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Verfahren zur katalytischen Verbrennung von explosiven Gasgemischen.
Le Chatelier hat erkannt, dass das Zurückschlagen der Explosion eines explosiven Gasgemisches durch ein langes Rohr von sehr geringem Querschnitt verhindert werden kann. Für die technische Durchführung solcher katalytisehen Gasreaktionen, bei denen das reagierende Gasgemisch explosive Eigenschaften besitzt, ist diese Feststellung jedoch praktisch wertlos, sowohl als Folge des sehr beträchtlichen
Gaswiderstandes als auch auf Grund der Schwierigkeit der Anordnung eines Katalysators in derartig engen Röhren.
Es wurde nun gefunden, dass der gleiche explosionsverhindernde Effekt dadurch erreicht werden kann, dass man die Reaktion in sehr dünner Gasschieht stattfinden lässt, indem man z. B. das Reaktiongemisch anstatt durch Röhren von kleinem Durchmesser durch den sehr geringen Zwischenraum zwischen den inneren Wandungen des zur Verbrennung dienenden Kontaktapparates und einem in diesem Zwischenraum befindlichen Katalysator von geeigneter Form hindurchpresst.
Das zur Erreichung des Effektes notwendige Mindestmass der Schichtdicke ist etwas verschieden bei verschiedenen Reaktionen, muss aber auf alle Fälle so klein sein, dass Explosionen auch bei Überschreitung der kritischen Entzündungstemperatur des betreffenden Gasgemisches nicht eintreten können.
Im allgemeinen kommen Schichtdicken von 0. 1-1 Millimeter in Betracht.
Im Gegensatz zu der Le Chatelierschen Beobachtung lässt sich die oben erwähnte Feststellung technisch verwerten, da der Gaswiderstand solcher dünnen Schichten nicht sehr beträchtlich ist und die Anordnung eines geeigneten Katalysators ohne weiteres möglich ist.
Bei einer praktischen Ausführung des Verfahrens lässt man z. B. das Gasgemisch mit grosser Strömungsgeschwindigkeit durch den geringen Zwischenraum zwischen zwei zweckmässig gekühlten Metallplatten und einem in diesem Zwischenraum befindlichen Katalysator in Form eines Metalldrahtnetzes hindurchgehen. Eine derartige Anordnung ist in den Fig. 1-3 näher veranschaulicht. Fig. 1 ist eine Vorderansicht, Fig. 2 ein Längsschnitt durch den ganzen Apparat und Fig. 3 eine Vorderansicht einer Hälfte des Apparates. Der Apparat besteht aus zwei mit Wasserkühlmänteln versehenen Metallplatten 2, die mittels Bolzen aneinandergesehraubt sind.
In dem sehr geringen Zwischenraum zwischen diesen beiden Metallplatten ist als Katalysator ein Metalldrahtnetz 1 angeordnet, das durch geeignete Mittel auf die Reaktionstemperatur gebracht werden kann. Das Reaktionsgemisch wird durch ein Ventilsystem am oberen Ende 4 des Apparates eingeführt und strömt durch den Zwischenraum zwischen den
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der Reaktion und zur Inbetriebsetzung des Apparates.
Das Verfahren ist besonders geeignet zur katalytisehen Verbrennung von Ammoniak mit Sauerstoff.
Infolge der starken Explosivität von Ammoniak-Sauerstoff-Gemisehen mit einem Ammoniakgehalt
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Gemische zwecks Herstellung von Stickoxyden bzw. Salpetersäure, katalytisch verbrennen zu können und gerade hiebei hat sich das Verfahren besonders bewährt.
Die Wirksamkeit des Verfahrens in bezug auf die Verhinderung von Explosionen bei der Verbrennung von Ammoniak-Sauerstoff-Gemischen ergibt sich daraus, dass die Reaktion durch Anzünden des aus dem oben erwähnten Zwischenraum herausströmenden explosiven Gasgemisches eingeleitet
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wird. Die Reaktion am Katalysator beginnt infolgedessen und die Zündflamme löscht von selbst aus durch das Auftreten der Verbrennungsprodukte in den Abgasen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur katalytischen Verbrennung von explosiven Gasgemischen, insbesondere von Ammoniak-Sauerstoff-Gemischen, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion in so dünner Gasschicht stattfinden lässt, dass hiedurch Explosionen verhindert werden.