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APPAREIL DE 'VALORISATION' POUR LA. FABRLOATION DS PEROXYDE D'UYDRBSENE PAR DISTILLATION DE SOLUTIONS. DE DEPART APPROPRIEZ
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Les brevets allemands na 572.É01 et 573*906 aarrespandant aux breveta français n 657,l8a et ôa'7.l43 décrivent des procédés et des dispositifs pour l'extraction de peroxyde, d'hycirogène en partant de solutia-as qui le renferment au. qui peuvent le dégager, pa,r exemple en partant de- ealttt;ictua d'acïda¯ persulfuriq.u.e' su de persulfates, e.t qui a:cansîstent prnipal.e ment en ce que ces solutions- amant distill.é;es. dans. des tubes en plomb ayant une longueur de: 8 à 60 m, et un diamètre; de 30 à 75 mm.
L'emploi de tels' tubes, ayant pa..-r exemple- une forme
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en spirale, ou en forme d'iF, ou de vis ou analogues, permet de récupérer pratiquement la totalité de 1-oxygène actif hors des solutions traitées, et de telle manière-, que 95 %passent dans le distillat sous forme de peroxyde- d'hydrogène, et le. restant reste dans la. solution résidu.elle.
L'aspiration des solutions se fait dans ces vaporisa- teurs à tubes de plomb, qui sant connectés à une installation @
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de condensation: par le vide, soit par le haut, soit par le bas.
Cette découverte surprenante a été maintenant faite, que par l'emploi de tubes en métal noble, courts et étroits on obtient non seulement les mêmes rendements en oxygène actif qu'avec des tubes de plomb de longueur plus grande, mais ,en même temps des avantages divers par rapport à l'emploi de tu- bes en plomb, et cela- malgré le fait que ces métaux exercent ainsi que cela est connu, une farte action catalytique sur le peroxyde d'hydrogène-.
Il a été trouvé que contrairement aux affirmations au brevet allemand n 572.801 (page 1, lignes 55 - 56, page 2, li- gnes 1 - 5) suivant lequel une utilisation de métaux nobles pour l'appareillage présenterait des inconvénients, les condui- tes en métaux nobles- présentent des avantages considérables, lorsqu'elles sont faites suivant l'invention en tubes de vapo- risatian faits par exemple en or,, platine ou en alliages or- platine de très faible épaisseur qui peuvent éventuellement recevoir, pour augmenter la résistance contre la pression de la vapeur de chauffage:, un recouvrement de résistance appro- priée en métaux tels que du cuivre au analogue.
La conductibilité thermique, par exemple du cuivre et d'un alliage or-platine à par exemple 10 % de platine, est plus grande que celle du plomb, et l'épaisseur des tubes qui n'est pas plus grande que 1 mm. - tandis que les tubes en plom ont d'ordinaire une épaisseur de 8- 10 mm. - offre la possibi- lité d'obtenir- avec les tubes en métal noble une très forte vaporisation-, même avec une longueur ne dépassant pas 8 m.
Il s'ensuit qu'on peut venir à haut de la vaporisation de quan liquides tités/relativement grandes de persulfate au acide persulfuriqu avec un petit nombre de tubes.
Les tubes suivant l'invention sont faits courts et de section étroite car par la diminution du diamètre d'un tube ae
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vaporisation et l'augmentation de la chaleur le rendement de la vaporisation augmente et la vapeur libérée dans le tube exerce une pression d'autant plus grande, que le tube est plus long; cela s'oppose à la formation libre de Tapeur de la solu tien, et par conséquent le rendement de la vaporisation dans le tube est défavorablement influoncé et cela d'une manière appréciable.
Il a été montré que par une augmentation par étapes de la section du tube,, c'est-à-dire en lui donnant par exemple une forme conique, le dégagement de la vapeur en proportion de: sa formation, est tellement facilité que.' les avantages mentionnés cri-dessus pour l'emploi de ces tubez ne: sont pas irai- nués. La vapeur dégagée entraîne avec elle, avec une grande rapidité, le liquide à vaporiser, l'oblige- de frapper la paroi du tube en couche minae et facilité ainsi encore. davantage l'effet de la vaporisation..
L'emploi de tels tubes coniques permet de diminuer d'une façon appréciable la dépense, en métal noble: lars de la fabrication des 'tubes de- vaporisation; à titre d'exemple on peut notamment indiquer qu'une installation de vaporisation pour un rendement journalier de 1000 kilos de peroxyde d'hydrogène à 30 %, nécessitera tout au plus ? kilos d'alliage or-platine à 10 % de platine.
De la même manière on pourrait faire. aussi des tubes de plomb de forme conique et obtenir des résultats correspondants pour l'obtention de l'oxygène actif; le plomb et ses alliages avec de l'antimoine, étain ou argent ne sont cependant pas tout à fait résistants à l'action des solutions chaudes d'acide, parsulfurique ou de persulfates. Il se forme des quantités notables de sulfate de plomb au cours du processus de vaorisation, qui sont entraînées par la solution concentrée et qui rendent néces- saire une- séparation du. plomb par décantation et filtration avant que: ces solutions ne soient conduites plus loin.
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Cet inconvénient est évité par l'emploi des tubes lége en métaux nobles, qui ne sant sujets à aucune attaque chimiqL Des tubes de vaporisât ion en plomb peuvent de plus être chauf tes- seulement par de la vapeur à basse pression, 2,5 atm. au maximum., ainsi qu'il est d'ailleurs dit dans le brevet allemand n 572.801 dans: l'exemple 3. Les tubes sont bosselés par l'emploi de vapeur à plus haute pression et sont finalement @ due inutilisables; le remplacement fréquent représente une charge lourde des prix globaux de revient. L'utilisation de Tapeur à plus haute tensian serait au contraire très avantage se. à cause de la faible conductibilité du plomb.
Des tubes de vaporisation en alliage ar-platine permet tent d'utiliser de la vapeur de chauffage à une pression aépa saut même 3 - 10 atm., ce qui lui donne une capacité de vapar satian: très élevée.
Il est possible, au moyen d'un tube conique en métal noble d'une langueur de 2,50 m. de traiter par heure, avec de la vapeur de chauffage à 8 atm., 65 litres de solution de per sulfate ammonique, avec 10 gr. d'oxygène actif par litre, et de vaporiser 30 litres d'eau avec environ: 90 % de l'oxygène actif qui se trouvait dans la solution avant la distillation.
Un mode de réalisation approprié pour obtenir une aug- mentation progressive de la section du tube de vaporisation consiste en ce qu'un forme une série de tubes à parois minces droits et courts, avec diamètres augmentant progressivement.
Comme il a déjà été dit, ces tubes minces peuvent être revêtu à l'éxtérieur d'une couche de métaux, tels que cuivre, et notamment de telle manière qu'ils sont renforcés par une couche de cuivre déposé par voie galvanique; on peut cependant emplo yer toute autre substance appropriée qui lui donne, sous une épaisseur appropriée, la résistance nécessaire contre la près sian de la vapeur chaude. @
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Les tubes peuvent convenablement avoir une longueur de
1/2 - 8 m.
La petite auverture par laquelle' le liquida à vapori- ser est aspiré, aura un diamètre de 1 - 10 mm.; l'ouverture: de sortie par laquelle sort la vapeur d'eau chargée de peroxyde d'hydrogène et la solution de persulfate après décomposition et concentration, aura environ 10 - 75 mm, diamètre.
Les tubes de distillation de direction verticale condui- sent aux mêmes bons résultats, lorsque la solution à vaporiser est aspirée de bas en haut, ou de haut en bas.
Les tubes coniques peuvent être construits sommer il a été déjà dit, en cuivre et sur leur côté intérieur an peut déposer une couche galvanique d'or, platine ou analogue-. Toutefois, ses tubes présentent une sécuritémoindre que les tubes qui sont formés de la même substance, par exemple laminés.
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'VALUATION' APPARATUS FOR THE. UYDRBSENE PEROXIDE MANUFACTURING BY DISTILLATION OF SOLUTIONS. DEPARTURE APPROPRIATE
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German patents n ° 572.E01 and 573 * 906 aarrespandant to French patents n 657, l8a and ôa'7.l43 describe processes and devices for the extraction of peroxide, hycirogen starting from solutia-as which contain it at. which can release it, for example by starting from ealttt; ictua of acïdā persulfuriq.u.e 'su persulphates, and who has: cansîstent mainly in that these solutions- distilled lover; es. in. lead tubes having a length of: 8 to 60 m, and a diameter; from 30 to 75 mm.
The use of such 'tubes, having for example a shape
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spiral, or in the form of iF, or screw or the like, allows to recover substantially all of the active 1-oxygen out of the treated solutions, and in such a way-, that 95% passes into the distillate as peroxide- of hydrogen, and. remaining remains in the. residual solution.
The solutions are sucked into these lead tube vaporisers, which are connected to an installation @
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of condensation: by vacuum, either from above or below.
This surprising discovery has now been made, that by the use of noble metal tubes, short and narrow, we obtain not only the same yields of active oxygen as with lead tubes of greater length, but at the same time various advantages over the use of lead tubes, and this - despite the fact that these metals exert, as is known, a far catalytic action on hydrogen peroxide.
It has been found that contrary to the assertions of German Patent No. 572,801 (page 1, lines 55 - 56, page 2, lines 1 - 5) that the use of noble metals for the apparatus would have drawbacks, leads them to of noble metals- exhibit considerable advantages, when they are made according to the invention in vaporization tubes made for example of gold, platinum or gold-platinum alloys of very small thickness which may optionally receive, to increase resistance against heating vapor pressure :, a suitable resistance cover in metals such as copper to the analogue.
The thermal conductivity, for example of copper and of a gold-platinum alloy containing for example 10% platinum, is greater than that of lead, and the thickness of the tubes is not greater than 1 mm. - while lead tubes are usually 8-10 mm thick. - offers the possibility of obtaining - with the noble metal tubes a very strong vaporization - even with a length not exceeding 8 m.
It follows that the vaporization of relatively large liquid quantities of persulfuric acid persulfate can be overcome with a small number of tubes.
The tubes according to the invention are made short and of narrow section because by the reduction in the diameter of a tube ae
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vaporization and the increase in heat, the vaporization efficiency increases and the vapor released in the tube exerts a pressure all the greater, the longer the tube is; this opposes the free formation of solution tapeur, and consequently the efficiency of the vaporization in the tube is adversely affected and this in an appreciable manner.
It has been shown that by increasing the section of the tube in stages, that is to say by giving it for example a conical shape, the release of vapor in proportion to its formation, is so facilitated that. ' the advantages mentioned above for the use of these tubes are not realized. The vapor evolved carries with it, with great rapidity, the liquid to be vaporized, obliges it to strike the wall of the tube in a thin layer and thus further facilitates. more effect of vaporization.
The use of such conical tubes makes it possible to appreciably reduce the expense of noble metal: during the manufacture of the vaporization tubes; by way of example one can in particular indicate that a vaporization installation for a daily yield of 1000 kilos of 30% hydrogen peroxide, will require at most? kilos of gold-platinum alloy containing 10% platinum.
In the same way we could do. also lead tubes of conical shape and obtain corresponding results for obtaining active oxygen; lead and its alloys with antimony, tin or silver are not, however, entirely resistant to the action of hot solutions of acid, parsulfuric or persulfates. Significant amounts of lead sulphate are formed during the upgrading process, which are entrained by the concentrated solution and necessitate separation of the. lead by decantation and filtration before: these solutions are conducted further.
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This drawback is avoided by the use of light tubes made of noble metals, which are not subject to any chemical attack. Lead vaporization tubes can also be heated - only by low pressure steam, 2.5 atm. . as much as possible, as is also said in German patent no. 572,801 in: example 3. The tubes are dented by the use of steam at higher pressure and are ultimately unusable; frequent replacement represents a heavy burden on the overall cost price. The use of Tapeur at higher tensian would on the contrary be very advantageous. due to the low conductivity of lead.
Ar-platinum alloy vaporization tubes allow the use of heating vapor at a pressure aepa of even 3 - 10 atm., Which gives it a very high vapor satian capacity.
It is possible, by means of a conical tube of noble metal with a length of 2.50 m. to treat per hour, with heating steam to 8 atm., 65 liters of ammonium sulphate solution, with 10 gr. of active oxygen per liter, and to vaporize 30 liters of water with approximately: 90% of the active oxygen which was in the solution before the distillation.
A suitable embodiment for obtaining a gradual increase in the section of the vaporization tube is to form a series of straight and short thin-walled tubes with gradually increasing diameters.
As has already been said, these thin tubes can be coated on the outside with a layer of metals, such as copper, and in particular in such a way that they are reinforced by a layer of copper deposited by galvanic route; any other suitable substance may, however, be employed which gives it, under a suitable thickness, the necessary resistance against the nearness of hot steam. @
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The tubes may suitably have a length of
1/2 - 8 m.
The small opening through which the liquid to be vaporized is sucked in will have a diameter of 1 - 10 mm .; the outlet opening through which the water vapor charged with hydrogen peroxide and the persulfate solution leaves after decomposition and concentration, will be approximately 10 - 75 mm, diameter.
Vertical direction distillation tubes lead to the same good results when the spray solution is sucked from the bottom up, or from the top down.
The conical tubes can be constructed as it has already been said, of copper and on their inner side an can deposit a galvanic layer of gold, platinum or the like. However, its tubes have less safety than tubes which are formed from the same substance, for example laminated.