DE2934356A1

DE2934356A1 - Verfahren zum betrieb von fluessigkeitstauchungen

Info

Publication number: DE2934356A1
Application number: DE19792934356
Authority: DE
Inventors: Götz-Gerald Dr.-Ing. 4019 Monheim Börger; Werner Dipl.-Ing. 5068 Odenthal Hüning; Erhard Dr.-Ing. 5000 Köln Schellmann; Martin Ing.(grad.) 5071 Blecher Schweitzer
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1979-08-24
Filing date: 1979-08-24
Publication date: 1981-03-26
Also published as: DE2934356C2

Description

BAYER AKTIENGESELLSCHAFT 5090 Leverkusen, Bayerwerk

Zentralbereich Dp-by-c 9 3 ÄUG 197S

Patente, Marken und Lizenzen

Verfahren zum Betrieb von Flüssigkeitstauchungen

Flüssigkeitstauchungen werden als Flammensperren gegen Rückzündungen in explosible Gase führende Rohrleitungen eingesetzt.

Bei vielen chemischen Reaktionen entstehen Abgase, z.B. lösungsmittelhaltige Luft, die nicht ohne weiteres in die Atmosphäre abgeblasen werden können, sondern einer thermischen Reinigung (Abluftverbrennung) zugeführt werden müssen. Solche Abgase fallen in stark schwankenden Zusammensetzungen und Konzentrationen an. Häufig treten Gasgemische auf, die aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung und Konzentration ohne weitere Brennstoffzufuhr zündfähig sind. Werden solche Gase einer Verbrennung zugeführt, besteht die Gefahr der Rückzündung von der Verbrennungseinrichtung zur Quelle der Gase, d.h. bis in den Reaktor, in dem die Gase entstehen.

Zur Vermeidung solcher Rückzündungen wird der Gasstrom in Flüssigkeitstauchungen in eine Vielzahl Gasblasen, die durch eine Flüssigkeitssäule hindurchtreten, aufgelöst.

Le A 19 360

130013/0503

Im Falle einer Rückzündung kann sich die Rückzündflanime bis zur Flüssigkeitsoberfläche ausbreiten. Ein Hindurchtreten der Flammenfront durch die Blasensäule in der Tauchung soll jedoch vermieden werden.

Die Wirksamkeit solcher Tauchungen hängt davon ab, wie gut die einzelnen Gasblasen in der Tauchung getrennt werden können, d.h. von Blasengröße und Abstand der Blasen, also der Gasbelastung der Tauchung und der Höhe der Blasensäule. Die einzelnen, an die Oberfläche der Tauchung tretenden Gasblasen werden dort gezündet und verbrennen in Form kleiner Explosionen, die zu einer Zündung von noch nicht an der Oberfläche angekommenen Blasen führen können, bis schließlich eine Zündung durch die Tauchung hindurch erfolgen kann.

Es wurde nun gefunden, daß die Wirksamkeit von Flüssigkeitstauchungen wesentlich erhöht werden kann, wenn diese bei erhöhter Temperatur betrieben werden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zum Betrieb von FlüssigkeitStauchungen als Flammensperren für explosible Gasgemische, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als flüssiges Flammensperrmedium Wasser bei einer Temperatur von oberhalb 40⁰C eingesetzt wird.

Le A 19 360

130013/0503

Bevorzugt soll die Temperatur des Wassers zwischen 55 und 70⁰C liegen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf alle bekannten Konstruktionen von Plüssigkeitstauchungen anwendbar. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Durchzündsicherheit bekannter Flüssigkeitsstauchungen für höhere Gasdurchsätze, geringere Bedeckungshöhen (d.h. geringere Blasensäulenhöhe) und/oder Gemische höherer Explosivität als nach dem Stand der Technik gewährleistet.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert:

Die anliegende Figur 1 zeigt beispielhaft eine Flüssigkeitstauchung im Schnittbild. Fig. 2 zeigt einen Schnitt 2-2 gemäß Fig. 1.

Die Tauchung nach Fig. 1 und 2 besteht aus einem Gehäuse 10, in dem in Richtung der Längsachse ein Gasverteilungsrohr 11 angebracht ist. Das Gas tritt durch das Einlaßrohr 18 in das Gasverteilungsrohr 11 ein und verläßt dieses durch die öffnungen mit einer Geschwindigkeit v„. Es sind 50 öffnungen mit einem Durchmesser von je 5 mm vorgesehen. Auf der Außenseite des Rohres 11 bilden sich vor den Offnungen 12 Blasenschläuche, die in einem bestimmten Abstand von den Austrittsöffnungen in Einzelblasen zerfallen, die durch die im Gehäuse 10 befindliche Flüssigkeit nach oben sprudeln. Die

Le A 19 360

130013/0503

-s-

Blasen durchtreten die Flüssigkeitsoberfläche 17. Das Gas verläßt die Tauchung durch die Öffnung 14. Damit sich die Blasen, die nach beiden Seiten des Rohres 11 austreten, nicht über dem Rohr 11 vereinigen können, sind Ableitbleche 16 vorgesehen. Zur Durchführung der Durchzündversuche wurde das Gehäuse 10 oben aufgeschnitten, so daß eine Öffnung entstand. Über der Öffnung 22 ist ein Zündbrenner mit leicht nach unten in die Öffnung 22 hineinbrennender Flamme angebracht. Die tiberdeckungshöhe (Höhe der Blasensäule) N kann über einen variablen Überlauf 15 verändert werden. Zur Herstellung definierter Gasgemische werden über die Zuleitungen 20 bzw. 21 Brenngas bzw. Luft zugeführt und in dem statischen Mischer 19 vermischt. Auf einem Abzweigrohr am Gaseintritt 18 ist ein Plastikbeutel 24 angeklebt, der im Falle der Durchzündung abfliegt und diese anzeigt.

Bei Durchzündversuchen mit Ethylen-Luft-Gemischen (Zusammensetzung 1 Teil Ethylen und 13 Teile Luft, laminare Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit 0,73 m/s) wurde bei einer Wassertemperatur von 60⁰C bei Gasaustrittsgeschwindigkeiten aus den Öffnungen 12 zwischen 7 und 27 m/s und bei Überdeckungshöhen zwischen 150 und 300 mm in keinem Fall eine Durchzündung erhalten. Vergleichsversuche bei einer Wassertemperatur von 35⁰C ergaben Durchzündungen bei Gasaustrittsgeschwindigkeiten von oberhalb 18 m/s bei allen Überdeckungshöhen. Bei einer Überdeckungshöhe von

Le A 19 360

130013/0503

150 mm fand bereits bei einer Gasaustrittsgeschwindigkeit von 7 m/s Durchzündung statt.

Entsprechende Versuche mit Propan-Luft-Gemischen (max. lam. Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit 0,43 m/s) ergaben, daß bei Wasserüberdeckungshöhen von ζ >150 mm auch ohne Erwärmung des Tauchbades in keinem Durchsatzbereich Durchzündung stattfindet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb von Tauchsicherungen erlaubt insbesondere die sichere Verhinderung der Rückzündung von Gasgemischen, die Gase der Explosionsklasse 2 enthalten. Bei Gasen der Explosionsklasse 3 wird in weiten Konzentrationsbereichen die Rückzündsicherheit gewährleistet.

Le A 19 360

130013/0503

Claims

— & — Patentansprüche

1. Verfahren zum Betrieb von Flüssigkeitstauchungen als Flammensperren für explosible Gasgemische, dadurch gekennzeichnet, daß als flüssige Flammensperre Wasser bei einer Temperatur oberhalb 40⁰C eingesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser einer Temperatur von 55 bis 70⁰C eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdeckungshöhe der Tauchung zwischen 150 und 300 mm beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasgemisch eingesetzt wird, dessen laminare Zündgeschwindigkeit zumindest zeitweilig oberhalb 0,43 m/s liegt.

Le A 19 360

130013/0503

ORIGINAL INSPECTED