Titel: | Ueber die Vertheilung und Condensation der Gase in den Bleikammern. |
Fundstelle: | Band 255, Jahrgang 1885, S. 296 |
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Ueber die Vertheilung und Condensation der Gase
in den Bleikammern.
Mactear, über Schwefelsäurebildung in Bleikammern.
Um den Verlauf der Schwefelsäurebildung in Systemen mit mehreren Kammern zu studiren,
hat Mactear ausgedehnte Versuche angestellt und über
dieselben im Journal of the Society of Chemical
Industry, 1884 * S. 224 berichtet.
Zunächst zeigt die Tabelle 1 die Procent-Zusammensetzung der
Gase beim Durchgange durch ein System von 6 Kammern, welches mit Glover'schem und Gay-Lussac'schem Thurm arbeitet. Dabei ist angenommen, daſs die Menge der
vorhandenen Salpeterverbindungen 10 Proc. NaNO3
Tabelle 1.
Glover-Thurm
Gay-Lussac-Thurm
Eintritts-gas
Eintritt1. Kammer
Eintritt2. Kammer
Eintritt3. Kammer
Eintritt4. Kammer
Eintritt5. Kammer
Eintritt6. Kammer
Eintritt-gas
Austritt inKamin
Schwefligsäure
6,325
6,318
4,461
2,630
1,402
0,704
0,261
0,035
0,035
Zur Verwandlg. von SO2 zu SO3 nöth.
Sauerstoff
3,155
3,151
2,220
1,302
0,686
0,336
0,113
–
–
Dem für Fe2O3 und SO3 verbrauchten Sauerst. entsprechender
Stick- stoff
45,620
45,206
46,598
47,971
48,892
49,415
49,748
49,917
49,978
Ueberschüssiger Sauer- stoff (am Austritte)
9,414
9,403
9,693
9,978
10,169
10,278
10,347
10,382
10,395
Entsprechender Stick- stoff
35,486
35,803
36,905
37,993
38,722
39,137
39,400
39,534
39,582
N2O4
–
0,119
0,123
0,126
0,129
0,130
0,131
0,132
0,010
auf den verbrannten Schwefel beträgt und daſs das Austrittsgas
10,4 Proc. Sauerstoff enthält.
Tabelle 2 gibt das Verhältniſs der in den verschiedenen
Kammern während einer Woche gebildeten Schwefelsäuremengen (in Tonnen engl.), wenn
der Verlust 1,149 Proc. H2SO4 auf den verbrannten Schwefel beträgt:
Tabelle 2.
Nr.der Kammer
Erzeugte Säure
EntsprechendeMenge H2SO4(100 Proc.)
Ueberschuſs anWasser
In den einzelnenKammern er-zeugte H2SO4Proc.
123456
23,5222,5920,3510,23 5,84 2,19
19,8918,6814,89 4,35 3,09 0,86
3,63 3,91 5,46 5,88 2,75 1,33
32,20 30,26 24,11 7,04 5,00 1,39
Zusammen
84,72
61,76
22,96
100,00
In Tabelle 3 vergleicht Mactear die Schwefelsäurebildung
in Systemen mit Kammern verschiedener Gröſse und
Construction:
Tabelle 3.
Nr. derKammer
System A
System B
System C
System D
System E
System H
System K
System N †
01 in 2 in3 in 4 5 u. 6
System P
System Q
1234567
31,50 29,27 18,71 10,32 6,45 3,75 –
32,20 30,26 24,11 7,04 5,00 1,39 –
32,5 24,8 19,3 15,5 5,8 2,1 –
38,4 35,2 15,6 6,2 3,2 1,4 –
34,1 20,03 19,66 18,15 7,25 0,54 0,27
63,85 36,15 – – – – –
78,57 21,43 – – – – –
89,68 † 5,15 †
5,17 – – – –
27,215,924,820,2 7,8 4,1–
26,131,320,411,8 7,9 2,4 –
32,0 29,0 17,5 13,7 5,4 2,4 –
100
100
100
100
100
100
100
100
100
99,9
100
† Bei N waren die Kammern von verschiedener Gröſse. Die 2. und 3.
Kammer zusammen waren nur etwa ⅓ so groſs wie die erste. Bei O waren alle Kammern
von der gleichen Gröſse. Sie waren mit zwei
Pyritöfenbatterien verbunden; das Gas der einen ging durch die 1. und 2. Kammer, das
Gas der anderen durch die 3. und 4., das aus der 2. und 4. Kammer austretende Gas
ging gemeinsam durch Kammer 5 und 6.
Ueber die Bildung der Schwefelsäure in den verschiedenen Höhen der Kammern hat der Verfasser eine längere Versuchsreihe an einem
Systeme ausgeführt, welches durch senkrechte Zwischenwände in 6 Abtheilungen
geschieden war. Das Gas trat in jede dieser Abtheilungen unten ein und oben aus. Zur
Messung der gebildeten Schwefelsäure wurden in den Höhen von 1m,13 und 2m,23
bezieh. 3m,42 Tische von 0qm,093 (genau 1 Quadratfuſs engl.) Oberfläche
aufgestellt und die gesammelte Säure während längerer Zeit gemessen. Zuerst zeigten
sich je nach Witterung und Lufttemperatur sehr unregelmäſsige Ergebnisse, weil die
an der Kammerdecke
verflüssigte Säure in die Tische hineintropfte. Es wurden daher über den Tischen
Deckel aufgehängt, deren Entfernung von den Tischen verändert werden konnte. In
einer Anzahl Tabellen der angegebenen Quelle sind die unter verschiedenen
Versuchsbedingungen erhaltenen Endzahlen zusammengestellt. Bei der Vergleichung
dieser Zahlen zeigt sich, daſs die in den verschiedenen Höhen verdichteten
Schwefelsäuremengen fast gleich sind und daſs der gröſste Theil der Schwefelsäure in der obersten Zone
gebildet wird.
Auch bei den Gasanalysen in verschiedener Höhe zeigt sich eine groſse
Uebereinstimmung:
ObereZone
MittlereZone
UntereZone
SO2 in 1l als SO3
g
0,126
0,112
0,108
SO3 in 1l gesammt als SO3
g
0,159
0,159
0,161
Gesammt vorhanden als SO3
Proc.
21
26
33
Sauerstoff nach Absorption der Säure
Proc.
10,7
10,9
10,9
Sauerstoff nach Oxydation von SO2
Proc.
9,0
9,3
9,3
Wenn man diese Analysen wie die obigen Tabellen berechnet, so erhält man:
Gesammtmenals SO3
Als SO2
Als SO3
Proc. SO3
Oben
100
100
100
63
Mitte
96
89
124
15
Unten
101
86
157
22
Nach den Erfahrungen des Verfassers ist die Oberflächencondensation bei der Schwefelsäurebildung von der gröſsten
Wichtigkeit. Ein Säuretisch von 0qm,093 Oberfläche
gab in 24 Stunden 708g,75 Schwefelsäure. Als aber
12 Glasplatten von 0m,3 Länge und 0m,15 Breite in senkrechter Stellung, jede 14mm von der anderen entfernt, in dem Tische
angebracht wurden, betrug die gesammelte Schwefelsäure 1644g. Wenn die Platten wagerecht gelegt wurden, so
erhielt man in 24 Stunden 3226g Schwefelsäure. Im
ersten Falle betrug die Condensation auf dem Glase 79g, im zweiten 209g auf 0qm,093 Oberfläche. Wenn man die ohne Anwendung der
Glasplatten gesammelte Schwefelsäuremenge als 100 annimmt, so erhält man folgende
Zusammenstellung:
Säuretisch allein
100
Säuretisch mit senkrechten Glasplatten
231
Säuretisch mit wagerechten Glasplatten
455.
Weitere Versuche wurden mit Oberflächencondensatoren
angestellt, welche in drei verschiedenen Höhen paarweise angebracht waren. Um ein
Auftropfen von Säure aus dem oberen Theil der Kammer zu verhindern, wurde je einer
der Condensatoren bedeckt. Die Säure wurde während mehreren Monaten täglich
gemessen:
Unbedeckter Säuretisch
Procent der Gesammtmenge
Oben
100
H2SO4 (100 proc.)
61
Mitte
114
„
8
Unten
165
„
31
Bedeckter Säuretisch
Oben
100
H2SO4 (100 proc.)
68
Mitte
111
„
7
Unten
146
„
25
Diese Zahlen bestätigen die aus den obigen Gasanalysen berechneten Endzahlen. Um über
das Verhältniſs zwischen Oberfläche und Condensation eine Idee zu erhalten, wurden
Versuche mit flachen Säuretischen von 1 bezieh. 2 und 4 Quadratfuſs Oberfläche
angestellt und es betrug die Condensation 100 bezieh. 199,2 und 403.
Alle diese Versuche bestätigen die groſse Wichtigkeit der
Oberflächencondensation.