DE1069122B

DE1069122B - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeuunlg von Lösungen von Ghllordioxyd

Info

Publication number: DE1069122B
Application number: DENDAT1069122D
Authority: DE
Inventors: Hamburg Hans-Eduard Koyemann
Original assignee: Bran £χ Lubbe, Hamburg
Publication date: 1959-11-19

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Lösungen von Chlordioxyd Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gefahrlosen Erzeugung von Chlordioxydlösungen durch Umsetzen von Chloritlösungen mit verdünnten Säuren oder sauren Salzen. Im allgemeinen verwendet man hierfür Natriumchlorit und Salzsäure oder Schwefelsäure.
Chlordioxyd erlangt neuerdings zunehmende Bedeutung sowohl auf dem Gebiet der Holzstoffbleiche als auch für die Wasseraufbereitung, bei welcher es vorzüglich zum Abbau von Phenolverbindungen in Oberflächenwasser dienen kann.
Die Reaktion von Salzsäure mit Natriumchlorit erfolgt im wesentlichen nach folgender Gleichung: 5 NaC10, + 4 HCI = 5 NaC1 +4 CIO, + 2,120-Nach den praktischen Erfahrungen ist jedoch eine volle Ausnutzung des Chlorits nur möglich, wenn bestimmte Lösungskonzentrationen eingehalten werden, da stärkere Verdünnungen die Chlordioxydausbeute beeinträchtigen. So ergab eine wäß rige Natriumchloritlösung in einer Konzentration von 5 g im Liter und einer angewandten Menge von 130 ml, unter Zugabe von 5 ml Salzsäure 2n, nur eine Chlordioxydausbeute von 50 mg, während die 3011/oige Natriumchloritlösung in einer Menge von 2 ml bei der gleichen Salzsäurezugabe eine Ausbeute von 355 Mg Cl 02 ergab. Es muß also mit verhältnismäßig starken Konzentrationen gearbeitet werden, um eine möglichst hohe Cl 02-Ausbeute zu erzielen.
Es ist weiter bekannt, daß das sich entwickelnde gasförmige Cl 0, stark explosive Eigenschaften besitzt. Dementsprechend war bisher auch immer angestrebt worden, das Cl 0, sofort im Wasser zu lösen. Dieses bedingte aber die Schwierigkeit, daß sich die erwünschten hohen Lösungskonzentrationen nicht einhalten ließen.
Es wurde nun gefunden, daß sich die Herstellung von Chlordioxyd in Form von Lösungen, wie sie für die praktische Anwendung in Frage kommen, völlig gefahrlos vornehmen läßt, wenn man die Reaktionsteilnehmer innerhalb einer C102 lösenden Flüssigkeit, deren spezifisches Gewicht geringer ist als das der Reaktionspartner, am Boden eines vom Flüssigkeitsbehälter abgeteilten und mit diesem nur durch eine Gasaustrittsöffnung verbundenen Reaktionsgefäßes zusammenbringt. Als derartige Schutzflüssigkeit lassen sich Leichtbenzin, Tetrachlorkohlenstoff, Essigsäure u. dgl. verwenden. Vielfach wird man jedoch aus praktischen Gründen Wasser bevorzugen. Wichtig ist, daß bei einem entsprechenden Unterschied im spezifischen Gewicht der Flüssigkeiten die verhältnismäßig konzentrierten Lösungen der Reaktionspartner am Boden des Reaktionsgefäßes zusammengeführt werden, damit die Reaktionspartner sich nicht allzu rasch in der iiingebenden Flüssigkeit verteilen, ehe sie sich zu einem wesentlichen Teil miteinander umgesetzt haben.
Im allgemeinen läßt man die entstehende Chlordioxydlösung nach beendeter Reaktion einer Dosiervorrichtung bekannter Art zufließen, welche die erhaltene Lösung dem Ort des Verbrauchs in der gewünschten Menge und Konzentration zuführt. Die Chlordioxydlösung kann auch durch eine Dosierpumpe aus dem Vorratsbehälter abgezogen werden. Gegebenenfalls läßt sich eine kontinuierliche Erzeugung einer Chlordioxydlösung gewünschter Konzentration dadurch bewerkstelligen, daß man die den Ort der Reaktion umgebende Flüssigkeit in eine mehr oder weniger rasche Strömung versetzt. Dabei wird die Flüssigkeit in dem Maße, wie sie sich mit Chlordioxyd sättigt, durch frische Flüssigkeit ersetzt, wobei man die Strömungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der in der Lösung erwünschten Chlordioxdkonzentration einstellt.
Zur Durchführung der geschilderten Umsetzung kann eine Vorrichtung dienen, bei welcher innerhalb eines Flüssigkeitsbehälters ein Reaktionsgefäß vorhanden ist, das mit bis zum Boden des Gefäßes reichenden Leitungen für die Reaktionsteilnehmer sowie im oberen Teil mit einer Öffnung versehen ist, durch welche das erzeugte Chlordioxyd in die umgebende Flüssigkeit zu entweichen vermag.
Die Zeichnungen veranschaulichen einige Ausführungen der genannten Vorrichtung, und zwar zeigt Fig. 1 das Prinzip der neuen Vorrichtung schematisch im Schnitt; Fig. 2 und 3 stellen abgeänderte Ausführungsformen der Vorrichtung ebenfalls schematisch im Schnitt dar. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 befindet sich in einem Glas- oder Steinzeugbehälter 1, der mit der Schutzflüssigkeit 2 gefüllt ist, eine mit drei Öffnungen versehene Flasche 3, die auf dein Boden des Behälters 1 versenkt ist. Durch die bis auf den Boden des Behälters 3 reichende Zuführung 4 wird eine konzentrierte Lösung von Natriumchlorit aus dem Vorratsgefäß 5 in abgemessener Geschwindigkeit, die durch den Hahn 6 geregelt werden kann, zulaufen gelassen, während durch die ebenfalls auf den Boden des Behälters 3 reichende Zuführung 7 aus dem Vorratsbehälter 8 eine entsprechend konzentrierte Lösung von Chlorwasserstoff eingeleitet wird, deren Zulauf durch das Ventil 9 geregelt wird. Infolge des spezifischen Gewichtes der Chemikalienlösungen, welches das Gewicht des umgebenden Wassers übersteigt, wird aus der Flasche 3 die Schutzflüssigkeit verdrängt, so daß die beiden Komponenten innerhalb der Flasche 3 in praktisch unveränderter Konzentration ausreagieren können.
Das entstehende gasförmige Chlordioxyd wird im Augenblick seiner Entwicklung bei seinem Austritt aus der mittleren Öffnung 10 des Behälters 3 sogleich von der umgebenden Schutzflüssigkeit 2 gelöst, wodurch jede Explosionsgefahr mit Sicherheit vermieden ist.
Die entstandene Chlordioxydlösung kann aus dem Behälter l mit den dem Stand der Technik entsprechenden volumetrischen Dosiereinrichtungen, z.B. Tauchkolbendosierpumpen, abgezogen und dem Ort des Verbrauchs, z. B. einem zu beeinflussenden Strom von Oberflächenwasser, zugesetzt werden.
Die in dem Reaktionsgefäß 3 zurückbleibenden Mengen an umgesetzten Reaktionsteilnehmern, in erster Linie Kochsalz sowie geringe Mengen Chlorat und Chlor, können mit Hilfe von Druckwasser ausgespült werden.
Uin es unmöglich zu machen, daß die beiden Reaktionspartner im Reaktionsbehälter zusammentreffen, ohne daß die Schtitzflüssigkeit anwesend ist, sind gemäß einer besonderen Ausführungsforrn der Erfindung Verriegelungseinrichtungen in den Zuleitungen4und7 zum Reaktionsgefäß vorgesehen, welche sich nur dann öffnen, wenn der Behälter 1 eine ausreichende Menge Schutzflüssigkeit enthält.
Gemäß Fig. 2 sind innerhalb des Behälters 1 zwei Schwimmer 11 und 12 vorgesehen, welche auf die Ventile 13 und 14 einwirken, die den Zufluß der Chemikalien durch die Leitungen 4 und 7 in den eigentlichen Reaktionsbehälter3 ermöglichen. Die Einrichtung ist so getroffen, daß sich die Ventile 13 und 14 unter der Einwirkung der Schwimmer 11 und 12 erst dann öffnen. wenn die Schutzflüssigkeit 2 innerhalb des Behälters 1 das gewünschte, in der Zeichnung angedeutete -Niveau erreicht hat.
Eine andere Ausführungsform der Vorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Hierbei sind die Ventile 13 und 14 mit Magnetsteuerungen 15 und 16 ausgerüstet, die von einer Schalteinrichtung 17 betätigt werden. An die Schalteinrichtung 17 ist gleichzeitig mit Hilfe der Leitung 18 eine Tauchelektrode 19 angeschlossen. Sobald das Niveau der Schutzflüssigkeit2 die gewünschte Höhe erreicht hat, wird von der Tauchelektrode 19 ein Stromimpuls gegeben, der über den Schalter 17 die Magnete 15 und 16 betätigt und damit die Ventile 13 und 14 öffnet. Sobald das Niveau der Schutzflüssigkeit unter das gewünschte Maß sinkt, wenn also die Tauchelektrode 19 außer Kontakt mit der Schutzflüssigkeit kommt, werden auf dem oben geschilderten Wege die Ventile 13 und 14 wieder selbsttätig geschlossen.

Claims

PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zum Erzeugen von Lösungen von Chlordioxyd durch Umsetzen von Chloritlösungen mit verdünnten Säuren oder sauren Salzen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktionsteilnehmer innerhalb einer Fliissigkeit, welche Chlordioxyd zu lösen vermag und deren spezifisches Gewicht geringer ist als dasjenige der Reaktionspartner, am Boden eines vom Flüssigkeitsbehälter abgeteilten und mit diesem nur durch eine Gasaustrittsöffnung verbundenen Reaktionsgefäßes zusammenbringt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schutzflüssigkeit Wasser verwendet wird. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ort der Reaktion umgebende Flüssigkeit in Strömung versetzt wird. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Flüssigkeitsbehälters (1) ein Reaktionsgefäß (3) -vorhanden ist, welches mit bis zum Boden des Gefäßes reichenden Leitungen (4, 7) für die Reaktionsteilnehmer sowie im oberen Teil mit einer Öffnung (10) versehen ist. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Leitungen (4-. 7) zum Reaktionsgefäß (3) aus Schwimmern (11, 12) bestehende Verriegelungseinrichtungen (13, 14) vorgesehen sind, welche die Absperrventile (13, 14) der Zuflußleitungen (4, 7) erst beim Erreichen eines bestimmten Niveaus der Schutzflüssigkeit (2) öffnen. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Tauchelektrode (19), welche bei Erreichen eines bestimmten Niveaus der Schutzflüssigkeit (2) einen Stromirnpuls erzeugt, weicher seinerseits durch die Magnetsteuerung (15, 16) die Sperrventile (13, 14) öffnet.