DE536732C - Verfahren zur Durchfuehrung chemischer Reaktionen zwischen Gasen und Fluessigkeitennd gegebenenfalls festen Stoffen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Durchführung chemischer Reaktionen zwischen Gasen und Flüssigkeiten und gegebenenfalls festen- Stoffen Es ist bekannt, daß der ursprünglich für medizinische Zwecke verwendete sogenannte Inhalator auch anderen, d. h. rein mechanischen Zwecken dienstbar gemacht werden kann, wie z. B. als Blumen- oder Duftstoffspritze, als Firniszerstäuber, zur Zerstäubung von Brennstoffen fürVerbrennungskraftmaschinen u. dgl., während man sich zur Durchführung chemischer Reaktionen bisher noch nicht des Tnhalatorprinzips bedient hat. Es hat sich nun gezeigt, daß auch für chemische Zwecke das Inhalatorprinzip Anwendung finden kann, und zwar vor allem dann, wenn es sich um chemische Reaktionen zwischen gasförmigen und flüssigen Körpern handelt, wie z. B. um die Einwirkung des gasförmigen Chlors auf flüssige organische Verbindungen oder um die Einwirkung des Sauerstoffs der Luft auf flüssigen Schwefel oder um die Einwirkung einer gasförmigen Säure auf flüssige basische Stoffe behufs Herstellung von Salzen u. dgl.
• Voraussetzung für einen günstigen Verlauf der chemischen Reaktion ist auch in diesem Falle die zweckmäßige Kalibrierung der Gas-und Flüssigkeitsleitungen (die Flüssigkeitsleitung wird zweckmäßig mit einer Kaliberdüse ausgestattet), um das richtige Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeiten des gasförmigen bzw. flüssigen Stoffes herbeizuführen, damit an der erweiterten Mündung der Flüssigkeitsleitung durch das im rechten Winkel vorbeistreichende Gas eine Saugwirkung auftreten kann (anolog wie beim Inhalator). Nur wenn die Geschwindigkeit -des Gasstromes so groß ist, daß diese Saugwirkung an der Mündung der Flüssigkeitsleitung auftritt, ist die Gewähr gegeben, daß die für die chemische Reaktion erforderliche feine Verteilung undinnigeMischung zwischen Gas und Flüssigkeit zustande kommt. Hierbei ist es vollkommen gleichgültig, welcher absolute Druck in der Flüssigkeitsleitungursprünglich herrscht. Sofern die Gasgeschwindigkeit einen entsprechend hohen Betrag aufweist, wird das Druckgefälle in der Flüssigkeitsleitung derart sein, daß es von seinem ursprünglichen hohen Wert, über Null hinweg, in der Nähe der Mündung einen negativen Wert annimmt, so daß infolge des vorhandenen Unterdrucks das Gas eine unmittelbar fördernde Wirkung auf die Flüssigkeit ausübt.
• Als gasförmiger Anteil kann nicht nur ein einheitlicher Körper, wie etwa Chlor oder Sauerstoff, zur Anwendung gelangen, sondern auch ein Gemisch chemisch wirksamer Gase.
• Mischt man jedoch den chemisch wirksamen Gasen noch chemisch indifferente Gase bei, so wird hierdurch~eine reaktionshemmende Verdünnung der aktiven Gase bewirkt, die im gegebenen Falle erwünscht sein kann. Eine solche Mischung aktiver-und indifferenter Gase kann aber auch, bei Aufrechterhaltung des stöchiometrischen Verhältnisses der reagierenden Stoffe, erforderlich sein, um dem Gase den nötigen Druck bzw. die nötige Strömungsgeschwindigkeit erteilen zu können. Schließ-Iich aber auch, um das indifferente Gas dazu zu benutzen, den flüssigen Anteil, entsprechend dem jeweiligen Partialdruck, ganz oder teilweise zu verdampfen, d. h. eine trocknende Wirkung auszuüben. Falls eine Mischung aus einem flüssigen und einem festen Anteil vorliegt, kann das beanspruchte Verfahren auch dazu benutzt werden, um rein mechanischen Zwecken, z. B. dem der Förderung, zu genügen, falls man einen genügend hohen Druck zur Verfügung hat, um dem Gemisch die erforderliche Strömungsgeschwindigkeit zu geben. Durch den Gasstrom von entsprechender Stärke wird das Gemisch so weit vernebelt und durch den Gasstrom alsdann weitergetragen, daß das Verfahren dazu dienen kann, eine Pumpe zu ersetzen in Fällen, in denen z. B. wegen der hohen Temperaturen oder der chemischen Einwirkung des flüssigen und festen Teiles die Anwendung der sonst üblichen Apparate technisch undurchführbar ist.
• Es sind bereits in früheren Patentschriften Vorschläge bekannt geworden, die sich mit ähnlichen Aufgaben befassen.
• In der Patentschrift 205 911 (Vorrichtung zur Reinigung und Vergasung flüchtiger und flüssiger Produkte mittels eines Dampfstrahles) z. B. finden sich jedoch keinerlei Hinweise darauf, daß es sich um eine neue Ausführungsform des Inhalatorprinzips handle. Auch in den Patentschriften 346 885 (Zerstäubungsdüse für die Herstellung pulverförmiger Körper), 4in 637 (Verfahren zur Durchführung von Reaktionen und Mischungen von Gasen), 429779 (Verfahren zur Durchführung von Reaktionen und Mischungen gasförmiger oder flüssiger Körper) fehlt jede Unterlage für die Annahme, daß es sich bei ihnen um die Anwendung des Inhalatorprinzips handle. Jedenfallssinddie Mittel,mit denen in den vorgenannten Patentschriften die Lösung der gestellten Probleme erstrebt wird (Umgebung der Düse mit einem Isoliermantel, Durchführung von Reaktionen im Kreislauf, Verwendung von Luftpumpen) und die sich aus der Anwendung dieser Mittel ergebenden Verfahren wesentlich und grundsätzlich verschieden vom Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
• Gleiches gilt auch für die von Freysoldt in der von ihm veröffentlichten Schrift »Dissiparische Arbeitsmethode zur Behandlung flüssiger und gasförmiger Massen im Großbetriebez aus dem-Jahr I9OI gemachten Vorschläge.
• Unter den heutigen Verhältnissen wird wohl kaum ein Techniker ernstlich daran denken, von diesen Vorschlägen Gebrauch zu machen.
• Ganz abgesehen davon, daß die vom Verfasser bekannt gegebenen Apparate eine nur sehr entfernte Ähnlichkeit mit einer inhalatorartigen Zerstäubungsvorrichtung haben, entbehren sie aller Merkmale, durch die sie in irgendwelche Beziehungen zu den besonderen Kennzeichen der vorliegenden Erfindung gebracht werden könnten. Bei der Herstellung von Mischungen aus Gasen und zerstäubten Flüssigkeiten kommt es in ganz besonders hohem Maße darauf an, I. bis zu welchem Grade die Zerstäubung der Flüssigkeit erfolgt, 2. wie innig die Mischung von Gas und Flüssigkeitsstaub beschaffen ist und 3. inwieweit das für die glatte Durchführung der Reaktion erforderliche Mischungsverhältnis zwischen Gas und Flüssigkeitsstaub erreicht ist.
• Es wird in hohem Grade von der Beschaffenheit der Zerstäubungsvorrichtungen abhän gen, ob die Zerstäubung genügend fein ist, ob die Mischung aus Flüssigkeitsstaub und Gas eine vollkommene ist, so daß sozusagen eine molekulare Mischung eintritt, und ob das Verhältnis der in Reaktion tretenden Moleküle ein Optimum an Ausbeute gewährleistet.
• Gerade der nach der vorliegenden Erfindung anzuwendende inhalatorartige Apparat ist aber geeignet, unter allen Umständen die Innehaltung der Bedingungen zu gewährleisten, die im einzelnen Falle zu einem technisch brauchbaren Ergebnis führen. Nur die Anwendung einer Kaliberdüse von bestimmtem Querschnitt und die gleichzeitige Anwendung einer erweiterten Mündung der Flüssigkeitsleitung gestattet es, neben einer weitgehenden Zerstäubung und innigen Mischung gleichzeitig auch das richtige Verhältnis zwischen Gas und Flüssigkeit unter allen Umständen zu erreichen im Gegensatz zu den gewöhnlichen inhalatorartigen Apparaten, die ein weit geringeres Anpassungsvermögen gegenüber wechselnden Bedingungen aufweisen.
• PATENTANSEJRirCHE : 1. Verfahren zurDurchführung chemischer Reaktionen zwischen Gasen und Flüssigkeiten und gegebenenfalls festen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man den gasförmigen Anteil der reagierenden Stoffe mit solcher Geschwindigkeit (zweckmäßig in senkrechter Richtung) über die erweiterte Mündung der Flüssigkeitsleitung hinwegstreichen läßt, daß durch den Gasstrom nicht nur eine Vernebelung, sondern auch eine Förderung des flüssigen Anteils stattfindet, wobei durch eine in jedem einzelnen Falle den Druckverhältnissen entsprechende Kalibrierung der Gasleitung einerseits und der Flüssigkeitsleitung andererseits für ein angemessenes Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeiten Sorge getragen wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Anteil der reagierenden Stoffe unter beliebigen (also z. B. unter höheren als atmosphärischen) Druck gesetzt wird und dementsprechend der Druck in der Gasleitung derart gesteigert wird, daß trotz der hohen Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Anteils eine die Flüssigkeit fördernde Saugwirkung an der Mündung der Flüssigkeitsleitung hervorgerufen wird.

   3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gasförmige Anteil der reagieren den Stoffe mit irgendeinem indifferenten Gase gemischt wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Flüssigkeitsleitung derart gesteigert wird, daß in der Flüssigkeit befindliche feste Körper mitgerissen werden.