DE163371C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Das im nachstehenden beschriebene neue Verfahren bietet bei denjenigen chemischen Prozessen besondere Vorteile, bei denen hoch über ihren Kondensationspunkt erhitzte Gase kondensiert v/erden sollen, wie dies z. B. der. Fall ist, wenn Salze lediglich durch Erhitzen in ihre Hauptbestandteile, Basis und Säure, zerlegt werden, und wenn die entstehenden gasförmigen Produkte saure oder ätzende

ίο Eigenschaften haben, welche ein Abkühlen in metallischen Kühlapparaten nicht zulassen.

Will man z, B. die Halogenverbindungen Chlorcalcium und Chlormagnesium durch Glühen in Gegenwart von Wasserdämpfen in Salzsäure einerseits und in die freien Oxyde andererseits eventuell unter gleichzeitiger Herstellung von Silikatverbindungen dieser Oxyde zerlegen, so erfordert die praktische Ausführung dieses Verfahrens eine mindestens der Rotglut entsprechende Temperatur, und mit dieser Temperatur, welche weit über dem Kondensationspunkt der gasförmigen Zersetzungsprodukte liegt, verlassen auch diese den Ofen.

Da bei derartigen Gasen metallene Kühler in den meisten Fällen nicht haltbar sind und vor allen Dingen zu Verunreinigungen mit Metallverbindungen Veranlassung geben, so ist man auf die Verwendung von Kühlvorrichtungen aus Glas, Schamotte oder Ton angewiesen, welche nicht nur schlechte Wärmeleiter sind und daher verhältnismäßig große Dimensionen erhalten müssen, sondern vor allen Dingen bei sehr hohen Temperaturen, welche zudem beträchtlichen Schwankungen unterliegen, sehr wenig haltbar sind und somit die Fabrikation außerordentlich verteuern.

Unsere in dieser Richtung angestellten Versuche haben nun zu einem Kühlverfahren unter Benutzung der bekannten Rieseltürme geführt, bei welchem alle in vorstehendem geschilderten Übelstände vollständig beseitigt sind.

Daselbe besteht in folgendem:

Zwischen dem Zersetzungsofen und der gewöhnlichen Kondensationsanlage wird ein aus widerstandsfähigem Material (Sandstein oder gebrannten Tonplatten oder -ringen) hergestellter, mit säurefesten Steinen oder anderen Füllkörpern ausgesetzter und mit einer Berieselungsvorrichtung versehener Turm b eingeschaltet, welchen die in α eingeführten heißen Gase von unten nach oben durchstreichen, während die gekühlten Gase durch in nach der Kondensationsanlage abströmen. Zum Berieseln des Turmes (Innenberieselung) benutzt man entweder reines Wasser oder einen Teil des in der Kondensationsvorrichtung gewonnenen Produktes oder aber eine geeignete Salzlösung.

Die am Fuße des. Turmes angelangte Berieselungsflüssigkeit fließt durch Rohr c kontinuierlich einer Kühlschlange oder einer anderen geschlossenen Kühlvorrichtung d zu, in welcher sie auf die erforderliche Anfangstemperatur abgekühlt wird, wonach sie durch Rohr«? in ein Sammelgefäß/ übertritt, das durch

Rohr ξ mit einer Hebevorrichtung (Drucktppf oder Pumpe) h verbunden ist, welche die Flüssigkeit durch Rohr i in die oberhalb des Turmes angeordneten Behälter k k fördert, aus denen sie durch Rohr I in den Turm zurückgelangt, um den Kreislauf von neuem zu beginnen. Ein und dasselbe Flüssigkeitsquantum kreist also ununterbrochen durch den Kühlturm und die Rückkühlvorrichtung. Das

ίο Quantum der in der Zeiteinheit durch den Turm rieselnden Flüssigkeit, sowie die Temperatur desselben werden nun so bemessen, daß der im unteren Teile des Turmes etwa verdampfende Teil der Flüssigkeit im oberen Teile wieder kondensiert, das Volumen und die Zusammensetzung der Kühlflüssigkeit an irgend einem Punkte also dauernd nahezu konstant erhalten werden, die abgekühlten Gase sich in bezug auf Wasserdampf der jeweiligen Temperatur entsprechend in gesättigtem Zustande befinden und daher die eigentliche Kondensation sofort nach dem Verlassen der vorbeschriebenen Kühlvorrichtung beginnt.

Infolge des ununterbrochenen Kreisens der Kühlflüssigkeit eignet sich das Verfahren im besonderen und soll auch lediglich Anwendung finden zum Kühlen der Mischungen von Wasserdämpfen mit solchen Gasen, welche aus ihren verdünnten wässerigen Lösungen beim Sieden nicht nur nicht ausgetrieben werden, sondern deren Lösungen durch Sieden konzentriert werden können, also unter Ausschluß von schwefliger Säure, Ammoniak und aller derjenigen Gase, welche auch aus ihren verdünnten, wässerigen Lösungen durch Erhitzen ausgetrieben werden, und für deren Behandlung* bereits anderweitige geeignete Verfahren existieren.
Das Verfahren bietet nach dem Obigen die Besonderheit, daß die Kondensation der Gase und Dämpfe in zwei Phasen zerlegt ist, nämlich

1. in das Abkühlen der heißen Gase durch direkte Berieselung derselben mit einer gekühlten Flüssigkeit bis zur beginnenden Kondensation, welche allein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, und

2. in die eigentliche Kondensation.

Diese beiden Phasen der Kondensation vollziehen sich in verschiedenen Apparaten.

Der Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß infolge der direkten Berührung zwischen Gasen und Kühlflüssigkeit die Wirkung eine sehr intensive ist, die Größe des Vorkühlapparates sowohl wie der Kondensationsvorrichtung sich auf ein Mindestmaß verringern, der Vorkühlapparat aus genügend widerstandsfähigem Materiale hergestellt werden kann und die hintergeschaltete Kondensationseinrichtung, weil sie die Gase mit konstanter Temperatur zugeführt erhält, sich bedeutend haltbarer erweist. Erst durch dieses Verfahren sind alle Schwierigkeiten, welche hoch erhitzte Gase bei der Kondensation durch ihre apparatzerstörende Wirkung verursachen, beseitigt worden.

Das Behandeln von löslichen oder kondensierbaren Gasen mit Flüssigkeiten in Apparaten mit Innenberieselung ist an sich bekannt und wird vielfach ausgeführt. Die bekannten Verfahren jedoch, bei welchen neben der Kondensationswirkung auch eine Kühlwirkung eintritt, dienen besonderen Zwecken und sind für den vorliegenden Zweck unbrauchbar.

In den allgemeinen Fällen handelt es sich entweder darum, Gase — auch solche, welche nicht technisch nutzbar gemacht werden sollen, sondern deren schädliche Wirkungen beseitigt werden sollen (vergl. Parnicke, maschinelle Hilfsmittel der ehem. Technik 1898, S. 149 und 150) — möglichst vollständig zu absorbieren oder zu kondensieren, oder bei Gasgemischen die Gase zu waschen und von schädlichen bezw. verunreinigenden Beimengungen zu befreien.

In den besonderen Fällen, welche durch Patente geschützt sind, handelt es sich darum, Gase und Dämpfe von sauren Bestandteilen durch Behandeln mit alkalischen Flüssigkeiten zu befreien und die entstandene Lösung zu verdampfen, oder es wird eine Trennung der technisch nutzbar zu machenden Gase von Wasserdampf beabsichtigt (Patentschrift 36721). Im letzteren Falle ist ein Kreislauf des Kühlmittels nicht erforderlich, weil die schweflige Säure, um welche es sich hier handelt, aus der siedenden Waschflüssigkeit vollständig ausgetrieben werden kann. Zudem charakterisiert sich dieses letztere Verfahren mehr als Destillationsprozeß, bei dem die zugeführte Wärme als Scheidemittel benutzt wird.

Ein drittes patentiertes Verfahren (Patentschrift 96157) hat zum Grundgedanken das Waschen der Gase, insbesondere des Schwefligsäureanhydrids, vermittels unter Druck zirkulierender Flüssigkeit auszuführen, nachdem die Gase der Oberflächenkühlung unterworfen worden sind. Die das Waschen begleitende Abkühlung wird als Nebenvorteil mitgenommen, aber nicht so geregelt, daß sie das Mittel zu der bestimmten Zweckerfüllung wird, welche beim vorliegenden Verfahren als technische Aufgabe gesetzt ist. Vor allen Dingen sind alle diese bekannten Verfahren für diese Aufgabe vollständig unbrauchbar, da das Kühlmittel, selbst wenn es während seines. Kreislaufes bis zum Sieden erhitzt würde, so große Mengen der nutzbar zu machenden Gase zurückhält, daß ein Fortlaufenlassen des erhitzten Kühlmittels vollständig ausgeschlossen ist. Bei der Kühlung von ,Salzsäuredämpfen z. B. würde die zum Sieden erhitzte Flüssigkeit

mit einem Gehalte von 20 ν. H. H Cl abfließen, vorausgesetzt, daß die Zusammensetzung der Gase eine solche Konzentration zuließe, da ja bekanntlich Salzsäure von 20 v. H. unverändert destilliert, Salzsäuregas für sich aus derselben also nicht mehr ausgetrieben werden kann. Eine Gewinnung dieser Säure in Handelsstärke würde also nach dem Verfahren der Patentschrift 36721 nicht möglich sein. Ebensowenig kann der in Patentschrift 96157 beschriebene Apparat in Betracht kommen, da sein eigentlicher Zweck ja nicht das Kühlen der Gase, sondern das Waschen und Transportieren derselben nach dem Abkühlen ist.

Ein Waschen der eingangs näher gekennzeichneten Gase im kalten Zustande ist aber aus den im vorhergehenden angeführten Gründen ebenfalls nicht ausführbar, sofern es sich um die technische Nutzbarmachung der Gase, welche vorliegendenfalls lediglich in Betracht kommt, handelt.

Das hier beschriebene Verfahren ist demnach ein solches, welches in keiner Weise mit den bereits bekannten und zum Teil auch patentierten Kühl- oder Absorptionsverfahren zusammenfällt und bei dem ein vollständig abweichender, scharf abgegrenzter Zweck verfolgt wird.

Daß je nach dem Prozeß, bei welchem das Verfahren angewendet wird, nebenher auch eine teilweise Reinigung der Gase von mitgeführten staubförmigen Substanzen oder gasförmigen Verunreinigungen — bei der Salzsäure z. B. von Schwefelsäure, welche infolge ihrer höheren Verdampfungstemperatur zurückgehalten wird — stattfindet, mag nur kurz erwähnt sein.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren, hocherhitzte Mischungen von Wasserdämpfen und Gasen, deren verdünnte, wässerige Lösungen sich beim Sieden an gelösten Gasen anreichern, auf eine ihrem Kondensationspunkte naheliegende Temperatur abzukühlen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischungen der Dämpfe und Gase dem Strome einer gekühlten, nach Gebrauch in den Kühlapparat zurückgeführten Lösung der Gase in Wasser oder Salzlösungen entgegengeleitet werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.