DE217722C

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Publication number: DE217722C
Application number: DENDAT217722D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-M 217722 KLASSE 12«. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. Juli 1907 ab. ,

. In der britischen Patentschrift 10881 vom Jahre 1904 findet sich die kurze Angabe, daß durch Einwirkung des von einer Quarzlampe ausgestrahlten ultravioletten Lichtes auf ein Gemisch von schwefliger Säure und Sauerstoff Schwefelsäure entsteht. Irgendwelche Angaben über die Intensität des Lichtes und die innezuhaltenden Temperaturen sind darin nicht gemacht. Aus dieser Angabe würde jeder Sachverständige ohne weitere Forschungs- und Erfinderarbeit entnehmen, daß die Umsetzung zu Schwefelsäure um so vollständiger vor sich geht, je größer die Intensität des Lichtes ist, und ferner, daß keine weitere Zuführung von Wärme außer vielleicht der Eigenwärme der Lampe nötig ist, um den Vorgang mit einer die gewerbliche Verwertung erlaubenden Geschwindigkeit durchzuführen. Er hat also die Wahl, bei niederer Intensität der Lampe und niederer Temperatur der Gase, oder bei hoher Lichtstärke und durch die Lampe selbst erzeugter hoher Temperatur der Gase zu arbeiten.

Versuche haben nun ergeben, daß beide Verfahren nicht zum Ziel führen. Bei geringer Lichtintensität und niederer Temperatur erfolgt zwar die Vereinigung der Gase ziemlich vollständig, es ist jedoch hierzu eine so lange Zeit erforderlich, und es muß daher der Gasstrom derart langsam durch den Apparat geleitet werden, daß eine wirtschaftliche Verwertung des Prozesses vollkommen ausgeschlossen ist. Andererseits hat sich ergeben, daß bei hoher Intensität unabhängig von der Temperatur die Vereinigung der Gase zu Schwefelsäure nur zu einem sehr geringen Bruchteil erfolgt, so daß auch bei der geringsten Geschwindigkeit des Gasstromes der größte Teil von schwefliger Säure und Sauerstoff in unverändertem Zustande den Apparat verläßt. Der Grund der letzteren Erscheinung liegt, wie durch Versuche nachgewiesen wurde, darin, daß Schwefeltrioxyd im ultravioletten Licht nicht nur gebildet, sondern auch zerstört wird. Das Zusammenwirken beider Vorgänge führt zu einem Gleichgewichte, welches nicht dasselbe ist wie das bisher bekannte, mit Hilfe von Katalysatoren erreichte Gleichgewicht. Das Lichtgleichgewicht aber ist, wie gefunden wurde, in folgender Weise abhängig von der Lichtstärke.

Das Licht übt hier zwei verschiedene Funktionen aus: eine rein katalytische und eine arbeitliefernde, jene bei dem auch durch gewöhnliche Katalysatoren bewirkten Vorgange der Bildung von SO₃, diese bei der Zersetzung desselben Körpers. Würde die katalytische Wirkung allein vorhanden sein, so würde durch Erhöhung der Lichtstärke das Endresultat wohl schneller erreicht, aber gegenüber dem Dunkelgleichgewicht nicht verändert werden. Die zersetzende Wirkung des Lichtes dagegen führt zu einer Gleichgewichtsverschiebung, die um so weiter geht, je höher die angewandte Lichtstärke ist, so daß bei ausreichend starkem Licht in den Belichtungsraum

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eingeführtes SO₃ nahezu quantitativ zerstört wird.

Es geht daraus hervor, daß der wichtigste Faktor zur Erreichung einer vollständigen Vereinigung von Sauerstoff und Schwefeldioxyd die Innehaltung einer geringen Lichtstärke ist. Die zur Verwendung gelangenden Quecksilberlampen sollen also nicht dem für Beleuchtungszwecke geeignetsten Typus angehören,

ίο d. h. hohen Quecksilberdampfdruck besitzen, sondern sollen im Gegenteil mit kleinem Quecksilberdampfdruck betrieben werden.

Mit Herabsetzung der Lichtstärke aber wird die rein katalytische Wirkung des Lichtes verzögert, so daß also das für die Ausbeute an SO₃ günstiger gelegene Gleichgewicht nur langsamer, also technisch unzweckmäßiger erreicht werden könnte. Das Studium des Temperaturkoeffizienten der Reaktionsgeschwindigkeit hat jedoch gezeigt, daß bei dieser Reaktion mit Erhönung der Temperatur sich eine sehr erhebliche, an die Schnelligkeit photographischer Prozesse erinnernde Geschwindigkeit der Wirkung ultravioletten Lichtes erreichen läßt.

Da nun die Lampen bei geringer Lichtintensität eine sehr geringe Eigenwärme besitzen, so ist zur Erzielung einer genügend höhen Temperatur der Gase die Zuführung von Wärme aus irgendeiner anderen Quelle notwendig. Zweckmäßig wird man bei Temperaturen nicht unterhalb 300 ° arbeiten.

An Stelle von reinem Sauerstoff und reiner schwefliger Säure kann man natürlich auch Luft bzw. Röstgase verwenden-.

Es wurde weiter gefunden, daß die Lichtreaktion dem Massenwirkungsgesetz gehorcht und daß demnach die Ausbeute sich durch Erhöhung der Sauerstoffkonzentration steigern läßt. Zweckmäßig ist es, das System dabei teilweise inhomogen zu machen, z. B. durch stellenweise Abkühlung.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Sch wefeisäure durch Oxydation von schwefliger Säure mittels ultravioletten Lichtes, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgemisch ultraviolettem Licht von geringer Intensität bei Temperaturen oberhalb 300 ° ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgemisch einen Überschuß an Sauerstoff besitzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgemisch nach der Bestrahlung zwecks Erhöhung der Ausbeute stellenweise abgekühlt wird.