DE2735608A1

DE2735608A1 - Gas-fluessigkeitskontaktreaktionsapparatur

Info

Publication number: DE2735608A1
Application number: DE19772735608
Authority: DE
Inventors: Atsushi Futami; Masatake Shinsenji; Monoru Tanaka; Hiroshi Yanagioka; Kanagawa Yokohama
Original assignee: Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 1976-08-10
Filing date: 1977-08-06
Publication date: 1978-02-16
Also published as: US4239515A; JPS5915688B2; JPS5319972A; DE2735608C2

Description

Gas-Flüssigkeitskontaktreaktionsapparatur

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Feststoff-Gas-Flüssigkeitsreaktionsapparatur, die sowohl Gas-Flüssigkeitskontaktverfahren als auch gleichzeitige Foststoffausfällung in einem einzigen Reaktionskessel gestattet.

Ks sind verschiedene Verfahren für einen Gas-Flüssigkeitskontakt und gleichzeitige Feststoffausfällung möglich. Eines dieser Verfahren ist bekannt als Rauchqasentsc-hwefelungsverfahren, das darin besteht, daß man Rauchgas aus Kochern und dergleichen in einerwässrigen Lösung, die Alkali oder Säure enthält, behandelt und SO₂ aus dem Rauchgas durch Absorption entfernt. Ein anderes Verfahren ist ein solches zur Gewinnung von Amponi urr.su 1 fat durch Behandlung von Ammoniakgas in einem Gasgemisch aus cineir Koksofen mit Hilfe von Schwefelsäure. Ein drittes Verfahren ist ein solches zur Herstellung von Hydroxy laip.in, bei dem durch Oxidation von Ammoniak mit Luft prodjriertes Stickstoffoxid mit Wasser absorbiert und mit Amncniumsulfit umgesetzt wird . Ein viertes Verfahren ist das Ammoniak-Soda-Verfahren zur Herstellung von Natriumcarbonat. Wenn große Gasmengen in den obigen herkömmlichen Verfahren behandelt werden, enthält die verwendete Gas-Flüssigkeitskontakt-Reaktionsaoparatur einen Turm, in welchem Gas und Flüssigkeit im Gegenstrom miteinander in Kontakt gebracht werden,

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eine mit einer Packung versehene Kolonne, eine mit Boden versehene Kolonne, einen Sprühturm und dergleichen. Die verwendete Feststoffausfällungsanparatur schließt verschiedene Typen ein, je nach dem Verwendungszweck, und wegen des Erfordernisses einer Suspendierung von Feststoffen verwenden alle Typen einen Kessel vom Zylindertyp mit einen Rührer darin. Für große Gasir.engen, die kontinuierlich zu behandeln sind, inden man das Gas in Kontakt mit einer Flüssigkeit bringt und Feststoffe durch Ausfällung erhält, ist es üblich, daß die Gas-Flüssigkeitskontaktapparatur und die Ausfällungsapparatur wegen ihrer unterschiedlichen Funktionen und Konstruktionen unabhängig und getrennt voneinander vorgesehen werden und durch ein Pumpen- und Leitungssystem miteinander verbunden werden.

Im Vorfeld der vorliegenden Erfindung wurden die Möglichkeiten untersucht, aus verschiedenen Aspekten die beiden unterschiedlichen Apparaturen in einer einzigen Einheit miteinander zu kombinieren, und es ergab sich, daß die physikalische oder einfache Vereinigung der beiden Anlagen lediglich zu einer großjT Apparatur führt und somit keinen Vorteil der Kombination erji* t. Es wurde beobachtet, daß eine Lösung des obigen Problems erreicht werden kann, wenn man ein neues Verfahren für die Herstellung des Kontaktes zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit in Gegenwart eines Feststoffes durchführt.

Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage des obigen realisiert, und demnach besteht ein Ziel der Erfindung darin,

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eine kompakte und hochloistungsfihige Reaktionsapparatur zu bekommen, die es gestattet, daß ein Gas-Flüssigkeitskontaktverfahren urrl eine Feststoffausfällung in einem einzigen Reaktionskessel gleichzeitig durchgeführt werden.

Kurz gesagt umfaßt die Apparatur nach der Erfindung

a) einen Reaktionskessel für einen Kontakt zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit in Gegenv/art eines Feststoffes und/oder in Gegenwart von frischgefällten Feststoffen, wobei der Kessel einen Spritzertrennabschnitt, einen Feststoff-Gas-Flüssigkeitskontaktabschnitt und einen Feststoffausfällabschnitt enthält

b) eine Gaseinführleitung mit einer öffnung an ihrem unteren Ende unterhalb des Feststoff-Gas-Flüssigkeitkontaktabschnittes,

c) eine Gasdispergiereinrichtung, die sich\om unteren Ende der Gaseinführleitung aus erstreckt und so ausgebildet ist, daß sie eine Feststoff-Gas-Flüssigkeitskontaktabschnittschicht darauf bildet, wobei die Gasdispergiereinrichtung eine sich von ihr aus erstreckende Seitenwand aufweist, und

d) einen Rührer und/oder eine Lufteinführleitung in dem Feststof fausfällabschnitt, die so ausgebildet sind, daß sich eine feste Teilchen enthaltende Suspension bildet und daß ein Austausch zwischen einem Gemisch von Feststoff, Gas und Flüssigkeit oben und der Suspension unten durch erzwungene

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Zirkulation stattfindet.

Nach der Erfindung werden der Gas-Flüssigkeitskontakt und die Feststoffausfällung in einem einzigen Kessel miteinander vereinigt, wobei der Kessel drei Abschnitte hat, die den oberen Spritzertrennabschnitt, den mittleren Feststoff-Gas-Flüssigkeitskontaktabschnitt, der eine Schicht eines Gemisches von Feststoff, Gas und Flüssigkeit bildet, und den unteren Feststoffausfällabschnitt, der eine Feststoff-Flüssigkeitssuspensionsschicht bildet, einschließt,wobei der Gas-Flüssigkeitskontakt und die Feststoffausfällung gleichzeitig erfolgen können. Der Kessel ist daher notwendigerweise so konstruiert, daß er eine ausreichende Höhe besitzt, damit er die drei Abschnitte enthalten kann. Das untere offene Ende der Gaseinführungsleitung reicht unter die Feststoff-Gas-Fliissigkeitskontaktschicht, deren Bildung auf der Grundlage der Leistungserfordernisse (Umwandlung) erwünscht sein sollte, und hat eine Gasdispergier- oder -verteilereinrichtung mit einer Seitenwand, die sich abwärts erstreckt. Ein unter Druck von der Gaseinführleitung abgegebener Gasstjcirι Trird durch die Seitenwand daran gehindert, in horizontalen Richtungen sich zu verteilen und wird daher nit sehr hoher Geschwindigkeit durch die Gasblasenbildungseinrichtung in die Feststoff-Gas-Flüssigkeitskontaktschicht gedüst und erzeugt so feinverteilte Gasblasen, die eine gleichförmige zusammenhängende Schicht von Flüssigkeit und Gasblasen (Schaum) bzw. einen Feststoff-Gas-Flüssigkeitskontaktabschnitt über der Gasdispergiereinrichtung bilden.

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!'in ^μιμϊ-,ί1 '!'l !Ί fin Ίι;ι ι best »«lit darin, da 1 die 'lassen U^i f'ihnmn und r'iciiiic'i'' ^l;'\ii:t ion dm eh /ufoinandornrallon eines (■•is'-;trni"p·; nit. hoher (",osohv.i ndiekci t u.'tlcinos Vl .issiqkoi t S-st ι ni,!es i T₁ 'ion I'est st of f-r.as-Π issinkei t skont al·, tabschni tt ■in i <''iic!i ι',ιγ- I ] i;;s i qkoi t skont ak t nt at t. f i ndoii, wolc'ior let /loK'i rit πιοΠοι Hoftiqkeit untor St.örunq statLfindot, (äaC das 'las in 'riiv '"as!]asr>n iind'i'tril t wild, urn! nußiMiioi¹ iin.iiMi die 'asson iiuⁱr f iihi unq und <]in c:hpnise!>o !'j.Mktion durrh lion Kiüit. ai:t. 3t.att , (Irr in der .Schaurinrhi chi auftritt.. ¹In li-ji rh (Hf iVisbl asonsclii clii. dofininito Abschnitt wird !ii«M als Γη st st ei f -(ias-I'l 'issiq':oi t skont ak t abschni tt l)o?oi chart, und das '".as, '·/·? IcIm¹R die (las! A .non.sclii eh t von der Schicht unah:?oi ! i ei t vorl^!;,'R, ist nit Γ] issi akci t sspri tzern darin vereini'it. rs ist daher ei ί oi derl i ch, jenen Toil des vorsmitzto I¹I'iss i q^l cn t enthaltenden '".ases von li?t.zt.c?re;" zu trennen und somit einen ausreichenden P.mm oberhalb dos (iaslil asonabschni t tos voi Mischen, um eine /blaqerunq von I'est stof f on, die nö<jlic'iet voiFP in den .^r5pr i t. zoi η enthalten sin<), auf dr.r Trinenv/and des 'Tos^ols zu vei hi ndorn, v;ol>f?i diesel Pauni hier als Sm i t zei t ι onnaHsohni t t bozoi chnot. wini. Dei Üereich, der von dor ί asdi spoi qiei oi ni iclit unq b^w. Casvei t oi l(?i ei nr i chtunq Uj^ iliiei Seitenwand bonien7t ist, ist ν i t einori ('as untor Pi u el·, aus dei ("aseini lüii leü.unq jof'illt, so daßiiei Π issiq- \.oA t sspioqol abw'ii t <? qodric:':t wird. FHes schalt, et die HiJqliclikoit eines Vei st mf ens von Sclilitzen oder öffnunqon <ior Oasdi Gi>orqieroi mi chi un«|on mit rost st of fen aus nut] qestattet π omit, die H.is-ΓΙ issiakei t si.ont akt reak t ion und die Feststoff-

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_ Il _

■iiisf il lung in einer einzijon rössel. Hin die ervnnsclitc .'lnsseniibnrfiihrunq und «lie Reaktion gleichzeitig Ln dem Feststoff-Gas-Flüssigkeitskontaktabschnitt, der in dem oberen Abschnitt des Kessels definiert ist, zu qcstatten, ist es erforderlich, daß jene Anteile von Feststoff und Flüssigkeit, deren Massenüherführung und Reaktion abgeschlossen sind, aus den Feststoff-Gns-Flüssigkeitskontaktabnchnitt entfernt werden, während neue Anteile von Feststoff und Flüssigkeit, die Ln der Lage sind, die Massenüberführung und Reaktion zu fördern, stattdessen in den oberen Abschnitt eingeführt werden. Dies kann durch eine natürliche Zirkulatin des Feststoff-Flüssigkeitsgemisches erreicht werden, die durch einen Unterschied im spezifischen Gev/icht zwischen den beiden Gemischen in dera oberen und dem unteren Abschnitt des Kessels verursacht wird, und außerdem kann dies durch erzwungene Zirkulation erreicht werden, die durch mechanische Einrichtungen und/oder Luftrühreinrichtungen bewirkt wird. Mit anderen Körten, die in den Feststoffausfällabschnitt produzierte Feststoffsuspension wird

außerdem
dazu gebracht, der Seitenwand der Gasdispergiereinrichtung zu strömen und an ihr vorbei ohne Verstopfung der Gasdis-PeT-Mereinrichtung aufzusteigen und zu den Feststoff-Gas-Flüssirkeitskontaktabschnitt zu wandern, wo sie einen ausreichenden Kontakt mit einem Gas hat, und schließlich durch beispielsweise einen absteigenden Zug zu dem Feststoffaus fällabschnitt unten zu gehen. Der absteigende Zug hat die Funktion, die Zirkulation der Feststoffsuspension weiter zu fördern. Die flüssige Schicht unterhalb der Gasblasenschicht (der Abschnitt unterhalb der

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- ίο -

■lö'io der Casd ir.jergiorn inr iihtunO v/ird tiler al;; Γϊν; t-;tof fausfäL labschnitt bezeichnet. In dorr· FeststoffausfäLLungsabschnitt ist nine Fliiisigkeitsabgnbele itung vorgesehen, die eine Flüssigkeit oder gegebenenfalls einen Schlamm zuführt, welche bzw. welcher verwendet wird, um ein adsorbiertes Ga.s atoein Reaktionsprodukt, das man durch chemische Unsetzunq derselben erh'ilt, zu binden, und die oder der eine gelöste Verbindung zur Ausfällung des Gases unter Bildung von Feststoffen enthalt.

Wie leicht aus der obigen Beschreibung verständlich ist, kann gemäß der Erfindung die .Suspension zwischen dem Feststoff-Gas-Flüssigkeitskontaktabschnitt und dem Feststoffausfällungabschnitt ohne Verwendung eines Pumpsystem und unter wirksamer Ausnutzung des Rührers zirkuliert werden, um ein Gemisch eines Feststoffes und einer Flüssigkeit zu erzeugen und ihre Umsetzung und das Suspendieren von Feststoffen, die auch in einer herkömmlichen Ausfällapparatur erforderlich sind, zu suspendieren, und zwar in Zusammenarbeit mit der natürlichen Zirkulation, die darch den Unterschied im spezifischen Gewicht im absteigenden /ug zwischen den beiden Gemischen in dem oberen und dem unterin Abschnitt des Kessels bewirkt wird. Das Merkmal der Erfindung besteht daher darin, daß der Gas-Flüssigkeitskontakt und die Feststoffausfällung gleichzeitig in einem einzigen Kessel ohne irgendwelche Verstopfungsprobleme durchgeführt werden können.

Die Apparatur nach der Erfindung führt weiterhin zu einer Ver-

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- 1 1 -

qrüRorurvi dor (",mn?, fläche? in <i(Mi Fest st.oi f -Gas-Fl u^si'jlu i t skontaktabschnitt und nosliiH.r'. soniit ο int? bessere ^!!",nrntion an] bessere ^eaktionr.wi rksankei t m. Is ist bokannt , daß bei dt?i Reaktion zwischen den drei untorschiedl icheii Phasen, (ion Feststoff, d'³^ Gas und dor Π üssiqkei t , dia ''απκοπ'ΐΐ elf üirunu und die (!esan t J eal:i ionsneRrliwindi'ikei t, von der frenz f ] .'irhe Dli'i.in'jt , unl dnh<?r liat Hin Γ,π,Ι j ρ;χτ«) i ei i?i ni i ciit.uii'i nach der I'ifindun-j jowöhnl i ch cinr orrinriorV; Platte, docli knnn die Platte auch mit einev odei mehreren 'letzen, (',ittein, :'ie- !)oii oder deraleirhen darnui %'erf;ehcn nein, im darin fi^inei vorteilte (lasblason 7u bilden, fo daß die 'lasnonUborf'ihrunq und die Reaktion wirksamer stattfindcMi können.

Wenn in einer herkömmlichen Gan-I'l iissinkei t skont al.troaktion.sa:pnratur Netze, ('itter, Siebe odei derqloirhen voryesohen gii an daß die !"assenüljerf ''ilirun" und die Peak tion bein Kontakt zn' i seilen rurpcndiei teil' Feststoff, Il iissiqkei t, und (5an stattfinden kann, werden die erzeugten Feststoffe in n^cht ei 1 i<ter Wt?ii3G leicht auf dienen !letzen usw. abaolaqert , wan sie nit Fes-EtoffPTi verstotjft . Nach dei Frfindunq können diese l'iob 1 '"¹O i]or T'ijlaaerunn und dei \'ernt ot'f ens au.s<Tesclial t et v/ei- 3on, indon η in nit aroßer Heitiqkeit die Htröne drs Feststoffe r; und der Fl'"i^siqkci t. in Kontal.1 Tt-'iit. ^γ)»μ '"ihier un<!/od« ι 'Ji ο Luf t»ii nf Ί!π uiu'slei t unq in der l'ost st oi f aus! .'il labschni t t halonoinc odoi r;-ehreio zylindrische- ΙΊ al InI at t en, die 1 oii7entrise'i den Γϋ'ποί odor Luf t ei nf ührlo j t unq <lerart umqeben, daß

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das Gas-Flüssigkeitsgemisch und dessen Zirkulation wirksamer stattfinden können.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Ausschaltung aller Probleme oder Ärgernisse, die aus der Ablagerung von Feststoffen entstehen. Bei dem oben zitierten Stand der Technik ist in dem Bereich, wo ein Gas und eine Flüsigkeit zum ersten Mal in Kontakt miteinander kommen, die Energie des strömenden Gases nicht groß genug, um die Feststoffe von den Stellen wegzuhalten, an denen sie sich ablagern, und die Feststoffablagerungen neigen dazu, mit der Zeit zu einer Dicke anzuwachsen, bis schliefiich die Durchgänge für das Gas mit Feststoffen verstopft sind, so daß die Apparatur praktisch nicht mehr arbeitet. Bei der Apparatur nach der Erfindung können Feststoffe, die durch Kontakt eines Gases mit einer Flüssigkeit gebildet worden sein können, ohne Anhaften an den Durchgängen für das Gas absinken, wie an den Wänden, die mit einem Flüssigkeitsfilm in dem Kessel oder an der Außenseite bedeckt sind, und es kann ein Feststoff-Gas-Flüssigkeitskont*Ät mit großer Heftigkeit in dem Gasdispergierbereich stattfinden. Als Mittel zur Verhinderung einer Ablagerung von Festscoffen gibt es zusätzlich zu der oben erwähnten Methode bei Ausbildung eines feuchten Filmes auf der Wand eine mechanische Kratzmethode, eine Methode der Zugabe von Feinkristallen und die Verwendung ablagerungsbeständiger Materialien. Die wirksamste und sicherste Methode ist das mechanische Abkratzen, doch ist diese Methodes schwierig zu verwenden, wenn zahlreiche

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Gaseinführunqsleitungen installiert sind. Das Mittel zur Bildung eines feuchten Filmes nach der Erfindung erwies sich als praktisch v/irksam und brauchbar und ist vorteilhaft, wenn zahlreiche Gaseinführungsleitungen vorgesehen sind.

Nunmehr wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung weiter erläutert, in welcher Figur 1 einen senkrechten Schnitt durch ein Beispiel einer Apparatur nach der Erfindung zeigt, der die Apparatur im Betrieb erläutert und die Gas- und Flüssigkeitsströne durch ausgezogene Pfeile zeigt. In Figur 1 bedeutet das Bezugszeichen 1 einen Raktionskessel, 2 ein Gaseinführungsrohr, 3 eine Gasdispergiereinrichtung, 4 eine Seitenwand, die sich abwärts von der Gasdispergiereinrichtung aus erstreckt, 5 einen TVihrer, 6 eine Prallplatte, 7 einen absteigenden Zug, d. h. eine abwärts gerichtete Leitung oder Führung, 8 eine Flüssigkeitszuführleitung zur Bildung eines feuchten Filters über der Innenwand der Leitung 2, 'J einen Gasauslaß, 1O, 11 Suspensionsauslässe, 12 eine Lufteinführleitung und 13 eine Reaktionspartnerzuführleitung. Zwei Gaseinführleitungen sind Im. Figur 1 gezeigt, doch kann entweder auch eine Leitung, oder ^s können auch mehr als zwei Leitungen vorgesehen sein. Dij Gasdispergiereinrichtung 3, die in Figur 1 gezeigt ist, hat eine horizontale Platte, die sich nach außen von dem unteren offenen Ende der Leitung 2 aus erstreckt und mehrere Öffnungen in dieser Platte aufweist, und von dieser Platte aus erstreckt sich nach unten eine weitere vertikale Seitenwand, doch kann die Dispergiereinrichtung 3 auch eine andere Form haben,

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wie sie etwa in Figur 2 gezeigt ist. Diese Figur 2 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine andere bevorzugte Ausführungsform, und bei dieser hat die Gasdispergiereinrichtung 3 eine geneigte perforierte Platte 3 und eine leicht geneigte Seitenwand 4. Als ein Ersatz für die perforierten Platten in den Figuren 1 und 2 können ein netz. Gitter, Sieb oder dergleichen oder eine Kombination'derselben verwendet werden. Ein Gasfluß, der unter Druck in dem Kessel 1 durch die Gaseinführleitung 2 eingeführt wird, füllt den von der Gasdispergiereinrichtung 3 von ihrer vertikalen Seitenwand 4 umgebenen Raum, bringt die Flüssigkeitsoberfläche unter dem Druck des Gases auf einen niedrigeren Spiegel, während das Gas durch die Gasdispergiereinrichtung 3 mit einer Geschwindigkeit von 6 bis 8O m je Sek., vorzugsweise von 7,5 bis 15 m je Sek. ausgeperlt wird und eine Schicht von Gasblasen (Feststoff-Gas-Flüssigkeitsgemisch-Kontaktabschnitt) bildet, die mit 1' bezeichnet ist, indem eine Feststoff-Flüssigkeitssuspension mit großer Heftigkeit durch Berührung hiermit gestört wird. Das Gas wird dann von der Gasblasenschicht 1' absorbiert, während der unabsorbierte Teil des Gases durch den Spritzertrennbereich 1'' und durch den Gasauslaß 9 zu der Aui'nseite strömt. Das Gas steigt durch die Gasblasenschicht bzw. den Feststoff-Gas-Flüssigkeitskontaktabschnitt 1' mit einer Geschwindigkeit von 0,5 bis 4 m je Sek., vorzugsweise von O,5 bis 2 m je Sek. auf.

Oberhalb der Gaseinführleitung 2 ist eine Flüssigkeitszufuhrldtung 8 vorgesehen, die einen Flüssigkeitsstrom zuführt, wel-

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eher einen feuchten Film auf der inneren Wand der Leitung 2 bildet. Dieser Feuchtiqkeitsfilm verhindert, daß die Leitung 2 mit abgelagerten Feststoffen verstopft wird, so daß die Verwendung mechanischer Kratzeinrichtungen vermieden wird, so daß ein kontinuierliches Arbeiten der Apparatur möglich wird. Es sei bemerkt, daß die Bildung des Feuchtigkeitsfilmes wirksamer ist, besonders wenn eine Reihe kleiner Röhren installiert ist. Andere .Methoden zur Ausfällung eines Feuchtigkeitsfilmes als die, die typischerweise in Figur 1 gezeigt ist, sind auch möglich. In einem Abschnitt 1¹¹', wo Feststoffe durch Ausfällung gebildet v/erden, wird ein Reaktionspartner durch seine Zufuhrleitung 13 in einen von dem Rührer 5 und/oder der Lufteinführleitung 12 aufsteigenden Luftstrom eingespeist und reagiert mit dem absorbierten Teil des Gases, und durch diese Reaktion werden durch Ausfällung Feststoffe gebildet. Das Vorhandensein der Seitenwand 4 der Gasdispergiereinrichtung 3 bewirkt einen Suspensionsfluß, der im Inneren der Prallwand 6 aufsteigt und nach außen zu der Seitenwand 4 in den Feststoff-Gas-Flüssigkeitskontaktabschiiitt 1' wandert, wo die Suspension einen ausreichenden Kontakt mit dem Gas hat, während ihre Massenüberführung und R»rktion stattfindet, wonach sie zu dem absteigenden Zug bzw. Kanal 7 geht und durch diesen absteigt.

Die Suspension zirkuliert auf dem oben erwähnten Weg, solange ein Unterschied im spezifischen Gewicht zwischen einer Suspension außerhalb des Rührers 5 und des absteigenden Kanals 7,

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die Gasblasen enthält, und einer Suspension innerhalb des absteigenden Kanals 7, die keine Gasblasen enthält, besteht. Der absteigende Kanal 7, der in Figur 1 gezeigt ist, liegt mittig in den Kessel 1 bzw. der Apparatur, doch kann er auch entlang dem Außenumfang des Kessels 1 vorgesehen sein, wie in Figur 2 gezeigt ist. Wie in Figur 3 gezeigt ist, die einen senkrechten Schnitt durch eine weitere andere Ausführungsform darstellt, kann auch eine Vielzahl von regelmäßig beabstandeten absteigenden Kanälen 7 vorgesehen sein, die im Schnitt gezeigt sind.

Die Apparatur hat in ihrem unteren Teil eine mit der begleitenden Reaktion gebildete Suspension mit einer konstanten Feststoffkonzentration, wie dies erforderlich ist. flüssigkeit und/oder Feststoff in der Suspension können auch oxidiert werden, wann immer dies erforderlich ist. Die Suspension fließt nach dem Verlassen des Kessels 1 durch den Auslaß 11 am Boden zu einer Zentrifugentrenneinrichtung, die nicht gezeigt ist und die Suspension in Flüssigkeit und Feststoff trennt. Zur £yleichterung des Verständnisses der Wirkungsweise der Apparatur nach der Erfindung sind die Ergebnisse von Beispielen der Appartur nachfolgend aufgeführt.

Beispiel 1

Die Apparatur war derart konstruiert, daß sie einen Kessel mit einem Durchmesser von 800 nun mit rundem Querschnitt um-

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faßte, der eine Flüssigkeit mit einer Tiefe von 18OO mm enthielt, zwei Gaseinführungsleitungen 2, jeweils mit einem Durchmesser von 7,5 cm (3 inch), die 400 nm tief eintauchten und jrweils halbkreisförmige horizontale perforierte Platten 3 besaßen die sich nach außen vom unteren Ende der Röhre an entgegengesetzten Seiten derselben erstreckten, wobei die Platten 3 jeweils eine vertikal umgebördelte, sich von dort abwärts erstreckende Seitenwand besaßen, einen Rührer 5, eine zylindrische Prallwand 6 mit einem Durchmesser von 500 mm, einen mit Öffnungen versehenen Röhrenverteiler (der der Lufteinf^:ihrleitung 12 entspricht) und eine togabeleitung 13, aus der eine Lösung von Na₂CO, zugeführt wurde, besaß. 10OO nn /Std. eines Gases, das 1OOO ppm H_S enthielt,v/urde unter Druck in den Kennel 1 eingeführt, so daß es über den Platten 3 eine 5OO bis 900 mm hohe Gasblasenschicht bildete, Tn der Zwischenzeit wurde eine Lösung von Na₃NO₃, die das Natriur.salz einer Disulfonsäure der Chinongrunpe, wie das Natriumsalz von Aithra-

chinondisulfonsüure oder Nanhthochinondisulfonsäure enthielt, aus der Leitung 13 zugeführt, während 15 Um /Std. Luft au* dem Röhrenverteiler (Dispergiereinrichtung) zugeführt *mrden. Das Abgas aus dem Gasauslaß 9 enthielt weniger als 100 ppm H S, und eine Suspension aus deu Auslaß 11 wurde direkt einer Filterpresse zugeführt, die den festen Schwefel abtrennte.

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Beispiel 2

Die Apparatur des Beispiels 1 wurde verwendet. 1OOO Nm /Std. eines Gases, das 1000 ppm S0_ enthielt, wurde unter Druck zugeführt, während eine wässrige Lösung, die das Chlorid organischer Säuren,wie von Zitronensäure oder Apfelsäure enthielt, aus der Leitung 13 zugeführt wurde. 100 Nm /Std. Luft, die Schwefelwasserstoffgas enthielt, wurde auch aus der Leitung 12 zugeführt. Das Ergebnis zeigte, daß eine mehr als 75 %ige Entschwefelung erhalten wurde. Eine ausgefällten festen Schwefel enthaltende Suspension wurde durch Leitung 11 entfernt und dann mit der Filterpresse getrennt, wobei fester Schwefel erhalten wurde.

Beispiel 3

Es wurde die Apparatur des Beispiels 1 verwendet. 1200 Nm /Std. eines Gases, das 1000 ppm SO₂ enthielt, wurde unter Druck zugeführt, während ein Schlamm von CaCO.. zugeführt wurde. 15 Nm /Std. Luft #mrden ebenfalls aus Leitung 12 zugeführt. Das erhaltene Ergebnis zeigte eine 95 %ige Entschwefelung. Eine Suspension, die CaSO..2H_0 enthielt, wurde durch Leitung 11 zu einer Zentrifuge für eine Trennung abgezogen. Während des Betriebs konnte keinerlei Verstopfungsproblem an den Platten 3 beobachtet werden, das sonst infolge abgelagerter Feststoffe nach dem Stand der Technik auftrat.

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Wie aus den obigen Ergebnissen klar ersichtlich ist, gestattet die Apparatur nach der Erfindung mit Vorteil die gleichzeitige Gas-Flüssigkeitskontaktreaktion und Feststoff ausfällung in einem einzelnen Kessel, was einen weiten Anwendungsbereich hat.

Nachfolgend findet sich eine kurze Beschreibung der Zeichnung.

Die Figuren 1-3 sind senkrechte Schnitte verschiedener Formen der Apparatur nach der vorliegenden Erfindung, wobei schematisch die Apparatur im Betrieb gezeigt ist. Hierin bedeutet 1 den Reaktionskessel,1' den Spritzertrennabschnitt, 1'' den Feststoff-Gas-Flüssigkeitsmischkontaktabschnitt, 1''' den Feststoffausfällabschnitt, 2 die Gaseinführungsleitung, 3 die Gasdispergierplatte, 4 die Seitenwand der Gasdispergierplatte, 5 den Rührer, 6 die zylindrische Prallwand, 7 den absteigenden Kanal, 8 die Flüssigkeitszufuhrleitung für die Bildung eines flüssigen Filmes auf der Wand der Leitung 2, 9 den Gasauslaß, 12 die Luftzuführleitung und 13 die Reax*ionspartnerzuftihrleitung.

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Claims

Dr. Hans-Heinrich Willrath t

Dr. Dieter Weber Dipl.- Phys. Klaus Seiffert

PATENTANWÄLTE

D-62 WIESBADEN I 5. Aug. 191

W /B

Gustav-Freyug-Strafce JS β (0 6121) 37 «7 (O Telegrammadresse; WILLPATENT Telex: 4 186 247

Chiyoda Chemical Engineering & Construction Co.,Ltd., 158O Tsurumi-cho, Tsurumi-ku, Yokohama, Kanagawa Pre£/ Japan

Gas-Flüssigkeitskontaktreaktionsapparatur

Priorität; 10. August 1976 in Japan, Serial-No. 51-9454O

Patentansprüche 1. Gas-Flüssigkeitskontaktreaktionsapparatur, gekennzeichnet

a) durch einen Reaktionskessel für einen Kontakt zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit in Gegenwart eines Feststoffes und/oder in Gegenwart frisch gefällter Feststoffe, •obei der Kessel einen Spritzer-Abtrennabschnitt, einen Feststoff-Gas-Flüssigkeitskontaktabschnitt und einen Feststoffausfällabschnitt enthält,

b) durch Gas-Einführeinrichtungen mit einer öffnung an ihrem unteren Ende unterhalb des Feststoff-Gas-FlUssigkeitskontaktabschnitts,

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ORIGINAL INSPECTED

c) durch Gas-Dispergiereinrichtungen, die sich \om unteren Ende der Gaseinführeinrichtungen aus erstrecken und eine Schicht eines Feststoff-Gas-Flüssigkeitskontaktabschnittes auf den Oasdispergiereinrichtungen bilden und eine sich von innen aus erstreckende Seitenwand haben, und

d) durch Rührer und/oder Lufteinführeinrichtungen in dem Feststoffausf rillabschnitt, die eine feste Teilchen enthaltende Suspension bilden und einen Austausch zwischen einem Gemisch von Feststoff, Gas und Flüssigkeit oben und der Suspension unten durch erzwungene Zirkulation bewirken.
2. Apparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Flüssigkeitszuführeinrichtungen an ihrem oberen Ende, die einen Flüssigkeitsstrom zuführen, einen Feuchtigkeitsfilm auf der Innenwand der Gaseinführeinrichtungen bilden.
3. Apparatur nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdispergiereinrichtungen perforierte Platten, Netze, Gitter und/oder Siebe sind.
4. /pparatur nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionskessel wenigstens einen absteigenden Kanal enthält, der den Feststoff-Gas-Flüssigkeitskontaktabschnitt mit dem Feststoffausfällabschnitt verbindet.

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5. Apparatur nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Prallplatte enthält, dieden Ruhrer und/oder die Lufteinführeinrichtungen umgibt.

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