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Herstellung von Chlorkalk Die Erfindung betrifft die Herstellung von
Chlorkalk durch Einwirkung von teilweise oder vollständig gelöschtem Kalk oder teilweise
chloriertem Kalk mit verdünntem Chlor im Gegenstrom in einem Rührapparat, der für
die kontinuierliche Erzeugung von Chlorkalk bestimmt ist.
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Die Bedingungen sind hier verschieden von denjenigen beim Verfahren
in der '\Veldon-Kammer, wobei starkes Chlor ohne Bewegung der festen Teile im Gegenstrom
verwendet wird. Die Erfindung bezieht sich daher auf ein kontinuierliches Verfahren
in einem Rührapparat.
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Es ist bekannt, daß Chlorkalk gewöhnlich durch Umrühren von gelöschtem
Kalk im Gegenstrom zum mehr oder weniger mit Luft verdünntem Chlorgas, vornehmlich
in einen Drehrohr, hergestellt wird. Der Durchsatz irgendeines besonderen Drehrohrs
ist beschränkt, nicht nur durch die Geschwindigkeit der Reaktion, welche unter normalen
Verhältnissen eine achtstündige Berührung zwischen dem Kalk und dem Chlor erfordert,
sondern auch durch die Geschwindigkeit der Wärmeverteilung. Die einzigen Mittel
zur Wärmeverteilung waren bisher Wärmeausstrahlung oder äußere Kühlung oder Umlauf
eines großen Luftvolumens, «-elches vor Eintritt in die Anlage gekühlt wurde und
welches die Anlage bei erhöhter Temperatur verließ. Wärme wird auch bei der Verdampfung
eines Teils des während der Reaktion freigesetzten Wassers absorbiert. Bis jetzt
hat jeder Versuch, den Durchsatz in erheblichem Umfange zu vermehren, die Folge
gehabt, daß schwacher Chlorkalk entstand.
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Da es nun erwünscht ist, ein Produkt zu erhalten, welches nur wenig
Feuchtigkeit enthält, so lag bisher das Bestreben vor, die Feuchtigkeit soweit als
möglich auszuschließen, und man hat vorgeschlagen, die umlaufende Luft zu trocknen.
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Versuche, starken Chlorkalk bei erhöhtem Durchsatz zu erzeugen, schlugen
fehl, da nicht nur die Zersetzung, die durch eine zu hohe Steigerung der Temperatur
hervorgerufen wird, sondern auch das vorzeitige Trocknen des teilweise chlorierten
Kalks bis zu einem solchen Stadium, daß eine weitere Chlorierung, wenn sie überhaupt
vor sich geht, nur äußerst langsam ist, die Bildung eines hochprozentigen Produktes
verhindern, Es wurde gefunden, daß es möglich ist, ein Chlorkalk mit vollem Chlorgehalt
sehr schnell in einem Rührapparat dadurch zu erzeugen, daß man Wasser in den Apparat
während der Operation einführt. Das so eingeführte Wasser verhindert das vorzeitige
Trocknen und gestattet, daß die Reaktion in
einer sehr kurzen Zeit
stattfindet, so daß in einem Drehrohr ein größerer Durchsatz erzielt wird. Ein wichtiges
Merkmal der Erfindung besteht darin, in dem Apparat flüssiges Wasser zu verteilen,
welches bei einer Verdampfung ein sehr wirksames Kühlmittel bildet und auch die
weiteren obererwähnten Vorteile gewährleistet. Das Nasser wird daher zweckmäßig
in fein zerteiltem Zustande mittels eines geeigneten Zerstäubers eingefiihrt, welcher
in das Drehrohr oder in einen anderen Rührapparat hineinreicht und das Wasser zweckmäßig
an der Zone der größten Reaktion ausstreut. Die Menge des verbrauchten Wassers wird
so geregelt, daß sie sich nach dem gewünschten Durchsatz, dem Volumen des umlaufenden
Gases und der gewünschten Menge des Wassers in dem Chlorkalk richtet. Das zerstäubte
Wasser hat noch den weiteren Vorteil, daß es die Menge von Staub, der mit den Abgasen
fortgeführt wird, verringert.
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Wenn man flüssiges Wasser benutzt, so kann man gelöschten oder teilweise
gelöschten Kalk oder teilweise chlorierten Kalk verwenden. Als Beispiel der erforderlichen
Wassermenge ist das folgende anzusehen: i. In einem gußeisernen Drehrohr von 6,66
m Länge und i m Durchmesser, das unter normalen Bedingungen einen Durchsatz von
i t je Tag hat, wurde ein Durchsatz von 2,6 t Chlorkali. je Tag durch Einführung
von -zerstäubtem Wasser in Menge von etwa 0,23 t je Tag erhalten.
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2. In demselben Drehrohr wurde ein Durchsatz von 4 t Chlorkalk j e
Tag durch Einführen von o,68 t Wasser je Tag erhalten.
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3. In einem Zylinder von 2o m Länge mit einem normalen Durchsatz von
4. bis 5 t Chlorkalk je Tag aus zum Teil chloriertem Kalk mit 8 bis io °/o aktivem
Chlor wurde der Durchsatz auf 8 bis io t je Tag durch Einführung von o,3 t Wasser
je Tag erhöht, wobei die Kalkzufuhr, die Geschwindigkeit des Zylinders und die Einführung
des Chlors und der Luft verdoppelt wurde.
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Wie bereits obererwähnt, hängt die Menge des Wassers von vielen anderen
Umständen ab. Wie aus obigem Beispiel ersichtlich, ist selbst das Verhältnis der
Menge von Wasser zum Kalk nicht konstant, da sie mit verschiedenen Apparaten schwankt
und für eine bestimmte Anlage zunimmt, wenn der Durchsatz sich erhöht und in gewissem
Umfange auch von der atmosphärischen Temperatur und der Temperatur der einströmenden
Gase abhängt. Im allgemeinen wird alles auf Grund des allgemein oben angegebenen
Prinzips geregelt, so daß die -Menge des verdampften Wassers bei seiner Verdampfung
die überflüssige Wärme absorbiert und dadurch ein vorzeitiges Trocknen und eine
übermäßige Erhöhung der Temperatur verhindert.
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Einige Vorteile der Erfindung können durch die Verwendung von Kalk
mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt erhalten werden, d. h. Kalk ist vorzuziehen,
welcher eine höhere Menge Wasser enthält, als dem Calciumhydrat entspricht. Aber
man benutzt am besten die Einführung von flüssigem Wasser, welches die Temperatur
regelt, die Reaktion beschleunigt und die Menge des fortgeführten Staubes erniedrigt.
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Die Verwendung von flüssigem Wasser ist zweckmäßiger als die von Dampf,
da er für den vorliegenden Zweck weniger wirksam ist, indem er keine kühlende Wirkung
ausübt, wie diese durch die Verdampfung des zerstäubten flüssigen Wassers herbeigeführt
wird. Die Verwendung von Kalk mit hohem Feuchtigkeitsgehalt hat verschiedene .'Nachteile,
darunter die Schwierigkeit, ihn mechanisch mit gleichmäßiger - Geschwindigkeit einzuführen.
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Gemäß einer weiteren Abänderung der vorliegenden Erfindung wird gelöschter
Kalk oder teilweise chlorierter Kalk mit heißen Gasen behandelt, die Chlor enthalten,
während man Wasser zusetzt, um ein vorzeitiges Trocknen des Materials zu verhindern.
Auf diese Weise ist es möglich, direkt ein Chlorkalk mit hohem Chlorgehalt, geeignet
für die Verwendung in tropischen Ländern, zu erhalten, d. h. ein Produkt, welches
nur i bis il/, % Feuchtigkeit enthält.
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Man hat schon vorgeschlagen, sogenannten tropischen Chlorkalk durch
Trocknen von vorher erzeugtem Chlorkalk mit heißer Luft in einer zweiten Operation
herzustellen (britisches Patent 242 8o5) oder durch direkte Erzeugung in einer Operation,
wobei man eine große Menge von verdünntem Chlor umlaufen läßt, welches, durch die
Reaktionswärme unterstützt, die Entfernung von Feuchtigkeit durch das Umlaufgas
gestattet.
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Es wurde versucht, heiße Gase zum Zwecke der Chlorierung zu verwenden
und das Trocknen in einer Operation vorzunehmen, aber das erzeugte Produkt war arm
an Chlor, wenn dieses gut getrocknet war. Dieses schlechte Ergebnis ist die Folge
eines vorzeitigen Trockners des Chlorkalks. Das vorliegende Verfahren gestattet,
den Vorteil der Einführung von heißem Gas und doch durch Einführung von Wasser in
den Apparat, der ein Drehrohr sein kann, ein vorzeitiges Trocknen zu vermeiden und
dadurch eine innige Chlorierung der festen Bestandteile zu sichern, welche, wenn
sie im Rohre entlang geführt werden, durch das heiße Gas getrocknet werden. Die
Einführung von kaltem Wasser hat die bemerkenswerte Wirkung, die
Erzeugung
eines trockenen Produktes von hohem Chlorgehalt in einer einzigen Operation herbeizuführen,
weil sie die Verwendung von heißen Gasen ohne die bisher diese begleitenden Nachteile
gestattet. Außerdem scheint das Wasser, abgesehen davon, daß es ein vorzeitiges
Trocknen verhindert und die Temperatur örtlich durch Wärmeabsorption infolge Verdampfung
erniedrigt, als Katalyt bei der Reaktion zu wirken. Man kann, wenn auch weniger
zweckmäßig, Dampf einblasen oder Kalk mit einem Überschuß von Feuchtigkeit verwenden,
aber der Gebrauch von flüssigem Wasser ist aus den angegebenen Gründen vorzuziehen.
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Die Menge des zuzuführenden Wassers ist zweckmäßig oberhalb o,5 °;",
berechnet auf das Gewicht des erzeugten Chlorkalks, aber man kann auch Mengen bis
zu 2 und 3 "/" benutzen. Wenn Vorsichtsmaßregeln zur Entfernung von Staub gebraucht
werden, kann eine viel größere Menge Wasser benutzt werden, was eine große Zunahme
in der Reaktionsgeschwindigkeit zur Folge hat.
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Mit etwa 2 bis 3 °li" Wasser ist es möglich, gewöhnlichen Chlorkalk
von 35 bis 37 °/" aktivem Chlor mit einem Durchsatz von etwa ioo mehr herzustellen,
als es in demselben Drehrohr ohne Wasser unter sonst gleichen Bedingungen möglich
ist. Benutzt man weniger Wasser, so wird eine geringere Zunahme, beispielsweise
30'/", erhalten.
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Gemäß der Erfindung gelingt es, sogenannten tropischen Chlorkalk in
einer einzigen Operation durch die Verwendung von heißen, trockenen Einströmgasen
zu erhalten. Eine beträchtliche Zunahme des Durchsatzes wird gemäß der Erfindung
erhalten, obwohl der Durchsatz bei tropischem Chlorkalk weniger ist als der von
gewöhnlichem Produkt, da es alsdann notwendig ist, in einer einzigen Operation zu
chlorieren und zu trocknen.
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Der Zweck, die Reaktion in Gegenwart eines Überschusses von Feuchtigkeit
auszuführen, ist nicht, den Prozentgehalt von aktivem Chlor in dem Endprodukt zu
erhöhen, da auch dieses Produkt wie alle anderen im Handel befindlichen Arten von-
Chlorkalk weniger als die theoretische Menge von aktivem Chlor enthalten, sondern
die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, indem man eine örtliche Verteilung unerwünschter
Wärme vorsieht und wahrscheinlich auch durch eine katalytische Beschleunigung der
Chlorierung.