DE193518C - - Google Patents
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
Ti 193518-KLASSE Mh. GRUPPE
Dr. ALFRED HAUCK in SCHÖNLANKE.
Das vorliegende Verfahren bezieht sich auf
alle chemischen Gasreaktionen, bei denen Gase unter Zuhilfenahme elektrischer Entladungen
einem Öxydations- bzw. Reduktionsprozeß unterworfen werden sollen.
Eine der wichtigsten Reaktionen dieser Art ist beispielsweise die Oxydation des Stickstoffes
der atmosphärischen Luft durch elektrische Funken- oder Flammenbogenentladüngen.
Der Einfachheit halber möge das vorliegende Verfahren, das einer.vielseitigen Anwendung
fähig ist, an diesem .Sonderfall — ohne Einengung seiner patentrechtlichen Tragweite
— erläutert werden.
Bei den derzeit bekannten Verfahren zur Stickstoffoxydation besteht der Reaktionsherd aus der elektrischen Flamme (Funkenentladung
o. dgl.), und zwar brennt diese gemeinhin frei in einem mehr oder minder großen, mit den Reaktionsgasen (Sauerstoff-Stickstoffgemisch)
erfüllten Raum.
Die bei hohen Temperaturen des Reaktionsherdes, und zwar unter bedeutendem Energieverbrauch
gebildeten Stickoxyde werden sodann gemeinhin an anderer Stelle zu Salpetersäure
bzw. Nitraten umgesetzt.
Bei der Umsetzung von Stickoxyden mit
Wasser wird jedoch pro .1 Mol. NO die
beträchtliche Energiemenge von 36500 cal frei, während zur Bildung von 1 Mol. NO
21600 cal aufgewendet werden müssen.
Die direkte Bindung des Stickstoffes zu höheren Oxydstufen als dem N 0, etwa Salpetersäure
oder salpetersauren Salzen o. dgl., ist somit bei thermochemisch gekoppeltem Verlauf ein stark exothermischer Prozeß.
So werden beispielsweise . theoretisch bei der direkten Oxydation zu H N O3 pro I kg
Stickstoff aus
N + —
H2O
1028
kg cal
= 1,2
Kilowattstunden
kg JV
3500
40
45
kg cal
kg IV
Kilowattstunden
= 4.i— kgiV ~'
also erhebliche Energiemengen frei.
Bei den bislang bekannten Oxydationsverfahren des Stickstoffes ist jedoch der eigentliche
Reaktionsherd von dem Vorgang der weiteren Umsetzung zu höheren Verbindungsstufen (Umsetzung der Stickoxyde in Salpetersäure,
Nitraten usw.) zeitlich, räumlich und technologisch getrennt.
In dieser thermochemischen Trennung der Reaktionsprozesse, welche die Bindung des
atmosphärischen Stickstoffes bedingen, ist allem Anscheine nach die Ursache der relativ
niedrigen energetischen Ausbeute zu erblicken, die bekannten Verfahren (Bradley,
Lovejoy, Muthmann-Hof er, Birkeland-Eyde, Heibig, Siemens, v. Lepel
u. a.) anhaftet und deren wirtschaftliche An-
wendbarkeit zur Deckung des terrestrischen Stickstoffbedarfes aus der atmosphärischen
Luft in Frage stellt.
Die vorliegende Erfindung wurde durch die Erwägung geleitet, daß bei Dissoziationen
bzw. Assoziationen — insbesondere bei den derzeit bekannten Verfahren — sich die entstehende
bezw. die zu' erzielende Molekülgattung dem aus verschiedenen Molekülgattungen
bestehenden Gasgemisch gar nicht oder zu nur geringem Teil entziehen läßt bzw. sich nach seiner unmittelbaren Entstehung
zum größeren Teil wieder zersetzt.
Der Erfindung gemäß werden nun die in einem Reaktionsherd gebildeten Molekülgattungen — gemeinhin in statu riascendi — durch eine Flüssigkeit, die den Reaktionsherd völlig oder zum Teil umgibt, chemisch gebunden oder kondensiert.
Der Erfindung gemäß werden nun die in einem Reaktionsherd gebildeten Molekülgattungen — gemeinhin in statu riascendi — durch eine Flüssigkeit, die den Reaktionsherd völlig oder zum Teil umgibt, chemisch gebunden oder kondensiert.
Das Verfahren, das naturgemäß mannigfaltige technologische Ausführungsformen zuläßt,
möge an einem schematischen Beispiel verdeutlicht werden.
Taucht man eine unter Spannung stehende, relativ gut leitende Elektrode aus Metall,
Kohle, Metalloxyden, Metallsalzen o. dgl., die von einer im kalten Zustande nichtleiten-Röhre
umgeben ist, in eine Flüssigkeit ein und steht dieser Hohlröhre bzw. Hohlelektrode
eine zweite, gleichfalls unter Spannung stehende Elektrode (Platte, Röhre o. dgl.)
gegenüber, so kann man stets bei geeigneter Stromspannung und Stromdichte stille bis
laut knatternde und flammenbogenartige elekirische' Entladungen unter der Flüssigkeit
hervorrufen.
Führt man nun durch die erstgenannte Hohlelektrode oder auf sonst beliebige und
geeignete Weise in diese Entladungszone, die innerhalb der Kondensationsflüssigkeit unterhalten
wird, das gasförmige Reaktionsgemisch (Stickstoff-Sauerstoff o. dgl.) ein, so werden
die in dem Herd der elektrischen Entladung gebildeten Reaktionsprodukte von der diesen Reaktionsherd umgebenden Flüssigkeit
sofort aufgenommen, kondensiert, chemisch gebunden oder chemisch umgesetzt.
Bei der Stickstoffoxydation setzen sich beispielsweise die lediglich intermediär gebildeten
Stickoxyde sofort in statu nascendi mit dem den Reaktionsherd (Lichtbogen oder sonstige elektrische Entladungsform) umgebenden
Medium direkt zu höhereti Verbindungsstufen (Salpetersäure, Nitrate, Nitrite
usw.) um.
In diesen wie in ähnlichen Fällen bedarf die Bildung des Endproduktes keines Aufwandes
von Fremdenergie, vielmehr kommt der dem Reaktionsherd zugeführten elektrischen Energie im eigentlichen Sinne die
Aufgabe zu, den Reaktionsprozeß als solchen auszulösen und zu regeln.
Als Bindungs- bzw. Kondensationsflüssigkeit kommen außer Wasser und wäßrigen
Lösungen feuerflüssige Schmelzen in Frage, die sich an der Bindung und Bildung der
intermediären Reaktionsprodukte beteiligen können, worauf E. Rasch aufmerksam gemacht
hat (Dingl. polyt. Journ. Bd. 318,
S. 262 — 266).
Versuche haben gezeigt, daß es nicht unbedingt erforderlich ist, daß die Entladungsbzw. Reaktionszone aus leuchtenden Flammenbögen
o. dgl. besteht, vielmehr scheint es in manchen Fällen hinreichend zu sein, daß an
einer oder beiden Elektroden hohe Energiedichten herrschen.
Besonders geeignet für das vorliegende Verfahren haben sich Verbundelektroden aus
Leitern zweiter Klasse (vgl. Patentschriften H72i4und 137788, Kl. 12f) erwiesen. Versuche
haben erwiesen, daß diese .Elektroden auch unter kalten Flüssigkeiten einen Lichtbogen
bilden, dessen Strombasis aus glühenden Metalloxyden o. dgl. besteht.
Es liegt auf der Hand, daß bei Anwendung von Gleichstrom auch eine große Gruppe
von Reduktionsprozessen ausführbar wird, da der an der Kathode abgeschiedene Wasserstoff
die in die Entladungszone (Lichtbogen o. dgl.) eingeförderten jeweiligen Gase reduziert.
Zweckmäßig wird man häufig, insbesondere im letzterwähnten Falle, das an der Anode
abgeschiedene Gas (Sauerstoff) durch Diaphragmen o. dgl. von dem Reaktionsherd fernhalten.
Von Wert ist es, daß man pyrochemische
Prozesse nach vorliegendem Verfahren auch unter hohem Druck in konstruktiv einfacher
und sicherer Weise ausführen kann.
Claims (2)
1. Verfahren zur Ausführung von Gasreaktionen mit Hilfe elektrischer Entladungen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gase in eine als Reaktionsherd dienende Gassphäre eingeführt werden, die durch
elektrische Entladungen (Flammenbögen
o. dgl.) in einer Flüssigkeit gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von
Elektroden, die aus Leitern zweiter Klasse bestehen.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE193518C true DE193518C (de) |
Family
ID=456741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DENDAT193518D Active DE193518C (de) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE193518C (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0004339A2 (de) * | 1978-03-16 | 1979-10-03 | Szmuel Dr. Reznik | Verfahren zur Gewinnung von Grenzflächenenergie durch elektrolytisch-thermische Spaltung von Wasser, wässrigen Systemen oder organischen Systemen |
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- DE DENDAT193518D patent/DE193518C/de active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0004339A2 (de) * | 1978-03-16 | 1979-10-03 | Szmuel Dr. Reznik | Verfahren zur Gewinnung von Grenzflächenenergie durch elektrolytisch-thermische Spaltung von Wasser, wässrigen Systemen oder organischen Systemen |
| EP0004339A3 (de) * | 1978-03-16 | 1979-10-17 | Szmuel Dr. Reznik | Verfahren zur Gewinnung von Grenzflächenenergie durch elektrolytisch-thermische Spaltung von Wasser, wässrigen Systemen oder organischen Systemen |
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