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Verfahren zur Reinigung von Gasen oder Flüssigkeiten
Beimengungen von
Wasserdampf und sauren Bestandteilen, wie Kohlendioxyd, Chlorwasserstoff od. dgl.,
lassen sich aus Gasen durch Überleiten über stückiges Ätzkali oder Ätznatron entfernen.
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Dabei überziehen sich die Stücke mit Krusten oder bei größerem Wasserdampfgehalt
der Gase mit halbfesten Schichten aus den Umsetzungsprodukten, wodurch die Wirksamkeit
des Reinigungsmittels beeinträchtigt wird. Bei Zusatz größerer Mengen Wasser oder
Wasserdampf lösen sich zwar die Krusten ab, die ablaufenden Lösungen führen aber
zu Verschmierungen, die schließlich den Gasdurchtritt durch das Reinigungsmittel
stark beeinträchtigen oder verhindern können.
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Es wurde nun gefunden, daß diese Nachteile entfallen und sich eine
langdauernde Reinigungswirkung erzielen läßt, wenn man die stückigen Reinigungsmittel
im Gemisch mit Füllkörpern anwendet.
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Legt man beispielsweise Ätznatronstücke in die Zwischenräume einer
Raschigringfüllung, so bleibt das Ätznatron wirksam, bis es aufgebraucht ist.
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Erst einige Zeit vor der völligen Erschöpfung läßt das Aufnahmevermögen
für Kohlendioxyd und Wasserdampf nach, der Gasdurchtritt durch die Füllung bleibt
aber bis zum Schluß unverändert gut.
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In manchen Fällen empfiehlt es sich, dem zu reinigenden Gas Feuchtigkeit
durch Wasserdamp£ zufuhr oder Einsprühen von Wasser einzuverleiben.
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Man kann auch die Schicht des mit Füllkörpern durchsetzten Reinigungsmittels
mit Wasser bedüsen, wobei zweckmäßig hinter einer ersten, be-
düsten
Schicht im Sinn der Gasströmung eine zweite, nicht bedüste Schicht aus der gleichen
Reinigungsmasse angeordnet wird.
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An Stelle von Raschigringen kann man auch z. B. Koks, gegebenenfalls
in zerkleinerter Form, oder Holzstücke entsprechender Größe od. dgl. verwenden.
Man kann z. B. eine Mischung aus gleichen Raumteilen stückigem Ätznatron und Raschigringen
verwenden oder auch solche mit 2 bis 4 Raumteilen Koks oder anderen Füllkörpern.
Um ein Zusammenwachsen der Stücke des Reinigungsmittels möglichst zu vermeiden,
besitzen die Füllkörper am besten gleiche Stückgröße wie das Reinigungsmittel. Haben
die Füllkörper eine kleinere Stückgröße, so wendet man sie in entsprechend größerer
Menge an. Man kann indessen auch Füllkörper benutzen, die erheblich größer, beispielsweise
doppelt so groß sind wie die Stücke des Reinigungsmittels.
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Man muß dann aber besonders auf eine gleichmäßige Verteilung des Reinigungsmittels
innerhalb der gesamten Masse bedacht sein. Zum Beispiel können große Raschigringe
in Lagen aufrecht gestellt benutzt werden, wobei jede Lage gegen die nächste versetzt
angeordnet ist; das Reinigungsmittel füllt man dann in die Zwischenräume zwischen
den Ringen oder auch in die Ringe ein. Die Stückgröße des Reinigungsmittels beträgt
dabei zweckmäßig die Hälfte bis ein Fünftel des Ringdurchmessers.
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Das Verfahren läßt sich auch mit Erfolg für die Reinigung von Flüssigkeiten,
insbesondere organischer Art, anwenden, wenn die Verunreinigungen oder ihre Umsetzungsprodukte
mit dem Reinigungsmittel für sich oder in Gegenwart von Lösungsmitteln tropfbar
flüssig werden, ohne sich in der zu reinigenden Flüssigkeit zu lösen oder mit ihr
zu vermischen. So können z. B. organische Flüssigkeiten durch Ätzkali von geringen
Mengen saurer Bestandteile, wie Säuren oder Phenole, befreit werden. Durch gleichzeitig
anwesende, gegebenenfalls besonders zugeführte Feuchtigkeit lassen sich die Umsetzungsprodukte,
wie Kaliumchlorid, laufend ablösen. Ein überschuß an Feuchtigkeit schadet meist
nicht; im Falle des Ätzkalis bildet sich beim weiteren Durchgang der zu reinigenden
organischen Flüssigkeit durch das Reinigungsmittel eine konzentrierte Kalilauge,
so daß die gereinigte organische Flüssigkeit in praktisch trockenem Zustand erhalten
wird.
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Beispiel I Luft mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 2,5 Volumprozent
und einem Kohlendioxydgehalt von 0,4/o wird mit so viel Wasserdampf, daß der Feuchtigkeitsgehalt
auf 4,5d/o steigt, versetzt und dann durch einen Behälter mit einem Gemisch aus
I Raumteil Atzkalistücken und 3 Raumteilen Koks von 20 bis 30 mm Stückgröße geleitet.
Die den Behälter verlassende Luft ist weitgehend von Kohlendioxyd und Feuchtigkeit
befreit, und die Behälterfüllung behält ihre Durchlässigkeit und reinigende Wirkung
auch in langdauerndem Betrieb bei, bis das Ätzkali weitgehend aufgebraucht ist.
Am Grund des Behälters sammelt sich eine Kaliumcarbonatlösung, die abgelassen werden
kann.
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Wird dagegen die Luft nach der Sättigung bis zu einem Wasserdampfgehalt
von 4,5 Volumprozent unter sonst gleichen Bedingungen durch eine Füllung von nicht
mit Koksstücken vermischten Ätzkalistücken geleitet, dann werden zwar zunächst Kohlendioxyd
und Feuchtigkeit ebenfalls weitgehen beseitigt, aberbaldzerfließt undverkrustetdas
Atzkali, so daß der Luftdurchgang verhindert wird.
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Beim Arbeiten ohne zusätzliche Befeuchtung und ebenfalls ohne Kokszusatz
nimmt das Aufnahmevermögen der Ätzkalistücke für Kohlendioxyd rasch ab, so daß dann
nur noch etwa o,25 Volumprozent Kohlendioxyd der Luft entzogen werden; das Ätzkali
verkrustet bald und erschwert den Luftdurchgang immer mehr.
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Beispiel 2 Butylchlorid mit einem Gehalt von 2,2 g Wasser und 0,5
g Chlorwasserstoff im Liter wird durch einen Behälter geleitet, in dem sich eine
Mischung von I Raumteil 20 mm großer Atznatronstücke mit 2 Raumteilen Raschigringen
von 15 mm Durchmesser befindet. Das den Behälter verlassende Butylchlorid ist frei
von Wasser und Chlorwasserstoff.
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Eine Verstopfung der Reinigungsmasse findet auch in langdauerndem
Betrieb nicht statt.
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Beispiel 3 Teeröl mit einem Gehalt von 1,3 °/o basischen und I,70/o
sauren Bestandteilen wird nacheinander, jeweils von unten nach oben, durch zwei
Türme geleitet, von denen der erste mit einer Mischung aus I Raumteil 20 bis 30
mm großer Natriumbisulfatstücke und I,5 RaumteilenRaschigringen von 25 mm Durchmesser
und der zweite mit einer Füllung aus I5 bis 25 mm großen Ätznatronstücken und Raschigringen
von 50 mm Durchmesser beschickt ist. In dem zweiten Turm sind die Raschigringe in
Lagen aufrecht gestellt, und jede Lage ist gegen die benachbarte versetzt; die Ätznatronstücke
sind in das Innere der Ringe eingefüllt, nicht aber in die Zwischenräume zwischen
den Ringen. Dem Teeröl werden vor dem Eintritt in den ersten Turm 50 kg Wasserdampf
und vor dem Eintritt in den zweiten Turm 100 kg Wasser je Kubikmeter Teeröl beigemischt.
Das den zweiten Turm verlassende Teeröl ist praktisch frei von basischen und sauren
Bestandteilen. Es ist auch trotz des Dampf- und Wasserzusatzes frei von Wasser.
Im unteren Teil des ersten Turmes sammelt sich eine wässerige Flüssigkeit, die neben
Natriumsulfat schwefelsaure organische Basen, wie Pyridinsulfat, gelöst enthält.
Im zweiten Turm sammelt sich eine alkalische Phenolatlösung.