DE850445C - Einrichtung zum Anlagern von Gasen an Fluessigkeiten oder an in Fluessig-keiten enthaltene, fein verteilte feste Stoffe oder zur Mischung beider Medien unter Verwendung einer Nassluftpumpe - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Anlagern von Gasen an Flüssigkeiten oder an in Flüssigkeiten enthaltene, fein verteilte feste Stoffe oder zur Mischung beider Medien unter Verwendung einer Naßluftpumpe Das Anlagern von Gasen an Flüssigkeiten oder an in Flüssigkeiten enthaltene, fein verteilte feste Stoffe oder die Mischung beider Medien wird bislang in der Weise durchgefüihrt, daß man das Gas unter Druck in ein mit der Flüssigkeit angefülltes Reaktionsgefäß unten einführt und in möglichst fein verteilten Blasen durch die Flüssigkeit hindurch nach oben steigen läßt. Der Kontakt der Gasblasen mit der Flüssigkeit leitet dann die chemische Umsetzung ein. Das nicht umgesetzte Gas (Rücklaufgas) kann erneut verdichtet und der Flüssigkeit wieder zugeführt werden.
• Zur Verdichtung des Gases vor seinem Eintritt in das Reaktionsgefäß werden Kompressoren der verschiedensten Bauweisen verwendet, u. a. auch Naßluftpumpen, insbesondere Flüssigkeitsringgaspumpen, die mit Wasser oder einer sonstigen Flüssigkeit betrieben werden. Die Betriebsflüssigkeit wird hinter dem Verdichter in einem Abscheider vom Gas getrennt und entweder rückgekühlt wieder verwendet oder in einen Ablauf geleitet. Das in das Reaktionsgefäß eingeleitete Gas enthält dann keine Betriebsflüssigkeit mehr.
• Bei einer Anlage der geschilderten Art ist der Aufwand an Apparaturen, Gefäßen usw. erheblich; er kann aber durch die Erfindung wesentlich verkleinert werden. Der Vorschlag der Erfindung besteht darin, daß als Betriebsflüssigkeit für die Naßluftpumpe die umzusetzende Flüssigkeit dient, so daß eine chemische Umsetzung sich im wesentlichen im Verdichtungsraum der Pumpe vollzieht.
• Im folgenden ist die Erfindung an Hand von Ausfhrungsbeispielen erläutert.
• Bei den in den Fig. I bis 4 als Ausführungsheispiel gezeigten Ausführungsformen ist I das Gehäuse einer Flüssigkeitsringgaspumpe, 2 ist das Schaufelrad, 3 der Saugschlitz, 4 der Druckschlitz, 5 der Saugstutzen und 6 der Druckstutzen. 7 ist die Zuführungsleitung für Frischgas, 8 die Zuführungsleitung für Frischflüssigkeit, g ist ein Flüssigkeitsabscheider, Io ein Kondenstopf mit nicht gezeichnetem Schwimmerventil, ii eine Ablaufleitung.
• 12 ist eine Verbindungsleitung, durch die das Rücklaufgas aus dem Abscheider g dem Saugstutzen zugeführt wird. Das Gehäuse I ist bei I3, im Bereich des höchsten Druckes, angezapft. Hier ist eine Umführungsleitung 14 für einen Teil der im Flüssigkeitsring enthaltenen Flüssigkeit angeschlossen, die in eine Bohrung 19 auf der Saugseite wieder in das Gehäuse mündet. I5, I6, I7 sind Regelventile.
• Bei der Ausführungsform nach Fig. I wird die Frischflüssigkeit durch die Leitung 8 über das Regelventil 15 einer Ringdüse 27 zugeführt, so daß die Frischflüssigkeit in fein verteilter Form sich bereits im Bereich des Saugstutzens mit dem durch die Leitungen 7 und Izzuströmenden Frischgas und Rücklaufgas mischt. Die Flülssigkeitsringgaspumpe saugt in diesem Falle das Gemisch über den Saugstutzen 3 an. Auf dem Weg vom Saugschlitz 3 zum Druckschlitz 4 durchläuft das Gas die Schaumzone I8 in den Laufradzellen und geht zu einem Teil die erwünschte Verbindung mit der Flüssigkeit ein. Das umgesetzte Produkt aus Gas und Flüssigkeit, das sich hauptsächlich am inneren Umfange des Flüssigkeitsringes, d. h. im Bereich der Schaumzone I8 bildet, wird dann über den Druckschlitz 4 zusammen mit dem nicht umgesetzten Gas in den Flüssigkeitsabscheider g gedrückt. Der Flüssigkeitsabscheider ist vorzugsweise über dem Druckstutzen 6 angeordnet. In ihm kann erforderlichenfalls noch eine Restumsetzung erfolgen. Das umgesetzte Gas-Flüssigkeits-Produkt wird über den Kondenstopf IO, der ein Schwimmerventil enthält, und die Ablaufleitung I I abgeleitet. Das Rücklaufgas wird aus dem Abscheider g über die Leitung 12 wieder in den Saugstutzen 5 der Pumpe geleitet.
• Das umgesetzte Gas-Flüssigkeits-Produkt muß laufend durch Frischflüssigkeit ergänzt werden. Bei der vorstehend behandelten Ausführungsform geschieht dies dadurch, daß die Frischflüssigkeit durch die Ringdüse I7 in den Saugstutzen in fein verteilter Form eingespritzt wird und bereits hier die chemische Umsetzung einleitet. Eine andere sehr zweckmäßige Möglichkeit ist bei der Ausführungsform nach Fig. 2 angewendet. titer mündet die Zuführungsleitung 8 für die Frischflüssigkeit in die Umführungsleitung I4, so daß die Frischflüssigkeit zusammen mit der über den Scheitel der Pumpe umgeleiteten Flüssigkeit in die äußerste Zone des Flüssigkeitsringes eingeführt wird. Die Frischflüssigkeit gelangt also erst allmählich, nach einer gewissen Teilumsetzung, in den innersten Teil des Flüssigkeitsringes, d. h.die eigentliche Umsetzungszone. Die Frischflüssigkeit wird hier auf der Saugseite des Pumpengehäuses eingeführt, wo der Druck am niedrigsten ist. Auch das Rücklaufgas oder ein Teil des Rücklaufgases kann zusammen mit der Frischflüssigkeit durch die erwähnte Offnung in der Wandung des Pumpengehäuses eingeführt werden, so daß nach Möglichkeit der ganze Flüssigkeitsring mit Gas durchsetzt wird.
• Das Mischen von Rücklaufgas und Frischflüssigkeit vor der Einführung in das Pumpengehäuse kann mittels eines durch Frischfiüssigkeit betriebenen Ejektors geschehen. Eine solche ,Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt. Die Verbindungsleitung 12 für das Rücklaufgas verzweigt sich hier in zwei Leitungsteile 2I, 22. In der Leitung 21 ist der Ejektor 20 angeordnet; an ihn ist die Zuführungsleitung 8 für die Frischflüssigkeit angeschlossen. Die Zuführungsleitung 7 für das Frischgas mündet in die Leitung 22. Diese ist an den Saugstutzen angeschlossen, während die Leitung 21 in eine Offnung 29 auf der Saugseite des Pumpengehäuses mündet.
• Eine etwas andere Ausführungsform zeigt Fig. 4.
• Hier wird die aus der Zuführungsleitung 8 kommende Frischflüssigkeit zusammen mit der über die Leitung 14 über den Pumpenscheitel umgeleiteten Betriebsflüssigkeit dem Ejektor 20 zugeführt und durch die Leitung 21 in die Öffnung 29 im Pumpengehäuse weitergeleitet. Eine besondere Öffnung auf der Saugseite des Pumpengehäuses zum Anschließen der Umführungsleitung 14 kann dann entfallen.
• Unter Umständen kann die in den vorstehend behandelten Ausführungsbeispielen vorgesehene Umführungsleitung 14 überhaupt weggelassen werden.
• Falls aber damit zu rechnen ist, daß die chemische Umsetzung auf dem Wege zum Druckschlitz langsam vor sich geht und für größere Flüssigkeits mengen unzureichend ist, empfiehlt es sich, Vorsorge dafür zu treffen, daß das Ausschieben allzu großer, nicht vollständig umgesetzter Flüssigkeitsmengen vermieden wird. Hierzu kann der Flüssigkeitsring am inneren Gehäuseumfang im Bereich des Druckschlitzes angezapft und Flüssigkeit durch eine Umführungsleitung 8 über den Pumpenscheitel hinweg in den Flüssigkeitsring im Bereich der Saugseite wieder eingeführt werden. Dadurch wird der innere Umfang des Flüssigkeitsringes zwischen Druck- und Saugschlitz mehr nach außen verlegt, und es treten nur die innersten Schichten des Flüssigkeitsringes durch den Druckschlitz. Durch ein Regulierventil I8 in der Umführungsleitung kann das Ausschieben der umgesetzten Flüssigkeit stufenlos geregelt werden.
• Die chemische Umsetzung läßt sich in manchen Fällen noch beschleunigen, wenn für die gas- und flüssigkeitsl>erührten Teile ein den Umsetzprozeß als Katalysator fördernder Werkstoff, in manchen Fällen z. B. Hartgraphit, verwendet wird. Es kann auch eine als Katalysator geeignete Flüssigkeit der Pumpe oder dem Abscheidegefäß zugeführt werden.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Einrichtung zum Anlagern von Gasen an Flüssigkeiten oder an in Flüssigkeiten enthaltene, fein verteilte feste Stoffe oder zur Mischung beider Medien unter Verwendung einer Naßluftpumpe, insbesondere Flüssigkeitsringgaspumpe, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsflüssigkeit für die Naß luftpumpe die umzusetzende Flüssigkeit dient.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um Frischflüssigkeit in den Saugstutzen einzuspritzen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um Frischflü9sigkeit, vorzugsweise auf der Saugseite, in die äußere Randzone des Flüssigkeitsringes einzuführen.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindungsleitung zwischen der Stelle, an der das Rücklaufgas anfällt, und dem Saugstutzen vorgesehen ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindungsleitung zwischen der Stelle, an der das Rücklaufgas anfällt, und der äußeren Randzone des Flüssigkeitsringes der Pumpe vorgesehen ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung ein mit Frischflüssigkeit betriebener Ejektor als Gasfördereinrichtung vorgesehen ist.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung ein Regulierventil vorgesehen ist.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb oder neben der Pumpe ein mit einem Schwimmerventil ausgerüsteter Flüssigkeitsabscheider angeordnet ist.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckseite der Pumpe und der Saugseite eine den Scheitel der Pumpe überbrückende Umführungsleitung mit Regulierventil vorgesehen ist.

   IO. Einrichtung nach Anspruch I und den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß gas-und flüssigkeitsberührte Teile der Pumpe oder des Abscheiders aus Werkstoffen bestehen, die als Katalysator für eine beabsichtigte chemische Umsetzung geeignet sind, z. B. Hartgraphit.

   II. Einrichtung nach Anspruch I und den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Pumpe oder dem Abscheidegefäß eine als Katalysator geeignete Flüssigkeit, z. B. Quecksilber, enthalten ist.