DD121541B1

DD121541B1 - Vorrichtung zur nahezu vollständigen und gefahrlosen Kondensation von wasserstoffhaltigem Chlcrgas

Info

Publication number: DD121541B1
Authority: DD
Publication date: 1980-11-26

Description

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b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur nahezu vollständigen und gefahrlosen Kondensation von wasserstoffhaltigem Chlorgas, welches durch Alkalichloridelektrolyse entsteht und bei dessen Verflüssigung infolge steigenden Wasserstoffgehaltes explosible Gasgemische entstehen»

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt ist eine einem Rohrbündelwärmeübertragex ähnliche Vorrichtung (DE-AS 1272 321), die in ihrem unteren Teil eine Kammer für die Aufnahme von verflüssigtem Chlor zur Reinigung des durjch das Einlaßrohr zugeführten Gasgemisches bildet. Diese Kammer ist mit einem Auslaß für das verflüssigte Chlor und einem Überströmrohr zum Kühler, dem ein Kältemittel zugeführt bzw. abgeführt wird, versehen« Der Kühler besitzt senkrechte Rohre зиг Aufnahme des verflüssigten Chlors, durch die das gereinigte Gasgemisch über den dazwischengeschalteten Flüssigkeitsverschluß geleitet wird. Diese Vorrichtung hat die Nachteile, daß sich bereits im unteren nicht geschützten Teil infolge Überströmens explosibler Gase dtircli die Chlorflüssigleitung Explosionen einstellen können. Weiterhin erfolgt auch keine Verdünnung der Restgase mit Luft. Darüber hinaus v/ird der aufsteigende Gasstrom nicht gleichmäßig auf die Rohre aufgeteilt» Weiterhin ist eine Vorrichtung bekannt (DE-AS 1551 56h), bei der der Sammelbehälter für flüssiges Chlor aus einem von einem Innenrohr und einem Verdränger- und Überlaufrohr gebildeten Kreisringzylinderraura besteht, der kurz oberhalb des Rohrstutzen^ zum Zuführen von nichtexplosiblem Restchlorgas eine Feiuverteilung· aufweist und oben im Verdränger- und Überlaufrohr Schlitze für den Abfluß von flüssigem Chlor in das Verdränger- und Überlaufrohr und

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für den Durchlaß von kaltem Spülgas aus dem Verdränger— und Überlaufrohr heraus zeigt« Die Spülgasleitung besteht aus einem Rohrstutzen, einer im Kältemittelbeliftlter angeordneten Kühlschlange und einem das Verdränger- und Überlaufrohr durchdringenden Rohrstutzen.

Nachteile dieser Erfindung sind, daß insbesondere bei einer großen Querschnittsfläche für flüssiges Chlor eine gleichmäßige Verteilung der Gasblasen durch eine einzige Siebverteilung nicht gewährleistet ist und daß ein Vermischen des Plüssigchlors mit explosiblen Restgasen nicht vermeidbar ist, explosible Gasgemische können über die Flüssigchlorleitung den Apparat verlassen· Ferner ist es nicht gelungen, die an die Umgebung übergehende Kulte sinnvoll zur Kühlung der Verdünnungsluft zu verwenden. Außerdem läßt sich diese Vorrichtung durch die drei ineinander gesteckten Rohre sehr schlecht reinigen. In der Patentschrift DD-PS 21360 sind in einer Anlage zur Gasverflüssigung mehrere Siebböden angeordnet, deren Aufgabe es ist, einer ablaufenden Flüssigkeit und einem aufsteigenden Dampf eine möglichst große Berührungsfläche zu geben. Diese Siebe sind nicht über den gesaraten Querschnitt geschlossen und somit nicht in der Lage, eine über dem Siebboden befindliche hydrostatische Säule zu halten.

Der in der DR-PS 212 607 beschriebene Heiz- oder Kühlkörper hat die Aufgabe, die Energie des in die BehälterAvand eingeleiteten Heiz- oder Kühlmittels an die Umgebung abzugeben bzw. aufzunehmen, Ej? ist daher nicht geeignet, die in einem System befindliche Energie gegen die Umgebung zu isolieren»

Die in der DR-PS 107100 angegebene Entlüftungsvorrichtung gestattet die Entfernung von Luft aus der Mitte einer Flüssigkeit mittels eines Röhrchens,

Eine solche Anordnung ist jedoch nicht geeignet, ein sich in einer gekrümmten Rohrleitung an der obersten Stelle ansammelndes Gaspolster zu entfernen.

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d) Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die. dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile zu beseitigen und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Kondensation von wasserstoffhaltigera Chlorgas zu entwickeln, die wirtschaftlich und mit geringem Energieverbrauch arbeitet sowie einfach zu reinigen ist,

e) Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, in der sich wasserstoffhaltiges Chlorgas kontinuierlich, gefahrlos und vollständig mit einem hohen Wirkungsgrad verflüssigen läßt« Die Vorrichtung soll so beschaffen sein, daß die freiwerdende Kälte zur Kühlung der Verdünnungsluft verwendet \tfird» Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß unterhalb des kaiteübertragenden Teiles zwei hintereinander geschalteto Siebverteilungseinrichtungen vorhanden sind, durch die das zu verflüssigende Chlorgas in eine durch ein Rohrbündel aufgeteilte Flüssigchlorsäule von unten'eingeblasen wird, wobei die erste Siebverteilungseinrichtung aus einer einfachen oder doppelten Ringleitung mit einem Lochdurchmesser von 5 bis 10 mm besteht und die zx^eite Verteilungseinrichtting als Siebplatte mit einem Lochdurchmesser von 5 bis 10 mm ausgebildet ist, so daß über den gesamten Querschnitt das Gas gleichmäßig in kleinen Blasen verteilt wird· Um das kälteübertragende Teil ist eine Rohrschlange gewickelt, die in eine an der oberen Stirnfläche des zylindrischen Behälters angeordnete Luftverteilungseinrichtung mündet» Die um das kälteübertragende Teil gewickelte Rohrschlange weist einen halbkreisförmigen Querschnitt auf, ebenso ist die Luftverteilungseinrichtung als Ringleitung mit halbkreisförmigen Querschnitt ausgebildet*

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An der über dem kälteübertragenden Teil angeordneten Plussig-Chlorablaufleitung ist eine Ablenkvorrichtung und eine Entliiftungsbohrung angebracht» Erfindungsgemäß ist die Ablenkvorrichtung konisch gestaltet und vor der Eintrittsöffnung der nach unten gekrümmten Ablaufleitung für flüssiges Chlor angebracht, wodurch das Eintreten von Gasblasen in die Ablaufleitung vermieden wird.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, das zu kondensierende Chlorgas gleichmäßig mittels der zwei Siebverteilungseinrichtungen in kleinste Bläschen über den Behälterquerschnitt zu verteilen und unter explosionssicheren Bedingungen innerhalb der Flüssigchlorsäule zu kondensieren. Ein Eindringen explosibler Gase in die Flüssigchloraustrittsleitung wird durch die spezielle Gestaltung der Anlaufleitung vermieden und im Falle einer eventuellen Explosion wird die Flüssigchlorleitung sofort leergedrückt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß unmittelbar nach Verlassen der Flüssigchlorsäule das bei der Verflüssigung entstehende explosible Restgas durch getrocknete und gekühlte Luft verdünnt und unschädlich gemacht wird· Durch die Anordnung der Rohrschlange mit halbkreisförmigem Querschnitt um das kälteübertragende Teil kann die sonst an die Umgebung abgegebene Kälte zur Kühlung der Verdünnungsluft verwendet werden.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß mit dieser Vorrichtung nicht nur-eine gefahrlose und vollständige, sondern auch eine kontinuierliche Kondensation von wasserstoffhaltigem Chlorgas möglich ist, gegenüber bekannten Vorrichtungen ist diese einfacher gestaltet und leichter zu reinigen·

f) Ausführung be is pi el

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel

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das in einer Zeichnung dargestellt ist, erläutert« Das zu verflüssigende Chlorgas, mit einem Wasserstoffgehalt von k Volt-%, das als Restgas aus einer Vorverflüssigungsstufe kommt, strömt durch den Rohrstutzen 1 in eine mit vielen Löchern versehene einfache oder doppelte Ringleitung 2, die einen Lochdurchmesser von 10 mm aufweist« Hier wird der Gasstrom in grobe (Durchmesser 10 mm) und dann durch eine zweite Verteilungseinrichtung 3 (Lochdurchmesser 5 mm), die als Siebplatte ausgeführt ist, in feine Gasblasen gleichmäßig über den gesamten Querschnitt verteilt» Die Kondensation des Chlorgases findet im Innenraum von mehreren Rohren h, die mit flüssigem Chlor gefüllt sind, statt. Dabei liegt das Chlorgas in sehr kleinen Gasblasen vor, die mit steigender Höhe der Vorrichtung immer kleiner werden» Die Wasserstoffkonzentration steigt dabei bis auf einen Wert von 20 VoI»-fo an»

Eventuell auftretende Explosionen innerhalb der Gasblasen werden durch die große und kalte Masse des flüssigen Chlors und der Rotnrwandungen erstickt. Nachdem das nichtverflüssigte Restgas die Flüssigchlorsäulo verlassen hat, wird es sofort mit kalter Luft verdünnt» Die Luft gelangt dabei über den Rohrstutzen 5 in eine um den Kältemittelbehälter gewickelt о Rohrschlange 6 mit halbkreisförmigem Querschnitt und einem Übergangsrohr 7 in eine als Rohr mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgebildete Verteilereinrichtung 8« Das Restgas verläßt mit einem Wasserstoffgehalt von k Vol.-Jo den Chlorverflüssiger über die Abgasleitung 9» Das verflüssigte Chlor verläßt durch die Ablaufleitung 10 den Apparat und wird in einem Lagerbehälter gesammelt· Die Ablaufleitung ist nach unten gekrümmt» An ihr ist zum Zwecke der Verhinderung des Eintretens von Gasblasen in die Ablaufleitung eine konische Ablenkvorrichtung 11 vor der Eintrittsöf£nung angebracht. Eine Entlüftungsbohrung 12 im höchsten Punkt«der Ab— · laufleitung verhindert die Bildung eines Gaspolsters im oberen Raum der Abiaufleitung. Als Überdrucksicherung ist am Kopf der Vorrichtung eine Berstscheibe 13 vorgesehen» Die für die Verflüssigung vorgesehene Kälte

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wird mittels verdampfendem Kältemittel, -welches über den Stutzen 1*f mit der Verteilungseinrichtung 15 ein- und über den Stutzen 16 mit der Verteilungseinrichtung 17 austritt, erzeugt.

Claims

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Erfindungsanspruch

1, Vorrichtung zur nahezu vollständigen und gefahrlosen Kondensation von wasserstoffhaltigem Chlorgas, bestehend aus einem stehenden zylindrischen Behälter mit Zuleitung für Chlorgas, Verdünnungsluft und Kältemittel und entsprechenden Ableitungen für flüssiges Chlor, Abgas und Kältemittel und einem aus senkrechten Rohren bestehenden killteübertragenden Teil mit einer darunter angeordneten Siebverteilungseinrichtung, einer Rohrschlange zur Kühlung der Verdünnungsluft und einer Sicherheitseinrichtung, gekennzeichnet dadurch, daß unterhalb des kälteübortragenden Teiles zwei hintereinander geschaltete Siebverteilungseinrichtungen (2,3) angeordnet sind.

2» Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die erste Siebverteilungseinrichtung (2) aus einer einfachen oder doppelten Ringleitung besteht und die zweite Verteilungseinrichtung (3) als Siebplatte ausgebildet ist, wobei die Lochdurchsiesser beider Verteilungseinrichtungen vorzugsweise 5 bis 10 mm betragen,

3» Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß um das IiKlteübertragende Teil eine Rohrschlange (6) gewickelt ist, die in eine an der oberen Stirnfläche des zylindrischen Behälters angeordnete Luftverteilungseinrichtung (S) mündet*

k» Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß die Rohrschlange (6) einen halbkreisförmigen Querschnitt besitzt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Luftvorteilungseinrichtung· (8) als Ringleitung mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgebildet ist.

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Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5» gekennzeichnet dadurch, daß an der über dem kälteübertragendon Teil
angeordneten Flüssigchlorablaufleitung eine Ablenkvorrichtung (11) und eine Entlüftungsbohrung (12)
angebracht sind.

Vorrichtung nach Anspruch 1 und 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Ablenkvorrichtung (11) konisch gestaltet ist und vor der Eintrittsöffnung der nach unten gekrümraten Ablaufleitung (1Ö) für flüssiges Chlor angebracht ist*

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