DE3142274C2

DE3142274C2 - Turmartige Vorrichtung zum Trocknen von Chlorgas

Info

Publication number: DE3142274C2
Application number: DE3142274A
Authority: DE
Inventors: Kouichi Tokio / Tokyo Gomikawa; Masaru Iwaki Fukushima Hiruta; Hiroaki Satoh; Yasuyuki Tabata
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1980-10-28
Filing date: 1981-10-24
Publication date: 1984-10-18
Also published as: US4404171A; JPH0318922B2; JPS5777004A; DE3142274A1

Abstract

Vorliegende Erfindung betrifft eine turmartige Vorrichtung zum Trocknen von Chlorgas, bei der ein hochpolymerer Verbundwerkstoff mit einem Gehalt an Kohlefasern und elektrisch leitendem Ruß mindestens einen Teil des Verstärkungsmaterials im Turm ausmacht, wobei dieses Verstärkungsmaterial eine elektrische Leitfähigkeit besitzt und daher als Wandmaterial in dem Turm geeignet ist, elektrostatische Ladungen, die in dem Turm während des Betriebs erzeugt werden, zu beseitigen.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine turmariigc. mit thermoplastischen Harzen als Schui/.materialien ausgestattete Vorrichtung zum Trocknen von Chlorgas und mit Einrichtungen zur Entladung von nncrhalb des Turmes aufgespeicherter statischer Elektrizität.

Beim Verfahren der Chloralkalielektrolyse in Diaphragmen-Zellen wird das erhaltene Chlorgas durch gleichzeitig während der Elektrolyse erzeugten Wasserstoff verunreinigt, wobei die Bildung von Wasserstoff z. B. durch teiiweises Abblättern von brüchigem Diaphragma-Asbest verursacht wird. Auf diese Weise kann es zur Bildung von gefährlichem Chlorknollgas kommen. In fast allen Fällen beruht die Ursache von Chlcrknaligasexplosionen auf der Entladung aufgespeicherter statischer Elektrizität innerhalb der Türme, die zum Trocknen des aus den Zellen gewonnenen Chlorgases installiert wurden.

Durch die gleichzeitige Bildung von Wasserstoffgas während der Erzeugung von Chlorgas bei der Chloralkali-Elektrolyse besteht eine ständige Explosionsgefahr, und tatsächlich ist schon über zahlreiche Explosionsunfälle aus Werken berichtet worden, in denen die Chloralkali-Elektrolyse durchgeführt wird.

Daß die Ursache solcher Explosionen auf der Entladung akkumulierter statischer Elektrizität beruht, wird durch die zu wiederholten Malen nachgewiesenen elektrischen Ladungen von + 100 bis 1000 V im oberen Teil eines aus Polyvinylchlorid bestehenden Turmes, der zum Trocknen von Chlorgas dient, und von - 5000 V im unteren Teil dieses Turmes, in dem Schwefelsäure hcrabläuft. gestützt, wobei die Messungen der statischen elektrischen Ladungen während des Betriebes des Tür mes durchgeführt wurden.

Man hat bisher versucht, solche F.xplosionsunfällc durch die folgenden Maßnahmen zu verhindern:

Es hat sich jedoch gezeigt, daß trotz dieser vorstehend genannten Maßnahmen die Möglichkeiten des Auftretens von unerwarteten Explosionsunfällen infolge der unvollkommenen Arbeitsweise der Registrierinstrumente nicht ausgeschaltet werden können. Selbst wenn die durchschnittliche Wasserstoffkonzentration über den Gesamtprozeß durch Instrumente überprüft werden soll, sind zur yallsiändigen Unterdrückung der plötzlich ansteigenden Wasserstoffkonzentration sehr komplizierte und aufwendige Meßsysteme erforderlich. Wie aus den weiter unten angegebenen Beispielen hervorgeht, ist die durch das getrocknete Chlorgas in Form von Tröpfchen fallende Schwefelsäure stark positiv aufgeladen, wogegen die aus Polyvinylchlorid bestehende Wund des Trockenlurms negativ aufgeladen ist.

Selbst wenn man eine elektrisch leitende Schicht um die äußere Wandflächc des aus Polyvinylchlorid beste henden Trockcnlurms legt, um auf diese Weise elektrische Aufladungen zu entfernen, kann davon keine ausreichende Wirkung zur Verhinderung von Explosionsungiückcn erwartet werden.

Aus DE-AS 10 00 792 ist ein Verfahren zur Auskleidung von chemisch beanspruchten Apparaten bekannt, bei dem harzimprägnicrle Kohlenstoffplatten zur Auskleidung vorgeschlagen werden. Diese Maßnahme dient dazu, einen Ausgleich der durch Wärme hervorgerufenen Dehnungen /wischen dem Apparatemantel und der Plalcnausklcidung zu erreichen. Abgesehen davon, daß dus Problem der Entfernung von elektrostatischen Aufladungen in turmariig-cn Vorrichtungen in dieser Druckschrift überhaupt nicht angesprochen wird, setzt eine entsprechende Anwendung solcher bekannter Platten voraus, daß zwischen den hur/imprägnierten Kohlenstoffpliiitlcn eine für den beabsichtigen Zweck ausreichende elektrische Leitfähigkeit hergestellt wird, wozu ■/.. B. ein gut elektrisch lcilfähigcr Zement erforderlich wäre. Ein solcher ist jedoch aus DE-AS 10 00 792 nicht bekannt und wird, da das Problem der Vermeidung elektrostatischer Aufladungen in turmartigen Vorrichtungen in dieser Druckschrift gar nicht angesprochen wird, einem Durchschnitlsfiichmann auch nicht nahegelegt. Solche harzimprägnierten Kohlenstoffplatten lassen sich im übrigen nur schwer bearbeiten und sind schon aus diesem Grunde kaum als Ausklcidungsmatcrial in |>roUcn turmariigcn Vorrichtungen mit herkömmlicher Gestalt und Größe geeignet.

Aus CII-PS ^r>42 148 ist ein Verfahren zum Reinigen und Trocknen von unreinem und feuchtem Chlor be-

kannt, bei dem zur Durchführung des Verfahrens eine turmartige Vorrichtung benutzt wird. Die Möglichkeit einer gefährlichen elektrostatischen Aufladung der turmartigen Vorrichtung wird auch in dieser Druckschrift nicht erwähnt. Dementsprechend werden auch keine Maßnahmen zur Verhinderung einer solchen in hohem Maße unerwünschten elektrostatischen Aufladung beschrieben oder vorgeschlagen. Die zur Auskleidung der Teile des Kompressors, die mit Chlor in Berührung kommen, vorgesehenen Materialien, nämlich Titan oder eine Titanlegierung, sind nicht geeignet zur Auskleidung der Teile der Vorrichtung, die mit der zum Trocknen des Chlors verwendeten Schwefelsäure in Berührung kommen, da Titan und Titanlegierungen gegenüber konzentrierter Schwefelsäure nicht genügend korrosionsfest sind. Die zum Bau der Böden für Schwefelsäure vorgeschlagenen Materialien, wie Polyvinylchlorid, chloriertes Polyvinylchlorid mit Asbest verstärktem Phenolhan?; Keramik oder Glas, besitzen dagegen keine ausreichende elektrische Leitfähigkeit, um ein gefährliches Ansammeln von elektrostatischen Aufladungen in der turmartigen Vorrichtung verhindern zu können. Auch diese Druckschrift gibt daher einem Fachmann keine Lehre, wie er die elektrostatischen Aufladungen in turmarligen Vorrichtungen wirksam verhindern kann.

Es besteht daher ein großer Bedarf nach einer turmartigen Vorrichtung zum Trocknen von Chlorgas, die korrosionsfest gegen konzentrierte Schwefelsäure und Chlorgas und gleichzeitig ausreichend elektrisch leitfähig ist, so daß es nicht zu einer Akkumulicrung von statischer Elektrizität in der Vorrichtung kommen kann. Vorliegender Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, einen Trockenturm zum Trocknen von Chlorgas zu schaffen, der so ausgerüstet ist, daß die sich im Turm bildenden elektrostatischen Aufladungen rasch entfernt werden, so daß Explosionsunfälle verhindert werden können und die Trocknung von Chlorgas betriebssicher durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine turmarüge, mit thermoplastischen Harzen als Schulzmaterialien ausgestattete Vorrichtung zum Trocknen von Chlorgas und mit Einrichtungen zur Entladung von innerhalb des Turmes aufgespeicherter statischer Elektrizität gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie als Wandmaterial einen hochpolymeren Verbundwerkstoff mit 10 bis 30 Gew.-% Kohlefasern, 5 bis 20 Gew.-% elektrisch leitendem Ruß und 50 bis 85 Gew.-% hochpolymerem Grundmaterial aufweist, wobei das hochpolymere Grundmaterial zu 5 bis 25 Gcw.-^u/o aus modifiziertem Polypropylen und zu 75 bis 95 Gcw.-% aus Polypropylen besteht und das W,>ndniaierial eine daran angebrachte Erdung aufweist.

Mit der vorliegenden E'.findung wird demnach ein Turm oder eine turmartige Vorrichtung zum Trocknen von Chlorgas, das bei der Elektroylse von Natriumchlorid erzeugt wird, vorgeschlagen mit einer Wand, vorzugsweise der Innenwand, aus einem als Verstärkungsmateria! dienenden hochpolymeren Verbundwerkstoff, der Kohlefasern und elektrisch leitenden Ruß enthält, und mit einer an dem Wandmalerial angebrachten Erdung. Dieser Werkstoff erfüllt insbesondere die Aufgabe, statische Aufladungen zu entfernen, die sich innerhalb des Turmes während des Betriebs bilden.

Der crfindungsgemäQe Gegenstand wird nachfolgend anhand von Zeichnungen v· cilcr erläutert.

I i g. I zeigt in Form eines Flußdiagramms den Gesamtprozeß des Trocknen.¹· von Chlorgus gemäß vorliegender Erfindung;

F i g. 2 zeigt ein ausführlicheres Schaubild eines erfindungsgemäßen Trockeniurmes zum Trocknen von Chlorgas;

Fig.3 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Turm zum Trocknen von Chlorgas mit einer inneren Verkleidungswand aus hochpolymerem Verbundwerkstoff;

F i g. 4 zeigt in einem Diagramm die Beziehung zwischen dem Rußgehalt und dem spezifischen Durchgangswiderstand des Harzes mit dem jeweiligen Rußgehalt;

Fig.5 zeigt im Diagramm die Beziehung zwischen dem Rußgehalt und der Zugfestigkeit des Harzes mit dem jeweiligen Rußgehalt;

ι? F i g. 6 zeigt im Diagramm die Beziehung zwischen dem Kohlcfasergehalt und der Zugfestigkeit des Harzes mit dem jeweiligen Gehalt an Kohlefasern;

F i g. 7 zeigt im Diagramm den zeitlichen Verlauf (in Tagen) der Zugfestigkeit eines erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffs, der während dieser Zeit in die Anodenkammer einer Elektrolysevorrichtung eingetaucht war; F i g. 8 zeigt im Diagramm die Bei ytfiung zwischen dem Gehalt an Kohlefasern und Ruß in dem Verbundwerkstoff (in Gew.-°/o) und dem spezifischen Durchgangswiderstand des Verbundwerkstoffes mit dem jeweiligen Gehalt an Kohlefasern und Ruß;

F i g. 9 -:eigt in schematischer Darstellung die Versuchsanordnung, bei der konzentrierte Schwefelsäure beim Herunterfließen elektrisch aufgeladen wird; jo Fig. 10 zeigt in schematischer Darstellung die Versuchsanordnung. bei der die elektrische Ladung der konzentrierten Schwefelsäure entfernt wird;

Fig. 11 zeigt in Diagrammform die Entfernung von elektrischen Ladungen aus dem Modellturm zum Trocknen von Chlorgas, und

Fig. 12 zeigt schematisch eine Musteranlage gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die erfindungsgemäße turmartige Vorrichtung dient insbesondere zum Trocknen von Chlorgas, das durch Elektrolyse von Natriumchlorid und Behandeln mit konzentrierter Schwefelsäure, mit der der Turm versorg» wird, erzeugt worden ist. In F i g. 1 ist der gesamte Trocknungsprozeß schemalisch dargestellt. Die Türme 1 bis 4 dienen zum Trocknen des gasförmigen Chlors und die Pumpen 5 bis 8 zum Umlaufenlassen der konzentrierten Schwefelsäure. Die durchgebogene Linie zeigt den Weg des Chlorgases, das bei A in die Anlage eingeführi wird. Die gestrichelte Linie gibt den Weg der konzentrierten (bis 98%igen) Schwefelsäure an, die bei B in die Anlage eintritt. Bei C verläßt das getrocknete Chlor die Anlage und wird in einen Chlorkondensator geführt (in F i g. 1 nicht gezeigt). Die verbrauchte Schwefelsäure (bis 65%ig) verläßt über die gestrichelte Linie bei Ddie Anlage.

ι⁷ i g. 2 zeigt die Konstruktion eines der in F i g. 1 enthaltenen Türme. Die Wand 9 des Turmes besteht aus hochpolymerem Verbundwerkstoff. Durch dtn Einlaß 10 wird Chlorgas zum Trocknen in den Turm eingeführt. Mit Il sind Füllungsschichten wie z.B. Raschig-Ringe M) bezeichnet, die als '"as-Flüssigkeitskontakt dienen. Das getrocknete Chlorgas entweicht aus der Auslaßöffnung 12. Über die Rohrleitung 13 zirkuliert die konzentrierte Schwefelsäure, und über die Erdungsklemme 16 ist der Turm geerdet.

b5 Erfindungsgemäß kann die turmartige Vorrichtung insgesamt aus dem vorgeschlagenen hochpolymeren Verbundwerkstoff ausgeführt sein. Ein aus üblichem Werkstoff ohne irgendeine elektrische Leitfähigkeit,

wie ζ. Β. Polyvinylchlorid, erbauter Trockenturin kann jedoch ebenfalls erfindungsgemäß ausgerüstet werden, indem man ihn mit einer Innenwand aus dem genannten hochpolymeren Verbundwerkstoff ausfüllen. Darüber hinaus ist es im Hinblick auf die Entfernung von statischen Ladungen innerhalb des Turmes besonders wirksam, wenn die im Turm für den Gas-Flüssigkeiiskontakt vorgesehenen Füllungen aus Verbundwerkstoff mit elektrisch leitfähigem Material in Form von Kohlcfasern bestehen.

Fig.3 zeigt ein Beispiel für eine installierte Innenwand 14, die aus einem Verbundwerkstoff aus hochpolymerem Material mit Kohlefasern besteht, tin elektrisches Verbindungsstück 15 verbindet den oberen mit dem unteren Teil der Innenwand, und durch die Krdungsklemme 16 wird die Wand geerdet.

Da die Innenwand des Turmes natürlich während des Betriebs mit konzentrierter Schwefelsäure und Chlorgas in Berührung kommt, muß das Material dieser Wand ausreichend koTOsionsfesi gegen diese Substan- | zen sein. Wasserstoff sollte bei der Behandlung mit konzentrierter Schwefelsäure nicht als Nebenprodukt auftreten.

Es gibt nur sehr wenige Materialien, die diese Anforderungen erfüllen und dem Harz gleichzeitig auch noch elektrisch leitende Eigenschaften verleihen. Beispielsweise wird Ruß als geeignetes Material angeschen; da der spezifische Durchgangswiderstand des elektrisch leitenden hochpolymeren Verbundwerkstoffs, der im allgemeinen eingesetzt wird, 10¹ bis ]0^b ίϊ · cm beträgt, ist es jedoch im allgemeinen für eine wirksame Gegenmaßnahme gegen die Bildung von statischen Ladungen erforderlich, daß im Falle der Verwendung von Ruß der Verbundwerkstoff etwa 20 bis 30 Gcw.-% Ruß enthält, wie aus F i g. 4 deutlich zu entnehmen ist. Das eingesetzte Harz, mit dem die erwünschten Werte der F i g. 4 bis 8 erhalten wurde, bestand aus Polypropylen mit einem Gehalt von IOGew.-% modifiziertem Polypropylen.

F i g. 5 zeigt die Beziehung zwischen dem Rußgchalt (in Gew.-%) in Polypropylen und der Zugfestigkeit von Polypropylen mit dem entsprechenden Rußgchalt. Es ist deutlich zu erkennen, daß die Zugfestigkeit merklich in den Fällen verringert wird, in denen der Rußgchalt 10 Gew.-% überschreitet. Insbesondere bei der innerhalb des Turmes während des Betriebes herrschenden Atmosphäre, die durch die Gegenwart von Chlor und konzentrierter Schwefelsäure sehr korrosiv ist, ist die Zersetzung eines solchen Materials so stark, daß seine Dauerhaftigkeit erheblich beeinträchtigt wird, so daß es zum Aufbau der Vorrichtung kaum noch in Betracht kommt.

In Fig.6 sind die Beziehungen zwischen dem Kohlcfasergehalt (in Ge~.-%) und der Zugfestigkeit des diese Kohlefasern enthaltenden Polypropylen-Verbundwerkstoffes, der außerdem 10 Gew.-% eines modifizierten Polypropylens enthält, dargestellt. In diesem Falle wird mit wachsendem Kohlefasergehalt auch eine große Verbesserung der Zugfestigkeit erreicht, was dem Material zufriedenstellende physikalische Eigenschaften verleiht und es für den Aufbau der Wand des Trockenturmes geeignet macht.

Es wurden Korrosionstests durchgeführt, bei denen der erfindungsgemäß eingesetzte Verbundwerkstoff aus Polypropylen, modifiziertem Polypropylen und Kohlefasern (nachfolgend kurz CFRPP bezeichnet) einer Chlorgasatmosphäre bei etwa 10XTC in einer Anodenkammer einer Diaphragma-Zelle zur Elektrolyse von Natriumchlorid ausgesetzt wurde. Selbst nach einer Dauer von einem Jahr betrug die Zugfestigkeit der Probekörper noch 93% der ursprünglichen Zugfestigkeil (s. Γ ig. 7).

Dies zeigt, diifj das erfindungsgcmäß eingesetzte Material eine zufriedenstellende Korrosionsfestigkeit be-

-. sitzt.

In Fi g. 8 ist die elektrische Leitfähigkeit von CFRPP in Form des spezifischen Durchgangswidcrstandes (ίί · cm) gezeigt. Die Kurve Λ stellt die Beziehung zwischen dem spezifischen Durchgangswiderstand der Pro-

ι» bekörpcr mit einem Gehalt an Kohlefascrn mit relativ kurzer Faserlänge von etwa 0.6 μιτι und dem Kohlcfascrgehali in den Probekörpern dar. In den Fallen, in denen die Lunge der Kohlefasern größer wird, wird bei gleichem Kohlcfascrgchalt der spezifische Durchgangs-

ΙΊ widerstand kleiner. Beispielsweise zeigte ein Probekörper, in den Kohlcfasern mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 3 μηι eingearbeitet worden waren, einen spezifischen Durchgangswidcrsiandsweri, der etwa '/κ» des Wertes betrug, den ein Probekörper mit der glcichcn Menge an Kohlefascrn mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 0,6 Jim aufwies.

Die Kurve B in Fig.8 zeigt ebenfalls die Beziehung zwischen dem spezifischen Durchgangswiderstand (Ω · cm) und dein Kohlcfascrgchalt von Probekörpern.

2^r> die unter Verwendung von Ruß mit einer relativ großen spezifischen Oberfläche von wenigstens 800 qm/g in einer Menge von 50 Gcw.-%. bezogen auf die Gesamtmenge ar kohlenstoffhaltiger Substanz, hergestellt worden waren

jo Die erfindungsgcmäß eingesetzten Verbundwerkstoffe (CFRPP) mit den vorstehend erwähnten Beziehungen können innerhalb des von den Kurven A und B in F i g. 8 eingegrenzten schraffierten Gebietes liegen.

r> Unter den vorerwähnten Harzen, die zur Herstellung der hochpolymeren Verbundwerkstoffe entsprechend dem erfindungsgemäßen Zweck geeignet sind, wird Polypropylen in der Praxis in bezug auf seine Wirtschaftlichkeit und Vcrarbciibarkcii besonders bevörzugi. Urn die Stabilität des Materials möglichst lange aufrechtzuerhalten, ist es daneben erforderlich, die Verträglichkeit des Harzes mit den Kohlefascrn und dem Ruß zu verbessern. Zur Verbesserung der Verträglichkeit werden 5 bis 25 Gcw.-% eines modifizierten Polypropylens mit

•r. 95 bis 75 Gew.-% Polypropylen gemischt. Das modifizierte Polypropylen wird durch Copotymerisiercn von Propylen mit einer ungesättigten Carbonsäure mit 3 bis 10 C-Atomen hergestellt. Das modifizierte Polypropylen kann aber auch durch Behandlung von Polypropylen

vt mit der ungesättigten Carbonsäure hergestellt werden.

Die Situation bei der Akkumulierung und Entfernung elektrostatischer Ladungen in einem System, in "lern konzentrierte Schwefelsäure in einer geneigten Rohrleitung aus dem Verbundwerkstoff. CFRPP oder Polyvi-

■55 nylchlorid. entlangfließt, wird nachfolgend anhand von Versuchen, die in dem System durchgeführt wurden und die in F i g. 9 schemalisch dargestellt sind, erläutert.

In Fig.9 ist eine semizylindrische Auslaufrinne 17 dargestellt, die aus CFRPP oder Polyvinylchlorid be-

ho steht und einen inneren Durchmesser von 234 cm und eine Länge von 1 m aufweist. Diese Auslaufrinne ist um einen Winkel von 45" geneigt. Konzentrierte (98%ige) Schwefelsäure ließ man in der Auslaufrinne 17 in Form von Tröpfchen von etwa 2 mm Durchmesser kontinu-

b^r, icrlich fließen. Die Schwefelsäure wurde in einem Behälter aufgefangen, der von einem Faradaykäfig 18 umgeben war. Die mit der aufgefangenen Schwefelsäure verbundene Elektrizitälsmenge wurde mit Hilfe des Elek-

tromcters 19 bestimmt (kapa/il. Erdung CJl Die Ergebnisse dieser Messungen sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

Tabelle I

Material der
Aiislüufrinnc

kumulierte Ladungsmenge

pro Tropfen konz. Schwefelsäure

(Coulomb)

Polyvinylchlorid CFRPP

1,6 χ 10-"· 5,0x10 "

Die in diesem Zusammenhang in dem Versuch eingesetzte Zusammensetzung von CFRPP enthielt 10 Gcw.-% Kohlcfascrn und 10 Gcw.-% Ruß mit der vorstehend angegebenen wirksamen Oberfläche. Eine solche Zusammensetzung stellt repräsentative Probekörper dar, die für den erfindungsgemäßen Zweck geeignet sind.

Aus Tabelle 1 geht hervor, dall die Menge an kumulierter elektrischer Ladung in der Schwefelsäure, die die aus CFRPP bestehende Auslaufrinne hinuntergeflossen ist. nur etwa '/i der Ladungsmenge in der Schwefelsäure beträgt, die die Auslaufrinnc aus Polyvinylchlorid hinuntergeflossen ist.

Weitere Versuche mit einem Versuchsaufbau, der schematisch in Fig. 10 dargestellt ist, betrafen die Entfernung akkumulierter Ladungen aus der Schwefelsäure und wurden wie folgt durchgeführt:

Ein Gefäß 20 mit den Abmessungen 30 χ 30 χ 30 cm aus Polyvinylchlorid. CFRPP oder rostfreiem IB-e-Chrom-Nickel-Stahl wurde jeweils als Lagertank für 20 Liter konzentrierte (98%igc) Schwefelsäure benutzt, die mit 4 kV statischer Spannung durch ein statisches Ladegerät 21 aufgeladen wurde. Die charakteristische Beseitigung der statischen Ladung der Schwefelsäure wurde mit Hufe eines Elektrometers 22 im Falle der natürlichen Entladung (ohne Erdung) und im Falle der Entladung, bei der das Gefäß geerdet war, bestimmt. Die Ergebnisse sind in F i g. 11 dargestellt.

(1) Die natürliche charakteristische Entladung betrug bei einem Gefäß 20 aus Polyvinylchlorid 0,07 kV/ min, ohne daß irgendeine Wirkung der Erdung um Punkt Efestzustellen war;

(2) die natürliche charakteristische Entladung betrug bei einem Gefäß 20 aus CFRPP oder rostfreiem Stahl 0,05 bis 0,07 k V/min, wobei jedoch bei Erdung am Punkt feine Entladung der akkumulierten statischen Ladung sofort und vollständig eintrat und wobei kein Unterschied bei der Registrierung durch einen automatischen Betriebsschreiber zwischen der Situation bei Verwendung von CFRPP und rostfreiem Stahl als Material des Gefäßes festgestellt werden konnte. Mit anderen Worten, es wurde unter den angewandten Versuchsbedingungen festgestellt, daß CFRPP in dem gleichen Maße statische Ladungen entfernt wie rostfreier le-e-Chrom-Nickel-Stahl.

Wie bereits oben beschrieben, kann festgestellt werden, daß der hochpolymere Verbundwerkstoff mit einem Gehalt an Kohlefasern, Ruß und Polypropylen gemäß vorliegender Erfindung geeignet ist zum Aufbau der Wand eines Turmes zum Trocknen von Chlorgas, das bei der Elektrolyse von Natriumchlorid erzeugt worden ist, und zwar sowohl hinsichtlich seiner chemischen Korrosionsbeständigkeit als auch seines Vermögens, statische elektrische Ladungen in charakteristischer Weise /u beseitigen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels weiter erläutert.

Beispiel

ίο Der Gesumtaufbuu der in diesem Beispiel verwendeten Mustcrapparatur wird in Fig. 12 gezeigt. DerTrokkenturm 23 zum Trocknen von Chlorgas besieht aus Polyvinylchlorid und besitzt einen inneren Durchmesser von 500 mm und eine Höhe von 2000 mm. Der Turm

ΐί enthält einen dcckellosen Behälter 24 aus CFRPP mit einem äußeren Durchmesser von 490 mm und einer Höhe von 1950 mm. Dieser Behälter 24 kann aus dem Turm entfernt werden, nachdem der obere Teil 25 des Turmes abgenommen ist.

2« Die Prüfung des CFRPP als Wandmateria! wurde in der gleichen Lage durchgeführt, die in Fig. 12 gezeigt ist. Zur Prüfung eines Wandmaterials aus Polyvinylchlorid wurde ein entsprechend gefertigter, deckelloser Behälter 24 aus Polyvinylchlorid gegen den Behälter aus

2') CFRPP ausgetauscht.

In dem Aufladungsbehälter 26 wurde konzentrierte Schwefelsäure bis zu einer Spannung von 5 bis 10 kV aus einer direkten Spannungsquelle 27 elektrostatisch aufgeladen. Die so aufgeladene Schwefelsäure floß an schließend über das Ventil 28 in den Turm 23 in Form von Tröpfchen, die mit Hilfe des Verteilers 30 erzeugt wurden. Nach dem Durchgang durch den Turm 23 sammelte sich die konzentrierte Schwefelsäure am Boden des Turmes 23 bzw. des Behälters 24 und wurde über die Leitung 29 zum Behälter 26 zurückgeführt. Nach einigen Betriebsstunden wurde die statische Ladung der am Boden des Turmes 23 bzw. des Behälters 24 angesammelten Schwefelsäure gemessen (Elektrometer 22). Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:

(1) Die elektrisch aufgeladene konzentrierte Schwefelsäure wurde, während sie in Form von Tröpfchen durch den Turm strömte, teilweise zerstäubt, um elektrisch geladene Wolken zu erzeugen, teilweise blieb sie an der Wand des Turmes haften (bei der tatsächlichen Betriebsweise des Turmes zum Trocknen von Chlorgas befinden sich die Ladungen auf den Schwefelsäuretröpfchen, während diese durch den Turm fallen), und

so (2) wenn der deckeilose Behälter entfernt wurde, d. h. der Turm aus Polyvinylchlorid direkt für den betreffenden Zweck eingesetzt wurde, fand keine Beseitigung von Ladungen aus der Schwefelsäure am Boden des Turmes statt. Infolgedessen wird ange nommen, daß die statische Ladung, die sich in dem Schwefelsäurenebel innerhalb des Turmraumes und in der an der Seitenwand des Turmes haftenden Schwefelsäure befindet, nicht beseitigt wird, mit der Folge, daß eine große Ladungsmenge akku muliert wird, die die Gefahr einer Funkenentladung mit sich bringt

Dagegen konnte bei Verwendung eines deckellosen Behälters 24 aus CFRPP gemäß vorliegender Erfindung ö5 in dem Turm 23. wie in F i g. 12 gezeigt, die Ladung von konzentrierter Schwefelsäure am Boden des Behälters 24 und an den Seitenwänden des Behälters 24 durch Erdung des Behälters 24 vollständig beseitigt werden.

Mit diesem Ergebnis wird die Wirksamkeit der crfindungsgemäßen Ausgestaltung der turmariigcri Vorrichtung zum Trocknen von Chlorgas im Hinblick auf den Abbau von elektrischen Ladungen, die während des Betriebs innerhalb des Turmes erzeugt werden, deutlich demonstriert.

Hierzu b Blatt Zeichnungen

II)

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Claims

Patentansprüche:

1. Turmartige, mit thermoplastischen Harzen als Schutzmaterialien ausgestattete Vorrichtung zum Trocknen von Chlorgas und mit Einrichtungen zur Entladung von innerhalb des Turmes aufgespeicherter statischer Elektrizität, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Wandmaierial einen hochpolymeren Verbundwerkstoff mit 10 bis 30 Gew.-% Kohlefasern, 5 bis 20 Gew.-% elektrisch leitendem Ruß und 50 bis 85 Gew.-% hochpolymerem Grundmaterial aufweist, wobei das hochpolymere Grundmaterial zu 5 bis 25 Gew.-% aus modifiziertem Polypropylen und zu 75 bis 95 Gew.-% aus Polypropylen besteht und das Wandmaterial eine daran angebrachte Erdung aufweist

2. Turmartige Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand aus dem hochpolymeren Verbundwerkstoff besteht.

3. Turmariige Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hochpolymere Grundmaterial ein modifiziertes Polypropylen enthält, das durch Copolymerisation von Propylen mit einer ungesättigten Carbonsäure mit 3 bis 10 C-Atomen oder durch Behandlung von Polypropylen mit der ungesättigten Carbonsäure hergestellt worden ist.

(1) Kontinuierliche Bestimmung des Gehaltes an Wasserstoff in dem industriell gewonnenen Chlorgas durch eine geeignete Apparatur, und genaue Einhaltung der Betriebsbedingungen des Verfahrens,

um den Gehalt an Wasserstoff in dem Chlorgas unter dem für die Sicherheit höchstens zulässigen Gchall zu halten.

(2) Ausführung der Konstruktion des Oberteils des Chlorgastrocknungsturmes und der Rohrleitungen

ίο in der Weise, daß keine Trennung und Ansammlung von Wasserstoffgas erfolgt.

(3) Ausstattung des Turmes und der Rohrleitungen für Chlorgas mit Erdungsstücken aus Tantal usw.

(4) Anstreichen der gesamten Außcnwandfläche des is Turmes aus Polyvinylchlorid mit einem elektrisch

leitenden Überzug und Installieren von mehreren Kupferbügein auf dem Überzug in geeignetem Absland voneinander sowie elektrische Erdung des Gcsamlturmes.