DE402149C

DE402149C - Introduction of chlorine into liquids

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Publication number: DE402149C
Application number: DEO13788D
Authority: DE
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Priority date: 1923-07-15
Filing date: 1923-07-15
Publication date: 1924-09-15

Description

Einführung von Chlor in Flüssigkeiten. Bei der Einführung von Chlor in Flüssigkeiten, insbesondere bei der Herstellung von Chlorwasser, Hypochloritlösungen oder Lösungen von freier unterchloriger Säure, ist bisher stets so verfahren worden, daß man das Chlor in Gestalt gasförmigen. Chlors mit den Flüssigkeiten vereinigt hat; dies erfordert mehr oder weniger umfangreiche und komplizierte Absorptionsvorrichtungen.Introduction of chlorine into liquids. When introducing chlorine in liquids, especially in the production of chlorinated water, hypochlorite solutions or solutions of free hypochlorous acid, so far has always been the case that the chlorine is in gaseous form. Chlorine combined with the liquids Has; this requires more or less extensive and complicated absorption devices.

Benutzt man als Ausgangsmaterial das im Handel befindliche flüssige Chlor, so entweicht es beim öffnen des auf den Behälter angebrachten Ventils in einer dem Öffnungsquerschnitt und Druck entsprechenden Menge in Gasform. Hierbei kühlt sich jedoch das in dem Behälter befindliche flüssige Chlor infolge der Vergasung erheblich ab, wodurch der Druck in dem Behälter sinkt, so daß es vielfach notwendig ist, die Behälter anzuwärmen. Andererseits wird durch die Reaktion des gasförmigen Chlors mit den Flüssigkeiten selbst oder mit den in ihnen gelösten oder suspendierten Stoffen Wärme frei, die durch Abkühlung beseitigt werden muß.If the starting material used is the liquid that is commercially available Chlorine, so it escapes when the valve on the container is opened an amount in gas form corresponding to the opening cross-section and pressure. Here however, the liquid chlorine in the container cools as a result of the gasification considerably from, whereby the pressure in the container drops, so that it is often necessary is to warm the containers. On the other hand, through the reaction of the gaseous Chlorine with the liquids themselves or with those dissolved or suspended in them Substances release heat that has to be removed by cooling.

Es ist nun schon verschiedentlich versucht worden, diese Nachteile dadurch zu vermeiden, daß man das Chlor als flüssiges Chlor der Absorptionsflüssigkeit zugeführt hat. Es sollte z. B. so vorgegangen werden, daß das flüssige Chlor in den gleichen Raum, in welchem sich die Absorptionsflüssigkeit befand, hineinversprühtwurde; doch wurde ausdrücklich zur Bedingung gemacht, daß das Versprühen des flüssigen Chlors außerhalb der Absorptionsflüssigkeit stattfinden sollte. Von anderer Seite wurde vorgeschlagen, das flüssige Chlor in eine innerhalb der Absorptionsflüssigkeit liegende offene Rohrschlange zu leiten, so daß durch die Wärmeabsorption, welche beim Übergang des Chlors vom flüssigen in den gasförmigen Zustand vor sich geht, die Absorptionsflüssigkeit herabgekühlt und auf diese Weise dem Auftreten von Reaktionswärme bei der Verbindung des Chlors mit dem in der Absorptionsflüssigkeit enthaltenen Alkalien entgegengearbeitet wurde. Vorübergehend ist auch erwähnt worden, daß man das flüssige Chlor unmittelbar in die Absorptionsflüssigkeit einleiten kann, so daß die Expansion nicht in einer vorgeschalteten Rohrschlange, sondern in der Flüssigkeit selbst stattfinden würde; aber praktisch brauchbare Vorschläge, wie dies geschehen kann, sind nicht gegeben worden.Various attempts have now been made to address these disadvantages by avoiding the fact that the chlorine is used as liquid chlorine in the absorption liquid has fed. It should e.g. B. proceed so that the liquid chlorine in the same space in which the absorption liquid was located was sprayed into; but it was expressly made a condition that the spraying of the liquid Chlorine should take place outside the absorption liquid. From the other side it has been proposed to convert the liquid chlorine into an inside the absorption liquid to conduct lying open pipe coil, so that through the heat absorption, Which occurs during the transition of chlorine from liquid to gaseous state, the absorption liquid is cooled down and in this way the occurrence of heat of reaction in the connection of the chlorine with that contained in the absorption liquid Alkalis was counteracted. It was also mentioned temporarily that one can introduce the liquid chlorine directly into the absorption liquid, so that the expansion is not in an upstream pipe coil, but in the liquid itself would take place; but practical suggestions on how to do this can have not been given.

:Nachstehend soll nun einverfahren und eine Vorrichtung beschrieben werden, welche den bei der direkten Expansion von flüssigem Chlor in eine Absorptionsflüssigkeit zu er- . füllenden Anforderungen gerecht wird.: A method and an apparatus will now be described below which the direct expansion of liquid chlorine into an absorption liquid to er. fulfills all requirements.

Wenn Chlor aus dem flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht, tritt eine erhebliche Volumenvergrößerung ein, wie sich aus dem Verhältnis der spei. Gewichte von rund ', 1 400 g für 1 1 flüssiges Chlor gegen 3 g für gasförmiges Chlor ergibt; das Volumen des Chlorgases ist also etwa 47omal so groß als das des flüssigen Chlors. Entsprechend dieser großen Ausdehnung würden sich, wenn man flüssiges Chlor einfach in die Absorptionsflüssigkeit hineinfließen ließe, ungeheuer große Gasblasen bilden, welche größtenteils aus der Absorptionsflüssigkeit heraus in die Luft entweichen würden. Das erste Erfordernis ist also, dafür zu sorgen, daß das flüssige Chlor äußerst fein in der Absorptionsflüssigkeit verteilt und mit dieser so ver- ' mischt wird, daß die bei der Expansion entstehenden Gasblasen von der Absorptionsflüssigkeit aufgenommen werden können, ehe sie die Flüssigkeitsoberfläche erreichen.When chlorine changes from the liquid to the gaseous state, occurs a considerable increase in volume, as can be seen from the ratio of the spei. Weights of around 1 400 g for 1 liter of liquid chlorine against 3 g for gaseous chlorine results; the volume of the chlorine gas is thus about 47o times that of the liquid Chlorine. This would correspond to this large expansion if liquid chlorine was used simply let immensely large gas bubbles flow into the absorption liquid which mostly escape from the absorption liquid into the air would. So the first requirement is to ensure that the liquid chlorine extremely finely distributed in the absorption liquid and so mixed with it is that the gas bubbles formed during the expansion from the absorption liquid can be absorbed before they reach the surface of the liquid.

Als Absorptionsflüssigkeit können Wasser, Lösungen von Alkalien, Suspensionen von Erdalkalien, organische Substanzen und andere in Anwendung kommen.Water, solutions of alkalis, suspensions of alkaline earths, organic substances and others are used.

Die feine Verteilung des Chlors findet nach dem nachstehend beschriebenen Verfahren in der Weise statt, daß der Strahl flüssigen Chlors unterhalb der Oberfläche der Absorptionsflüssigkeit austritt und unmittelbar an der Austrittsstelle in diese von einem Flüssigkeitsstrahl getroffen wird, der ihn in feinste Teilchen aufteilt. Die Bewegungsrichtung der beiden Strahlen zueinander wird vorzugsweise rechtwinklig wie bei einem Inhalator gestellt, doch können sie auch parallel bzw. konzentrisch wie bei einem Gebläse oder in irgendeinem anderen Winkel erfolgen.The fine distribution of the chlorine takes place as described below The process takes place in such a way that the jet of liquid chlorine is below the surface the absorption liquid exits and directly at the exit point into this is hit by a jet of liquid, which splits it into extremely fine particles. The direction of movement of the two beams to one another is preferably at right angles like an inhaler, but they can also be parallel or concentric like a fan or at any other angle.

In den Abb. i und a sind zwei Ausführungsbeispiele für eine Inhalator- und gebläseartige Vorrichtung zur Ausübung des Ver- j fahrens gegeben. Es bezeichnen i das Ventil, durch welches das flüssige Chlor eintritt und a die ebenfalls durch ein Ventil kontrollierte Flüssigkeitszuleitung. Die zur Herstellung dieser Vorrichtungen benutzten Materialien können verschiedener Natur sein, müssen jedoch Chlor in Gegenwart von Feuchtigkeit Widerstand leisten können. Von Metallen sind hierzu vornehmlich Silber und Platin, von anderen Substanzen Glas, Hartgummi, Porzellan oder Steinzeug geeignet. Da diese Mischvorrichtungen sich unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche befinden sollen, ist der Raum um das Chlorventil auch stets mit Flüssigkeit gefüllt, so daß die gesamte Wärmemenge, die bei der Expansion des Chlors verbraucht wird, der Flüssigkeit entnommen werden muß. Durch den scharf an der Mündung des Chlorventils vorbeigehenden Strahl der eintretenden Flüssigkeit wird das flüssige Chlor in feinste Teilchen aufgeteilt, wobei gleichzeitig durch die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahls eine ständige gründliche Durchmischung der Gesamtflüssigkeit stattfindet.In Figs. I and a are two embodiments for an inhaler and given a blower-like device for performing the method. Designate it i the valve through which the liquid chlorine enters and a which also passes through a valve controlled liquid supply. The ones used to manufacture these devices The materials used can be of various types, but must have chlorine in the presence can resist moisture. For this purpose, metals are mainly used Silver and platinum, other substances glass, hard rubber, porcelain or stoneware suitable. Because these mixing devices are located below the surface of the liquid should be located, the space around the chlorine valve is always filled with liquid, so that the total amount of heat that is consumed in the expansion of the chlorine, the liquid must be removed. By the sharp at the mouth of the chlorine valve The passing jet of the entering liquid turns the liquid chlorine into the finest Particles split up at the same time due to the speed of the liquid jet a constant thorough mixing of the total liquid takes place.

Diese Einrichtung wird vorteilhaft in einem senkrechten geschlossenen Gefäß, vorzugsweise von Zylinderform, am besten aus Glas (Abb. 3 Nr. 3), untergebracht, und dieses Gefäß wird mit einem Ablaufrohr q. versehen, dessen Auslauf dicht unter dessen oberem Ende angebracht ist, so daß die Zerstäubungseinrichtung stets unterhalb des Flüssigkeitsspiegels sich befindet. Ist das Gefäß aus Glas, so gestattet es jederzeit eine Kontrolle des Reaktionsvorganges.This facility is advantageously closed in a vertical Vessel, preferably of cylindrical shape, preferably made of glass (Fig. 3 No. 3), housed, and this vessel is connected to a drain pipe q. provided, its outlet just below whose upper end is attached so that the atomizing device is always below the liquid level is. If the vessel is made of glass, allow it a control of the reaction process at any time.

Die fertige Reaktionslösung fließt durch das Ablaufrohr q der Verbrauchsstelle oder einem Vorratsbehälter 5 zu.The finished reaction solution flows through the outlet pipe q at the point of consumption or a storage container 5.

Für die Herstellung organischer chlorierter Substanzen, beispielsweise Chlorbenzol, bietet dieses Verfahren erhebliche Vorteile, da die starke Abkühlung des expandierten flüssigen Chlors die sonst unumgängliche Kühlung fast oder vollständig überflüssig macht.For the production of organic chlorinated substances, for example Chlorobenzene, this process offers considerable advantages because of the strong cooling the otherwise unavoidable cooling almost or completely of the expanded liquid chlorine makes redundant.

Bei der Herstellung von Substanzen, wie Acetylentetrachlorid und anderen mehr, zu deren Herstellung eine Beleuchtung mittels aktinischer Strahlen wichtig ist, besitzt die Anwendung eines Glasgefäßes als Reaktionskammer einen ganz besonderen Vorteil, da es eine intensive allseitige Beleuchtung der Reaktionsstelle von außen her gestattet, ohne komplizierte Konstruktionen, wie sie so vielfach vorgeschlagen sind, zur Beleuchtung innerhalb des Reaktionsbehälters zu erfordern.In the manufacture of substances such as acetylene tetrachloride and others more, for the production of which lighting by means of actinic rays is important is, the use of a glass vessel as a reaction chamber has a very special one Advantage because there is intensive all-round illumination of the reaction point from the outside forth without complicated constructions, as proposed so many times are required for lighting inside the reaction vessel.

Ebenso vorteilhaft läßt sich die Vorrichtung bei der Herstellung von Hypochloritlösungen, wie sie zur Bleicherei gebraucht werden, z. B. Calciumhypochloritlösungen, verwenden. Man kann hierbei entweder in üblicher Weise vorgehen, indem man Kalkmilch in solcher Menge anwendet, daß der vorhandene Kalk stets in einem geringen Überschuß über die aequivalente Chlormenge vorhanden ist. Nach erfolgter Reaktion fließt dann die erzeugte Calciumhypochloritlösung nebst dem überschüssigen Kalk in einen Klärbehälter, welcher entweder absatzweise gefüllt und nach der nötigen Anzahl von Stunden von dem abgesetzten Schlamm befreit werden kann, oder er kann so eingerichtet werden, daß aus ihm kontinuierlich ein Strahl geklärter Calciumhy pochloritlösung während der ganzen Dauer des lusammenbringens von flüssigem Chlor und Kalkmilch abläuft.The device can also be used advantageously in the production of Hypochlorite solutions such as are used for bleaching, e.g. B. calcium hypochlorite solutions, use. You can either use the usual Act wisely by using milk of lime in such an amount that the existing lime is always in a slight excess over the equivalent amount of chlorine is present. After Reaction then flows the generated calcium hypochlorite solution along with the excess Lime in a septic tank, which is either filled in batches and after the necessary Number of hours can be freed from the settled sludge, or he can be arranged in such a way that from it a continuous stream of clarified Calciumhy pochlorite solution for the entire duration of the liquid chlorine bringing together and milk of lime runs off.

Will man in einer dieser beiden Weisen arbeiten, so ist, um Chlorverluste durch Chloratbildung zu vermeiden, eine gewisse Sorgfalt in der Regulierung des Chlor- und Kalkmilchstrornes vonnöten.If one wants to work in one of these two ways, one is to avoid chlorine losses To avoid chlorate formation, take a certain care in regulating the Chlorine and lime milk stream required.

Vorteilhafter arbeitet man, wenn man dem Kalkmilchstrom eine beliebige Menge von Chlor, und zwar vorzugsweise so viel zufügt, als die Lösung irgend aufnehmen kann, ohne daß Chlor unabsorbiert entweicht und dann diese übersättigte Lösung, gegebenenfalls unter kräftiger Durchmischung, in den Klärbehälter einfließen lädt und dafür sorgt, daß in diesem ständig eine ausreichende Menge von Kalkmilch vorhanden ist, um den Überschuß von Chlor zu neutralisieren. Man kann also ohne besondere Sorgfalt auf die Einstellung der Chlor- und Kalkmilchmenge doch mit Sicherheit und ohne eine Chloratbildung befürchten zu müssen, eine stets gleichmäßig neutrale bzw. schwach alkalische Calciumhypochloritlösung erzeugen. Sinkt dann gelegentlich die zugeführte Chlormenge bzw. steigert sich die Kalkmilchmenge, so daß ein Überschuß an freiem Kalk in der erzeugten Lösung vorhanden ist, so setzt sich dieser Überschuß in dem Klärbehälter ab, um später, wenn wieder eine überchlorierte Lösung in den Behälter eintritt, von dem überschüssigen Chlor zu neutralem Calciumhypochlorit gelöst zu werden. Bei Anwendung eines Glaszylinders als Reaktionsgefäß wird die Beobachtung erleichtert, da sich ohne weiteres an der Färbung und dem Trübungsgrade der Lösung erkennen lädt, ob diese über- oder unterchloriert ist.It is more advantageous to work if you add any one to the milk of lime stream Add amount of chlorine, and preferably as much as the solution can take up can without chlorine escaping unabsorbed and then this supersaturated solution, if necessary, with vigorous mixing, pour into the clarification tank and ensures that there is always a sufficient amount of milk of lime in it is to neutralize the excess of chlorine. So you can do without special Care to adjust the amount of chlorine and lime milk surely and without having to fear the formation of chlorate, an always uniformly neutral or Generate weakly alkaline calcium hypochlorite solution. Occasionally the added amount of chlorine or increases the amount of milk of lime, so that an excess of free lime is present in the solution produced, this excess settles in the septic tank to later, when again an overchlorinated solution in the Container enters, from the excess chlorine to neutral calcium hypochlorite to be solved. When using a glass cylinder as a reaction vessel, the Observation is made easier, as the color and the degree of opacity can easily be seen the solution loads to detect whether it is over- or under-chlorinated.

In der beschriebenen Weise lädt sich auch, um ein weiteres Anwendungsbeispiel auzuführen, Chlorhydrat mit Leichtigkeit in beliebigen Mengen erzeugen, indem man als Absorptionsflüssigkeit Wasser von normaler Wasserleitungstemperatur benutzt. Durch die Wärmeabsorption des expandierenden Chlors wird diese Temperatur so weit erniedrigt, daß sich Chlorhydrat in großen Mengen, und zwar in fein kristallinischer Form, abscheidet, das als feiner Brei durch das Ablaufrohr des Reaktionszylinders abläuft. Auch hierbei ist es vorteilhaft, zur Verfolgung des Reaktionsverlaufs ein Reaktionsgefäß aus Glas zu benutzen. Chlorhydrat eignet sich vorzüglich zur Vornahme von Chlorreaktionen, für die Chlor von hoher Konzentration und doch in feiner reaktionsfähiger Verteilung benötigt wird, wie sie weder beim gasförmigen noch beim flüssigen Chlor gegeben ist, und zwar ohne daß man, wie bei Anwendung flüssigen Chlors, genötigt ist, unter Druck zu arbeiten. Mittels des beschriebenen Verfahrens und Vorrichtung ist es leicht, Chlorhydrat einfach und in beliebigen Mengen ohne alle Chlorverluste, herzustellen.In the manner described it also invites to a further application example To perform, produce hydrochloride in any quantity with ease by one water at normal water pipe temperature is used as the absorption liquid. This temperature becomes so high due to the heat absorption of the expanding chlorine lowers that there is hydrochloride in large quantities, in fine crystalline Form, which separates as a fine paste through the outlet pipe of the reaction cylinder expires. Here, too, it is advantageous to follow the course of the reaction To use reaction vessel made of glass. Hydrochloride is particularly suitable for making of chlorine reactions, for which chlorine is of high concentration and yet more reactive in a finer way Distribution is required, as it is neither with gaseous nor with liquid chlorine is given, without the need, as is the case with the use of liquid chlorine is working under pressure. By means of the method and device described it is easy to use chlorine hydrate simply and in any quantity without any loss of chlorine, to manufacture.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for introducing chlorine into liquids, characterized in that there is liquid chlorine below the surface of the reaction liquid by a jet of liquid that is at an angle or parallel or concentric hits a jet of liquid chlorine, fine within the absorption liquid atomized. z. Method according to claim i, characterized in that when using of milk of lime and similar substances as absorption liquid these in one any amount, for example only sufficient to absorb the chlorine introduces and the resulting liquid through one in an upstream container Any excess of milk of lime, etc., loads, with the milk of lime Containing container preferably serves as a clarifier at the same time. 3. Device according to claim i, characterized in that the atomizing device is attached i lower end of a vertical, preferably made of glass and possibly surrounded by lighting devices is located on the its upper end is provided with a drain pipe.