DE184958C

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Publication number: DE184958C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 184958 -■ KLASSE 12Λ. GRUPPE- M 184958 - ■ CLASS 12Λ. GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Mai 1904 ab.Patented in the German Empire on May 10, 1904.

Bei der praktischen Ausführung von Gasreaktionen mit Hilfe des elektrischen Flammenbogens, besonders der jetzt immer mehr an Bedeutung gewinnenden elektrischen Gewinnung von Stickstoffoxyden aus der atmosphärischen Luft, spielt die Frage des Elektrodenmaterials oft eine ausschlaggebende Rolle.In the practical implementation of gas reactions with the help of the electric flame arc, especially the electrical extraction of nitrogen oxides from the atmosphere, which is now increasingly gaining in importance Air, the question of the electrode material often plays a decisive role Role.

Besonders bei der besonders erwähnten Κει ο aktion ist man nicht weit über Laboratoriumsversuche hinausgekommen, weil man kein Elektrodenmaterial kannte, das dauerhaft und genügend billig ist.Especially with the Κει ο action mentioned above, one is not far beyond laboratory tests came out because no electrode material was known that was durable and cheap enough.

Platin und Platiniridium sind für großtechnische Anwendung fast unerschwinglich teuer und ermöglichen trotzdem nicht die neuerdings als für die genannte Reaktion sehr vorteilhaft erkannten Stromstärken von weit über 1 Ampere anzuwenden, da sie schon bei geringeren Stromstärken in sehr kurzer Zeit verdampfen. Man verwandte daher Leiter zweiter Klasse, hat aber noch keine dauernden Erfolge damit erzielen können.Platinum and platinum iridium are almost unaffordable for large-scale use expensive and yet do not allow the more recent than for the reaction mentioned very advantageous to use recognized currents of well over 1 ampere, since they already evaporate in a very short time at lower currents. Ladders were therefore used second class, but has not yet achieved any lasting success with it.

Einstimmig wird jedoch von allen Fachleuten die moderne Kunstkohle als Elektrodenmaterial für obige Reaktion verworfen, weil man es für widersinnig erklärt, ein so stark reduzierendes Material wie glühende Kohle für eine oxydierende Reaktion zu verwenden. Hat man doch mit dem elektrischen Lichtbogen bisher nur reduzierend gearbeitet. Für die vorliegende Erfindung war die Erwägung maßgebend, daß die durch den Strom verdampfte Elektrodenmenge der Stromstärke proportional und verhältnismäßig gering sei, und daß die Haüptmenge des Abbrandes der Elektroden auf eine direkte Verbrennung infolge des Zutritts der Luft zurückzuführen ist. Letzteres beweisen übrigens die sogenannten Dauerbrandlampen, bei denen die Luft sorgfältig vom Lichtbogen abgeschlossen ist und die bei gleicher Stromstärke mit denselben Elektroden 10 bis 15 mal solange auskommen als Lampen, bei denen Luft zu den weißglühenden Elektrodenspitzen treten kann. Ähnlich wie beim Lichtbogen liegt die Sache nun bei einem Flammenbogen; bei ersterem ist das verdampfende Elektrodenmaterial die Strombrücke, dies hat auch die niedrige Spannung, die geringe Länge und die reduzierende Eigenschaft des Lichtbogens zur Folge. Beim Flammenbogen von z. B. 10 cm Länge dagegen ist die Strombrücke die hocherhitzte Gaspartie, die beim Einleiten des Flammenbogens zustande gekommen ist. Der Flammenbogen ist also weder oxydierend noch reduzierend, sondern nur wärmeentwickelnd; seine Wirkungsweise hängt nicht von dem Elektrodenmaterial ab, sondern von der Art des Gasgemisches, in dem es brennt.However, all experts unanimously agree that modern artificial charcoal is used as an electrode material Discarded for the above reaction because it is declared nonsensical, such a strongly reducing material as glowing To use coal for an oxidizing reaction. You did with the electric Up to now, the arc has only worked in a reducing manner. For the present invention, the consideration was decisive that the amount of electrodes evaporated by the current corresponds to the current intensity is proportional and relatively small, and that the Haüpt amount of the burn-up of the Electrodes is due to direct combustion as a result of exposure to air. Incidentally, the latter is proven by the so-called long-life lamps, in which the air is carefully is completed by the arc and can get by with the same electrodes 10 to 15 times for the same amperage than lamps in which air can reach the incandescent electrode tips. The matter is similar to the arc now at an arc of flame; in the former, the evaporating electrode material is the Current bridge, this also has the low voltage, short length and reducing Property of the arc result. When the flame arc of z. B. 10 cm length against it the current bridge is the highly heated gas section that occurs when the flame arc is initiated came about. The flame arc is neither oxidizing nor reducing, but only developing heat; its mode of operation does not depend on the electrode material it depends on the type of gas mixture in which it burns.

Das verdampfende Elektrodenmaterial kann nur in unmittelbarer Nähe, der Elektrodenspitzen einen Einfluß ausüben. The evaporating electrode material can only exert an influence in the immediate vicinity of the electrode tips.

Um diesen Einfluß nun auf ein Minimum herabzudrücken, wird gemäß vorliegender Erfindung so verfahren, daß man die Elek-In order to suppress this influence to a minimum, according to the present invention proceed in such a way that the elec-

(2. Auflage, ausgegeben am 16. Mär% iQio.)(2nd edition, issued on March 16,% iQio.)

trodenspitzen mit einem sauerstoffarmen oder einem sauerstofffreien Gasgemisch umspült, während dem Flammenbogen selbst das zur Reaktion bestimmte Gasgemisch zugeführt wird.rinsed electrode tips with a low-oxygen or an oxygen-free gas mixture, the gas mixture intended for the reaction is supplied during the flame arc itself will.

Die zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens in Anwendung kommenden Apparate können beispielsweise so gebaut sein, daß die Kohlenelektroden von einer feuerfestenThe apparatus used to carry out the process described can for example be built so that the carbon electrodes are refractory

ίο Röhre umgeben sind, und daß zwischen dieser und dem Kohlenstift ein Raum zur Zuführung des sauerstoffarmen Gasgemisches verbleibt. Am Ende der Röhre, also unmittelbar an der Spitze der Elektroden, tritt dieses Gasgemisch aus und bewirkt, daß die Elektrodenspitzen stets von diesem sauerstoffarmen Gasgemisch eingehüllt sind, wodurch jeder unnütze und für die Reaktion schädliche Abbrand an Kohlenelektroden vermieden ist. Das eigentliche Reaktionsgemisch wird dabei durch geeignete Düsen oder entsprechende Schlitze dem Flammenbogen zugeführt. ίο tube are surrounded, and that between this and a space for the supply of the low-oxygen gas mixture remains for the carbon pin. At the end of the tube, i.e. directly at the tip of the electrodes, this gas mixture emerges and causes the electrode tips are always enveloped by this oxygen-poor gas mixture, which makes everyone useless and harmful to the reaction Burn-off on carbon electrodes is avoided. The actual reaction mixture is thereby through suitable nozzles or corresponding Slits fed to the flame arc.

Statt durch die Elektroden umgebende Röhren kann das sauerstoffarme Gasgemisch den Elektrodenspitzen auch durch unmittelbar unter diesen angebrachte Düsen zugeblasen werden.
Außer bei der Herstellung von Stickoxyden, wobei Stickstoff als Schutzgas benutzt werden kann, ist das neue Verfahren natürlich auch bei zahlreichen anderen Gasreaktionen mit Hilfe des elektrischen Flammenbogens verwendungsfähig. Als weiteres Beispiel sei hier erwähnt die Herstellung von Ammoniak aus Stickstoff, Wasserstoff und Wasserdampf. Hier ist der Wasserdampf von den glühenden Elektrodenspitzen fernzuhalten. Das kann entweder durch Wasserstoff oder durch Stickstoff oder durch ein Gemisch von Wasserstoff und Stickstoff geschehen. Weiter kann das neue Verfahren bei der Herstellung von Ammoniumformiat aus Kohlenoxyd, Wasserdampf, Stickstoff und Wasserstoff angewendet werden, wobei die Elektroden wiederum gegen Wasserdampf zu schützen sind. Als Schutzgas können hier die drei¹ übrigen Komponenten des Gemisches je für sich allein oder im beliebigen Gemisch oder abwechselnd verwendet werden, so daß die Zusammensetzung des Reaktionsgemisches auf die Dauer gar nicht geändert und doch ein vollkommener Elektrodenschutz erzielt wird.Instead of the tubes surrounding the electrodes, the low-oxygen gas mixture can also be blown to the electrode tips through nozzles attached directly below them.
In addition to the production of nitrogen oxides, where nitrogen can be used as a protective gas, the new process can of course also be used in numerous other gas reactions with the aid of the electric flame arc. Another example is the production of ammonia from nitrogen, hydrogen and water vapor. Here the water vapor must be kept away from the glowing electrode tips. This can be done either by hydrogen or by nitrogen or by a mixture of hydrogen and nitrogen. The new process can also be used in the production of ammonium formate from carbon oxide, water vapor, nitrogen and hydrogen, the electrodes in turn having to be protected against water vapor. As protective gas here the three ¹ remaining components of the mixture may be such that the composition of the reaction mixture did not change on the duration and depending on their own or in any desired mixture or alternately used but a perfect electrode protection is achieved.

Claims

Patent Claims:

1. Process for the treatment of oxygen-containing gas mixtures with the electrical Flame arc when using carbon electrodes, characterized in that the harmful effect the glowing electrode tips and the gas mixture on top of each other by surrounding the electrode tips with a indifferent, oxygen-free or oxygen-poor gas envelope that is non-oxidizing works, eliminated.

2. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that that the carbon electrodes used are surrounded by a refractory tube in such a way that Between the tube and the carbon pin a space remains for the supply of the oxygen-free or oxygen-poor gas mixture, which is immediately comes to the exit at the tip of those electrodes.