Titel: Ueber Behandlung von Flüssigkeiten mit Gasen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1888, Band 268 (S. 422–426)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj268/ar268080

Ueber Behandlung von Flüssigkeiten mit Gasen.

Mit Abbildungen.

F. Hurter bringt im Journal of the Society of Chemical Industry, 1887 Bd. 6 S. 708, eine Fortsetzung seiner Arbeit über die Behandlung von Flüssigkeiten mit Gasen (1886 259 469).

Fig. 1., Bd. 268, S. 422
Fig. 2., Bd. 268, S. 422
Beim Einblasen von Gas in eine Flüssigkeit geschieht die Vertheilung des Gases entweder durch einen unten im Gefäſs angebrachten durchlöcherten falschen Boden, welcher ohne oder mit nach unten gehendem Rande versehen ist (Fig. 1 a und b), oder durch einen aus |423| Röhren zusammengesetzten Gasvertheiler, wie ein solcher in Fig. 2 abgebildet ist. Manchmal wird zur Vertheilung auch eine unten offene Glocke oder ein Conus (Fig. 3) benutzt, Eine gleichmäſsige Vertheilung des Gases in einem groſsen Gefäſse läſst sich aber nur bei Anwendung eines durchlöcherten Bodens oder eines aus Röhren construirten Vertheilers erzielen.

Bei der Construction solcher Vertheiler wird sehr oft die Regel beobachtet, daſs die Gesammtfläche der kleinen Oeffnungen mindestens der Querschnittsfläche des Gaszuleitungsrohres gleich sein müsse. Hurter suchte die Richtigkeit dieser Regel durch Versuche zu ermitteln. In eine Glasglocke (Fig. 4) wurde eine mit nach unten gerichtetem Rand versehene durchlöcherte Platte angebracht. Unter dieselbe konnte durch eine seitlich angebrachte oder durch eine in der Mitte der Glocke unten eingesetzte Röhre Gas eingeführt werden. Bei allen Versuchen blieb es völlig gleichgültig, welche Gaszuleitungsröhre benutzt wurde; der Ort, wo das Gas unter den durchlöcherten Boden tritt, ist also für die Vertheilung ohne Belang. Die Platte hatte in zwei Reihen angeordnet 18 Oeffnungen, während die Querschnittsfläche der Gaszuleitungsröhre der Fläche von 16 Oeffnungen entsprach.

Fig. 3., Bd. 268, S. 423
Fig. 4., Bd. 268, S. 423
Fig. 5., Bd. 268, S. 423
Fig. 6., Bd. 268, S. 423
Wenn wenig Luft eingelassen wurde, entwich dieselbe nur durch wenige Oeffnungen; je mehr aber der Luftzutritt erhöht wurde, desto gröſser wurde die Zahl, aus denen Luft entwich, bis bei einer gewissen Luftmenge aus allen Oeffnungen Luft ziemlich gleichmäſsig ausströmte.

Wurde aber die Luftzufuhr noch weiter erhöht, so entwich eine groſse Menge Luft unten aus dem Vertheiler. Die Luftmenge, welche aus den einzelnen Löchern entwich, blieb bei schwachem wie auch bei starkem Luftzutritt völlig gleich. Die gute Vertheilung des Gases ist daher nicht im Mindesten vom Verhältnisse des Flächeninhaltes aller Löcher zu dem der Gaszuleitungsröhre abhängig. Die Zahl und Gröſse der Oeffnungen soll dagegen je nach der Menge der zu vertheilenden Luft verschieden gewählt werden.

Bei Versuchen mit dem in Fig. 5 abgebildeten Gasvertheiler mit |424| 12 auf der Peripherie und 6 auf einem Kreise liegenden Löchern entwich allmählich aus allen 12 Oeffnungen an der Peripherie Gas. Wenn aber der Zutritt von Luft weiter erhöht wurde, so entwich dieselbe unten aus dem Vertheiler und erst nachdem die mittleren Löcher bedeutend gröſser gemacht wurden, trat auch aus diesen Luft aus.

Weitere Versuche stellte Hurter mit einer kreisförmig gebogenen Röhre (Fig. 6) mit 12 Oeffnungen an, welche zwei Gaszuleitungsröhren, eine am Ende, die andere in der Mitte, angelöthet hatte. Auch hier blieb es auf die Gasvertheilung völlig gleichgültig, welche dieser Zuleitungsröhren benutzt wurde. Wenn nur wenig Luft in die Röhre eintrat, so entwich dieselbe wie bei den bisher erwähnten Versuchen nur aus wenigen Löchern und zwar, wenn der Ring nicht ganz horizontal lag, immer aus den höchst gelegenen zuerst. Sobald aber allmählich mehr Luft eingelassen wurde, strömte diese aus allen Löchern in immer gröſseren Mengen aus. Ein solcher Apparat kann also im Unterschied zu den früheren zur Vertheilung einer beliebigen Menge Luft über einem gewissen Minimum benutzt werden.

Hurter fand durch Versuche, daſs das Ausströmen von Luft aus einer Oeffnung unter Wasser nach dem gleichen Gesetze geschieht, wie das Ausströmen in Luft, welche unter gleichem Wasserdrucke steht.

Die Gröſse und Zahl der Oeffnungen an einem Vertheiler muſs daher der geringsten Menge Gas, welche je vertheilt werden soll, entsprechend gewählt werden. Die Menge des zu vertheilenden Gases sei z.B. in Cubikfuſs in der Secunde bekannt. Wenn der niederste Gasdruck im Vertheiler 0,37'' ist, so beträgt die lineare Ausströmungsgeschwindigkeit 35'. Die Gasmenge dividirt durch 35 gibt dann die Gesammtfläche aller Löcher.

Ein durchlöcherter Boden eignet sich zur Gasvertheilung ebenso gut wie eine Röhre, wenn der nach unten gerichtete Rand so hoch ist, daſs kein Gas unten aus demselben entweichen kann.

Hurter legt sehr groſses Gewicht darauf, daſs, wenn die Behandlung von Flüssigkeiten mit Gasen durch Einblasen des Gases in Flüssigkeit geschieht, namentlich auch die chemische Seite der Operation berücksichtigt werde. Als Beispiel, welches die Wichtigkeit des chemischen Verhaltens zeigt, bespricht Hurter die Behandlung von Rohsodalauge mit Kohlensäure, Die Rohlauge enthält etwa ⅕ alles Alkali als Natron und dieses wird durch Einblasen von Verbrennungs- oder Kalkofengasen in Soda umgewandelt.

Wenn die Behandlung mit Kohlensäure in der Kälte geschieht, so absorbirt auch die Soda Kohlensäure, so daſs die Absorption von Anfang bis zum Verschwinden von Natron ziemlich gleich bleibt, dann aber sehr schnell abnimmt.

Nach Hurter's Erfahrung kann beim Durchblasen des Gases durch eine 2m tiefe Flüssigkeitsschicht 40 bis 50 Proc. aller Kohlensäure absorbirt |425| werden. Da das benutzte Gas in diesem Falle Rauchgas ist, welches keinen Werth hat, so bestehen die Kosten für das Carbonisiren nur in den Ausgaben für das Pumpen des Gases. Theoretisch beträgt die Arbeit beim Durchpressen von 1cbm Gas durch eine Wassersäule von 2m 1930mk, durch eine solche von 4m 3643mk.

In Wirklichkeit aber sind die Kosten für das Pumpen gegen eine 4m hohe Wasserschicht doppelt so hoch als gegen 2m. Bei einer Schicht von 2m werden 40 Proc. der Kohlensäure, bei 4m dagegen bloſs 60 Proc. absorbirt. Bei doppelter Arbeit erhält man also bloſs eine 1½mal gröſsere Absorption. Daraus geht hervor, daſs die Höhe der Flüssigkeitsschicht nicht beliebig gewählt werden kann. Je tiefer die Schicht in diesem Falle gewählt wird, desto kostspieliger wird die Behandlung mit Kohlensäure. Wenn jedoch das Gas irgend welchen Werth hat, ändert sich dieses Verhältniſs bedeutend.

Zur Erläuterung gibt Hurter folgendes Beispiel. Wenn eine Gebläsemaschine, welche 1000cbm Gas in der Stunde liefert, etwa 6000 M. kostet, so betragen die daraus erwachsenden Kosten bei Berechnung von 10 Proc. Zins 10 Pf. für 1000cbm Gas. Die Betriebskosten für Dampf u.s.f. belaufen sich auf etwa ½ Pf. für 1 oder auf 2 Pf. für 1000cbm. Die Gesammtausgaben für das Pumpen bei einer Dm hohen Flüssigkeitsschicht würden daher für 1000cbm Gas 2 D + 1 Pf. sein. Die Absorption beträgt nach Hurter's Versuchen bei einer Schicht von

1m 22 Proc.
2 40
3 53
4 64
5 72
6 78

Bei Gas mit 20 Vol.-Proc. Kohlensäure wären dann die Kosten für 100cbm absorbirte reine Kohlensäure bei einer Schicht von

1m 2m 3m 4m 5m 6m
6,6 Pf. 6,25 Pf. 6,6 Pf. 7,2 Pf. 13,8 Pf. 8,2 Pf.

Daraus geht hervor, daſs die richtige Schicht 2m ist. – Nimmt man aber an, daſs wegen nothwendiger Reinigung oder anderen Ursachen, für Gas, Zins und Amortisation 10 Pf. statt 1 Pf. für 1000cbm berechnet werden müssen, so sind die Kosten für 100cbm absorbirte reine Kohlensäure bei

1m 2m 3m 4m 5m 6m
27,0 Pf. 17,5 Pf. 15,2 Pf. 14,0 Pf. 13,8 Pf. 14,0 Pf.

Unter solchen Verhältnissen wäre also 5m die richtige Flüssigkeitsschicht.

Ganz anders als beim Carbonisiren von Sodalaugen sind die Verhältnisse bei Weldon's Braunsteinregeneration durch Einblasen von Luft in Chlorcalciumlösung, welche Manganoxyd suspendirt enthält. Mit der Umwandlung des Oxyd in Peroxyd nimmt die Sauerstoffabnahme, welche durchschnittlich überhaupt bloſs etwa 5 Proc. beträgt, ganz bedeutend |426| ab. Bei solch schwacher Absorption hat Verdoppelung der Flüssigkeitsschicht auch beinahe Verdoppelung der Sauerstoffaufnahme zur Folge. Die Kosten nehmen also mit der Erhöhung der Schicht ab, so daſs man in einem solchen Falle die praktisch höchst möglichen Schichten benutzen soll.

Vom gröſsten Vortheile würde daher in diesem Falle es sein, wenn Gebläsemaschinen construirt werden könnten, mit denen Gas vortheilhaft bei hohem Drucke gepumpt werden könnte. Obschon theoretisch die Kosten beim Pumpen gegen höheren Druck verhältniſsmäſsig kleiner sein sollten als bei niederem Druck, wachsen dieselben bei den bis jetzt construirten Pumpen bei steigendem Drucke wegen Undichtheiten und schädlichem Raum in immer höherem Maſse.

P. Naef.

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