DE205774C

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Publication number: DE205774C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 205774 KLASSE Mg. GRUPPE

KUNHEIM & CO. in BERLIN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. Mai 1907 ab.

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine möglichst schnelle Abkühlung von heißen Gasen, wie sie für die Ausführung endothermischer Gasreaktionen — z. B. zur Darstellung von Stickoxyd aus Luft und zur Fassung von Zwischenprodukten bei mehrstufigen Gasreaktionen, z. B. zur Darstellung von Formaldehyd durch unvollkommene Verbrennung von Methan oder methanhaltigen Gasen — erforderlich ist.

ίο Das Verfahren besteht darin, daß die Gase durch das dicht an der Flamme vorbeiströmende Kühlmittel, welches sowohl gasförmiger wie flüssiger Natur sein kann, zunächst angesaugt werden, so daß sie den Kühlstrahl umhüllen und dann mit ,diesem zusammen eine fächerförmige Ausbreitung erfahren. Es entstehen hierbei zwei dünne Schichten, deren eine vom Kühlmittel und deren andere von den zu kühlenden Gasen gebildet werden. Der Wärmeaustausch zwischen beiden erfolgt um so schneller, je geringer die Dicke der Schichten ist. . ' .

Als Kühlmittel können beispielsweise Verwendung finden:

Luft, Wasserdampf oder ein Gemisch von beiden, Luft, in welcher Wasser oder auch feste Körper, wie Eisenoxyd, zur Erhöhung der Wärmekapazität zerstäubt sind usw.

Die flache Ausbreitung des Kühlmittels kann auf mannigfaltige Art geschehen.

So kann z. B. die Düse, aus der dasselbe austritt, die Gestalt eines Schlitzbrenners besitzen, wie solche für Gasbeleuchtung noch Verwendung finden.

Die Reaktionsflamme wäre dann seitlich von dem .Kühlstrahl dicht hinter der Düse anzuordnen; auch können mehrere Flammen zu beiden Seiten des Kühlstrahls sich befinden.

Eine andere Vorrichtung zur Ausbreitung des Kühlmittels ist in Fig. ι und 2 zur Darstellung gebracht. Es finden hier zwei Kühlstrahlen s Verwendung, die den beiden Düsen d entströmen und im Punkt -p aufeinanderstoßen. Es entsteht hierbei dieselbe Erscheinung, die man bei den Acetylenbrennern beobachtet. Die Reaktionsflamme wird hier entweder unterhalb des Punktes j> bei I₃ sich befinden, oder es werden, wie bei der ersten Anordnung, eine oder mehrere Reaktionsflammen I₁, I₂ seitlich von dem abgeflachten Kühlstrahl etwas oberhalb p angebracht. In den Figuren sind als Reaktionsflammen Lichtbogen / angedeutet, die zwischen den Elektroden e brennen.

Eine weitere Vorrichtung zu dem gleichen Zweck stellt Fig. 3 dar. Der Kühlstrahl s, der der Düse d entströmt, stößt gegen die in der Ebene y-z gelegene Fläche f, die erforderlichenfalls von der Rückseite her gekühlt werden kann. Dicht oberhalb d in geringer Entfernung von / befindet sich der Lichtbogen I, dessen Gase von dem längs der Fläche f sich ausbreitenden Kühlmittel angesaugt werden.

Die Vorteile des neuen Verfahrens bestehen 6g darin, daß -

i. die Reaktionspunkte durch Absaugen aus der Flamme entfernt werden, wobei die Ab-

Claims

führung eine bedeutend gleichmäßigere ist, als wenn die Entfernung — wie dies bisher mehrfach vorgeschlagen — durch Einblasen des Kühlmittels in die Flamme erfolgt,
2. der Wärmeaustausch zwischen Reaktionsprodukt und Kühlmittel infolge der großen Berührungsfläche ein fast momentaner ist,

3. die Gefäßwände mit der heißen Flamme nicht in Berührung kommen.

Bei dem Verfahren nach der britischen Patentschrift 18599 ^vorrL Jahre 1906 findet zwar auch ein fächerförmig sich ausbreitender Luftstrom Verwendung, jedoch ist die Art und der Zweck seiner Anwendung sowie die erzielte Wirkung eine ganz andere als bei dem vorliegenden Verfahren.

Dort wird der Luftstrom in den Elektrizität führenden Teil eines elektrischen Lichtbogens eingeblasen, um eine Verlängerung und damit eine erhöhte Energieaufnahme des letzteren zu erzielen, hier dagegen wird der Luftstrom an der Flamme vorbeigeführt zwecks rascher Abkühlung von Reaktionsprodukten, wobei die Flammenspitze oder Aureole abgesaugt wird,

d. h. also eine Verkleinerung der Flamme eintritt. Nach jenem Verfahren werden diskontinuierlich brennende, elektrische Lichtbogen erzeugt, bei diesem werden die abzukühlenden Reaktionsprodukte kontinuierlich brennenden, auf beliebige Weise erzeugten Flammen entzogen.

Die Gewinnung von Formaldehyd nach dem vorliegenden Verfahren gestaltet sich in folgender Weise:

Methan oder daran reiche Gasgemische einerseits und Luft andererseits werden durch getrennte Leitungen dem konisch angeordneten Reaktionsraum zugeführt, wobei dafür gesorgt wird, daß stets gleiche Raumteile Methan und Luft diesen füllen. Das Luftgasgemisch durchstreicht den Reaktionsraum und tritt an der Stelle, welche den geringsten Querschnitt hat, in die Reaktionsflamme, wird hier auf etwa 600° erwärmt. Hierbei findet nach der Gleichung :

C H_i + O₂ = CH₂ 0-+H_a0

die Oxydation des Methans zu Formaldehyd statt. Die Reaktionsprodukte werden nun nach vorliegendem Verfahren durch das dicht an der Flamme hinstreichende, fächerartig ausgebreitete Kühlmittel aus dem heißesten Teil der Flamme herausgesaugt und abgekühlt.

Dadurch wird sowohl die Gefahr eines Zer- 55' falls des einmal gebildeten Formaldehyds als auch .seine Weiteroxydation zu Kohlensäure bzw. Kohlenoxyd und Wasser beseitigt.

Als Kühlmittel kann sowohl Luft als auch Wasser verwendet werden.

Die gekühlten, Formaldehyd und Methan enthaltenden Gase werden dann in eine mit Wasser beschickte Absorptionsanlage geleitet und die dadurch vom Formaldehyd befreiten Gase zur weiteren Ausnutzung des noch darin befindlichen Methans dem Reaktionsraum wieder zugeführt.

Ρλ τ ε κ τ - Λ N s-p R υ c 11:

Verfahren zur plötzlichen Abkühlung heißer Gase bei endothermischen und anderen Reaktionen von Gasen oder Gasgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsprodukte durch einen flach sich ausbreitenden, dicht an der Flamme vorbeigefügten Strahl eines gasförmigen oder flüssigen Kühlmittels, dem zur Erhöhung der Wärmekapazität · auch staubförmige Partikel beigemengt sein können, angesaugt werden. '

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

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