DK159246B - Kontinuert fremgangsmaade til opnaaelse af et gasformigt produkt ud fra en vaeske samt apparat til udoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Description

i

DK 159246 B

Den foreliggende opfindelse angår en kontinuert fremgangsmåde til opnåelse af et gasformigt produkt ud fra en væske# Opfindelsen angår især en fremgangsmåde til fremstilling af oxygen ved dekomposition af hydro-5 genperoxid. Opfindelsen angår ligeledes et apparat til udøvelse af fremgangsmåden.

Det er i almindelighed nødvendigt for at kunne anvende gasformigt oxygen at disponere over oplagringsbeholdere, som bør kunne holdes under tryk, hvilket nødvendiggør 10 et forholdsvis kompliceret, kostbart og omfangsrigt apparatur. Disse ulemper er undertiden prohibitive. Dette er således tilfældet, når oxygenet er beregnet til at blive anvendt som forbrændingsmiddel ved bærbare aggregater til svejsning eller til skæring. I europæ-15 isk patentansøgning nr. EP-A-0 007 118 fra april 1979 (B.B.R. Instruments) har man således foreslået at fremstille oxygen ved katalytisk dekomposition af hydrogen-peroxid i et særligt apparatur. Dette apparatur udviser, skønt det er meget effektivt, visse ulemper. Så-20 ledes formindskes den udstrømmende mængde oxygen og effektiviteten progressivt under tidsforløbet, og apparaturets ydeevne er meget forskellig afhængig af oprindelsen af den hydrogenperoxidopløsning, der tages* i brug. Derudover fjernes den varme, som frigives ved de-25 kompositionen af hydrogenperoxid, kun dårligt, og det dannede oxygen indeholder betydelige mængder vanddamp, hvilket generer stabiliteten og temperaturen for svejsebrænderens flamme. Endelig medfører princippet i appa-ratet, at man opretholder et ikke negligerbart dødvolumen 30 af vandig peroxidopløsning i oplagringsbeholderen.

Den foreliggende opfindelse har til formål at tilvejebringe en fremgangsmåde og et apparatur til opnåelse af et gasformigt p.rodukt, såsom oxygen, ved dekomposition

DK 159246 B

2 af en væske, såsom hydrogenperoxid, som ikke udviser de ulemper, der er knyttet til hidtil kendte fremgangsmåder og apparater. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen gør det således f.eks. muligt at frembringe gasfor-5 migt oxygen med en stort set konstant udstrømnings-mængde uden at man iagttager desaktivering af katalysatoren, og uden at fremgangsmåden er tvangsafhængig af hydrogenperoxidopløsningens kvaliteter. Den gør det ligeledes muligt at opnå gasformigt oxygen med et 10 tilstrækkeligt stort tryk til, at det kan anvendes i- sær som forbrændingsmiddel i et svejseaggregat. Endelig kan fremgangsmåden ifølge opfindelsen, om nødvendigt, anvendes uden at tage nogen som helst ydre energikilde i brug.

15 Det til gennemførelsen af fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendte apparat kan være autonomt og bærbart.

Det kan om nødvendigt have stærkt reducerede yderdimensioner og på den måde være let at håndtere. Derudover medfører anvendelsen deraf overhovedet ingen ri-20 siko. Når apparatet ifølge opfindelsen anvendes til at frembringe oxygen beregnet til anvendelse som forbrændingsmiddel i svejseaggregater, opnår man meget varme og meget stabile flammer.

Den foreliggende opfindelse angår med henblik herpå en 25 kontinuert fremgangsmåde til fremstilling af et gasformigt produkt ved reaktion af en reaktionsdygtig væske, hvorved man kontinuert indfører den reaktionsdygtige væske i en reaktor til opnåelse af et gasformigt produkt og et væskeformigt produkt, og ved hvilken man hol-30 der den positive difference mellem trykket ved indgangen til reaktoren og trykket ved udgangen fra reaktoren konstant .

DK 159246 B

3

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er særlig fordelagtig, når reaktionen nødvendiggør anvendelse af faste partikler ved reaktionstemperaturen, som f.eks. kan tjene som reaktionskomponent eller som katalysator, 5 og som man placerer i reaktoren. Man har opnået gode resultater, når reaktoren indeholder faste katalysatorpartikler .

Ved udtrykket "reaktionsdygtig væske" er det hensigten at betegne en reaktionskomponent eller en blanding af 10 reaktionskomponenter, som i sig selv er i væskeform, eller som foreligger i form af en opløsning i mindst ét passende opløsningsmiddel ved den temperatur, hvormed de indgår i reaktoren. Det er i almindelighed hensigten at betegne reaktionskomponenter, som er flydende 15 eller i form af en opløsning ved omgivelsernes temperatur. Når den reaktionsdygtige væske foreligger i form af en opløsning i et opløsningsmiddel, er opløsningsmidlet valgt blandt sådanne, der er inerte i forhold til reaktionen, og som er i stand til at opløse mindst 5 %, 20 fortrinsvis mindst 10 %, da deres vægt er reaktionskomponenter. Man har opnået gode resultater med reaktions-dygtige væsker, der foreligger i form af en opløsning i et opløsningsmiddel. Man har i almindelighed valgt et opløsningsmiddel, som opløser mindst 10 % af det gas-25 formige produkt ved omgivelsernes temperatur. Et eksempel på et passende opløsningsmiddel er vand.

Ved udtrykket "gasformigt pro'dukt" har man til hensigt at betegne et produkt eller en blanding af produkter, som er gasformige ved omgivelsernes temperatur, og som 30 dannes ved reaktionen af de reaktionsdygtige væsker.

Ved "flydende produkt" har .man til hensigt at betegne et produkt eller en blanding af produkter',' der foreligger

DK 159246B

4 i væskeform ved omgivelsernes temperatur. Det kan dreje sig om et produkt dannet ved reaktionen, som i sig selv er flydende, om et flydende opløsningsmiddel eller om en opløsning i mindst et opløsningsmiddel, 5 hvori det ved reaktionen dannede produkt og eventuelt det ikke-omdannede reaktionsdygtige produkt er opløste.

Man forstår ved udtrykket "den positive difference" mellem trykket ved indgangen til· reaktoren og trykket ved udgangen fra reaktoren den trykforskel, som man har, når 10 niveauerne for den reaktionsdygtige væske ved indgangen til reaktoren og det flydende produkt ved udgangen fra reaktoren er de samme, dvs. i det tilfælde, hvor en reaktor er anbragt horisontalt. Dersom disse niveauer for indgangen og for udgangen er forskellige, korrigerer man 15 denne trykforskel med en værdi lig med trykket svarende til vægten af en søjle af reaktionsdygtig væske, hvis højde er lig med forskellen i niveauet mellem indgangen for den reaktionsdygtige væske og udgangen for det flydende produkt, idet denne korrektion er positiv, når 20 indgangen for den reaktionsdygtige væske befinder sig på et niveau lavere end niveauet for udgangen af det flydende produkt, og den er negativ i det modsatte tilfælde.

Trykforskellen mellem indgangen og udgangen fra reaktoren kan, med henblik på at den bør være konstant un-25 der forløbet af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, ikke desto mindre reguleres til at have forskellige værdier afhængig af arten af og sammensætningen af de reaktionsdygtige væsker, afhængig af de anvendte reaktorer (geometriske udformning, belastningstab etc.) og afhæn-30 gig af den geometriske udformning og dimensionerne for de faste stoffer, såsom katalysatorerne, der eventuelt er placeret i en reaktor.

DK 159246B

5 I almindelighed er for en horisontalt anbragt reaktor forskellen i tryk mellem indgangen og udgangen fra reaktoren på mindst 0,0001 MPa, fortrinsvis mindst på 0,0003 MPa. Det kan have større værdier; men fra et 5 praktisk niveau overskrider det i almindelighed ikke 0,05 MPa, fortrinsvis ikke 0,01 MPa. Man overvåger i almindelighed, at trykdifferencen varierer med mindre end 20 %, fortrinsvis med mindre end 10 under anvendelsen af apparatet.

10 Trykket af de gasarter, der fremstilles ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, kan være variabelt.. Det absolutte tryk kan være på mindst 0,1001 MPa, hyppigst på mindst 0,101 MPa. Af praktiske grunde overskrider det i almindelighed ikke 1 MPa, fortrinsvis ikke 0,6 MPa.

15 Disse værdier afhænger naturligvis på klassisk måde af mængderne af reaktionsdygtig væske, der føres til reaktoren, og af reaktorens dimensioner.

For at holde trykdifferencen mellem indgangen og udgangen af reaktoren konstant kan man anvende forskellige 20 metoder. Man kan således anvende en mellembeholder med et konstant niveau til fødning af den reaktionsdygtige væske. Denne mellembeholder anbringes således, at niveauet af reaktionsdygtig væske befinder sig på højere niveau end niveauet for indgangen til reaktoren, og den 25 øverste del af denne reaktor bringes i kontakt med den gasfase, der opsamles ved udgangen fra reaktoren. I dette tilfælde sikres differencen i tryk imellem indgangen og udgangen for reaktoren gennem vægten af søjlen af reaktionsdygtig væske i mellembeholderen.

30 Denne meget enkle metode er særlig fordelagtig, eftersom den gør det muligt at undgå at anvende ydre energikilder.

DK 159246 B

6

Man kan ligeledes sikre en konstant trykdifference mellem indgangen og udgangen fra reaktoren ved hjælp af en pumpe, ved hvilken det er muligt at regulere funktionstrykket. I dette tilfælde måler man trykket ved 5 udgangen for reaktoren ved hjælp af en trykmåler, og man regulerer som konsekvens deraf trykket ved indgangen til reaktoren ved hjælp af denne pumpe. En sådan regulering eller styring foretages manuelt eller automatisk ved en hvilken som helst i sig selv kendt metode.

10 Man kan til gennemførelse af reaktionen anvende forskellige typer reaktorer. Man anvender fortrinsvis reaktorer, hvorigennem den reaktionsdygtige væske løber horisontalt. Man kan ligeledes anvende en eller flere rør-reaktorer, der er anbragt horisontalt, og hvori 15 man kan anbringe de faste partikler, som indgår i reaktionen. Dersom de faste partikler forbruges eller progressivt desaktiveres gennem reaktionen, kan man med fordel placere dem i patroner, hvis vægge er forsynet med åbninger på en sådan måde, at den reaktionsdygtige væske 20 kan strømme tværs igennem patronen. Når de faste partikler er forbrugt eller desaktiveret, er det så tilstrækkeligt at udskifte disse patroner.

Man kan anvende fuldstændigt eller delvis oversvømmede reaktorer. Det er fordelagtigt i den øvre del af re-25 aktoren ét tilvejebringe.en zone, som ikke er oversvømmet, og som ikke indeholder faste partikler, som indgår i reaktionen, og hvori det gasformige produkt kan frigøre sig.

Denne teknik gør det muligt at fjerne det gasformige pro-30 dukt, efterhånden som det dannes ved reaktionen. En sådan teknik udviser talrige fordele. Den gør det muligt at forøge omdannelsesgraden, eftersom et af reaktionspro-

DK 159246 B

7 dukterne forlader reaktionsmediet, og fordi kontakten mellem den reaktionsdygtige væske og de faste partikler er bedre, når man fjerner det dannede gasformige produkt.

5 Eftersom reaktionen samtidigt frembringer et gasformigt produkt og et væskeformigt produkt, vil man separere de to dannede produkter så hurtigt som muligt, og om nødvendigt opsamle dem i adskilte lokaliteter.

Man kan derudover, dersom reaktionen er exotermisk, 10 forsyne den ikke oversvømmede del af reaktoren med termiske udvekslingsanordninger for at undgå, at det dannede væskeprodukt ikke fordamper fuldstændigt og for at regulere temperaturen af det dannede gasformige produkt.

15 Man kan således afhængigt af den anvendte type reaktor opsamle enten en blanding af gasformige produkter og væsker, der kan foreligge i form af en enkelt gasfase, dersom temperaturen er tilstrækkelig høj, eller i form af en blanding af dampe og væsker, eller tydeligt 20 adskilt en gasfase, som i hovedsagen indeholder det gasformige produkt, og en flydende fase, som i hovedsagen indeholder det væskeformige produkt.

Det er,når reaktionen er exotermisk^ vigtigt at have et system til effektiv fjernelse af kalorier. De produkter, 25 som opsamles ved udgangen fra reaktoren, kan om nødvendigt føres over til en kondenseringszone eller en afkølingszone. Disse indeholder i almindelighed mindst én varmeveksler og mindst én væskeseparator. Man kan anvende forskellige i sig selv velkendte typer af varmeveks-30 lere, som indeholder termiske varmevekslingsoverflader af en hvilken som helst kendt type, såsom plader, slanger,

DK 159246 B

8 etc. Man kan ligeledes anvende vekslere med en eller flere etager. Man kan på fordelagtig måde lade reaktionsprodukterne passere igennem et eller flere rør med lille tværsnit med stor længde og eventuelt forsynet 5 med plader, vinger etc. for at forbedre den termiske udveksling, og som afkøles ved simpel kontakt med den omgivende luft. Man kan som væskeseparatorer anvende forskellige i sig selv kendte apparater, såsom dråbe-fangere.

10 Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan anvendes til gennemførelse af forskellige reaktioner, hvori man anvender en reaktionsdygtig væske for at opnå et gasformigt produkt og et væskeformigt produkt. Den egner sig i særdeleshed godt til opnåelse af oxygen ved katalytisk de-15 komposition af hydrogenperoxid. I dette tilfælde indfører man en vandig hydrogenperoxidopløsning i en reaktor indeholdende faste partikler af en katalysator til dekomposition af hydrogenperoxid til dannelse af en blanding indeholdende oxygen og vanddamp, man afkøler den 20 således opnåede blanding i en kondenseringszone således, at man danner en gasfase, der i hovedsagen indeholder oxygen, samt en væskefase, der i hovedsagen indeholder vand, og som man bortkaster, og man holder den positive difference mellem trykket i den vandige hydrogenperoxid-25 opløsning ved indgangen til reaktoren og trykket i gasfasen, som i hovedsagen indeholder oxygen, i kondenseringszonen ved udgangen fra reaktoren på en konstant værdi.

Det ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen dannede oxygen bliver i almindelighed renset, før det anvendes. Til 30 dette formål køler man den blanding, som er opsamlet ved udgangen fra reaktoren, i en kondenseringszone på en sådan måde, at man fjerner det ved reaktionen dannede vand. Denne blanding sendes således til en varmeveksler og til en vandseparator.

DK 159246B

9 Når reaktoren har små dimensioner, og når mængderne af oxygen ikke er alt for store, kan man føre den fra reaktoren kommende blanding til en opsamlingsbeholder, der er forsynet med en udtømningsanordning, og som 5 kan tjene på en gang som varmeveksler og som vandseparator. Denne opsamlingsbeholder er i almindelighed placeret i det samme niveau eller i et lavere niveau end niveauet for reaktoren, således at det kondenserede vand kan bortkastes ved tyngdekraftens hjælp. Den-10 ne opsamlingsbeholder befinder sig hyppigst under reaktoren. Man har ofte til disposition en supplerende varmeveksler på udgangsledningen for oxygen til fjernelse af de sidste spor af vanddamp, som er medrevet af oxygenet. Anvendelsen af en supplerende varmeveksler er særlig 15 nyttig, når oxygenet er beregnet til at føde et svejse-aggregat, for at den undgår dannelsen af små dråber af vand, som ville blive kastet ud i svejsebrænderens flamme .

De vandige hydrogenperoxidopløsninger, der anvendes, kan 20 have varierende koncentrationer. Man anvender i almindelighed opløsninger indeholdende 10-75 vægtpct., hyppigst 15-65 vægtpct. hydrogenperoxid. Man opnår gode resultater med kondentrerede kommercielt tilgængelige opløsninger, der i almindelighed indeholder ca. 35 vægtpct.

25 hydrogenperoxid. Hydrogenperoxidopløsningerne kan om nødvendigt indeholde forskellige sædvanligt anvendte additiver. De kan således indeholde i sig selv velkendte stabilitorer, såsom phosphorsyre eller phophoniumsyre og deres derivater, såsom salte deraf, især natriumpyro-30 phosphat eller natriumhydrogenpyrophosphat. De kan ligeledes indeholde korrosionsinhibitorer og calcinerings-midler, der er velkendte i sig selv, såsom ammoniumnitrat eller natriumstannat. De kan også indeholde anti-skumningsmidler.

DK 159246B

10

Til gennemførelsen af dekomposition med hydrogenperoxid til vand og til oxygen kan man anvende forskellige typer af katalysatorer, som er velkendte til dette formål. Man kan således anvende grundstofferne i pe-5 rioderne 4, 5 og 6 i grupperne lb, 2b,4a, 5a, 6a og b, 7a og b, samt 8 i det internationale periodiske system af grundstofferne og derivaterne deraf. Man har opnået gode resultater med katalysatorer baseret på metaller, såsom guld, sølv, platin, palladium, mangan, jern, 10 ehrom, kobber, cobolt og bly, såvel som derivater deraf, såsom oxider og salte deraf. Man har opnået fordelagtige resultater med katalysatorer baseret på bly, platin eller på palladium, såvel som derivaterne af disse. Platin har ydet fremragende resultater. Man kan ligeledes 15 anvende andre katalysatorer, der er velkendt i sig selv, og man kan anvende blandinger af forskellige katalysatorer.

Katalysatorerne kan placeres, som de foreligger, i reaktoren, eller de kan være placeret på i sig selv vel-20 kendte egnede bærestoffer. De kan være fastgjort til bærestofferne enten fysisk eller klinisk. Man kan anvende forskellige bærestoffer. Man kan således anvende bærestoffer valgt blandt siliciumoxider, aluminiumoxider, silicium-aluminiumoxider, aktiv carbon, pimpsten, zeolit-25 ter, bentonitter, carborumdum, diatoméjord, valkejord og porøse metalliske bærestoffer. Man anvender i almindelighed bærestoffer, der viser en god termisk modstandsdygtighed og en god mekanisk modstandsdygtighed, og som ikke undergår nedslidning, og som ikke sprænges under 30 indflydelse af det tryk, der opstår ved dannelsen af det gasformige produkt i bærestoffets porer. Bærestofferne bør derudover være kemisk modstandsdygtige over for de anvendte reaktionskomponenter og de dannede produkter .

DK 159246B

11

Man har opnået gode resultater med bærestoffer valgt blandt aluminiumoxider, siliciumoxider og silicium-aluminiumoxider.

Platin aflejret på aluminiumoxid i en mængde på 1 % 5 af dettes vægt har givet fremragende resultater ved dekomposition af hydrogenperoxid.

Katalysatorpartiklerne kan foreligge i forskellige former. Man kan således anvende små stænger, tabletter, ekstrudater, granulater eller kugler. Man anvender i 10 almindelighed for at undgå tab af fyldmateriale partikler med dimensioner større end 0,05 cm og hyppigt større end 0,1 cm. Den største dimension overskrider i almindelighed ikke 20 cm, uden at denne grænse dog er kritisk.

15 Når man anvender fremgangsmåden ifølge opfindelsen til fremstilling af oxygen ved dekomposition af hydrogenperoxid, udfører man de forskellige dele af det til dette formål anvendte apparatur, som befinder sig i kontakt med hydrogenperoxid, eventuelt foreliggende 20 som spor, med fordel af materialer, som er modstandsdygtige over for korrosion ved hydrogenperoxid. Aluminium, glas og visse polymere, såsom polypropylen, polytetrafluorethylen, polyethylen, poly-1,1-difluor-ethylen etc. egner sig godt til denne anvendelse.

25 Fremgangsmåden ifølge opfindelsen lader sig anvende til fremstilling af oxygen, der er egnet til forskellige anvendelser. Den kan således anvendes til at fremstille oxygen til bærbare svejseaggregater, til fremstilling af oxygen til inhalatorer, som gør det muligt at berige 30 luften med oxygen i varierende doseringer, der i almindelighed går fra 28 til 50 %, hyppigst fra 25 til 40 vægtpct. oxygen, og ligeledes til fremstilling af oxygen til for-

DK 159246 B

12 brændingselementer.

Opfindelsen angår ligeledes en fremgangsmåde til fremstilling af oxygen til dannelsen af flammer, som egner sig til svejsning eller til skæring.

5 Opfindelsen angår ligeledes apparater, der er egnede til fremstilling af gasformige produkter ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, og som indeholder en anordning til opretholdelse på konstant værdi af den positive difference mellem trykket ved indgangen til reak-10 toren og trykket ved udgangen af reaktoren.

I et autonomt apparat føder en oplagringsbeholder for den reaktionsdygtige væske, som er placeret på et højt niveau, en mellembeholder med et konstant niveau; denne sidstnævnte føder en reaktor, som er horisontalt anbragt 15 og forsynet med faste partikler, ved hjælp af et rørsystem, som indeholder en hane med regulerbar mængdeafgivelse samt en tilbageslagsventil for indholdet i reaktoren; reaktoren befinder sig på et niveau, som er lavere end det konstante niveau i mellembeholderen; 20 et rørsystem forbinder udgangen fra reaktoren med en modtagebeholder, som indeholder en tømningsanordning; to rørsystemer forbinder den øverste del af opsamlingsbeholderen med henholdsvis den øverste del af mellem-beholderen ved hjælp af en trykudligningsrørledning, 25 som indeholder en tilbageslagsventil for indholdet i mellembeholderen, samt med en varmeveksler, der i sig selv er forbundet med udgangen fra apparatet. 1 et andet apparat føder en oplagringsbeholder for den reaktionsdygtige væske ved hjælp af et rørsystem, som 30 indeholder en pumpe med regulerbart tryk, en reaktor, som er placeret horisontalt og forsynet med faste par- 13

DK 1S9246B

tikler; et rørsystem forbinder udgangen fra reaktoren med en modtagebeholder, som er forsynet med en tømnings-anordning; to rørsystemer forbinder toppen af modtage-beholderen med henholdsvis en anordning til måling 5 af trykket, hvilket gør det muligt at justere pumpen med regulerbart tryk, samt med en varmeveksler, der i sig selv er forbundet med udgangen fra apparatet.

Modtagebeholderen, som indeholder en tømningsanordning, såsom en hane, kan være placeret i forskellige niveauer.

10 I almindelighed befinder det sig i et niveau lig med eller lavere end, fortrinsvis dog lavere end, niveauet for reaktoren.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan med fordel gennemføres i apparaturet, således som det er vist på 15 fig. 1 og 2, som gengiver forskellige måder til gennemførelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

På fig. 1 er vist et apparat, der egner sig til fremstilling af et gasformigt produkt ved katalytisk dekomposition af en reaktionsdygtig væske, og som består 20 af en lille, mellemliggende fødebeholder 3 med konstant niveau, som fødes fra en oplagringsbeholder 1. I lager-beholderen er anbragt en sikkerhedsventil 2. Reaktoren 4, hvori er anbragt dekompositions-katalysatoren, fødes med reaktionsdygtig væske ved hjælp af en ventil, der 25 lader sig indstille til forskellig mængdeafgivelse 5.

En tilbageslagsventil 6, som er placeret mellem reaktoren og reguleringsventilen, forhindrer det tryk, som dannes i generatoren, i at føre den reaktionsdygtige væske tilbage i opadgående retning. Man opsamler i op-30 samlingsbeholderen 7 det ved nedbrydningsreaktionen for den reaktionsdygtige væske dannede væskeformige produkt. En udtømningshane 16 gør det muligt at udtage det væskeformige produkt. Det ved dekompositionen af den re-

DK 159246 B

14 aktionsdygtige væske dannede gasformige produkt passerer ind i en varmeveksler 8, hvori man kondenserer det væskeformige produkt, som er revet med af det gasformige produkt. Et gitter 10 beskytter varme-5 veksleren. Det gasformige produkt passerer gennem en termisk isoleret rørføring 18 og kommer ud ved 12.

Ved hjælp af rørføringen 17 udligner man trykkene mellem udgangen for reaktoren og den øverste del af den mellemliggende fødebeholder 3. En tilbageslagsventil 10 22 separerer rørføringen 17 fra den mellemliggende fø debeholder 3 for at undgå, at den reaktionsdygtige væske kan passere fra beholderen 3 ind i rørføringen 17.

En indikator 11 gør det muligt at kontrollere trykket. Apparatet er anbragt i en kasse 15, der er forsynet med 15 et håndtag 14.

Denne udførelsesform for fremgangsmåden, som er vist ved fig. 1, er særlig fordelagtig, eftersom der ikke gøres brug af nogen som helst ydre energikilde, og det hele er således fuldstændigt autonomt.

20 Man har i det apparat, som er vist på fig. 2, erstattet fødningen ved hjælp af en mellembeholder med konstant niveau, som vist på fig. 1, med en pumpe med regulerbart tryk 19, som gør det muligt at regulere trykket ved hjælp af en pressostat 20. Lagerbeholderen 1 er for-25 bundet med luften ved 21.

De på fig. 1 og 2 viste apparater kan ligeledes anvendes til gennemførelse af en omsætning mellem en reaktions-dygtig væske og faste reaktionsdygtige partikler. I så tilfælde er de faste reaktionsdygtige partikler anbragt 30 i reaktoren 4.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan med fordel gennemføres i reaktorer, såsom dem, der er vist på fig. 3-5.

DK 159246B

15 På fig. 3 er vist et lodret snit igennem en reaktor. Den reaktionsdygtige væske trænger ind igennem kanalen 32 til reaktionszonen 34, hvori er anbragt de faste katalysatorpartikler eller reaktantpartikler. Det gas-5 formige produkt frigøres gennem de vertikale rør 24, som er anbragt i den øvre del af reaktionszonen. Det gasformige produkt opsamles i idet horisontale rør 26 og samles ved 27. Indsnævringer·28 er anbragt forneden i de vertikale rør for at undgå, at de faste partikler 10 af katalysator eller af reaktant bliver revet med i disse rør. Det væskeformige produkt forlader reaktoren ved 23. Mellemrummene 25 mellem rørene sikrer den termiske udveksling.

Fig. 4 viser et snit fra siden efter planet AA' som 15 vist på fig. 3.

På fig. 5 er vist i perspektiv en anden reaktor. Den reaktionsdygtige væske træder ind gennem 32 i reaktionszonen 34, hvori er anbragt de faste partikler af katalysator eller af reaktant. Det gasformige produkt 20 frigives gennem den horisontale spalte 31, som er placeret i den øvre del af reaktionszonen, og passerer igennem et rum 33, der udfører funktionen som varmeveksler, og som i enderne er lukket ved væggene 29. Sidevæggene i denne varmeveksler er forsynet med vinger 30. Det gas-25 formige produkt opsamles i det horisontale rør 26 og udtages ved 27.

Når fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendes til at fremstille oxygen til svejseaggregater, kan man anvende sådanne apparater, som dem der er vist på fig. 6 og 7, 30 som på forskellig måde viser en udførelsesform for et bærbart forsyningsaggregat til svejsning ved hjælp af en flamme bestående af oxygen og brændbar gas.

DK 159246 B

16 På fig. 6 er vist et forsyningsaggregat, hvori oxygen fremstilles i overensstemmelse med det reaktionsskema, som er vist ved fig. 1. I dette apparat kommer den brændbare gas fra beholderen 9 og udtages ved 13. Dette 5 forsyningsaggregat er særlig fordelagtigt, eftersom det er fuldstændigt autonomt.

På fig. 7 er vist et tilsvarende forsyningsaggregat, hvori oxygenet dannes i overensstemmelse med det skema, som er vist på fig. 2.

10 Til belysning af opfindelsen er i det følgende anført eksempler på gennemførelsen af fremgangsmåden ifølge opfindelsen (eksemplerne 2-4) såvel som sammenlignings-eksempel (eksempel 1).

EKSEMPEL 1 15 Forsøget blev gennemført i et lille kommercielt tilgængeligt apparat, som meget ligner det apparat, som er beskrevet ved figurerne 2 og 3 i europæisk patentansøgning nr. EP-A-0 007 118, som tidligere nævnt, dog med den forskel, at toppen af oplagringsbeholderen for 20 den vandige hydrogenperoxidopløsning ikke er forbundet med flasken indeholdende fordråbet gas (butan) 22, men med udgangen for den gasformige oxygen gennem åbning 47.

Man har anvendt en kommercielt tilgængelig 35 % vandig hydrogenperoxidopløsning. Reaktoren, som var fremstil-25 let af aluminium, har et rumfang på ca. 40 cna og indeholder som katalysator 150 g små stænger af blødgjort bly (indhold af bly: 99,5 %) med en længde på 13-15 cm, en bredde på 3 mm og en tykkelse på 1 mm.

Man indfører kontinuerligt igennem 45 minutter den van-30 dige opløsning af hydrogenperoxid i reaktoren, og man

DK 159246 B

17 måler afgivelsen af den dannede oxygen under tidsforløbet. Efter 5 minutters drift er denne mængde 240 1 x h medens den efter 45 minutter er faldet til 150 1 x h hvilket er utilstrækkeligt til opnåelse af en flamme, 5 som er tilstrækkelig varm til svejsning, idet den mindste mængde til opnåelse af en flamme med en god temperatur er på 180 1 x h- .

EKSEMPEL 2

Dette forsøg blev gennemført i et apparat, således som 10 det er vist på fig. 1. Det konstante niveau af mellembeholderen 3 befinder sig 25 cm over niveauet for indgangen til reaktoren.

Man anvendte den samme vandige hydrogenperoxidopløsning som i eksempel 1. Reaktoren 4 med et rumfang på 40 cm^ 15 indeholder som katalysator 150 g stænger af blødgjort bly, svarende til dem, der blev anvendt i eksempel 1.

Den vandige opløsning af hydrogenperoxid indføres kontinuert i reaktoren 4 igennem 24 minutter, og man måler afgivelsen af det dannede oxygen under tidsforløbet.

20 Efter 7 minutters drift er denne mængde på 360 1 x h” .

Efter 24 minutters forløb er den på 360 1 x h . Der er således ikke sket nogen mærkbar modifikation af den afgivne mængde under tidsforløbet.

EKSEMPEL 3 25 Dette forsøg blev gennemført i et apparat, således som det er vist på fig. 2. Man anvendte en pumpe af fabrikatet "MASTERFLEX" 19, som sikrede et tryk på 180 mm Hg.

DK 159246B

18

Man anvendte den samme vandige hydrogenperoxidopløsning som i eksemplerne 1 og 2, den samme reaktor 4 og den samme katalysator.

Den vandige hydrogenperoxidopløsning blev indført kon-5 tinuert i reaktoren 4 igennem 25 minutter, og man målte afgivelsen af det dannede oxygen under tidsforløbet. Trykforskellen mellem indgangen og udgangen for reak- α — 4 toren blev holdt pa 8 x 10 MPa. Efter 5 minutters drift er den afgivne mængde 250 1 x h . Efter 5 mi- _ 1 ' 10 nutter er den 255 1 x h . Der har således ikke fundet nogen mærkbar modifikation sted med hensyn til mængdeafgivelsen under tidsforløbet.

Man iagttager under tidsforløbet en let farvning af det spildevand, som borttages ved 16.

15 EKSEMPEL 4

Man anvendte samme apparat som i eksempel 5 og tilsvarende reaktionsbetingelser. Kun blev katalysatoren erstattet med granulater af aluminiumoxid imprægneret med 1 % platin. Disse granulater, der forelå i form af kugler med 20 en middeldiameter på ca. 7 mm, blev forhandlet af firmaet Johnson Matthey and Co., Ltd.

Efter 5 minutters drift er den afgivne mængde oxygen 240 1 x h og efter 25 minutters drift er den stadig 240 1 x h~^. Der er således ikke fundet nogen mærkbar 25 modifikation sted med hensyn til mængdeafgivelsen under tidsforløbet.

Spildevandet indeholder ingen katalysatorrest.

Claims (9)

1. Kontinuert fremgangsmåde til opnåelse af et gasformigt produkt (12) ved omsætning af en reaktionsdygtig væske, hvorved man kontinuerligt fører den reaktions-5 dygtige væske til en reaktor (4) til opnåelse af et gasformigt produkt og et væskeformigt produkt, kendetegnet ved, at man holder den positive forskel mellem trykket ved indgangen til reaktoren (4) og trykket ved udgangen fra reaktoren (4) konstant.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at reaktoren (4) indeholder faste katalysatorpartikler .

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den omtalte ttykdifference er 15 0,0001 - 0,01 .MPa. 1 Fremgangsmåde ifølge krav 1 til opnåelse af oxygen ved katalytisk dekomponering af hydrogenperoxid, hvorved man fører en vandig hydrogenperoxidopløsning til en reaktor (4) indeholdende faste partikler af en katalysator 20 til dekomponering af hydrogenperoxid under dannelse af en blanding indeholdende oxygen og vanddamp, og hvorved man i en kondenseringszone (8) køler den således opnåede blanding på en sådan måde, at man opnår en gasfase hovedsageligt indeholdende oxygen og en væskefase hovedsageligt 25 indeholdende vand, som man borthælder (16), kende- t e g n e t ved, at man holder den positive forskel mellem den vandige hydrogenperoxidopløsnings tryk ved indgangen til reaktoren (4) og trykket i den hovedsageligt oxygen-holdige gasfase i kondenseringszonen ved udgangen fra re- 30 aktoren (4) konstant. DK 159246B

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at man anvender en vandig opløsning indeholdende 15-65 vægt?i hydrogenperoxid.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 4 eller 5, kendeteg-5 net ved, at de faste katalysatorpartikler indeholder et katalytisk virksomt grundstof valgt blandt bly, platin og palladium.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at den anvendte katalysator består af platin aflej- 10 ret på aluminiumoxid.

8. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-7, kendetegnet ved, at den anvendte reaktor (4) er en reaktor, som i sin øvre del rummer en zone, der ikke er overskyllet, og som er fri for katalysator.

9. Apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge et hvert af kravene 1-8, kendetegnet ved, at en oplagringsbeholder (1) for reaktionsdygtig væske anbragt i et højt niveau føder en mellembeholder (3) i konstant niveau, som føder en horisontalt anbragt og med faste 20 partikler forsynet reaktor (4) gennem et rørsystem udstyret med en mængdereguleringsventil (5) og en tilbageslagsventil (6) for indholdet af reaktoren (4), idet denne reaktor (4) befinder sig i et lavere niveau end mellembeholderens (3) konstante niveau, og at et rørsystem 25 forbinder udgangen fra reaktoren (4) med en modtagebeholder (7) indeholdende en tømningsanordning (16) og to rørsystemer, som forbinder toppen af modtagebeholderen med henholdsvis toppen af mellembeholderen (3) gennem et trykudligningsrør (17) indeholdende en tilbageslagsventil 30 (22) for indholdet af mellembeholderen (3) og med en var meveksler (8), der er forbundet med apparatets udgang (12). DK 159246B

10. Apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge ethvert af kravene 1-8, kendetegnet ved, at en oplagringsbeholder (1) for reaktionsdygtig væske ved hjælp af et rørsystem indeholdende en pumpe (19) 5 med- regulerbart tryk føder en horisontalt anbragt og med faste partikler forsynet reaktor (4), idet et rørsystem forbinder udgangen fra reaktoren (4) med en modtagebeholder (7) indeholdende en tømningsanordning (16), og idet to rørsystemer forbinder toppen af modtagebe-10 holderen med henholdsvis en trykmålingsanordning (11), som gør det muligt at regulere pumpen (19) med regulerbart tryk, og med en varmeveksler (8), der er forbundet med apparatets udgang (12).