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Heizflüssigkeit für hohe Temperaturen.
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zu finden, um die bekannten Vorteile der mittelbaren Beheizung auch für dieses Temperaturgebiet ausnutzen zu können. Eine solche Heizflüssigkeit wurde es z. B. gestatten, die mittelbare Beheizung auch bei Anlagen für die Öldestillation oder für die Verarbeitung anderer feuergefährlicher Stoffe anzuwenden. Aber auch für die Erzeugung von Hochdruekdampf, für die Beheizung von Zwischenüberhitzern und anderen Apparaturen wäre ein solcher Stoff ausserordentlich wertvoll.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, als Heizflüssigkeit flüssige Metalle zu verwenden, doch liegen die Schmelzpunkte der verhältnismässig billigen Metalle, wie Blei und Zink, über 3000 bzw. 4000, was den Betrieb ausserordentlich erschwert. Bei diesen Temperaturen ist ein Aufschmelzen mit Dampf von normalem Druck nicht mehr möglich. Weiter ist auch der hohe Ausdehnungskoeffizient der Metalle von Nachteil. Beim Aufschmelzen werden die Apparaturen ausserordentlich hoch durch das sich dehnende feste Metall beansprucht. Risse und andere Beschädigungen sind die Folge. Zudem sind niedrig schmelzende Legierungen teuer, oxydieren auch zu leicht. Auch Quecksilber ist seines Preises wegen nicht verwendbar.
Ausserdem ist es stark giftig ; sein Dampf ist bereits bei gewöhnlichen Temperaturen, bei denen der Dampfdruck verschwindend gering ist, ausserordentlich schädlich. Bei hohen Temperaturen von 400 bis 500 , bei denen das Quecksilber sogar unter Überdruck stehen müsste, ist seine Anwendung daher mit besonders grossen Gefahren verknüpft. Weiter ist das hohe spezifische Gewicht der Metalle von Nachteil, denn die tiefsten Teile der Anlage können bei grösseren Apparaturen bereits unter beträchtlichem hydrostatischem Überdruck stehen. Auch greifen Metallschmelzen, z. B. geschmolzenes Zink, Eisen stark an.
Weiter hat man versucht, hochsiedende Öle und andere organische Flüssigkeiten zu verwenden, doch ist es bisher nicht gelungen, Flüssigkeiten zu finden, die den hohen Temperaturen völlig standhalten. Die bisher bekanntgewordenen organischen Flüssigkeiten zersetzen sich alle bei Temperaturen cuber 400 C und bilden Krusten an den Heizflächen, insbesondere an den der Strahlung ausgesetzten, bei denen die Rohrwandtempe. raturen besonders hoch liegen. Ein schnelles Durchbrennen dieser Rohre ist die Folge.
Auch Salzlösungen und Salzsehmelzen hat man als Heizflüssigkeit vorgeschlagen. Die Lösungen scheiden gänzlich aus, weil das darin enthaltene Wasser bei den hohen Temperaturen zu Korrosionen Anlass gibt und die Siedetemperaturen der üblichen Lösungen nicht hoch genug liegen. Auch die bisher bekanntgewordenen Schmelzen, z. B. von Nitraten, kommen nicht in Frage, weil der Erstarrungspunkt zu hoch liegt und bei höheren Temperaturen der Sauerstoff der Nitrate das Eisen oxydiert. Ihre Verwendung ist ausserdem gefährlich, da beim Undichtwerden des Erhitzers Nitrat auf glühende Kohlen fliessen könnte. Eine Explosion des gesamten Erhitzers wäre die unausbleibliche Folge, da ja Kohle und Nitrat Schiesspulver bilden.
Man hat auch bereits versucht, geschmolzenes Zinkchlorid als Heizflüssigkeit zu verwenden.
Dieses Salz hat aber den Nachteil, dass es erst bei 3500 schmilzt und daher beim Inbetriebsetzen der Anlagen Schwierigkeiten bereitet.
All die vorstehenden Nachteile fallen fort, wenn man erfindungsgemäss als Heizflüssigkeit eine Mischung verwendet, die mehr als 50% Zinkchlorid und ausserdem zwei oder mehr Metallsalze enthält, die mit Zinkchlorid Doppelsalze bilden.
Eine solche Schmelze besitzt alle Eigenschaften, die von einer Heizflüssigkeit fiir höchste Temperaturen verlangt werden.
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Verwendet man z. B. eine Schmelze mit 75% ZnCI2, 10% NaCl und 15% ci, so liegt der Erstarrungspunkt bei etwa 180 . Ein Einschmelzen ist daher bereits mit Dampf von etwa 12 at abs möglich.
Dass der Erstarrungspunkt derartig tief liegt, hängt damit zusammen, dass ZnCl2 mit NaCl und auch mit KSI Doppelsalze von niedrigem Erstarrungspunkt bildet und die Vereinigung dieser beiden Doppelsalze ebenfalls eine Erniedrigung des Erstarrungspunktes herbeiführt.
Der vorgeschlagene Wärmeträger ist weiterhin sehr billig ; seine Bestandteile sind chemische Grossprodukte, so dass die Füllung der Anlage, die bei grösseren Apparaturen durchaus beträchtlich ist, keine zu hohen Anlage-und Amortisationskosten bedingt.
Ein weiterer Vorzug liegt darin, dass die Zähigkeit niedrig ist, ebenso das spezifische Gewicht.
Die erstgenannte Eigenschaft ist für den Wärmeübergang von Bedeutung, die zweite insofern, als bei niedrigem spezifischem Gewicht keine allzu hohen hydrostatischen Drucke in der Anlage auftreten. Da der Siedepunkt der Schmelze weit über der Verwendungstemperatur liegt, so kann die Flüssigkeit bei dem Druck von 1 at abs verwendet werden, ein Dampfdruck tritt nicht auf, das Material wird daher mechanisch nur durch den geringen Druck der Flüssigkeitssäule beansprucht. Selbst bei hohen Temperaturen kann man gewöhnliches oder schwach legiertes Material von geringer Festigkeit verwenden.
Da die Flüssigkeit sich vor allem auch bei den höchsten Temperaturen nicht zersetzt, so ist eine Bildung von Krusten an den Heizflächen ausgeschlossen, ebenso ein Angriff des Eisens, da die Flüssigkeit keinen Sauerstoff enthält.
Von Vorteil ist es ferner, dass in der Flüssigkeit nur Salze solcher Metalle vorhanden sind, die unedler sind als Eisen. Ein Angriff des Eisers ist auch aus diesem Grunde nicht möglich.