Verfahren zur Spaltung von Kohlenwasserstoffen in flüssigem Zustand
Es ist bekannt, insbesondere zur Gewinnung acetylenhaltiger Gase aus flüssigen Kohlenwasserstoffen, eine Vielzahl von in dem flüssigen Kohlenwasserstoff brennenden Lichtbogen zu benutzen, die erzeugt werden zwischen festen Elektroden und sogenannten Hilfselektroden, wie z. B. Kohlekörnern, die in der Flüssigkeit suspendiert sind. Dabei werden die Hilfselektroden, die in Ruhestellung mit den Hauptelektroden in Kontakt stehen, durch die bei der thermischen Spaltung entwickelten Gase von den Hauptelektroden unter Bildung eines Lichtbogens abgehoben, bis der Lichtbogen abreisst, worauf die Hilfselektroden sich wieder auf die stromführenden Zuleitungselektroden aufsetzen, durch die Kontaktwärme erneut eine Gasentwicklung bewirken und wiederum unter Erzeugung eines Lichtbogens angehoben werden.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, statt der Kohlestückchen langgestreckte Formkörper als Hilfselektroden zu verwenden, die kammartig zwischen die Hauptelektroden eingreifen und durch ihre Ausbildung etwa nach Art eines Waagebalkens befähigt sind, sich unter dem Einfluss der in der Flüssigkeit aufsteigenden Gase zu heben und so intermittierend brennende Lichtbogen auszubilden.
Bei diesem Verfahren entsteht zugleich mit der Zersetzung des flüssigen Kohlenwasserstoffes in mehr oder weniger grosser Menge auch Russ, der gegebenenfalls als solcher gewonnen werden kann. Für viele Zwecke ist die Russbildung jedoch schon deswegen unerwünscht, weil sie einen Ausbeuteverlust in bezug auf die gasförmigen Spaltprodukte, z. B. Acetylen, Wasserstoff oder andere gasförmige Kohlenwasserstoffe, bedeutet. Insbesondere wenn man etwa das entstehende Gasgemisch für Schweisszwecke benutzen will, ist man darauf angewiesen, den Gehalt an Acetylen und Wasserstoff möglichst zu steigern, während der Anteil an Äthylen und Methan und Homologen möglichst gering gehalten werden soll. Abgesehen davon kann die Anreicherung von Russ in der zu spaltenden Flüssigkeit auch andere betriebliche Nachteile bieten.
Es hat sich z. B. gezeigt, dass bei der Spaltung von Kogasin pro Kilowattstunde 30 g Russ entstehen, das bedeutet für 1 kg Acetylen und Äthan den Anfall von etwa 350 g Russ, wofür ein erheblicher Teil des eingesetzten Öles nutzlos verbraucht wird.
Es wurde nun gefunden, dass es möglich ist, die Russbildung bei der Spaltung von Kohlenwasserstoffen in flüssigem Zustand in gasförmige Kohlenwasserstoffe und Wasserstoff mit Hilfe von Lichtbogen, die zwischen mit der Sturmquelle verbundenen Elektroden und durch die entwickelten Gase bewegten Hiltselektroden intermittierend brennen, überraschenderweise praktisch vollständig zu unterdrücken und die Ausbeute an Acetylen und Wasserstoff unter gleichzeitiger beträchtlicher Verminderung anderer Kohlenwasserstoffe höheren Sättigungsgrades zu steigern, wenn die Spaltung unter vermindertem Druck vorgenommen wird. Ein derartiger Einfluss einer Druckherabsetzung war um so weniger zu erwarten, als nach dem Prinzip von Le Chatelier eher mit einer Steigerung der Zersetzung zu Russ und Wasserstoff oder niedrigeren Kohlenwasserstoffen hätte gerechnet werden müssen.
Abgesehen davon war auch nicht anzunehmen, dass eine Erniedrigung des äussern Druckes überhaupt einen Einfluss auf den Verlauf der Spaltung haben könnte, da der Druck in der in der Flüssigkeit gebildeten Gasblase sehr gross sein kann und die Bildung dieser Gasblasen in Bruchteilen von Sekunden, beispielsweise innerhalb weniger Tausendstelsekunden, erfolgt. Demgegenüber hat sich jedoch gezeigt, dass der Einfluss des verminderten Druckes, insbesondere von Drucken unterhalb 250 mm, vorzugsweise unter 100 mm Quecksilbersäule sehr eindeutig zur Verbesserung der Ausbeute, insbesondere an Acetylen und Wasserstoff, und zu einem praktisch vollständigen Verschwinden der Russbildung führt, wie auch nachfolgende Gegenüberstellung erweist.
Vol.-Prozente Druck mm Hg C, C2H4 Homologe H2 C4Hs C,H, C,H, C,H, Homologe
760 29 10 5,0 5 51
50 33 4,3 1,2 2 59,5
Diese Zusammenstellung bezieht sich auf die Spaltung von Kogasin mit einem Siedebereich von 180 bis 320 C, jedoch tritt die erfindungsgemässe Verbesserung im Hinblick auf die Unterdrückung der Russbildung und die Ausbeuteerhöhung an erwünschten Kohlenwasserstoffen auch bei andern Ausgangsmaterialien ein.
Das Verfahren der Erfindung kann sowohl mit geformten - zweckmässig langgestreckten - als auch mit körnigen Hilfselektroden durchgeführt werden. Dabei ist natürlich das Gewicht der Hilfselektroden auf das spezifische Gewicht der zu spaltenden Flüssigkeit derart abzustimmen, dass die Hilfselektroden sich unter ihrem Eigengewicht in der Flüssigkeit nach unten auf die Bogenelektroden zu bewegen und die Bewegungsrichtung durch den Auftrieb der gasförmig aus der Flüssigkeit entweichenden Spaltprodukte umgekehrt wird, wodurch das Abheben der Hilfselektrode von den Hauptelektroden bewirkt wird.
Solange sich die Hilfselektroden nach oben von den Hauptelektroden wegbewegen, brennt bis zu einer gewissen Entfernung der Lichtbogen, worauf nach Aufhören der Gasentwicklung die Hilfselektrode sich unter ihrem Eigengewicht auf jeweils ein Paar der Hauptelektroden auflegt und den Kurzschluss für die Erzeugung eines neuen Lichtbogens herstellt.
Als Hilfselektroden können, zweckmässig langgestreckte, Körper von beliebiger Querschnittausbildung verwendet werden. Die Dicke dieser Körper sollte grösser sein als der Abstand je zweier Elektroden, damit eine sichere Auflage und eine zuverlässige Herbeiführung des Kurzschlusses zwischen den Hauptelektroden und der Hilfselektrode gewährleistet ist. Man kann selbstverständlich auch Hilfselektroden von geringer Stärke verwenden, die dann jedoch mit entsprechenden Fortsätzen versehen sein müssen, durch die die Auflage auf das Elektrodenpaar bewirkt wird.
Mit besonderem Vorteil kann man die Hilfselektroden kugelförmig oder annähernd kugelförmig ausbilden.
Man kann sie auch, um die Berührungsfläche mit den Hauptelektroden zu vergrössern, mit Schneiden versehen, die zwischen die Hauptelektroden eindringen.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, diese Schneiden sägezahnartig auszugestalten, wobei der Kurzschluss und die Bogenbildung nur über die Zähne geht, so dass an zwei langgestreckten Elektroden gegensätzlicher Polarität beim Abheben der Hilfselektrode eine Vielzahl von Lichtbögen sich bilden kann.
Die Abstimmung des Gewichtes der Hilfselektroden, sofern es sich um grössere Formkörper handelt, kann entweder durch Verwendung eines porösen Materials, insbesondere eines Metalles, oder durch Anbringung entsprechender Ausnehmungen oder Gegengewichte vorgenommen werden. Im allgemeinen wird man die Hilfselektroden oberhalb der Hauptelektroden am Spaltgefäss selber oder an Hilfsvorrichtungen waagebalkenartig aufhängen oder lagern, wobei ein möglichst geringer Auflagedruck bei auf den Hauptelektroden ruhenden Hilfselektroden eingehalten werden muss.
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden als Hilfselektroden gekörnte stromleitende Stoffe benutzt, deren grösster Korndurchmesser den Abstand der Hauptelektroden übersteigt.
Diese körnigen Hilfselektrodenmaterialien werden gewissermassen in der Flüssigkeit suspendiert, wobei durch die schon erwähnte Abstimmung des spezifischen Gewichtes des Feststoffes zu derjenigen der Flüssigkeit dafür gesorgt wird, dass die körnigen Feststoffe in der Flüssigkeit langsam nach unten sinken und sich infolge ihres passend gewählten Korndurchmessers zwischen den Hauptelektroden absetzen, so dass eine direkte Stromverbindung hergestellt wird. Sobald auf Grund der lokalen Erwärmung gasförmige Zersetzungsprodukte aus der Flüssigkeit entweichen, werden die einzelnen Körner nach oben mitgerissen und so von den Hauptelektroden unter Ausbildung jeweils eines Lichtbogens abgehoben. Nach Erlöschen des Lichtbogens sinken die als Hilfselektroden dienenden Körner in der Flüssigkeit wieder unter, bis sie zwischen den Hauptelektroden aufliegen und diese erneut stromleitend überbrücken.
Auch hier kann zur Abstimmung des spezifischen Gewichtes körniges Material mit natürlichen oder künstlichen Poren verwendet werden.
Als besonders geeignet haben sich Kohle oder kohlenstoffhaltige Substanzen in gekörnter Form erwiesen.
Die Bewegung der Hilfselektroden nach unten ist stets durch die Hauptelektroden begrenzt. Eine Begrenzung der Bewegung nach oben kann, erforderlichenfalls, insbesondere bei körnigen Hilfselektroden, dadurch erfolgen, dass oberhalb der Hauptelektroden in dem Spaltgefäss ein Netz oder Sieb angeordnet wird, durch das gleichzeitig unter Reinigung der gasförmigen Spaltprodukte mitgerissene Flüssigkeitströpfchen zurückgehalten werden.
Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform, bei der ebenfalls eine Begrenzung der Bewegung der Hilfselektroden nach oben erfolgt und die Rückführung der Hilfselektroden nicht nur unter ihrem eigenen Gewicht, sondern zusätzlich durch mechanische Einwirkung vorgenommen wird, ergibt sich, wenn in dem Behälter mit der zu spaltenden Flüssigkeit ein käfigartiger Rotationskörper von kreisförmigem Querschnitt um eine waagrechte Achse angeordnet wird, dessen Teile aus Kohlestäben bestehen. Dieser Rota tionskörper dient zur Aufnahme der als. bewegliche Hilfselektroden dienenden körnigen Substanzen in Gestalt von Kohlekörnern oder andern kohlenstoffhaltigen, pulverförmigen Feststoffen.
Dabei muss selbstverständlich der Abstand der einzelnen Stäbe des Rotationskörpers so auf die Teilchengrösse der Kohlestücke oder Kohlekugeln abgestimmt sein, dass diese nicht durch die Gitterstäbe hindurchfallen können.
Wird nun der Kohlekäfig mit der Stromquelle so verbunden, dass die jeweils unten befindlichen Gitterstäbe - etwa jeweils l/3 bis · der Gesamtzahl - unter Strom stehen, und zwar alternierend eine unterschiedliche Polarität aufweisen, so erfüllen diese Stäbe die gleiche Funktion wie die Hauptelektroden bei den andern Ausführungsformen, d. h. die zwischen je zwei Stäben mit verschiedener Polarität liegenden Hilfselektroden bewirken die Zündung des Lichtbogens und werden von dem entstehenden Spaltgas nach oben geführt. Sobald sie an die gerade oben befindlichen Stäbe des rotierenden Körpers anstossen, werden sie von diesen mitgenommen und wiederum nach unten geführt, wo, da die untern Stäbe wieder mit der Stromquelle verbunden sind, erneut die Zündung der Lichtbogen erfolgt.
Bei dieser Ausführungsform wird die Rückführung der Hilfselektroden zur Zündung eines neuen Lichtbogens bis zu einem gewissen Grad unabhängig von dem Absetzen der körnigen Hilfselektroden, da sie von den obern stromlosen Käfigstäben mit nach unten genommen werden. Der sich hieraus ergebende Vorteil zeigt sich vor allem in einer gleichmässigeren und weniger stossweise auftretenden Strombelastung.
Das Arbeiten unter vermindertem Druck kann gegebenenfalls eine Beschleunigung der Bewegung der Hilfselektroden durch den erhöhten Auftrieb der Gasblasen bedeuten, was eine an sich erwünschte Erhöhung der Teilchengrösse der Hilfselektroden ermöglicht. Sofern man also nicht mit geformten Hilfselektroden, sondern mit kleinen Körnern arbeitet, benutzt man vorteilhaft Körnungen, deren durchschnittliche Teilchengrösse mehr als 12 mm beträgt, wobei sich Körner von 14 bis 18 mm Teilchendurchmesser besonders bewährt haben. Man erreicht durch die Verwendung solcher Körnungen ein ruhigeres Arbeiten der Spaltvorrichtung und ausserdem eine grössere Sicherheit dafür, dass der Lichtbogen unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche erlischt.
Dies ist wesentlich im Hinblick auf die Zündung des über der Flüssigkeit befindlichen Gasgemisches für den Fall, dass durch Undichtigkeiten Luft in den Gasraum eintreten sollte. Diese Schwierigkeit kann durch entsprechende Ausbildung der Hilfselektroden mit Sicherheit ausgeschaltet werden, so dass eine wesentliche Hemmung infolge des Unterdruckes auf diese Weise entfällt.
Man kann nach dem Verfahren gemäss der Erfindung leicht zu einem Produkt gelangen, das als acetylenhaltiges Schweissgas für die Autogenschweissung besonders geeignet ist. Werden schwefelhaltige Rückstände, beispielsweise solche der Erdöl- oder Teerverarbeitung, der Spaltung unterworfen, so entstehen mit Schwefel verunreinigte gasförmige Spaltprodukte, die jedoch, ohne die Eignung für den oben erwähnten Verwendungszweck nachteilig zu beeinflussen, in an sich bekannter Weise in über Schwefel absorbierenden Massen gereinigt werden können.
Selbstverständlich kann durch entsprechende Be messung des Unterdruckes und durch Abstimmung des Ausgangsmaterials auf die sonstigen Spaltbedingungen auch bei dem Verfahren gemäss der Erfindung die Bildung gewisser Russmengen erreicht werden, falls das erwünscht ist. Dabei bedient man sich im Interesse einer guten Energieausbeute vor allem aromatischer Kohlenwasserstoffe als Ausgangsmaterial.
Eine Vorrichtung, wie sie zur Ausübung des Verfahrens mit vorgeformten Hilfselektroden nach der Erfindung beispielsweise verwendet werden kann, ist in der Abbildung schematisch wiedergegeben, wobei die Organe zur Erzeugung und Aufrechterhaltung vön vermindertem Druck der Übersichtlichkeit halber fortgelassen sind. Darin bedeutet 1 das die zu spaltende Flüssigkeit aufnehmende Gefäss, in dem eine Reihe kammartig ineinandergreifender Bogenelektroden 2 und 3 in der Nähe der Bodenfläche und parallel zu dieser angebracht ist. Aus Sicherheitsgründen ist es empfehlenswert, die Stromzuführung zu diesen Elektroden unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Gefäss anzubringen.
Im Rand des Gefässes 1 sind die gekröpften stabförmigen Hilfselektroden 4 nach Art eines Waagebalkens leicht beweglich bei 5 gelagert, derart, dass sie in ihrer tiefsten Stellung mit dem innerhalb des Spaltgefässes befindlichen Abschnitt ganz oder teilweise auf je zwei Hauptelektroden aufliegen oder mit ihren Schneiden zwischen diesen eingreifen.
Eine andere Ausführungsform ist in Abb. 2 dargestellt. Hierbei weisen die Hilfselektroden in dem auf den Hauptelektroden liegenden Teil mehrere kugelförmige Vorsprünge auf, so dass beim Abheben zwischen den kugeligen Teilen und den Hauptelektroden eine Vielzahl von Lichtbogen entstehen. In der Abbildung bedeuten 21 und 22 die Hauptelektroden, 23 die Hilfselektrode, die mehrere kugelartige Verdickungen 24 trägt. In der Abb. 3 ist im Schnitt die schneidenförmige Ausbildung der Hilfselektrode 31 dargestellt, die in den Zwischenraum zwischen den Hauptelektroden 32 eingreift. In ähnlicher Weise zeigt Abb. 4 die Ausgestaltung der Hilfselektrode 41 mit einer sägezahnartigen Schneide 42.
Da die zur Erzeugung der Lichtbögen erforderlichen Energiemengen gross sein und zu einer starken Erwärmung führen können, ist es zweckmässig, zur teilweisen Wiedergewinnung dieser Energie einen Wärmeaustausch vorzusehen. Dieser kann entweder dadurch erfolgen, dass im Spaltgefäss wasserdurchflossene Rohrschlangen angeordnet werden, oder dass der zu spaltende Kohlenwasserstoff ausserhalb des eigentlichen Spaltgefässes im Umlauf durch Wärmeaustauscher geführt wird, in denen er seine Wärme zur Dampferzeugung an Wasser abgibt.
Process for splitting hydrocarbons in the liquid state
It is known, in particular for the recovery of acetylene-containing gases from liquid hydrocarbons, to use a large number of arcs burning in the liquid hydrocarbon, which arcs are generated between fixed electrodes and so-called auxiliary electrodes, such as e.g. B. grains of coal that are suspended in the liquid. The auxiliary electrodes, which are in contact with the main electrodes in the rest position, are lifted from the main electrodes by the gases developed during the thermal fission, forming an arc until the arc breaks, whereupon the auxiliary electrodes are placed back on the current-carrying lead electrodes through which Contact heat again cause gas development and are again raised to generate an arc.
It has also already been proposed to use elongated shaped bodies as auxiliary electrodes instead of the pieces of carbon, which engage in a comb-like manner between the main electrodes and, due to their design, for example in the manner of a balance beam, are able to rise under the influence of the gases rising in the liquid and thus intermittently to form burning arcs.
In this process, at the same time as the decomposition of the liquid hydrocarbon, more or less large quantities of soot are produced, which can optionally be obtained as such. For many purposes, however, soot formation is undesirable because it results in a loss of yield with regard to the gaseous fission products, e.g. B. acetylene, hydrogen or other gaseous hydrocarbons means. In particular, if you want to use the resulting gas mixture for welding purposes, you have to rely on increasing the content of acetylene and hydrogen as much as possible, while the proportion of ethylene and methane and homologues should be kept as low as possible. Apart from this, the accumulation of soot in the liquid to be cleaved can also present other operational disadvantages.
It has z. It has been shown, for example, that when kogasin is broken down, 30 g of soot are produced per kilowatt hour, which means around 350 g of soot for 1 kg of acetylene and ethane, for which a considerable part of the oil used is uselessly consumed.
It has now been found that it is possible, surprisingly, to practically complete the soot formation during the splitting of hydrocarbons in the liquid state into gaseous hydrocarbons and hydrogen with the help of arcs, which burn intermittently between electrodes connected to the storm source and auxiliary electrodes moved by the gases evolved to suppress and to increase the yield of acetylene and hydrogen with a simultaneous considerable reduction in other hydrocarbons of higher degree of saturation, if the cleavage is carried out under reduced pressure. Such an influence of a pressure reduction was all the less to be expected since, according to the principle of Le Chatelier, an increase in the decomposition to soot and hydrogen or lower hydrocarbons should have been expected.
Apart from that, it was not to be assumed that a lowering of the external pressure could have any influence on the course of the cleavage, since the pressure in the gas bubble formed in the liquid can be very high and the formation of these gas bubbles in fractions of a second, for example within fewer thousandths of a second. On the other hand, it has been shown that the influence of the reduced pressure, in particular pressures below 250 mm, preferably below 100 mm of mercury column, leads very clearly to an improvement in the yield, in particular of acetylene and hydrogen, and to a practically complete disappearance of the soot formation, as well the following comparison proves.
Percentage by volume pressure mm Hg C, C2H4 homologues H2 C4Hs C, H, C, H, C, H, homologues
760 29 10 5.0 5 51
50 33 4.3 1.2 2 59.5
This combination relates to the cleavage of kogasin with a boiling range from 180 to 320 ° C., but the improvement according to the invention with regard to the suppression of soot formation and the increase in the yield of desired hydrocarbons also occurs with other starting materials.
The method of the invention can be carried out both with shaped - expediently elongated - and with granular auxiliary electrodes. The weight of the auxiliary electrodes must of course be matched to the specific weight of the liquid to be split in such a way that the auxiliary electrodes move under their own weight in the liquid down onto the arc electrodes and the direction of movement is reversed by the buoyancy of the fission products escaping in gaseous form from the liquid whereby the auxiliary electrode is caused to lift off from the main electrodes.
As long as the auxiliary electrodes move upwards away from the main electrodes, the arc burns up to a certain distance, whereupon the auxiliary electrode rests under its own weight on a pair of the main electrodes under its own weight and creates the short circuit for the generation of a new arc.
Expediently elongated bodies of any cross-sectional configuration can be used as auxiliary electrodes. The thickness of these bodies should be greater than the distance between two electrodes, so that a secure contact and a reliable creation of the short circuit between the main electrodes and the auxiliary electrode is guaranteed. Of course, it is also possible to use auxiliary electrodes of small thickness, but these must then be provided with corresponding extensions by which the contact is made on the pair of electrodes.
The auxiliary electrodes can be designed to be spherical or approximately spherical with particular advantage.
In order to enlarge the contact area with the main electrodes, they can also be provided with cutting edges that penetrate between the main electrodes.
Furthermore, it can be advantageous to design these cutting edges like a sawtooth, the short circuit and the formation of arcs only going through the teeth, so that a large number of arcs can form on two elongated electrodes of opposite polarity when the auxiliary electrode is lifted off.
The coordination of the weight of the auxiliary electrodes, if larger shaped bodies are involved, can be carried out either by using a porous material, in particular a metal, or by making appropriate recesses or counterweights. In general, the auxiliary electrodes will be hung or stored above the main electrodes on the split vessel itself or on auxiliary devices in the manner of a horizontal beam, with the lowest possible contact pressure having to be maintained with auxiliary electrodes resting on the main electrodes.
In a further embodiment of the present invention, grained, electrically conductive substances are used as auxiliary electrodes, the largest grain diameter of which exceeds the distance between the main electrodes.
These granular auxiliary electrode materials are to a certain extent suspended in the liquid, whereby the already mentioned coordination of the specific gravity of the solid to that of the liquid ensures that the granular solids in the liquid slowly sink down and, due to their appropriately selected grain diameter, settle between the main electrodes so that a direct power connection is established. As soon as gaseous decomposition products escape from the liquid due to the local heating, the individual grains are carried upwards and thus lifted off the main electrodes with the formation of an arc. After the arc has been extinguished, the grains that serve as auxiliary electrodes sink back into the liquid until they rest between the main electrodes and bridge them again to conduct electricity.
Here, too, granular material with natural or artificial pores can be used to adjust the specific weight.
Coal or carbon-containing substances in granular form have proven particularly suitable.
The downward movement of the auxiliary electrodes is always limited by the main electrodes. If necessary, especially in the case of granular auxiliary electrodes, the upward movement can be limited by placing a mesh or sieve above the main electrodes in the fission vessel, through which liquid droplets entrained while cleaning the gaseous fission products are retained.
A very advantageous embodiment, in which the movement of the auxiliary electrodes is also limited upwards and the return of the auxiliary electrodes is not only carried out under their own weight, but also by mechanical action, is obtained when the container with the liquid to be split contains a cage-like body of revolution of circular cross-section is arranged around a horizontal axis, the parts of which are made of carbon rods. This Rota tion body is used to accommodate the as. Mobile auxiliary electrodes are used for granular substances in the form of carbon grains or other carbon-containing, powdery solids.
Of course, the distance between the individual rods of the body of revolution must be matched to the particle size of the coal pieces or coal balls so that they cannot fall through the bars.
If the carbon cage is now connected to the power source in such a way that the bars below - about 1/3 up to the total number each - are energized and alternately have different polarity, these bars fulfill the same function as the main electrodes the other embodiments, d. H. the auxiliary electrodes between each two rods with different polarity cause the arc to be ignited and are carried upwards by the fission gas produced. As soon as they hit the rods of the rotating body that are just above, they are carried along by them and again guided downwards, where, since the rods below are again connected to the power source, the arc is ignited again.
In this embodiment, the return of the auxiliary electrodes for igniting a new arc is to a certain extent independent of the settling of the granular auxiliary electrodes, since they are taken down with the upper, currentless cage bars. The resulting advantage is shown above all in a more even and less intermittent current load.
Working under reduced pressure may mean an acceleration of the movement of the auxiliary electrodes due to the increased buoyancy of the gas bubbles, which enables an increase in the particle size of the auxiliary electrodes, which is desirable per se. So if one does not work with shaped auxiliary electrodes, but with small grains, it is advantageous to use grains with an average particle size of more than 12 mm, grains with a particle diameter of 14 to 18 mm having proven particularly useful. By using such grains, the splitting device works more smoothly and, moreover, greater security that the arc will extinguish below the surface of the liquid.
This is essential with regard to the ignition of the gas mixture located above the liquid in the event that air should enter the gas space due to leaks. This difficulty can be eliminated with certainty by appropriate design of the auxiliary electrodes, so that there is no significant inhibition due to the negative pressure in this way.
The process according to the invention can easily be used to obtain a product which, as an acetylene-containing welding gas, is particularly suitable for oxy-fuel welding. If sulfur-containing residues, for example those from petroleum or tar processing, are subjected to splitting, gaseous splitting products contaminated with sulfur are formed which, however, are purified in a manner known per se in sulfur-absorbing masses without adversely affecting their suitability for the above-mentioned purpose can be.
Of course, by appropriate measurement of the negative pressure and by matching the starting material to the other cracking conditions, the formation of certain amounts of soot can also be achieved in the method according to the invention, if this is desired. In the interests of a good energy yield, aromatic hydrocarbons in particular are used as the starting material.
A device such as can be used, for example, for carrying out the method with preformed auxiliary electrodes according to the invention, is shown schematically in the figure, the organs for generating and maintaining reduced pressure being omitted for the sake of clarity. Here, 1 means the vessel that receives the liquid to be split and in which a row of comb-like interlocking arc electrodes 2 and 3 is attached in the vicinity of the bottom surface and parallel to it. For safety reasons, it is recommended that the power supply to these electrodes be attached below the liquid level in the vessel.
In the edge of the vessel 1, the cranked, rod-shaped auxiliary electrodes 4 are mounted in a slightly movable manner at 5 in the manner of a balance beam, in such a way that in their lowest position they rest wholly or partially on two main electrodes each with the section located inside the split vessel or with their cutting edges between them intervention.
Another embodiment is shown in FIG. Here, the auxiliary electrodes have a plurality of spherical projections in the part lying on the main electrodes, so that when the spherical parts and the main electrodes are lifted off, a large number of arcs are produced. In the figure, 21 and 22 are the main electrodes, 23 the auxiliary electrode, which has several spherical bulges 24. In FIG. 3, the cutting-edge design of the auxiliary electrode 31 is shown in section, which engages in the space between the main electrodes 32. In a similar way, FIG. 4 shows the design of the auxiliary electrode 41 with a sawtooth-like cutting edge 42.
Since the amounts of energy required to generate the arcs are large and can lead to severe heating, it is advisable to provide a heat exchange to partially recover this energy. This can be done either by arranging coiled pipes through which water flows in the cleavage vessel, or by circulating the hydrocarbon to be split outside the actual splitting vessel through heat exchangers in which it gives off its heat to water to generate steam.