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Im italienischen Patente Reg. Gen. Nr. 191.189 wurde eine Katalyse-Vorrichtung zur synthetischen Herstellung von Ammoniak aus seinen Elementen beschrieben, deren wichtigstes Ergebnis darin besteht, dass da, den Druck aushaltende Aussenrohr nur ganz mittelbar durch die katalytische Masse und die Wärmeschutzhülle hindurch erwärmt wird und seine Temperatur sich immer weit unter derjenigen erhält. bei welcher der verdichtete Wasserstoff den Stahl bis zur Unbrauchbarkeit angreift.
Mit dem Katalyse-Apparate ist eine Wärmewiedergewinnungsvorrichtung so verbunden, dass die kalten Gase, bevor sie in den Katalyse-Apparat eintreten, die Vorrichtung durchströmen und sieh auf Kosten der von den austretenden Gasen abgegebenen Wärme erwärmen. Damit werden die gegeneinander wirkenden Gase auf die Von der Katalyse erforderte Temperatur gebraebt. Zwar ist die Herstellung von Ammoniak von Wärmeentwicklung begleitet, aber diese ist nicht hinreichend um die unvermeidlichen Verluste zu ersetzen, welche den Wärmewiedergewinnungsvorrichtungen und der Wärmestrahlung der Apparate zuzuschreiben sind.
Wenn jedoch der Druck, unter welchem die Gasmischung in Ammoniak umgewandelt wird, hohe Werte z. B. bis 1000 Atm. erreicht, dann vermehrt sich schnell die in einem gegebenen katalytischen Raum sich entwickelnde Wärmemenge, sei es wegen des höheren Mischungprozentsatzes, welcher sich in Ammoniak umwandelt, sei es auch wegen des geringeren Raumes, der von den gegeneinander wirkenden Gasen ausgefüllt wird.
Wenn also der Druck viel höher wird, wird es dringend nötig sein, nicht nur die thermische Energie der auftretenden Gase genau wiederzu7gewinnen, sondern auch manchmal den katalytischen Stoff zu kühlen und eine übermässige Selbsterhitzung desselben vermeiden zu können.
Aber wenn der Druck höher wird, nimmt auch die Dichtigkeit der Gase und mit derselben ihre Wärmeleitungsfähigkeit Zll, während die Wirksamkeit der zwischen das die katalytische Masse enthaltende Rohr und die Aussenwand eingelegten Wärmeschutzhülle abnimmt.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und Vorrichtung, Hm dem Übelstande dieser grösseren Wärmeaufnahmefähigkeit sowie der Gefahr einer übermässigen Selbsterhitzung der katalytischen Masse abzuhelfen, indem man die den Gasdruck aushaltendeWand gegen den Einfluss der inneren Temperatur des Appaiates, wenn man auch unter dem höchsten Druck arbeiten soll, auf solche Weise schützt, dass der Aussenwand eine verhältnismässig niedere Temperatur gesichert wird, während zugleich eine Reaktion- mässigung im katalytischen Raum stattfindet.
Dieser Zweck wird dadurch erreicht, dass man die eintretenden Gase, deren Temperatur in jedem Falle unter der sein muss, bei welcher der verdichtete Wasserstoff den Stahl angreift und unbrauchbar macht, zwischen die Aussenwand des den Gasdruck aushaltenden Rohres und das die katalytische Masse enthaltende Rohr leitet, so dass sie die Aussenwand schützen und der katalytischen Masse zugleich Wärme entziehen, indem sie die Reaktion zwischen zweckmässigen Grenzen erhalten.
Die ausgedachten Verbesserungen gehen aus der Zeichnung hervor, in welcher Fig. 1 einen Grundriss und Fig. 2 in ihrem oberen Teil einen Durchschnitt der Vorrichtung nach der Linie OB und in ihrem unteren Teil nach der Linie OA zeigt.
In den Figuren ist :
1 das Aussenrohr mit dicken Wänden, welches an seinen beiden Enden mit zwei starken Stahlplatten 2, 3 geschlossen ist. 4-5 sind die zwei konzentrischen dünnwandigen im Innern des Aussenrohres angeordneten Eisenrohre, die im Ringraum 6 die katalytische Masse und im inneren Raum 7 den
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elektrischen Widerstand 10 enthalten. Der untere Teil des inneren Rohres 5 ist geschlossen, um den den elektrischen Widerstand 10 enthaltenden Raum 7 von dem katalytischen Raum zu trennen ; die Löcher 8 dienen dazu, die Gase aus dem Raume 7 in den Raum 6 eintreten zu lassen.
Die Wände des Rohres 4 verjüngen sich im Punkte 19 des unteren Teiles und gehen durch den Flansch 3 hindurch. Die auf diese Weise verkleinerte Zylinderöffnung wird mit einer dünnen Scheibe 20
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und der Aussenwand des den Druck aushaltenden Rohres bleibt ein Raum für das Durchströmen der Gase frei.
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den die katalytische Mase enthaltenden Zylinder umgibt, während zwei Bohrungen 12, die sieh in eine einzige in der Platte 2 vereinigen, durch die Rohrleitungen 18 den katalytischen Raum mit dem Äusseren des Apparates verbinden.
Die durch das Loch 11 strömenden und gegeneinander wirkenden Gase treten in die Katalyse- Vorrichtung, u. zw. in den Raum ein, der den die katalytische Masse enthaltenden Zylinder umgibt, fliessen dann zwischen der Aussenwand des Apparates und den den katalytisehen Stoff umgebenden schützenden Raum, dringen in den inneren Raum 7 durch Bohrungen'l'hinein und gelangen, indem sie am elektrischen Widerstand vorbeistreichen, zum unteren Ende, um durch die kleinen Löcher 8 in den katalytisehen Raum hineinzutreten, durch denselben hindurehzuströmen und durch die Löcher 18, 12 in das \ussenrohr 15 auszutreten.
Die Temperatur dieser strömenden Gase erhält sieh immer, wie gesagt,
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Temperatur diejenige der Aussenwand immer mehr unabhängig zu machen.
Die erfindungsgemäss verbesserte Vorrichtung bietet noch den nicht unbedeutenden Vorteil, dass man die katalytischeMasse ersetzen kann, ohne aus dem den Druck aushaltenden Rohr den die katalytische Masse enthaltenden Zylinder herauszuziehen. Man braucht nur die Schliessplatte @ 9 und die Scheibe 20 zu heben um die katalytische Masse herausziehen zu können und dann, nachdem man Schliessplatte und Scheibe wieder an ihren Platz gesetzt hat, die neue katalytisehe Masse in den Raum 6 durch dir
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Katalyse-Vorrichtung zur synthetischen Herstellung von Ammoniak aus seinen Elementen, die aus einem an seinen Enden mit zwei starken Stahlplatten geschlossenen, den Druck tragenden Aussenrohr und aus zwei konzentrischen, dünnwandigen, im Innern des Aussenrohres angeordneten Eisenrohren besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytische Masse im Ringraum zwischen den beiden Innenrohren und der elektrische Widerstand im inneren zentralen Raume enthalten sind, wobei die Räume zwischen den Rohren durch Löcher miteinander verbunden sind, so dass die Gase, die durch die untere Schliessplatte in den Raum eintreten, der den die katalytische Masse enthaltenden Zylinder umgibt, zwischen der Aussenwand des Apparates und dem den katalytischen Stoff umgebenden und schützenden Raum fliessen, in den inneren Raum eindringen und,
am elektrischen Widerstand vorbeistreichend, zum oberen Ende gelangen, um durch die obere Schliessplatte auszuströmen.