DE869042C

DE869042C - Verfahren zur Absorption von Sauerstoff

Info

Publication number: DE869042C
Application number: DEF1253A
Authority: DE
Inventors: Georg Dr Brinkmann
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1950-04-15
Filing date: 1950-04-15
Publication date: 1953-03-02

Description

Verfahren zur Absorption von Sauerstoff Zur Herstellung von Kaliumjodid aus dem Kaliumsalz einer Jodsauerstoffsäure hat man vorgeschlagen, die wäßrige Lösung von dem Kaliumsalz einer Jodsauerstoffsäure der Reduktion durch zahlreiche galvanische Elemente, die aus einer Mischung von Kohle und Eisen bestehen, zu unterwerfen. Hierbei wird also aus einer chemischen Verbindung, dem Kaliumsalz einer Jodsauerstoffsäure, der Sauerstoff herausreduziert.
Weiterhin ist ein Verfahren bekanntgeworden, wobei aktiven Kohlen Metalle zugesetzt werden, die in wäßriger Lösung unlösliche Hydroxyde bilden. Diese Hydroxyde adsorbieren, ähnlich wie die Aktivkohle, organische Stoffe aus den wäßrigen Lösungen und ergeben so eine zusätzliche Wirkung.
Es ist ein Verfahren zur Nbscheidung von Luft und anderen Gasen aus Wasser v orgeschlagen worden, bei dem das Wasser durch abwechselnde lockere Schichten von Eisenspänen und Holz- oder Tierkohle gebildet wird. Bei diesem Verfahren soll eine Elementbildung zwischen der Kohle und dem Eisen bei der Gasabscheidung mitwirken.
Weiterhin ist ein Verfahren zur Beseitigung von Sauerstoff aus Wasser bekannt, bei dem u. a.
Mischungen von Metallen verschiedener Edelheit und auch Mischungen von Metall und Kohle (Retortenkohle) mit dem Wasser in Berührunggebracht werden. In diesem Falle wird die Ionisation des unedleren Metalls durch Berührung mit einer edleren Elektrode verbessert.
Gegenstand oder vorliegenden. Erfindung ist die Verwendung einer wasserfeuchten Mischung von Alivlohle, - deren Oberfläche basische Gruppen trägt, und einem Metall, das sich unter Abgabe von Ionen negativ auflädt, zur Absorption von freiem Sau,erstqff, z. -B. aus Gasgemischen oder Wasser.
-Hierbei werden also nicht wie bei dem einen bekönnten Verfahren chemische Verbindungen reduziert oder wie bei dem anderen bekannten Verfahren organische Stoffe adsorbiert. Die basische Aktivkohle wirkt auf zweierlei Weise: Zum Unterschied von einer nur edleren Elektrode nimmt sie in Berührung mit Sauerstoff aktiv ein positives Potential an, wodurch die Potentialdifferenz der entstehenden kleinen Elemente erhöht wird und die Oxydation der unedleren Elektrode sehr schnell vonstatten geht; dann nimmt die in Berührung mit dem unedleren Metall entladene Kohle mit ihrer großen Oberfläche mit großer Intensität Sauerstoff auf, der dann wieder die Neubildung des Potentials hervorruft.
Die Mischung von Aktivkohle und Metall wird vorzugsweise im Verhältnis von etwa I bis 10 Gewichtsteilen Aktivkohle zu I Gewichtsteil Metall angewendet. Diese Mischung absorbiert Sauerstoff aus diesen enthaltenden Medien, z. B. Luft oder Wasser, mittels elektrochemischer Vorgänge durch Übertragung des Sauerstoffs auf das Metall durch die Aktivkohle. Das Metall wird bei diesem Vorgang zu Oxyd bzw., da Wasser zugegen ist, zu Hydroxyd oxydiert. Grundsätzlich ist jedes Metall, das unter negativer Aufladung Ionen bildet, für den Zweck geeignet; aus preislichen Gründen verwendet man in erster Linie Zink, Aluminium oder Eisen. Die Teilchengröße von Aktivkohle und Metall ist für die Geschwindigkeit der Reaktion von Bedeutung, da sie hierdurch reguliert werden kann; es ist vorteilhaft, um einer Entmischung vorzubeugen, die Körnung der Aktivkohle etwa doppelt so groß zu wählen wie die des Metalls. Vorteilhaft verwendet man die Aktivkohle in einer Teilchengröße von etwa I,0 bis 0,05, vorzugsweise 0,5 bis 0,I mm Durchmesser. Als Aktivkohlen kommen vorzugsweise solche in Frage, deren Oberflächen basischen Charakter besitzen, was durch besondere Aktivierungsverfahren erreicht wird, vorzugsweise dadurch, daß' man kohlenstoffhaltige Stoffe bei 750 bis 11000 in schwach oxydierender Atmosphäre einer Aktivierung unterwirft und die erhaltene Aktivkohle bei einer Temperatur nicht unterhalb 6000 aus der Aktivierungsvorrichtung austrägt und anschließend in nicht oxydierender Atmosphäre abkühlt.
In Gegenwart von Elektrolyten kann die Sauerstoffaufnahme beschleunigt sein durch Erhöhung der Leitfähigkeit; besonders stark wirken solche Elektrolyte, die die Fähigkeit haben, das Reaktionsprodukt (Hydroxyd) zu lösen, etwa durch Komplexbildung, oder durch Kleinhalten der Konzentration einer der beteiligten Ionenarten die Abscheidung zu vergrößern oder zu vermindern. Es kommen hier besonders Ammonsaize in Frage. Es ist im allgemeinen günstig, in der Nähe des Neutralpunktes zu arbeiten, aber auch in -alkalischer und schwach saurer Lösung erfolgt die Sauerstoffaufnahme. Besondere Verhältnisse liegen vor bei Metallen, deren Hydroxyde amphoteren Charakter haben; hier kann unter Umständen die Verwendung starker Alkalien Vorteile bieten. Die Absorption des Sauerstoffs durch das neue Absorptionsmittel wird z. B. zur Bindung des Sauerstoffs im Wasser von Warmwasserheizanlagen, von hydraulischen Anlagen, von Kesselspeisewasser, verwendet.
Das Absorptionsmittel aus Aktivkohle und Metall und gegebenenfalls trockenem Elektrolyt kann als fertige Mischung, vor Feuchtigkeit geschützt, gelagert und verschickt werden, während das Wasser oder die wäßrige Elektrolytlösung erst bei der Anwendung zugegeben werden.
Beispiel 1 Aus Ioo cm3 einer Gasmischung, die neben Stickstoff rund 40 0/o Sauerstoff enthielt, wurde durch IMstündige Berührung mit einer Mischung von 10 g Aktivkohle (Typ Elementekohle) der Korngröße 0,30 bis 0,15 mm und I g Zink der Korngröße 0,15 bis o,o88 mm, die mit IO cm3 konzentrierter Ammonchloridlösung angefeuchtet war, der Sauerstoff bis auf einen Rest von 0,5 O/o entfernt.
Beispiel 2 500 cm8 Gas, das 8 O/o Sauerstoff und 92 O/o Stickstoff enthielt, wies nach zweimaligem Durchströmen innerhalb je IO Minuten durch ein waagerechtes Rohr, das mit einer Mischung von 20 g Elementekohle der Korngröße 0,4 bis 0,2 mm mit 2 g Eisen der Korngröße 0,2 bis 0,1 mm, angefeuchtet mit 20 cm3 konzentrierter Ammonchloridlösung, gefüllt war, nur noch einen Sauerstoffgehalt von weniger als 0,3 0/0 auf.
Beispiel 3 Aus 100 cm3 Kohlendioxyd mit einem Gehalt von 2 °/0 Sauerstoff wurde dieser nach sechsmaliger Zirkulation durch eine auf einem Sieb aus Sinterglas gelagerte Mischung von IO g Aktivkohle vom Typ Elementekohle der Korngröße 0,5 bis 0,3 mm mit 1 g Zink der Korngröße 0,3 bis 0,15 mm, angefeuchtet mit IO cm3 konzentrierter Kaliumchloridlösung, bis auf einen Rest von etwa 0,I O/o entfernt.
Beispiel 4 In 1 1 Wasser, das mit Sauerstoff gesättigt war (Gehalt etwa 4 mg), nahm der Sauerstoffgehalt beim Stehenlassen mit einer Mischung von 10 g Aktivkohle (Typ Elementekohle) der Körnung 0,3 bis 0,15 mm und 0,5 g Eisen der Körnung 0,I5 bis o,og mm erst schnell, dann langsamer ab und erreichte nach 4 Tagen einen Wert, der bei 0,2 mg lag.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Absorption von Sauerstoff, insbesondere aus diesen enthaltenden Medien, z. B. Gasen oder Wasser, mittels einer wasserfeuchten Mischung von Aktivkohle, deren Ober- fläche basische Gruppen trägt, und einem Metall, das unter Annahme negativer Ladung Ionen zu bilden vermag, vorzugsweise im Mischungsverhältnis von etwa I bis IO Gewichtsteilen Aktivkohle zu I Gewichtsteil Metall.
2. Verfahren gemäß Anspruch I, wobei die Körnung der Aktivkohle etwa doppelt so groß wie die des Metalls ist und die Aktivkohle vorteilhaft eine Körnung von etwa I,O bis 0,05, vorzugsweise 0,5 bis 0,I mm, Durchmesser aufweist.
3. Verfahren gemäß den Ansprüchen I bis 2 zur Absorption von Sauerstoff aus Gasgemischen, wobei die Mischung oder die zum Befeuchten dienende Flüssigkeit zusätzlich mindestens einen Elektrolyt enthält, der durch Erhöhung der Leitfähigkeit die Reaktion beschleunigt, wobei ein solcher besonders wirksam ist, der die Abscheidung der Reaktionsprodukte in fester Form, z. B. durch Komplexbildung oder andere Einschaltung in die Reaktion, verhindert oder verzögert.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 3in 336, 365 665.