DE712252C - Verfahren zur Durchfuehrung von Umsetzungen zwischen im Gegenstrom zueinander wandernden Fluessigkeiten und Gasen, bei denen feste unloesliche Stoffe als Reaktionsprodukte auftreten - Google Patents

Description

• Verfahren zur Durchführung von Umsetzungen zwischen im Gegenstrom zueinander wandernden Flüssigkeiten und Gasen, bei denen feste unlösliche Stoffe als Reaktionsprodukte auftreten in der chemischen Technik müssen häufig Gase und Flüssigkeiten in innige Berührung miteinander gebracht werden. Hierfür sind eine große Zahl von Vorrichtungen tentwickelt worden die mit im allgemeinen befriedigendem Erfolg arbeiten.
• Die bekannten Vorrichtungen versagen aber, sobald zwischen den miteinander in Berührung gebrachten Gasen und Flüssigkeiten sich Umsetzungen alispielen, bei denen festes in der Flüssigkeit unlösliche Stoffe neu gebildet werden.
• Beispielsweise würden die üblichen, mit reinen Flüssigkeiten und Gasen gut arbeitenden Hordenwäscher oder Rieselkühler sich durch die festen, während der Reaktion gebildeten Ausscheidungen in kürzester Zeit verstopfen und ein weiteres Arb!eiten mit ihnen unmöglich machen.
• Es wurde nun gefunden, daß man auch die Vorgänge zwischen Gasen und Flüssiggleiten, bei denen feste Umsetzungsprodukte auftreten, die bisher außerordentlich schwierig zu beherrschen waren, glatt und ohne Stangen durchführen kann, wenn man die Umsetzung zwischen den im Gegenstrom zueinander fließenden Reaktion steilnehmern vornimmt in liegenden zylindrischen Gefäßen, deren Abmessungen in Richtung der Strörnung der Reaktionsteilnehmer mindestens das Vierfache der Querabmessungen betragen und die mit einer mit schmalen Rührarmen besetzten, verhältnismäßig rasch, etwa 3 Umdr./Sek., rotierenden axialen Welle versehen sind, die die bei der Umsetzung gebildeten festen Stoffe am Absetzen verhindert und das Gas und die Flüssigkeit miteinander vermischt, ohne ihre Strömung zu beeinflussen.
• Liegende zylindrische Reaktionsgefäße, deren Abmessungen in Richtung der Achse mindestens das Vierfache der Querabmessun. gen betragen, sind'bereits zur Durchführung von Gasreaktionen oder Reaktionen in flüssiger Phase, bei denen feste Stoffe gebildet werden, vorgeschlagen worden; da es sich aber um Reaktionen im homogenen Medium handelt, sind die in den bekannten Vorrichtungen dieser Art benutzten Rührvorrichtungen (Ketten, Transportschnecken u. dgl.) weder bestimmt noch geeignet, eine flüssige mit einer Gasphase zu vermischen.
• Zur Durchführung von Reaktionen nvischen Gasen und Flüssigkeiten, bei denen jedoch keine Abscheidung von unlöslichen Feststoffen stattfindet, sind ebenfalls schon liegende zylindrische Gefäße, deren Achse mehr als viermal länger als der Durchmesser ist, vorgeschlagen worden. Die . in diesen benutzten llührvorrichtungen, auf einer axial verlaufenden Welle aufgereihte Siebscheiben oder Spiraibleche, würden aber nicht die Benutzung der Vorrichtungen für Reaktionen, bei denen unlösliche Feststoffe entstehen, g!estattre,n, denn in kürzester Zeit würden die Rührvorrichtungen verkrusten, ganz abgesehen davon, daß sie zum Teil die glatte Strömung von Gas und Flüssigkeit stark behindern, so daß ein echter Gegenstrom nicht aufrechterhalten werden kann.
• Zur Durchführung von Reaktionen, bei denen durch Umsetzung eines Gases mit einer Flüssigkeit schwer lösliche Feststoffe ausgeschieden werden, sind endlich liegende Gefäße vorgeschlagen worden, die am unteren Teil eine zur Aufnahme der Feststoffe bestimmte Erweiterung tragen. Die in diesem Gefäß benutzten Rührer bestehen außer au.s durchlöcherten Blechen aus längs angeordneten, perforierten Rohren, die die Langsachse in einem Abstand umkreisen und die Flüssigkeit zeitweilig in sich aufnelunen, um sie dann wieder herausffießen zu lassen, wenn das Rohr sich im Gasraum befindet. Diese Art der Rührung würde einmal einen echten Gegenstrom unmöglich machen, zum andern aber sehr bald unwirksam werden, da die Rohre und die am Boden des Gefäßes befindliche Elsveiterung, in welche die Rührer nicht eintauchen können, in sehr kurzer Zeit verkrusten und sich verstopfen würden.
• Bei dem Verfahren nach der Erfindung zerschlagen die schmalen, schnell umlaufenden Rührarme, welche den durchströmenden Medien einen ganz geringen Widerstand entgegensetzen und die Strömung nicht beeinflussen, immer wieder die Flüssigkeitsteilchen und schaffen auf diese Weise eine große Oberfläche für die Berührung zwischen der Flüssigkeit und dem Gas. Während des Betriebes bildet sich in der Vorrichtung vorwiegend in dem Raum über der Flüssigkeitsoberfläche ein Flüssigkeitsulebel, durch weichen das Gas strömen muß. Durch diese £eine Verteilung der Flüssigkeit und die entsprechende Vergrößerung der Berührungsfläche zwischen Gas und Flüssigkeit wird nicht nur ein rascher Umsatz erreicht, sondern .auch, daß die beim Umsatz entstehenden festen Teilchen sich vorwiegend in den schwebenden Flüssigkeitströpfchen bilden und nicht an festen Apparaturteilen, so daß diese nicht verkrusten können. Wegen der im Verhältnis zur Breite großen Länge der erfindungsgemäß verwendeten Vorrichtung lassen sich die Reaktionen bei solchen StrömungsgleschwindDgkeiten, bei denen ein durch Diffusion, Querströmungen u. dgl. praktisch unbe einflußter Gegenstrom innegehalten werden kann, so weitgehend zu Ende durchführen, daß Störungen durch nachträgliche Ausscheidungen nicht mehr zu befürchten sind.
• Ausführuingsbeispiel Schlammwasser, wie es bei der Staubvergasung von Grudekoks zwangsläufig anfällt, soll durch Begasung mit Kohlensäure von seinem Gehalt an Schwefelwasserstoff, der zum wesentlichen Teil gebunden als Ca 5, Ca (H S)2 0. dgl. vorliegt, befreit werden.
• Zu diesem Zweck werden einem liegenden Zylinder von 1,2 nut Durchmesser und 6 m Länge, der schwach geneigt gelagert ist, auf der einen Seite stündlich etwa 25 m; Schlammwasser zu- und auf der anderen Seite abgeführt. Der Ablauf wird so eingestellt, daß die Trommel zur Hälfte mit Schlammwasser gefüllt ist. Im Gegenstrom zu dem durchlaufenden Wasser werden durch die Trommel stündlich etwa Isom3 Kohlensäure geführt, von der ein Teil durch die Flüssigkeit absorbiert wird und hierdurch einen entsprechenden Teil Schwefelwasserstoff aus dem Schlammwasser austreibt, wobei zunächst große Mengen von CaCO3 0. dgl. ausfallen. In der Längsachse ist die Trommel von einer Welle durchzogen. Diese Welle ist im Abstand von etwa 20 cm mit einfachen Rundeisen besetzt, die etwas kürzer als der Halbmesser des Zylinders sind. Die Umdrehzahl dieser Rührvorrichtung beträgt etwa 1 So pro Minute.
• Nach etwa halbjährigem Betrieb zeigten die inneren Trommelwände nur ganz gering fügige, den Betrieb in keiner Weise hindernde Ansätze von etwa 1 bis 2 mm Stärke.
• Der Schwefelgehalt des Schlammwassers konnte, wenn mit zwei hintereinandergeschalteten Trommeln gearbeitet wird, von etwa 4 g je Liter auf o,g g je Liter Schlammwasser durch Behandlung in dieser Vorrichtung herabgesetzt werden. Das die Trommeln verlassende Austreibegas enthält etwa 30 bis 35 Volumprozent H2 S und 65 bis 70 Volumprozent C °2, kann also beispielsweise nach dem Claus-Verfahren auf elementaren Schwefel verarbeitet werden. Wenn Schlammwasser mit nur 1 g Schwefel te Liter zugeführt wird, kann der Schwefelgehalt bis auf 50 mg Schwefel je Liter 5 chlammwasser ermedrigt werden.
• In ähnlicher Weise lassen sich z. B. konzentrierte Natriumphenolatlaugen mit Kohlensäure entphenolieren, wobei sich relativ schwer lö,slichesNatriumcarbonat ausscheidet.
• Das ,erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit Vorteil auch dann anwenden, wenn die unter Bildung von festen unlöslichen Stoffen miteinander reagierenden Gase und Flüssigkeiten bereits Feststoffe, Schlamm und/oder Staub, enthalten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Durchführung von Umsetzungen zwischen im Gegenstrom zueinander wandemden Flüssigkeiten und Gasen, bei denen feste unlösliche Stoffe als Reaktionsprodukte auftreten, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzungen in einem liegenden zylindrischen Reaktionsgefäß durchgeführt werden, dessen Abmessungen in Richtung der Strömung der Reaktionsteilnehmer mindestens das Vierfache der Querabmessungen betragen und das mit einer mit schmalen, fast an die Gefäßwand reichenden Rührarmen besetzten, verhältnismäßig rasch, etwa 3 Umdr./S'ek., rotierenden axialen Welle versehen ist.