Zur Hochkonzentrierung auf 92-96 wt% Schwefelsäure müssen die verwendeten Apparatetypen den geänderten physikalischen Bedingungen angepasst werden, insbesondere durch:

• Absenkung des Betriebsdruckes bzw. Erhöhung der Arbeitstemperatur entsprechend der Dampfdruckkurve der Schwefelsäure
• Einbau einer Waschkolonne, um den verdampften Säureanteil aus den Brüden zu waschen.

Von besonderer Bedeutung bei der Auswahl der Apparate ist die verfügbare Werkstoffkombination. Bei Heizdampftemperaturen von maximal 210°C oder Öl von 290°C und einer Schwefelsäurekonzentration von
96 wt% sind nur wenige Materialien beständig. QVF-Anlagen verwenden die ideale Kombination von Borosilicatglas, Stahl-Emaille und Tantal bzw. SiC.

Abhängig von den Betriebsparametern und der Zusammensetzung der Abfallsäure kommen meist Zwangsumlaufverdampfer oder Horizontalverdampfer zum Einsatz.

QVF- Säurekonzentrieranlagen
Schwefelsäure-Konzentrier- und -Reinigungsanlagen plant QVF auch auf der Grundlage von Technikumsversuchen, die mit Originalsäure in unserem Technikum gefahren werden. Neben dieser Sicherheit durch Technikumsversuche und der Erfahrung aus über hundert zur Zufriedenheit unserer Kunden laufenden Anlagen, gewährleistet Ihnen das QVF-Know-how über korrosionsfeste Werkstoffe den höchsten Grad an Zuverlässigkeit und Sicherheit.

Variante 1: Zwangsumlaufverdampfer

Vorteile:

• Keine Verdampfung an der Heizfläche, daher keine, oder wesentlich verminderte Verschmutzung/Verkrustung der Heizflächen.
  
• Hoher Wärmeübergang durch hohe Flüssigkeitsgeschwindigkeit im Heizer, damit kleine Heizflächen auch bei relativ geringer Temperaturdifferenz zwischen Heizdampf und Siedetemperatur der Säure
  
• Gleichmäßig hohe Verdampfungsleistung erfolgt durch die Entspannungsverdampfung bei vorhandenem Vakuum.
  
• Der relativ kleine Betriebsinhalt gewährleistet einen sehr sicheren Betrieb und rasche Anpassung an wechselnden Leistungsbedarf von 0 bis 100% der Kapazität; die Anlage kann kurzfristig an- und abgefahren werden.

Eine Abwandlung des Zwangsumlaufverdampfers stellt der Naturumlaufverdampfer mit Gasunterstützung dar, wobei durch den Inertgasanteil der Kondensationsprozess erschwert und die notwendige Leistung der Vakuumpumpe erhöht wird.

Variante 2: Horizontalverdampfer

Beim Horizontalverdampfer von QVF durchfließt die zu konzentrierende Säure den durch Baffle unterteilten horizontalen Verdampferkörper und bildet durch die fortschreitende Konzentrierung ein Temperaturprofil aus, welches die zur Verfügung stehende Temperaturdifferenz zum Heizdampf erhöht (siehe Bild Temperaturprofil).

Vorteile: Beste Ausnutzung der Tantalheizflächen durch den Aufbau eines Konzentrationsprofiles über die Länge des Verdampfers. Als Folge davon erhöht sich das mittlere treibende Temperaturgefälle und die benötigte Heizfläche wird geringer Hoher mittlerer Wärmeübergangs-koeffizient, bis zu 4000 W/m²K Geringe Flüssigkeitssäule auf den Heizflächen, damit geringe Druckunterschiede im Verdampfer Ausreichend dimensionierte Verdampfer-körper minimieren das Mitreißen von Säuretropfen in den Brüdendom Durch das Konzentrationsprofil entlang des liegenden Verdampfers werden partialdruckbedingte Säureverluste in den Brüden sehr gering gehalten Geringes Säurevolumen im Verdampfer, damit sichere und flexible Fahrweise, gute Anpassung an wechselnde Kapazitäten, von 25% bis 100% ohne Verluste an Wirkungsgrad Keine mechanisch bewegten Teile im Säurekreislauf, keine Kreislaufpumpe Geringe Bauhöhe des Verdampfers <<<< Temperaturprofil des liegenden Verdampfers

Montage liegender Verdampfer:
Tantal-Kerzen im Emaille-Mantel

Liegender Verdampfer mit
Glasmantel