DE190535C

DE190535C -

Info

Publication number: DE190535C
Application number: DENDAT190535D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

M i90535

Das vorliegende Verfahren bezieht sich auf den Betrieb solcher Verbrennungskraftmaschinen, bei denen an Stelle von atmosphärischer Luft ein Sauerstoffträger von höherer Oxydationswirkung verwendet wird. Für diese Betriebsweise kommen insbesondere diejenigen Verbrennungskraftmaschinen in Betracht, welche unter dauerndem Abschluß von der Atmosphäre zu arbeiten haben, wie

ίο z. B. Betriebsmaschinen für Unterseeboote und Torpedos.

Es ist an sich bereits bekannt, als Sauerstoffträger solche Körper zu benutzen, welche bei der Verbrennung oder Entwicklung von Sauerstoff eine freie Base bilden. Ferner ist es auch nicht mehr neu, die Auspuffgase mit einer die Kohlensäure absorbierenden Base in Verbindung zu bringen. Diesen bekannten Verfahren gegenüber wird die Erfindung darin gesehen, daß man die Auspuffgase mit derjenigen Base zusammenführt, welche bei der Sauerstoffbereitung entsteht.

Die Erfindung besteht also in der Verbindung zweier bekannter Verfahren. Durch diese Vereinigung wird der Vorteil erreicht, daß die in dem einen Verfahren als Nebenprodukt entstehende Base Wiederverwendung findet in dem sich daran anschließenden zweiten Verfahren.

Das Verfahren spielt sich in jedem Falle so ab, daß die Entwicklung des Sauerstoffs aus dem Sauerstoffträger außerhalb der Kraftmaschine vor sich geht. Gleichzeitig mit der Entwicklung des Sauerstoffs kann auch dessen Verbrennung durch Zuführung des Brennstoffs vor sich gehen. In diesem Falle wird die Verbrennungskraftmaschine durch fertige Verbrennungsrückstände betrieben (z. B. beim Betriebe einer Gasturbine). Es kann aber auch der außerhalb der Kraftmaschine entwickelte Sauerstoff erst innerhalb derselben zur Verbrennung gebracht werden, wie z. B. beim Betriebe von Explosionskraftmaschinen. In beiden Fällen bleibt die Base an der Entwicklungsstelle zurück und gelangt nicht in die Maschine. Dadurch, daß man nun die bei der Entwicklung des Sauerstoffs entstehende freie Base unter Umgehung des Arbeitszylinders dessen Abgasen zuführt, wird es ermöglicht, die Kohlensäure der Ausströmgase mit dieser Base zu einem Salz zu binden und dadurch bei Abkühlung der Gase nicht nur deren Wasserdampf, sondern auch die Kohlensäure zu kondensieren. Durch diese Kondensation der Rückstände wird der Brennstoff besser ausgenutzt und die Maschinenleistung im Verhältnis zum Maschinengewicht erhöht, da die mittlere Höhe des Diagramms vergrößert wird. Hierzu kommt bei großen Tiefen in untergetauchtem Zustande noch der weitere Vorteil, daß die zum Herausdrücken der Ausströmgase gegen den Wasserdruck nötige Arbeit verringert oder gespart wird.

Die für das vorliegende Verfahren in erster Linie in Betracht kommenden Körper sind die Superoxyde der Alkalimetalle und deren Nitrate (Na O₁ KO₂₁Na NO_S,KN OJ.

Erhitzt man z. B. Natronsalpeter, so zerlegt er sich nach folgender Gleichung

2NaNO₃ = Na₂O + 2 IV+ 5 O.

Das freigewordene Gemisch von Sauerstoff und Stickstoff kann nun in der Verbrennungskammer oder unmittelbar im Arbeitszylinder

einer Verbrennungskraftmaschine verbrannt werden und liefert unter Voraussetzung eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffs kohlensäurehaltige Rückstände. Diese werden nun nach der Arbeitsleistung mit dem in der Entwicklungskammer zurückgebliebenen Natriumoxyd o,der der daraus hergestellten Natronlauge

Na₂O + H₂O = 2 Na HO

zusammengebracht, welche sofort die Kohlensäure absorbiert, indem sie mit ihr Natronkarbonat (Na₂ C O₃) bildet.

2NaHO + CO₂ = Na₂CO₆ + H₂O.

Indem man nun die Rückstände abkühlt, fließt die gesamte Kohlensäure als gelöstes Salz zusammen mit dem Kondenswasser, welches aus dem in den Verbrennungsgasen meist enthaltenen Wasserdampf herrührt, ab und es ist nur noch nötig, durch eine verhältnismäßig kleine Kondensatorluftpumpe den übriggebliebenen Stickstoff zu entfernen. Als anderes Beispiel sei Kaliumsuperoxyd angeführt. Dieses zerlegt sich beim Zusammenbringen mit Wasser nach der Formel:

2 KO₂ + H₂O ~ 2 K OH + O₃.

Auch hier wird das gebildete Ätzkali den Ausströmgasen zwecks Absorption der Kohlensäure zugeführt.

Wird Kaliumsuperoxyd als Sauerstoffträger unmittelbar mit einem kohlenstoffhaltigen Brennstoff, z. B. Benzin, mit der mittleren Zusammensetzung C_n H_2n oder einfach C H₂ verbrannt, so können zwei Reaktionen nebeneinander verlaufen, nämlich

+ CH₂ = 2 KO H + C0.₂

und

2XO. + CH₀ = K₂CO₃ + HO.

Es entweichen also CO₂ und H₂O, und

es bleibt ein aus KO H und K₂ CO₃ bestehender flüssiger Rest, welcher wiederum zur vollständigen Bindung der Kohlensäure den Ausströmgasen zugeführt wird.

In der beiliegenden Zeichnung ist ein Au/;-führungsbeispiel des Verfahrens dargestellt. Der Sauerstoff träger (z. B. KO₂) befindet sich in einem Vorratsbehälter A, aus welchem er durch eine Schnecke B ununterbrochen in die Entwicklungskammer C überführt wird. In diese fließt gleichzeitig durch ein Rohr b Wasser ein. Der freiwerdende Sauerstoff wird bei i verbrannt und den Verbrennungsgasen in der Kammer V Wasser durch Rohr g zur Herabziehung der Temperatur beigegeben. Der ganze Prozeß muß natürlich unter dem "in der Verbrennungskammer herrschenden Arbeitsdruck vor sich gehen. Die gespannten heißen Gase treiben nun die Turbine H. Die Rückstände werden zunächst durch Rohr J in den mit Wassereinspritzung versehenen Kondensator K geführt, in den gleichzeitig durch das Rohr / Wasser in feinem Strome eingeführt wird, wodurch der Wassei'dampf der Gase kondensiert wird. Die gekühlten, größtenteils aus Kohlensäure bestehenden Gase gehen \veiter durch Rohr m in den Kohlensäurekondensator N, dem durch Rohr 0 die aus dem Entwicklungsgefäß abfließende Lauge fein verteilt zugeführt wird. Die etwaigen gasförmigen Rückstände werden durch eine Kondensatorluftpumpe P zusammen mit dem Wasser und der Lauge aus den Kondensatoren herausgeschafft.

Claims

Patent-Anspruch :

Verfahren zur Kondensation der Kohlensäure aus den Auspuffgasen durch Basen bei solchen Verbrennungskraftmaschinen, bei denen in einer außerhalb der Kraftmaschinen liegenden Kammer Sauerstoff aus einem solchen Körper entwickelt wird, welcher hierbei eine freie Base liefert, dadurch gekennzeichnet, daß man die Auspuffgase mit derjenigen Base zusammenführt, welche bei der Sauerstoffbereitung entsteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.