DE446268C

DE446268C - Verfahren zum Einpressen von pastenartigen Massen in Hochdruckraeume

Info

Publication number: DE446268C
Application number: DED45541D
Authority: DE
Inventors: Arno Debo
Original assignee: BERGIN AKT GES fur KOHLE und
Current assignee: BERGIN AKT GES fur KOHLE und
Priority date: 1924-05-24
Filing date: 1924-05-24
Publication date: 1927-06-27

Description

Verfahren zum Einpressen von pastenartigen Massen in Hochdruckräume.
Bei der ununterbrochenen Ausführung chemischer Reaktionen, die unter sehr hohen Drucken stattfinden, besteht häufig die Notwendigkeit, breiartige, pastenförmige oder knetbare, zähe Massen in Gefäße zu pressen, in welchen Drucke von 100, I50 und noch mehr Atmosphären herrschen. So muß z. B. bei der bekannten Verflüssigung von Kohle durch Erhitzen unter hohem Wasserstoffdruck in das Hochdruckgefäß kontinuierlich eine Paste eingeführt werden, die man durch Anrühren von Kohlepulver mit Öl o. dgl. herstellt.
Während das Einpumpen von dicken Flüssigkeiten auch bei den erwähnten hohen Drukken kaum Schwierigkeiten bereitet, können pastenartige Massen, die nicht mehr fließen, im großen nicht ohne weiteres in Hochdruckgefäße eingepreßt werden. Je dicker die Masse ist, um so größer müßte die erforderliche Einsaugöffnung der Presse bzw. Pumpe sein; bei steifen Pasten so groß, daß die schädlichen Räume einen außerordentlichen Umfang annehmen würden, wodurch der erreichbare Nutzeffekt ganz erheblich beeinträchtigt würde.
Man hat sich bis jetzt dadurch geholfen, daß man solche Pasten durch Druckflüssigkeiten beförderte. Aber auch dann konnte man die Mischung nicht beliebig dick machen, weil sonst die Druckflüssigkeit in die feste Masse eindrang, anstatt sie vor sich herzuschieben. Deshalb konnte man in obigem Beispiel nicht mehr als 1,4 Teile gepulverte Kohle auf 1 Teil Öl verwenden.
Nach der Erfindung werden die Schwierigkeiten beseitigt, indem man die einzupressende Masse zuerst auf einige Atmosphären vorpreßt. Vorzugsweise geschieht dies mittels einer Förderschnecke. Während beim Arbeiten ohne Vorpressung nur der Überdruck von 1 Atm. zum Füllen des Pumpenraumes zur Verfügung steht, sind es jetzt z. B. 3 bis 5 Atm. Diese Kombination einer Hochdruckpresse mit einer Förderschnecke bietet deshalb besondere Vorteile, weil es bei der letzteren ohne weiteres möglich ist, beliebig große Einlaßöffnungen zu wählen, während andererseits der Nachteil einer solchen Förderschnecke, nämlich ihr ungünstiger mechanischer Wirkungsgrad, ohne Bedeutung ist, da von dem gesamten Druckgefälle- von z. B. 150 Atm. nur 3 bis 5 Atm., also der 50. bis 30. Teil mit diesem schlechten Wirkungsgrad überwunden wird, während der weitaus größte Teil der Arbeitsleistung sich in einem Preßzylinder mit günstigem Wirkungsgrad vollzieht.
Es ist an sich bekannt, bei Pumpen, die für hohen Druck bestimmt sind, das Druckgefälle in mehrere Stufen zu zerlegen. Hauptsächlich gilt dies für die Kompression von Gasen und Dämpfen. Hierbei hat die Zerlegung den Zweck, die entstehende Kompressionswärme wirksam abzuführen und dadurch die bei jeder Stufe erreichte Höchsttemperatur des betreffenden Gases niedriger zu halten, um auf diese Weise einen giinstigen Wirkungsgrad der Maschinen zu erzielen.
Auch bei Flüssigl&-eiten wird bereits von einer mehrstufigen Kompression Gebrauch gemacht, und zwar bei den Zentrifugalpum pen, da es hier praktisch unmöglich ist, die erforderliche Druckdifferenz bei höheren Drucken mit einem einzigen Laufrad zu erzielen. Es werden deshalb in der Praxis eine größere Anzahl von Laufrädern hintereinander geschaltet; also auch hier eine mehr-oder vielstufige Kompression benutzt.
Bei dem Gegenstand der Erfindung kommt weder die Abführung von Kompressionswärme in Frage, noch würde es an sich Schwierigkeiten machen, das gewünschte Drudgefälle in einer einzigen Stufe zu überwinden. Nur käme man infolge der zähen Beschaffenheit der Masse aus den in der Einleitung angeführten Gründen zu außerordentlich schwerfälligen Maschinen und kostspieligem Betrieb.
Außer den bereits erwähnten Vorteilen der Erfindung kommt gegenüber dem bisherigen Arbeiten mit Druckflüssigkeit noch in Betracht, daß es jetzt möglich ist, die Konsistenz der Nilischung viel höher zu wählen. Im obigen Beispiele der Kohleverflüssigung konnte man bereits 2,5 Teile gepulverte Kohle auf I Teil Öl nehmen.
Von weiteren Verwendungsmöglichkeiten seien beispielsweise noch die folgenden erwähut: Bei der Herstellung von Wasserstoff hohen Drucks aus Eisenpulver und Wasser wird behufs kontinuierlicher Durchführung des Verfahrens das Eisenpulver als Ölpaste kontinuierlich in das mit Wasser gefüllte Druckgefäß eingebracht. Sorgt man für Ersatz des verbrauchten Wassers durch Nachpumpen und beseitigt man das oxydierte Eisen und das gleichzeitig eingcführte Öl fortlaufend aus dem Reaktionsgefäß, so kann die Herstellung des Wasserstoffs ununterbrochen gestaltet werden.
Bei der Oxydation von Paraffin zu Fettsäuren mittels Braunsteins und Sauerstoffs unter Druck wird man in gleicher Weise den einzuführenden Braunstein zunächst mit Paraffinöl zu einer Paste formen und diese in beschriebener Weise in den Druckraum einpressen.
Die Kombination von Hochdruckpresse und Förderschnedce zur Durchführung des ncuen Verfahrens ist in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellt. Es bedeutet I die mit einem Bunker 2 versehene Förderschnecke, welche die dem Hochdruckgefäß zuzuführende Paste in eine Leitung 3 einpreßt. Diese letztere führt durch Ventile 4 und 5 zu einem Preßzylinder 6, in welchem ein Kolben 7 unter der Einwirkung einer ebenfalls als Preßzylinder ausgebildeten hydraulischen Antriebsvorrichtung8 hin und her bewegt wird. Durch diese Bewegung des Kolbens 7 wird die in den Zylinder eingepreßte Paste durch weitere Ventile g und IO hindurch in eine Leitung in eingepreßt, die mit dem zu beschickenden Hochdruckgefäß in ständiger Verbindung steht.
Die Eintrittsöffnung a der Förderschnecke 1 kann, wie ersichtlich, beliebig groß gewählt werden, was bei dem geringen zur Verfügung stehenden Überdruck von höchstens einer Atmosphäre sehr erwünscht ist. Die Eintrittsöffnungen b des Hochdruckpreßzylinders 6 können dagegen mit Rücksicht auf den Wirkungsgrad der Presse nicht beliebig groß gemacht werden. Die Überlegenheit des Erfindungsgegenstandes ist nun dadurch bedingt, daß durch die Vorpressung ein Druck von etwa 3 bis 5 Atm. zur Verfügung steht, um die Paste durch einen engen Kanal b hindurchzudrücken. Infolgedessen können auch die Ventile 4 und 5 wesentlich kleiner gemacht werden, so daß sie billiger sind und sicherer arbeiten als ohne Vorpressung.
Infolge der Erfindung kann die einzupressende Paste jetzt dicker sein. Es ist weniger Flüssigkeit zum Anrühren notwendig. Da somit der Ballast verringert wird, ist ein größerer Durchsatz möglich, es wird also an Raum- gespart. Bei dem Beispiel der Aufarbeitung von Kohle kommt noch die wesentlich leichtere Heizbarkeit dazu. Wenn auf 100 Teile Kohle 100 Teile Öl genommen werden müssen, dann erfordert das Aufheizen auf 4000 C bei 0,3 spez. Wärme der Kohle und o,6 spez. Wärme des Öls 120 + 240 = 360 Kalorien. Genügt dagegen ein Mischungsverhältnis von 100 Teilen Kohle und 40 Teilen Öl, so sind zur Erreichung derselben Temperatur nur noch 120 + 96 216 Kalorien notwendig.

Claims

P A T E N T A N S P R U C H : Verfahren zum Einpressen von pastenartigen Massen in Hochdruckräume durch Kolbenpumpen, dadurch gekennzeichnet, daß man die einzupressende Masse zuerst, vorzugsweise mittels einer Förderschnecke, auf einige Atmosphären vorpreßt.