Schwefelsäurekonzentrierung- Standard-Anlagen

DIE STANDARDLÖSUNG VON QVF^®

Nachfolgend werden die von QVF® entwickelten Standard-Anlagen beschrieben, mit deren Hilfe kleinere bis mittlere Mengen Schwefelsäure konzentriert werden können. Als Werkstoffe werden säureseitig ausschließlich Borosilikatglas, Quarz, Tantal, SiC, PVDF und PTFE eingesetzt, so dass die in der Praxis gestellte Forderung einer ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit über den gesamten Konzentrationsbereich sicher erfüllt wird.

Die Konzentrierung von Schwefelsäure erfolgt durch Verdampfen von Wasser. Die Konzentrierung wird im Vakuum durchgeführt, um die Siedetemperatur insbesondere für höhere Konzentrationen der Schwefelsäure zu senken. Der Betriebsdruck wird so gewählt, dass eine ausreichende Temperaturdifferenz sowohl zum Heiz- als auch zum Kühlmedium existiert. Neben der Beheizung mit Sattdampf wird vorteilhaft elektrisch mittels Tauchheizkörpern aus Quarz beheizt. Der Aufwand für die Vakuumerzeugung wird so erheblich reduziert und die Brüden können auch bei einer Endkonzentration der Schwefelsäure von 96 Gew.-% H2SO4 noch mit gewöhnlichem Kühlwasser kondensiert werden.

Für Konzentrationen über 75 Gew.-% H2SO4 in der Flüssigkeit ist zu beachten, dass die H2SO4-Konzentration in der Dampfphase sehr stark ansteigt. Daher werden zur Minimierung der Schwefelsäure im Brüdenkondensat vor den Verdampfern Waschkolonnen angeordnet. Diese sind für höhere Schwefelsäurekonzentrationen mit der geordneten Stoffaustauschpackung DURAPACK® aus Borosilikatglas ausgerüstet, die auch bei der Behandlung siedender, konzentrierter Schwefelsäure einen hohen Durchsatz bei geringem Druckverlust und gleichzeitig guter Trennleistung ermöglicht.

AUFBAU DER ANLAGE

Im gezeigten Fließbild wird die QVF® Standard-Anlage zur Konzentrierung von Schwefelsäure dargestellt. Die Feedsäure, z.B. 80 Gew.-%ige Schwefelsäure, wird mittels der Dosierpumpe P1 durch den Rekuperator H1 gefördert, in dem sie von der ablaufenden konzentrierten Säure, z.B. 96 Gew.-%ige Schwefelsäure, aufgeheizt wird, bevor sie in die Waschkolonne C1 eintritt. In der Kolonne C1 wird der Säureanteil aus den Brüden, die aus dem Verdampfer H2 und der Waschkolonne C2 aufsteigen, ausgewaschen. Anschließend tritt die Feedsäure an einem Ende in den horizontalen Verdampfer H2 ein und verlässt diesen mit höherer Konzentration am anderen Ende. Der Verdampfer H2 ist als liegendes Gefäß aus Borosilikatglas ausgeführt, wobei im unteren Teil des Verdampfers in Längsrichtung Wehre angeordnet sind. Die Wehre bauen in Strömungsrichtung der Säure eine Art Kammersystem auf, wobei die Säure in den Kammern schrittweise auf konzentriert wird. Der Austrag der höher konzentrierten Säure aus dem horizontalen Verdampfer H2 erfolgt im freien Überlauf, wobei die Säure am Kopf der Waschkolonne C2 aufgegeben wird. Die Kolonne C2 dient dazu, die Brüden, die aus dem Verdampfer H3 aufsteigen, in einem ersten Schritt zu reinigen. Das weitere Auswaschen des Säureanteils aus den Brüden des Verdampfers H3 erfolgt gemeinsam mit den Brüden des Verdampfers H2 in der Waschkolonne C1.

Nach Durchströmen der Kolonne C2 tritt die höher konzentrierte Säure in Verdampfer H3 ein und verlässt diesen mit der gewünschten Endkonzentration. Die Beheizung des Verdampfers H3 erfolgt elektrisch mittels Tauchheizkörpern aus Quarz, so dass bei Temperaturen von 180-220°C gearbeitet werden kann. Der Austrag der konzentrierten Säure aus dem Verdampfer H3 erfolgt im freien Überlauf zum  Rekuperator H1. Die Konzeption der beiden Verdampfer und des Säureaustrages ermöglicht es, auf eine Pumpe im heißen Prozessteil zu verzichten.

Die Brüden aus der Waschkolonne C1 werden im Kondensator H6 niedergeschlagen. Das anfallende Kondensat verlässt die Anlage im freien Überlauf aus dem Abscheider T2. Die Vakuumerzeugung erfolgt mit Hilfe von Flüssigkeitsstrahlern, wobei als Treibmedium das anfallende Brüdenkondensat verwendet wird. Durch die Verwendung von Brüdenkondensat als Treibmedium wird ein zusätzlicher Abwasserstrom vermieden.

QVF® Standard-Anlagen zur Konzentrierung von Schwefelsäure sind mit einem automatisierten Prozessleitsystem ausgerüstet, die Bedienung erfolgt durch Bedienungselemente des Visualisierungsbildschirms.

Liegender Verdampfer (Abbildung zeigt das ehemalige Programm)

VORTEILE DER QVF^® STANDARD-ANLAGEN

QVF® Standard-Anlagen zur Konzentrierung von Schwefelsäure vereinen als wesentliche Vorteile:

• eine einschließlich Isolierung weitgehend fertig montierte Anlage, die nur noch geringe Aufstellungszeiten vor Ort erfordert,
• einen geringen Platzbedarf,
• eine geringe Bauhöhe durch den Einsatz des horizontalen Verdampfers,
• keine zusätzlichen Abwasserströme neben dem Brüdenkondensat,
• die ausschließliche Verwendung bewährter, hochkorrosionsfester Werkstoffe und
• keine Pumpen im "heißen" Säurebereich.

In der folgenden Tabelle sind Leistungsdaten für Anlagen der Größe2 wiedergegeben.

Neben Anlagen der Größe 2 sind weitere Anlagengrößen standardmäßig verfügbar. Auf Wunsch können in allen Standard-Anlagen Modifikationen, wie z.B. die Verwendung von Stahl/Email statt Borosilikatglas im heißen Säurebereich, vorgesehen werden.

Selbstverständlich geht unser komplettes Leistungsangebot zur Konzentrierung von Schwefelsäure über die vorgestellten Standard-Anlagen weit hinaus. So können wir Ihnen differenzierte Lösungen zur Konzentrierung und Reinigung bieten. Unsere erfahrenen Ingenieure erarbeiten Ihnen gerne einen individuellen Lösungsvorschlag. Sprechen Sie uns an!