NL8102105A - Inrichting en werkwijze voor het verzadigen van een gas met de damp van een vloeistof. - Google Patents

Description

* ί ‘ < mu 10,033 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven " Inrichting en werkwijze voor het verzadigen van een gas met de damp van een vloeistof"

De uitvinding heeft betrekking qp een inrichting en een werkwijze voor het verzadigen van een gas met de damp van een vloeistof, van het type, waarbij het gas door de betreffende vloeistof wordt geborreld.

5 Inrichtingen en werkwijze! van dit type zijn in de literatuur beschreven. Deze inrichtingen worden bijvoorbeeld toegepast bij de fabricage van siliciumdioxyde uit een halogenide, zoals SiCl^ en zuurstof. Indien deze fabricage een proces stap vormt van een optische vezel fabricage is het van belang te beschikken over een mogelijkheid cm zuur-10 stof of een ander dragergas met een constante hoeveelheid SiCl^-damp aan de ruimte, waarin de reactie onder vorming van Si02 plaatsvindt te kunnen toevoeren. De toevoer van het mengsel SiCl4~ dragergas moet liefst met een grote snelheid kunnen plaatsvinden zonder, dat dit invloed heeft op de per tijdseenheid aan de reactieruimte toegevoerde hoeveelheid SiCl^.

15 in of voor de reactieruimte wordt bijvoorbeeld bij de fabricage van optische vezels de SiCl^- dragergas stroom vaak vermengd met een constante of met de tijd toenemende of afnemende hoeveelheid van een uitgangsmateriaal voor een stof die de brekingsindex van glasachtig Si02 wijzigt. Men kan hierbij bijvoorbeeld denken aan de fabricage van het 20 kernmateriaal van een stepped index vezel of een vezel met een brekings-indexgradient.

Bij een inrichting, waarbij dragergas, bijvoorbeeld zuurstof door een vloeistof zoals SiCl^, die op constante temperatuur wordt gehouden, wordt geborreld, zal bij opvoering van de snelheid, waarmee 25 het dragergas door de vloeistof wordt geleid, de verhouding vloeistof-damp tot dragergas in het algemeen de tendens hebben cm te dalen.

Indien de vloeistof tamelijk vluchtig is bij de werktempera-tuur (een hoge dampdruk bezit) kan bij verhoging van de doorstroomsnelheid van het dragergas de vloeistof afkoelen, waardoor de verdamping niet 30 meer bij constante temperatuur plaatsvindt. Hierdoor kan eveneens de verhouding vloeistofdamp tot dragergas op oncontroleerbare en ongewenste wijze gaan veranderen. Ook kan de kontakttijd te gering zijn cm verzadiging te bereiken.

8102105 __ *·., . :..¾... ,__.... _______________ _____________- . ' ... ·..'. _________ ... ..· . . _ "y- ^ « EHN 10,033 2 —-— Er bestaan inriditingen waarbij het dragergas over bet vloei- stofoppervlak strijkt. Hoewel hierbij sarmige van de nadelen die bij doorborrelinrichtingen kunnen optreden, niet worden gevonden, kan ook bij deze inrichtingen een oncontroleerbare verandering in de vloei-5 stof-damp-dragergas verhouding optreden. De uitvinding beoogt een inrichting van het doorborreltype, die geschikt is voor hoge gasdoor-strocm-snelheden. Een Inrichting van deze aard bezit volgens de uitvinding het kenmerk dat de inrichting bestaat uit twee onderling verbonden compartimenten, die in bedrijf met de vloeistof zijn gevuld, 10 waarbij het eerste compartiment is voorzien van een gasinleidbus, die eindigt beneden de spiegel van een vloeistof, die zich in bedrijf in dit compartiment bevindt en op een hogere temperatuur wordt gehouden dan de temperatuur waarbij het gas met de damp van deze vloeistof moet worden verzadigd en waarbij dit compartiment met het tweede conparti— 15 ment, waarin bij bedrijf de vloeistof wordt gehouden op de temperatuur, waarbij het gas moet worden verzadigd, is verbonden door middel van een gasbuis, waardoor het gas, dat door de vloeistof in het eerste compartiment bij bedrijf is geborreld in het tweede compartiment mret de vloeistof, die zich in dit compartiment bevindt in contact wordt ge-20 bracht alvorens de inrichting te verlaten.

Bij gebruik van de inrichting wordt het dragergas in het eerste compartiment verzadigd bij een hogere temperatuur dan uiteindelijk is gewenst,, vervolgens wordt het dragergas in het tweede compartiment met vloeistof in contact gebracht die zich op de gewenste tampe-25 ratuur bevindt. Een deel van de vloeistof damp in het dragergas condenseert daarbij en het uit het tweede compartiment stromende gas bevat hierna zoveel van de vloeistofdanp als overeenkomt met de partiele druk bij de temperatuur van de vloeistof in het tweede compartiment. Omdat bij kondensatie van de vloeistofdanp warmte vrijkomt zal het onder 30 omstandigheden noodzakelijk zijn het tweede compartiment tot de gewenste temperatuur af te koelen. Doordat in het tweede compartiment steeds vloeistofdanp kondenseert en daarmede de hoeveelheid vloeistof in dit compartiment toeneemt is volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting het eerste compartiment, bovendien met het tweede ccmparti-35 ment verbonden door middel van een afsluitbare verbindingsbuis, die · in beide compartimenten uitmondt op een plaats, die tijdens het gebruik beneden de vloeistofspiegel is gelegen.

__Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is het '81 0 2:Tff5....................................

Hfflï 10,033 3 Λ _____tweede compartiment zodanig ingericht dat daarin het gas over de vloeistof strijkt. Het is echter ook mogelijk het gas door de vloeistof te laten borrelen. In het laatste geval bestaat echter het gevaar dat druppels vloeistof uit het compartiment warden meegesleept.

5 Aan de hand van de tekening zal nu een uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding en een werkwijze voor het verzadigen van een gas met de damp van een vloeistof nader worden beschreven.

In de tekening toont de enige figuur schanatisch een inrichting volgens de uitvinding. De inrichting bestaat in principe uit twee 10 gesloten compartimenten 1 en 2, waarin zich een vloeistof bevindt. Met de damp van deze vloeistof 8 moet een gas, dat door de buis 3 binnen-stroant warden verzadigd bij een temperatuur T. Daartoe bevindt de vloeistof in compartiment 1 zich op een temperatuur T+ A T. Een geschikt temperatuurverschil Δ T kan bijvoorbeeld 25 tot 1QQK bedragen 15 afhankelijk van de vluchtigheid van de vloeistof 8. Uiteraard zal de taiperatuur T+ A T lager moeten zijn dan het kookpunt van de vloeistof. Uit compartiment 1 stroomt het dragergas ver-zadigd bij Τ+Δ T dear de verbindingstuis 4 en de buis 6 over de vloeistof 8 die zich in compartiment 2 bevindt. In dit compartiment wordt de vloeistof op 20 een temperatuur T gehouden. Bij het contact met de vloeistof in compartiment 2 daalt de concentratie vloeistofdamp in het dragergas door kondensatie tot de partiaaldruk van de damp, die overeenkomt met die van de vloeistof bij temperatuur T. Via de buis 7 verlaat het dragergas met vloeistofdamp het compartiment 2. Het biedt voordeel de hierna 25 komende verbindingstuis naar de niet getekende reactiekamer qp een temperatuur te houden die enkele graden hoger is,dan T. Hierdoor kan in deze buis geen kondensatie van de vloeistofdamp optreden. De beide compartimenten 1 en 2 zijn verbonden door een verbindingsbuis 5, voorzien van een kraan 5A zodat ondanks kondensatie van vloeistofdamp in ccmparti-30 ment 2, de vloeistofniveau in beide compartimenten daarmede gelijk kunnen worden gemaakt. De compartimenten zijn in de praktijk voorzien van verwarmings inrichtingen en temperatuursensoren, zodat de temperaturen zoveel mogelijk constant kunnen warden gehouden.

Het kan ander omstandigheden noodzakelijk zijn via een koel-35 inrichting warmte uit het compartiment 2 af te voeren. Doordat het gas in het tweede compartiment warmte afstaat aan de vloeistof kan een vergroting van de gasdoorstroamsnelheid niet tot verlaging van de tempe-. ratuur van de vloeistof leiden.

81 0“2 105

Y

ï* - PHN 10,033 4 _____ In een praktisch geval bestond vloeistof 8 uit SiCl^. De temperatuur T+ A T in compartiment 1 werd op 80°C gehouden, in compartiment 2 op T 32°C. De verbindingshiis 7 met de reactieruimte werd qp 35°C. gehouden. Er werd zuurstof door de inrichting geleid. Een 5 toenemende gasdoorstroonsnelheid tot 2500 scan bleek geen invloed te hebben qp de concentratie vloeistof damp die compartiment 2 verlaat.

3 (onder een scan wordt een doarstroansnelheid verstaan van een cm per minuut onder standaardomstandigheden (0°C, 1 Bar.)).

10 15 20 25 30 81 0 2 1 05 ~~~~ 35

Claims (2)

1. 2. Inrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk dat het eerste compartiment bovendien met het tweede ccnpartiment is verbonden door middel van een verbindingshals die in beide compartimenten uitmondt op een plaats die in bedrijf beneden de vloeistofspiegels in de respectie- 20 velijke ccnpartimenten is gelegen.
2. 3. Werkwijze voor het verzadigen van een gas met de damp van een vloeistof bij een gegeven temperatuur T met het kenmerk dat het gas door een hoeveelheid van de vloeistof wordt geleid die zich bevindt pp een temperatuur T+ Δ T en vervolgens in contact wordt gebracht net een 25 hoeveeheid van de vloeistof die zich bevindt op de temperatuur „T. 4. werkwijze volgens conclusie 3 met het kenmerk dat Δ T ligt tussen 25 en 100 C met dien verstande dat T+ Δ T lager is dan het kookpunt van de betreffaide vloeistof bij de druk van het gas, dat door de vloeistof wordt geleid. 30 810 2 10 5 35