DE209959C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVe 209959 -KLASSE 12 h. GRUPPE

IGNACY MOSCICKI in FREIBURG, Schweiz.

von Gasreaktionen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Oktober 1907 ab.

Bei der Erzeugung von Stickstoffoxyden auf elektrischem Wege muß die Verwendung einer möglichst hohen Spannung angestrebt werden, um für eine bestimmte Energie mit einer kleinen Stromstärke arbeiten zu können und so die Abnutzung der Elektroden tunlichst zu vermeiden. Bei Verwendung der rotierenden Flamme ist neben der Flammenlänge und dem Druck, unter welchem das Gas steht,

ίο die verwendbare Spannung durch die magnetische. Feldstärke teilweise bedingt.

Die effektive Spannung bei im magnetischen Felde rotierender Flamme kann durch Vergrößerung der magnetischen Feldstärke erhöht werden. Um dies in weitgehendem Maße zu erreichen, müssen Elektromagnete verwendet werden, deren beide Pole möglichst nahe beieinander angeordnet sein müssen, und zwischen welchen die Flamme rotiert. Dies führt nur zu solchen praktischen Ausführungsformen, bei welchen sich in der Nähe der einen Elektrode ein Metallkörper befindet, der einen Teil der andern Elektrode bildet oder mit dieser metallisch verbunden ist. Diese einander naheliegenden Teile der beiden Elektroden werden, sobald sich beim. Betriebe ionisierte Gase zwischen ihnen befinden, nicht erlauben, daß die effektive Spannung in der Flamme genügend ansteigt, indem fortwährend Kurzschlüsse der Flamme stattfinden werden. Um dies zu vermeiden, können nicht in Reaktion gelangende, relativ kalte Gase zur Erhöhung der Durchbruchfestigkeit zwischen den naheliegenden Teilen der Elektroden Verwendung finden, indem sie zwischen diesen Teilen durchgeleitet werden. Diese Durchbruchfestigkeit kann durch dieses Durchleiten so weit erhöht werden, daß beim Speisen der rotierenden Flamme mit Wechselstrom die bei jeder halben Periode sich wiederholenden Zündun-^ gen nicht in der kürzesten Verbindungslinie der Elektroden erfolgen, sondern auf größere Länge nahe der Stelle, da die Flamme erloschen war.

Auch in den Fällen, in denen die Erzielung einer möglichst · hohen Konzentration ohne Ausbeuteverminderung die Ausbildung der einen Elektrode als Kühlkörper erfordert, welchem die andere Elektrode in geringem Abstand gegenübersteht, und welchem sich die Flamme rotierend anschmiegt, ermöglicht das Einleiten relativ kalter Gase in den zentralen Teil des Raumes zwischen beiden Elektroden, wo die Entfernungen die geringsten sind, die Verwendung einer hohen effektiven Spannung, indem wiederum die Entstehung von Kurzschlußflammen zwischen den einander am nächsten liegenden Stellen der beiden Elektroden vermieden und somit die Bildung langer rotierender Flammen gesichert ist.

Die Zuleitung der bisher erwähnten Hilfsgase oder -dämpfe auf die der Zuführung der

Reaktionsgase abgewendete Seite der Flamme einerseits und die Ableitung dieser Hilfsgase oder -dämpfe andererseits können derart geregelt werden, daß letztere möglichst nahe der Flamme vorbeiziehend den Mantel eines flachen Kegels bilden. Dabei, verhindert die große Geschwindigkeit der durch die Flamme ziehenden Gase, welche bei der längs einer in sich geschlossenen Bahn rotierenden Flamme durch

ίο die Verwendung verhältnismäßig kleiner Querschnitte für gegebene Energiemengen angewendet werden kann, daß die Hilfsgase oder -dämpfe in die Flamme eintreten können.
Als Hilfsgase oder -dämpfe gelangen zur Verwendung entweder solche, die sich leicht von den Reaktionsgasen trennen lassen, z. B. Wasserdämpfe, oder. mit Stickstoffoxyden bereits bereicherte und genügend gekühlte Gase, oder aber solche, die bei der Weiterverarbeitung den Reaktionsgasen doch zugesetzt werden müßten.

Auch können hierfür gleiche Gase verwendet werden, wie diejenigen, welche in Reaktion kommen; dieselben können getrennt von den aus der Flamme kommenden Reaktionsgasen abgeführt werden und wiederholt benutzt werden. Von Zeit zu Zeit kann ein Teil dieser Gase, der durch frische Gase zu ersetzen ist, in die Flamme als Reaktionsgase geführt werden, um den kleinen Prozentsatz von Stickstoffoxyden, der sich in den Gasen in der Berührungszone beigemengt hat, nicht zu verlieren.

Ein für die Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens geeigneter Apparat ist in beiliegender Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.

Fig. ι ist ein Vertikalschnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht mit teilweisem Horizontalschnitt.

Zwischen den beiden Polschuhen c und d eines starken Elektromagneten, der durch die beiden Wicklungen e und e erregt wird, sind die beiden Elektroden α und δ in der Weise angeordnet, daß die Flamme unter der Wirkung des magnetischen Feldes in unmittelbarer Nähe der flachen Elektrode b rotiert. / und g sind Zufluß- bzw. Abflußkanal für das Kühlwasser der Elektrode a.

Durch den Polschuh c und die Elektrode a führt ein Kanal h, durch welchen die Gase eingeleitet werden, die nicht für die Reaktion in der Flamme bestimmt sind und deshalb zwischen der Flamme und den Abzugskanälen in b einströmen. Die zur Reaktion in der Flamme bestimmten Gase werden durch i eingepreßt und durchströmen den Ringraum, welcher durch den Isolationszylinder k abgeschlossen ist, um später die Flamme von oben nach unten zu passieren.

Die in den Ofen durch i und h eingeleiteten Gase gelangen gemeinsam durch die Kanäle I in den Sammelraum m, von wo sie durch ein Rohr η abgezogen werden.

Das Kühlwasser für die Kühlung der Elektrode b und der Abzugskanäle der warmen Gase wird durch die Röhre 0 eingeleitet und fließt durch p, ab.

Die vorspringende Rippe r dient dazu, um die zur Reaktion bestimmten Gase passend für die Flamme zu verteilen. Die beiden Polschuhe c und d sind von dem Elektromagneten durch zwei dünne Isolationsschichten s und s isoliert.

t¹ und t² sind die beiden Stromzuleitungen für die Elektroden α und b. Die Elektrode b trägt im Zentrum einen zur Ablenkung der Hilfsgase dienenden Kegel. Die Flamme rotiert, weil unter dem Einfluß des starken magnetischen Feldes stehend und von. der Strömungsrichtung der Reaktionsgase beeinflußt, auf dem freien Ende der Elektrode a und bildet eine Rotationsfläche, welche sich in geringem Abstand von der oberen Begrenzungsfläche der Elektrode b befindet.

Die durch den Kanal h einströmenden Gase, welche bestimmt sind, nicht in Reaktion zu gelangen, werden in solchen Mengen zugeführt, daß sie sich unterhalb der Flamme in einem Kegel, dessen Mantel möglichst nahe an die rotierende Flamme herankommt, über, die Elektrode b ausbreiten. Die durch den Kanal * zugeführten Reaktionsgase werden durch die Rippe r, gegen die Mitte hin abgelenkt und sodann von dem durch die Hilfsgase gebildeten Kegel veranlaßt, längs seines Mantels gegen die äußersten Teile der Elektrode b hin zu strömen. Obwohl die Elektroden α und b in geringem Abstand einander gegenüberstehen, werden Kurzschlüsse der rotierenden Flamme in der kürzesten Verbindungslinie der beiden Elektroden nicht eintreten können, weil der Kegel der Hilfsgase eine Ausbreitung heißer ionisierter Gase im zentralen Teil zwischen beiden Elektroden verhindert, so daß an_^ dieser Stelle die Durchbruchfestigkeit groß bleibt.

Claims (2)

1. Patent-An Sprüche:

   i. Verfahren zur Erzeugung von Stickoxyden und zur Durchführung von Gasreaktionen unter Anwendung der rotierenden Flamme und Zuleitung von an der Reaktion nicht teilnehmenden Gasen unmittelbar hinter die Stelle höchster Erhitzung mittels Apparaten, bei welchen dem Ende einer Zentralelektrode ein Metallkörper, der die Gegenelektrode bildet oder mit dieser metallisch verbunden ist, auf Kurzschlußnähe gegenübersteht, da-

   durch gekennzeichnet, daß die an der Reaktion nicht teilnehmenden Gase durch die zentrale Elektrode zugeführt werden, zum Zwecke, die Durchbruchfestigkeit des Raumes zwischen dem unteren Ende der zentralen Elektrode und dem gegenüberstehenden Metallkörper zu erhöhen.
2. 2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der dem unteren Ende der zentralen Elektrode gegenüberstehende Metallkörper eine kegelförmige Erhöhung trägt, zum Zwecke, die an der Reaktion nicht teilnehmenden Gase kegelförmig auszubreiten.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.