-
Einrichtung zur Behandlungw von Stoffen verschiedener physikalischer
Eigenschaften miteinander.
-
Nicht gering ist die Zahl der Apparate und Einrichtungen, um Stoffe
verschiedener physikalischer Eigenschaften, z B. Flüssigkeiten mit festen Körpern
oder mit Gasen u. a. zur Einwirkung aufeinander zu bringen; teils sind es Rührwerke
mit turbinenartig ausgestalteten Rührorganen, teils auch sogenannte Strahl apparate,
in denen die Mischung durch Injektorwirkung ausgeiibt wird, und noch viele andere
Mischapparate.
-
Aber alle diese sind Apparate, zu denen wieder eine Reihe weiterer
und anders gearteter Apparate gehören, um den -einen oder anderen Zweck zu erreichen.
Keine dieser Einrichtungen erlaubt einen stetigen selbsttätigen Betrieb und macht
es möglich, die Vorgänge mittels einfacher Handgriffe durch entsprechende Regelorgane
beliebig zu regeln, zu unterbrechen, zu erweitern oder einzuschränunten. Derartige
Einrichtungen zu einem Reihenaggregat so zusammenzuschließen, daß entweder ihre
Wirkungen addiert oder Operationen im Gegenstrom oder Gleichstrom ausgeführt werden
können, ist infolge ihrer I (onstruktion nicht möglich. Die I, eistungsfähigkeit
solcher Einrichtungen ist beschränkt, und ihr Betrieb erfordert einen großen Aufwand
an Energie. Für den Fall, daß große Leistungen erreicht werden sollen, sind entsprechend,
zum Teil riesenhaft große und umfangreiche Einrichtungen dieser Art erforderlich.
Die Bedienung muß unter allen Umständen für die einzelnen Prozesse geschult sein
und reiche Erfahrungen besitzen, um in jedem dieser Apparate einen Prozeß zwischen
verschiedenen Stoffen, so wie es sein soll, durchzuführen. Manche Erzeugnisse der
chemischen Industrie hängen in ihrer Güte von den Erfahrungen und der Zuverlässigkeit
der Bedienung ab.
-
Gegenstand der Erfinclung ist nun eine Einrichtung, die ebenfalls
dazu dient, Stoffe verschiedener phpysikalischer Eigenschaften zur Einwirkung aufeinander
zu bringen, die aber in der chemischen Technik eine fast unbeschränkte Anwendungsmöglichkeit
besitzt.
-
Sie zeichnet sich im besonderen aus durch kontinuierlichen Betrieb,
sehr geringen Raumbedarf, höchste Leistungsfähigkeit, intensivste Wirksamkeit, geringen
Energiebedarf, hohe Wirtschaftlichkeit, einfache Bedienung, einfache und weitgehendste
Regelbarkeit und weitgehendste Unabhängigkeit von der Bedienung.
-
Ein Hauptmerkmal der Erfindung ist ein verhältnismäßig kleiner Apparat,
in dem die zur Einwirkung aufeinander bestimmten verschiedenen Stoffe,-jeder für
sich gesondert, während des Betriebes dem den Mischvorgang treibenden Körper zugesetzt
werden. Für
jeden der Körper ist ein besonderer I Kreislauf innerhalb
des Apparates vorgesehen, so jedoch, daß alle zusammen während ihres Kreislaufes
wenigstens eine gemeinsameWegstrecke aufweisen, in der sie miteinander intensiv
gemischt werden, um sich nach Zurücklegung der gemeinsamen Wegstrecke wieder zu
trennen, wobei Einrichtungen zur besonderen Regelung der Umläufe und zur Zu-unfl
Abführung in die Kreisläufe bzw. aus ihnen heraus vorgesehen sind.
-
In der beiliegenden Zeichnung ist in den Abb. I bis 3 je ein Ausführungsbeispiel
des Erfindungsgegenstandes in schematischer Darstellung veranschaulicht. Hiermit
ist indessen die Zahl der möglichen Ausführungsbeispiele nicht erschöpft.
-
Abb. I ist ein schematischer Längsschnitt eines Apparates zur Behandlung
von Fliissigkeiten mit Gasen oder von Gasen mit Flüssigkeiten, wie er zum kontinuierlichen
Reinigen oder Kühlen oder Waschen von Gas, z. B. zum kontinuierlichen Auswaschen
von Benzol, Ammoniak, Schwefel, Naphthalin usw. aus Kokereigasen oder Abscheiden
von festen Stoffen, wie Staub usw., geeignet ist. a ist eine Pumpe, die durch die
Rohrleitung b Flüssigkeit (z. B. Benzolwaschöl) in die Ringstrahldüse c drückt,
aus der ein Flüssigkeitsstrahl mit hoher kinetischer Energie in die Mischdüsen d
und Auffangdüse e strömt. Die Düsen c, d und e zusammen mit dem umgebenden Gehäuse
e' bilden eine Flüssigkeitsstrahlpumpe, in der das zu behandelnde Gas in großen
Mengen durch die Injektorwirkung des durchströmenden Flüssigkeitsstrahles und dessen
Stoßwirkung in den Zwischendüsen aus dem Gaszuführungsrohr f bei anfangs geschlossenem
Schieber g angesaugt und innig mit der Flüssigkeit gemischt wird, so daß sich ein
schaumartiges Flüssigkeits-Gas-Gemisch bildet. Die Auffangdüse e wird in ihrer Verlängerung
nach oben weiter, um die Strömungsgeschwindigkeit zu verringern und die Dauer der
Einwirkung zu verlängern.
-
Am oberen Ende der Auffangdüse e ist eine gelochte Platte oder ein
enginaschiges Drahtgewebe h angeordnet, das den Zweck hat, beim Aufprallen des Flüssigkeitsgasgemisches
auf die Platte h die Trennung von Gas und Flüssigkeit zu beschleunigen. Das Gas
sammelt sich im Raum i und verteilt sich im Verhältnis der inzwischen erfolgten
Einstellung des Rohrschiebers g im Umlaufrohr I und des den Gasaustritt bei m regelnden
Rohrschiebers k, derart, daß ein Teil der gesamten Gasmenge im Umlauf durch Raum
i, Rohr I und Strahl apparat d, e bleibt, während der andere Teil den Apparat durch
Rohrleitungm verläßt.
-
Entsprechend den den Apparat verlassenden und den durch das 01 aufgenommenen
Gasmengen wird durch Rohrleitungf ständig frisches Gas angesaugt.
-
Von der Flüssigkeit (z. B. Waschöl), die sich bei Platte h vom Gas
trennt, gelangt vom Raum i ein Teil durch das Umlaufrohr sl zur Pumpe a zurück,
ein anderer Teil tritt durch den Stutzen o aus dem Apparat aus. Durch Verstellung
des Rohrschiebersp im Umlaufrohr X läßt sich das Mengenverhältnis der durch das
Rohr n umlaufenden und der durch Rohrleitung h, entsprechend der durch Rohr o ablaufenden,
neu hinzukommenden Flüssigkeit zu der bei Rohr t neu hinzukolnmenden und der durch
Rohr I umlaufenden Gasmenge regeln.
-
Mit der eben beschriebenen Einrichtung ist es möglich, Flüssigkeit
und Gas beliebig lang in inniger Beriihrung aufeinander einwirken zu lassen oder
nur einen gewissen Teil Gas mit einem gewissen Teil Flüssigkeit unter stetigem Zusetzen
oder Abnehmen gewisser Mengen neuer oder bereits bearbeiteter Stoffe im Umlauf zu
halten, so daß ein stetiger Betrieb erreicht wird.
-
Mit welchem wirtschaftlichen Vorteil ein solcher Apparat z. B. zum
Auswaschen von Benzol aus Gasen mit Hilfe eines Waschöles, im Vergleich zu den bisher
üblichen Einrichtungen Verwendung findet, zeigt folgende Gegenüberstellung der beiden
Einrichtungen.
-
Um Steinkohlengas zu entbenzolen, wird in der Praxis das Gas mit
Teeröl behandelt, und zwar soll eine möglichst innige Berührung zwischen den beiden
Stoffen stattfinden, die bisher dadurch erreicht wird, daß man in mehreren sogenannten
Waschtürmen mit einer Höhe von 30 bis 6o m und einem Durchmesser von 4 bis I2 m
im Gegenstromprinzip Gas und Waschöl zusammenbringt. Das Gas steigt in dem Turm
von unten nach oben, während das Ö1 auf die Türme gepumpt wird, dort fein verteilt
iiber im Turm eingesetzte Horden dem aufsteigenden Gas entgegenrieselt. Hierbei
werden dem Gas die im Öl löslichen Bestandteile entzogen, und das Öl ist, unten
angekommen, in einem gewissen Verhältnis mit Benzol angereichert.
-
Die Aufgabe, eine möglichst intensive Berührung zwischen Gas und
Flüssigkeit herbeizuführen, erfordert hier also teure große Bauwerke.
-
Mit viel einfacherer, billigerer Eiiirichtung wird gemäß der Erfindung
Besseres erreicht.
-
Das Waschöl zur Behandlung des Gases auf Benzol wird mittels einer
Pumpe durch den eigenartig ausgebildeten Strahlapparat mit hoher kinetischer Energie
durchgedrückt, wobei das Gas in großen Mengen angesaugt und aufs innigste mit dem
Öl vermischt wird, um
nach Zurücklegung eines kurzen gemeinsamen
Weges sich mit Hilfe von entsprechenden Einrichtungen wieder von dem Öl zu trennen.
-
Das Öl läuft gesondert zur Pumpe zurück, und das ebenfalls gesonderte
Gas wird zum Teil abgeleitet und zum Teil kommt es im Kreislauf wieder zum Strahlapparat
zurüclc zur wiederholten Behandlung.
-
Es ist klar, daß eine derartige intensive Berührung des Gases viel
rascher zum gefivünschten Erfolg führt als die bloße Berührung durch Verteilung
im Waschturm. Der Apparat hat bei einer unvergleichlich geringeren Größe gegenüber
dem Waschturm eine bedeutend höhere Leistung mit bedeutend geringerem Energieaufwand.
-
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes zeigt
die Abb. 2.
-
Zur Erleichterung der Trennung des Gases von der Flüssigkeit im Raume
ist um die Mündung der Auffangdüse e eine Sammelschale q angeordnet, in welche die
iiberlaufende Flüssigkeit in scharfem Richtungswechsel herabfällt, sich dabei des
Restes des mitgerissenen Gases entledigend. Diese Anordnung kann zusammen mit einer
gelochten Platte oder engmaschigem Drahtnetz h (Abb. I) angewendet werden.
-
Die Schale q kann natürlich auch tiefer ausgebaut werden, so daß
sich dadurch ein Absatzbehälter ergibt mit entsprechenden Anschlüssen für Zu- und
Ablauf, um L. B. eine Flüssigkeit, in der durch die Behandlung mit anderen Stoffen
ein Reaktionsprodukt sich abscheidet, das spezifisch leichter oder schwerer ist,
aufzunehmen.
-
Der Gasaustrittsstutzen en und das Gasumlaufrohr 1 sind in Abb. 2
in der Düsenachse angeordnet.
-
Abb. 3 zeigt in Ansicht an einem Ausführungsbeispiel, wie mehrere
Apparate nach Abb. I zusammengebaut sind, so daß sich ihre Wirkung addiert, wobei
gleichzeitig im Gegenstrom oder Gleichstrom gearbeitet werden kann. Der Weg der
Flüssigkeit ist durch ausgezogene Linien, der Weg des Gases durch gestrichelte Linien
angedeutet.
-
Statt zwei Kreisläufena, e, in iind e, h, i, l, wie an den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen gezeigt wurde, können auch deren mehrere vorgesehen werden.
Es können mehrere verschiedene Flüssigkeiter., feste Stoffe und Gase zur Wirkung
kommen, auch dann, wenn sehr verschiedene physikalische Eigenschaften, z. B. große
Verschiedenheit der Dichte der aufeinander zur Einwirkung zu bringenden Körper,
im Wege stehen. Watürlich ist dann erforderlich, daß der Raum i oder die Schale
q so ausgebildet wird daß eine Trennung der verschiedenen Körper möglich ist und
durch entsprechende Anschlüsse eine Anzahl von Umlaufwegen entsteht.
-
Um den ganzen Inhalt des Apparates in Bewegung zu halten und die
intensive Mischung hervorzurufen, wird es im allgemei nen genügen, einen der Stoffe,
zweckmäßigerweise eine Flüssigkeit mit entsprechender Gesdtwindigkeit dem Apparat
zuzuführen. Man kann indessen aber auch zwei oder mehrere Stoffe antreiben und geeignete
Bewegungseinrichtungen in die Umlaufwege einbauen, die dann ebenso wie die Pumpe
a als Regelungsmittel für den Apparat dienen können.
-
Der Apparat nach Abb. I bis 3 kann auch wagerecht gelegt werden,
wodurch seine Wirkungsweise für verschiedene Zwecke gesteigert wird.
-
PATENT-ANSPRÜCHE : I. Einrichtung zur Behandlung von Stoffen verschiedener
physikalischer Eigene schaften miteinander, bei welcher ein Stoff den oder die anderen
mitreißt und im Kreislauf umevälzt, dadurch gekennzeichnet, daß stetiger Betrieb
mit stetiger Zuführung und Abführung der Stoffe oder Erzeugnisse dadurch entsteht,
daß an die gemeinsam durchlaufene, der gegenseitigen Einwirkung dienende Strecke
sich eine Einrichtung zur Trennung der Stoffe und des Erzeugnisses anschließt und
einzelne zur gemeinsamen Strecke zurückführende Umlaufwege für die einzelnen Stoffe
oder Gemische mit darin angeordneten Einrichtungen zum Einführen und Auslassen der
dem Kreislauf neu zuzuführenden oder ihm zu entnehmenden Mengen vorhanden sind.