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Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Juni r9P33 ab Zu verschiedenen
industriellen Zwecken, beispielsweise zur Behandlung von Zellstoff, wird konzentrierte
Chlorlösung gebraucht. Man hat hierzu bisher im allgemeinen Chlorkalklösungen oder
Natriumhypochloritlösungen verwendet. Da jedoch der Kalk bzw. das Natrium zu der
eigentlichen Reaktion nicht benötigt werden und daher nicht als Reagens, sondern
nur als Reaktionsmittel dienen, ist es oft vorteilhaft, nur reines Chlor zu verwenden.
Das hat sich insbesondere auch bei der Zellstoffherstellung erwiesen, wo bei der
Behandlung mit konzentriertem Chlorwasser sich teilweise ganz andere und vorteilhaftere
Reaktionen ergeben haben als bei der Verwendung von Calcium-oder Natriumhypochloritverbindungen.
Man kann das Chlor allgemein trocken in Gasform oder auch mit Wasser gemischt in
Form von konzentrierter Chlorlösung den zu behandelnden Stoffen beigeben. Bei der
Verwendung von in Wasser gelöstem Chlor ist es aber vielfach notwendig, eine möglichst
hohe Konzentration der Lösung zu erzielen. Man kann die vollständige Sättigung der
Lösung in der Weise bewirken, daß man das zur Erlangung der Lösung verwendete Wasser
auf eine sehr große Fläche verteilt und das Chlor lange Zeit hindurch auf diese
Wasserfläche einwirken läßt. Bekanntlich erfolgt dies in der Weise, daß Chlor und
Wasser in großen Rieseltürmen im Gegenstrom aneinander vorbeigeschickt werden. Das
Verfahren ist langwierig, die Vorrichtungen sind umfangreich, außerdem steht, zumal
bei einem nachträglichen Einbau in eine vorhandene Gesamtanlage, der Platz hierzu
vielfach nicht zur Verfügung.
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Man hat infolgedessen versucht, statt der Rieseltürme oder sonst mit
großer Absorptionsfläche und -dauer arbeitenden Absorptionsvorrichtungen die Lösung
des Chlors in dem Wasser durch Mischdüsen und Kreiselpumpen zu bewirken. Hierbei
wendet man beispielsweise hohe Flüssigkeitsdrücke an, um eine möglichst hohe Konzentration
des Chlorwassers zu erhalten, da ja die Löslichkeit von Gasen im Wasser mit zunehmendem
Reaktionsdruck ansteigt. Da aber eine solche unter Druck hergestellte Chlorwasserlösung,
beispielsweise bei der Zellstoffherstellung, im Anschluß an den soeben dargestellten
Herstellungsvorgang in den mit Zellstoffmasse gefüllten Reaktionsbehälter eingeleitet
wird, ergibt sich bei dieser Chlorwasserbereitungsart der Nachteil; daß im Augenblick
der Einführung der Chlorwasserlösung in den Zellstoffbehälter durch die hierbei
eintretende Entspannung ein Teil des Chlors wieder in Gasform frei wird und damit
mehr oder weniger die erwünschte Reaktion stört.
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Da Tran die Herstellung von Chlorwasser durch Vergasen des Chlors
und Absorption des vergasten Chlors durch Wasser als nicht mehr weiter entwicklungsfähig
betrachtete, wurde in Vorschlag gebracht, das flüssige Chlor unmittelbar in die
Absorptionsflüssigkeit einzuführen. Auch bei diesem Verfahren sind
aber
erhebliche Flüssigkeitsdrücke zur Erzeugung einer Strahl- oder Injektorwirkung oder
die Anwendung von Kreiselpumpen notwendig. Um diese Schwierigkeiten zu umgehen;
gebt ein Vorschlag dahin, das flüssige Chlär; unmittelbar in in fließendem Zustande
befindlic Absorptionsflüssigkeiten eintreten zu lasse Bei der praktischen Anwendung
- ergeben sich aber gegen dieses Verfahren grundsätzlich folgende Einwände: Zunächst
darf zwischen dem Chlorbehälter und der Einführungsdüse kein Druckabfall eintreten.
Bei einer Einregulierung der Chlormenge mittels Regulierventil o. dgl. würde nämlich
hinter der Drosselstelle infolge der hier auftretenden Entspannung das Chlor zum
Teil in Gasform übergehen und somit das ganze Ver#ahren der Einführung von flüssigem
Chlor in Wasser unmöglich gemacht. Infolgedessen ist praktisch keine Einstellung
verschiedener Chlormengen bei dieser Einführungsmetbode möglich, es sei denn, daß
man die Einführungsdüse selbst in geeigneter Weise als Regulierventil ausbildet.
Es kann aber auch nicht einmal in - diesem Falle ein gleichmäßiger Chlorstrom erzielt
werden, da, der Druck im Chlorbehälter und damit das Druckgefälle an der Stelle,
an der das Chlor in die zu behandelnde Flüssigkeit einströmt, je nach der Außentemperatur
und der entnommenen Chlormenge mehr oder weniger starken Schwankungen ausgesetzt
ist; dementsprechend ändert sich aber auch die Menge des an der Einführungsstelle
ausströmenden flüssigen Chlors. Daneben treten bei diesem Verfahren noch verschiedene
andere Schwierigkeiten, insbesondere hinsichtlich der Verteilung des Chlors im Wasser,
sowie Chlorhydratkristallbildungen an der Düse auf. Man hat versucht, die Nachteile
bei der Einführung von flüssigem Chlor in strömendes Wasser dadurch zu vermeiden,
daß man das flüssige Chlor gemeinsam mit Wasser mittels einer Mischdüse in einen
geschlossenen, jedoch mit Überlauf versehenen Behälter einpreßte. Es ergeben sich
jedoch auch bei diesem Verfahren hinsichtlich der Dosierung des flüssigen Chlors
die vorstehend geschilderten grundsätzlichen Bedenken. Zusammengefaßt ergibt sich,
daß die unmittelbare Einführung von flüssigem Chlor in Wasser für die praktische
Verwendung grundsätzliche Nachteile hat und somit allgemein nicht in Frage kommt.
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Die Übelstände dieses bekannten Verfahrens zur Absorption von gasförmigem
oder flüssigem Chlor lassen sich durch eine Vorrichtung, die mit Mischdüsen. arbeitet
und den Gegenstand der Erfindung bildet, vermeiden. Die Vorrichtung besitzt einen
geschlossenen, durch Zwischenwände mehrfach unterteilten, mit einem Überlauf versehenenAbsorptionsbehälter,
dessen Abteile Mischdüsen enthalten, .von denen die erste das aus einer Vergasungsapparatur
über eine Dosierungsvorrichtung kommende Chlorgas mittels Druckwässer ansaugt, während
die :übrigen mit Ansaugöffnungen für die über dem ssigkeitsspiegel des Absorptionsgefäßes
sich @äüsämmehaden,. noch nicht in Lösung geenen Chlorgase versehenen Düsen durch
mit Pumplen ausgerüstete Leitungen, die durch den Boden oder beispielsweise die
Seitenwände der vorhergehenden Abteilung gehen, mit der in dieser befindlichen Lösung,
die ihnen ständig zugeführt wird, in Verbindung stehen. Bei der Vorrichtung nach
der Erfindung finden mindestens zwei Absorptionsarbeitsgänge hintereinander statt.
Die Umwälzungsgeschwindigkeit sowie die Größe der Mischkammern kann dabei nach Belieben
bemessen werden, so daß jeder Sättigungsgrad bis zur vollständigen Sättigung erzielt
werden kann.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Mischvorrichtung nach
der Erfindung. Das Chlor, das flüssig in großen Behältern aufbewahrt ist, tritt
durch die Chlorzuleitung i in den Verdampferkessel3 ein und durchströmt dort eine
Rohrschlange 2. Diese Rohrschlange wird von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit
umspült. Die Flüssigkeit besitzt eine genügend hohe Temperatur, um das Chlor in
der Rohrschlange 2 zu verdampfen. Die hierzu erforderliche Wärme kann beispielsweise
durch eine Dampfleitung q. zugeführt werden, wobei ein Regler 5 die Wärmezufuhr
zu dem Kessel in der Weise regelt, daß stets nur so viel Wärme der Heizflüssigkeit
zugeführt wird, als, zum Verdampfen des Chlors erforderlich ist. Statt der hier
beschriebenen Verdämpfervorrichtung kann auch eine andere, dem gleichen Zweck dienende
Vorrichtung, beispielsweise eine Heizung durch elektrischen Strom, verwendet werden.
Das auf diese Weise gewonnene Chlorgas wird dann in einer daran anschließenden Dosierapparatur
auf eine bestimmte Menge einreguliert. Diese Dosietapparatur besteht bei der hier
beschriebenen Anlage aus einem Druckregler 6, der den wecbselnden Druck des Chlorgases
in der Rohrschlange auf einen stets gleichbleibenden Meßdruck regelt, einer Meßvorrichtung
7, an der die durchfließende Chlormenge abgelesen werden kann, sowie einem Chlorregulierungsventil8,
mittels dessen die gewünschte Chlormenge eingestellt wird. Statt dieser Dosiervorrichtung
kann auch eine andere Vorrichtung, die demselben Zweck dient, verwendet werden;
es gibt hierfür vielerlei Ausführungsmöglichkeiten.
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Nachdem nun das Chlorgas auf eine bestimmte Menge dosiert ist, wird
es in der anschließenden Apparatur in Wasser gelöst. Diesem Zweck dient zunächst
die Strahlmischerdüse 9, der Wasser von mehreren Atmosphären Druck durch eine Wasserzuleitung
io
zugeführt wird. Die Wasserzuleitung io ist mit einem Regulierventil
ii sowie einer Meßvorrichtung 12 ausgerüstet, um die zugeführte Wassermenge in Abhängigkeit
von der Chlormenge einstellen zu können und umgekehrt. Das aus dem unteren Ende
des Strahhnischers 9 austretende Chlor: Wasser-Gemisch stellt nun noch keine vollständige
Lösung dar, da zunächst die Berührungszeit zwischen Chlor und Wasser in dem Strahlmischer
9 zu gering ist und auch die Vermischung des Chlors mit dem Wasser bei dieser kurzen
Zeit nicht so stark ist, daß sich auf Grund dessen schon eine Lösung von hoher Konzentration
ergeben könnte. Daher wird das in diesem ersten Arbeitsgang, der sich in der Kammer
= des Mischbehälters 13 vollzieht, erzeugte Chlor-Wasser-Gemisch nochmals mit dem
noch nicht gebundenen Chlor in Berührung gebracht und dabei eine solch innige Vermischung
bei gleichzeitig entsprechend langer Einwirkungsdauer erzielt, daß sich als Endprodukt
eine vollständig oder annähernd gesättigte Chlorwasserlösung ergibt. Hierzu wird
das in der Kammer i gewonnene Chlor-Wasser-Gemisch durch eine Rohrleitung 14 der
Umwälzpumpe 15 zugeführt. In dieser Pumpe wird das Chlor-Wasser-Gemisch auf einen
Druck von einigen atü gefördert und strömt dann unter Druck durch die Rohrleitung
16 dem Strahhnischer 17 zu. Der Strahlmischer 17 ist so ausgebildet, daß das beim
ersten Arbeitsgang in der Kammer i noch nicht gebundene Chlorgas mit angesaugt und
abermals innig mit dem Wasser in Berührung gebracht wird. Das so erzeugte hochprozentige
Gemisch strömt aus dem Strahlmischer 17 nach der Kammer II aus. Die Kammer II ist
zusammen mit der Kammer III als Reaktionskammer ausgebildet und so groß bemessen,
daß eine genügend lange Berührungszeit zwischen dem Chlor und dem Wasser gegeben
ist, um eine vollständig oder annähernd gesättigte Chlorwasserlösung zu erzielen.
Die Chlorlösung fließt dann durch Abflußleitung 18 der Verbrauchsstelle zu.