DE3842065A1 - Verfahren und vorrichtung zur dynamischen gasmischung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Mischung von Gasen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Um chemische Reaktionen in der Gasphase durchzuführen, ist es oft erforderlich, ein Reagenz aus der flüssigen Phase in die Gasphase überzuführen. Dazu sind der Technik eine Vielzahl von Verdampfern bekannt. So werden beispielsweise Fallfilmverdampfer, Rotationsverdampfer oder Rohrverdampfer eingesetzt. Ebenfalls sind Vorrichtungen bekannt, bei denen Flüssigkeiten in heiße Gasströme zerstäubt werden, um da­ mit eine Verdampfung der Flüssigkeit zu erzielen. All diese Verfahren sind mit dem Nachteil behaftet, daß sie für die Verdampfung instabiler Substanzen nicht einsetzbar sind. So gibt es Substanzen, die sich bei der Erwärmung bis zum Siedepunkt zersetzen, zum Teil auch explosionsartig, und es gibt Substanzen, die sich in der Gasphase bei hohen Temperaturen, wie sie zur Vermeidung von Kondensation er­ forderlich sind, zersetzen. Beispielsweise gilt dies bei der Verdampfung von H₂O₂.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anzu­ geben, mit dem ein Gasstrom mit dem Dampf einer Flüssigkeit vermischt wird, wobei die Flüssigkeit schonend verdampft wird.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 in Verbindung mit einer Vorrichtung nach Anspruch 5 gelöst. Ausgestaltungen sind Bestandteile von Unteransprüchen.

Ein als Bestandteil des gewünschten Reaktionsgasgemisches vorgesehenes Treibgas durchströmt einen Ejektor, der auf­ grund dieser Durchströmung einen Unterdruck aufbaut. Über eine Verbindungsleitung ist der Ejektor an einen Verdampfer angeschlossen, in dem der Unterdruck aufgebaut wird. Der Verdampferoberfläche im Verdampfer wird von einer oder mehreren Heizungen erwärmt. Die Heizung kann vorzugsweise elektrisch oder mit heißem Dampf betrieben werden. Auch andere Beheizungsmöglichkeiten sind möglich.

Auf die Verdampferoberfläche wird die zu verdampfende Flüs­ sigkeit zugeführt. Vorzugsweise wird die Flüssigkeit über eine Düse in den Verdampfer auf die Verdampferoberfläche eingesprüht. Die Düse ist über eine Zuleitung mit einem Vorratsbehälter für die Flüssigkeit verbunden. In dieser Zuleitung sind eine Dosierpumpe, ein Pulsationsdämpfer und ein Druckhalteventil vorgesehen.

Das Verfahren kann überall dort eingesetzt werden, wo ein Gasstrom mit dem Dampf einer Flüssigkeit vermischt werden soll, beispielsweise Rauchgas mit Wasserstoffperoxid als Reagenz, oder Luft mit Wasser zur Befeuchtung. Ein Ejektor wird zur Senkung des Siedepunktes und gleichzeitig zur Mischung des Dampfes mit dem Treibgas zur Partialdruck­ erniedrigung eingesetzt. Eine weiterer Aspekt ist die da­ durch ermöglichte Zudosierung des Dampfes und das Einstellen der Konzentration, was über die Dosierung der Flüssigkeit erfolgt.

Die Erfindung wird anhand einer Figur näher erläutert.

Es zeigt:.

Die Figur die beispielhafte Prinzipanordnung der Verdampfer­ einheit.

In der Figur wird eine beispielhafte Anordnung des Verdamp­ fers dargestellt. Aus einem Vorratsbehälter 2, der die zu verdampfende Flüssigkeit enthält, wird über eine Verbin­ dungsleitung 4, in die eine Dosierpumpe 6, ein Pulsations­ dämpfer 8 und ein Druckhalteventil 10 integriert sind, die Flüssigkeit dem Verdampfer 12 zugeleitet. In dem Verdampfer 12 wird die Flüssigkeit vorzugweise über eine Düse oder einen Ultraschallzerstäuber 14 auf die Verdampferoberfläche 16 gesprüht und damit eine bessere Flüssigkeitsverteilung auf der Verdampferoberfläche 16 erzielt, als wenn die Flüs­ sigkeit zugetropft würde. Die Verdampferoberfläche 16 ist über eine Heizung 18 beheizbar und auf der Verdampferober­ fläche 16 wird die zudosierte Flüssigkeitsmenge sofort ver­ dampft. Im Verdampfer 12 befindet sich ein Vakuum, das von einem Ejektor 20 erzeugt wird. Über eine Verbindungsleitung 22 sind Verdampfer 12 und Ejektor 20 miteinander verbunden und die verdampfte Flüssigkeit wird über diese Leitung 22 vom Ejektor 20 angesaugt und mit dem den Ejektor 20 durch­ strömenden Treibgas 24 gemischt und dadurch verdünnt. Das Treibgas 24 wird über die Leitung 26 dem Ejektor 20 zuge­ führt. Das dann den Ejektor 20 über die Leitung 28 verlas­ sende Gasgemisch 30 kann einem beliebigen Prozeß zur Wei­ terverarbeitung zugeführt werden.

Durch die Verwendung beschriebener Erfindung ist es möglich, einen beliebigen Molenstrom zu verdampfen und somit eine Anpassung an die Gasphasenreaktion zu erzielen. Durch das Verdampfen im Vakuum kann die Verdampfungstemperatur niedrig gehalten werden und durch die Verdünnung der verdampften Flüssigkeit mit dem Treibgas wird der Taupunkt des Gas­ gemisches herabgesetzt.

Claims (7)

1. Verfahren zur dynamischen Gasmischung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß von einem durch ein Treibgas betriebenen Ejektor in einem beheizten Verdampfer ein Vakuum erzeugt wird, die zu verdampfende Flüssigkeit dem Verdampfer zu­ dosiert wird, die verdampfte Flüssigkeit vom Ejektor an­ gesogen und im Ejektor mit dem Treibgas gemischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit mit einer Düse oder einem Ultraschall­ zerstäuber dem Verdampfer zugeführt und auf die Ver­ dampferoberfläche verteilt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1 oder 2 zur dynamischen Gasmischung, dadurch gekennzeichnet, daß ein beheizter Verdampfer (12) an einen einen Unterdruck erzeugenden Ejektor (20) ange­ schlossen ist und Vorrichtungen zur Zudosierung der zu verdampfenden Flüssigkeit vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Düse zum Einsprühen der Flüssigkeit vorge­ sehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ultraschallzerstäuber zum Einsprüchen der Flüssigkeit vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung (4) eine Dosier­ pumpe (6), ein Pulsationsdämpfer (8) und ein Druckhalte­ ventil (10) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Ejektor (20) eine Verbindungs­ leitung (22) zum Verdampfer (12), eine Zuleitung (26) für das Treibgas (24) und eine Ableitung (28) für das Gasgemisch (30) aus Treibgas und verdampfter Flüssigkeit vorgesehen sind.