CH149986A

CH149986A - Verfahren und Vorrichtung zur ununterbrochenen Ausführung eines chemischen Prozesses an in einem geschlossenen System unter Druck stehenden Gasen.

Info

Publication number: CH149986A
Authority: CH
Inventors: Wilhelm Robert
Original assignee: Wilhelm Robert
Priority date: 1930-07-10
Filing date: 1930-07-10
Publication date: 1931-10-15

Description

Verfahren und Vorrichtung zur ununterbroehenen Ausführung eines chemischen
Prozesses an in einem geschlossenen System unter Druck stehenden Gasen.

Es ist bekannt, bei ununterbrochener Aus führung von Prozessen an unter Druck stehenden Gasen, wobei ein Teil der frisch zugeführten Gase am Prozess unbeteiligt bleibt, zur Umwälzung der am Prozess un beteiligt gebliebenen Gase Umwälzpumpen zu verwenden, welche von besondern I(raft- maschinen angetrieben werden. Die Stopfbiichsen solcher Umwälzpumpen stehen aber dauernd unter dem hohen, für den Vorgang nötigen Druck und können nicht wie bei mehrstufigen Verdichtern zur Unterteilung des Druckgefälles von einer Stufe in die nächstuntere entlastet werden.

Dabei haben sich die Nachteile gezeigt, dass nicht nur diese schwer zu dichtenden Stopfbüchsen oft undicht wurden und zu Betriebsstörungen Anlass gaben, sondern auch, dass die Leistung der Umwälzpumpe, je nach der Leistungseinstellung des die Gase auf den notwendigen Druck verdichtenden Verdichters, von Hand oder durch besondere Regelvorrichtungen einzustellen ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur ununterbrochenen Ausführung eines che mischen Prozesses an in einem geschlossenen
System unter Druck stehenden Gasen. Das
Verfahren besteht darin, dass die dem System frisch zugeführten Gase zur Umwälzung der am Prozess nicht beteiligt gebliebenen und zu einer weiteren Ausführung des Prozesses zu verwendenden Gase herangezogen werden.

Zur Ausführung dieses Verfahrens kann die Umwälzung der zu einer weiteren Ausführung des Prozesses zu verwendenden Gase durch eine in der Zuführungsleitung der Frischgase angeordnete Strahlpumpe erfolgen.

Ein Beispiel einer Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung ist auf der Zeichnung schematisch dargestellt.

Der Verdichter 1 saugt die für den chemischen Prozess bestimmten Gase durch die Leitung 2 an, verdichtet dieselben auf den nötigen Druck und fördert die verdichteten Gase durch die Förderleitung 3 in den Raum 4, in welchem beispielsweise eine Katalysa- tormasse zur Beschleunigung des Vorganges vorhanden sein kann. Ein Teil des in den Raum 4 eingeführten Gasgemisches geht den Prozess, beispielsweise eine Verbindung ein, und wird durch die Leitung 5 als Fertigerzeugnis abgeführt. Der andere Teil der in den Raum 4 eingeführten Gase bleibt entweder am Prozess unbeteiligt oder geht, nach- dem er den Prozess schon ausgeführt hat, den umgekehrten Prozess, das heisst in diesem Beispiel eine Trennung ein, und muss zur Eingehung des ursprünglich gewünschten Prozesses, das heisst einer Verbindung von neuem über einen Katalysator geführt werden.

Dazu wird dieser am Prozess unbeteiligt gebliebene Teil der Gase durch die Leitung 6 unten aus dem Raum 4 abgeführt und oben durch die Leitung 7 wieder demselben Raume zugeführt.

Um den im Raum 4 beim Durchstreichen der Gase durch die Vorrichtung stattfindenden Druckabfall im Kreislauf der durch die Leitung 6 umgewälzten Gase überwinden zu können, ist eine Strahlpumpe 8 vorgesehen, welche unmittelbar in eer Zuführungsleitung für die frischen Gase angeordnet ist. In die Düse 9 werden die verdichteten und frisch zuzuführenden Gase mit einem etwas höheren als zur Ausführung des Prozesses im Raum 4 nötigen Druck eingeführt. Dadurch engt. steht in der Einlaufdüse 10 eine hohe Geschwindigkeit und demzufolge ein geringerer Druck, derart, dass die zu einer weiteren Ausführung des Prozesses zu verwendenden Gase aus dem Raum 4 durch die Leitung 6 angesaugt werden.

In dem darauffolgenden Diffusor 11 wird die Geschwindigkeit der vereinigten Frisch- und Umwälzgase in Druck umgesetzt, so dass die vereinigten Gase durch die Leitung 7 mit dem für den Prozess notwendigen Druck in den Raum 4 eingeführt werden.

Das beschriebene Verfahren kann zum Beispiel bei der Eerstellung von Ammoniak aus Stickstoff und Wasserstoff Anwendung finden. Die Vereinigung der beiden Gase findet im Behälter 4 unter Einwirkung einer Katalysatormasse und unter einem Druck von beispielsweise 700 Atm. statt. Das entstandene Ammoniak wird durch die Leitung 5 weitergeleitet, während das am Prozess noch unbeteiligte Gasgemisch, das beim Durchströmen der Katalysatormasse einen Druckabfall von zum Beispiel 20 Atm. erleidet, durch den Strahlapparat 8 von neuem in den Kreislauf eingeführt wird.

Zu diesem Zweck werden die vom Kompressor gelieferten Frischgase statt mit einem Druck von 700 Atm. mit einem Druck von 750 Atm. in den Strahlapparat eingeführt, so dass ihre Entspannungsenergie genügt, um die Umwälzgase von 680 auf 700 Atm. zu verdichten und gemeinsam mit den Frischgasen in den Raum 4 zu fördern.

Durch diese Erfindung wird der Vorteil erreicht, dass die Anwendung von umständlichen, oft zu Betriebsstörungen Anlass gebenden, mechanischen Umwälzpumpen umgangen werden kann. Solche Strahlpumpen stellen sich selbsttätig auf die notwendige Leistung ein, wenn beispielsweise nicht die übliche Menge frischer Gase, sondern nur eine verminderte Menge zugeführt wird.

Es ist natürlich auch möglich, an Stelle einer einzigen Strahlpumpe mehrere parallel geschaltete Strahlpumpen anzuordnen. Ferner besteht die Möglichkeit bei Einrichtungen, in welchen die zu einer weiteren Ausführung des Prozesses zu verwendenden Gase stufenweise aus dem für den Prozess bestimmten Raum abgeführt werden, verschiedene Strahlpumpen hintereinander in die Gaszuführungsleitung einzuschalten. Schliess lioh können einzelne Gruppen solcher hintereinandergeschalteter Strahlpumpen einander parallel gesohaltet werden. Selbstverständlich kann diese Erfindung auch bei Systemen angewendet werden, in welchen die Gase nicht wie im beschriebenen Anwendungsbeispiel eine chemische Verbindung eingehen, sondern chemisch getrennt werden.

Schliesslich können zur Ausführung des Verfahrens auch andere Vorrichtungen ver wendet werden, beispielsweise Turbinen oder Kolbenkraftmaschinen, welche von den frisch zuzuführenden Gasen beaufschlagt werden und die zu einer weiteren Ausführung des Prozesses zu verwendenden Gase fördernde Turbo- oder Kolbenpumpen durch mechanische Übertragung antreiben. Solche Ma- schinen können stopfbüchslos und nach aussen vollständig geschlossen ausgeführt werden, da zur Dichtung nar die geringen, durch die Strömungswiderstände verursachten Druck unterschiede in Frage kommen.

PATENTAN8PRCRE:
I. Verfahren zurununterbrochenenAusftth- rung eines chemischen Prozesses an in einem geschlossenen System unter Druck stehenden Gasen, dadurch gekennzeich net, dass die dem System frisch zuge führten Gase zur Umwälzung der am
Prozess nicht beteiligt gebliebenen und zu einer weiteren Ausführung des Pro zesses zu verwendenden Gase herange zogen werden.

Claims

II. Vorrichtung zur Ausführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwälzung der zu einer weiteren Ausführung des Pro zesses zu verwendenden Gase durch eine in der Zuführungsleitung der Frisehgase angeordnete Strahlpumpe erfolgt.

UNTERANSPRCHE: 1. Vorrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass der Strahl pumpe die frischen Gase unter höherem als zur Ausführung des Prozesses nöti gem Druck zugeführt werden.

2. Vorrichtung nach Patentansprueh II. da- durch gekennzeichnet, dass mehrere Strahlpumpen parallel geschaltet sind.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch II dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Strahlpumpen hintereinander geschaltet sind.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch II da durch gekennzeichnet, dass Gruppen von mehreren hintereinander geschalteten Strahlpumpen parallel geschaltet sind.