DE104497C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 12: Chemische Verfahren und Apparate.CLASS 12: Chemical processes and apparatus.

reiner Kohlensäure.pure carbonic acid.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 7. Mai 1898 ab.Patented in the German Empire on May 7, 1898.

Vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Kohlensäure, welche frei ist von praktisch unverdichtbaren Gasen, wie z. B. Stickstoff.The present invention relates to the production of carbonic acid which is practically free non-compressible gases such. B. nitrogen.

Das zu Grunde liegende allgemeine Verfahren ist folgendes:The underlying general procedure is as follows:

Ein Gemisch von Kohlensäure und Wasserdampf oder auch Kohlensäure allein wird über glühende Kohlen unter Luftabschlufs geleitet. Dieselben können dann nicht mehr zu Kohlensäure verbrennen, sondern nur zu Kohlenoxyd, indem sie den nöthigen Sauerstoff der Kohlensäure bezw. dem Gemisch von Wasserdampf und Kohlensäure entnehmen, wodurch die Kohlensäure zu Kohlenoxyd reducirt wird. Dieser Strom von Kohlenoxyd wird nunmehr über glühendes Kupferoxyd oder eine andere, leicht Sauerstoff abgebende Substanz geleitet. Dadurch wird das Kohlenoxyd zu Kohlensäure oxydirt, und es ist leicht einzusehen, dafs man nunmehr gerade die doppelte Menge der Kohlensäure erhält, welche anfangs benutzt und reducirt worden war.A mixture of carbonic acid and water vapor or carbonic acid alone is about Glowing coals passed under the exclusion of air. They can then no longer produce carbon dioxide burn, but only to carbon dioxide by adding the necessary oxygen of carbonic acid respectively take from the mixture of water vapor and carbonic acid, whereby the Carbonic acid is reduced to carbon dioxide. This stream of carbon monoxide is now passed over glowing copper oxide or another substance that easily releases oxygen. The carbon dioxide is thereby oxidized to carbonic acid, and it is easy to see that one can now receives just twice the amount of carbonic acid that was used at the beginning and had been reduced.

Im Verlaufe dieses Verfahrens mufs viel Wärme zugeführt werden, da die eintretenden Reductionen mehr Wärme verbrauchen, als die Oxydationen erzeugen. Dies ist früher in der Weise geschehen, dafs man die Oefen bezw. Retorten, in denen die verschiedenen Umwandlungen stattfanden, von aufsen heizte.Much heat must be added in the course of this process, since the ingress of heat Reductions consume more heat than oxidations produce. This is earlier in the Wise done that one the stoves resp. Retorts in which the various conversions took place, heated from the outside.

Nach der Patentschrift Nr. 77150 wird die erforderliche Wärme in einem Ofen erzeugt, in welchem die Retorte eingebaut ist. Die Wärme mufs also die Retorte durchdringen, was einerseits einen bedeutenden Wärmeverlust und andererseits die schnelle Zerstörung der Retorte herbeiführt.According to patent specification No. 77150, the required heat is generated in a furnace, in which the retort is installed. The heat must therefore penetrate the retort, which on the one hand a significant heat loss and on the other hand the rapid destruction of the Brings about a retort.

Nach der englischen Patentschrift Nr. 24652 vom Jahre 1894 wird reiner Sauerstoff zu dem Brennmaterial in die Retorte eingeführt, um so die Verbrennung zu unterstützen, ohne schädliches Gas zuführen zu müssen. Auch hierbei ist eine Heizung der Retorte von aufsen erforderlich.According to the English patent specification No. 24652 from 1894, pure oxygen becomes that Fuel introduced into the retort so as to support the combustion without having to supply harmful gas. Here, too, the retort is heated from the outside necessary.

In der englischen Patentschrift Nr. 6835 vom .Jahre 1896 ist der Vorschlag gemacht worden, ein Gemisch von Kohlensäure und Wasserdampf in genau derselben Weise anzuwenden, wie es bezüglich der Kohlensäure allein in der deutschen Patentschrift Nr. 77150 angegeben ist. Es ist also auch hierbei wieder die Zuführung von Wärme zu dem Reducir- und Oxydirofen von aufsen erforderlich.In the English patent specification No. 6835 of the year 1896 the proposal was made, to apply a mixture of carbonic acid and water vapor in exactly the same way as it with regard to the carbonic acid alone is given in German patent specification No. 77150. Here, too, it is again the supply of heat to the Reducir and Oxydir ovens Required from the outside.

Das Heizen der Retorten von aufsen bietet aber wesentliche Mifsstände. Einerseits werden die Wandungen der betreffenden Retorten bezw. Oefen durch das Feuer sehr leicht beschädigt, so dafs sie oft erneuert bezw. ausgebessert werden müssen. Andererseits ist auch beim Heizen von aufsen der Wärmeverlust sehr grofs.The heating of the retorts from the outside, however, creates significant problems. On the one hand will be the walls of the respective retorts respectively. Furnaces damaged very easily by the fire, so that it is often renewed or need to be touched up. On the other hand is too when heating from outside the heat loss is very great.

Die erwähnten Mifsstände werden nach vorliegender Erfindung dadurch wirksam ausgeschlossen, dafs man die betreffenden Oefen und Retorten nicht mehr von aufsen heizt, sondern die verwendete Kohlensäure durch besondere Regenerativöfen auf eine so hohe Temperatur,According to the present invention, the aforementioned grievances are effectively excluded by that the ovens and retorts in question are no longer heated from the outside, but rather the carbon dioxide used by special regenerative ovens to such a high temperature,

etwa 1500⁰, bringt, dafs im weiteren Verlauf des Processes keine Wärme mehr von aufsen zugeführt zu werden braucht.about 1500 ⁰ brings, that in the further course of the process needs to be fed from without any heat more.

Das folgende Verfahren gestattet die Benutzung von festem, pulverförmiger]!, flüssigem oder gasförmigem Brennstoff. Bei Anwendung von pulverförmigem, flüssigem oder gasförmigem Brennstoff kann der Betrieb ununterbrochen sein. Auch wird in diesem Falle die ganze Einrichtung wesentlich einfacher, indem man keinen besonderen Reductionsofen braucht, weil der Regenerativofen gleichzeitig als Reductionsofen dient.The following procedure allows the use of solid, powdered] !, liquid or gaseous fuel. When using powder, liquid or gaseous Fuel can run continuously. In this case, too, the whole set-up is made much easier by you don't need a special reduction oven because the regenerative oven doubles as a reduction oven serves.

Die beiliegende ' Zeichnung veranschaulicht schematisch einen Apparat zur Ausführung des neuen Verfahrens.The accompanying drawing schematically illustrates an apparatus for carrying out the new procedure.

Die drei Reaenerativofenkammern Siemensscher Bauart ABC dienen zur Erhitzung der verwendeten Gase. Der Reductionsofen D ist ein gewöhnlicher Cupolofen oder eine Retorte, während die beiden Oefen E und F als Oxydationsöfen dienen.The three Siemens type ABC reactive energy furnace chambers are used to heat the gases used. The reduction furnace D is an ordinary cupola furnace or a retort, while the two furnaces E and F serve as oxidation furnaces.

Für den Betrieb wird der Ofen D mit fester Kohle und die Oxydirungsöfen mit einem geeigneten Material, wozu sich besonders feuerfeste, mit Kupferoxyd bezogene Ziegeln eignen, beschickt.For operation, the furnace D is charged with solid coal and the oxidation furnaces with a suitable material, for which particularly refractory bricks covered with copper oxide are suitable.

Die Kammer A des Regenerativofens wird vermittelst eines gasförmigen Brennmaterials geheizt, welches durch die Oeffnung w^a von einer beliebigen Quelle aus einströmt. Die erforderliche Luft tritt entweder — nachdem die Klappe H¹ in die mit punktirten Linien angedeutete Lage gebracht ist — durch die Oeffnung /2, den Hohlraum G^b und das Ventil g in die Kammer des Ofens B und von da durch das Ventil U in die Kammer des Ofens A ein, oder auch direct von aufsen her durch die Oefnung ^². Die Verbrennungsproducte entweichen durch den Hohlraum G¹ und das Rohr H in den Kamin I. The chamber A of the regenerative furnace is heated by means of a gaseous fuel, which flows in through the opening w ^a from any source. The required air either enters - after the flap H ^{1 has been brought} into the position indicated by dotted lines - through the opening / 2, the cavity G ^b and the valve g into the chamber of the furnace B and from there through the valve U into the Chamber of the furnace A , or also directly from the outside through the opening ^ ² . The combustion products escape through the cavity G ¹ and the pipe H into the chimney I.

Sobald die Kammer A hinreichend geheizt ist, wird die Gaszufuhr nach A abgestellt, dagegen erfolgt sie jetzt nach B durch die Oeffnung w^b. Die Klappe H¹ wird in die mit vollen Linien angedeutete Stellung umgelegt, so dafs nun heifse Luft durch das Ventil U von A nach B strömt.As soon as the chamber A is sufficiently heated, the gas supply to A is switched off, but it is now directed to B through the opening w ^b . The flap H ¹ is turned into the position indicated by full lines, so that hot air now flows through the valve U from A to B.

Zum Heizen der Kammer A könnte die Luft übrigens auch Viurch %^a, die Kammer B und das Ventil U oder durch %^c, die Kammer C und das Ventil V nach der Kammer A gelangen. Indem man die Richtung des Luftstromes in der bekannten Weise ändert, können je nach Belieben die Kammern A und B aufserordentlich stark geheizt werden; die Grenze wird lediglich dadurch bestimmt, dafs das Material des Ofens nicht schmelzen darf. Die Kammer B ist dann in dem Zustande, den Strom des zu zerlegenden Gases aufzunehmen. Während nun die Kammer B in Betrieb ist, wird C in gleicher Weise geheizt; sobald die Kammer B zu kalt geworden ist, wird sie abgestellt und das Verfahren findet mittelst der Kammer C statt. Mittlerweile wird B wieder geheizt u. s. f.To heat chamber A , the air could also pass through % ^a , chamber B and valve U or through % ^c , chamber C and valve V to chamber A. By changing the direction of the air flow in the known manner, the chambers A and B can be heated to an extraordinary degree as desired; the limit is only determined by the fact that the material of the furnace must not melt. The chamber B is then in the state to receive the flow of the gas to be separated. While chamber B is now in operation, C is heated in the same way; as soon as chamber B has become too cold, it is switched off and the process takes place using chamber C. In the meantime, B is being heated again, and so on

Ist die Kammer B auf 1500⁰ erhitzt, so wird Dampf oder Kohlensäure vermittelst eines Ventilators oder dergl. durch das Rohr X¹ eingeblasen, um alle Gasrückstände auszutreiben. Die unreinen Gase können in den Kamin abgeführt oder zu irgend einem Zwecke benutzt werden. Unterdessen ist die Kohle im Ofen D in Brand gesetzt worden, wobei die Verbrennungsgase durch den geöffneten Deckel T entweichen. Sodann wird der Deckel T geschlossen und die Ventile K und M geöffnet. Die heifse Kohlensäure bezw. ein Gemisch derselben mit Wasserdampf strömt von B aus durch das im Ofen D aufgeschichtete Brennmaterial. Das entstehende Kohlenoxyd tritt aus dem Ofen D durch das Rohr P in den Ofen E oder F. Diese werden vorher geheizt, indem Kohlenoxyd oder ein anderes brennbares Gas darin verbrannt wird. Das Gas tritt aus einer — in der Zeichnung nicht sichtbaren — Abzweigung des Rohres R und die nöthige Luft durch N oder N¹ ein.If the chamber B is heated to 1500 ⁰ , steam or carbonic acid is blown in through the pipe X ¹ by means of a fan or the like in order to drive out all gas residues. The impure gases can be discharged into the chimney or used for any purpose. Meanwhile, the coal in the furnace D has been set on fire, with the combustion gases escaping through the opened cover T. Then the cover T is closed and the valves K and M are opened. The hot carbon dioxide or a mixture of these with water vapor flows from B through the fuel stacked in the furnace D. The carbon dioxide that is produced passes out of the furnace D through the pipe P into the furnace E or F. These are heated beforehand by burning carbon oxide or another combustible gas in them. The gas enters from a branch of the pipe R , which is not visible in the drawing, and the necessary air enters through N or N ¹ .

Der aus der Kammer D kommende Strom von Kohlenoxyd tritt in dem Ofen E oder F mit den oxydirenden Substanzen in Berührung und wird in Kohlensäure verwandelt, während sich aus dem Wasserstoff Wasserdampf bildet. Ein Theil des neuen, durch die Oeffnungen e und f austretenden Productes wird dann sogleich in den Regenerativofen zurückgeführt, um einen neuen Kreislauf durchzumachen, während der Rest fortgeleitet wird, um verdichtet oder zu irgend einem anderen gewünschten Zwecke verwendet zu werden.The stream of carbon dioxide coming from chamber D comes into contact with the oxidizing substances in furnace E or F, and is converted into carbonic acid, while water vapor is formed from the hydrogen. A portion of the new product emerging through openings e and f is then immediately returned to the regenerative furnace in order to start a new cycle, while the remainder is passed on to be compressed or used for any other desired purpose.

Gegebenenfalls können Reinigungsapparate zwischen die Oefen D und E oder F eingeschaltet werden, welche dann die in dem Brennstoff enthaltenen flüchtigen Verunreinigungen zurückhalten. W^Tenn im Ofen E altes Oxyd reducirt und eine Reoxydation nöthig ist, wird das Kohlenoxyd nach dem Ofen F geleitet und die Ventile R und S¹ werden geschlossen. Nun läfst man Luft oder Dampf durch die Oeffnung N in den Ofen E einströmen, bis das erhitzte Kupferoxyd wieder ganz oxydirt ist. Es ist ohne Weiteres klar, dafs der Procefs so lange ununterbrochen fortgesetzt werden kann, als Brennmaterial im Ofen D vorhanden ist. Die Anwendung von Brennmaterial in fester Form erfordert häuBg eine neue Beschickung und enthält somit die Gefahr der Verunreinigung. Vorliegende Erfindung gestattet aber ohne Weiteres die Anwendung eines pulverförmigen, flüssigen oder gasförmigen Brennmaterials. In diesem Falle kann man den Ofen D ganz entbehren. Das Brennmaterial wird durch die Röhren Y¹ oder Y² If necessary, cleaning devices can be switched on between the ovens D and E or F , which then hold back the volatile impurities contained in the fuel. W hen ^T in the oven old E oxide reduced and reoxidation is necessary, the carbon monoxide is fed to the furnace F, and the valves R and S ¹ are closed. Now air or steam is allowed to flow through the opening N into the furnace E , until the heated copper oxide is completely oxidized again. It is readily apparent that the process can continue uninterrupted as long as there is fuel in furnace D. The use of fuel in solid form often requires a new charge and thus carries the risk of contamination. However, the present invention readily permits the use of a pulverulent, liquid or gaseous fuel. In this case the furnace D can be dispensed with entirely. The fuel is fed through tubes Y ¹ or Y ²

eingeführt und die Reduction findet in der Kammer B oder C statt. Die Gase treten dann direct in den Ofen E oder F. introduced and the reduction takes place in chamber B or C. The gases then pass directly into the furnace E or F.

Natürlich können die beiden Ofensätze auch gleichzeitig in Betrieb sein und die Zerlegung kann theils in der Kammer B und theils in C stattfinden. ■ . ■Of course, the two furnace sets can also be in operation at the same time and the dismantling can take place partly in chamber B and partly in chamber C. ■. ■

Als feste Brennstoffe eignen sich kohlenstoffhaltige Substanzen, z. B. Holzkohle, Koks, Kohle, Bitumen, Petroleumrückstände und dergl. Als flüssige oder gasförmige Brennmaterialien kommen verschiedene KohlenwasserstoffVerbindungen, z. B. OeI, Paraffin, natürliches oder künstliches Gas und dergl., in Betracht.Suitable solid fuels are carbonaceous substances, e.g. B. charcoal, coke, Coal, bitumen, petroleum residues and the like. As liquid or gaseous fuels there are various hydrocarbon compounds, e.g. B. OeI, paraffin, natural or artificial gas and the like., into consideration.

Claims

Patent Claims:

i. An embodiment of the process protected by patent no. 77150 for the production of pure, non-combustible and non-compressible gases. Free carbonic acid by passing carbonic acid or a mixture of carbonic acid and water vapor over red-hot coals and then passing the carbon dioxide thus obtained over red-hot metal oxides, characterized in that the carbonic acid used for the process is brought to a very high temperature in special regenerative ovens and is in this state the Reducir- respectively. Oxydiröfen is supplied, for the purpose of any heat supply to the Reducir- BEZW. To avoid oxidizing furnaces from outside, since the heat necessary for the various reactions is already contained in the gases themselves.
When performing the process protected by claim 1, the use of powdered, liquid or gaseous fuel to reduce the heated carbonic acid and generate carbon dioxide in such a way that the fuel is introduced into the chambers (B and C) of the regenerative furnace and that in this Trap directs the carbon oxide escaping from the regenerative furnace to the Oxydiröfen (EF).

1 sheet of drawings.