DE411637C - Verfahren zur Durchfuehrung von Reaktionen und Mischungen von Gasen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Durchführung von Reaktionen und Mischungen von Gasen.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Durchführung von Reaktionen und AIischungen von Gasen oder Flüssigkeiten im Kreislauf, z. B. bei der Herstellung von Salpetersäure oder Schwefelsäure.
• Das Verfahren besteht darin, daß man die durch einen Strahlapparat angesaugten Gase oder Flüssigkeiten in eine Rohrleitung drückt und durch eine Pumpe oder einen Kompressor von neuem als treibendes Mittel in den Strahlapparat einführt. Bei einer derartigen Verwendung von Strahlapparaten können die verschiedensten Sieden unter geeigneten Druck- und Temperatureverhältnissen in wechselnde wirkung zueinander gebracht werden Die Ausführung des Verfahrens und die zugehörige Apparatur ist außerordentlich einfach. letztere besteht nur aus einem bzw. mehreren zusammen arbeitenden Strahlapparaten, einer Pumper oder einem Kompressor für das Betriebsmittel sowie der Rohrleitung. Die Vorridchtung nimmt nur wenig Platz ein und wird dadurch übersichtlich und betriebssicher. Da die Medien in dem Apparat sehr innig durcheinandergemischt werden und ihre gegenseitige Einwirkung aufeinander durch Schaffung der günstigsten Druck- und Temperaturevenhältnisse bis zum äßersten gesteigert werden kann, so ist die Leistungsfähigkeit die höchste erreichbare. Zu diesen Vorzüge tritt noch der. daß die Anlagekosten sehr gering sind. In Anlage und Betrieb kostspielige Türme, wie sie z. B. heute bei der Herstellung von Salpetersäure aus Stickstoffverbindungen oder von Schwefelsäure üblich sind, werden entweder ganz oder zum Teil entbellrlich, weil die Reaktionen aus ihnen in den Strahlapparat verlegt werden. Wieweit die Konzentration von Säuren nach dem Verfahren getrieh werden Kann, hängt wesentlich mit von der Durchführung des Arbeitsprozesses ab.
• Das Verfahren läßt sich mit Vorteil an-Wenden, um in ununterbrochenem Betriebe eine Anreidherung von Gasen oder Füssigkeiten mit einem anderen Gase oder einer anderen Flüssigkeit herbeizuführen. Wenn man z. B. als treibendes Medium in dem Strahlapparat eine Flüssigkeit unter Druck einführt, so reichert sich diese Flüssigkeit mit den in dem Strahlapparat angesaugten Gasen oder einer zweiten Flüssigkeit an, und es findet eine Mischung bzw. Reaktion statt.
• Aus dem Strahlapparat gelangt das Produkt durch die Rohrleitung wieder zur Pumpe bzw zum Kompressor, um im Kreislauf von neuem als treibendes Medium in den Strahlapparat eingeführt zu werden, in dem es weitere Gase bzw. Flüssigkeiten an saugt und in sich aufnimmt, wodurch neue Reaktionen bzw Mischungen entstehen und das Produkt von neuem angereichert wieder in den Kreislauf gelangt. Dieser Arbeitsvorgang kann beliebig weit getrieben werden und bildet ein außerordentlich einfaches Mittel zur Erreichung der beabsichtigton wirkung.
• Zur besseren Veranschaulichung der Erfindung ist z. B. ein Strahlapparat in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Er setzt sich aus drei Teilen zusammen, die sich ganz wesentlich voneinander unterscheiden und von denen jeder seinen bestimmten Zweck ertullt. Diese Teile sind: 1. Die Vereinigung der beiden Rohre D und R. Sie führen die Medien Zusammen.
• Es ist Sache der konstruktiven Ausbildung, die Durchmischung so innig wie möglich zu machen.
• 2. Der Mischraum Z. Hier vereinigen sich die Medicn miteinander. 1st z. B. das durch D zuströmende Medium eine Flüssigkeit und das durch R zuströmende ein Gas oder ein Gasgemisch, so nimmt die Flüssigkeit die Gase auf. Ihr Volumen verschwindet zum Teil in dem Volumen des Gemisches, und es entsteht in Z ein Unterdrud:.
• 3. Das sich erweiternde Rchr F. Hier verlangsamt sich die Geschwindigkeit des Geionisches und setzt sich teilweise in Druck um.
• In der Zeichnung ist ferner als Beispiel eine Säuregewinnungsanlage dargestellt, die sich sowohl zur Herstellung von Salpetersäure wie auch von Schwefelsäure eignet.
• Bei A strömt die Flüssigkeit, bei G das Gas oder Gasgemisch zu. Das Gemisch tritt bei E aus und durchläuft das geschlossen System E, K, P, A so lange, bis die gewünschte Konzetration erreicht ist. Da es sich im vorliegenden Falle um exothernlische Reaktionen handelt, wird zur Abführung der schädlichen Wärme ein Kühler eingeschaltet.
• Handelt es sich bei einem Prozeß um eine endothermische Reaktion, so wird Wärme zugeführt.
• Die Medien treten gleichgerichtet in den Apparat ein, vermischen sich innig, wobei sie zugleich aufeinander reagieren, und werden dann mit verlangsamter Geschwindigkeit durch den Apparat weitergeleitet. Dabei steigert sich der Druck, unter dem das Gemisch steht, und Reaktionen, die etwa in der Mischzone noch nicht ganz beendet waren, werden hier unter Zwang mit Sicherheit restlos durchgeführt.
• Der Apparat wirkt also genau wie ein Kompressor; er saugt und drückt. Läßt man also z. B. bei A eine Flüssigkeit, Wasser oder Säure, unter Druck mit einer bestimmten Geschwindigkeit einströmen, so kann man durch G beliebig viel Gase in Mengen, die durch Regulierhähne in beliebiger Zusammensetzung zugeführt werden können, ansaugen lassen. Das Gemisch wird unter Druck aus dem Apparat entfernt. Neu ist also die Verwendung eines Apparates, der die Funktionen eines kompressors ausübt, also saugt und drückt, im Gegensatz zu den bekannten Düsen, die weiter nichts sind als zugespitzte Rohre, die den Strahl ins Freie zerstäuben, also lediglich Zerstäuber sind.
• Der Strahlapparat hat auch eine Düse. Dises Düse ist aber eingebaut in ein doppelt koiiisclies Rohr, dessen Querschnittsverhältnisse so bemessen sind, daß sich die kinetisclle Energie des Strahles in dem sich erweiternden Rohrteil F in Druck umsetzt.
• Mit der Verwendung eines Injektors bezwecke man bislang nur eine innige Alischung, machte aber keinerlei Gebrauch von seiner Eigenschaft, das Gemisch nach dem Austritt aus dem Diffusor unter Druck zu halten und so die restlose Aufarbeitung der Komponenten zu erzwingen. Dies wird nur dadurch möglich, daß man die in der Zeichnung dargestellte Düsenform verwendet.
• Der lfnterschied zwischen dem vorliegenden Strahlapparat und andern bekannten Vorriectungen besteht darin, daß den letzteren das integrierende Nioment fehlt, daß die Niedien sämtlich an einem Ende gleichgerichtet in den Apparat eintreten, das eine angesaugt durch das andere, und daß sie in dem Apparat und in einer anschließenden Rohrleitung festgehalten werden, bis die erstrebte Wirkung oder Reaktion in vollkommener Weise erreicht ist. Bei den bekannten Vorrichtungen werden dagegen die Medien in einem weiten Raume gegeneinander verspritzt. Dann überläßt man sie sich selbst, um aufeinander zu reagieren. Die Gemische werden nicht unter steigenden Druck gebracht. Es tritt vielmehr bei der Absorption ein Unterdruck ein. Die Reaktionen gehen daher langsamer vonstatten und erfordern neben yiel Zeit auch große Räume zu ihrer Völligen Druchführung.
• Bekannt sind schließlich auch noch Reaktionen, die durch Ozon usw. herbeigefülift werden. Dieses Ozon bildet sich als Nebenerscheinung, wenn nian entsprechend gespannte elektrische Ströme zur Abscheidung von Trockengut aus Gasströmen oder Flüssigkeitsnebeln verwendet. Die Reaktionen sind indirekte Wirkungen des elektrischen Stromes und ohne diesen nicht denkbar.
• Benutzt man die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung z. B. zur Herstellung von Schwefelsäure, so läßt man die nötigen Mengen Röstgase, Luft und Nitrose durch Wasserdampf bzw. dünne Säure ansaugen.
• Nachdem die innige Mischung im Teil Z des Apparates erfolgt und die Reaktion eingeleitet ist, wird dieselbe im zweiten Teile der Vorrichtung vollendet. Die entstandene Emulsion aus Säure und Stickstoff wird der Pumpe zugeführt. Den überschüssigen Stickstoff aus dem Kreislauf zu entfernen, ist eine einfache bauliche Maßnahme, die in der Zeichnung nicht mit berücksichtigt ist.
• Handelt es sich um die Herstellung von Salpetersäure, so saugt der Flüssigkeitsstrahl die im elektrischen Ofen erzeugten nitrosen Gase durch den Anschluß li an. Der weitere Vorgang ist der gleiche wie bei der Schwefelsäureherstellung.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCH: Verfahren zur Durchführung von Reaktionen und Mischungen von Gasen oder Flüssigkeiten im Kreislaufe, z. B. bei der Herstellung votl Salpetersäure und Schwefelsäure, dadurch gekennzeichnet, daß man die durch einen Strahlapparat angesaugten Gase oder Flüssigkeiten in eine Rohrleitung drückt und durch eine Pumpe oder einen Kompressor von neuem als treibendes Mittel in den Strahlapparat einfiihrt.