DE2642663C3 - Verfahren und Brenner zur Herstellung von Bromwasserstoff - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Bromwasserstoff durch koaxiales Zusammenlegen und Abbrennen von Wasserstoff und Brom; ferner bezieht sich die Erfindung auf einen Brenner zur Herstellung von Bromwasserstoff mit einem Zuführungskanal für Brom sowie einer koaxial hierzu angeordneten Wasserstoffleitung, die beide in eine Verbrennungszone münden.

Es ist bekannt, bei der Herstellung von Chlorwasserstoff einen Brenner zu verwenden, bei dem Wasserstoff und Chlor in koaxialen Leitungen zugeführt werden und in einer Verbrennungszune eine Flammrcaktion durchführen, bei der das gewünschte Produkt anfüllt.

Die Flammreaktion von Chlor und Wasserstoff ist hierbei gewöhnlich stabil; im Gegensatz hierzu können derartig, einfache Brenner für die Reaktion von Wasserstoff und Brom kaum verwendet werden: Wegen der Instabilität der Flamme ist nämlich bei der Herstellung von Bromwasserstoff durch Flammreaktion das Verfahren sehr schwierig zu steuern. Das Problem w der Stabilität der Flamme ist besonders schwerwiegend bei bekannten Verfahren, welche mit dem wünschenswerten slöchiometrischen Verhältnis, d. h. mit einem Molverhältnis von ca. I : I von Wasserstoff und Brom arbeiten, um damit din Anteil nichl-reagierter Ausgangsstoffe im Produkt HBr möglichst klein zu halten. Bei Verwendung von mehr als 45 Mol% Brom waren bekannte Verfahren gekennzeichnet durch eine kegelförmige Flamme, welche schwer entzündbar ist, beträchtlich flackert und leicht vom Brenner abhebt, was gerade bei einem Brenner der obengenannten Ausführung gewöhnlich unerwünscht ist. Eine solche Flamme in Form eines langgestreckten Kegels hat häufig in der Mitte oder an den Rändern Löcher, durch welche die Reagenzien ohne zu brennen entweichen können. Aber selbst wenn sich die Verfahrensbedingungen so einstellen lassen, daß sich eine einigermaßen stabile Flamme ergibt, haben solche Brenner nur eine kurze Betriebslebensdauer.

Ausgehend von diesem Problem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Brenner zu schaffen, die — bei möglichst langer Lebensdauer des Brenners — für eine stabile Flamme und eine möglichst vollkommene Reaktion sorgen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Erzeugen einer stabilen Flamme das Brom längs einer schraubenlinienförmigen Bahn geleitet wird, in die der Wasserstoff von ihrer Achse her radial nach außen eingeleitet wird. Ferner wird die Aufgabe durch einen Brenner der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem innerhalb des Zuführungskanals ein schraubenlinienförmiger Strömungsweg angeordnet ist, und bei welchem die Wasserstoffleitung innerhalb des Zuführungskanals angeordnet, an ihrem der Verbrennungszone zugewandten Ende verschlossen und mit radialen Austrittsöffnungen versehen ist.

Beim Austritt der schraubenlinienförmigen Strömung des Gemischs aus dem Brenner an dessen Austrittsendc bewirken die auf dw Umlaufbewegung beruhenden Fliehkräfte eine spiralige Auswärtsbewegung des schwereren Broms, so daß sich eine erwünschte halbkugelige Flamme ergibt, selbst wenn mit einem Molverhältnis von Brom und Wasserstoff von im wesentlichen I : 1 gearbeitet wird. Das Ergebnis ist eine schnelle und vollständige Flammreaktion in einer stabilen Flamme bei Zufuhrgeschwindigkeiten in einem Bereich von 10:1 und darüber. Ein besonderes Merkmal des mit der schraubenliniciiiörmigen Strömung arbeitenden Brenners besteht darin, daß weder eine verlängerte Brennerspitze zum Vorwärmen der Reaktionsteilnehmer erforderlich ist. noch eine innerhalb des Brenners quer über den Strömungsweg angeordnete Rückschlagsichcrung in Form eines Maschengeflcchts oder einer perforierten Platte zum Verhindern des Zurückschiagens der Flamme in den Brenner. Durch die Schraubenlinien-spiralförmige Wirbelströmung des einer. Reaktioivsteilnehmcrs und das radiale Einblasen des anderen Reaktionsteilnchmers nach außen in die Wirbelströmung tritt in beiden Reaktionsteilnehmcrn beim Austritt aus dem Brenner kaum eine axiale Strömung auf. Daher kommt es nicht zur Bildung einer langen, kegelförmigen Hochgeschwindigkeitsflammc, sondern es ergibt sich eine gleichförmigere, halbkugelige oder pilzförmige Flamme kleiner Geschwindigkeit von hervorragender Stabilität über einen weiten Bereich von Zufuhrgeschwindigkeiten. Die erwähnten schraubenlinienförmigcii, radialen und spiraligen Strömungen sollen möglichst kräftig sein, so daß eine gute Durehmisehung der Reaktionsteilnehmer sowie eine ausgeprägte Wirbelströmung der Reaktionsteilnehmer beim Austritt aus dem Mundstück des Brenners erzielt werden.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird als erster gasförmigsr Rcaklionsteilnehmer Brom und als /weiter gasförmiger Reaklionsteilnehmer Wasserstoff verwendet. Der zweite Rcaktionsteilnehmer wird dem

dem Rohrstück 11 und dem Zufuhrrohr 15 verbunden und nimmt im Rohrstüek 11 eine mittlere Stellung nahe den Sehlitzen 17 des Zufuhrrohrs ein. Die Schnecke begrenzt einen in Schraubenlinien durch den ringförmigen Raum innerhalb des Rohrstücks 11 in Richtung auf dessen Austrittsende 16 verlaufenden Strömungsweg. Einer der Reaktionsteilnehmer wird durch die in dem ringförmigen Raum angeordnete Schnecke 18 hindurch zugeführt und erhält dadurch eine Wirbelströmung in der zylindrischen Kammer. Der andere Reaktionsteilnehmer wird über das zweite Zufuhrrohr 15 zugeführt und tritt durch die Schlitze 17 hindurch radial zum anderen Reaktionsteilnehmer hinzu.

Die auf diese Weise miteinander vermischten Reaktionsteilnehmer bewegen sich in einer Wirbelströmung im Rohrstück 11 entlang und breiten sich beim Verlassen des Rohrstücks 11 über das Austrittsende 16 aufgrund der durch die Wirbelströmung hervorgerufenen Fliehkräfte spiralförmig aus, so daß eine mehr oder weniger halbkugelige oder pilzförmige Flamme entsteht. Diese Flamme ist über einen weiten Bereich von Strömungsgeschwindigkeiten der Reaktionsteünehmer äußerst stabil zu halten.

Aufgrund seiner Dichte wird gasförmiges Brom vorzugsweise als erster Reaktionsteünehmer über den ringförmigen Zwischenraum zwischen den Zufuhrrohren 14,15 zugeführt und erhält von der im Rohrstück 11 angeordneten Schnecke 18 eine Wirbelströmung aufgezwungen. Als zweiter Reaktionsteilnehmer wird vorzugsweise Wasserstoff radial in die Wirbelströmung des ersten Reaktionsteilnehmers im Rohrstück 11 eingeblasen. Dies geschieht in Strömungsrichtung jenseits der Schnecke, um auf diese Weise eine Schichtbildung der Reaktionsteünehmer innerhalb des Rohrstücks U möglichst zu vermeiden. Anderenfalls kann der Wasserstoff auch ganz oder teilweise schon an der Zuströmseite der Schnecke der Bromströmung zugeführt werden.

Eine in dem zylindrischen Rohrstück 11 in Berührung mit diesem und mit dem zweiten Zufuhrrohr 15 angeordnete Schnecke ist zwar eine bevorzugte Ausführung einer Einrichtung zum Erzeugen einer Wirbelströmung des ersten Reaktionsteilnehiners, es sind jedoch auch andere gleichwertige Anordnungen möglich. So kann die Schnecke 18 einen kleineren Durchmesser haben als der Innenraum des Rohrstücks 11, so daß sie allein vom Zufuhrrohr 15 getragen wird. In einer anderen Ausführung kann die Schnecke gänzlich wegfallen und durch eine Zuleitung ersetzt sein, welche nahe dem dem Austrittsenrie 16 abgewandten Ende des Rohrstücks U oder der Muffe 12 tangential in die zylindrische Kammer mündet, so daß sich in dieser eine Wirbelströmung ausbildet. In noch einer anderen Ausführung kann das zweite Zufuhrrohr 15 glatt mit dem abströmseitigen Ende 19 der Schnecke 18 abschneiden, wobei dann der Kern 19.7 der Schnecke dazu dienen kann, den Reaktionsteilnehmer vom Zufuhrrohr 15 zu in einer in Strömungsrichtung verlaufenden Verlängerung der Schnecke gebildeten Schlitzen zu leiten. Zur Erleichterung der Konstruktion, des Zusammenbaus, des Gebrauchs und der Wartung des Brenners sind also zahlreiche Abwandlungen seiner Ausführung möglich. Die Abmessungen des Brenners sind zwar wichtig, jedoch nicht ausschlaggebend. So können anstelle von zweizölligen Rohrteilen für die zylindrische Kammer größere oder kleinere Normgrößen verwendet und die übrigen Abmessungen diesen mehr oder weniger proportional angepaßt werden. Das ersten Reaktionsteilnehmer in Strömungsrichtung jenseits der Stelle zugeführt, an welcher eine schraubenlinienförmige Strömung aus dem ersten Regkiionstejinehmer erzeugt wird. Zum Erzeugen der schraubenlinienförmigen Strömung des ersten Reaktionsleünehmers wird vorzugsweise eine fest in der zylindrischen Kammer angeordnete Schnecke verwendet. In einer bevorzugten Ausführungsform einer solchen Schnecke ist der Strömungsweg für die Wirbelströmung des ersten Reaktionsteilnehmers auf die äußere Hälfte des Innenradius der zylindrischen Kammer beschränkt. Dadurch ist der erste Reaktionsteünehmer daran gehindert, mehr oder weniger geradlinig entlang der Achse der zylindrischen Kammer zu strömen. Dadurch, daß der zweite Reaktionsteünehmer radial in die Wirbelströmung des ersten Reaktionsteilnehmers eingeblasen wird, ist ebenfalls vermieden, daß der zweite Reaktionsteilnehmer nach dem Zusammentritt mit dem ersten geradlinig entlang der Achse der zylindrischen Kammer strömt. Vorzugsweise berührt der Umfang der Schnecke die Wandung der zylindrisdv.il Kammer oder stellt einen Teil derselben dar. Um Jie gewünschte kräftige Wirbelströmung aufrechtzuerhalten, ist der Druckabfall beider Reaktionsteilnehmer über den Brenner wenigstens gleich dem statischen Druck dei Umgebung, in welche der Brenner ausmündet.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fi g. 1 eine Seitenansicht eines Flammrekationsbrenners zum Durchführen des erfindungsgeiaäßen Verfahrens,

Fig.2 einen Längsschnitt durch den Brenner nach Fig. 1,

F i g. 3 eine Stirnansicht der Einlaßseite des Brenners nach Fig. I,

Fi g. 4 eine Stirnansicht der Auslaßseile des Brenners nach Fig. 1,

F i g. 5 eine Seitenansicht eines Zufuhrrohrs für einen Reaktionsteünehmer,

F i g. 6 und 7 Schnittansichten des Zufuhrrohrs nach F i g. 5 in Richtung der Pfeile 6-6 bzw. 7-7,

Fig. 8 eine Seitenansicht einer im Brenner nach F i g. 1 angeordneten Schnecke und

Fig.9 eine Anordnung des Brenners nach Fig. I in einem Gehäuse für die Reinhaltung des Reaktionsprodukts.

Ein in Fig. 1 und 2 in Seitenansicht bzw. im Längsschnitt gezeigter Flammreaktionsbrenner 10 zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens hat eine aus einem Rohrstück 11 und einer mit diesem zusammengeschraubten Muffe 12 gebildete zylindrische Kammer.

Ein mit der Muffe 12 verschweißtes Reduzierstück 13 hat eir Innengewinde für die Aufnahme eines ersten Zufuhrrohrs 14. Bei dem Rohrstück 11 und der Muffe 12 handelt es sich vorzugsweise um genormte iLweäzelltei-Ie, während das mit dem Reduzierstück verschraubte Zufuhrrohr 14 ein Einzollrohr ist. Entlang der Mittelachse des Brenners verläuft ein zweites Zufuhrrohr 15. Ein zwischen den beiden Zufuhrrohren 14, 15 gebildeter ringförmiger Zwischenraum mündet in einen ringförmigen Raum innerhalb der Muff»; 12 und des Rohrstücks 11. Das zweite Zufuhrrohr 15 eistreckt sich durch das Rohrstück 11 hindurch bis nahe an dessen Austrittsende 16. Nahe dem Ende des Zufuhrrohrs 15 weist dessen Wandung mehrere Schlitze 17 auf.

Eine innerhalb der zylindrischen Kammer angeordnete Schnecke 18 ist vorzugsweise im Preßsitz fest mit

Rohrstück 11 der Kammer kann von einem I-. I'/?. 2'/^, 3-, 4- oder 6-zölligen Rohr genommen sein oder andere Abmessungen mit einem Innendurchmesser /wischen ca. 12,7 und 305 mm aufweisen. Durch Auswahl der entsprechenden Größen erhält man einen größeren oder kleineren Durchsatz. Die optimalen Bereiche der Strömungsgeschwindigkeiten lassen sich durch einfache Versuche bestimmen.

Fig.3 zeigt eine Stirnansicht des Einlaßendes des Brenners 10. Hier erkennt man eine bevorzugte Anordnung der Zufuhrrohre 14, 15 relativ zueinander und den dazwischen vorhandenen ringförmigen Zwischenraum, sowie die Unterseite eines am linde des /weiten Zufuhrrohrs 15 angeschweißten oder sonstwie befestigten Deckels 20.

Γ ig. 4 zeigt eine .Stirnansicht des Austrittsendes des Brenners 10. Man erkennt hier das Rohrstück II. clic Muffe 12. die Schnecke 18 und den Deckel 20 des Zufuhrrohrs 15.

I" i g. 5 zeigt eine Seitenansicht der bevorzugten Ausführungsform des zweiten Zufuhrrohrs 15 mil dem Deckel 20 und den Schlitzen 17. Die Schlitze 17 verlaufen vorzugsweise in wenigstens einer lotrecht zur Längsachse des Zufuhrrohrs 15 verlaufenden Ebene. In der dargestellten Ausführung sind zwei Reihen von .Schlitzen vorhanden. Dabei sind in jeder Reihe zwei Schlitze vorgesehen, welche sich über einen Umfangswinkel von jeweils ca. 90° um das Rohr 15 erstrecken, so daß der zweite Reaktionsteilnehmer im wesentlichen gleichmäßig über den gesamten Umfang in die Wirbelströmung des ersten Reaklionstcilnehmers cingcblasen wird. In anderen Ausführiingsformcn können andere Anzahlen von Schlitzen und Schiit/reihen verwendet werden, und die Schütze können sich über verschieden große Winkel entlang dem Umfang des Rohrs 15 erstrecken, um die Fertigung des Rohrs zu vereinfachen und/oder eine optimale Durchmischung des Reaktionsteilnehmer zu erzielen. Der Drehsinn der Wirbelströmung ist im allgemeinen nicht kritisch. Er kann, wie dargestellt, im Uhrzeigersinn oder entgegen diesem verlaufen.

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der Schlitze 17 des Zufuhrrohrs 15 in einer bevorzugten Ausführung dargestellt.

F i g. 8 zeigt eine Seitenansicht der Schnecke 18. Der eine Reaktionsteilnehmer strömt entlang dem zwischen der Schnecke 18 und der Wandung des Rohrstücks 11 verlaufenden Strömungsweg und erhält dadurch eine in einer Schraubenlinie entlang der durch das Rohrstück Il gebildete zylindrische Kammer verlaufende Strömung.

In Fig. 9 ist der Flammreaktionsbrenner 10 in eine Kammer 21 eingesetzt, welche dazu dient, das Reaktionsprodukt unter Ausschluß von Sauerstoff, Wasserdampf und anderen Verunreinigungen zu erhalten. Für einen Brenner 10 aus zweizölligen Rohrteilen ist die Kammer 21 ein Stück zwölfzolliges Rohr mit Stirnwänden 22, 23. Das Reaktionsprodukt wird vorzugsweise über eine die Stirnwand 23 durchsetzende Öffnung 24 abgeführt. Für die Steuerung von Temperatur und Druck in der Kammer 21 ist diese vorzugsweise von einem Mantel oder einer (nicht gezeigten) Isolierung umgeben. Vorzugsweise ist in einer Kammer 21 jeweils nur ein Flammreaktionsbrenner 10 untergebracht. Zur Erhöhung der Leistung können jedoch auch mehrere Brenner nebeneinander an der einen Stirnwand 22 angebracht sein. Dabei müssen die Brenner jedoch in solchen Abständen angeordnet sein, daß sich ihre Flammen nicht gegenseitig stören.

Für die Steuerung der Temperatur des Brenners 10 ist eine Wärmetauscherschlange 25 vorgesehen. Zum Vorwärmen des Brenners 10 wird über die Anschlüsse 26,27 der Schlange 25 ein Wärmetauschermedium, etwa Dampf oder eine erhitzte Flüssigkeit in Umlauf gesetzt Im Betrieb ist die Wärmetauscherschlange 25 mn Wasser oder einem anderen kalten Strömungsmittel gespeist, um überschüssige Wärme vom Brenner 10

ίο abzuführen, dadurch seine Lebensdauer zu verlängern und ilen Betrieb zu stabilisieren.

In I i g. 4 erkennt man ferner die Zufuhrrohre 14, 15 in Verbindung mit einem im ringförmigen Zwischen raum zwischen den beiden Rohren mündenden AnschluUmhr 28. Vorzugsweise wird gasförmiges Brom über einen Anschluß 29 und Wasserstoff an einem Anschluß 30 zugeführt.

Die Kammer 21 hat ferner eine verschließbare Öffnung Ji zum Einführen einer Zündflamme /um Entzünden des aus dem Brenner 10 austretenden brennbaren Cicmischs. Um eine Verunreinigung des Produkts mit Wasserdampf zu vermeiden, wird in der Zündflamme vorzugsweise Wasserstoff mit Chlor oder Brom, insbesondere mit Chlor verbrannt. Nach dem Entzünden des Geniischs wird die Öffnung M verschlossen.

Der erfindungsgemäße Brenner hat u. a. ilen wesentlichen Vo. seil, daß er über eine relativ lange Zeit sicher arbeitet, ohne daß zu seiner Fertigung besonders teure

ίο oder schwer zu bearbeitende Werkstoffe notwendig sind.

Das Ausgangsmaterial für den Brenner ist in den verschiedensten Formen und Abmessungen verfügbar und läßt sich ohne übermäßige Schwierigkeit spanabhebend bearbeiten. Vorzugsweise wird für den in F i g. 1 gezeigten Brenner 10 Nickel, Monelmctall oder rostfreier Stahl, für die den Brenner umgebende Rohrschlange 25 rostfreier Stahl und für die Kammer 21 ein gewöhnlicher weicher Kohlenstoffstahl verwendet.

Die keiner übermäßigen Erwärmung ausgesetzten Zufuhrleitungen für Brom sind vorzugsweise aus Glas.

Für diesen Zweck eignet sich ein Polyvinylidenfluorid in Form von Rohren oder einer Beschichtung auf einer Unterlage.

Die Höchsttemperatur des Brenners liegt gewöhnlich im Bereich zwischen etwa 260 bis ca. 540°C. Durch entsprechende Kühlung mittels der Rohrschlange 25. Abschirmung usw. lassen sich diese Temperaturen in einem weiten Bereich ändern.

Um das zugeführte Brom im gasförmigen Zustand zu erhalten, beträgt die Zufuhrtemperatur vorzugsweise etwa 38 bis 93⁰C, insbesondere ca. 65° C. In anderer Hinsicht ist die Zufuhrtemperatur des Broms nicht kritisch. Die Zufuhrtemperatur des Wasserstoffs ist an sich nicht kritisch. Eine gewisse Vorwärmung des Wasserstoffs empfiehlt sich jedoch, um im Bereich der Schlitze 17 Temperaturen zu vermeiden, bei denen das gasförmige Brom kondensiert. Demgemäß wird der Wasserstoff vorzugsweise auf 38 bis ca. 93⁰C, insbesondere auf ca. 38° C vorgewärmt.

Der Druck innerhalb der Kammer 21 ist nicht kritisch und kann zwischen etwa 0,1 und 25 Atmosphären liegen. Um die Herstellungskosten zu verringern und den unerwünschten Ein- oder Austritt von Strömungsmitteln in die oder aus der Kammer zu unterbinden, wird vorzugsweise ein Druck von etwa 0,5 bis ca. einer Atmosphäre angewendet Die Drücke von Brom und

Wasserstoff im Zufuhrsystem sind nicht kritisch, solange die Reaktionsteilnehmer ihren gasförmigen Zustand behalten. Im Bereich der Muffe 12 beträgt der Druck der Reaklionsteilnehmer vorzugsweise wenigstens das Doppelte des statischen Drucks in der Kammer 21. Ein *> solcher Druckunterschied, welcher etwa eine bis 25 Atmosphären betragen kann, bewirkt eine kräftige Durchströmung der Schnecke 18 und der Schlitze 17 und eine kräftige Wirbelströmung der Reaktionsteilnehmer beim Austritt aus dem vorderen Ende 16 des Brenners. Andererseits sind jedoch Drücke und Ausgestaltungen zu vermeiden, bei denen sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten entstehen, welche zum Ausblasen der Flamme führen können.

Im folgenden Beispiel ist eine bevorzugte Ausfüh- ü runpsfiirm der Erfindung beschrieben.

Beispiel

Für die I lcrstcllung eines erfindungsgemäUcn Flammreaktionsbrenners wurde eine /.wt-i/.üiiigc Rohrmuffe !2 :'■■ und ein Rohrstück 11 aus Monclmetall mit einem Innendurchmesser von ca. 52.4 mm und einer Wandstärke von ca. 3.175 mm verwendet. Das Rohrstück 11 stand um ca 106 mm über die Muffe 12 hervor. Für die Ziifuhrlcitungcn 14 und 15 wurden genormte ein- bzw. 2Ί vicrtclzöllige Rohre aus Monclmetall verwendet. Die Schnecke 18 wurde spanabhebend aus Nickel gefertigt und hatte eine Gesamtlänge von 63,5 mm bei einem Innendurchmesser des Kerns von ca. 13.8 mm und einem •NuBcndurchmesser des Kerns von ca. 27 mm. Die >" Schnecke wies zwei volle Windungen mit einer Steigung von 25.4 mm auf. Der hervorstehende Steg der .Schneckenwindungen halte eine Stärke von 6.35 mm. Damit betrug der Abstand /wischen den Gängen der Schnecke 19.05 mm und der dazwischenliegende Raum Ji hatte eine Querschnittsflächc von ca. 19.05 χ 12.7 mm. Die Schnecke wurde vom Austrittsende her in das Rohrstück It gepreßt, so daß ihr Ende 19 gegenüber dem Ende um 50.8 mm einwärts versetzt war.

Das Zufuhrrohr 15 wurde aus einem ca. 609 mm «<> langen Stück viertelzölligen Rohrs aus Monclmetall gefertigt. In einer mittleren Entfernung von ca. 12,7 mm :~rr. Decke! 20 »"."-H^n vi*>r in I Imfanpsrichtune verlaufende Schlitze 17 geschnitten. Diese hatten bei einem Abstand von 2,38 mm zwischen den Reihen eine Breite von 2.38 mm und erstreckten sich jeweils über einen Winkel von 90 bis 92". Der Deckel 20 hatte einen Abstand von ca. 19.05 mm zum Ende der Schnecke.

Zur Verringerung der Gefahr von Explosionen und des Eindringens von Verunreinigungen wird der w Brenner vorzugsweise nach folgendem Verfahren in Betrieb genommen:

Die in Fig.9 dargestellte Anordnung wird mehrere Minuten lang über eine oder beide Zufuhrleitungen 14, 15 mit Stickstoff gespült. Darauf wird eine Wasserstoff-Chlor-Zündflamme entz.ündet und durch die öffnung 31 eingeführt. Darauf wird der Druck des gasförmigen Broms am Anschluß auf ca. 0,844 at erhöht und der Zustrom des Broms zum Brenner mit ca. 15% der vollen Arbeits-Strömungsgeschwindigkeit eingeleitet. Der hier im einzelnen beschriebene zweizöllige Brenner hat einen Arbeitsdurchsatz von 90 kg Brom pro Stunde. Anschließend wird der Zustrom von Wasserstoff mit 15% des Arbeitsdiirchsaiz.es eingeleitet, worauf der Brenner sofort zündet.

Zum Anwärmen der Anlage arbeitet der Brenner zunächst vorzugsweise mehrere Minuten lang mit 15% des Durchsatzes, worauf dann die Zufuhr von Brom und Wasserstoff unter Einhaltung einer hellgelben Flamme !nügsuMi erhöh! wird. Eine lief orangen·* Flamme deutet auf Bromüberschuß, eine lavendelblaue Flamme auf Wasserstoffüberschuß. Der Brenner arbeitet dann stabil über den gesamten Bereich zwischen 15 und ca. 120% des Soll-Arbeilsdurchsatzes.

Beim Soll-Arbeitsdurchsatz beträgt die axiale Geschwindigkeitskomponente der Strömung des gasförmigen Broms im Rohrstück 11 4,27 m/sec und die tangentiale Komponente 14,02 m/sec. Die Austrittsgeschwindigkeit des Wasserstoffs an den Schlitzen 17 beträgt dabei 61 m/sec.

Beim Solldurchsatz herrschen die folgenden Bedingungen: Die Wasserstoffzufuhr beträgt 14,48 NmVh und die Bromzufuhr 90 kg/h. Die Flammentemperatur beträgt 135O°C, und die Temperatur des Reaktionsprodukts an der Öffnung 24 beträgt ca. 300° C. Der Druck in der Kammer 21 beträgt 0,323 at. Ein zwischen der Quelle und der Anschlußleitung 28 angeordnetes Regelventil hält den Druck des gasförmigen Broms auf 0,844 at. Der Wasserstoff wurde mit einem Druck von 120 at aus Flaschen entnommen. Der Druck wurde auf ca. 7 at verringert, und der Wasserstoff wurde über einen Drosscldurchlaß und ein Regelventil den. Zufuhrrohr 15 zugeleitet.

Das Ergebnis der Umwandlung des Broms in Wasserstoffbromid betrug im Mittel ca. 99.97 MoWo. Zumeist betrug das Umwandlungsergebnis zwischen 99,96 und 99,99%, entsprach also nahezu der Gesamtmenge des Broms. Diese Ergebnisse wurden mit einem sehr geringen Wasserstoffüberschuß im Bereich von 2.6 Mol% erzielt.

Hierzu 2 Blatt Zexhnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Bromwasserstoff durch koaxiales Zusammenleiten und Abbrennen von Wasserstoff und Brom, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen einer stabilen Flamme das Brom längs einer schraubenlmienförmigen Bahn geleitet wird, in die der Wasserstoff von ihrer Achse her radial nach außen eingeleitet wird. ίο

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brom beim Zurücklegen der schraubenlinienförmigen Bahn radial und axial geführt wird, und daß die axiale Führung vor der Einleitung des Wasserstoffs endet. is

3. Brenner zur Herstellung von Bromwasserstoff mit einem Zuführungskanal für Brom sowie einer koaxial hierzu angeordneten Wasserstoffleitung, die beide in eine Verbrennungszone münden zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Zuführungskanals (U) ein schraubenlinienförmiger Strömungsweg (18) angeordnet ist, und daß die Wasserstoffleitung (15) innerhalb des Zuführungskanals angeordnet, an ihrem der Verbrennungszonc zugewandten Ende (20) verschlossen und mit radialen Austrittsöffnungen (17) versehen ist.

4. Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (17) stromabwärts von der Mündung des schraubenlinicnförmigen Strömungsweges (18) angeordnet sind.

5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführung-kanal (M) eine zylindrische Außenwand aufweist, die über die Auslrittsöffnungen (17) hinaus bis /.· einer Mischgasmündung (16) verlängert ist.