DD243868A5

DD243868A5 - Vorrichtung und verfahren zur herbeifuehrung des direkten kontaktes zwischen einem gas und einer fluessigkeit

Info

Publication number: DD243868A5
Application number: DD86286283A
Authority: DD
Inventors: Keith Brattan; Stephen F Kelham; Morris N Nevin
Original assignee: ��@��@��@��k��
Priority date: 1985-01-18
Filing date: 1986-01-17
Publication date: 1987-03-18
Also published as: SG53390G; FI84786B; HU203681B; SK39686A3; EP0188307A3; CA1287794C; MY100492A; NO167126B; ZA86120B; ES8704751A1; JP2537487B2; KR930000529B1; BR8600163A; ES551001A0; FI84786C; IN165958B; ES8800617A1; GB8531930D0; SK278551B6; NO860077L

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herbeifuehrung des direkten Kontaktes zwischen einem Gas und einer Fluessigkeit. Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer verbesserten Vorrichtung, bei welcher die Anzahl der beweglichen Teile, wie Pumpen, verringert wird oder diese beweglichen Teile entfallen und damit die Wartung dieser Vorrichtung verringert wird. Erfindungsgemaess wird eine Vorrichtung zur Verfuegung gestellt, welche besteht aus wenigstens einem im wesentlichen senkrechten Kanal, der beispielsweise gebildet wird durch ein Paar paralleler Platten, einem Element zur Einfuehrung von Gas in einem unteren Teil des Kanals, einem Element zur Einfuehrung von Fluessigkeit in den Kanal und einem Element zur Entfernung von Gas und Fluessigkeit an einem oberen Teil des Kanals, wobei die Hoehe des Kanals wesentlich groesser ist als der Abstand zwischen dessen Waenden, welche den Kanal bilden, z. B. zwischen den parallelen Platten, so dass Gas unter erhoehtem Druck bei der Einfuehrung in den Kanal die Aufwaertsbewegung der Fluessigkeit in dem Kanal und die Entfernung aus dem Kanal bewirkt.

Description

24. Verfahren nach einem der Punkte 16 bis 23, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorrichtung aus einer Vielzahl von Kanälen besteht.

25. Verfahren nach einem der Punkte 16 bis 24, gekennzeichnet dadurch, daß das Gas durch die Elektrolyse eines Elektrolyten erzeugt wird.

26. Verfahren nach Punkt 25, gekennzeichnet dadurch, daß der Elektrolyt eine wäßrige Lösung eines Alkalimetallchlorids ist.

27. Verfahren nach Punkt 25, gekennzeichnet dadurch, daß das Gas Chlor oder Wasserstoff ist.

28. Verfahren nach einem der Punkte 16 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in der Vorrichtung durch den Kontakt des Gases mit einer Flüssigkeit getrocknet wird.

29. Verfahren nach einem der Punkte 16 bis 28, gekennzeichnet dadurch, daß das Gas in der Vorrichtung durch den Kontakt des Gases mit einer Flüssigkeit gekühlt wird.

30. Verfahren nach einem der Punkte 24 bis 29, gekennzeichnet dadurch, daß der Kontakt zwischen einem Gas und einer Flüssigkeitnichtin allen Kanälen der Vorrichtung herbeigeführt wird.

31. Verfahren nach einem der Punkte 25 bis 30, gekennzeichnet dadurch, daß das Gas in der Elektrolysezelle bei erhöhtem Druck erzeugt wird.

32. Verfahren, bei welchem ein Elektrolyt in einer Elektrolysezelle elektrolysiert wird, welche aus wenigstens einer Anode und wenigstens einer Katode besteht, um ein Gas oder Gase zu produzieren, gekennzeichnet dadurch, daß das Gas oder die Gasein einer Vorrichtung nach einem der Punkte 1 bis 15 mit einer Flüssigkeit in Kontakt gebracht werden.

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herbeiführung des direkten Kontaktes zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit und ein Verfahren, bei welchem zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit direkter Kontakt herbeigeführt wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es gibt viele Verfahren, bei denen, direkt oder indirekt, Kontakt zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit hergestellt wird. Beispielsweise kann ein Gas indirekt mit einer Kühlflüssigkeit in einem Wärmeaustauscher in Kontakt kommen, um das Gas zu kühlen, und ebenso kann eine Flüssigkeit in einem solchen Wärmeaustauscher gekühlt werden durch das Herbeiführen des indirekten Kontaktes mit einem Kühlgas.

Direkter Kontakt zwischen einer Flüssigkeit und einem Gas kann beispielsweise herbeigeführt werden, um das Gas zu trocknen oder um das Gas in der Flüssigkeit zu absorbieren, um darin eine Lösung zu bilden, oder um ein Gas aus einer Flüssigkeit zu desorbieren, welches sich in der Flüssigkeit als Beimischung befindet, oder um das Verdampfen einer Flüssigkeit zu bewirken. Ein solcher direkter Kontakt zwischen einer Flüssigkeit und einem Gas kann auf unterschiedliche Weise herbeigeführt werden. Beispielsweise kann das Gas durch ein Becken der Flüssigkeit geführt werden, oder Ströme des Gases und der Flüssigkeit können im Gegenstromverfahren zum Kontakt gebracht werden, beispielsweise dadurch, daß die Flüssigkeit durch eine Kolonne nach unten geführt wird, während das Gas durch die Kolonne nach oben steigt. In der Kolonne können sich Böden befinden, oder sie kann mit Füllkörpern gefüllt sein, um den engen Kontakt zwischen dem Gas und der Flüssigkeit zu bewirken. Wenn diese bekannten Verfahren zur Herbeiführung des direkten oder indirekten Kontaktes zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit ausgeführt werden, muß eine Vorrichtung vorhanden sein, um das Gas und/oder die Flüssigkeit zirkulieren zu lassen, und eine Vorrichtung, um das Gas und/oder Flüssigkeit zu der Vorrichtung hin, in welcher der Kontakt zwischen dem Gas und der Flüssigkeit herbeigeführt wird, und von dieser weg zu transportieren. Dabei kann es sich um eine Pumpe oder um eine Vielzahl von Pumpen handeln.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer verbesserten Vorrichtung für die Herbeiführung des direkten Kontaktes zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit, bei welcher die Anzahl der beweglichen Teile, wie Pumpen, verringert wird oder diese . beweglichen Teile ganz entfallen und damit die Wartung dieser Vorrichtung verringert wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die für die Herbeiführung des direkten Kontaktes zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit geeignet ist, von einfacher Bauweise ist und nicht von der Bereitstellung von Pumpen für die Zirkulation des Gases und/oder der Flüssigkeit oder für den Transport des Gases oder der Flüssigkeit zur Vorrichtung oder von dieser weg abhängig ist, oder bei der sich zumindest die Anzahl der dafür erforderlichen Pumpen verringert.

Nach der Erfindung wird eine Vorrichtung geschaffen, die für die Herbeiführung des direkten Kontaktes zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit geeignet ist, wobei diese Vorrichtung besteht aus wenigsten einem, im wesentlichen senkrechten Kanal, einer Vorrichtung zur Einführung von Gas in einem unteren Teil des Kanals, beispielsweise an der Basis des Kanals oder in dessen Nähe, einer Vorrichtung zur Einführung der Flüssigkeit in den Kanal und einer Vorrichtung zur Entfernung von Gas und Flüssigkeit in einem oberen Teil des Kanals beispielsweise an der Oberseite des Kanals oder in deren Nähe, wobei die Höhe des Kanals wesentlich größer ist als der Abstand zwischen dessen Wänden, welche den Kanal definieren, so daß Gas unter höherem Druck bei der Einführung in den Kanal die Aufwärtsbewegung der Flüssigkeit im Kanal und deren Entfernung aus dem Kanal

Erfindungsgemäß wird die Wartung der Vorrichtung, in welcher der direkte Kontakt zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit erfolgt, vereinfacht, da sich die Anzahl der beweglichen Teile wie Pumpen verringert oder diese beweglichen Teile ganz entfallen.

Beschrieben wird auch ein Verfahren für die Herbeiführung des direkten Kontaktes zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit in einer Vorrichtung, welche besteht aus wenigstens einem im wesentlichen senkrechten Kanal, einer Vorrichtung zur Einführung von Gas und Flüssigkeit in einem unteren Teil des Kanals, beispielsweise an der Basis des Kanals oder in deren Nähe, einer Vorrichtung zur Einführung von Flüssigkeit in den Kanal und einer Vorrichtung zur Entfernung von Gas und Flüssigkeit aus einem oberen Teil des Kanals, beispielsweise an der Oberseite des Kanals oder in deren Nähe, wobei in der Vorrichtung die Höhe des Kanals wesentlich größer ist als der Abstand zwischen den Wänden, welche den Kanal definieren, wobei das Verfahren darin besteht, ein Gas unter erhöhtem Druck und eine Flüssigkeit in den Kanal einzuführen, die Aufwärtsbewegung der Flüssigkeit im Kanal zu bewirken und Gas und Flüssigkeit aus dem Kanal zu entfernen.

Bei dem Verfahren steigen Gas und Flüssigkeit im Kanal gleichzeitig nach oben.

Es kann bewirkt werden, daß die Flüssigkeit durch einen Gaslifteffekt nach oben steigt, in diesem Fall sind die Abmessungendes Kanals und insbesondere das Verhältnis von Kanalhöhe zu Abstand zwischen dessen Wänden so zu wählen, daß die Gasliftwirkung erreicht wird, wenn das das einzige Mittel ist, die Bewegung der Flüssigkeit im Kanal nach oben zu bewirken.

Wenn durch die Gasliftwirkung die Aufwärtsbewegung der Flüssigkeit im Kanal verursacht wird, kann sich die Vorrichtung zur Einführung der Flüssigkeit in den Kanal vorteilhaft im unteren Teiil des Kanals, beispielsweise an der Basis des Kanals oder in deren Nähe, befinden.

Als Alternative dazu kann bewirkt werden, daß sich die Flüssigkeit im Kanal durch die Druckhöhe nach oben bewegt, welche auf die Flüssigkeit im Kanal wirkt. Auch in diesem Fall kann sich die Vorrichtung zur Einführung der Flüssigkeit in den Kanal vorteilhaft am unteren Ende des Kanals, beispielsweise an der Basis des Kanals oder in deren Nähe, befinden, obwohl das nicht der Fall zu sein braucht.

Die Aufwärtsbewegung der Flüssigkeit im Kanal kann durch eine Kombination von Gasliftwirkung und die Druckhöhe, die auf die Flüssigkeit im Kanal wirkt, erreicht werden.

Der Kanal in der Vorrichtung sollte im wesentlichen senkrecht sein, zumindest in dem Fall, in welchem die Aufwärtsbewegung der Flüssigkeit im Kanal durch die Gasliftwirkung verursacht wird. Der Kanal braucht nicht präzis senkrecht zu sein. Wenn das Verfahren jedoch nach der Gasliftwirkung betrieben werden soll, sollte der Kanal nicht um eine Größe aus der senkrechten Stellung verschoben werden, durch welche bei der Nutzung die Gasliftwirkung nicht erreicht oder nicht aufrecht erhalten werden

Der Kanal in der Vorrichtung kann beispielsweise durch ein Paar getrennter Platten und Stirnwände, welche die Platten trennen, gebildet werden. Die voneinander getrennten Platten können parallel oder im wesentlichen parallel zueinander sein. Als Alternative dazu können die Kanäle durch den Ringraum zwischen einem Rohrpaar mit unterschiedlichem Durchmesser, wobei die Rohre konzentrisch oder im wesentlichen konzentrisch sind, gebildet werden.

Die Vorrichtung zur Einführung von Gas und Flüssigkeit in den Kanal kann eine Öffnung oder können Öffnungen sein, beispielsweise an der Basis des Kanals oder in deren Nähe. Es können getrennte Öffnungen für die Einführung von Gas und Flüssigkeit vorhanden sein. Die Öffnung oder Öffnungen können sich in der Basis des Kanals oder in einer Wand, die den Kanal bildet, in einer Stellung an der Basis des Kanals oder in deren Nähe befinden, z.B. in einer der voneinander getrennten Platten.

Ebenso kann die Vorrichtung zur Ableitung von Gas und Flüssigkeit aus dem Kanal eine Öffnung oder Öffnungen am oberen Ende des Kanals oder in einer Wand, welche den Kanal bildet, in einer Stellung an der Oberseite des Kanals oder in deren Nähe,

z. B. in einer der voneinander getrennten Platten, sein. Gas und Flüssigkeit können über getrennte Öffnungen abgeleitet werden.

Die Abmessungen des Kanals müssen so gewählt werden, daß die in den Kanal eingeführte Flüssigkeit veranlaßt werden kann, sich im Kanal nach oben zu bewegen. Diese Abmessungen sind zumindest teilweise davon abhängig, mit welchen Mitteln die Flüssigkeit veranlaßt wird, im Kanal nach oben zu steigen. Wenn die Flüssigkeit beispielsweise zumindest teilweise durch die Gasliftwirkung im Kanal zum Steigen nach oben gebracht wird, sind diese Abmessungen wenigstens teilsweise vom Druck des Gases und der Rate, mit welcher das Gas in den Kanal eingeführt wird, und von der Dichte und Viskosität der Flüssigkeit und von der Rate, mit welcher die Flüssigkeit in den Kanal eingeführt wird, abhängig. Im allgemeinen ist die Höhe des Kanals wesentlich größer als der Abstand zwischen den Wänden, welche die Kanäle definieren. Wenn also der Kanal durch ein Paar im wesentlichen paralleler Platten gebildet wird, die durch Stirnwände voneinander getrennt sind, ist die Höhe des Kanals, d. h., die Höhe der Platten, wesentlich größer als der Abstand zwischen den Platten. Wenn der Kanal durch ein Paar im wesentlichen konzentrischer Rohre gebildet wird, ist die Höhe des Kanals, d. h., die Höhe der Rohre, wesentlich größer als der Abstand zwischen den Rohren.

Die Abmessungen des Kanals können durch Experiment gewählt werden, wobei die oben genannten Faktoren zu berücksichtigen sind.

Die Vorrichtung kann aus einer Vielzahl von Kanälen bestehen, die nebeneinander angeordnet sind und die untereinander verbunden sind, wobei wenigstens einige der Kanäle mit einer Vorrichtung versehen sind, um Gas und Flüssigkeit in diese einzuführen, und mit einer Vorrichtung, um Gas und Flüssigkeit aus diesen zu entfernen. Nicht alle Kanäle müssen mit diesen Vorrichtungen versehen sein. Beispielsweise kann ein erster Kanal mit einer Vorrichtung zur Einführung von Gas und Flüssigkeit und mit einer Vorrichtung zur Ableitung von Gas und Flüssigkeit getrennt werden, wobei das Gas aus diesem entfernt oder zu einem benachbarten anderen Kanal geleitet wird, z. B. die Flüssigkeit zum Boden des Kanals fließt. Diese Flüssigkeit kann beispielsweise zur Wiederverwendung in den ersten Kanal zurückgeführt werden, oder es kann eine Weiterleitung in einen angrenzenden dritten Kanal erfolgen, wo sie mit einem Gas in Kontakt kommen kann, welches das gleiche oder ein anderes sein kann, und sie kann zur Aufwärtsbewegung im Kanal, z.B. durch die Gasliftwirkung, veranlaßt werden.

Der Fluß von Gas und Flüssigkeit durch eine solche Vorrichtung, die aus einer Vielzahl untereinander verbundener Kanäle besteht, kann im Gleichstrom oder im Gegenstrom erfolgen.

Die Vorrichtung, die aus einer Vielzahl von Kanälen besteht, kann durch drei oder mehr Platten gebildet werden, die parallel oder im wesentlichen parallel sind und die Stirnwände haben, welche benachbarte Platten trennen, und welche Öffnungen in den Flächen haben können, welche die Vorrichtungen zur Einführung von Gas und Flüssigkeit in die Kanäle und die Vorrichtungen für die Entfernung von Gas und Flüssigkeit aus den Kanälen bilden.

Die Vorrichtung, die aus einer Vielzahl von Kanälen besteht, kann aus wenigstens zwei voneinander getrennten Platten gebildet werden, die parallel oder im wesentlichen parallel zueinander sind, und Stirnwänden, welche benachbarte Platten trennen, wobei ein Abstandshalter oder eine Vielzahl von Abstandshaltern zwischen benachbarten Platten und voneinander getrennt angeordnet wird und welche, zusammen mit den voneinander getrennten Platten, die Kanäle in der Vorrichtung bilden. Die Abstandshalter können Öffnungen haben, um die geforderte Verbindung zwischen benachbarten Kanälen zu schaffen. Dieses Ausführungsbeispiel der Vorrichtung der Erfindung kann drei oder mehr voneinander getrennte Platten aufweisen, wobei eine Platte oder Platten Öffnungen haben, um die Verbindung zwischen einem Kanal herzustellen, der sich zwischen einem Paar paralleler Platten befindet, und einem Kanal oder Kanälen, die die zwischen einem anderen, benachbarten Paar paralleler Platten befinden.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die aus einer Vielzahl von Kanälen bestehende Vorrichtung gebildet werden durch eine Vielzahl von Rohren unterschiedlichen Durchmessers, die konzentrisch oder im wesentlichen konzentrisch angeordnet sind und die in ihrer Fläche Öffnungen haben, welche die Vorrichtung zur Einführung von Gas und Flüssigkeit in die Kanäle und die Vorrichtung für die Ableitung von Gas und Flüssigkeit aus den Kanälen bilden.

Die Vorrichtung der Erfindung, die aus einer Vielzahl von Kanälen besteht, die nebeneinander liegen und untereinander verbunden sind, ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dieser bevorzugten Vorrichtung kann eine Vielzahl getrennter Funktionen ausgeführt werden. Beispielsweise kann in einem ersten Kanal ein Gas mit einer ersten Flüssigkeit in Kontakt gebracht werden, um Verunreinigungen aus dem Gas zu entfernen, in einem zweiten Kanal kann das Gas von der ersten Flüssigkeit getrennt werden, und in einem dritten Kanal kann das Gas mit einer zweiten Flüssigkeit in Kontakt gebracht werden, um das Gas zu trocknen.

Die Vorrichtung der Erfindung, die aus einer Vielzahl von Kanälen besteht, die nebeneinander liegen und untereinander verbunden sind, wird vorzugsweise gebildet durch eine Vielzahl von Platten, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und in denen sich entsprechend angeordnete Öffnungen befinden, welche die notwendige Verbindung zwischen den benachbarten Kanälen herstellen. Eine solche Vorrichtung läßt sich leicht herstellen und ist von einfacher Bauweise. Die Platten können durch eine Vielzahl unterschiedlicher Methoden aneinander befestigt werden. Beispielsweise können die Plätten miteinander verschraubt werden, oder sie können miteinander verklebt werden, z. B. durch die Verwendung eines geeigneten Klebers, oder, wenn sie aus einem Metall oder einem polymeren organischen Material hergestellt werden, sie können miteinander verschweißt werden, z. B. durch Wärmeschweißen.

Eine Vielzahl unterschiedlicher Verfahren kann in der Vorrichtung der Erfindung ausgeführt werden. Zu den Verfahren gehören beispielsweise das Trocknen eines Gases durch direkten Kontakt mit einer Flüssigkeit, die Absorption eines Gases in einer Flüssigkeit, das Herbeiführen des direkten Kontaktes eines ersten Gases mit einer Flüssigkeit, um aus der Flüssigkeit ein zweites Gas zu entfernen, das mit dieser vermischt ist, das Herbeiführen des direkten Kontaktes eines Gases mit einer Flüssigkeit, um die Flüssigkeit zu verdampfen, das Kühlen eines Gases durch Kontakt mit einer Flüssigkeit, das Reinigen eines Gases durch Kontakt mit einer Flüssigkeit und das Herbeiführen einer chemischen Reaktion zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit. Eine Vielzahl solcher Verfahren kann in einer Vorrichtung der Erfindung ausgeführt werden, beispielsweise durch den Einsatz einer Vorrichtung, die aus einer Vielzahl von Kanälen besteht und das Herbeiführen des Kontaktes eines Gases mit verschiedenen Flüssigkeiten in den getrennten Kanälen der Vorrichtung.

Die Vorrichtung der Erfindung ist besonders geeignet für den Einsatz bei der Behandlung von Gasen, die bei der Elektrolyse eines Elektrolyten, z. B. eines wäßrigen Elektrolyten, produziert werden. Eine Vorrichtung der Erfindung kann operativ mit einer Elektrolysezelle verbunden werden, die aus wenigstens einer Anode und wenigstens einer Katode besteht und die mit einer Vorrichtung versehen ist, um ein Gas oder Gase, die in der Elektrolysezelle produziert werden, in die Vorrichtung einzuführen. Die Vorrichtung kann in einer Anlage eingesetzt werden, die aus einer Vielzahl von Elektrolysezellen besteht, und die gasförmigen Produkte von einer Elektrolysezelle können in einer Vorrichtung behandelt werden, die jeder Elektrolysezelle zugeordnet ist. Als Alternative dazu können die gasförmigen Produkte von einer Vielzahl von Elektrolysezellen kombiniert und in einer Vorrichtung der Erfindung behandelt werden. Die Elektrolysezelle kann einen Separator aufweisen, der sich zwischen jeder Anode und der angrenzenden Katode befindet. Der Separator kann eine Kationenaustauschmembran sein, und die Elektrolysezelle kann eine Zelle des Filterpressentyps sein.

Die Vorrichtung der Erfindung ist besonders geeignet für den Einsatz bei der Behandlung von Chlor und Wasserstoff in gasförmiger Form, die bei der Elektrolyse einer wäßrigen Alkalimetallchloridlösung produziert werden. Die Vorrichtung ist besonders geeignet für die Anwendung bei der Behandlung von Gasen, die bei höherem Druck erzeugt werden, beispielsweise Chlor und Wasserstoff, die unter erhöhtem Druck in einer Elektrolysezelle produziert werden können, da es so unter Umständen nicht notwendig ist, die Gase vor dem Einsatz in der Vorrichtung zusätzlich unter Druck zu setzen, da der Druck der Gase, wie der von Chlor und Wasserstoff aus der Elektrolysezelle, ausreichend sind, um beispielsweise die erforderliche Gasliftwirkung im Verfahren der Erfindung zu ermöglichen.

Ausgeführt werden können u.a. folgende Behandlungen von gasförmigem Chlor und Wasserstoff, Kühlen durch direkten Kontakt des Gases mit einer Flüssigkeit, z. B. mit Wasser, und Trocknen des gasförmigen Chlors, z. B. durch direkten Kontakt des Chlors mit Schwefelsäure.

In der Vorrichtung müssen der Kontakt oder die Trennung von Gas und Flüssigkeit nicht in allen Kanälen bewirkt werden. Einer oder mehrere Kanäle der Vorrichtungen können eine weitere Komponente aufweisen. Wenn beispielsweise ein Gas, wie Chlor oder Wasserstoff, durch den Kontakt mit einer Flüssigkeit gekühlt wurde, kann die im Gas mitgerissene Flüssigkeit dadurch entfernt werden, daß das Gas durch einen Faserfilter geführt wird, der sich in einem der Kanäle befindet. Ein Kanal kann ein Materialbett enthalten, das aus einem Katalysator besteht oder auf dem die Absorption eines Gases erfolgen kann.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel näher erläutert

In der beiliegenden Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine isometrische, teilweise im Querschnitt ausgeführte Ansicht eines Teils der Vorrichtung der Erfindung;

- 5 - £J*3 ÖOÖ

Fig.2: eine isometrische, teilweise im Schnitt ausgeführte Ansicht des Teils der Vorrichtung aus der Abb. 1, der unter A

bezeichnet ist; ·

Fig.3: eine Querschnittsansicht eines Teiles der Vorrichtung der Erfindung im Aufriß.

In den Figuren 1 bis 3 wird eine Vorrichtung der Erfindung gezeigt, die aus einer Vielzahl von Platten 1,2,3,4,5,6 besteht, welche zusammen eine Vielzahl von Kanälen 7,8/9,10 bilden. Um die Darstellung zu vereinfachen, wurden in der Vorrichtung der Fig. 1 die Stirnwände zwischen benachbarten Platten 1,2; 2,3; 3,4; 4,5; 5, 6, die zusammen mit den Platten die Kanäle 7; 8; 9; 10 definieren, weggelassen, ebenso die oberen und unteren Wände, die zwischen benachbarten Platten angebracht sind. Es wird auf die Fig. 1 Bezug genommen. Die Platte 1 weist eine Öffnung 11, die Platte 4 eine Öffnung 12 und die Platte 6 eine Öffnung 13 auf.

Es wird auf die Fig. 2 Bezug genommen, die detailliert den Teil der Vorrichtung der Fig. 1 zeigt, der unter A dargestellt ist. Die Platte 2 enthält eine Öffnung 14, die von einer Seite der Platte 2 zur anderen führt und einen Durchgang zwischen den Kanälen 7 und 8 bildet. Die Platte 2 hat auch eine Öffnung 15, die von einer Seite der Platte zur anderen führt.

Platte 3 hat einen Durchgang 16, der senkrecht angeordnet ist. Die Platten 3 und 4 weisen eine Öffnung 17 auf, die durch die Platten 3 und 4 gebildet wird, welche kürzer als die Platte 2 sind.

Es wird auf die Fig. 3 Bezug genommen. Die Vorrichtung hat eine Auslaßöffnung 18 und Abstandshalter 19,20,21, die benachbarte Platten voneinander trennen und dazu dienen, einen Teil der Ober-, Boden- und Seitenwände der Vorrichtung zu bilden.

Bei der Arbeit tritt unter Druck stehendes Gas, beispielsweise von einer Elektrolysezelle, durch die Öffnung 11 in den Kanal 7 ein, fließt im Kanal 7 in der durch den Pfeil B gekennzeichneten Richtung nach unten und durch die Öffnung 14 in den Kanal 8. Flüssigkeit, aus einem Behälter am unteren Ende des Raumes zwischen den Platten 4 und 6, tritt durch die Öffnung 17 in der durch den Pfeil C angegebenen Richtung ein und gelangt dann aufwärts durch die Durchführung 16 in den Kanal 8. Gas und Flüssigkeit steigen in der durch Pfeil Dangegebenen Richtung im Kanal 8 aufwärts und durch die Öffnung 12 in den Kanal 9. Die Aufwärtsbewegung der Flüssigkeit im Kanal 8 wird teilweise durch eine Gasliftwirkung unterstützt, die durch das Gas vermittelt wird, und teilweise durch die Druckhöhe der Flüssigkeit, die aus dem Flüssigkeitsbehälter am unteren Ende des Raumes zwischen den Platten 4 und 6 kommt. Öffnung 15 dient dazu, einen Flüssigkeitsausgleicheffekt zu bewirken.

Nach dem Durchgang durch die Öffnung 12 trennen sich Gas und Flüssigkeit, und das Gas gelangt im Kanal 10 in der Richtung von Pfeil E aufwärts und folglich durch die Öffnung 13 in die Platte 6. Die Flüssigkeit, die vom Gas getrennt wurde, fällt in den Durchgang 9, um ein Flüssigkeitsreservoir am unteren Ende des Raumes zwischen den Platten 4 und 6 zu bilden. Die Flüssigkeit wird dann über die Öffnung 17 zum Kanal 8 zurückgeführt und mit weiterem Gas in Kontakt gebracht, die durch Öffnung 14 in den Kanal 8 gelangt. Eine übermäßige Druckhöhe der Flüssigkeit im Raum zwischen den Platten 4 und 6 wird dadurch verhindert, daß jede überschüssige Flüssigkeit über die Öffnung 18 aus der Vorrichtung entfernt wird.

Bei Bedarf kann die Vorrichtung aus vielen weiteren, voneinander getrennten Platten mit darin befindlichen Öffnungen bestehen, so daß das Gas mit einer Vielzahl verschiedener Flüssigkeiten in Kontakt gebracht werden kann. Die Vorrichtung der Erfindung ist für die Anwendung beispielsweise beim Reinigen und Trocknen von Chlor und/oder Wasserstoff, die in einer Elektrolysezelle produziert werden, in welcher wäßrige Alkalimetallchloridlösung elektrolysiert wird, geeignet. In diesem Fall kann die Vorrichtung an den Chloraustritt der Zelle und eine zweite Vorrichtung an den .Wasserstoffaustritt der Zelle angeschlossen werden.

Claims

Patentanspruch: .

1. Vorrichtung zur Herbeiführung des direkten Kontaktes zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit, gekennzeichnet durch wenigstens einen im wesentlichen senkrechten Kanal, ein Element zur Einführung von Gas in einem unteren Teil des Kanals, ein Element zur Einführung von Flüssigkeit in den Kanal und ein Element zur Ableitung von Gas und Flüssigkeit in einem oberen Teil des Kanals, wobei die Höhe des Kanals wesentlich größer ist als der Abstand zwischen dessen Wänden, welche den Kanal definieren, so daß Gas unter erhöhtem Druck, wenn es in den Kanal eingeführt wird, die Aufwärtsbewegung der Flüssigkeit im Kanal und die Entfernung aus dem Kanal bewirken kann.
2. Vorrichtung nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß sich das Element für die Einführung des Gases an der Basis des Kanals oder in deren Nähe befindet.
3. Vorrichtung nach Punkt 1 oder Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß sich das Element zur Ableitung von Gas und Flüssigkeit in der Oberseite des Kanals oder in deren Nähe befindet.
4. Vorrichtung nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Kanal durch ein Paar voneinander getrennter Platten gebildet wird, die parallel oder im wesentlichen parallel zueinander sind, und durch Stirnwände, welche die Platten trennen.
5. Vorrichtung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Element zur Einführung von Gas oder Flüssigkeit durch eine Öffnung in einer der voneinander getrennten Platten gebildet wird.
6. Vorrichtung nach Punkt 4 oder Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß das Element zur Ableitung von Gas und/oder Flüssigkeit gebildet wird durch eine Öffnung in einer der voneinander getrennten Platten.
7. Vorrichtung nach einem der Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Kanälen, die nebeneinander liegen und untereinander verbunden sind, wobei zumindest einige der Kanäle mit einem Element zur Einführung von Gas und Flüssigkeit und mit einem Element zur Ableitung von Gas und Flüssigkeit versehen sind.
8. Vorrichtung nach Punkt 7, gekennzeichnet durch drei oder mehr voneinander getrennte Platten, die parallel oder im wesentlichen parallel zueinander sind und die Stirnwände haben, welche benachbarte Platten trennen. ,
9. Vorrichtung nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Platten Öffnungen haben, welche das Element zur Einführung von Gas oder Flüssigkeit in der Kanäle oder das Element zur Entfernung von Gas oder Flüssigkeit aus den Kanälen bilden.
10. Vorrichtung nach Punkt 7, gekennzeichnet durch wenigstens zwei voneinander getrennte Platten, die parallel oder im wesentlichen parallel zueinander sind, und Stirnwände, welche benachbarte Platten trennen, wobei sich ein Abstandshalter oder eine Vielzahl von Abstandshaltern zwischen benachbarten Platten und voneinander getrennt befinden, welche, zusammen mit den voneinander getrennten Platten, die Kanäle in der Vorrichtung bilden, wobei sich in den Abstandshaltern Öffnungen befinden, um die Verbindung zwischen den Kanälen zu bilden.
11. Vorrichtung nach Punkt 10, gekennzeichnet durch drei.oder mehr voneinander getrennte Platten, wobei sich in einer oder mehreren Platten Öffnungen befinden, um eine Verbindung herzustellen zwischen einem Kanal, der sich zwischen einem Paar paralleler Platten befindet, und einem Kanal, der sich zwischen einem anderen, benachbarten Paar paralleler Platten befindet.
12. Vorrichtung nach einem der Punkte 1 bis 11, welche operativ mit einer Elektrolysezelle verbunden ist, welche aus wenigstens einer Anode und wenigstens einer Katode besteht und welche mit einem Element versehen ist, um das in der Elektrolysezelle produzierte Gas oder die.Gase in die Vorrichtung einzuführen.
13. Vorrichtung nach Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß die Elektrolysezelle einen Separator aufweist, der sich zwischen jeder Anode und der benachbarten Katode befindet.
14. Vorrichtung nach Punkt 13, gekennzeichnet dadurch, daß der Separator eine Kationenaustauschmembran ist.
15. Vorrichtung nach einem der Punkte 12 bis 14, gekennzeichnet dadurch, daß die Elektrolysezelle eine Elektrolysezelle des Filterpressentyps ist.
16. Verfahren zur Herbeiführung des direkten Kontaktes zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit in einer Vorrichtung, welche besteht aus wenigstens einem im wesentlichen senkrechten Kanal, einem Mittel zur Einführung des Gases im unteren Teil des Kanals, einem Element zur Einführung von Flüssigkeit in den Kanal und einem Element zur Ableitung von Gas und Flüssigkeit in einem oberen Teil des Kanals, wobei in der Vorrichtung die Höhe des Kanals wesentlich größer ist als der Abstand zwischen dessen Wänden, welche den Kanal definieren, gekennzeichnet durch die Einführung von Gas unter erhöhtem Druck und Flüssigkeit in den Kanal, die Bewirkung der Aufwärtsbewegung der Flüssigkeit im Kanal und die Entfernung von Gas und Flüssigkeit aus dem Kanal.
17. Verfahren nach Punkt 16, gekennzeichnet dadurch, daß das Gas in den Kanal in der Basis des Kanals oder in deren Nähe eingeführt wird.
18. Verfahren nach Punkt 16 oder Punkt 17, gekennzeichnet dadurch, daß Gas und Flüssigkeit aus dem Kanal an der Oberseite des Kanals oder in deren Nähe entfernt werden.
19. Verfahren nach einem der Punkte 16 bis 18, gekennzeichnet dadurch, daß die Flüssigkeit durch die Gasliftwirkung im Kanal zur Aufwärtsbewegung gebracht wird.
20. Verfahren nach einem der Punkte 16 bis 19, gekennzeichnet dadurch, daß die Flüssigkeit durch die Druckhöhe der Flüssigkeit im Kanal zur Aufwärtsbewegung gebracht wird.
21. Verfahren nach einem der Punkte 16 bis 20, gekennzeichnet dadurch, daß der Kanal durch ein Paar voneinander getrennten Platten gebildet wird, die parallel oder im wesentlichen parallel zueinander sind, und durch Stirnwände, welche die Platten trennen.
22. Verfahren nach Punkt 21, gekennzeichnet dadurch, daß Gas oder Flüssigkeit durch eine Öffnung in einer der voneinander getrennten Platten eingeführt werden.
23. Verfahren nach Punkt 21 oder 22, gekennzeichnet dadurch, daß Gas und/oder Flüssigkeit durch eine Öffnung in einer der voneinander getrennten Platten abgeleitet werden.