DE2255939A1 - Herstellung von chlorhydrat - Google Patents
Herstellung von chlorhydratInfo
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DB. ing. H. NEGENDANK · dipl.-ing. H. HAUCK dipi..-pb:/3. W. SCHMITZ
BIPX.-ING. E. GHAALFS · dipping. W. WEHNERT
HAMBURG-MÜNCHEN ZUSTEI.I.UNGSANSCHRIFT: HAMBTJKG 3β · ΤΝΓΈΤΤΕΗ WAU
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21441 Hoover Road Warren/Mi chi gan 48089/USA
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Hamburg, 9. November 1972
Herstellung von Chlorhydrat
Chlorhydrat Clp.SHgO ist eine "bekannte Verbindung, die aus
Chlor und Wasser bei niedrigen Temperaturen hergestellt werden kann. Dieses Hydrat ist ein kristalliner fester
Stoff bei Temperaturen unterhalb von ca· 90C, der in Wasser
und Chlor zerfällt, wenn die Temperaturen erhöht werden,, In der US-Patentanmeldung S.N. 50 054 für »Halogenhydrate",
registriert am 26» Juni 1970, wurde die Verwendung von Chlorhydrat als Chlorquelle für die Entladungsreaktion
einer Batterie mit hoher Energiedichte beschrieben, die einen Elektrolyten aus einem wäßrigen Metallohlorid zwischen
Metall- und Chlor-Elektroden aufweist«, In der erwähnten Anmeldung wurde ebenfalls die Herstellung des Chlorhydrates
durch Kontakt von gekühltem Chlorgas mit einer wäßrigen Zinkchloridlösung offenbart.
Obgleich Chlorhydrat und vergleichbare Halogenhydrate,
wie Bromhydrat und fodhydrat, nützliche Halogenquellen
für das laden von Batterien mit hoher Energiedichte, die
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auf Metallelektroden, Elektrolyten aus Metallhalogeniden
und Halogenelektroden basieren, darstellen und man nach dem in der S.N„ 50 054 beschriebenen Verfahren in der
lage ist, in befriedigender Weise Halogenhydrate herzustellen, aind einige Nachteile mit diesem Verfahren verbunden,
und die jetzigen Erfinder haben deshalb versucht, das Verfahren zu perfektionieren oder ein Alternativ- oder
besseres Verfahren zu entwickeln. Zu den bedeutenden Nachteilen, mit denen man früher rechnen mußte, gehörte die
Forderung, daß die Zinkchlorid- oder vergleichbare Metallchlorid-lösung
in einer Konzentration unterhalb eines gewissen Grades (25$ bei Zinkchlorid) vorliegen sollte, sonst
hätte das Chlorhydrat nicht in befriedigender Weise hergestellt werden können. Man traf auch auf Filtrierungaprobleme,
wenn man das H-alogenhydrat aus der Metallhalogenide
sung entfernte und die Halogenhydrat-Kristalle von den Filtermitteln trennte. Solche Probleme werden im wesentlichen
vermieden, wenn man nach dem vorliegenden Verfahren vorgeht, weil das Halogenhydrat weder in Kontakt
mit der Metallhalogenidesung hergestellt wird noch In
einen solchen Kontakt gebracht wird.
Der vorliegenden Erfindung gemäß wird Chlorhydrat hergestellt, indem Wasser vom flüssigen in den gasförmigen Zu-
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- _.C — 3~ . 22S5939
stand fiber führt wird, der Wasserdampf mit gasförmigem
Chlor in Kontakt gebracht wird und danach diese Mischung
mit einem Wärmeübertragungsmittel auf eine Temperatur
gebracht wird, die tief genug, ist, um das Gasgemisch in Chlorhydrat in fester Form zu überführen,. In bevorzugten
Ausführungen der Erfindung enthält das Wärmeübertragungsmittel eine Kühlsubstanz mit einer Temperatur von -50 bis
+90C, wird das flüssige Yfasser aus einer wäßrigen Metallchloridlösung
erhalten, im allgemeinen Zinkchlorid, das gasförmige Chlor mindestens zum Teil aus der Metallchioridlösung
gewonnen und sind die Metallchloridlösungen und das Chlor Abflüsse einer Batterie mit hoher Energiedichteo Bei
der bevorzugten Arbeitsweise ist auch, der Zufluß für die Wasser- und Chlor-Quellen kontinuierlich und das Chlorhydrat wird kontinuierlich hergestellt. Die Ausbildung der
Geräte nach der Erfindung schließt Mittel ein,, um Chlor und Wasser zusammenzuführen, Mittel, um das Wasser zu verdampfen
und Mittel, um die gemischten Wasser- und Chlor-Dämpfe zu kühlen, um sie an einer Stelle in Halogenhydrat zu überführen,
die nicht mit der wäßrigen Metallhalogenidlösung in Kontakt steht« Grob gesagt, umfaßt ein Gerät zur Herstellung
von Chlorhydrat eine mit Wänden versehene Reaktionszone, in der das Chlorhydrat gebildet, wird, Einlaßmittel
für das Einfließen von (einem) Reaktionsmittel (n)
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in die Reaktionszone, Auslaßmittel für das Entfernen der Reaktionsmittel aus der erwähnten Zone, Mittel, um Wasser
in der erwähnten Zone zu verdampfen, und Kühlmittel in der erwähnten Zone, um eine Mischung von Chlorgas und
Wasserdampf in der Zone zu kühlen und sie in Chlorhydrat auf einer Oberfläche der erwähnten Kühlmittel zu überführen.
Die vorliegende Erfindung und ihre Punktionsweise werden durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen verdeutlicht, wobei
Pig. 1 eine Schnittperspektive und eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Gerätes darstellt,
das zur Chlorhydratherstellung aus Chlor und Wasser oder wäßriger Lösung dient|
Pig. 2 eine Teilseitenanaicht eines Wärmeübertragungs-(Kühl)-Rohres
zeigt, auf dem Halogenhydrat gebildet werden kann und auf dem Longitudinal-Plossen
angeordnet sindf
Pig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Pig. 2 darstellt!
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3?ig. 4 eine vergrößerte Ansicht eines Teiles eines Höhrenelementes
zeigt, das Chlor in die Reaktionszone des Gerätes nach Pig. 1 einführt und dort verteilt,
sowie verschiedene Größen von Löchern in sich über die Reaktionszone erstreckenden Rohrj
Pig· 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines
vertikal gestellten Gerätes zur Chlorhydratherstellung darstellt, wobei der ringförmige Reaktionsmittelfluß
und ein mit horizontalen Flossen versehenes Kühlrohr, das sich in.der Mitte des Berates
"befindet, dargestellt ist«
In Hg. 1 wird ein Reaktor oder eine mit Wänden versehene Reaktionszone 11 durch eine zylindrische Wand 13 und Endaufsätze
15 und 17 "begrenzt, won denen jeder öffnungen "besitzt,
zum Zuführen oder Entfernen der Reaktionsmittel, Produkt (e), Wärmeübertragungsmittel und Verdampfungsmittel„
Die Aufsätze sind gegenüber dem Reaktionsmittel genügend abgedichtet, um in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung
die Reaktionszone gasdicht zu machen. Das Einlaßrohr
19 führt flüssiges Wasser 21 oder wäßrige Salzlösung,
vorzugsweise eine Metallsalzlösung wie Zinkchlorid, von einem Elektrolyten einer Batterie mit hoher Energiedichte,
(nicht gezeigt) in die Reaktionszone oder den Reaktor, Ea
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wird ein Bad gebildet, wobei die Höhe 23 des Bades durch die Höhe des Aualaßrohrs 25 oder eine im Auslaßrohr oder
anderswo befindliche Drosselung reguliert wird« Auf diese Weise könnte auch ein nicht gezeigtes wehrartiges Element
im Reaktor nahe am Auslaß angeordnet sein, um die Höhe 23 des Flüssigkeitsbades 21 zu regulieren. So wie es dargestellt
ist, braucht daa Auslaßrohr 25 für die Flüssigkeit 21 nicht gasdicht zu sein, was jedoch durch verschiedene
nicht dargestellte Mittel korrigiert werden kann, wie ein U-Rohr, Krümmungen im Rohr und Druckkontrollmittel·
Die Elektroden 27 und 29, die in die Flüssigkeit eintauchen, sind mit einer Stromquelle verbunden, die sie in die Lage
versetzt, die Flüssigkeit zu erhitzen und ihre Überführung in den gasförmigen Zustand zu begünstigen. Anstelle der Verwendung
von solchen Elektroden können andere Formen von Erhitzern, einschließlich elektrische Widerstandserhitzer,
Dampf oder Heißwasser enthaltende Heizschlangen, Heißlufterhitzer, Hochfrequenz- oder Induktions-Heizer und Infraroterhitzer
verwendet werden. Es sind auch andere Methoden der Dampfhersteilung gebräuchlich, wie die externe Erzeugung
von Wasserdampf oder noch bevorzugter von einer erhitzten wäßrigen Metallhalogenidesung. Im allgemeinen wird der
Verdampfungsgrad der wäßrigen Flüssigkeit für 0,01 bis 12 Mol
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- 7 Wasser ausreichend, sein zur Mischung mit 1 Mol Chlor.
Über dem Wasser und den Heizmitteln ist ein perforiertes
Rohr 31 dargestellt, durch das Chlor in die Reaktionszone eindringt. Wie gezeigt ist, dringt das Chlor aus dem Rohr in die Zone durch eine Reihe von Löchern, deren Durchmesser zunimmt, wenn sie das am Auslaß gelegene Rohrende erreichen» Mit solch einer Ausführung ergibt sich ein näherungsweise gleicher Fluß des Chlorgases über die Länge der Reaktionszone. Indem man die Löcher 33 im Rohr 31 geneigt anordnet, kann man dem Gas eine verwirbelnde oder tangentiale Bewegung über der Reaktionszone aufzwingen, um auf
diese Weise seine Mischung mit dem Wasserdampf zu begünstigen, der aus dem Flüssigkeitsbad am Boden der Zone gewonnen wirdo '
Rohr 31 dargestellt, durch das Chlor in die Reaktionszone eindringt. Wie gezeigt ist, dringt das Chlor aus dem Rohr in die Zone durch eine Reihe von Löchern, deren Durchmesser zunimmt, wenn sie das am Auslaß gelegene Rohrende erreichen» Mit solch einer Ausführung ergibt sich ein näherungsweise gleicher Fluß des Chlorgases über die Länge der Reaktionszone. Indem man die Löcher 33 im Rohr 31 geneigt anordnet, kann man dem Gas eine verwirbelnde oder tangentiale Bewegung über der Reaktionszone aufzwingen, um auf
diese Weise seine Mischung mit dem Wasserdampf zu begünstigen, der aus dem Flüssigkeitsbad am Boden der Zone gewonnen wirdo '
Die anderen Rohre und Heizmittel weiter oben bestehen aus einem Wärmeübertragungsmittel, das als Kühlelement oder Kühlrohr
35 gezeigt ist, auf dem sich das Chlorhydrat bildet,,
Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Durchgang der Kühl-
aubstanz durch das Rohr entgegengesetzt zur FlJa3richtung
von Chlor und Wasser durch die horizontale Reaktionszone des Gerätes. Auf diese Weise will man sicherstellen, daß die
Temperatur dort am niedrigsten ist, wo die Konzentrationen
von Chlor und Wasser durch die horizontale Reaktionszone des Gerätes. Auf diese Weise will man sicherstellen, daß die
Temperatur dort am niedrigsten ist, wo die Konzentrationen
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von Chlor und Wasser dazu neigen könnten zu gering zu sein, und man will so die Herstellung von Chlorhydrat in einem am
Ausfluß gelegenen Ende des Gerätes, wo sonst wenig gebildet würde, begünstigen. Wie man den Zeichnungen entnehmen kann,
ist das Kühlrohr nicht mit Flossen versehen, aber es können
normalerweise mit Flössen versehene Rohre und andere Ausführungen verwendet werden, um dabei zu helfen, die Wärme
zu übertragen und das Chlorhydrat nach der Bildung auf dem Kühlrohr zu halten. Wie Pig. 1 auch zeigt, erstreckt sich
das Chlorrohr durch die horizontale Heaktionsζone, aber es
kann in vielen Fällen wünschenswert sein, daß man das Chlor an einem Ende in die Zone eindrigen und am anderen wieder
hinaus fließen läßt, wenn ea nicht verbraucht ist, mit keinem verbindenden Rohr dazwischen.
Die Zufuhr zu dem Gerät naoh Fig. 1 kommt vorzugsweise von
einer Batterie mit hoher Energiedichte, die eine Zlnkelektrode
oder eine Elektrode aus einem anderen Metall besitzt, einen wäßrigen Zinkchlorid- oder anderen Metallchlorid-Elektrolyten
und eine Chlorelektrode. Vorzugswelse wird das Chlor als Gas durch das Rohr 31 geschickt, wobei dieses Gas
vom Elektrolyten des BatterieabfIUsses während einer ladeperlode
getrennt wird. Der von Chloridionen und Zinkionen freie Elektrolyt wird anstelle von Wasser zugeleitet und führt
etwas gelöstes oder dispergiertes Chlorgas mit sich, das
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vom Elektrolyten durch Erhitzen oder mit Hilfe eines Vakuums freigesetzt wird, manchmal duich mechanisches Einwirken "begünstigt,
wie Rühren, Durchgang durch ein Diaphragma, Sorption. Dieses freigesetzte Chlor mischt sich mit anderem
hinzugegebenen Chlor (das an der positiven Elektrode erzeugt
wurde) und kommt mit Wasserdampf und der Kühlschlange in Kontakt, um Chlorhydrat zu bilden,, Anstatt die Reaktionsmittel direkt von der Batterie mit hoher Energiedichte zuzuführen,
können sie zeitweise gespeichert, getrennt oder andersartig behandelt werden, bevor sie dem hydraterzeugenden
Gerät zugeführt werden. Zusätzlich zur Aufnahme des Zuflusaes von der Batterie mit hoher Energiedichte führt das
Gerät Chlorhydrat oder Chlor und Wasser, die aus dem Hydrat erhalten werden, zurück zur Batterie. Auf diese Weise wird
ein Gleichgewicht an Chlor und Wasser aufrechterhalten, um es zu begünstigen, daß der Zinkchloridelektrolyt auf einer
gewünschten Konzentration gehalten wird. Man kann bemerken, daß durch die entfernte Wassermenge zur Bildung des Chlor—
hydrates die Zinkchloridkonzentration in der Lösung ansteigt, aber da diese während des ladens erniedrigt wurde, fällt das
Zinkchlorid nicht aus, sogar wenn die der Zelle während des Ladens zugeführte Lösung konzentriert war. In ähnlicher Wei-,
se bildet während dea Entladens der Batterie das. Wasser vom
Hydrat eine wünschenswerte Verdünnung, um das Ausfällen von
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-n10 -
ZnCIp zu verhindern.
Ea können verschiedene Mittel verwendet werden, um die
richtige Gaazirkulation im Hydrat-bildenden Gerät aufrechtzuerhalten, da diese aber gebräuchlich aind, wurden die
meisten von ihnen nicht extra dargestellt. Zu ihnen zählen Lüfter, Gebläse, leitbleche, Führungsvorrichtungen, Leitdurchlässe
usw.
In Pig. 2 ist eine Modifikation der Kühlrohrausbildung von Fig. 1 gezeigt. Auf dem Rohr 35, durch daa die Kühlsubstanz
fließt, ist eine Vielzahl von Flössen 37 angeordnet. Diese
verbessern die V/ärmeübertragungseigenschaften, ermöglichen die kontinuierliche Zufuhr von flüssigem Wasser und Chlor für
den Betrieb des Gerätes und die Entfernung irgendwelcher Überschüsse an diesen Produkten (und die Wiedereinführung
in den Kreislauf, wenn gewünscht) für längere Zeitperioden. In den in den Figuren 1 bis 3 gezeigten besonderen Ausführungen
der Rohre achließen dieae keine Mittel zum kontinuierlichen
Entfernen von Halogenhydratanhäufungen auf den. Kühlmitteln einj es ist wünschenswert, die Notwendigkeit
eines periodischen Ausbaus des Gerätes und das Entfernen der Chlorhydratkristalle zu minimieren, damit daa Verfahren
für eine so lange Zeit wie möglich durchgeführt werden kann. Natürlich sind in vielen kommerziellen Ausführungen dieaea
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Gerätes Mittel vorgesehen^ um die Kristalle vom Kühlrohr
35 periodisch abschütteln zu können und sie auf "bewegliche
Bänder oder andere Fördermittel fallenzulassen, die die
Entfernung der Chlorhydratkristalle ermöglichen, ohne sie
in Kontakt mit dem flüssigen Wasser oder der wäßrigen Salzlösung zu "bringen, von denen sie sonst durch filtration
oder andere Methoden wieder getrennt werden müssen« Auf diese Weise "besitzt das Gerät nach Ug0 2 und. 3 durch die
abstehenden Flossen eine größere Kühloberflache, die mit·»
hilft, das Hydrat in der richtigen Lage zu halten und es daran zu hindern, gelegentlich in das flüssige Wasser oder
die Salzlösung zu tropfen. Natürlich sollte das Konstruktionsmaterial der Kühlmittel ausreichend leitend sein, um schnell
dem Chlor und Wasser Wärme entziehen su können, damit dae
Hydrat gebildet werden kann, und ea sollte widerstandsfähig
gegenüber den Korrosionswirkungen der Reaktionsmittel sein«.
Wünschenswerte Leiter sind Metalle, und von diesen das beste Titan, obgleich Glas, Tantal und andere Gemische, die widerstandsfähig
sind gegenüber feuchtem Chlor, aueh erfolgreich verwendet werden können. Wegen des hohen Preises von Titan
wird das Kühlrohr manchmal aus Kupfer oder einem anderen gebräuchlichen leitenden Metall bestehen, das auf der Außenseite
mit Titan oder einer ähnlichen widerstandsfähigen Schicht gegen Chlor überzogen ist. In einigen Fällen können
geeignete Kunststoffe verwendet werden, aber sie sind oft
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weniger "befriedigend als die korrosionsbeständigen Metalle
wegen ihrer schlechten Wärmeleiteigenschaften0
Anstelle der Verwendung von Bohren nach der gezeigten
Ausführung können andere äquivalente Wärmeübertragungsmittel
verwendet werden, bei denen das Kühlmittel durch den Gehäusebereich und das Reaktionsmittel durch die
Rohre dringt. In ähnlicher Weise können gemischte Gehäuse- und Rohrausführungen verwendet und einzelne oder viele
Rohre benutzt werden wegen ihrer Kühlwirkung. Es kann auch eine Vielzahl von Einlassen für Wasser oder wäßrige
lösungen und Chlor verwendet werden, so lange die Wirkung erhalten bleibt, eine Mischung von gasförmigem
Chlor und Wasser auf einer ausreichend kalten Oberfläche zusammenzuführen, um Chlorhydrat zu bilden.
In Fig. 4 sind kleine Öffnungen 41, mittlere Öffnungen und große Öffnungen 43 in dem Chloreinleitungsrohr 31 gezeigt.
Anstatt das eindrigende Chlor durch ein Rohr, wie es dargestellt isti^ mit einer Vielzahl an Löchern, deren
Durchmesser zum Auslaßende hin ansteigt, zu schicken, kann man sogar eine günstige Verteilung des Chlore über die Länge
der Reaktionszone erreichen, wenn man Öffnungen verwendet, die alle näherungsweise die gleiche Größe besitzen, aber
deren Zahl in Richtung zum Auslaßende hin ansteigt. In
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einigen lallen, wenn eine ausreichende Zirkulation vorhanden
ist, sich die Chlor- und WassesFzuführungen im Gleichgewicht
"befinden und eine Mischung im 0,01 bis 12 » 1 H2O :
Clg-Molarbereich gebildet wird, braucht man keinen besonderen
Verteiler wie das Rohr 31 zu verwenden, sondern man kann das Chlor an einem Ende zuführen und einen Überschuß
am anderen Reaktorende wieder abziehen. In solchen Fallen
kann es wünschenswert sein, Leitbleche oder Leiteinlässe zu
verwenden, um ein gutes Vermischen des Chlors und des Wasserdampfes zu begünstigen,,
In Fig. 5 ist ein Reaktor 45 für die Herstellung von Chlorhydrat
gezeigt, der einen vertikalen rohrförmigen, Vorzugsweise zylindrischen Abschnitt 47, einen oberen Verschluß
49 und eine untere Kappe oder einen Verschluß (51) einschließt. Der untere Verschluß besitzt eine interne ringförmige
Wand 53, die ihn in innere und äußere Einlaßbereiche §5 und 57 aufteilt» Chlorgas, das feucht sein kann, wird
durch das Einlaßrohr 59 zugeführt und Wasserdampf wird durch
das Rohr 61 in den ringförmigen äußeren Bereich 55 eingeführt. Die Einlasse der Rohre 59 und 61 können so gerichtet
sein* daß sie einngutes Vermischen der zwei Gase begünstigen,
denen eine verwirbeln.de Bewegung aufgezwungen werden kann,
um axe in wiederholten Kontakt mit dem rohrförmigen Kühl-
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-H-
mittel 63 zu "bringen, auf dem horizontale kreisförmige
Flossen 65 angebracht sind. Irgendwelche nichtreagierten Gaae werden durch die Auslaßöffnung 67 entfernt. Wie im
Falle der mit Flössen versehenen Kühlmittel der Pig. 2
verbessern die Flossen die Wärmeleitung, dienen als Rahmen, um das Chlorhydrat zu halten und ermöglichen, daß
daa "Verfahren kontinuierlich für eine größe Zeitperiode durchgeführt werden kann bevor eine Stillegung benötigt wird,
um das hergestellte Produkt zu entfernen. Obgleich sich die Flossen für diese Zwecke ala günstig erweisen, neigt dae
Chlorhydrat dazu, stark an den Kühlmitteln anzuhaften, und dabei zu bewirken, daß die Temperatur dea Kühlmittels nicht
über 90C ansteigt, deshalb kann daa Gerät ohne Flossen verwendet
werden. Wenn man ea wünacht, können die Flossen spiralförmig über das V/ärme über trag ung sr ohr gewunden oder
periodisch unterbrochen sein oder eine veränderte Richtung aufweisen, um einen engen Kontakt des Chlors und Waaser-
dampfes mit den Kühlmitteln zu begünstigen. Unter denselben
Umständen kann das Chlor in den externen Bereich des Reaktions zugeführt werden und der Dampf in den inneren
Bereich oder es können beide in den gleichen Bereich eingeführt werden und das ringförmige Separationselement 53 kann
weggelassen werden.
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Es wurden keine mechanischen Mittel zum automatischen Entfernen
des auf den Kühlmitteln gebildeten öhlorhydrates dargestellt, a"ber es sind viele solcher Vorrichtungen anwendbar,
die in wiederkehrenden Zeitabständen die Oberflächen, auf denen sich das Hydrat gebildet hat, schütteln
oder abbürsten und dann das Produkt sammeln und aus dem Reaktor hinaustransportieren«, "Von dem dargestellten Gerät
kann ein Endteil entfernt werden, wonach der rohrförmige Teil herausgenommen werden kannnund dadurch die Kühlmittel
freigelegt werden, auf denen sich das Halogenhydrat angesammelt
hatο Es ist dann eine einfache Angelegenheit, die
Kristalle von der Kühlschlange zu entfernen, indem man sie vibrieren läßt, sie abkratzt oder in einen Behälter abbürstet.
Eine Glassichtwand kann in die Heaktorwand eingebaut
werden, um auf diese Weise die .Beobachtung der Hydratbildung auf den Kühlmitteln zu ermöglichen.
Es wird angenommen, daß aus der vorausgehenden Beschreibung
die meisten mechanischen Aspekte beim Gebrauch des Gerätes offensichtlich geworden sind, so daß diese nicht
weiter in der folgenden Beschreibung der Betriebsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens und der entsprechenden Geräte
erwähnt zu werden brauchen,,
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Während des Betriebes wird ein Wasservorrat, der in den
gasförmigen Zustand überführt werden soll, entweder in
das beschriebene Gerät geschickt oder er wird außerhalb deB Gerätes in einen solchen gasförmigen Zustand übergeführt.
Um nichtnotwendiges Ausrüstungsmaterial zu eliminieren,
wird es vorgezogen, daß die erwähnte Umwandlung im Gerät zur Herstellung von Chlorhydrat durchgeführt wird,
Das Verdampfen wird duroh Erhitzen, durch Vakuum, Erhitzen und Vakuumanwendung oder andere gleiche Mittel bewirkt. Es
ist z.B. möglich, Wassertropfen oder Tropfen der wäßrigen
Lösung in eine Chloratmosphäre zu versprühen, um das Wasser zu verdampfen, oder Frischdampf zu versprühen» der
außerhalb des vorliegenden Gerätes aus Wasser anderer wäßriger Lösungen erzeugt wurde, so daß bei der Dampfverteilung
dieser sorgfältig mit Chlor gemischt wird, bevor er in Kontakt mit den Kühlmitteln kommt. Es 1st auch möglich,
sehr fein verteiltes Spritzwasser im Hydrat-erzeugenden Gerät zu verwenden, wie von Zerstäubungs- oder Vernebelungs-Apparaten,
aber diese haben einen Nachteil, daß die Tropfen schneller zu Wasser kondensieren können und
auf den Kühlmitteln festfrieren, bevor sie das gewünschte Chlorhydrat gebildet haben. Eb kann trocknes oder feuchtes
Chlor verwendet werden, und manchmal enthält der hergestellte
Wasserdampf einen Anteil an flüssigem Wasser, das
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er in sehr fein verteilter Form mit sieh führt. Was auch
immer der Aggregatzustand der Beaktionsmittel sein mag, etwas und vorzugsweise ein größerer !eil des Wassers und
Chlors wird sich im gasförmigen Zustand befinden, wenn sich dieses Gemisch den Kühlmitteln nähert. Auch wird die !Temperatur
des Gemisches so niedrig wie möglich sein, um die Hydratbildung zu verstärken. Auf diese Weise wird der Wasserdampf
gewöhnlich nicht aus einer lösung erzeugt, die eine Temperatur über 800G besitzt, vorzugsweise wird die [Temperatur
der lösung zwischen 15 und 600O liegen, wenn man ein
Gerät der in 3?ig. 1 gezeigten Ausführung oder ein dazu äquivalentes verwendet.
Es kann auch ein Alternativgerät zu dem in Pig. 1 verwendet
werden. Ein solches Gerät besitzt kein Einlaßrohr 31. Bai
dieser Sachlage kann der Wasserdampf durch Verdampfen der wäßrigen lösung 21 hergestellt werden oder er kann extern
produziert und durch den Chloreinlaß 19 eingeführt werden»
Das kann erröicht werden, indem man eine wäßrige Lösung
durch den Einlaß 19 mit einer Temperatur nahe ihrem Siedepunkt oder nicht weniger als 400O unter ihrem Siedepunkt
einführt,. Mit einer 35 Gew.-^igen Zinkchloridlösung beträgt
der Dampfdruck bei 1000O etwa 655 mm Hg0
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Bei kontinuierlichem Gebrauch des Gerätes nach Pig· 1
(oblgleich schubweiaer Betrieb angewendet werden kann) kann das Zuflußverhältnis in einem Bereich von etwa
0,1 ι 1 bis etwa 10 t 1 liegen, mit einem Wert an verbrauchtem Waaaer, das zur Hydratbildung verwendet wird,
der durch die Temperatur und durch die Verteilungseigenschäften des Gerätes kontrolliert wird. Das Molarverhältnis
von eingeführtem zu absorbiertem Gas beträgt etwa 1 bis 2 ι 1, vorzugsweise 1,1 ι 1, mit nicht absorbiertem
Chlor, das in den Kreislauf zurückgeführt wird·
Bei kontinuierlichen Verfahren, die vorzugsweise angewendet werden, obwohl ein schubweiser Betrieb durchführbar
ist, wird der Zuflußgrad oder der Zuflußgrad und der Grad der V/asser dampf erzeugung kontrolliert, um auf diese
Weise die Molarverhältnisse von Wasserdampf zu Chlorgas im bevorzugten 0,01 bis 12|1-Bereich zu erhalten, und
am bevorzugtesten im Bereich von etwa 0,04 bis 1i1, Wenn es durchführbar ist, wird ein Betrieb bei etwa
Atmosphärendruck bevorzugt, +0,2 atm aber auch bei einem so niedrigen Druck wie 0,1 atm kann in befriedigender Weise
produziert werden. Es kann ein Druck bia zu 9 atm angewendet
werden.
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Die verschiedenen Teile des Gerätes sind vorzugsweise dort aus Titan oder einem anderen leitenden und chlorbeständigen
Material ausgebildet, wo eine gute Leitfähigkeit gefordert wird, wie im Kühlrohr, während andere chlorbeständige Ieile
aus nachchloriertem PVC, Polytetrafluoräthylen und Acrylnitrilbutadien-Styrolharzen
für Ausstattungsteile verwendet werden können, die keine gute Wärmeleitfähigkeit erfordern,
wie das Gehäuse, die Ein- und Auslaßrohrleitung, der Chlorverteiler und die Bndaufsätze.
Bs können verschiedene Kühlmittel verwendet werden, einschließlich
Salzlösungen, halogenieierte Kohlenwasserstoffe., Ammoniak und Schwefeldioxid. Von diesen werden die Salzlösungen
und die halogenisierten Kohlenwasserstoffe, besonders die fluorisierten und chlorfluorisierten niederen Kohlenwasserstoffe
(Preone, ücone, Genetrone) bevorzugt. Die
Temperatur, die auf das gasförmige Chlor-Wasser-Gemisch Übertragen wird, reicht von -50 bis +9°C, vorzugsweise von
-30 bis +90C. Bei der am meisten bevorzugten Betriebsweise
liegt die Temperatur im Bereich von -10 bis +70C. Bine aus-
reichende Kühlmittelmenge sollte durch das System hindurchfließen,
entweder der angezeigten Richtung entgegen oder mitläufig, um die gewünschte niedrige Temperatur an den
.Kontaktpunkten des Chlor-Wasserdampf-Gemisches mit den Kühl-.
mitteln aufrechtzuerhalten.
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Wenn der Wasserdampfvorrat und auch einiges Chlor von
einem Elektrolyten einer Batterie mit hoher Energiedichte stammt, wird es vorgezogen, einen Zinkchlorid-Elektrolyten
zu verwenden, der etwas gelöstes oder dispergiertes Chlor enthält. Im allgemeinen sind von 0,1 "bis 3-4 Volumeneinheiten
Chlor im Elektrolyten, der mindestens 10, vorzugsweise mehr als 15 ί° Zinkchlorid enthält, mit einer
oberen Grenze an Zinkchlörid von etwa 50$ (48,6$ ist
die theoretische Grenze bei Raumbedingungen in einem Zinchlorid-Hydrat-System)·
Wenn die Zufuhr für das Cfcücrhydrat-erzeugende Gerät durch
das Laden von Batterien erhalten wird, wobei die Mengen an verfügbarem Chlor und Elektrolyten schwanken können,
wird es wünschenswert sein, das Wasserdampf-Chlor-Molarverhältnis bei etwa 8 t 1 oder im 8 ι 1 bis 5 I 1-Bereich
zu halten. Das kann erreicht werden, indem im Gerät Mittel vorgesehen werden, die auf den Zufluß an Chlor oder Chlorhaltiger
Lösung in das System reagieren und die die Erzeugung von Wasserdampf steigern, indem sie die Wärmezufuhr
zum Wasser oder zur Salzlösung erhöhen, indem sie den Druck im System erniedrigen oder indem sie mehr Dampf zuführen,
wie es am geeignetesten sein kann. Solche Temperatur-, Druck- und Zufluß-Kontrollmittel, die auf andere Zuflüsse
reagieren, sind gut bekannt und in den beigefügten Zeich-
- 21 309821 / 1 055
- 2t -
nungen nicht gezeigt, da sie konventioneller Art sind*
natürlich ist die totale Chlorzufuhr und die Verdampfung
des Wassers im Reaktor auf maximale Wirksamkeit und Kapazität ausgerichtet. In solchen Fällen läßt man die Chlorzufuhr
und die Wasserverdampfung gemeinsam ansteigen oder absinken, gewöhnlich wird eines von beiden unter der Kontrolle der Gerätebedienung ;je nach Verfahrens bedingungen
variiert«
Die Vorteile der Erfindung gegenüber Verfahren der Chlor«
hydrat-Herstellung nach dem Stand der öJeehnik sind augenscheinlich.
Besonders wenn der Wasservorrat aus einem wäßrigen Zinkchlorid- oder anderen Metallchlorid-Blektrolyten
stammt, der ebenfalls einiges Chlor liefern kann, werden Einsparungen bei der Ausstattung dea Gerätes gemacht und
Arbeitsgänge vermieden, Han braucht nicht zu fil1derenf da
der Dampf sich nicht in Kontakt mit der Metallchlor'idiösung
befindet, wenn das Chlorhydrat gebildet wird, und es
gibt keine obere Grenze bei der Konzentration des verwendeten Elektrolyten im Gegensatz zu dem Fall, wenn die
!Temperatur des Zinkohlorid-Elektrolyten erniedrigt und.
Chlorgas hindurchgeblasen wird. Während des Kühlens des
Gases im Kontakt mit bereits verfestigtem Chlorhydrat erzeugt
die Kondensation von etwas Wasserdampf zu einem dünnen Ulm von flüssigem.Wasser auf der Oberfläche des.
22
Chlorhydrates eine erneuerte Oberfläche für die Absorption dea in idealer V/eise sich darauf absetzenden Chlore und
die Bildung von Hydrat. Auf diese Weise wird der Beaktionsgrad verbessert. Zusätzlich ist daa vorliegende Gerät viel
einfacher und erfordert weniger Bedienungsschritte als benötigt
werden, wenn nach der bekannten Methode zur Herstellung von Chlorhydrat durch die Reaktion von Chlor und kaltem
flüssigen Wasser vorgegangen wOrden wäre.
Die folgenden Beispiele verdeutlichen die Funktionsweise der Erfindung. Alle Anteile sind Sew.-Anteile und alle
Temperaturen sind in 0C angegeben, wenn ee nicht anders
angezeigt wird.
Indem man daa in Pig. 1 gezeigte Gerät verwendet, bei dem alle Teile aus chlorbeständigen Materialien, Polytetrafluorethylen
oder Glas, aufler dem Kiihlrohr und den Elektroden,
die aus Titan bestehen, hergestellt sind, wird Chlorhydrat durch Zufuhr von Chlorgas (nom laden einer Batterie
hoher Energiedichte des ZinkTZinkchlorid-Chlor-Typa) und
eines wäßrigen Zinkchlorid-Elektrolyten mit einer Konzentration von etwa 15 Gew.-$ Zinkchlorid hergestellt, indem
etwa 2 Volumeneinheiten Chlorgas pro Valomeneinheit Elektrolyt
- 23 3 0 9 8 21/10 5 5
eingeführt werden. Das Gas wird durch das Rohr 31 eingeführt
j die Löcher sind geneigt, um ein Mischen durch Verwirbeln zu begünstigen und die Zufuhrwerte an Chlor und
Yerdampfungswerte an flüssigem Wasser werden kontrolliert, um das Gas im Reaktor etwa auf einem 0,16 ! 1-Wasserdampf-Chlor-Molarverhältnis
zu halten. Die Kühlsole wird mit einer !Temperatur von etwa -6°C geliefert und die Elektro- .
lytentemperatur wird im Bereich von 40 "bis 420O gehalten.
Chlor aus dem Gas und dem geladenen Elektrolyten wird auf der Kühlschlange in Wasserdampf adsorbiert, der darauf
kondensiert ist, und es. werden grün-gelbe feste Kristalle auf der Wärme übe rt rag ungs o"ber fläche gebildet. Die Analyse
bestätigt, daß das Produkt in erster Linie Chlorhydrat mit der Formel Cl-.8HgO mit einem kleinen Wasseranteil
ist.
Wenn die Betriebsbedingungen variiert werden, so daß die Zinkchloridlösungstemperatur 700C und die der Kühlsubstanz
-7,50C beträgt, wird der Produktionsgrad von Chlorhydrat
in signifikanter Weise auf etwa das Doppelte des vorher notierten Grades erhöhte
Beim Betrieb des beschriebenen Gerätes sind die Zuflüsse
von Chlor und flüssigem Wasser (in wäßriger Salzlösung.)
- 24 -
3098 21/1055
und
kontinuierlich.,/wenn der Chlorzufluß auf 20 f° mehr als zu Beginn des Betriebes erhöht wird, wird der Grad der Wasserdampferzeugung dementsprechend erhöht, indem die angelegte Spannung an die Heizleitungen vergrößert wird, um das H„0 j Cl„-Molarverhältnis von etwa 0,5 t 1 aufrechtzuerhalten.
kontinuierlich.,/wenn der Chlorzufluß auf 20 f° mehr als zu Beginn des Betriebes erhöht wird, wird der Grad der Wasserdampferzeugung dementsprechend erhöht, indem die angelegte Spannung an die Heizleitungen vergrößert wird, um das H„0 j Cl„-Molarverhältnis von etwa 0,5 t 1 aufrechtzuerhalten.
Wenn die gleiche Operation wiederholt wird, ohne den Chlorverteiler
(Rohr 33), wird ebenfalls Hydrat produziert. Der Produktionsgrad ist niedrig und das Produkt enthält einige
Eiskristalle, aber es ist im allgemeinen akzeptabel. Wenn man flüssiges Wasser anstelle von Zinkchloridlösung verwendet,
ist das Verfahren auch in ähnlicher Weise befriedigend. In einigen Ausführungen der Erfindung wird Dampf
als Mittel zum Erhitzen geliefert, und gelegentlich wird Frischdampf (naß oder trocken) zu diesem Zweck verwendet,
so daß der Wasserdampf, der mit dem Chlor an den Kühlmitteln in Kontakt steht, in das Gerät als ein Gas eingeführt
werden kann. Die Hydratproduktion nach solchen geänderten Verfahren ist befriedigend, wenn man vorsieht, daß das
beschriebene Verfahren angewendet wird. Wenn ein mit Flossen versehenes Rohr, eine Rohrschlange oder ein Rohrbündel
substituiert werden, wird die Leistungsfähigkeit der Hydrat-Produktion ansteigen und sich schätzungsweise zweimal
soviel Hydrat auf jedem mit Flossen versehenen Rohr
- 25 309821/1055
absetzen, bevor das Gerät auseinandergebaut wird, um das
Hydrat zu entfernen,,
•Was auch immer für ein Gerät oder ein Verfahren nach der
vorliegenden.Erfindung angewendet wird, wenn die geladene
Flüssigkeit eine verbrauchte wäßrige Zinkchlorid-Elektrolyt-Lösung
ist, wird das erzeugte Chlorhydrat als Chlorvorrat gehalten, der dann in die Batterie während des Entladens
zurückgeführt wird« Die Beschreibung eines Batterietyps, in dem Chlor verbraucht wird, und von dem der Elektrolyt
erhalten wird, kann in der US-Patentanmeldung S.N.50054 gefunden
werden, die vorher erwähnt wurde·
Es wird das Gerät nach Jig» 5 verwendet, das in der vorausgehenden
Beschreibung beschrieben wurde, bei dem alle Teile aus rostfreiem Stahl hergestellt sind, der mit Teflon beschichtet ist, außer dem Kühlmittel, das aus einem mit Titan
beschichteten Kupferrohr mit Titan-Flossen darauf besteht. Die verwendete Kühlsubstanz ist Dichlordifluormethan und.
ihre Temperatur wird auf etwa O0C gehalten. Dampf wird
durch die äußerste Sinlaßleitung und Chlor durch die andere
- 26 - .
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Leitung hineingelassen. Die Dampftemperatur beträgt 100 C
und die des Chlors 150C. Beide werden auf näherungsweise
Atmoaphärendruck gehalten mit einem ausreichenden Zuwachs, um die gewünschten Zuflußwerte zu erreichen» Die Einlaßfeitungen
sind so gerichtet, daß sie den gemischten Gasen eine verwirbelnde oder turbulente Bewegung aufzwingen können
und sie in Kontakt bringen können mit dem Kühlrohr über
die Länge des Reaktors. Der Zuflußgrad an Dampf und Chlor wird durch externe Ventile und/oder auf Zufluß reagierende
Mechanismen geregelt, die nicht gezeigt sind, um auf diese Weise daa V/asser-Chlor-Molarverhältnis in dem Bereich von
8 ι 1 bis 0,5 t 1 zu halten« Nach einigen Stunden Betrieb werden die Zuflüsse der Reaktionsmittel sowie daa Abziehen
von nicht verbrauchten Teilen davon gestoppt, die Ausrüstung wird durch die Entfernung des oberen Aufsatzes und des zylindrischen
Wandelementes abgebaut und das Hydrat wird in einen gekühlten Speicherbehälter hineingekratzt. Wenn man ea
analysiert, stellt man fest, daß Chlorhydrat 012.8Η_0 produziert
wurde.
Indem man nach dem oben beschriebenen Verfahren vorging, wurde eine Analyse des Dampfdruckes und Molarverhältnisses
vorgenommen, um den optimalen Wert der Chlorhydrat-Erzeugung zu bestimmen. Die Ergebnisse sind weiter unten gezeigt.
-. 27 -
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Sie zeigen, daß, wenn das Molarverhältnis von Chlor ι
Wasser viel über 8 ι 1 (nicht höher als 12 t 1) liegt, der_
Zufluß an Kühlsubstanz nicht mehr ausreicht, um die Hydratbildung zu kontrollieren, die von Wichtigkeit ist in einer
Batterie· Die Daten zeigen ein bevorzugtes Molarverhältnis vonnetwa 0,5*1. ■>
" '
Dampfdruck Gerät |
im | 0 | H20/Cl2 nis |
t | 1 | Temperatur der Chlorabs©Γρ ι α. Kühlsubstanz tionsgrad LX~ innerhalb des 'KÜhl-Mol/m^/k rohres |
sehr hoch |
688 mm | 0 | 8 | t | 1 | nicht aufrecht zuerhalten |
27,0 | |
230 mm | 0 | 0,44 | t | 1 | -60C | 20,5 | |
150 mm | 0 | ,235 | i | 1 | -60C | 15,7 | |
97 mm | ,165 | t | 1 | -60C | 7,6 | ||
58 mm | ,084 | t | 1 | -60C | 4,9 | ||
32 mm | ,044 | -60C |
Die Erfindung wurde beschrieben, indem Bezug genommen wurde
auf Darstellungen und Beispiele von ihren Ausführungsformen.
Sie soll nicht auf die beschriebenen und gezeigten spezifischen Ausführungsformen begrenzt sein, da es für den Fachmann
augenscheinlich ist, daß gleiche- oder Ersatzteile für das erfundene Gerät und Verfahren verwendet werden können,
ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen oder ihren Rahmen zu verlassen·
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- 28 -
Claims (13)
1. Verfahren zur Herstellung von Chlorhydrat, dadurch gekennzeichnet,
daß flüssiges Wasser in den gasförmigen
Zustand übergeführt wird, das gasförmige Wasser mit gasförmigem Chlor in Kontakt gebracht wird und das Gemisch
mit einem Wärmeübertragungsmittel einer genügend niedrigen Temperatur in Berührung gebracht wird, um das Gasgemisch
in festes Chlorhydrat zu überführen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das gasförmige Chlor zumindest teilweise durch dae Freisetzen von gasförmigem Chlor aus einer wäßrigen Metallohlxrid-LÖsung,
in der es gelöst ist, erhalten wird, das gasförmige Wasser durch das Erhitzen eines Vorrates an
flüssigem Wasser erzeugt wird oder einem Druck unterhalb des Atmosphärendrucks unterworfen wird, das Wärmeübertragungsmittel
ein Kühlmittel darstellt, das einen Durchgang mit wärmeleitenden Wänden aufweist, durch den die
Kühleübetanz hindurchdringt, die Temperatur der Kühlsubstanz
von -50 bis +90C reicht und dae Chlorhydrat
sich in Form von Kristallen auf der Oberfläche der von der Kühlsubstanz entfernten Seite der Wärmeübertragungsdurchgangswände
bildet.
- 29 309821/1055
3» Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
sowohl das verwendete gasförmige Chlor als auch das flüssige Wasser aus einer wäßrigen Metallchloridlösung
erhalten werden, in der das gasförmige Chlor zumindest ■ teilweise gelöst und/oder dispergiert ist, das Verdampfen
des flüssigen Wassers durch Erhitzen erfolgt, die Mengen von Wasser und Chlorgas, die mit dem Kühlmittel
in Kontakt stehen, auf einem Molarverhältnis von etwa ■ 0,01 : 1 bis 12*1 gehalten werden und die Temperatur
der Kühlsubstanz von -30 bis + 90C reicht»
4ο Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das gasförmige Chlor und Wasser aus einer wäßrigen Zinkchloridlösung mit einer Konzentration größer als
10 fa Zinkchlorid erhalten werden, mit 0,1 bis
4 Volumeneinheiten
an gelöstem und/oder dispergiertem Chlor, das Molarverhältnis von Wasser und Chlor in gasförmiger
Form, die in Kontakt mit dem Kühlmittel stehen, etwa von 0,01 bis etwa 8 t 1 reicht, die verwendete Zinkchloridlösung,
die gelöstes und/oder dispergiertes Chlorgas enthält, der Abfluß-Elektrolyt einer Batterie
mit hoher Energiedichte des Zink-wäßrigen Zinkchlorid*-
Chlortyps während des ladens ist und das produzierte
Chlorhydrat danach zu Chlor und Wasser abgebaut wird, die beide zur Batterie zurückgeführt werden, während des
Ladens derselben·
- 30 309821/1055
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
aus wäßrigen Zinkchlorid freigesetztes gasförmiges Chlor kontinuierlich einer Hydrat-bildenden Zone zugeführt
wird, Waseer in flüssiger Form einer solchen Zone zugeführt
wird, Y/asserdampf oder Gras kontinuierlich durch Verdampfen des flüssigen Wassers gebildet werden, die
Zufuhr an Chlor und die Verdampfung des Wassers reguliert werden, um ein Molarverhältnis von etwa 1 t 1 aufrechtzuerhalten,
die Zufuhr an Kühlsubstanz und Chlor und die Verdampfung des Wassers zusammen erhöht oder erniedrigt
werden, um das gewünschte Mengenverhältnis der Reaktionsmittel zu erhalten.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gasförmiges Chlor kontinuierlich einer hydratbildenden
Zone zugeführt wird, Wasser in flüssiger l'orm einer solchen
Zone zugeführt wird, Wasserdampf kontinuierlich aus dem flüssigen V/asser gebildet wird und Chlorhydrat
kontinuierlich an den WärmeÜbertragungsmitteln hergestellt
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zufuhr an gasförmigem Chlor oder Material, von dem es freigesetzt wird, und die Erzeugung von Wasserdampf
- 31 309821 / 1055
- 31 - 2755939
reguliert werden, um ein Molarverhältnis Wasser-Chlor von zwischen 0,01 : 1 und 12 : 1 aufrechtzuerhalten,
die Wärmeübertragungsmittel Kühlmittel sind und das gewünschte Wasser-Chlor-Verhältnis dadurch aufrechterhalten
wird, daß die Zufuhr an Chlor und die Verdampfung an flüssigem Wasser erhöht oder erniedrigt wird.
8. Gerät zur Herstellung von Chlorhydrat, dadurch gekennzeichnet, daß es eine von Wänden umgebene Reaktionszone
umfaßt, in der das Chlorhydrat gebildet wird, Einlaßmittel für den Eintritt von (einem) Reaktionsmittel(n)
in die Reaktionszone, Auslaßmittel für dae Entfernen der
(des) Reaktionsmittel(s) aus der Zone und Kühlmittel in der Zone, um ein Gemisch von Chlorgas und Wasserdampf in
der Zone zu kühlen und es in Chlorhydrat auf der Oberfläche der Kühlmittel zu überführen.
9· Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einlaßmittel für den Eintritt einer wäßrigen Metallchlorid-Lösung,
die gelöstes und/oder dispergiertes Chlor enthält, vorgesehen sind, die Kühlmittel fließende
Kühlsubstanz enthalten, die ausreichend kalt ist, um die
Oberfläche der Kühlmittel auf einer lemperatur von -50 bis +90C zu halten und die Mittel zum Verdampfen von Wasser
in der Reaktionszone Mittel zur Druckerniedrigung in der Zone oder Mittel zum Erhitzen des Wassers sind.
309 8 217 10 55 ~ "■
10. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kühlmittel mit Wandungen versehene Durchgangselemente umfassen, die Kühlsubstanz auf einer Temperatur
von -50 "bis + 90C enthalten, daß die Teile der Wandungen
von solchen Durchgangselementen, die in Kontakt kommen mit Chlor, Wasserdampf und Chlorhydrat, aus Titan sind,
die Mittel zum Verdampfen von V/asser in der Reaktionszone Mittel zum Erniedrigen des Druckes in der Zone
oder zum Erhitzen des Wassers sind, und die mit Wandungen versehene leaktionszone gasdicht ist.
11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die mit Wandungen versehene Reaktionszone eine horizontale Kammer ist, die getrennte Bin- und Ausläsae ftir
Wasser, wäßrige Salzlösung und Chlor aufweist, und über beiden Ein- und Auslassen einen mit Wandungen versehenen
Durchgang für die flüssige Kühlsubstanz, um die mit Chlor und Chlorhydrat in Kontakt stehende Oberfläche desselben
zu kühlen, die aus Titan besteht, die Wasserein- und -auslasse nahe dem Boden des horizontalen Reaktionsrohres angebracht sind mit einem ausreichend hohen Auslaß,
um im Rohr ein Flüssigkeitsbad aufrechtzuerhalten mit den im Wasserbefindlichen Heizmitteln.
- 33 -
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12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
der Chlor-ein- und—auslaß mit einem perforierten Rohr
verbunden ist, das öffnungen aufweist, um das Chlor gleichmäßig durch das Innere der Reaktionszone zu führen,
um es dort innig mit Wasserdampf zu vermischen, die Kühlmittel ein Rohr oder Rohre einschließen, von
denen mindestens einige mit !lossen in longitudinaler Richtung versehen sind und das Gerät Mittel zum Erhöhen
des Verdampfungsgrades umfaßt, die auf den erhöhten Chlorzufluß oder Zufluß des Chlorvorrates in die
Reaktionszone reagieren.
13. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Reaktionszone im wesentlichen vertikal angeordnet ist mit dem durch die in longitudinaler Richtung fliessenden
Chlor und Wasserdampf aus ringf-Örmig angeordneten Einlaߣführungen und daß die Kühlmittel aus einem
zentral angeordneten Rohr "bestehen, auf dem mindestens einige horizontale Flossen angeordnet sind.
309821 /1055
Leerseite
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Legal Events
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Owner name: ENERGY DEVELOPMENT ASSOCIATES INC., 48071 MADISON |
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