Vorrichtung zur Behandlung einer korrodierend wirkenden $uiden Substanz. In der chemischen Technik steht man oft @ or der Aufgabe, korrodierend wirkende Gase, Dämpfe oder Flüssigkeiten zu kühlen, zu kon densieren oder zu absorbieren. Die dazu ver wendeten Kühl-, Kondensations- oder Absorp tionsvorrichtungen müssen nicht nur wider standsfähig gegen Medien wie Chlorwasser stoff; Salzsäure, chlorierte organische Lö sungsmittel und ähnliche sein; sie müssen auch aus einem Material guter Wärmeleit fähigkeit bestehen.
Gummierte Gefässe sind wohl für Salzsäure, nicht aber für organische Lösungsmittel brauchbar, während umgekehrt Bleigefässe zwar für organische Lösungsmit tel, nicht aber für Salzsäure, verwendbar sind. Gefässe aus silikathaltigen Stoffen, wie Stein zeug, Porzellan oder Glas, besitzen eine zu ge ringe Wärmeleitfähigkeit, und Metalle mit der erforderlichen Korrosionsbeständigkeit, wie Zirkon oder Tantal, sind zu teuer, um daraus grössere Vorrichtungen herzustellen.
Erfindungsgemäss wird diese Schwierig keit dadurch überwunden, dass die Vorrich tung eine Säule aufweist, die aus einzelnen lösbar miteinander verbundenen Hohlkörpern aus graphithaltiger Masse besteht. Graphit ist in seiner normalen Herstellungsform ein po röses Material und daher meist nicht flüssig keitsdicht, sicher aber nicht gasdicht. Bei der Verwendung von Graphit für die Herstellung der aus Hohlkörpern bestehenden Säule wird daher vorteilhaft der Graphit nach an sich bekannten Verfahren imprägniert, um die Poren auszufüllen.
Für diese ImprägnieriuZg können beispielsweise Phenol-Formaldehyd- Harze oder in den Poren polymerisiertes asymmetrisches Dichloräthylen verwendet werden. Auch können Kunstharzlacke aus dem flüssigen, gelösten Zustand durch Be handlung bei höheren Temperaturen in den Poren in den polymerisierten festen Zustand übergeführt werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungs form ergibt sich, wenn einzelne linsenförmige Hohlkörper aus graphithaltigen Pressmassen, z. B. aus Graphit, mittels Nippel aus dem glei chen Material miteinander zu einer Säule ver bunden sind, wobei die Nippel axiale Bohrun gen aufweisen.
Um eine gute Durchwirbelung des durch die Hohlkörper strömenden Me diums und eine innige Berührung mit der innern Oberfläche der Hohlkörper zu gewähr leisten, sind die axialen Bohrungen der Nip pel vorteilhaft an einem Ende verschlossen und seitliche Austrittsöffnungen vorgesehen, durch welche das Medium in die Hohlräume der linsenförmigen Hohlkörper tritt.
Die Fig.1 bis 3 zeigen schematisch ver schiedene Ausführungsbeispiele des Gegen standes der Erfindung, teilweise im Schnitt.
In Fig.l ist eine Kühlvorrichtung für Flüssigkeiten, beispielsweise für heisses chlor haltiges Tetrachloräthan, oder Gase, beispiels weise für heisses HCl-Gas, dargestellt. Die etwa linsenförmigen Hohlkörper 11, von denen einer in Fig.1b im Schnitt dargestellt ist, und die mit einer axialen Bohrung versehenen Verbindungsnippel 12 bilden eine Hohlsäule mit wechselndem Querschnitt, die, vorteilhaft von unten nach oben, von der zu kühlenden Flüssigkeit bzw. dem zu kühlenden Gas durchströmt wird.
Wie durch Pfeile angedeu tet, strömt das zu kühlende Medium durch die Bohrungen 13 der Nippel in radialer Rich- tiuug in die Hohlkörper -Lind aus diesen in die axialen Bohrungen der Nippel.
Die gaüze Säule steht, wie angedeutet, in einem Gefäss 14 mit Kühlwasser oder anderer Kühlflüssigkeit, z. B. Salzlösungen, Öl oder dergleichen. Dieses Gefäss kann, da es nicht mit den korrodierend wirkenden Medien in Berührung kommt, aus beliebigem Material bestehen. Die Vorrichtung lässt sich aber auch in der Weise verwenden, dass das Innere der Säule vom Kühlmittel durchflossen wird und die Säule von dem zu kühlenden Medium jun geben ist, wobei allerdings auch das äussere Gefäss 14 aus korrosionsfestem Material, auf dessen Wärmeleitfähigkeit es aber nicht an kommt, bestehen mass.
In Fig. 2 ist eine Vorrichtung zum Kon densieren von Dämpfen, beispielsweise von Trichloräthylendämpfen, dargestellt. Die lin senförmigen Hohlkörper 21, von denen einer in Fig. 2a im Schnitt dargestellt ist, entspre chen den Hohlkörpern 11 der Ausführungs form gemäss Fig.1, sind aber so gestaltet, dass das Kondensat, das sich an der Innenwandung bildet, in jedem Hohlkörper nach der mitt leren Öffnung fliesst.
Die Nippel 22, von denen einer in Fig. 2b im Schnitt dargestellt ist, sind mit der axialen Bohrring nach oben eingesetzt, so dass das Kondensat durch den Nippel nach unten abfliessen kann. Der zu kondensierende Dampf wird, wie durch Pfeile angedeutet, von oben eingeleitet und strömt von einem der Hohlh:örper zum andern durch die Verbindungsnippel, aus deren radialen Öffnungen 23 er in die Ilohll#:örper tritt. Die ganze Säule steht wieder in einem Gefäss 24 mit Kühlflüssigkeit.
Auch hier kommen die korrodierenden Dämpfe -Lind das Kondensat mit dem Gefäss 24 nicht in Berührtmg. Selbstverständlich können bei den beiden beschriebenen Ausführungsformen in einem Kühlgefäss mehrere oder eine grosse Anzahl Säulen untergebracht werden, z. B. können die Säulen in von kaltem Wasser durchström ten Kästen stehen oder liegen und gegebenen falls zu mehreren parallel oder hintereinander geschalteten Aggregaten zusammengefasst sein.
In Fig. 3 ist eine Kühl- oder Absorptions vorrichtung dargestellt, die zum Kühlen hei sser Flüssigkeiten, z. B. Schwefelsäure oder Salzsäure, oder zur Absorption von Gasen in Flüssigkeiten, z. B. von HCl-Gas in, Wasser geeignet ist. Die zu kühlende bzw. die zum Absorbieren eines Gases bestimmte Flüssig keit fliesst aussen in dünner Schicht an der Säule entlang, während sich das Kühlmittel, beispielsweise Wasser, innen befindet. Damit die an der Säule herabfliessende Flüssigkeit sich gleichmässig verteilt und sich nicht ein zelne Flüssigkeitsfäden bilden, können hier die Hohlkörper 31 etwas anders geformt sein als bei den Vorrichtungen gemäss den Fig.1 und 2.
An der Oberseite der Hohlkörper sind eine oder mehrere Rinnen 35 vorgesehen, in welchen sich die Flüssigkeit sammelt, um dann wieder an den Seiten des Hohlkörpers herab zufliessen. Die Nippel, von denen einer in Fig. 3b dargestellt ist, sind hier mit der axia len Bohrung nach unten eingesetzt, da das Kühlmittel hier vorteilhaft von unten nach oben geführt wird und die Hohlkörper aus füllt, die Hohlkörper dabei, wie durch Pfeile angedeutet, durchströmend.
Da in diesem Falle das Gefäss 34 mit den korrodierend wir kenden Gasen in Berührung kommt, muss es aus korrosionsfestem Material bestehen bzw., wie in der Fig. 3 angedeutet, an der Innen seite mit einer korrosionsfesten Schicht, z. B. einer Gummischicht, überzogen sein.
Selbstverständlich beschränkt sich die An- we,ndi-mg der beschriebenen Vorrichtungen nicht auf die Behandlung der in den Beispie len angegebenen Flüssigkeiten und Gase. Diese Vorrichtungen sind vielmehr in allen den Fällen zur Kühlung, Kondensation und Absorption anwendbar, in denen Flüssigkei- ten oder Gase zur Reaktion kommen oder ent stehen, die auf andere Stoffe, z. B. Metalle, korrodierend oder zersetzend wirken.
Ausser den Vorteilen der Korrosionsfestig keit und der guten Wärmeleitfähigkeit, die sich aus der Verwendung von Graphit oder graphithaltigen Pressmassen ergeben, haben die beschriebenen Vorrichtungen noch den weiteren Vorteil, dass die Säulen aus einer grossen Anzahl gleicher Bauteile bestehen, die zudem auch für die verschiedenen Verwen dungszwecke gleich sein können; beschädigte Teile können leicht ausgewechselt werden, und es ergibt sich eine einfache Lagerhaltung und Ersatzteilbeschaffung. Die Nippel (12, 22, 32) können am vorteilhaftesten in die Hohlkörper (11, 21, 31) einschraubbar sein, sie können aber auch eingekittet oder mit schwach koni schen Passflächen eingesteckt sein.
Die in ver schiedenen Ausführungsformen dargestellten Nippel können für alle Einrichtungen, auch für Hohlkörper verschiedener Grösse, gleiche Form und gleiche Abmessungen haben, was eine weitere Vereinfachung der Lagerhaltung bedeutet. Die Hohlkörper (11, 21, 31) sind am einfachsten als Rotationskörper herzustellen, können aber auch vieleckig sein oder andere Formen haben.
Device for treating a corrosive acidic substance. In chemical engineering, the task is often to cool, condense or absorb corrosive gases, vapors or liquids. The cooling, condensation or absorption devices used for this must not only be resistant to media such as hydrogen chloride; Hydrochloric acid, chlorinated organic solvents and the like; they must also be made of a material with good thermal conductivity.
Rubber-lined vessels can be used for hydrochloric acid, but not for organic solvents, while, conversely, lead vessels can be used for organic solvents, but not for hydrochloric acid. Vessels made of silicate-containing materials, such as stone, porcelain or glass, have too little thermal conductivity, and metals with the required corrosion resistance, such as zirconium or tantalum, are too expensive to produce larger devices from them.
According to the invention this difficulty is overcome in that the device has a column which consists of individual detachably interconnected hollow bodies made of graphite-containing mass. In its normal form of manufacture, graphite is a porous material and is therefore usually not liquid-tight, but certainly not gas-tight. When using graphite for the production of the column consisting of hollow bodies, the graphite is therefore advantageously impregnated by methods known per se in order to fill the pores.
Phenol-formaldehyde resins or asymmetric dichloroethylene polymerized in the pores, for example, can be used for this impregnation. Synthetic resin paints can also be converted from the liquid, dissolved state into the polymerized solid state by treatment at higher temperatures in the pores.
A particularly advantageous embodiment results when individual lenticular hollow bodies made of graphite molding compounds, for. B. made of graphite, by means of nipples from the same material are connected to each other to form a column ver, the nipple having axial holes.
In order to ensure a good swirling of the medium flowing through the hollow body and intimate contact with the inner surface of the hollow body, the axial bores of the nipples are advantageously closed at one end and lateral outlet openings are provided through which the medium enters the cavities lenticular hollow body occurs.
FIGS. 1 to 3 schematically show various embodiments of the subject matter of the invention, partly in section.
In Fig.l a cooling device for liquids, for example for hot chlorine-containing tetrachloroethane, or gases, for example, for hot HCl gas, is shown. The approximately lenticular hollow body 11, one of which is shown in section in Fig.1b, and the connecting nipple 12 provided with an axial bore form a hollow column with changing cross-section, which, advantageously from bottom to top, of the liquid to be cooled or the gas to be cooled is flowed through.
As indicated by arrows, the medium to be cooled flows through the bores 13 of the nipple in a radial direction into the hollow body -ind from these into the axial bores of the nipple.
The whole column is, as indicated, in a vessel 14 with cooling water or other cooling liquid, eg. B. saline solutions, oil or the like. Since it does not come into contact with the corrosive media, this vessel can be made of any material. The device can also be used in such a way that the inside of the column is flowed through by the coolant and the column is given by the medium to be cooled jun, although the outer vessel 14 is also made of corrosion-resistant material, but its thermal conductivity is not relevant come, insist mass.
In Fig. 2 a device for condensing Kon of vapors, such as trichlorethylene vapors, is shown. The hollow body 21, one of which is shown in section in FIG. 2a, correspond to the hollow bodies 11 of the embodiment according to FIG. 1, but are designed so that the condensate that forms on the inner wall is in each hollow body flows after the central opening.
The nipples 22, one of which is shown in section in FIG. 2b, are inserted with the axial drill ring upwards, so that the condensate can flow downwards through the nipple. The vapor to be condensed is introduced from above, as indicated by arrows, and flows from one of the hollow bodies to the other through the connecting nipples, from the radial openings 23 of which it enters the hollow body. The whole column is again in a vessel 24 with cooling liquid.
Here, too, the corrosive vapors and the condensate do not come into contact with the vessel 24. Of course, several or a large number of columns can be accommodated in one cooling vessel in the two embodiments described, e.g. B. the columns can stand or lie in th boxes flowed through by cold water and if necessary be combined into several units connected in parallel or in series.
In Fig. 3 a cooling or absorption device is shown, the hot sser liquids for cooling, for. B. sulfuric acid or hydrochloric acid, or for the absorption of gases in liquids, e.g. B. of HCl gas in, water is suitable. The liquid to be cooled or the liquid intended to absorb a gas flows outside in a thin layer along the column, while the coolant, for example water, is inside. To ensure that the liquid flowing down the column is evenly distributed and that individual liquid threads do not form, the hollow bodies 31 can be shaped somewhat differently here than in the devices according to FIGS. 1 and 2.
On the upper side of the hollow body, one or more channels 35 are provided in which the liquid collects and then flows back down the sides of the hollow body. The nipples, one of which is shown in Fig. 3b, are used here with the axia len bore downwards, since the coolant is advantageously guided from the bottom upwards and fills the hollow body, the hollow body, as indicated by arrows, flowing through.
Since in this case the vessel 34 comes into contact with the corrosive we kenden gases, it must be made of corrosion-resistant material or, as indicated in FIG. 3, on the inside with a corrosion-resistant layer, for. B. a rubber layer, be coated.
Of course, the use of the devices described is not limited to the treatment of the liquids and gases given in the examples. Rather, these devices can be used in all cases for cooling, condensation and absorption in which liquids or gases react or are created that react with other substances, e.g. B. metals, have a corrosive or decomposing effect.
In addition to the advantages of corrosion resistance and good thermal conductivity, which result from the use of graphite or graphite-containing molding compounds, the devices described have the further advantage that the columns consist of a large number of identical components, which are also suitable for the various uses purposes can be the same; Damaged parts can easily be replaced, and storage and spare parts procurement is easy. The nipples (12, 22, 32) can most advantageously be screwed into the hollow bodies (11, 21, 31), but they can also be cemented or inserted with slightly conical fitting surfaces.
The nipples shown in ver different embodiments can have the same shape and dimensions for all devices, even for hollow bodies of different sizes, which means a further simplification of storage. The hollow bodies (11, 21, 31) are easiest to manufacture as rotational bodies, but they can also be polygonal or have other shapes.