[go: up one dir, main page]

DE19935912A1 - Verfahren zum Dotieren eines flüssigen Mediums mit einem flüssigen Dotierungsmittel und Vorrichtung zu seiner Durchführung - Google Patents

Verfahren zum Dotieren eines flüssigen Mediums mit einem flüssigen Dotierungsmittel und Vorrichtung zu seiner Durchführung

Info

Publication number
DE19935912A1
DE19935912A1 DE1999135912 DE19935912A DE19935912A1 DE 19935912 A1 DE19935912 A1 DE 19935912A1 DE 1999135912 DE1999135912 DE 1999135912 DE 19935912 A DE19935912 A DE 19935912A DE 19935912 A1 DE19935912 A1 DE 19935912A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reactor
dopant
tubular
formic acid
reaction components
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1999135912
Other languages
English (en)
Inventor
Rainer Fuchs
Frank Kuhn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Degussa GmbH
Degussa Huels AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Degussa GmbH, Degussa Huels AG filed Critical Degussa GmbH
Priority to DE1999135912 priority Critical patent/DE19935912A1/de
Priority to AU52169/00A priority patent/AU5216900A/en
Priority to PCT/EP2000/004845 priority patent/WO2001009043A1/de
Priority to BR0012846-5A priority patent/BR0012846A/pt
Priority to EP00936817A priority patent/EP1204604A1/de
Priority to ARP000103672 priority patent/AR024775A1/es
Publication of DE19935912A1 publication Critical patent/DE19935912A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/02—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices for feeding measured, i.e. prescribed quantities of reagents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415—Tubular reactors
    • B01J19/2425—Tubular reactors in parallel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/50—Treatment of water, waste water, or sewage by addition or application of a germicide or by oligodynamic treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/722—Oxidation by peroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C407/00—Preparation of peroxy compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00162—Controlling or regulating processes controlling the pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00164—Controlling or regulating processes controlling the flow

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dotieren eines flüssigen Mediums mit einem aus mindestens zwei Reaktionskomponenten in situ gebildeten Dotierungsmittel und eine Vorrichtung hierfür. Erfindungsgemäß erfolgen die Bildung des Dotierungsmittels und die Dotierung parallel nebeneinander, indem die Reaktionskomponenten in einen rohr- oder schlauchförmigen, innerhalb eines ersten Reaktors (R1) angeordneten zweiten Reaktor (R2) eingespeist werden und das beim Durchströmen des zweiten Reaktors gebildete Dotierungsmittel in den zweiten Reaktor eindosiert wird. Das Verfahren und die Vorrichtung eignen sich insbesondere zur Herstellung und gleichzeitigen Verwendung von Peroxyameisensäure enthaltenden Dotierungsmitteln.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Dotieren eines flüssigen Mediums mit einem flüssigen Dotierungsmittel, wobei das Dotierungsmittel gleichzeitig zum Dotieren aus mindestens zwei Reaktionskomponenten gebildet wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Das Verfahren richtet sich in besonderer Weise auf die Dotierung eines wäßrigen Mediums zwecks Bekämpfung darin enthaltener Mikroorganismen oder pflanzlicher oder tierischer Schadorganismen unter Verwendung eines eine niedere Peroxycarbonsäure oder Acrolein enthaltenden Dotierungsmittels. Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die hierfür geeignete Vorrichtung ermöglichen auch den sicheren Einsatz von per se schwer handhabbaren Dotierungsmitteln.
Der Behandlung wäßriger Systeme mit einem Mittel zum Bekämpfen von Mikroorganismen oder pflanzlichen oder tierischen Schadorganismen kommt in der Technik breite Bedeutung zu. Besonders wirksame Dotierungsmittel für die genannten Zwecke sind beispielsweise Gleichgewichtsperoxycarbonsäurelösungen sowie Acrolein enthaltende Lösungen. Beide Dotierungsmittel stellen in sicherheitstechnischer Hinsicht spezielle Anforderungen, so daß Vorrichtungen zu deren Bildung als auch Verwendung einen hohen technischen Aufwand erforderlich machten. Das DE-Patent 43 26 575 lehrt beispielsweise ein Verfahren zur Dotierung strömender Gewässer mit Acrolein, das sich als Biozid gegen das Wachstum von Wasserpflanzen bewährt hat, und eine Vorrichtung zu seiner Durchführung. Hierbei wird in einem speziell konstruierten Deacetalisierungsreaktor ein Acroleinacetal in Gegenwart einer Mineralsäure und Wasser zu Acrolein und den im Acetal gebundenen Alkohol hydrolysiert. Der Deacetalisierungsreaktor umfaßt einen rohrförmigen Reaktor, welcher in einem behälterförmigen Reaktor derart angeordnet ist, daß ein Reaktionsgemisch aus einem Acroleinacetal, einer Mineralsäure und Wasser zunächst den rohrförmigen Reaktor und anschließend den behälterförmigen Reaktor mit einer solchen Geschwindigkeit durchströmt, daß am Reaktorausgang das Acroleinacetal im wesentlichen vollständig hydrolysiert ist. Das so erhaltene Reaktionsgemisch wird als Dotierungsmittel dem Wasser zugesetzt. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß im Falle von Störungen im Deacetalisierungsreaktor ein Acrolein enthaltendes Reaktionsgemisch austreten kann und damit auch giftiges Acrolein in die Umgebungsluft gelangen kann.
Die Behandlung von Wasser mit Gleichgewichts- Peroxycarbonsäure(=PES)lösungen als Mikrobiozid zum Bekämpfen von Mikroorganismen aus der Reihe der Bakterien, Viren, Pilze und Algen ist lange bekannt und wird in vielen Bereichen technisch genutzt, beispielsweise in Getränkebetrieben, Klärwerken, Großwäschereien sowie in Gewächshäusern. Wegen ihres gegenüber z. B. Peroxyessigsäure gesteigerten Wirkungspotentials besteht für Peroxyameisensäure enthaltende Lösungen trotz der hohen Zersetzlichkeit der Peroxyameisensäure zunehmendes Interesse. Beispielhaft wird auf die WO 94/20424 verwiesen, wonach Peroxyameisensäure enthaltende wäßrige Lösungen zum Bekämpfen von Mikroorganismen in Kreislaufwässern von Gewächshäusern verwendet werden und worin auch eine Vorrichtung zur Erzeugung von Peroxyameisensäurelösungen beschrieben wird. Nachteilig an Peroxyameisensäure enthaltenden Lösungen ist die bei deren Herstellung und Lagerung leicht mögliche selbstbeschleunigte Zersetzungsreaktion, wobei die Perameisensäure in Kohlendioxid und Wasser zerfällt. Das Risiko einer selbstbeschleunigten Zersetzungsreaktion steigt umso mehr an, je näher die Stoffkonzentrationen von Wasserstoffperoxid, Peroxyameisensäure und Ameisensäure an die Explosionsgrenze heranreichen. Nach Messungen der Erfinder der vorliegenden Erfindung liegt beispielsweise eine Zusammensetzung gemäß Beispiel 1 der WO 94/20424 bereits im kritischen Bereich, so daß die Lagerung einer solchen Zusammensetzung in einem Lagerbehälter ein hohes Risiko darstellt. Die in der WO 94/20424 beschriebene Vorrichtung zur Herstellung einer Peroxyameisensäure enthaltenden Lösung, die ihrerseits zur Behandlung von Wasser eingesetzt wird, umfaßt außer Vorrichtungen zum Einspeisen der Reaktionskomponenten in ein Mischgefäß einen Vorratsbehälter für die gebildete Peroxyameisensäurelösung sowie einen Behälter für die Behandlung des Wassers mit der Peroxyameisensäurelösung. Die Vorrichtung umfaßt zusätzlich Mittel, um die Peroxyameisensäurelösung bedarfsgerecht in den Behandlungsbehälter einzuspeisen und gleichzeitig den Mischbehälter mit den Reaktanden und den Vorratsbehälter mit der Lösung aus dem Mischbehälter nachzufüllen. Die dargestellte Ausführungsform ist einerseits technisch aufwendig, andererseits birgt die Präsenz des Peroxyameisensäure und Rohstoffe zu ihrer Bildung enthaltenden Mischbehälters sowie Vorratsbehälters ein hohes sicherheitstechnisches Risiko, wenn das zur Herstellung eingesetzte Stoffgemisch einen zu hohen Gehalt an Wasserstoffperoxid und Ameisensäure enthält.
Eine ganz ähnliche Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von niederen Peroxycarbonsäurelösungen ist aus der EP 0 641 777 A1 bekannt. Die Vorrichtung umfaßt einen mit einer Heizung versehenen Verweilreaktor zur Aufnahme des Reaktionsmediums, zwei mit Rückschlagventilen versehene Zuleitungen, die mit je einer Dosierpumpe zur Zuführung der Reaktionskomponenten aus den Vorratsbehältern versehen sind. Durch die Existenz des Verweilreaktors besteht insbesondere im Falle einer Befüllung mit höher konzentrierter Perameisensäurelösung ein Gefahrenpotential, das nur durch eine aufwendige Meß- und Regeltechnik sowie durch sicherheitstechnische Maßnahmen beim Betreiben der Vorrichtung gemindert werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demgemäß, ein verbessertes Verfahren zum Dotieren eines flüssigen Mediums mit einem flüssigen Dotierungsmittel aufzuzeigen, wobei das Dotierungsmittel aus mindestens zwei Reaktionskomponenten in einem Reaktor gebildet wird und während dieser Bildung auch die Dotierung des flüssigen Mediums erfolgt. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren aufzuzeigen, bei welchem sich der Einsatz eines Vorratsbehälters für das Dotierungsmittel, das aus sicherheitstechnischer oder arbeitshygienischer Sicht ein Gefahrenpotential beinhalten kann, erübrigt. Eine weitere Aufgabe richtet sich darauf, das Verfahren derart auszugestalten, daß auch ein Peroxyameisensäure oder Acrolein enthaltendes Dotierungsmittel sicher zur Behandlung von Wasser herangezogen werden kann. Eine weitere Aufgabe richtet sich darauf, eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens aufzuzeigen, in welcher die Nachteile der vorbekannten Vorrichtungen vermieden, zumindest aber wesentlich vermindert werden, und in welcher zudem höher konzentrierte Peroxycarbonsäure und Wasserstoffperoxid enthaltende Gemische gefahrlos dosierbar sind.
Gefunden wurde ein Verfahren zum Dotieren eines flüssigen Mediums mit einem aus mindestens zwei Reaktionskomponenten in situ gebildeten flüssigen Dotierungsmittel, umfassend Zudosierung des Dotierungsmittels zum flüssigen Medium in einem ersten Reaktor (R1) und Umsetzung der mindestens zwei Reaktionskomponenten zum Dotierungsmittel in einem rohr- oder schlauchförmigen zweiten Reaktor (R2), das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die mindestens zwei Reaktionskomponenten an einer Seite des innerhalb des ersten Reaktors angeordneten zweiten Reaktors in diesen einspeist und das Reaktionsgemisch mit einer solchen Strömungsgeschwindigkeit durch diesen zweiten Reaktor leitet, daß der Umsetzungsgrad am Ausgang des zweiten Reaktors mindestens 1% beträgt.
Die Unteransprüche richten sich auf bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sowie auf spezielle Ausführungsformen desselben, nämlich zur Bekämpfung von Mikroorganismen oder pflanzlichen oder tierischen Schadorganismen in wäßrigen Medien, die bisher aus Gründen der Produkteigenschaften technisch und wirtschaftlich nicht effektiv genug bekämpft werden konnten.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich besonders vorteilhaft in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durchführen, welche einen ersten Reaktor (R1) und einen zweiten Reaktor (R2) mit Vorrichtungen zum Einspeisen der Reaktionskomponenten an einem Ende und eine Dosiervorrichtung für das Dotierungsmittel am anderen Ende des zweiten Reaktors umfaßt, und welche dadurch gekennzeichnet ist, daß der zweite Reaktor rohr- oder schlauchförmig ausgebildet und innerhalb des ersten Reaktors angeordnet ist. Die Unteransprüche richten sich auf bevorzugte Ausführungsformen dieser Vorrichtung. Fig. 1/2 zeigt eine solche Vorrichtung in schematischer Form.
Im erfindungsgemäßen Verfahren laufen die Dotierung des flüssigen Mediums und die Bildung des eigentlichen Dotierungsmittels aus mindestens zwei Reaktionskomponenten gleichzeitig nebeneinander ab. Diese Gleichzeitigkeit wird dadurch erzielt, daß in dem Maße wie Dotierungsmittel dem zu dotierenden flüssigen Medium kontinuierlich oder pulsförmig zudosiert wird, das Dotierungsmittel innerhalb des im ersten Reaktor angeordneten zweiten Reaktors aus den Reaktionskomponenten in situ nachgebildet wird. Auf diese Weise erübrigt sich die Bereitstellung eines Vorratsbehälters für das Dotierungsmittel. Das Dotierungsmittel wird bedarfsgerecht im zweiten Reaktor nachgebildet, indem das aus den Reaktionskomponenten gebildete Reaktionsgemisch in einer solchen Strömungsgeschwindigkeit durch den Reaktor strömt, daß am Ausgang des zweiten Reaktors ein ausreichender Umsetzungsgrad erreicht ist. Je nachdem, um welche Reaktion es sich bei der Herstellung der wirksamen Komponente des Dotierungsmittels handelt, kann entweder die Strömungsgeschwindigkeit erhöht bzw. erniedrigt werden, oder man verwendet einen kürzeren oder längeren zweiten Reaktor. Zweckmäßigerweise werden die Länge des zweiten Reaktors und die Strömungsgeschwindigkeit in diesem so aufeinander abgestimmt, daß der Umsetzungsgrad am Ausgang nennenswert über 1%, insbesondere über 5% und besonders bevorzugt im Bereich von 10 bis 100% liegt. Sofern die Umsetzung zwischen den mindestens zwei Reaktionskomponenten maximal zu einer Gleichgewichtszusammensetzung führt, wird dies als ein Umsetzungsgrad von 100% definiert. Zweckmäßigerweise wird der zweite Reaktor so dimensioniert, daß die mittlere Verweilzeit des Reaktionsgemischs im Reaktor der zum Erhalt des gewünschten Umsetzungsgrades erforderlichen Reaktionszeit entspricht.
Durch die Anordnung des zweiten Reaktors innerhalb des ersten Reaktors gelangt man zu einem verbesserten Sicherheitskonzept: Im Falle einer plötzlichen Druckerhöhung oder/und eines Platzens des schlauch- oder rohrförmigen zweiten Reaktors wird der Überdruck auf ungefährliche Weise abgeführt, indem er von dem ihn umgebenden, im allgemeinen wesentlich größeren Reaktor aufgenommen wird. Bei plötzlicher Leckage des zweiten Reaktors wird freigesetztes Dotierungsmittel bzw. das zu diesem führende Reaktionsgemisch von dem im ersten Reaktor befindlichen zu dotierenden Medium aufgenommen und dabei auf unkritische Konzentrationen verdünnt. Durch die Positionierung des zweiten Reaktors im ersten Reaktor wird auch die Bildung ggf. gefährlicher Aerosole vermieden. Bei der Bildung des Dotierungsmittels entstehende Reaktionswärme sowie durch Selbstzersetzung gebildete Wärme wird unmittelbar von dem zu dotierenden Medium aufgenommen und mit diesem abgeführt.
Aus sicherheitstechnischer Sicht ist es besonders vorteilhaft, den zweiten Reaktor aus einem polymeren Material, insbesondere einem thermoplastischen oder elastomeren Material auszubilden. Eine solche Ausführungsform ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn durch Korrosion abgelöste Metallionen eines metallischen zweiten Reaktors eine Zersetzungsreaktion der wirksamen Komponente des Dotierungsmittels oder der Reaktionskomponenten auslösen können.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird zweckmäßigerweise kontinuierlich ausgeführt, wobei nicht nur das Dotierungsmittel kontinuierlich oder gepulst in das zu dotierende flüssige Medium eindosiert wird, sondern wobei auch das zu dotierende Medium durch den ersten Reaktor strömt. Die Bauart eines solchen als Durchflußreaktor konzipierten ersten Reaktors ist beliebig, beispielsweise kann es sich um einen offenen oder geschlossenen Behälter, eine Rinne oder ein entsprechend dimensioniertes Rohr handeln. Der erste Reaktor umfaßt somit Mittel zum Zu- und Abführen des Mediums. Gemäß einer besonderen Ausführungsform umfaßt der erste Reaktor einen Haupt- und einen Nebenreaktor, wobei der Nebenreaktor vom Hauptreaktor abzweigt und wieder in diesen einmündet und wobei der zweite Reaktor im Nebenreaktor angeordnet ist. Vorzugsweise weisen der Nebenreaktor und der zweite Reaktor einen kreisrunden Querschnitt auf, und der zweite Reaktor ist axial im Nebenreaktor angeordnet. Sowohl der Hauptreaktor als auch der Nebenreaktor werden von dem zu dotierenden Medium durchströmt. Die Durchflußmenge im Nebenreaktor kann mittels üblicher, im Nebenreaktor angeordneter Mittel zur Beeinflussung der Durchflußmenge, etwa einer Pumpe, einreguliert werden. Der dotierte Nebenstrom des Mediums gelangt wieder in den im Hauptreaktor strömenden Hauptstrom und vermischt sich dort.
Die Strömungsrichtung des flüssigen Mediums in einem als Durchflußreaktor ausgebildeten ersten Reaktor und die Strömungsrichtung des das Dotierungsmittel bildenden Reaktionsgemischs im zweiten Reaktor können gleich oder entgegengerichtet sein. Das den zweiten Reaktor umströmende flüssige Mediüm kann diesem zweiten Reaktor entweder Wärme zur Beschleunigung der Bildungsreaktion des Dotierungsmittels zuführen oder Reaktionswärme abführen.
Das Dotierungsmittel kann aus dem ganz oder teilweise geöffneten Ende des rohr- oder schlauchförmigen zweiten Reaktors in das flüssige Medium eindosiert werden; diese Ausführungsform kommt insbesondere dann in Betracht, wenn der Durchmesser des zweiten Reaktors klein ist und bei der erforderlichen Strömungsgeschwindigkeit in diesem Reaktor es zu keiner nennenswerten Rückvermischung kommt. Alternativ hierzu kann das als Dosiervorrichtung dienende Ende des zweiten Reaktors auch als Düse ausgebildet sein; gemäß einer weiteren Ausführungsform umfaßt die Dosiervorrichtung eine Rückschlagklappe oder ein Druckhalteventil. Es ist auch möglich, das Ende des zweiten Reaktors (Dosierstelle) siphonartig auszubilden, wobei der Siphon eine Krümmung nach oben aufweist. Bei Inbetriebnahme der Vorrichtung bildet sich im Siphon ein Luftpolster, durch welches das fertige Dotierungsmittel in das zu behandelnde wäßrige Medium fließt.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in besonderer Weise zur Behandlung wäßriger Systeme mit einem Mittel, wodurch das Eigenschaftsprofil des wäßrigen Systems beeinflußt wird. Ein Beispiel hierfür ist die Bekämpfung von Mikroorganismen oder pflanzlichen oder tierischen Schadorganismen in einem wäßrigen Medium, das auch suspendierte Feststoffe enthalten kann. Als Dotierungsmittel kommen hierfür solche Lösungen in Betracht, welche eine oder mehrere Aktivsauerstoffverbindungen enthalten, beispielsweise eine oder mehrere niedere Peroxycarbonsäuren mit insbesondere 1 bis 6 C-Atomen oder/und Wasserstoffperoxid. Zur Bekämpfung von pflanzlichen Schadorganismen, beispielsweise in Wasserkanälen, eignet sich dagegen bevorzugt eine Acrolein enthaltende Lösung.
Ein mindestens eine Peroxycarbonsäure enthaltendes Dotierungsmittel läßt sich in einfacher Weise aus wäßrigem Wasserstoffperoxid und einer niederen Carbonsäure, insbesondere einer Carbonsäure mit 1 bis 6 C-Atomen und vorzugsweise 1 bis 2 C-Atomen, erzeugen, indem diese Reaktionskomponenten dem einen Ende (eingangsseitig) des zweiten Reaktors zugeführt werden. Bei der Umsetzung stellt sich in diesem Fall ein Gleichgewichtssystem ein, wobei die Gleichgewichtseinstellung durch Erhöhung der Temperatur beschleunigt werden kann. Einer der beiden Reaktionspartner kann zusätzlich eine starke Säure als Katalysator enthalten. Ein besonders wirksames Dotierungsmittel läßt sich unter Einsatz einer 50 bis 85 gew.-%igen Ameisensäure und einer 30 bis 50 Gew.-% Wasserstoffperoxid enthaltenden Lösung erzeugen. Die Reaktionspartner werden in einem solchen Verhältnis eingesetzt, daß die maximale Konzentration an Peroxyameisensäure 20 Gew.-% im Reaktionsgemisch nicht übersteigt. Ein weiter bevorzugtes Dotierungsmittel enthält als Aktivsauerstoffverbindungen sowohl Peroxyameisensäure als auch Peroxyessigsäure und Wasserstoffperoxid, und ein solches Mittel läßt sich einfach aus handelsüblicher Gleichgewichtsperessigsäure und Ameisensäure oder einer Quelle hierfür erzeugen. Die Strömungsrichtung des flüssigen Mediums im ersten Reaktor sowie des Dotierungsmittels im zweiten Reaktor sowie das Verhältnis der Massenströme des Dotierungsmittels und des den zweiten Reaktor umgebenden Stromes des flüssigen Mediums werden beispielsweise derart eingestellt, daß zunächst eine die Gleichgewichtseinstellung beschleunigende Reaktionswärme zugelassen wird, und dann, mit zunehmender Gleichgewichtseinstellung und damit Erhöhung des Gehalts an Peroxyameisensäure im Dotierungsmittel, eine Zersetzung derselben durch eine vom zu dotierenden Medium, meist einem Wasserstrom, bewirkte Abkühlung vermieden wird. Dies läßt sich durch Anwendung des Gegenstromprinzips und/oder durch Verwendung eines zweiten Reaktors aus zwei unterschiedlichen Materialien, wobei das Material des ersten Teils der Reaktionsstrecke einen geringeren Wärmeaustausch zuläßt als das Material des zweiten Teils der Reaktionsstrecke, verwirklichen.
Fig. 2/2 zeigt ein Dreiecksdiagramm mit den Eckpunkten Ameisensäure (HCOOH), Wasserstoffperoxid (H2O2) und Wasser (H2O) und Konzentrationsangaben in Gew.-%. Jedem Punkt im Diagramm ist eine Zusammensetzung aus HCOOH, H2O2 und H2O zuzuordnen, die der Herstellung von Peroxyameisensäure zugrundegelegt werden kann. Zusammensetzungen oberhalb der im Diagramm eingezeichneten Kurve haben sich unter den gewählten Testbedingungen als ausreichend stabil, Zusammensetzungen unterhalb der Kurve als explosiv erwiesen.
Peroxyameisensäure ist im Vergleich zu höheren Peroxycarbonsäuren wenig stabil und zerfällt leicht und schnell in Kohlendioxid und Sauerstoff. Die Ausbildung und Anordnung des zweiten Reaktors im ersten Reaktor müssen diesem Umstand Rechnung tragen, um die Ausbildung eines hohen Todvolumens zu vermeiden. Vorzugsweise wird in diesem Fall der zweite Reaktor in Form eines Schlauches so im ersten Reaktor angeordnet, daß durch Zersetzung entstehende Gase zusammen mit dem Dotierungsmittel aus dem zweiten Reaktor ausgetragen werden.
Im Falle der Dotierung eines wäßrigen Systems mit einer Acrolein enthaltenden Lösung unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich ein hierfür geeignetes Dotierungsmittel in einfacher Weise aus einem Acroleinacetal und Wasser in Gegenwart eines sauren Katalysators gewinnen. Besonders zweckmäßig ist es, 2-Vinyl-1,3-dioxan oder 2-Vinyl-1,3-dioxolan als Acroleinacetal einzusetzen und als zweite Reaktionskomponente eine wäßrige schwefelsaure Lösung zu verwenden.
Die zum Bekämpfen von Mikroorganismen sowie pflanzlichen oder tierischen Schadorganismen einzusetzenden Dotierungsmittel werden dem zu behandelnden wäßrigen System in wirksamer Menge zugesetzt - bei beiden zuvor angesprochenen Mitteln wird dieses üblicherweise in einer solchen Menge verwendet, daß dem zu behandelnden wäßrigen System 0,1 bis etwa 1000 ppm Peroxyameisensäure und/oder Peroxyessigsäure oder 0,1 bis 100 ppm Acrolein zugesetzt werden. In Einzelfällen kann die Dotierungsmenge jedoch auch über den genannten Werten liegen.
Die Fig. 1/2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der erste Reaktor umfaßt in diesem Fall einen Hauptreaktor 1 und einen Nebenreaktor 2, wobei der Nebenreaktor bei der Abzweigung 17 aus dem Hauptreaktor abzweigt und bei der Abzweigung 18 in diesen wieder einmündet. Das zu dotierende Medium wird an einer Seite des Hauptreaktors zu- und an einer stromabwärts gelegenen Stelle abgeführt. Die Strömung im Nebenreaktor wird mittels der Pumpe 19 reguliert. Im Nebenreaktor wird der zweite Reaktor 3 in Form eines gestreckten Rohres oder vorzugsweise Schlauches horizontal oder ansteigend, vorzugsweise mit 1 bis 20°, angeordnet. An der Eingangsseite 5 des zweiten Reaktors werden die Reaktionskomponenten über die Leitungen 12 und 13 eingespeist; an der gegenüberliegenden Ausgangsseite des zweiten Reaktors befindet sich die Dosiervorrichtung 4, welche im gezeigten Beispiel als Drosselventil ausgebildet ist. Die Vorrichtungen zum Zuführen der zwei Reaktionskomponenten umfassen die Vorratsbehälter 6 bzw. 7, die Leitungen 8 bzw. 9 sowie die Pumpen 10 bzw. 11. Die Figur umfaßt zusätzlich eine weitere Vorrichtung zum Zudosieren einer flüssigen Komponente, umfassend einen Behälter 14, eine Pumpe 15 und eine Leitung 16, welche aber nur in Sonderfällen erforderlich ist, nicht z. B. im Falle eines Peroxycarbonsäure(n) enthaltenden Dotierungsmittels. Zur Steuerung der Dosiermenge des Dotierungsmittels wird der Durchfluß im Hauptreaktor mittels der Meßvorrichtung 20 gemessen; mittels der Steuerleitungen 21 werden die Dosierpumpen angesteuert. Sofern eine hohe Dosiermenge erforderlich ist, lassen sich auch mehrere Reaktoren R2 in einem Reaktor R1 anordnen.
Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind
  • 1. der einfache und einen sicheren Betrieb gewährleistende Aufbau;
  • 2. die leichte Anpassungsfähigkeit der Vorrichtung an die gewünschten Betriebsparameter;
  • 3. Sicherstellung, daß selbst im Falle eines Platzens des zweiten Reaktors nicht außerhalb des zu dotierenden flüssigen Mediums gelangt;
  • 4. Abwesenheit eines Vorratsbehälters und damit Einsatzmöglichkeit für ein in sicherheitstechnischer und/oder arbeitshygienischer Hinsicht kritisches Dotierungsmittel.
Wesentliche Vorteile des Verfahrens sind
  • 1. die einfache und sichere Betriebsweise;
  • 2. die leichte Anpassungsfähigkeit des Verfahrens an die betrieblichen Gegebenheiten;
  • 3. die Einsatzmöglichkeit von in sicherheitstechnischer oder arbeitshygienischer Hinsicht hochwirksamer aber kritischer Dotierungsmittel, wie Peroxyameisensäure in höherer Konzentration enthaltende Lösungen.
Bei der Dotierung eines wäßrigen Systems mit einer wäßrigen Peroxyameisensäurelösung werden beispielsweise dem zweiten Reaktor eine 50 gew.-%ige wäßrige Wasserstoffperoxidlösung und eine 85 gew.-%ige Ameisensäurelösung im Volumenverhältnis 1 zu 1 zugeführt. Die nachfolgende Tabelle zeigt, in welcher Weise sich der Aktivsauerstoffgehalt (AO) aus der gebildeten Peroxyameisensäure in Abhängigkeit von der Temperatur und Reaktionszeit verändert. Nach Erreichen eines maximalen Umsetzungsgrades nimmt der Gehalt an Peroxyameisensäure durch Zersetzung wieder ab. Die Peroxyameisensäure enthaltende Lösung wird demgemäß vor oder kurz nach Überschreiten des maximalen Gehalts an Peroxyameisensäure in das zu dotierende flüssige Medium eindosiert.
Tabelle
Herstellung von Peroxyameisensäure aus 50 gew.- %igem Wasserstoffperoxid und 85 gew.-%iger Ameisensäure - Einsatz im Volumenverhältnis 1 zu 1
Angaben des Gehalts in % AO aus der Peroxysäure

Claims (11)

1. Verfahren zum Dotieren eines flüssigen Mediums mit einem aus mindestens zwei Reaktionskomponenten in situ gebildeten flüssigen Dotierungsmittel, umfassend Zudosierung des Dotierungsmittels zum flüssigen Medium in einem ersten Reaktor (R1) und Umsetzung der mindestens zwei Reaktionskomponenten zum Dotierungsmittel in einem rohr- oder schlauchförmigen zweiten Reaktor (R2), dadurch gekennzeichnet, daß man die mindestens zwei Reaktionskomponenten an einer Seite des innerhalb des ersten Reaktors angeordneten zweiten Reaktors in diesen einspeist und das Reaktionsgemisch mit einer solchen Strömungsgeschwindigkeit durch diesen zweiten Reaktor leitet, daß der Umsetzungsgrad am Ausgang des zweiten Reaktors mindestens 1% beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Vorrichtung verwendet, welche einen ersten Reaktor, einen schlauch- oder rohrförmigen zweiten Reaktor, der zumindest teilweise aus einem thermoplastischen oder elastomeren Material gefertigt ist, und eine an einem Ende des zweiten Reaktors angeordnete Dosierungsvorrichtung für das Dotierungsmittel umfaßt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Vorrichtung verwendet, in welcher der erste Reaktor einen Haupt- und einen Nebenreaktor umfaßt, wobei der Nebenreaktor vom Hauptreaktor abzweigt und wieder in diesen einmündet und wobei der zweite Reaktor im Nebenreaktor angeordnet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Ausgang des zweiten Reaktors in Form seines ganz oder teilweise geöffneten Querschnitts oder den mit einer Düse oder einem Druckhalteventil versehenen Ausgang des zweiten Reaktors als Dosiervorrichtung verwendet.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zwecks Bekämpfung von Mikroorganismen oder pflanzlichen oder tierischen Schadorganismen in einem wäßrigen Medium in dieses ein Dotierungsmittel aus der Reihe einer mindestens eine niedere Peroxycarbonsäure und Wasserstoffperoxid oder einer Acrolein enthaltenden wäßrigen Lösung in wirksamer Menge eindosiert.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Dotierungsmittel eine im zweiten Reaktor in situ aus 50 bis 85 gew.-%iger Ameisensäure und einer 30 bis 50 Gew.-% Wasserstoffperoxid enthaltenden wäßrigen Lösung gebildete Peroxyameisensäure enthaltende Lösung, insbesondere eine Gleichgewichts- Peroxyameisensäurelösung, verwendet.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Dotierungsmittel eine im zweiten Reaktor in situ aus 2-Vinyl-1,3-dioxolan oder 2-Vinyl-1,3-dioxan und einer wäßrigen Mineralsäure gebildete Acrolein enthaltende Lösung verwendet.
8. Vorrichtung zum Dotieren eines flüssigen Mediums mit einem aus mindestens zwei Reaktionskomponenten in situ gebildeten Dotierungsmittel, umfassend einen ersten Reaktor (R1) (1 mit 2) und einen zweiten Reaktor (R2) (3) mit Vorrichtungen zum Einspeisen der Reaktionskomponenten an einem Ende und eine Dosiervorrichtung (4) für das Dotierungsmittel am anderen Ende des zweiten Reaktors, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reaktor rohr- oder schlauchförmig ausgebildet und innerhalb des ersten Reaktors angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Reaktor einen Haupt- (1) und einen Nebenreaktor (2) umfaßt, wobei der Nebenreaktor vom Hauptreaktor abzweigt (17) und wieder in diesen einmündet (18), und daß der zweite Reaktor in dem Nebenreaktor angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reaktor zumindest teilweise aus einem thermoplastischen oder elastomeren Material gefertigt ist und die Dosiervorrichtung als ganz oder teilweise geöffnetes oder mit einer Düse oder einem Druckhalteventil versehenes Ende des zweiten Reaktors ausgebildet ist.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Nebenreaktor zusätzlich eine Vorrichtung zur Regelung des Durchflusses angeordnet ist.
DE1999135912 1999-07-30 1999-07-30 Verfahren zum Dotieren eines flüssigen Mediums mit einem flüssigen Dotierungsmittel und Vorrichtung zu seiner Durchführung Withdrawn DE19935912A1 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999135912 DE19935912A1 (de) 1999-07-30 1999-07-30 Verfahren zum Dotieren eines flüssigen Mediums mit einem flüssigen Dotierungsmittel und Vorrichtung zu seiner Durchführung
AU52169/00A AU5216900A (en) 1999-07-30 2000-05-27 Method and device for doping a liquid medium with a dopant
PCT/EP2000/004845 WO2001009043A1 (de) 1999-07-30 2000-05-27 Verfahren und vorrichtung zum dotieren eines flüssigen mediums mit einem dotierungsmittel
BR0012846-5A BR0012846A (pt) 1999-07-30 2000-05-27 Processo e dispositivo para a dopagem de um meio lìquido com um agente dopador
EP00936817A EP1204604A1 (de) 1999-07-30 2000-05-27 Verfahren und vorrichtung zum dotieren eines flüssigen mediums mit einem dotierungsmittel
ARP000103672 AR024775A1 (es) 1999-07-30 2000-07-17 Metodo para la impurificacion de un medio liquido con un agente impurificador liquido y disposicion para llevar a cabo el metodo.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999135912 DE19935912A1 (de) 1999-07-30 1999-07-30 Verfahren zum Dotieren eines flüssigen Mediums mit einem flüssigen Dotierungsmittel und Vorrichtung zu seiner Durchführung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19935912A1 true DE19935912A1 (de) 2001-02-01

Family

ID=7916640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1999135912 Withdrawn DE19935912A1 (de) 1999-07-30 1999-07-30 Verfahren zum Dotieren eines flüssigen Mediums mit einem flüssigen Dotierungsmittel und Vorrichtung zu seiner Durchführung

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1204604A1 (de)
AR (1) AR024775A1 (de)
AU (1) AU5216900A (de)
BR (1) BR0012846A (de)
DE (1) DE19935912A1 (de)
WO (1) WO2001009043A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003078332A1 (en) * 2002-03-18 2003-09-25 Caffaro S.P.A. Method and apparatus for water disinfection
WO2010136220A3 (de) * 2009-05-29 2011-06-16 Holger Blum Verfahren und vorrichtung zur behandlung von ballastwasser mit acrolein
EP2275195A3 (de) * 2007-04-03 2011-08-31 Holger Blum Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser mit wässrigen Acroleinlösung
ITBO20110253A1 (it) * 2011-05-06 2012-11-07 Barchemicals Biopharma S R L Procedimento per il trattamento di acqua

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES183753Y (es) * 1969-01-15 1974-08-16 Un elemento de reactor para la conservacion de hidrocarbu- ros.
FR2661668B1 (fr) * 1990-05-02 1993-03-05 Mcs Pharma Laboratoires Procede de desinfection de l'eau et compositions pour sa mise en óoeuvre.
FR2698798B1 (fr) * 1992-12-04 1996-10-04 Dgl Ind Systeme hydraulique de dosage proportionnel de liquide ou de gaz.
DE4326575C2 (de) * 1993-08-07 1997-09-18 Degussa Verfahren zur Dotierung strömender Gewässer mit Acrolein und Vorrichtung zu seiner Durchführung

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003078332A1 (en) * 2002-03-18 2003-09-25 Caffaro S.P.A. Method and apparatus for water disinfection
EP2275195A3 (de) * 2007-04-03 2011-08-31 Holger Blum Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser mit wässrigen Acroleinlösung
WO2010136220A3 (de) * 2009-05-29 2011-06-16 Holger Blum Verfahren und vorrichtung zur behandlung von ballastwasser mit acrolein
CN102803152A (zh) * 2009-05-29 2012-11-28 H·布卢姆 用丙烯醛处理压舱水的方法和设备
CN102803152B (zh) * 2009-05-29 2014-10-15 H·布卢姆 用丙烯醛处理压舱水的方法和设备
CN104211144A (zh) * 2009-05-29 2014-12-17 H·布卢姆 一种向船的主压舱水线供给水性丙烯醛溶液的供给装置
EP2821370A1 (de) * 2009-05-29 2015-01-07 Holger Blum Zufuhreinrichtung zur Zufuhr einer wässrigen Acroleinlösung zu einer Hauptballastwasserleitung für Schiffe
US9017560B2 (en) 2009-05-29 2015-04-28 Holger Blum Method and device for treating ballast water with acrolein
CN104211144B (zh) * 2009-05-29 2016-04-13 H·布卢姆 一种向船的主压舱水线供给水性丙烯醛溶液的供给装置
ITBO20110253A1 (it) * 2011-05-06 2012-11-07 Barchemicals Biopharma S R L Procedimento per il trattamento di acqua

Also Published As

Publication number Publication date
AR024775A1 (es) 2002-10-23
WO2001009043A1 (de) 2001-02-08
BR0012846A (pt) 2002-04-30
EP1204604A1 (de) 2002-05-15
AU5216900A (en) 2001-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69325251T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur optimalen Ozonisierung von, für den menschlichen Verbrauch, bestimmtem Wasser
DE112010003518T5 (de) Nährkultursystem und Wasserbehandlungsvorrichtung zu Sterilisierungs- undReinigungszwecken
DE2545101A1 (de) Verfahren zum desinfizieren von abfallfluessigkeiten und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE2241946C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abtragen einer Festkörperoberfläche mit einer Druckflüssigkeit
EP0082513B1 (de) Verfahren zur Beseitigung von H2S aus Erdgas, Erdöl und deren Gemischen
DE1289524B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer waessrigen 0, 5- bis 7gewichtsprozentigen Peressigsaeureloesung
DE102008055016A1 (de) Verfahren zur Behandlung von Wasser und wässrigen Systemen in Rohrleitungen mit Chlordioxid
EP2794492B1 (de) Verfahren zur behandlung sulfidhaltiger ablauge
DE2248685A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur sauerstoffbehandlung von fluessigem abfallschlamm
EP2635365B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur nicht-katalytischen entstickung von abgasen von verbrennungsanlagen
DE3143459C2 (de) Verfahren zur Austreibung von gelösten Gasen, insbesondere Sauerstoff aus Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE69123753T2 (de) Peroxosäureherstellung
DE2059415A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer innigen Mischung einer Fluessigkeit und eines Gases,insbesondere zur wechselseitigen Entgiftung von Verbrennungsabgasen in Ablaugen
EP0641777A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Peroxycarbonsäuren
DE3709174A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur biologischen reinigung von organisch belasteten abwaessern
DE19935912A1 (de) Verfahren zum Dotieren eines flüssigen Mediums mit einem flüssigen Dotierungsmittel und Vorrichtung zu seiner Durchführung
DE102008049734B4 (de) Verfahren und System zur Herstellung einer Chlordioxidlösung
EP0639533B1 (de) Verfahren zur Dosierung strömender Gewässer mit Acrolein und Vorrichtung zu seiner Durchführung
DE895372C (de) Anlage zum fortlaufenden Vulkanisieren von Gegenstaenden grosser Laenge aus Kautschuk
EP0007355B1 (de) Verfahren zur entkeimung von flüssigkeiten und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
DE2638428A1 (de) Verfahren zur neutralisation von abwasser
DE2656465A1 (de) Verfahren zur entkeimung von fluessigkeiten
DE2515667C3 (de) Vorrichtung zum Belüften von belebtem Schlamm
DE2818412A1 (de) Verfahren zur desinfektion und/oder zum entalgen von wasser
DE1060353B (de) Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Konzentrieren von Loesungen

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: DEGUSSA AG, 40474 DUESSELDORF, DE

8139 Disposal/non-payment of the annual fee