AT30458B - Verfahren zur Darstellung endothermischer Verbindungen durch Erhitzung. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Darstellung endothermischer Verbindungen durch Erhitzung. 



   Chemische, insbesondere ondothermischo Verbindungen von Gasen, z. B. Stickoxyd aus Sauerstoff und Stickstoff, wurden bisher in der Weise dargestellt, dass die gasförmigen Bestandteile.   elektrischen Flammenbügen   oder Hochspannungsfunkenstrecken ausgesetzt wurden, wobei von aussen geheizte Röhren die Gase zur Entlastung der   Funlenstrecko ge-   gebenenfalls vorwärmen. Bekanntlich erfordern solche endothormische Verbindungen zur rationollen Ausbeute möglichst hohe   Hitzegrado.   Hierin ist man aber bei jenen bekannten Verfahren, welche kontinuierlich arbeiten, durch die Schmelzbarkeit der   Vorwärmemateriatien   und Elektroden an verhältnismässig niedrige Grenzen gebunden.

   Ferner verschwendet jenes Verfahren eine grosse Energiemenge dadurch, dass die meistens unvermeidlich   mitzuführenden   
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Luft) mit auf die hohen Temperaturen gebracht werden müssen, um nachher künstlich ab-   gokühlt   zu werden. 



   Diese Nachteile bleiben auch für ein weiteres bekanntes Verfahren der Luftstickstoff- verwertung bestehen, bei welchem durch komprimierte Luft dauernd   übergehende   elektrische
Funken sich entladen, ohne dass dabei die Kompressionserhitzung der Luft benutzt wird. 



   Es ist ferner bekannt, zur Verbrennung von Kohle in Druckgasgeneratoren   dio     Komprcssionswärmo   der Verbrennungsluft mit zu benutzen. Aber auch bei diesen zwei letzteren Verfahren wird der gewünschte chemische Vorgang nicht für genau abgemessene
Mengen der zu verbindenden chemischen Substanzen vollführt. 



   Nach dem vorliegenden Verfahren wird nämlich die zur Gewinnung chemischer, ins- besondere endothermischer Verbindungen nötige Hitze durch die Verdichtung der einzelnen
Verbindungsbestandteile direkt im Innern eines   Kompressionszylinders   erzeugt. Die Bestand- teile müssen also ebenfalls gasförmig oder mit einem komprimierbaren Gase vermischt sein, um in der für jedes Arbeitsspiel in Frage kommenden Menge zur Kompression und darauf zur Expansion zu gelangen. 



   Das vorliegende Verfahren soll insbesondere ermöglichen, stickstoffsauerstoff- verbindungon aus der Luft in   ökonomischer   Weise zu gewinnen. 



   Zur Ausführung des nonen Verfahrens wird Luft aus der Atmosphäre (am besten im   Wärmeaustauschgefäss     W an den heissen Abgasen des   vorhergehenden Ausschubes vorgewärmt) von dem   Kolben A :   durch das   Einsaugventil e angesaugt.   Während des folgenden Kolben- rückganges schliesst sich das Ventil e, die Luft wird schnell und stark durch die auf- gespeicherte Energie des Schwungrades verdichtet. Vor oder im inneren Totpunkte kann nun die   gegebenenfalls nötige sekundäre Energie   durch Flammenbildung infolge eingeblasenen
Brennstoffes oder durch Bildung einer   elelitrischen   Funkenstrecke bei f eingeführt werden. 



     Beim   sich direkt anschliessenden Expansionshube bleiben die Ventile noch geschlossen, so dass der grösste Teil der eingepressten Kompressionsenergie als freie   mechanische   Arbeit zurück- gewonnen wird. Der danach   rüclikehrendo   Kolben treibt während seines vierten Hubes den
Zylinderinhalt durch das entsprechend belastete   Auslassventil   a ins Freie oder nach Durch- strömen des Wärmeaustauschers   1T in   die geeigneten   Absor1Jtionsbehälter,   in denen das gebildete Stickoxyd in bekannter Weise ans der überschüssigen Luft und den bei Flammen- bildung erzeugten Verbrennungsprodukten ausgewaschen wird. 



   Weil   hieboi die Höchsttemperatur innerhalb   des Gemisches selbst entsteht, ist deren
Höchstgrenze unabhängig von der Schmelzbarkeit der Komprossorwandungon. Es werden dieselben vielmehr günstigerweise ähnlich wie bei den   Gasmaschinen   durch Wasser oder durch die vor der Kompression um die Wandungen geführten Gemischbestandteile künstlich abgekühlt. Weil ferner diese   Höchsttemperatur   nur während verhältnismässig kleiner
Zeitmomente absatzweise auftritt, können die Verluste infolge Wärmeableitung durch die
Kempresserwände möglichst klem gehalten werden, zumal wenn man dieselben gegen Wärme- ableitung und chemischen Angriff mit schützenden Substanzen (z. B. Blei oder Graphit- anstrich gegen dei Angriffe des Stickoxyds, Emaillieren der liompressorinnenflächen) aus-   ktfidet.

   Hioboi können dieselben   auch so gewählt worden, dass sie katalysatorisch die Bildung der beabsichtigten Verbindung unterstützen oder einleiten.   Zu diesem Zweck kann   man die nicht von dem Kolben   bestrichenen   Kompressorinnenflächen mit einem Gemenge von Karborundum mit   Platioscbwamm   unter Beimischung geeigneter bindestoffe, Wasserglas, Graphit mit fluor. 



    'hahigen Beimengungen usw. überziehen.   Da bekanntlich derartig gebaute Kompressoren   ausser-   ordentlich hohe Inncntempcraturen vertragen, kann man ausserdem die Gemischbestandteile an passenden billigen heizquellen möglichst hoch bereits vorgewärmt in den Zylinder einführen. 

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      Diezur, Hitzeerzougung verwondete Kompressionaonergie kann   durch gleich darauf   folgende   Expansion'bis auf den   ondothormisch   gebundenen Beitrag ohne grosse   äussere   Verluste   wieder gewonnen werden. Ist noch eine Zusatzenergie ausser   der Kompressions. 
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 gegebenenfalls sofort darauffolgenden Expansionshubes als freie mechanische Energie verfügbar. Der Kompressor. arbeitet dann günstig im Viertakt, d. h. in vier aufeinanderfolgenden Kolbenhüben saugt er an, komprimiert, expandiert und stösst aus.

   Da diese Zusatzenergie technisch in etwas grösserem Betrage hinzugefügt werden muss, als der zum Aufbau der gewünschten chemischen Verbindung gerade notwendigen Zusatzenergiemenge entspricht, so erfordert der betreffende Kompressor also nicht nur keine äussere Antriebskraft, er wird sogar noch als Kraftmaschine mit dienen. Die Abgase werden dann heisser als das angesaugte Gemisch sein, so dass letzteres an den Abgasen der vorhergehenden Arbeitsspiele vorgewärmt werden kann. 



   Ein weiterer grosser Vorzug des Verfahrens besteht darin, dass der hohe Druck die Schnelligkeit und Vollständigkeit der chemischen Reaktion günstig beeinflusst, zumal wenn man den Kompressionsraum so ausgestaltet, dass der gesamte Inhalt während der Kompression an der   Zuführungsstetle   der sekundären Energie vorboigetrieben wird. 



   Dasselbe Ziel kann auch dadurch erreicht werden, dass men am Ende der Kompression den fertig komprimierten Inhalt unter Preisgabe der aufgewendeten Verdichtungsarbeit sofort entweichen lässt und darauf während des   Kolbenausganges   neue Verbindungsbestandteile ansaugt, also im Zweitakt arbeitet. 



   Im übrigen eignet sich die Viertaktkompression infolge Wiedergewinnung der Verdichtungsarbeit durch Expansion insbesondere für endothermische Verbindungen solcher 
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 oder günstig mitwirkenden Gases bedürfen, um in Pulverform gebracht oder in Dampfform   zerstäubt absatzweise der Kompressionserhitzung ausgesetzt worden   zu können. 



   Auf diese Weise wird es möglich, z. B. organische Substanzen wie aromatische Verbindungen fein zerstäubt durch die gebildeten Stickstoff verbindungen während deren Bildung zu nitrieren. 



   PATENT-ANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Darstellung   endothermischen   Verbindungen durch Erhitzung, gekennzeichnet durch die Erzeugung der erforderlichen Hitze in der Weise, dass an der   Reaktion beteiligte   oder   nichtbeteiligte   Gase in dem Zylinder eines Kompressors in der für jedes Spiel in Frage kommenden Menge zur Kompression und hierauf innerhalb oder ausserhalb der Zylinder zur Expansion gelangen, wobei die zur Bildung der endothermischen Verbindung aufgebraucht Wärmemenge entweder auf mechanischem Wege oder durch dem   komprimierten   Gase zugeführte sekundäre Energie (Elektrizität,   Flammwirkung)   in jedem Arbeitsspiel ersetzt wird.

Claims (1)

1. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor nach dem Viertakt arbeitet, zum Zwecke, besondere Fall-und Ladepumpen bei dem Kompressor zu vermeiden.

   3. Ausführungsform des Verfahrens gemäss den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man das umzusetzende Gasgemisch schon vorerhitzt in den Kompressor einführt, wozu in passenden Austauschapparaten die Abwärme der vorhergehenden Ladung benutzt werden kann.

   4. Ausführungsform des Verfahrens gemäss den Ansprüchen 1, 2 und 3 behufs Gewinnung oudothprmischer Verbindungen aus festen oder flüssigen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, dass diese Stoffe in Pulver-oder Dampfform einem gemäss Anspruch i zu komprimierenden Gase oder Gasgomenge beigemischt worden.

   5. Kompressor zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass seine freien Innenflächen mit katalytischen Substanzen ausgekleidet sind.