so kann man die Schale E offen lassen, wenn man lediglich die Säure concentriren will. Will man sie aber auch zugleich denitriren, so muß die Schale bedeckt sein, wozu ein beweglicher hydraulischer Verschluß in Vorschlag gebracht ist. Diese Denitrirung erfolgt, indem man aus der ersten Bleikammer F schweflige Säure durch das Bleirohr G in die bedeckte Schale E aspirirt. Das Rohr H geht von der Schale nach der Bleikammer zurück, und ein Dampfblasrohr beim Eintritt in die Kammer besorgt das Ansaugen der schwefligen Säure nach der Pfanne und die Rückkehr von da in Gemeinschaft mit den ausgetriebenen Salpetergasen. Die schweflige Säure wird aus der Bleikammer F genommen, um keinen Staub mit zu aspiriren. Es kann zweifelhaft scheinen, ob durch dieses bloße Bestreichenlassen mit schwefliger Säure eine genügende Denitrirung der Säure erfolgt. Und da hierbei nun doch |306| einmal eine Berührung der schwefligsauren Gase mit der Schwefelsäure erfolgt, so würde bei mangelhafter Denitrirung schließlich doch wohl eine Art Colonne, vielleicht mit Quarzfüllung zwischen der Schale E und dem Reservoir N, welches die Schale speist, einzuschalten sein. Die Kammersäure, gemengt mit der Nitrosen Schwefelsäure des Gay-Lussac-Thurmes K, wird durch einen Injector O und die Röhre O₁, in das Gefäß N geworfen. Der Abfluß nach E findet durch das Rohr N₂ mit Hahn continuirlich statt; der Abfluß aus E erfolgt durch das Ueberlaufrohr L. Eine Kühlung erfolgt in der Schlange M, aus welcher die Säure direct wieder über den Gay-Lussac-Thurm zur Benützung in demselben steigt. Ist die Concentration nicht ausreichend, so wird sie in den Pfannen I und J beendet.

Man erkennt, daß nur ein einmaliges Heben der Säure stattfindet, während man bei Anwendung des Gloverthurmes zweimal Säure zu heben hat. Hinsichtlich der Einrichtung seines Gay-Lussac-Apparates verweist Verfasser auf Freycinet; Traité d'assainissement industriel (Paris 1870) und bemerkt ferner, daß man mit der Concentration in dem Röhrenapparat nicht über 61° B. gehen darf. Die F, in welchen sich die schweflige Säure schnell (rapidement) in Schwefelsäure umsetzt, sind von 5mm dickem Blei hergestellt (56k,75 per 1qm) und ausgefüllt mit Bombonnes aus säurefester Masse, die mit runden Löchern von 2cm Durchmesser versehen sind. Die Salpetersäure wird aus dem Glasgefäße T durch einen Hahn zugeführt und tropft durch einen Welter'schen Trichter ein. Das Gefäß T steht durch Glasheber noch mit einigen anderen Gefäßen für Salpetersäure in Verbindung. Die 5200 Bombonnes, welche, damit etwa entstehende Scherben keine Verletzung des Bleies herbeiführen können, auf einem Pflaster von säurefesten Steinen ruhen, ergeben eine beträchtliche Condensationsoberfläche (7800qm).

Durch die gläsernen Reactionsräder R wird periodisch Schwefelsäure über die Bombonnes gespritzt. Die Perioden werden durch die Schaukeltröge S erzielt, welche die Säure aus dem Gefäße N durch das Rohr N₃ erhalten. Mit Ausnahme des Dampfstrahles K₁ zwischen Gay-Lussac-Apparat und Kamin unterbleiben alle sonst üblichen Wasserdampfeinströmungen, weil sie die wirksamen Salpetergase theilweise unwirksam machen. Es wird hier genau nach dem Original referirt und ausdrücklich bemerkt, daß erstens, der eben gethanen Behauptung entgegen, bereits vom Verfasser selbst der Dampfstrahl im. Rohre H zum Absaugen von Wasserdämpfen, schwefliger Säure und frei gemachten Salpetergasen aus der Pfanne E angeführt ist, und daß zweitens, zwar nicht im Texte |307| erwähnt, aber in dem Plane zwischen der ersten und zweiten Bleikammer noch ein Dampfrohr angegeben wird, an welchem der ausströmende Dampf extra veranschaulicht ist. Ein ebensolches Rohr zwischen der zweiten und dritten Kammer, welches im Texte ebenfalls nicht erwähnt ist, auch keinen ausströmenden Dampf zeigt, scheint in gleicher Weise Dampf zuführen zu sollen. Hat es diesen Zweck nicht, so ist das Vorhandensein dieses Rohres überhaupt unverständlich.

Wenn es übrigens wahr ist, daß die Dampfeinströmungen Salpetergase „zerstören“ – ich möchte nicht soweit gehen, sondern bei dem Ueberschuß an Wasser höchstens eine partielle oder locale Bildung von Salpetersäure annehmen, die ja aber immer wirksam bleibt, – so kann man die Anwendung des qu. Dampfblasrohres im Rohre H zur Evacuirung der aus der nitrosen Säure frei gemachten Salpetergase nur höchst unglücklich nennen. Denn hier wird gerade der große Theil von diesen Gasen, welchen der Gay-Lussac-Thurm wiedergewonnen hat, und das ist ja in den allermeisten Fällen über die Hälfte, bis zu 2/3 und 3/4, dieser zerstörenden Wirkung des Dampfes in einer ziemlich wirksamen Weise ausgesetzt.

Wozu dient der Dampf in den Bleikammern, fragt der Verfasser und antwortet: Die Gase zu mengen, die Kammerkrystalle aufzulösen, die Schwefelsäure zu verdünnen und (sehr unvollkommene) Condensationswolken zu bilden, welche die Oberflächen des Bleies ersetzen sollen. Denn in einem erwärmten und benetzten Glaskolben finden die Reactionen ohne die Dazwischenkunft von Wasserdampf statt. Bei dem neuen System stellt jedes Bombonne, durchbohrt und mit warmer Säure benetzt, eine arbeitende Zelle vor, in welcher die Säure sich mit Nutzbarmachung der Oberflächen der Gefäße bildet. Und auch die Salpetergase, welche in die Kammersäure übergehen, werden wiedergewonnen und ohne Unterbrechung der schwefligen Säure und der Luft wieder zur Benützung dargeboten.

Die meisten Praktiker werden, wie ich glaube, wohl nicht vollständig in der angedeuteten Weise über die Aufgabe des Wasserdampfes in den Bleikammer denken. Wenn man den Salpeter in den Röstöfen zersetzt und mit Gloverthurm arbeitet, so kommt ein Gasgemisch in die Bleikammer, von welchem man zugeben wird, daß es ein völlig homogenes Gemenge vorstellt. Aus diesem Gemenge fällt in allen Theilen Schwefelsäure aus, indem Sauerstoff, schweflige Säure und Wasserdampf verschwinden; es findet Diffusion statt, und außerdem bewegt sich das Gasvolum im Ganzen in Richtung des Zuges vorwärts. Wie da eine Scheidung der einzelnen Bestandtheile anders als in der beabsichtigten |308| Weise – nämlich so, daß zuletzt womöglich nur noch aller Stickstoff, etwas Sauerstoff, Wasserdampf und die Salpetergase übrig sind – möglich, und warum also eine erneute Mengung der Gase erforderlich sein soll, das vermag ich nicht abzusehen. Will man möglichst gut ausbringen, d.h. die schweflige Säure vollständigst condensiren, so muß gerade das Bestreben dahin gehen, die angegebene Trennung der Kammergase zu unterstützen, und das sucht man in der Praxis vielfach dadurch zu erzielen, daß man die Gase aus einer Kammer in die folgende überführt und aus der letzten Kammer überhaupt abführt von denjenigen Stellen, von denen man annimmt, daß sie besonders den mehr ausgebrauchten Kammergasen zum Aufenthalte dienen. Die Meisten nehmen an, daß die Kammergase bei fortschreitendem Verschwinden von Sauerstoff und schwefliger Säure leichter werden und sich in der Kammer nach oben bewegen, und man legt deswegen die Abführungsrohre auch in dem oberen Theile der Kammern an. Manche gehen sogar soweit, sie in der folgenden Bleikammer unten wieder eintreten zu lassen – eine Anordnung, die unbequeme Rohrverbindungen gibt und, wenn Vorstehendes seine Richtigkeit hat, darum überflüssig ist, weil die Gase in Bezug auf die Kammer, in welche sie eintreten, doch die schwereren sind, mithin von selbst zu Boden sinken und wiederum sich erheben in dem Maße, als Sauerstoff und schweflige Säure ausfallen.

Aber auch wenn man mit Salpetersäure arbeitet, so erfolgt bei zweckmäßiger Einrichtung der Cascade, deren Schalen möglichst über die ganze Kammerbreite gehen-müssen, eine schnelle und gleichmäßige Vertheilung der Salpetergase, und ich bin bisher, obgleich ich oft genug mit Salpetersäure und direct mit Salpeter gearbeitet habe, nicht im Stande gewesen, einen Unterschied zwischen beiden Methoden zu entdecken in Bezug auf die Beimischung der Salpetergase zu den übrigen Kammergasen. In England soll man mit Vortheil sich bereits mehrfach an Stelle von Wasserdampf des Wasserstaubes nach Sprengel's Vorschlag bedienen. Namentlich soll bei dem Verfahren ein Ersparniß an Salpeter eintreten. Wenn dies seine Richtigkeit hat – und es gibt ja Gründe, welche dies recht gut erklären würden – so ist damit der Beweis gegeben, daß wenigstens zur Mengung der Gase Wasserdampf nicht nöthig ist. Denn das als Staub in die Kammer gebrachte Wasser nimmt einen sehr viel geringeren Raum ein als das nöthige Aequivalent an Dampf und ist also bei dem geringen Volum auch viel weniger im Stande, eine Mengung der Gase zu bewirken. Die Gründe aber, welche den Minderverbrauch an Salpeter erklären, würden darin bestehen, daß das gesammte Gasvolum bei Anwendung von Wasserstaub geringer bleibt, mithin die Gase mehr |309| Zeit zur Condensation behalten, was eben mit Salpeterersparniß gleichbedeutend ist. Auch dürfte die Kammer bei Anwendung von staubförmigem Wasser kühler arbeiten, mithin geringere Ausdehnung des Gasvolums stattfinden, also wiederum mehr Zeit zur Vollendung des Processes gegeben sein, als wenn man mit Dampf arbeitet.

Heben der Schwefelsäure. Die vom Boden der ersten Kammer durch das Rohr O₂ entnommene Säure wird durch den Injector O in das Gefäß N gehoben. Der Injector ist nichtsaugend und besteht aus einer Bleilegirung, mit Dampfdüse von Platin, deren Durchlaß so gewählt sein muß, daß die Kammersäure den für die Reactionen passenden Grad erhält. Der in dem Injector condensirte Dampf ersetzt somit den sonst in die Kammern direct gegebenen. Es würde leicht sein, hier lauwarmes Wasser zuzusetzen, das durch ein Reactionsrad zuzuführen sein würde. Ein seitliches Rohr O₃ mündet in die Kammer und saugt schweflige Säure an, so daß die Denitrirung der Säure schon im Steigrohr O₁ beginnt. Diese Mischung gelangt also unter günstigen Bedingungen in das Gefäß N, welches bedeckt und im Inneren mit säurefesten Steinen, Basalt oder Glas ausgekleidet ist.

Die entbundenen und sonstigen Gase gehen durch das Bleirohr Q wieder in die Kammer zurück. Ein Glasschwimmer N₁, in einer Glocke eingeschlossen, zeigt den Stand der Flüssigkeit im Gefäß N an, welches übrigens auch noch mit einem Ueberlauf versehen werden kann.

Concentration der Schwefelsäure auf 66° B. Diese Verstärkung wird mittels überhitzten Wasserdampfes bewirkt, welchen man in den Thurm U einführt, nachdem er eine mit Asbest gefüllte Büchse U₁ passirt hat. Dieser in Klinkern cylindrisch ausgeführte Thurm enthält einen Pfeiler von 504 Kästchen aus Topfzeug, über welche man die Säure rieseln läßt. Die Decke des Thurmes besteht aus einer cylindrischen Schale V von Blei, mit gewölbtem Boden; sie wird durch Säure aus dem Gefäße N gekühlt. Die letztere geht durch einen Ueberlauf in die Pfanne I. Unterhalb der Bleischale sammelt eine Rinne die condensirte schwache Säure, welche durch einen Ueberlauf V₁ nach außerhalb abgeführt wird.

Die hohlen Kästchen, welche den Pfeiler bilden, bestehen aus säurefester englischer Thonmasse, haben jedes 15cm Seite und sind mit 6 Löchern von 6cm Durchmesser durchbohrt; sie sind sorgfältig geformt und gebrannt und müssen, wie es für die Stabilität des Pfeilers nöthig ist, einen vollkommenen Würfel bilden.

Eines der Löcher, das an der unteren Seite, ist mit einem kurzen Rohransatz versehen, welcher sich in die innere Höhlung verlängert. Hierdurch |310| wird eine dünne Schicht Flüssigkeit auf dem Boden einer jeden Büchse zurückgehalten und der Durchgang der am Kopfe des Pfeilers aufgegebenen Säure verzögert. Der erwähnte Rohransatz verbindet auch die einzelnen Theile des Pfeilers und verhindert sie zu rutschen. Statt der Kästchen könnte man sich auch hohler durchlöcherter Kugeln aus Thonmasse bedienen, welche man in eine Umhüllung von säurefesten Steinen einschließen würde, die weit genug vom Mauerwerk des Thurmes U entfernt bleiben müßten.

Die von den Pfannen I und J durch den Schaukeltrog W kommende Säure wird nach einer Filtration entweder durch ein kleines Reactionsrad oder durch eine Brause von Platin vertheilt und rinnt über die Thon-Büchsen oder Kugeln. Der überhitzte Wasserdampf wird in dem Gefäße x aus Gußeisen erzeugt, welches mit Kupfer-Spänen und Kugeln ausgefüllt wird. Es wird von der Feuerung des Dampfkessels P oder besonders geheizt. Am Fuße des Pfeilers sammelt sich die concentrirte Säure in einer mit doppelten Wandungen versehenen und innerlich mit eisernen Kugeln ausgefüllten Schale von Blei, welche mit Wasser gekühlt wird, das zwischen den Kugeln circulirt.

Die concentrirte Säure gelangt durch ein Bleirohr nach dem Sammelgefäße Y; das Bleirohr ist behufs Kühlung mit Wasser mit einem kupfernen Mantel umgeben. Der im Thurme U übrig bleibende Dampf geht unter die Bleipfanne I und bewirkt hier die Verstärkung der Säure auf 60° B. Die sauren Dämpfe dagegen, welche sich noch nicht an dem Boden des Gefäßes V niedergeschlagen haben, gehen durch eine Schicht von Eisenabfällen, welche auf einem Roste aufgestürzt sind und von Zeit zu Zeit mit Wasser befeuchtet werden. Die resultirenden Laugen von Eisensulfat sammeln sich in der Pfanne Z an, die übrig bleibenden Dämpfe und Gase gehen durch einen unterirdischen Canal nach einem Schornstein.

A. de Hemptinne schließt resumirend: „Ich glaube der Schwefelsäurefabrikation die folgenden Vervollkommnungen zugebracht zu haben.

1) Die Säureconcentration in Field'schen Röhren durch die Abhitze der Kiesröstofen, sowie die Denitrirung der Kammersäure, gemengt mit der nitrosen (Thurm-) Schwefelsäure unter solchen Umständen, daß eine Verunreinigung durch Pyritstaub unmöglich ist.“

Was den Röhrenapparat anlangt, so ist derselbe meines Wissens neu, und wenn er nicht zu häufigen Schäden ausgesetzt ist, in welcher Beziehung ich allerdings ein starkes Mißtrauen gegen ihn hege, so würde ich seine Anwendung befürworten. Ob, wie Hr. de Hemptinne erwartet, eine so lebhafte Circulation der Säure in den Röhren eintritt, wie in den Röhren des Field'schen Kessels und etwaige Incrustationen |311| dadurch weggeführt werden, das mochte ich bezweifeln. Bei dem wirklichen Field-Rohre wirken zwei Ursachen zusammen, um die Wassercirculation sehr lebhaft zu machen: einerseits die Differenz in den Temperaturen des Wassers im inneren und äußeren Rohr, wonach in ersterem das weniger warme Wasser sinkt und in letzterem entsprechend das wärmere Wasser steigt; andererseits der Umstand, daß im äußeren Rohr lebhafte Dampfbildung stattfindet, die Wassersäule mithin mit Dampfbläschen beladen und somit das Uebergewicht der Säule im inneren Rohr neuerdings erhöht wird. Für Schwefelsäure ist dies in beiden Beziehungen anders. Nämlich erstens findet hier im äußeren Rohr kein Kochen statt, und zweitens wird die Differenz in den specifischen Gewichten, welche durch die einseitige Erwärmung des äußeren Rohres erzielt wird, zum Theile dadurch wieder paralysirt, daß die mehr erwärmte Säure thatsächlich Wasser verliert und stärker wird, wodurch sich ein theilweiser Ausgleich in den specifischen Gewichten der Säure im inneren und äußeren Rohr herstellen, d.h. aber: eine abgeschwächte Circulation ergeben wird. Daß der Apparat eventuell ganz geschlossen und die Rohre so der Controle entzogen sind, ist ein Nachtheil in der Anordnung, und in gleicher Weise sieht man leicht, daß eine Auswechselung des Röhrenapparates gleichzeitig zur Kaltlegung des ganzen Systems nöthigt. Was die gleichzeitige Denitrirung in dem Gefäße des Röhrenapparates betrifft, so halte ich dieselbe für ein höchst gewagtes Experiment. Denn die Fälle, daß diese Denitrirung mangelhaft ausfällt, sind keineswegs ausgeschlossen (ich möchte sogar glauben, daß sie sehr leicht vorkommen). Alsdann aber wird das Blei der Schale E energisch angegriffen, und es ist schon erwähnt worden, daß ein wesentlicher Schaden an dieser Stelle zur Einstellung des ganzen Betriebes zwingt.

2) „Die erste praktische Anwendung des folgenden Princips: daß die Bildung der Schwefelsäure vielmehr eine Frage der Oberflächen als der Volume ist. Aus diesem Grunde habe ich meine Kammern mit Bombonnes ausgefüllt, welche 7800qm Oberfläche geben und nur 26000 Franken kosten, während 7800qm Oberfläche an Blei von 3mm Stärke (das nach 12 Jahren abgenützt ist) etwa 175000 Fr. kosten würden. Dadurch wird eine größere Menge Säure, diese mit sehr wenig Bleisulfat beladen, mit Vortheil in einem kleinen Raume producirt.“

Betreffs der Condensationsoberflächen sind Eingangs bereits frühere Versuche und Vorschläge erwähnt. In einer deutschen Fabrik ist die Ausfüllung einer Bleikammer mit Coaks wieder beseitigt. Eine poröse Coaksfüllung dürfte aber entschieden noch viel reichlicher Oberfläche darbieten |312| als die Thon-Bombonnes. Ob das englische Patent von Ward in die Praxis eingeführt worden ist, kann ich nicht sagen. Endlich kann ich berichten, daß auf den Harzer Communion-Werken zu Oker der Vorschlag von H. A. Smith, den Kammern große Condensationsoberflächen zu geben, sie also recht breit und lang, aber wenig hoch anzulegen, praktisch im Großen probirt worden ist. Man verkürzte die Höhe der zu einem Systeme gehörigen Bleikammern gelegentlich einer Reparatur, welche mit der Decke vorzunehmen war, um 1m,25 (wenn ich mich recht erinnere). Das Resultat war ein vollständiges Fiasco der Oberflächentheorie. Denn es wurde weder Salpeter gespart, noch besser ausgebracht; vielmehr mußte man, um den Salpetersatz, welchen man vor der Verminderung des Kammerraumes her gewöhnt war, wieder zu erreichen, die Production an Säure vermindern, und der so erhaltene Ausfall an producirter Säure gegen das ursprünglich erhaltene Quantum war proportional dem Ausfall an Kammerraum gegen den vorher gehabten. Auch aus Hasenclever's Bericht (1875 216 516) kann man ähnliches entnehmen, und wenn gleichwohl nicht wenige Praktiker kleine Kammerquerschnitte den großen vorziehen und besonders eine Mehrzahl von Bleikammern als von günstiger Wirkung hinstellen, so möchte dies nicht auf der Oberflächenwirkung, sondern auf anderen Umständen beruhen, über welche vielleicht ein anderes Mal zu reden sein wird.

3) „Die Weglassung des Wasserdampfes, weil die Bombonnes, mit Säure von passender Stärke benetzt, die Bildung der Säure von außen nach innen sehr beschleunigen.“

Ich habe schon betreffs der Wasserdampfzuführung auf den Widerspruch in den Angaben des Verfassers sowohl im Texte, wie in den Figuren aufmerksam gemacht. Ohne irgend welchen Wasserdampf würden auch in den Bleikammern eitel Kammerkrystalle entstehen. Welche Stärke die Kammersäure haben soll, ist zwar nicht gesagt; da sie aber im Röhrenapparate auf höchstens 61° B. concentrirt werden soll, so würde sie in der Kammer darunter zu halten sein.

Ich möchte mir an dieser Stelle die Bemerkung gestatten, daß die meisten von denjenigen Schwefelsäurefabriken, welche mit Gloverthürmen arbeiten, ebenfalls in der Lage sein dürften, die Kammersäure stärker, als bisher üblich war (durchschnittlich 50° B.), fallen zu lassen. Wenn auch dabei schon Salpetergase absorbirt würden, so wäre dies kein Verlust, weil dieselben im Gloverthurme wieder entbunden würden, und man hätte nur lediglich ein größeres eisernes Kapital von Salpetersäure im Betriebe stecken. Dagegen würde man aber folgende Vortheile eintauschen; zunächst würde man nämlich weniger Wasserdampf zu erzeugen |313| nöthig haben, sodann aber würde man das gesammte Quantum der Kammergase durch verminderte Dampfzufuhr vermindern und hierdurch mithin im Stande sein, bei einem gegebenen Kammerraume weniger Salpeter aufzuwenden, oder aber die Leistung an Schwefelsäure zu erhöhen.

4) „Beschleunigung der Production. Da die fortwährend bewegten flüssigen Stickstoffsauerstoffverbindungen großentheils nur auf säurefestes Material wirken, so kann man viel stärkere Procentsätze Salpetersäure anwenden.“

Hier gilt ebenfalls das unter 2 Angemerkte. Außerdem aber kommt die in vermehrtem Grade angewendete Salpetersäure doch auch mit den Bleiwänden der Kammern in Berührung.

5) „Die Anwendung des Injectors zum Heben, Erwärmen, Denitriren und Erzeugen der richtigen Stärke der Säure, mit Hilfe von Wasserdampf und schwefliger Säure.“

Wird das Steigrohr O₁ nicht häufig Schaden nehmen, besonders unmittelbar über dem Injector?

6) „Endlich die Verstärkung auf 66° B. mittels überhitzten Wasserdampfes.“

Dieser Apparat ist neu; wenn man ihn aus Büchsen von gutem Material aufbaut, vielleicht sogar von Porzellan, so wird er auch ziemlich dauerhaft sein. Die Bleikästen am Fuße des Pfeilers geben aber wegen öfteren Betriebsunterbrechungen zu Bedenken Anlaß; sie sind nicht sichtbar und schlecht zu controliren, der ganze Pfeiler nicht gut zugänglich. Auch diese Vorrichtung wird, ebenso wie die Concentration auf 66° mit Hilfe einer Luftleere, kaum im Stande sein, die Anwendung des Platinmetalles allgemein zu verdrängen.

Die Anwendung von überhitztem Wasserdampf zur Erzeugung von 66° Schwefelsäure dürfte zwar ausführbar sein, mit welchen Kosten jedoch, muß ich dahin gestellt sein lassen. Bekanntlich ist eine schwache Seite von dergleichen Apparaten zum Erhitzen von Luft und Dampf diese, daß sie schwierig dicht zu halten sind. Nun ist aber der neue Apparat zum Concentriren der Schwefelsäure auf 66° B. keineswegs ein organischer Bestandtheil der neuen Methode der Schwefelsäurefabrikation, und man würde durch die Verlegung des Dampfüberhitzungsapparates in die Dampfkesselfeuerung den Betrieb der Kammern in lästiger Weise abhängig machen von dem Zustande des Ueberhitzers, weil bei einer Reparatur des letzteren auch der Dampfkessel kalt zu legen wäre. Und somit dürfte dann doch wohl nur übrig bleiben, daß der Ueberhitzer in einem besonderen Ofen mit einer selbstständigen Feuerung angelegt wird. – |314| Ob das vorstehend beschriebene Verfahren bereits in Ausübung ist, kann man aus dem Original der Beschreibung nicht ersehen. Aus den mancherlei Entweder-Oder jedoch, welche vom Verfasser statuirt werden, möchte ich schließen, daß die Sache bisher nur Project ist. Ein praktischer, nicht zu klein angelegter Versuch wäre wünschenswerth, wenn ich auch wenig Hoffnung habe, daß er günstig ausfallen wird.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Tafeln


Orte
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: