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Vorrichtung zum Waschen flüssiger und/oder fein verteilter, fester
Stoffe wie Nitrate od. dgl.
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Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Waschen flüssiger und/oder
fein verteilter, fester Stoffe, wie Nitrate od. dgl., mittels einer Waschflüssigkeit,
die ein von dem zu waschenden Gut abweichendes spez. Gewicht besitzt, wobei das
Gut und die Waschflüssigkeit nicht oder nur zu einem unbedeutenden Ausmaß ineinander
mischbar oder löslich sind.
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Die Erfindung sieht in erster Linie eine Waschvorrichtung vor, in
der die Waschflüssigkeit und das Gut nach dem Waschen schnell voneinander getrennt
werden können. Die Erfindung sieht ferner eine Vorrichtung vor, in der das Waschen
mit Hilfe einer Mischvorrichtung, vorzugsweise von der Art eines Injektors, durchgeführt
werden kann, in der das Gut und die Waschflüssigkeit mit Hilfe von komprimiertem
Gas, das aus der flüssigen Mischung vor der Trennung aufsteigen kann oder soll,
innig miteinander gemischt werden.
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Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird also das zu waschende
Gut, innig mit der Waschflüssigkeit vermischt, mit Hilfe von komprimiertem Gas,
vorzugsweise durch einen Injektor, in eine Kammer gesprüht oder injiziert. Die Erfindung
sieht bei einer derartigen Vorrichtung vor, daß die an ihrem Boden mit einem Einlaß
und an ihrem oberen Ende mit einem Auslaß versehene Kammer wenigstens an einer Seite
eine aus einer Reihe von im wesentlichen parallelen, übereinander und in einem geringen
Abstande voneinander angeordneten Platten gebildete Begrenzung besitzt, wobei die
Platten von der Kammer aus nach außen und
unten auf eine angrenzende
Abteilung zu geneigt sind, die an ihrem Grunde mit einem Auslaß in eine Trennkammer
versehen ist, in der das Gut und die Waschflüssigkeit voneinander getrennt werden,
indem sie infolge ihres unterschiedlichen spez. Gewichtes verschiedene Schichten
bilden.
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Der Ausdruck »flüssige Stoffe oder Produkte« soll sowohl bei normaler
Temperatur flüssige Stoffe oder flüssiges Gut als auch Lösungen flüssiger oder fester
Stoffe umfassen.
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In beiden Fällen besteht natürlich die Bedingung, daß die fraglichen
Stoffe oder Lösungsmittel oder Lösungen nicht oder nur zu einem unbedeutenden Ausmaß
mit der Waschflüssigkeit, beispielsweise Wasser, mischbar oder in ihr lösbar sind.
Ferner kann die Erfindung auch beim Waschen fein verteilter, fester Stoffe angewandt
werden, die in der Waschflüssigkeit mit Hilfe von komprimiertem Gas schwebend gehalten
und nach dem Waschen durch Ablagerung von der Flüssigkeit getrennt werden.
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Eine Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in
der Zeichnung schematisch im Schnitt dargestellt, und die Erfindung ist an Hand
deren beim Waschen von Nitroglycerin beschrieben.
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Die Kammer I der Zeichnung besitzt eine zum Querschnitt verhältnismäßig
große Höhe. Sie ist an ihrem Boden mit einem Einlaß 2 versehen, mit dem ein Injektor
3 verbunden ist, um mit Hilfe von komprimierter Luft Rohnitroglycerin und eine Waschflüssigkeit,
beispielsweise Wasser mit einem Zusatz von Alkali, injizieren zu können, wobei diese
Stoffe dem Injektor 3 durch die Leitungen 4, 5 und 6 zugeführt werden. Der untere
Teil der Kammer besitzt geschlossene Wandungen, während der obere Teil can einer
Seite durch eine Reihe übereinander angeordneter Platten 7 begrenzt ist, die alle
im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und nach außen und unten von der Kammer
I auf die sich anschließende Abteilung 8 zu geneigt sind. Die Platten7 bilden im
Längsschnitt durch die Kammer I gesehen einen Winkel von 45 bis 600 mit der Horizontalebene,
und sie liegen so dicht aneinander, daß die zwischen ihnen abfließende Mischung
aus Nitroglycerin und Waschflüssigkeit im wesentlichen eine Laminarströmung besitzt.
Der Abstand zwischen den Platten beträgt zweckmäßigerweise etwa 5 mm. Die Platten
7 besitzen im Vergleich zu ihrem Abstande eine beträchtliche Ausdehnung in Richtung
von der Kammer I auf die Abteilung 8 zu, und sie sind vorzugsweise so übereinander
angeordnet, daß der freie Querschnitt der Kammer 1 auf ihr oberes Ende zu, wo der
Gasauslaß g angeordnet ist, fortschreitend abnimmt.
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Die Abteilung 8, nach der die scheibenförmigen Flüssigkeitswege zwischen
den Platten 7 offen sind, ist durch eine senkrechte Wand 10 von der Trennkammer
II getrennt, mit der die Abteilung 8 durch im unteren Teil der Trennwand 10 angebrachte
Öffnungen 12 in Verbindung steht. Die Trennkammer II geht an ihrem unteren Ende
in ein senkrechtes Schauglas I3 über, das an seinem unteren Ende durch ein gebogenes
Rohr 14 verlängert ist. Der andere Schenkel dieses gebogenen Rohres ist mit einem
Überlaufbecken 15 verbunden, das ein Überlaufrohr besitzt. Die an ihrem oberen Ende
geschlossene Trennkammer II besitzt ebenfalls ein Überlaufrohr I6.
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Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Waschflüssigkeit und Nitroglycerin
werden mit Hilfe von komprimierter Luft im Injelrtor gemischt und durch den Einlaß
2 in die Kammer I eingespritzt, in der die Luft aufsteigt und dann durch den Gasauslaß
9 entweicht, während bei ihrem Weg durch die Kammer das Flüssigkeitsgemisch lebhaft
bewegt wird. Das Flüssigkeitsgemisch fließt fortlaufend zwischen den Platten 7 ab,
wo jede Wirbelbewegung des Gemisches beseitigt wird, weil zwischen den Platten nur
eine Laminarströmung möglich ist. Soweit das Flüssigkeitsgemisch jetzt noch eine
Wirbelbewegung besitzt, wird diese weiter abgeschwächt, bevor das Gemisch mit verringertem
Durchlaß durch die Öffnungen 12 in der Zwischenwand 10 in die Trennkammer 11 gelangt.
Da weder in der Trennkammer noch in dem sich anschließenden Schauglas 13 die geringste
Wirbelbewegung vorhanden ist, wird die Waschflüssigkeit oberhalb des Nitroglycerins
abgesondert. Da die Scheidung jedoch eine gewisse Zeit erfordert, bildet sich zwischen
den beiden Flüssigkeiten eine »Trennschicht« von der Höhe he, die in Anbetracht
dessen, daß die Trenukammer II, das Schauglas 13 und das gebogene Rohr 14 so gestaltet
sind, daß sie ein U-förmiges Rohr oder zwei an ihrem Boden miteinander in Verbindung
stehende Behälter bilden, auf dem Niveau des Schauglases I3 gehalten werden kann.
Das gebogene Rohr 14 ist infolgedessen mit Nitroglycerin gefüllt, das fortlaufend
aus dem Überlaufbecken 15 abfließt, aber immer in das Gleichgewichtssystem mit der
Höheh, eingreift.
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Auf der anderen Seite wird die Waschflüssigkeit abgeschieden und füllt
den oberen Teil der Trennkammer bis zur Höhe hv, die durch das Uberlaufrohr I6 festgelegt
ist. Die Höhendifferenz zwischen dem Niveau des Überlaufbeckens I5 und der Überlaufhöhe
in der Trennkammer II ist mit H bezeichnet, und wenn das spez. Gewicht der Waschflüssigkeit
mit Sv und das spez. Gewicht des gewaschenen Gutes (Nitroglycerin) mit s, bezeichnet
wird, besteht offensichtlich folgende Gleichgewichtsbedingung:
Hierdurch läßt sich, wenn die spez. Gewichte und die- Geschwindigkeit der Scheidung,
wovon die Höhe der Trennschicht abhängt, bekannt sind, offensichtlich diese Schicht
in die gewünschte Lage bringen, indem die Höhe H zwischen den Überlaufniveaus im
Becken 15 und in der Kammer II
eingestellt wird, was beispielsweise
mit Hilfe von auswechselbaren Mundstücken geschehen kann.
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Je nach den Eigenschaften des gewaschenen Gutes kann die Vorrichtung
beispielsweise mit eingebauten Kühl- oder Heizeinrichtungen aus spiralförmigen Windungen
für ein geeignetes Kühl- bzw.
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Heizmittel ausgerüstet werden.
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Die Vorrichtung kann ferner in jeder anderen Art den Anforderungen
durch Anderung der Form, der Größe und der inneren Anordnung der Teile angepaßt
werden, ohne daß man sich von dem Wesen der Erfindung entfernt.
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Weitere Stoffe, die sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung waschen
lassen, sind beispielsweise Schwefelkohlenstoff, Selenschwefelkohlenstoff, Trinitroglycerin,
Dinitroglykol, Dinitrodiglykol, Mono- und Dinitrobenzol, Mono-, Di- und Trinitrotoluol,
Paraffine, Öle, höhere Alkohole und Derivate davon. Die Behandlung kann mit Wasser,
alkalischer oder sauerer Waschflüssigkeit oder mit einer anderen Lösung oder anderen
Stoffen, je nach dem zu erzielenden Effekt, vorgenommen werden.
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Soll z. B. Trinitroglycerin bzw. Dinitroglykol gewaschen werden,
so geschieht dies in folgender Weise: Stufe I. Das sauere Sprengöl (von der Nitrierung),
das zwischen 7 und I 5 °/o gelöste HNO, enthält, wird im Injektor 3 zusammen mit
0,5 bis I Teilen Wasser mit Hilfe der durch die Leitung 6 zugeführten Luft gemischt.
Die Luftmenge variiert zwischen I000 und 3000 1/Stunde von 2 bis 6 atü, je nach
der geforderten Kapazität.
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Das Gleichgewicht stellt sich sehr schnell ein, wonach die Wasserphase
10 bis 20°/o HNO, und die Ölphase 0,2 0/o HIN03 enthält. Die beiden Phasen werden
dann in der vorher angegebenen Weise getrennt.
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Stufe 2. Das Öl von der vorhergehenden Behandlung wird einer ähnlichen
Vorrichtung zugeführt, wo aber »das Waschen« mit einer Lösung, die 0,5 bis I,5 NH4OH
enthält, vorgenommen wird. Bei diesem Vorgang werden die letzten Spuren der Säure
vom Sprengöl entfernt, und das austretende Produkt ist nun für weitere Verarbeitung
geeignet.