DE317502C

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AUSGEGEBEN AM 19. DEZEMBER 1919ISSUED ON DECEMBER 19, 1919

KLASSE 12h GRUPPECLASS 12h GROUP

Dr. HUGO SPIEL in WIEN.Dr. HUGO SPIEL in VIENNA.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. Juli 1918 ab.Patented in the German Empire on July 19, 1918.

Bei den derzeit technisch in Anwendung· stehenden Verfahren zur Durchführung von Gasreaktionen mittels des elektrischen Flammen bogens tritt das Reaktionsprodukt 'nur in relativ geringen Konzentrationen auf. Das Gleichgewicht zwischen Aüsgangsmischung; und Reaktionsprodukt liegt sehr ungünstig in bezug auf letzteres. Bei Entnahme des Reaktionsprodukts in der Gasphase geht ein großer Überschuß des Ausgangsgases mit. Die Aufarbeitung der dünnen Gase erfordert große und kostspielige Anlagen.The currently technically in use standing method for carrying out gas reactions by means of the electric flame arc the reaction product occurs only in relatively low concentrations. That Balance between starting mix; and reaction product is very unfavorable in relation on the latter. When the reaction product is withdrawn in the gas phase, a large one goes Excess of the starting gas with. The work-up of the thin gases requires a great deal of effort and expensive investments.

Die genannten Schwierigkeiten fallen theoretisch in dem Augenblick fort, als eine Entnähme des Reaktionsproduktes aus dem Reaktionsraum in der flüssigen (festen) Phase verwirklicht wird, und zwar um so vollständiger, je unmittelbarer ■— räumlich und zeitlich — die Überführung des Reaktionsprodukts in die andere Phase an seine Bildung anschließt. Gleichzeitig wird, geeignetete Anordnung vorausgesetzt, durch die verbundene Entziehung des Reaktionsprodukts dessen Nachbildung erzwungen, so daß sich höhere Nutzeffekte ergeben.The above-mentioned difficulties theoretically disappear at the moment when a withdrawal of the reaction product from the reaction space is realized in the liquid (solid) phase, and all the more completely, the more immediate ■ - spatially and temporally - the conversion of the reaction product into the other phase follows its formation. At the same time, provided that there is a suitable arrangement, forced by the associated withdrawal of the reaction product its replication, so that higher benefits result.

Beispiele für die Entnahme der Reaktionsprodukte in einer anderen Phase sind D. R. P. 85103 (1894) der Siemens & Halske A.-G., D. R. P. 193518 (1905) von A. Hauck und brit. Pat. 16224 (1909) von Bunet-Badin. Nach ersterem wird ein Gemisch von Luft, Ammoniak und Wasserdampf durch dunkle Entladung in Ammonitrat umgewandelt; nach Hauck werden die Reaktionsgase in einen als Reaktionssphäre dienenden Gasraum eingeführt, der durch elektrische Entladungen innerhalb einer Flüssigkeit gebildet wird, so daß die Absorptionsflüssigkeit den Reaktionsherd ganz oder teilweise umgibt; nach Bunet-Badiri werden gegen die oberen Enden von Hörnerelektroden, zwischen denen Lichtbogen brennen, Absorptionsflüssigkeiten gespritzt, die die Stickoxyde teilweise in gelöster Form aus der Reaktion ziehen.Examples of the removal of the reaction products in another phase are D.R. P. 85103 (1894) from Siemens & Halske A.-G., D. R. P. 193518 (1905) by A. Hauck and British Pat. 16224 (1909) by Bunet-Badin. According to the former, a mixture of air, ammonia and water vapor is converted into ammonitrate by a dark discharge; after Hauck, the reaction gases are introduced into a gas space serving as a reaction sphere, which is formed by electrical discharges within a liquid, so that the Absorption liquid completely or partially surrounds the reaction center; to Bunet-Badiri are against the upper ends of horn electrodes, between which burn arcs, Absorption liquids are injected, which partially remove the nitrogen oxides from the Draw reaction.

Eine weit unmittelbare und vollständigere Absorption, als durch irgendeine andere räumliche Anordnung oder Verteilung der Absorptionsflüssigkeit erzielt werden kann, kommt zustande, wenn man eine Anordnung trifft, die ein oder beide Ziele des Elektrizitätsausgleiches zum Sitz der absorbierenden Wirkung, also die absorbierende · Flüssigkeit selbst zur Elektrode macht. Entladungen gegen Flüssigkeitselektroden erscheinen in der »Zeitschrift für Elektrochemie« 1911, S. 217ft. beschrieben. In diesen Versuchen über die Bildung von H₂ O₂, HNO₃ und NH₃ wird zur Durchführung der elektrochemischen Reaktionen Hochspannungs-A far more immediate and more complete absorption than can be achieved by any other spatial arrangement or distribution of the absorption liquid, comes about when an arrangement is made which one or both goals of the electricity balance to the seat of the absorbing effect, i.e. the absorbing liquid itself Electrode makes. Discharges against liquid electrodes appear in the "Zeitschrift für Elektrochemie" 1911, p. 217ft. described. In these experiments on the formation of H ₂ O ₂ , HNO ₃ and NH ₃ , high-voltage

gleichstrom verwendet, der sich zwischen j Nernst-Stiften oder Platinstiften einerseits, einer Wasserelektrode andererseits in Form kurzer Glimmbögen entlädt.direct current is used, which is located between j Nernst pins or platinum pins on the one hand, a water electrode on the other hand discharges in the form of short glow arcs.

Bei Verwendung von Gleichstrom zwischen ] fester und flüssiger Elektrode wird aber die rasche und vollständige Absorption der in der Gasstrecke gebildeten Reaktionsprodukte in der Flüssigkeitselektrode dadurch in hohem jWhen using direct current between] the solid and liquid electrode but the rapid and complete absorption of the reaction products formed in the gas path in the liquid in high electrode by j

ίο Grad. paralysiert, daß an der Flüssigkeitselek- | trode, je nach ihrer Polarität, zufolge der die Entladung begleitenden Elektrolyse dauernd einO₂- bzw. iZ"₂"Überschuß existent ist, der die an ' der Gegenelektrode bzw. im Gasraum gebildeten Reduktions- bzw. Oxydationsprodukte während ihres Zutritts zur Flüssigkeitselektrode zum größten Teil wieder oxydiert bzw. reduziert, so daß sowohl die Ausbeute der Reaktionsprodukte, als auch der elektrochemische Wirkungsgrad der Reaktionen derart herabgesetzt werden, daß schon aus diesem Grund j eine technische Verwertbarkeit solcher Ent- j ladungen nicht gegeben erscheint. Demgegen- j über war bei Verwendung von Wechselströmen von vornherein ein so rascher und durch Steigerung der Frequenz noch wesentlich zu beschleunigender Wechsel von O₃ und H₂ an der Flüssigkeitselektrode zu erwarten, daß hierdurch die Rückbildung der im Gasraumίο degree. paralyzed that on the fluid elec- | trode, depending on its polarity, due to the electrolysis accompanying the discharge, there is a constant excess of O ₂ or iZ " ₂ " which the reduction or oxidation products formed on the counter electrode or in the gas space during their access to the liquid electrode largely re-oxidized or reduced, so that both the yield of the reaction products and the electrochemical efficiency of the reactions are reduced to such an extent that for this reason alone, such discharges do not appear to be technically usable. _{On the other hand, when using alternating currents, a change of O 3} and H ₂ at the liquid electrode that would be so rapid and, by increasing the frequency, could be accelerated considerably, was to be expected from the outset that this would cause the regression of the in the gas space

gebildeten Entladungsprodukte weitgehend ejn- j geschränkt bzw. vermieden wird und dadurch die angestrebten Gasreaktionen in den Bereich technischer Verwertbarkeit treten.Discharge products formed are largely restricted or avoided and thereby the desired gas reactions enter the area of technical usability.

Andererseits erschien es möglich, die für den Ablauf der elektrochemischen Prozesse als I überaus wichtig erkannte, absorbierende Wir- I kung der Flüssigkeitselektrode dadurch erheblich zu unterstützen, daß man für deren rasche Erneuerung sorgt, so zwar, daß sich der Flüssigkeitsspiegel unmittelbar an der Grenze des Gasraums ständig erneuert. Dadurch, daß auf diese Weise die Enden der Entladungsbahnen direkt in die strömende, absorbierende Flüssigkeit verlegt werden, läßt sich zweifellos dem Prozeß eine seinem raschen und vollständigen Ablauf sehr günstige Richtung erteilen.On the other hand, it appeared possible to use the I The absorbing effect of the liquid electrode was recognized as being extremely important to support that one ensures their rapid renewal, so that the liquid level is directly at the Boundary of the gas space constantly renewed. In that in this way the ends of the Discharge paths can be laid directly in the flowing, absorbing liquid Undoubtedly the process is taking a direction which is very favorable to its rapid and complete course To give.

Es war daher zu untersuchen, ob und unter welchen Bedingungen zur technischen Durchführung jVon^Gasreaktionen geeignete Wechsel Stromentladungen gegen strömende absorbierende Flüssigkeitselektroden zustande kommen und wie sie wirken. Zunächst wurde der technisch bereits in Anwendung stehende Fall der Lichtbogenentladung durch Luft. in Betracht, gezogen. Hierbei ergab sich:It was therefore necessary to investigate whether and under what conditions for technical implementation jFrom ^ gas reactions suitable alternation of current discharges against flowing absorbing ones Liquid electrodes come about and how they work. First there was the case that was already in use technically the arc discharge through air. taken into consideration. This resulted in:

i. In allen Fällen, wo elektrische, Entladungen gegen strömende Flüssigkeiten als Elektroden^'verwirklicht werden sollen, hängt das Zustandekommen der Entladung als solcher, eigentlicher Lichtbogen im besonderen von der richtigen Abstimmung folgender Verhältnisse ab: Form unt Dimensionen des Entladungsraumes, Druck,. Temperatur, elektrische Verhältnisse und Strömungsart und -geschwindigkeit der Flüssigkeit. Verdampfung der Flüssigkeit und abschreckende Wirkung kalter Flächen erschweren das Zustande-' kommen des Lichtbogens, der sich hierbei auch teilweise in Funken en tladungen aufzulösen bestrebt ist. Echte Flammenbögen gegen Wasser als Elektrode kommen indes immer zustande, wenn Spannung und Stromdichte an der Entladungsstrecke genügend groß sind und die Kapazität der jeweils in der Entladungsanordnung befindlichen Wassermasse einen gewissen Wert nicht ■ übersteigt. Andernfalls , ergeben sich statt ruhig brennender, größeren Energieeinsatz ermöglichender und zu größeren Längen steigerbarer Flammen intermittierende Funken- und kurze Glimmbogenentladungen vorwiegend elektrolytischer Wirkung. Die Verdampfung des Wassers an der Basis der Flamme ist hierbei auffallend gering. Eine etwa 15 mm lange 200 W-Flamme, erhalten durch Anwendung eines im Verhältnis 1: 200 auf Spannung transformierten Wechselstroms von 60 V erhitzt 500 ecm Wasser in 1 cm hoher stehender Schicht in 30 Min. bloß auf etwa 35°. Durch Verwendung einer strömenden Elektrode läßt sich die Erhitzung auch bei zehnfach gesteigerter Flammenlänge und Energiezufuhr noch auf ein Minimum reduzieren. . Die Ursache der auffallend geringen thermischen Wirkung der Flamme an ihrer Wasserbasis liegt offenbar, darin, daß sich an der Auftrefffläche eine dünne Zwischenschicht bildet, in deren unterem Teil die Verdampfung des Wassers erfolgt, während unmittelbar darüber die thermische Dissoziation des Wasserdampfs vor sich geht, wobei ein großer Teil der thermischen Energie des Bogens zum Verbrauch gelangt.i. In all cases where electrical, discharges against flowing liquids as Electrodes ^ 'are to be realized depends on the occurrence of the discharge as such, actual arc in particular depends on the correct coordination of the following relationships: form and dimensions of the Discharge space, pressure ,. Temperature, electrical conditions and type of flow and -speed of the liquid. Evaporation of the liquid and deterrent effect cold surfaces make it difficult for the arc to occur also strives to partially dissolve in spark discharges. Real flame arcs against However, water as an electrode always comes into being when voltage and current density are present the discharge path are sufficiently large and the capacity of each in the discharge arrangement existing water mass does not exceed a certain ■ value. Otherwise, instead of burning quietly, the result is a greater use of energy which enables and increases it Lengths of increasing flames, intermittent spark and short glow arc discharges predominantly electrolytic effect. The evaporation of the water at the base of the Flame is noticeably small here. A 200 W flame about 15 mm long is obtained by using an alternating current transformed to voltage in a ratio of 1: 200 of 60 V heats 500 ecm of water in a 1 cm high standing layer in 30 minutes about 35 °. By using a flowing Electrode can be heated even with ten times increased flame length and Reduce energy supply to a minimum. . The cause of the noticeably low thermal The effect of the flame on its water base is evidently that it is on the surface where it hits forms a thin intermediate layer, in the lower part of which the evaporation of the water takes place, while immediately above it The thermal dissociation of water vapor is going on, with a large part of the thermal energy of the arc is consumed.

Da sich jedoch bei Steigerung der Entladungslänge die absorbierende Wirkung der Wasserelektrode auf die in bzw. längs der Entladungsstrecke gebildeten Produkte und damit die angestrebte Rückwirkung auf die Bildung derselben stark verringert, wurde eine Anordnung untersucht, bei der Wasser außer als Basis der Flammen noch in Form einer absorbierenden Hilfselektrode eingebracht wird, indem es aus einer rohr- oder düsenförmigen Elektrode in rasch sich erneuernden Tropfen austritt. (Tropfelektrode Abb. 1.) Diese-An-Ordnung ergibt eine mit den Tropfen rasch intermittierende und wieder zündende Lichtbogenentladung.. Steigert man hierbei Elektrodendistanz und Zuströmgeschwindigkeit des Wassers, so erhält man eine lediglich zwischen Wasser brennende Flamme, die an ihren beiden Enden die Koexistenz zwischen Hochspannungs^However, since the absorbing effect of the Water electrode on the products formed in or along the discharge path and so that the desired effect on the formation of the same is greatly reduced, was a Arrangement investigated in the case of the water except as the base of the flames still in the form of a absorbent auxiliary electrode is introduced by making it from a tubular or nozzle-shaped Electrode emerges in rapidly renewing drops. (Drip electrode Fig. 1.) This-an-order results in an arc discharge intermittent and re-igniting rapidly with the droplets. If you increase the electrode distance and the inflow speed of the water, you only get between Water burning flame, which at both ends of the coexistence between high voltage ^

flamme und Wasser nachweist. Durch diese Flamme hindurch vollzieht sich gleichzeitig ein erheblicher Transport von Wasser von einer Elektrode zur anderen, so daß sie gewissermaßen eine Hochspannungsflamme mit innerer Kühlung darstellt.Detects flame and water. Through this flame happens simultaneously a significant transport of water from one electrode to the other, so that they sort of represents a high voltage flame with internal cooling.

•2. Bei allen gegen strömendes Wasser brennenden Wechselstrom-Hochspannungsbögen treten im Wasser gleichzeitig HNO₃ und NH_S • 2. With all alternating current high-voltage arcs burning against flowing water, HNO ₃ and NH _{S occur simultaneously in the water}

ίο auf. Bei niederfrequenter Energiezufuhr bis zu einer Wechselzahl von 200/Sek. überwiegt die NH_S Bildung bei weitem und führt zu Werten von 3,2 g NH₃IKWH neben 0,5 g HNO₃IKWH. Hochfrequente Energiezufuhr mit Wechelzahlen über 500/Sek., die schon bei wesentlich geringerem absoluten Energieeinsatz das Zustandekommen eigentlicher Flammenbögen gewährleistet, begünstigt gleichzeitig erheblich die ZZiVO ₃-Bildung gegenüber derίο on. With low-frequency energy supply up to an alternation rate of 200 / sec. the NH _S formation outweighs by far and leads to values of 3.2 g NH ₃ IKWH in addition to 0.5 g HNO ₃ IKWH. High-frequency energy supply with alternating numbers of over 500 / sec., Which guarantees the creation of actual flame arcs even with significantly lower absolute energy input, at the same time significantly favors the ZZiVO ₃ formation compared to the

ao iVS"₃-Bildung und ergibt z. B. bei 1000 Wechseln/Sek. 2,3 g HNO₃]KWH neben 0,5 g NH₃JKWH. Die bisher auf diese Weise erzielten Energieausbeuten bleiben zwar noch beträchtlich hinter den Energieumsätzen der derzeitigen Luftverbrennungstechnik zurück, . bei günstigerer Energiezufuhr die der Versuche war aus später ,zu erörternden Gründen außergewöhnlich ungünstig — und weiterer Abstimmung von Stromverhältnissen und EntladungsanOrdnung kann man aber zweifellos zu Werten gelangen, bei denen die großen Vorteile des direkten Ausbringens flüssiger Stickstoffprodukte gegenüber der kostspieligen Weiterverarbeitung dünner nitroser Gase, wie sie die Luftverbrennung zwischen festen Elektroden liefert, ausschlaggebend werden.ao iVS " ₃ formation and results, for example, at 1000 changes / sec. 2.3 g HNO ₃ ] KWH in addition to 0.5 g NH ₃ JKWH current air combustion technology,. with more favorable energy supply that of the experiments was exceptionally unfavorable for reasons to be discussed later - and further coordination of current conditions and discharge arrangement one can undoubtedly arrive at values at which the great advantages of the direct application of liquid nitrogen products compared to the costly further processing thin nitrous gases, such as those produced by the combustion of air between fixed electrodes, become decisive.

Die relativ geringe, bisher in flüssiger Form erzielte Ausbeute der geschilderten Bögen steht im Zusammenhang mit der unvollständigen Absorption, gegeben dur'ch die Möglichkeit des Ausweichens, d. h.. gasförmigen Entströmens der Reaktionsprodukte und dem vorwiegendenThe relatively low yield of the sheets described, previously achieved in liquid form, stands in connection with the incomplete absorption, given by the possibility of Evasive, d. h .. gaseous outflow of the reaction products and the predominant

■ Entstehen des schwer absorbierbaren NO bei der hohen Temperatur dieser Bögen. Drückt man aber den thermischen Wirkungsgrad der Entladung unter gleichzeitiger Ausbreitung derselben zu einer Flächenentladung weitgehend zurück, indem man der Flüssigkeitselektrode eine Flächenelektrode parallel gegenüberstellt, so erhält man einen Elektrizitätsausgleich, der je nach Elektrodendistänz und -beschaffenheit und elektrischen Verhältnissen das Bild einer mebr oder weniger dichten Funken- oder Glimmentladung bietet. In einer derartigen Versuchsanordnung, bei welcher Wasser in einer flachen Glasschäle mit direkter oder indirekter Stromzufuhr gegen eine metallbelegte Glasplatte von etwa 20 cm Durchmesser in 4 bis 12 mm Elektrodendistanz bei einem Energieeinsatz von 0,1 bis 2 KW entladen wurde, ergab sich:■ Formation of difficult to absorb NO at the high temperature of these arcs. If, however, the thermal efficiency of the discharge is largely reduced while it spreads to a surface discharge by placing a surface electrode parallel to the liquid electrode, an electricity balance is obtained which, depending on the electrode distance and nature and electrical conditions, dense the image of a mebr or less Offers spark or glow discharge. In such a test arrangement, in which water was discharged in a flat glass bowl with direct or indirect power supply against a metal-coated glass plate of about 20 cm diameter at 4 to 12 mm electrode distance with an energy input of 0.1 to 2 KW , the following results were found:

I. Fläch enentladung hochgespannter, nieder frequenter Ströme von 5 000 bis 20 000 V und 50 bis 200 Wechseln/Sek., erzielt durch Betrieb von Induktoren . und Transformatoren mit unterbrochenem Gleichstrom oder Wechselstrom ergibt nur geringe Mengen von HNO₃ unter 0,5 gjKWH, neben merklichen Mengen NH₃ bis 4,5 g/KWH. Die Ursache der geringen Luftstickstoffoxydation scheint, wie im analogenI. Surface discharge of high-voltage, low-frequency currents of 5,000 to 20,000 V and 50 to 200 changes / sec., Achieved by operating inductors. and transformers with interrupted direct current or alternating current produce only small amounts of HNO ₃ below 0.5 gjKWH, in addition to noticeable amounts of NH ₃ up to 4.5 g / KWH. The cause of the slight atmospheric nitrogen oxidation appears as in the analogous one

' Fall der Lichtbogenentladung, im Vorwiegen elektrolytischer. Prozesse zu liegen, die ihrerseits die iVTig-Bildung begünstigen.'Case of the arc discharge, predominantly electrolytic. Processes that in turn favor iVTig formation.

2. Flächen entladung hochgespannter, hochfrequenter Ströme von 30000 bis 15000Ö V und 20 000 bis 100 000 Wechselri/Sek., erzielt durch Einschaltung von Kondensator, Selbstinduktion und Funkenstrecke in den Sekundärkreis ergibt erhebliche Mengen HNO₃ in einer Ausbeute bis 6,4 g HNO₃JKWH neben .geringen Mengen NH₃. .2. Surface discharge of high-voltage, high-frequency currents of 30,000 to 15,000 Ö V and 20,000 to 100,000 alternating ri / sec., Achieved by switching on a capacitor, self-induction and spark gap in the secondary circuit results in considerable amounts of HNO ₃ with a yield of up to 6.4 g ENT ₃ JKWH in addition to small amounts of NH ₃ . .

3. Flächenentladuug hochgespannter, hochfrequenter Ströme von 8 000 bis 60 000 V und ι 000 bis 3 oco Wechseln/Sek., erzielt durch Betrieb von Induktoren und Transformatoren mit hochfrequentem Wechselstrom aus einer Hochfrequenzmaschine, führt zu noch erheblich3. Surface discharge of high-voltage, high-frequency currents of 8,000 to 60,000 V and ι 000 to 3 oco changes / sec., achieved by operation of inductors and transformers with high-frequency alternating current from a high-frequency machine, leads to even more significant

: günstigerem Energieumsatz, indem Werte bis: cheaper energy consumption by adding values up to

j 18 g HN0_zjKWH neben 1,2 g NH₃ erzieltj 18 g HN0 _z jKWH in addition to 1.2 g NH ₃ achieved

\ wurden, scheinbar infolge des wesentlich günstigeren elektrochemischen Wirkungsgrades die Art der Energiezufuhr. — Die Konzentrat tion, in "der die HNO₃ hierbei erhalten wird, hängt von der in der Entladungsanordnung befindlichen, bzw. dieselbe pro Zeiteinheit durchtretenden. Wassermenge ab. Je größer diese ist, desto günstiger stellt sich die Energieausbeute, desto geringer aber die Konzentration. \ apparently due to the much more favorable electrochemical efficiency, the type of energy supply. The concentration in which the HNO _{3 is} obtained depends on the amount of water in the discharge arrangement or the same amount of water passing through per unit of time. The greater this is, the more favorable the energy yield, but the lower the concentration .

j Dem Wert von 18 g/KWH entspricht eine Konzentration von 5,4 Vol. Per.j The value of 18 g / KWH corresponds to a concentration of 5.4 vol. per.

Durch Vergleichsversuche im. Siemensrohr,Through comparative tests in. Siemens pipe,

:. also ohne Wasser, deren Ergebnis bei nieder und hochfrequenter Energiezufuhr nahezu un- _, verändert blieb, wurde festgestellt, daß die:. so without water, the result at low and high-frequency energy supply remained almost unchanged, it was found that the

j günstige Wirkung der Hochfrequenz im System Luft - Wasser nicht auf eine Beschleunigung der Stickoxydbildung an sich, sondern tatsäch^ lieh auf die Ausschaltung der elektrolytischen Prozesse zurückgeht, die bei niederfrequenter Entladung den Hauptteil des Elektrizitätsausgleiches übernehmen und die Bindung des Stickstoffs an Wasserstoff begünstigen. — Gleichzeitig ergeben die Vergleichsversuche im Siemensrohr ein Maß für die beschleunigende Wirkung der absorbierenden Elektrode auf die Stickoxydbildung: die in der geschilderten Versuchsanordnung erzielte Stickoxydausbeute beträgt etwa das 100-fache der in einem Siemensrohr von annähernd gleicher wirksamer Entladungsfläche und Energieaufnahme erzielbaren.j favorable effect of the high frequency in the air - water system not on acceleration the formation of nitrogen oxide itself, but actually ^ lent to the elimination of the electrolytic Processes declines, which in the case of low-frequency discharge, the main part of the electricity balance take over and favor the binding of nitrogen to hydrogen. - At the same time, the comparison tests in the Siemensrohr provides a measure of the accelerating effect of the absorbing electrode the formation of nitrogen oxide: the nitrogen oxide yield achieved in the test arrangement described is about 100 times that in a Siemens tube with approximately the same effective discharge area and energy absorption achievable.

Die erhaltenen Werte reichen in der Größen-Ordnung bereits an die in der. heutigen Luftverbrennungstechnik erzielten heran und sind ■The values obtained already match those in the order of magnitude. today's air combustion technology achieved and are ■

iixi Wege der passenden Ausgestaltung der Entladungsanordnung, insbesondere aber der rationelleren Energiezufuhr -^- die Transformation hochfrequenter Ströme in gewöhnlichen Transformatoren schließt zufolge der hohen Selbstinduktion des Sekundärkreises sehr hohe Transformatorverluste in sich — noch bedeutend steigerbar, so daß sich die Möglichkeit ergibt, durch Flächenentladung gegen strömendeWasserelektroden erhebliche Mengen Luftstickstoff in flüssige HNO₃ überzuführen, somit in geeigneten Apparaten Wasser ^weitgehend mit HNO₃ anzureichern. . .iixi ways of the appropriate design of the discharge arrangement, but in particular the more rational energy supply - ^ - the transformation of high-frequency currents in ordinary transformers involves very high transformer losses due to the high self-induction of the secondary circuit - still significantly increased, so that there is the possibility of counteracting by surface discharge flowing water electrodes convert considerable amounts of atmospheric nitrogen into liquid HNO ₃ , thus enriching water ^ largely with HNO _{3 in suitable apparatus.} . .

Fig. 2 zeigt einen zur Durchführung elektrochemischer Reaktionen mittels elektrischer .; Flächenentladungen konstruierten Kolonnenelektrisator. Derselbe besteht aus einem System tellerförmiger, mit Zwischenräumen übereinander angeordneter Kolonnenglieder, die, mit Zu- uud Abfluß versehen, von der i absorbierenden Flüssigkeit überflössen, bzw. überrieselt werden. Eine direkte oder durch ! ■ dielektrische Zwischenschicht hindurch erfolgende Stromzuleitung macht die Flüssigkeit ; während ihres Durchtritts zur Elektrode. Die Entladung erfolgt gegen ein System in die Zwischenräume der Kolonnenglieder eingreifender, gegen sie fest oder verschiebbar angeordneter, nackter oder mit Dielektrikum belegter Plattenelektroden, die kompakt, oder zwecks Luftzutritts in den Reaktionsraum mit Ausnehmungen versehen, im übrigen der ge- ^j wählten Entladungsform entsprechend profiliert sein können. — Die Kolonnenglieder sind hinsichtlich der Durchströmung parallel oder — wie in Fig. 3 — hintereinander geschaltet. Auch ^,hinsichtlich des Stromdurchgangs I ist parallele oder Hintereinanderschaltung möglich. ; Bei Verwendung von Flüssigkeiten großer elektrolytischer Leitfähigkeit und Strömungsgeschwindigkeit kann die Stromzufuhr zu den | Tellern ganz unterbleiben, wenn dafür die Platten abwechselnd geschaltet sind. In-: diesem Fall dient die absorbierende Flüssig-.45 keit lediglich als Zwischenelektrode.Fig. 2 shows one for carrying out electrochemical reactions by means of electrical.; Surface discharges constructed column electrator. It consists of a system of plate-shaped column members arranged one above the other with spaces in between, which, provided with inflow and outflow, are overflowed or trickled over by the absorbing liquid. A direct or through! ■ current feed through the dielectric interlayer makes the liquid; during their passage to the electrode. The discharge takes place against a system in the interstices of the column members engaging firmly against them or displaceably arranged, naked or occupied with dielectric plate electrodes, the compact, or is provided for the purpose of air access into the reaction chamber with recesses, profiled according to the rest of the overall ^j selected discharge form could be. - With regard to the flow, the column members are parallel or - as in FIG. 3 - connected one behind the other. Also, with regard to the current passage I, parallel or series connection is possible. ; When using liquids with high electrolytic conductivity and flow speed, the power supply to the | No plates at all if the plates are switched alternately. In this case, the absorbing liquid serves only as an intermediate electrode.

Um Druck und Luftzutritt regulieren und auch andereJGase zur Reaktion bringen zu können, wird die Kolonne mit einem gasdicht . abschließenden Mantel umgeben. Die Gaszu- ; ' fuhr zum Reaktionsraum kann auch dadurch erfolgen, daß- das gasförmige Medium den festen Platten zugeleitet und aus denselben parallel zu den Entladungsbahnen in den Entladungsraum geblasen oder durch eine ringförmige Düse senkrecht zu ersteren eingepreßt wird.To regulate pressure and air supply and also to cause other gases to react can, the column is gastight with a. final coat surrounded. The gas supply; 'Driven to the reaction space can also take place in that the gaseous medium the Fixed plates fed and from the same parallel to the discharge paths in the discharge space blown or pressed through an annular nozzle perpendicular to the former will.

In dieser Form ist der Apparat auch zurThe apparatus is also used in this form

Durchführung zahlreicher anderer" elektro- jImplementation of numerous other "electro- j

chemischer Gasreaktionen geeignet. Durch entsprechende Wahl der Absorptionsflüssigkeit und des Gases lassen sich mannigfache elektrochemische und rein chemische Reaktionen vorteilhaft kuppeln. So ermöglicht z. B. die Entladung von O₂ über anorganischen und organischen Flüssigkeiten, die O₃ unter Oxydation aufnehmen, die technische Verwirklichung überaus kräftiger Oxydationen mit naszierendern O₃. Analog lassen sich in einer H₂- oder C^-Atmosphäre sehr energische Hydrierungen bzw. Chlorierungen durchführen. Die Entladung C-hältiger Gase und Dämpfe über Wasser und anderen Flüssigkeiten ergibt eine neue Möglichkeit der Elektrosynthese organischer Körper. — Hierbei ist durch geeignete Wahl der Temperatur des Gasraums einerseits, Kühlung oder Heizung der Kolonnenglieder andererseits der Durchführung derartiger Prozesse ein viel weiterer Spielraum gesetzt, als ihn bisherige Entladungsprinzipien zuließen. - Man kann hierdurch bei gewöhnlicher Temperatur flüssige Körper in die Gasphase, feste in die flüssige Phase bringen und in dieser der Reaktion aussetzen oder eine bestimmte Fraktion flüssig, eine andere gasförmig aus der Reaktion ziehen.chemical gas reactions. A variety of electrochemical and purely chemical reactions can advantageously be coupled by appropriate selection of the absorption liquid and the gas. So z. B. the discharge of O ₂ via inorganic and organic liquids that _{absorb O 3} under oxidation, the technical realization of extremely powerful oxidations with nascent O ₃ . Similarly, very vigorous hydrogenations or chlorinations can be carried out in an H _{2 or C ^ atmosphere.} The discharge of C-containing gases and vapors over water and other liquids opens up a new possibility for the electrosynthesis of organic bodies. - A suitable choice of the temperature of the gas space on the one hand, and cooling or heating of the column members on the other hand, gives the implementation of such processes much more leeway than previous discharge principles allowed. - In this way, at ordinary temperature, liquid bodies can be brought into the gas phase, solids into the liquid phase and exposed to the reaction in this phase, or one particular fraction can be drawn out of the reaction in liquid form and another in gaseous form.

Das dem Kolonnenelektrisator zugrundeliegende Prinzip, bleibt ungeändert, wenn man ein „1 oder beide Elektrodensysteme durch flächenförmige Flüssigkeitsschleier ersetzt.The principle on which the column electrifier is based remains unchanged if one one or both electrode systems replaced by sheet-like liquid curtains.

Claims

Patent Claims:

1. A method for carrying out electrochemical reactions in gases and vapors by means of alternating current Entladun- ⁹ ^ gen, characterized in that the role of one or both electrodes or an auxiliary electrode is taken over by an absorption liquid which runs through the reaction space.

2. Embodiment of the method according to claim 1, characterized in that an arc burns between a liquid level and a tubular electrode, through which a liquid is moved in rapidly renewing drops or correspondingly dimentioned jet against the liquid surface, so that a rapidly intermittent arc or a flame burning on both sides between ' ¹¹⁰ water arises.

3 embodiment of the method according to claim 1, characterized in that in processes which dnrch electrolytic decomposition of the absorption fluid gets ¹¹ S will interfere with high frequency to eliminate this decomposition currents of alternating numbers 500 / sec. come into use.

4. Device for carrying out electrochemical reactions in gases and Damping by means of electrical surface

discharges, characterized in that the electrodes of a group of a system of plate-shaped column members are formed, which of a Absorption liquid overflows and with a power supply line to the same are provided, while the other 'electrode group from a system insulator-covered or bare plate electrodes that in the interstices of the first system engages and is arranged opposite it fixed or displaceable.

For this purpose ι sheet of drawings.