DE22369C - Neuerungen in der Herstellung von Heiz- und Leuchtgas nebst dazu gehörigem Apparat - Google Patents

Description

Durch die Erfindung, welche sich auf die Herstellung von Heiz- und Leuchtgas durch die Zersetzung von Dampf mittelst weifsglühender Kohle bezieht, soll das Gas billiger und gleichzeitig, frei von Unreinigkeiten fabricirt werden.

Es ist bekannt, dafs fast alles durch die Zersetzung von Dampf mittelst weifsglühender Kohle auf die bisherige Weise erzielte Gas (gewöhnlich als Wassergas bekannt, mit welchem Namen ich es in nachstehender Beschreibung ebenfalls bezeichnen will) sehr durch Kohlenoxyd verunreinigt war (eine Verbindung von so giftigen Eigenschaften, dafs der freie Verkauf von Kohlenoxyd enthaltendem Gase an vielen Orten durch das Gesetz verboten ist), während gleichzeitig das Gas meistens eine so grofse Menge Stickstoffenthielt, dafs sein Werth als heizendes oder leuchtendes Agens dadurch bedeutend verringert wurde.

Der Hauptzweck meiner Erfindung ist, ein Wassergas herzustellen, welches innerhalb der gewünschten Grenzen frei von den vorstehend erwähnten Unreinigkeiten ist und sich zu einem bedeutend geringeren Preise fabriciren läfst.

In der nachfolgenden Beschreibung will ich des besseren Verständnisses meines Verfahrens halber das letztere in fünf einzelne Theile zerlegen, wie folgt:

. i. in die Herstellung eines sehr billigen Heizgases, welches hauptsächlich aus Stickstoff, Kohlenoxyd und Kohlensäure besteht;

2. in die theilweise Reinigung dieses ungereinigten Gases durch gänzliche oder theilweise Verwandlung seines Stickstoffes in Cyangas, in dessen Verbindungen oder Derivate;

3. in die weitere Reinigung dieses Gases durch gänzliche oder theilweise Verwandlung seines ursprünglichen sowie des im zweiten Nebenprocefs entstandenen Kohlenoxyds in Kohlensäure durch die Einwirkung von Dampf, der durch Erhitzung in einen Zustand des Weifsglühens gebracht worden ist;

4. in die endgültige Reinigung des Gases durch die Beseitigung seiner Kohlensäure mittelst Ammoniaks;

5. in die Verwandlung des Ammoniaks und der infolge der Vorgänge entstandenen Kohlensäure in kohlensaure und andere im Handel verwerthbare Salze.

Für den letzterwähnten fünften Theil meines Verfahrens benutze ich vorzugsweise den sogenannten Ammoniak - Soda - Procefs der Alkalifabrikation, welcher hauptsächlich in einer zweifachen Zersetzung und Verwandlung der EIe- , mente zwischen einem Ammoniakcarbonat (am besten einem Bicarbonat) und Chlorammonium und kohlensaurem Natron besteht.

Ich bemerke, dafs, wenn in nachstehendem von einer Reinigung die Rede ist, ich damit nicht die vollkommene Reinigung des Gases von jeder Unreinigkeit, sondern nur die für praktische Bedürfnisse erforderliche Reinigung im Auge habe.

Das Betriebsverfahren ist wie folgt:

Ich beschicke zuerst den Gasgenerator, Fig. 2, mit einer entsprechenden Menge Kohle, Koks, Holzkohle oder anderer Kohle und zünde dann, nachdem ich die Schornsteinklappe α geöffnet habe, das Brennmaterial an und lasse es brennen, bis es stark weifsglühend geworden ist. Wenn das Feuer die erforderliche Arbeitshitze erreicht

hat, so öffne ich den Hahn a' und lasse Dampf aus dem Kessel A in den Generator B, Fig. i, einströmen. Dieser Dampf wird durch eine Düse b, Fig. 2, in das Rohr b' geblasen und ruft einen Luftstrom hervor, der durch das offene Luftrohr P eingesaugt wird. Der gemischte Strom von Dampf und Luft tritt sodann in die Kammer c' unter dem Ofenrost her ein (nachdem die Thür c" vorher geschlossen worden ist) und wird, sowie er das weifsglühende Brennmaterial im Ofen berührt, unter schwacher Explosion zersetzt und tritt dann, durch das Brennmaterial nach oben streichend, durch den Schornstein bei α als unreines Ofengas aus. Die Schornsteinklappe α wird hierauf geschlossen, worauf die durch die weifsglühende Kohle hervorgerufenen Zersetzungsproducte von Dampf und Luft in den Gasbehälter C als unreines Generatorgas eintreten; der Wasserstoff und Stickstoff des Dampfes und der Luft strömen unverändert weiter, während ihr Sauerstoff sich mit dem Kohlenstoff der Kohle zu Kohlenoxydgas und Kohlensäure in einem Verhältnifs verbindet, welches je nach dem relativen Volumen des Dampfes und der Luft, der Temperatur des Ofens und der Menge des in demselben befindlichen Brennmaterials variirt. Die Gasentwickelung findet jetzt gleichmäfsig und ununterbrochen statt, nur mufs man dafür sorgen, dafs das Feuer stets rechtzeitig wieder frische Nahrung erhält und reingemacht wird. Die Qualität des Gases wird ebenfalls eine gleichmäfsige sein, wenn die entsprechenden Volumen von Luft und Dampf gehörig geregelt werden.

Unter günstigen Bedingungen wird die durchschnittliche Zusammensetzung des austretenden Gases etwa folgende sein: Kohlensäure 10 pCt., Kohlenoxyd 17 pCt., Wasserstoff 13 pCt, Stickstoff 60 pCt.

Der Ofen, Fig. 2, ist mit einem Trichter d' versehen, der einen dicht schliefsenden Deckel d" und ein Schieberventil d'" hat, mittelst dessen der Ofen ohne Unterbrechung mit Kohlen oder sonstigem Brennmaterial gespeist werden kann.

Obgleich die obige Ofenform und die bei dem Verfahren beobachtete Reihenfolge mit Erfolg angewendet werden können, so lassen sich doch auch durch ein einfaches, mit einem Dampfund Luftstrom abwechselndes Gebläse fast gleich gute Resultate erzielen.

Das Generatorgas tritt sofort nach seiner Erzeugung in den Gasbehälter C ein, der gleichsam eine Zwischenstation zwischen der Erzeugung des Gases im Generatorofen und den noch folgenden Proceduren bildet.

Ich gehe jetzt zu dem zweiten Theile der Beschreibung über, der von der Verwandlung eines Theiles des in dem im Generatorofen erzeugten ungereinigten Gase enthaltenen Stickstoffes in Cyangas oder in dessen Verbindungen oder Derivate handelt.

Zu diesem Zwecke leite ich das Generatorgas in eine entsprechende Retorte oder einen Ofen, die mit Kohle, Koks, Holzkohle oder dergleichen in Mischung mit einem Alkali oder einer Alkaliverbindung beschickt sind. .· ■ ■:

Das Verhältnifs des Alkalis und der Kohle variirt je nach dem Charakter und dem Gewicht des angewendeten Alkalis; es werden demnach 26 Gewichtstheile Cyangas sich verbinden mit: 39,11 Theilen Potasche,
23 - Soda,

20 - Kalk,

68,50 - Barium.

Nach obigem würde es scheinen, als ob Kalk am billigsten wäre, doch ist dies nicht in dem Mafse der Fall, wie man wohl annehmen könnte, da bei gut geleitetem Betriebe' das gebrauchte Alkali beinahe ganz wiedergewonnen und immer wieder zur Herstellung von Cyangasverbindungen benutzt werden kann. V-::,

Gewöhnlich wird man jedoch schon mit ro bis 20 Theilen Alkali zu 1 Theil Kohlenstoff ausgezeichnete Resultate erzielen.

Die Retorte kann von beliebiger Form oder beliebigem Material sein und kann in den Gasfabriken durch directe Feuerung geheizt werden; doch ziehe ich für die Zwecke meiner Erfindung den in Fig. 5 und 6 in vergröfsertem Mafsstabe im Durchschnitt gezeichneten Cupolofen vor. Eine gewöhnliche Retorte würde leicht platzen und bei dem zum Durchpressen des Generatorgases durch eine dichte Schicht mit Alkali versetzter Kohle erforderlichen Drucke nicht dicht gehalten werden können; ferner würde sich in der grofsen Masse nichtleitenden Materials eine gleichmäfsige Temperatur nur mit grofser Schwierigkeit erzielen und aufrecht erhalten und das Verfahren ohne grofsen Materialverlust überhaupt nicht ausführen lassen. Alle diese Uebelstände werden bei Anwendung des in Fig. 5 und 6 veranschaulichten Alkaliofens vermieden.

Es empfiehlt sich auch, den Inhalt des Ofens dadurch zu erhitzen, dafs man das vorher ebenfalls bis zu einer intensiven Temperatur erhitzte Generatorgas durch ihn hindurchleitet; zu diesem Zwecke läfst man das von seinem Stickstoff zu befreiende Gas durch den Ueberhitzer D, Fig. 1, passiren und in diesem eine intensive Hitze erreichen, ehe man es in den Alkali- oder Cupolofen E eintreten läfst.

Der Ueberhitzer D ist in den Fig. 3 und 4 im Schnitt gezeigt und läfst sich am besten mit zwei Cupolofen vergleichen, die vereinigt und in einen einzigen Mantel eingeschlossen, jedoch durch eine Scheidewand e, Fig. 3 und 4, von einander getrennt und unabhängig gemacht sind.

Wie aus Fig. 3 erhellt, sind die beiden Cupolofen mit Auslafsrohren e', Luftzufuhrrohren e" und Gasrohren e'" versehen und die verschiedenen Sätze mit einander correspondirender

Rohre mit gemeinschaftlichen Auslafsrohren f f'f" verbunden. Jedes dieser Auslafsrohre ist in Wirklichkeit ein Zweiweghahn beliebiger Construction, durch den die Verbindung mit dem einen der Cupolöfen hergestellt wird, sobald sie mit dem anderen abgebrochen wird.
.. Die Ueberhitzer sind oben gleichfalls mit einem Ventil g versehen, um das durch die Kammern streichende Gas wechselweise in den Schornstein^' einzuführen.

Unten sind die Ueberhitzer mit einem Rost aus feuerfesten Steinen versehen, über dem Reihen feuerfester Steine, wie im Siemens'schen Ofen, liegen, so dafs die Verbrennungsproducte und Gase frei durch dieselben hindurchpassiren können.

Der Ueberhitzer wird wie folgt benutzt: Man öffnet ^zuerst das Schornsteinventil g der Kammer: No. ι und entzündet dann ein'en gehörig justirten Luft- und Generatorgasstrom, der durch die Zweiweghähne f'f" eintritt. Dieses Gas erzeugt eine intensive Hitze, und beim Emporströmen durch die Zwischenräume der Ofenziegel werden diese letzteren intensiv erhitzt, worauf die Hähne und Ventile umgestellt werden und die Kammer No. 2 auf gleiche Weise erhitzt wird. Der Ueberhitzer ist nun zum Gebrauch fertig; während No. 1 durch die in demselben stattfindende Verbrennung erhitzt wird, kann eine abgemessene Menge unverbrannten Generatorgases bei h eingelassen und durch den Ofen No. 2 geleitet werden, .dessen Ventil g geschlossen ist; das Gas entweicht durch das offene Rohr e' nach dem Alkaliofen, nachdem es beim Durchströmen durch den Ueberhitzer auf eine intensive Temperatur gebracht ist.

Es ist klar, dafs auf diese Weise ein Theil des Generatorgases mit Vortheil als Heizstoff für die Erhitzung der einen Seite des Ueberhitzers, Fig. 3, gebraucht werden kann, während ein anderer Theil des Generatorgases, der behufs seiner Anwendung für Beleuchtungszwecke durch Verwandlung seines Stickstoffes in Ammoniak des ersteren Elementes beraubt werden soll, zu derselben Zeit an der anderen Seite erhitzt wird. Es ist ferner ersichtlich, dafs das durch den Ueberhitzer passirende Generatorgas auf diese Weise eine sehr intensive Hitze erhält und dafs nur darauf zu sehen ist, dafs das Gas auf seinem Wege durch das Rohr D' nach dem Alkaliofen E, Fig. 1, seine Hitze nicht verliert, damit es die im Ofen befindliche, mit Alkalien vermischte Kohlenmasse auf seine eigene Temperatur erhitzen kann. Zu diesem Zwecke mufs in der Praxis das Rohr D¹ so kurz wie möglich und durch Ofenziegel oder anderes nichtleitendes, feuerbeständiges Material hinlänglich geschützt sein (D'', Fig. 6).

Den Alkaliofen E, Fig. 1, 5 und 6, construirt man am besten als verticalen Cylinder- oder Cupolöfen, der in horizontaler Richtung durch einen Rost mit Ventil in eine obere und eine untere Kammer getheilt ist. In diesem Alkaliofen ist die obere Kammer die sogenannte Cyanisirkammer und die untere die Ammoniakkammer.

Der Alkaliofen wird so viel wie möglich gasdicht gemacht, und zwar geschieht dies dadurch, dafs man ihn mit einem eisernen Mantel umgiebt und ihn aus einem möglichst feuerbeständigen Material mit genügend dicken Mauern herstellt, so dafs jeder Ausstrahlung vorgebeugt und dadurch Verlust an Hitze vermieden wird. Die untere oder Ammoniakkammer / construire ich von einer Form und Gröfse, die der Ausübung ihrer Functionen am testen entsprechen; vorzugsweise benutze ich einen geraden, verticalen Cylinder. In der oberen oder Cyanisirkammer J bringe ich in geeigneter Höhe Formen k k k an und verbinde die Kammern in der beschriebenen Weise durch einen Kanal aus Chamottesteinen mit dem Ueberhitzer.

Oben an der Kammer J bringe ich einen doppelten Trichter, der wie der des Generatorofens construirt sein kann, und unten eine Thür M und einen Rost N an; ebenso versehe ich die Kammer mit einem Dampfrohr O und einem Auslafsrohr P,

Die untere oder Ammoniakkammer /hat oben ein Gasauslafsrohr O' und an ihrem Boden eine zum Entleeren der Kammer dienende Thür R; auch ist diese Kammer mit einem Rohr/ verbunden, das derart angeordnet ist, um zum Einlassen von Wasser oder Dampf dienen zu können. Unten ist eine gelochte Platte oder eine Anzahl Roststäbe r angebracht, die dazu dienen, um die Masse des cyanisirten Brennmaterials zu tragen und zugleich den Flüssigkeiten den Eintritt in den darunter liegenden Raum zu gestatten. Das Ventil /5 ist so angeordnet, dafs es durch die Thür T herausgenommen oder anders gehandhabt werden kann.

Da die Bildung der Cyanide langsam vor sich geht, so ist es zweckmäfsig/ die erhitzten Gase durch eine Reihe von Formen kkk, Fig. 6, in die alkalisirte Kohlenstoffmasse der Cyanisirkammer J zu leiten; dies ist besser, als wenn man nur eine Oeffnung hierzu gebraucht, weil man auf diese Weise das weifsglühende Generatorgas mit grofser Regelmäfsigkeit durch eine ziemliche Masse vertheilen kann und so in den Stand gesetzt wird, schneller zu arbeiten.

Aus demselben Grunde und zum Zweck der Ersparung von Hitze sollte die Säule alkalisirten Brennmaterials in der Kammer / nicht weniger als 10 bis 12 Fufs betragen. Aufserdem sollte die Kammer J nach ihrer Füllung über dem alkalisirten Brennmaterial einen freien Raum von 4 bis 5 Fufs Höhe haben.

Da infolge der beträchtlichen Höhe des Apparates der dünne Eisenmantel brechen oder sonstwie beschädigt werden könnte, wenn er

sein eigenes Gewicht zu tragen hätte, so ist es rathsam, ihn in der Mitte durch eine Ausmauerung oder einen Pfeiler X, Fig. 5, zu stützen; hierdurch kann der obere Theil nach oben und der untere, der von einer durch Pfeiler gestützten Bettung getragen wird, nach unten hin expandiren.

Die Anbringung der Formen, die das weifsglühende Gas einlassen, über dem Roste hat den Zweck, den letzteren dadurch zu schützen, dafs man zwischen ihm und dem heifsen Gasstrom eine Kohlenschicht einfügt.

Die Cyanisirkammer wird mit Kohle und Alkali gefüllt, das im Ueberhitzer überhitzte Generatorgas durch die Formen kkk, Fig. 6, in die Kammer eingelassen; dasselbe strömt durch die alkalisirte Kohlenmasse und überträgt auf die letztere seine eigene Temperatur, so dafs die ganze Masse bald intensiv erhitzt ist.

Das Generatorgas ist, wie ersichtlich, frei von Sauerstoff und geht deshalb keine brennbare Verbindung mit anderen Gasen in der Verbrennungskammer ein.

Wie wichtig dies ist, ergiebt sich daraus, dafs Cyangas als ein äufserst brennbares Gas bekannt ist; deshalb würde das Vorhandensein von Sauerstoff in der Cyanisirkammer sehr schädlich sein und bei gröfseren Mengen die Production sogar vollständig unmöglich machen.

Während nun mein Generatorgas die Fähigkeit besitzt, auf den alkalisirten Kohlenstoff in der Cyanisirkammer seinen eigenen höheren Temperaturgrad zu übertragen und den ersteren dadurch rasch zu einer intensiven Hitze zu bringen, während es nicht im Stande ist, auf die in der Cyanisirkammer befindlichen gasförmigen oder festen Körper einen schädlichen Einflufs auszuüben, so führt dasselbe zugleich dem alkalisirten Kohlenstoff ein Aequivalent an stark weifsglühendem Stickstoff zu, mit welchem sich derselbe sofort zu Cyaniden und Cyanaten des gebrauchten Alkalis verbindet.

Die gasförmigen Producte der Cyanisirkammer, welche aus theilweise von Stickstoff befreitem Generatorgas, verbunden mit Cyangas oder gasförmigen Verbindungen oder Dämpfen desselben oder des bei dem Verfahren gebrauchten Alkalis, bestehen, steigen jetzt nach dem oberen Theile der Cyanisirkammer.

Hier werden sie durch den oben eingelassenen Dampf in Kohlenoxyde und Ammoniakoxyde verwandelt, welche aus der Cyanisirkammer nach dem Condensator F, Fig. 1, oder sonstigem Kühlapparat geleitet und hier genügend abgekühlt werden, um in den Scrubber G eingelassen und daselbst gehörig gemischt werden zu können. Durch die Berührung mit kalten, nassen Flächen werden sie noch mehr abgekühlt, bis eine Verbindung des Ammoniaks und der Kohlensäure möglich wird, welche stets bei der Herstellung von Ammoniakcarbonaten erfolgt, wenn diese Gase bei niedriger Temperatur und vorhandener Feuchtigkeit zusammengebracht werden. Diese Verbindung wird noch mehr gefördert durch Berührung mit den kühlen, feuchten Flächen der in dem Scrubber angebrachten Hindernisse, durch welche das Gas beim Hindurchpassiren gekühlt und zertheilt wird.

Condensator und Scrubber haben die in Gasfabriken gewöhnlich angewendete Construction.

Es ist ersichtlich, dafs die Cyanisirung der in der Cyanisirkammer enthaltenen alkalisirten Kohle nicht in der ganzen Masse gleichmäfsig stattfindet und dafs demnach die unteren Schichten der alkalisirten Kohle sich zum grofsen Theil in alkalische Cyanide verwandeln können, während die im oberen Theil der Kammer befindlichen kaum beeinfiufst werden. Es mufs deshalb ein Theil der Masse am Boden der oberen Kammer in gewissen Zeiträumen in die untere hineingeschafft werden, wobei man das Ventil S,' Fig. 5, sofort zu schliefsen hat, um jede Communication zwischen den beiden Kammern zu unterbrechen. Das aus der Cyanisirkammer herausgenommene Material wird durch den Trichter L, Fig. 6, nachgefüllt.

Der gröfste Theil der cyanisirten Producte, die sich in der Cyanisirkammer gebildet haben, befindet sich jetzt in der Masse der weifsglühenden cyanisirten Kohle, die aus der Cyanisirkammer in die Ammoniakkammer übergeleitet wurde. Behufs Verwandlung dieser Producte in Ammoniak und andere im Handel verwerthbare Producte bringe ich durch das Rohr p Wasser in Form von Sprühregen auf die weifsglühende cyanisirte Masse in der Kammer /. Anfangs wird ein Theil des Wassers durch die incandescirende Kohle zersetzt, diese Erscheinung hört aber sehr bald auf, während die entstandenen Gase Kohlensauerstoff, Kohlensäure und Wasserstoff mit etwas Ammoniak sind. Sobald aber die cyanisirte Masse sich bis zu einem Grade abkühlt, der die Zersetzung des Wassers oder vielmehr des aus letzterem erzeugten Dampfes nicht mehr gestattet, so greift der heifse Dampf die in der oberen Kohlenschicht enthaltenen Cyanide und Cyanate an, welche jetzt gerade eine für die Herstellung von Ammoniak geeignete Temperatur haben, und zersetzt dieselben, wird aber auch seinerseits von denselben zersetzt, indem sein Wasserstoff sich mit dem Stickstoff des cyanisirten Alkalis zu Ammoniak verbindet, während sein Sauerstoff sich mit dem Kohlenstoff des Cyangases zu Kohlenoxydgas und Kohlensäure vereinigt, wobei das Alkali frei wird oder neue Verbindungen eingeht.

Es erhellt, dafs bei diesem Verfahren der Verwandlung der cyanisirten Producte der weifsglühenden alkalisirten Masse in Ammoniak der Kühlungsprocefs von oben nach unten durch die Masse hindurch stattfindet, wobei die letz-

tere sich bei etwas Vorsicht oben schnell abkühlt, dafs sie sogar nicht mehr im Stande ist, Dampf zu erzeugen, während die mittlere Schicht der Masse eine der Bildung von Ammoniak günstige Temperatur hat und die untere sich noch in weifsglühendem Zustande befindet, weshalb sie noch vollkommen im Stande ist, den Dampf zu zersetzen und dadurch brennbare Gase zu erzeugen.

Ein sich von selbst ergebender Vorzug dieses Verfahrens der Verwandlung cyanisirten Alkalis in Ammoniak besteht darin, dafs das Ammoniakgas beim Entweichen durch die obere Schicht der Masse passirt, deren Temperatur stets niedriger ist als die, in der das Gas sich bildete, und die dasselbe demnach auch nicht zersetzen oder nachtheilig darauf einwirken können.

Bei Fortsetzung dieses Ammoniakbereitungsund Kühlprocesses erkaltet die alkalisirte Kohlenmasse allmälig in der ganzen Kammer / bis zu einem Grade, wo sie nicht einmal mehr zur Dampfbildung fähig ist. Sobald dies geschieht, sickert das Wasser durch die Masse hindurch Und fliefst aus dem Hahn O", Fig. 5, ab, ein sicheres Zeichen, dafs die Ammoniakbildung aufgehört hat; auch kann man sich durch Oeffnen eines Hahnes, der an einer geeigneten Stelle der Auslassöffnung der Kammer / anzubringen wäre, leicht davon überzeugen, ob noch Ammoniak durchpassirt oder nicht.

Der , ausgenutzte Inhalt der Kammer wird nun durch die Thür R, Fig. 5, entfernt und auf beliebige Weise getrocknet, worauf derselbe wieder in die Cyanisirkammer gebracht und zur Bildung eines neuen Aequivalents von cyanisirtem Alkali benutzt werden kann. Vorher fügt man aber etwas frisches Alkali hinzu als Ersatz für den während des Verfahrens stattgefundenen Verbrauch.

Ist die der Ammoniakkämmer entnommene alkalisirte Kohle so weit erschöpft, dafs sie für fernere Benutzung in der Cyanisirkammer unbrauchbar ist, so bringe ich sie in eine Eisensalzlösung und stelle ein Ferrocyanid aus dem benutzten Alkali her.

Die in der Kammer /, Fig. 5, gebildeten Ammoniakgase entweichen durch die Auslafsöffnung 0', vereinigen sich mit den Gasen aus der oberen Kammer im Rohr P, Fig. 5, strömen mit denselben durch den Condensator und Scrubber und verbinden sich mit der Kohlensäure; des Gases, wobei die erzeugten löslichen Ammbniakcarbonate in den ebenfalls aus dem Ueberlaufrohr des Scrubbers abfliefsenden und in, löslicher Form im Behälter O, Fig. 1, sich ansammelnden Flüssigkeiten aufgelöst und weitergeführt werden.

Wenn, wie zu wünschen, ein Ueberschufs der im Gase enthaltenen Kohlensäure im Vergleich mit der zur Verwandlung des vorhandenen Ammoniaks in ein Monocarbonat erforderlichen Menge vorhanden ist, so geht dieser Ueberschufs mit dem entsprechenden Aequivalent Monocarbonat eine Verbindung ein und verwandelt dasselbe in Bicarbonat.

Das auf diese Weise von Stickstoff, Ammoniak und Kohlensäure befreite Gas verläfst nun den Scrubber G, Fig. 1, durch das Rohr F' und tritt in die Retorte oder den Ueberhitzer H ein, wo dasselbe mit einem von einem geeigneten Kessel aus durch das Rohr U zuströmenden Dampfstrom zusammentrifft. Dieser Dampf vermischt sich mit dem Gase, und beim Durchströmen durch den Ueberhitzer H wird die vereinigte Masse auf Weifsglühhitze gebracht, wobei der Dampf durch das Kohlenoxyd in Gase zersetzt wird, während sein Sauerstoff sich mit dem Kohlenoxyd verbindet und dasselbe in Kohlensäure verwandelt; der dabei freiwerdende Wasserstoff vermehrt das Volumen des brennbaren Gases.

Das Gas mufs nun zunächst von der bei dem obigen Vorgange aus dem Kohlenoxyd entwickelten Kohlensäure gereinigt werden. Dies geschieht dadurch, dafs man es wieder durch einen Condensator /' und Scrubber J', Fig.* 1, strömen läfst; in J' befindet sich ein entsprechendes Volumen Ammoniak, womit es sich zu löslichen Ammoniaksalzen verbindet. Die erhaltenen ammoniakalischen Lösungen treten durch das Ueberlaufrohr r aus dem Scrubber aus und sammeln sich im Behälter P, Fig. 1.

Das nunmehr von Ammoniak und Kohlensäure befreite Gas strömt durch das Rohr y durch beliebige Reinigungsapparate, in denen es die letzten Spuren Ammoniak und Schwefelwasserstoff verliert. In Fällen, wo die weitere Reinigung nicht nöthig ist, wird das Gas gleich in den Gasometer geleitet.

Um das in den löslichen Carbonaten enthaltene Ammoniak wiederzugewinnen, verfahre ich wie folgt:

Im Behälter O befindet sich das aus dem Scrubber G durch das Rohr x' x' x' dorthin gelangte Ammoniak; dasselbe wird durch die Pumpe S, Fig. 1, in den Behälter K' gepumpt, von wo man es in den Kessel Q laufen läfst, der oben luftdicht gemacht und mit dem zweiten Scrubber /' durch Rohr n' verbunden ist. Die in O eintretende Ammoniakflüssigkeit wird sofort nach K' gepumpt und fliefst aus dem ■Kessel Q vorn gleich wieder ab, so dafs die durch Q strömende Masse stets der in O eintretenden gleich ist.

Da nun Ammoniakcarbonate bekanntlich bei ca. 82⁰C, also bei einer Temperatur, die geringer ist als die Siedetemperatur des Wassers, zersetzt werden, so braucht man den Inhalt des Kessels Q nur auf iop° C. erwärmt zu erhalten, um die Zersetzung der durchströmenden Ammoniakcarbonate zu sichern; da ferner die durch-

fliefsende Flüssigkeitsmenge die im Scrubber G, Fig. ι, producirte ist, so wird die Entwickelung des Ammoniakgases eine gleichmäfsige und constante sein. Dieses Gas geht durch Rohr n' nach Scrubber J' und wird für die zweite Reinigung des Gases benutzt. Für den Fall, dafs das so erzielte Ammoniak für die Reinigung des Gases nicht genügt, stelle ich aus den Endproducten des Verfahrens weitere Quantitäten her, die durch Rohr n" dem Scrubber J' zugeführt werden.

Nachdem jetzt das Ammoniak seine Arbeit vollendet hat, wird es für den Handel präparirt, für welchen Zweck sich der zur Fabrikation von Alkalien oft benutzte Ammoniaksodaprocefs am besten eignet.

Ich lasse durch Anwendung eines rotirenden Scrubbers oder wiederholtes Durchpumpen der Flüssigkeit durch gewöhnliche Scrubber die ammoniakalischen Producte aus dem Scrubber J' in stark concentrirtem Zustande in den Behälter /", Fig. i, gelangen und pumpe sie von hier durch die Pumpe T in den Behälter Z".

Von letzterem aus fliefst ein Theil der concentrirten Ammoniakflüssigkeit in den mit Rührwerk versehenen Behälter JV'. Hier wird Chlornatrium im Ueberschufs zum vorhandenen Ammoniak hinzugegeben und in der Ammoniakflüssigkeit aufgelöst. Die Mischung wird dann tüchtig umgerührt, bis eine Zersetzung stattfindet unter Bildung von Chlorammonium und kohlensaurem Natron.

Wenn das Ammoniak als Monocarbonat vorhanden ist, so wird das dargestellte Natron auch ein Monocarbonat sein; ist das Ammoniak dagegen ein Bicarbonat, so ist auch das Natron ein Bicarbonat, welches in Chlorammoniumlösung nur wenig löslich ist und sich infolge dessen bei seiner Bildung sofort zu Boden setzt, also leicht von der Chloridlösung getrennt werden kann. Aus diesem Grunde ist die Anwendung der ammoniakalischen Lösung in Form eines Bicarbonats vorzuziehen.

Nach Wegnahme des Niederschlages an doppeltkohlensaurem Natron bleibt das Chlorammonium in der Mutterflüssigkeit zurück, die nun abgelassen und durch Kochen krystallisirt werden kann.

Soll dagegen das Ammoniak in Gasform wiedergewonnen werden, um wieder Kohlensäure aus dem Gase zu entfernen, so kann die Mutterflüssigkeit, aus der das Ammoniak gewonnen werden soll, durch eine Pumpe u aus N' in den Behälter M', Fig. i, gepumpt werden, von wo aus dasselbe nach dem Kessel H', Fig. i, abfliefst; hier wird Kalk im Ueberschufs zum vorhandenen Chlorid zugegeben unter Bildung von Chlorkalk und Ammoniakgas. Der Chlorkalk wird im Wasser des Kessels aufgelöst, während das Ammoniakgas durch das Rohr n" in den Scrubber /' eintritt, um bei der Reinigung des Gases von Kohlensäure mitzuwirken. .

Beim Ammoniaksodaprocefs darf nicht aufser Acht gelassen werden, dafs während des ganzen Vorganges die Hauptbedingung zu einem günstigen Erfolge in einer möglichst vollständigen Concentration der Ammoniakflüssigkeit besteht, da hierin eine bedeutende Ersparnifs an Brennmaterial und Arbeit liegt.

Zum Schlüsse seien noch einige Erklärungen über die zweckmäfsigste praktische Ausübung des Verfahrens gegeben.

Das erzeugte ungereinigte Gas variirt in seinen Zusammensetzungen je nach der Temperatur des Ofens, der relativen Verhältnisse von Dampf und Luft und der gröfseren oder geringeren Stärke der incandescirenden Kohlenschicht, durch welche es strömt; bei normalen Temperatur-Verhältnissen wird seine Zusammensetzung etwa folgende sein: Kohlensäure io pCt, Kohlenoxyd 17 pCt., Wasserstoff 13 pCt., Stickstoff 60 pCt.

Es erhellt, dafs der Ofen auf gleichmäfsiger Temperatur und die Gasbildung continuirlich erhalten werden kann, wenn das gegenseitige Verhältnifs von Luft und Dampf genau justirt bleibt, indem die Luft durch eine Pumpe, einen Injector oder durch eine Saugevorrichtung eingeführt wird. Das im zweiten Theile des Verfahrens angewendete Alkali kann Soda, Potasche, Kalk, Barium oder irgend eine andere Mischung oder Verbindung davon sein, am besten ist aber das Carbonat eines Alkalis, welches sich leicht von seiner Säure trennt. Ammoniakgase und viele Ammoniakverbindungen können bekanntlich bei Rothglühhitze zersetzt werden, während sich andere Verbindungen, z. B. Ammoniakchlorid, bei derselben Temperatur nur verflüchtigen; dieser Umstand würde für die Anwendung einiger alkalischen Verbindungen, besonders der alkalischen Carbonate, für die Zwecke dieses Verfahrens ein unüberwindliches Hindernifs sein, wenn nicht die Cyanate und Cyanide der Alkalien durch Dampf bei einer weit niedrigeren Temperatur als der zu ihrer Herstellung erforderlichen zersetzt würden. Um der Zerstörung des Ammoniaks oder derjenigen seiner Verbindungen, die bei Rothglühhitze zersetzt werden, vorzubeugen, braucht die Temperatur, bei der sie sich bilden, nur unter deren Zersetzungshitze erhalten zu werden.

Man kann die Bildung der Ammoniakverbindungen zuweilen auch in derselben Retorte vor sich gehen lassen, in der das Generatorgas erzeugt wird.

In diesem Falle mufs der Generatorofen durch directe Feuerung geheizt und vergröfsert oder mit einer Kammer versehen werden, in der die im Öfen sich bildenden Cyangasverbindungen auf eine zur Herstellung und Erhaltung der Ammoniakproducte. geeignete Temperatur redu-

Claims (2)

cirt werden. Das Alkali kommt dann direct in den Generator, und zwar kann dasselbe entweder mit der Kohle zu einer Masse gemischt oder in mit der Kohle abwechselnden Schichten angeordnet oder in Staubform eingeworfen werden. Wird Chlornatron als Alkali gebraucht, so braucht die Temperatur der Cyangasverbindungen nicht reducirt zu werden, da dann Chlorammonium das Zersetzungsproduct sein würde, welches sich bei erhöhter Temperatur nur verflüchtigt, statt sich zu zersetzen. Der Grund für die Anwendung von Alkali als Carbonat ist der, Weil das resultirende Ammoniak dann gröfstentheils in reinem Zustande gewonnen wird und daher zur Entfernung der enormen Mengen Kohlensäure, die sonst durch Kalk oder auf andere kostspielige und mühsame Weise bewirkt werden müfste, am geeignetsten ist. Dem dritten Theil des Verfahrens ist weiter nichts hinzuzufügen, bezüglich des vierten aber zu bemerken, dafs es sich bei der Herstellung von Wassergas mit einer Ausnahme als unmöglich erwiesen hat, das Kohlenoxyd aus demselben zu entfernen, welches sich bei Zersetzung von Dampf mittelst incandescirender Kohle in grofsen Mengen bildet, und zwar besteht dieses einzige praktische Verfahren zur Entfernung des Kohlenoxyds darin, dasselbe, wie im obigen dritten Theile", zuerst in Kohlensäure zu verwandeln. Das Verfahren bedingte aber zu grofse Kosten und Arbeit, da die ungeheure Menge Kohlensäure, die sich bildete, durch Kalkhydrat entfernt werden mufste. Mein Verfahren gestattet eine äufserst billige Herstellung eines fast reinen Wasserstoffgases, ebenso erhält man in den erzielten kolossalen Mengen Ammoniak- und Sodasalzen werthvolle Rückstände, deren Ertrag beim Verkauf manchmal die Fabrikations- und Betriebskosten mehr als deckt. Ich bemerke noch, dafs ich nicht die einzelnen Abschnitte des Verfahrens an und für sich, sondern nur die Combination derselben zu einem neuen Verfahren als Ganzes als neu beanspruche. Paten τ-Ansprüche:

1. In dem beschriebenen Verfahren zur Herstellung und Reinigung von Heiz- und Leuchtgas die Combination der folgenden Operationen: erstens Luft und Dampf durch eine im Ofen befindliche weifsglühende Kohlenmasse zu leiten und dadurch die Verbindung von Luft und Dampf mit dem Kohlenstoff zu Kohlenoxyd und Kohlensäure zu bewirken unter Befreiung des Wasserstoffes des zersetzten Dampfes und des Stickstoffes der Luft; zweitens den Stickstoff vom Gase zu trennen, indem man es in Ammoniak verwandelt und mittelst Dampfes den Stickstoff mit Kohlensäure und Alkali zu Cyangas und dessen Verbindungen sich vereinigen läfst, die letzteren dann mittelst Dampfes zersetzt, wobei sich Ammoniak, Kohlenoxyde und Alkali bilden, und hierauf das Ammoniak entfernt; drittens das Kohlenoxyd des Gases durch überhitzten und incandescirenden Dampf zu zersetzen und in Kohlensäure zu verwandeln, so dafs als Zersetzungsproducte Kohlensäure und freies Wasserstoffgas entstehen; und viertens die Kohlensäure mittelst des vorher hergestellten Ammoniaks auszuscheiden.

2. In einem Apparat zur Herstellung von Gas durch Zersetzung von Dampf und Luft mittelst weifsglühender Kohle der in die Kammern J und / getheilte Ofen F.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.