DE342622C

DE342622C - Verfahren zur Herstellung von Ammoniak unter Benutzung von ionisiertem Stickstoff und naszierendem Wasserstoff

Info

Publication number: DE342622C
Application number: DE1920342622D
Authority: DE
Original assignee: DIPL HERGING EMIL ROBERT WOETZ
Current assignee: DIPL HERGING EMIL ROBERT WOETZ
Priority date: 1920-10-30
Filing date: 1920-10-30
Publication date: 1921-10-20

Description

Verfahren zur Herstellung von Ammoniak unter Benutzung von ionisiertem Stickstoff und haszierendem Wasserstoff. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ammoniak aus ionisiertem Stickstoff in Berührung mit naszierendem Wasserstoff bei sofortiger Abkühlung der entstehenden Verbindung unter die Zerfallstemperatur.
Es gibt eine Anzahl bekannter Verfahren zur Gewinnung von Ammoniak aus Stickstoff und Wasserstoff ohne Anwendung, von hohem Druck, nach denen man ein Gemisch von Stickstoff und Wasserstoff elektrischen Entladungen aussetzt. Hierdurch wird Stickstoff ionisiert, aber nicht Wasserstoff im Entstehungszustande hervorgebracht. Ammoniak kann sich dabei auch in Gegenwart von Kontaktsubstanzen ohne Anwendung hohen Drucks nur in geringen Mengen bilden. Soweit es aber entsteht, wird es durch die Hitze des elektrischen Bogens sofort wieder zersetzt.
Bei anderen bekannten Methoden erzeugt man naszieren,den Wasserstoff durch: Spaltung von Wasserdampf mit glühender Kohle. Stichstoff wird dabei nicht ionisiert. Auch hier ist die Bildung von Ammoniak U'nwahrscheinlich. Entsteht es dennoch, so muß es bei allen Verfahren durch Überleiten über glühende Kohlen oder geheizte Kontaktsubstanzen wieder zerfallen.
Diese Übelstände sind bei der vorliegenden Erfindung vermieden. Stickstoff wird für sich, ohne Mischung mit Wasserstoff, durch Entladung hochgespannter Elektrizität ionisiert und unmittelbar nach der Ionisierung außerhalb des elektrischen Bogens an Wasserstoff im Entstehungszustande herangeführt. Hierdurch muß, im Gegensatz zu den bekannten Darstellungen ohne Druck, Ammoniak in großen Mengen entstehen. Der Zerfall desselben, der bei keinem der vorhandenen Verfahren verhindert ist, wird durch unmittelbar auf die Ammoniakbildung folgende Abkühlung vermieden.
Zur Ausführung des Verfahrens kann der auf der Zeichnung veranschaulichte Ofen dienen.
Abb. i und z sind Vertikalschnitte, Abb. 3 gibt den Grundriß des Ofens, Elbb. 4. den Horizontalschnitt durch die Dampf- und Wasserzuleitungsrohre, Abb. 5 den Horizontalschnitt durch die Ges-und Aimnoniakabführungsrohre wieder. Zunächst wird der Schacht cc bei geöffneten Schiebern b und bi mit stückigem Koks, Holzkohle oder Metallen oder einem Gemisch von Kohle und Metallen oder Metalloxyden gefüllt und darauf die Schieber b und b, wieder geschlossen.
Durch die Bunsenbrenner d kann der Schacht a von außen mit Gas oder auch durch eine besondere Feuerurig geheizt werden.
Die Verbrennungsgase ziehen durch den Schornsteine ab, können aber später bei der für die Reduktion der Kohlensäure nötigen Temperatur im Ofen durch die Schlitze f bei geöffneten Schiebern g und geschlossener Klappe lt in den Schacht a geführt werden. Stickstoff oder Generatorgase werden durch die Rohre i in den Schacht a geleitet. Die heißen Generatorgase erhitzen dabei gleichfalls den Kohlenstoff, mitgeführter Sauerstoff wird verbrannt und Kohlensäure zu Kohlenoxyd reduziert.
Durch die mit Schamotte oder Asbest ausgekleideten Rohre k wird in gut isolierten Drähten l hochgespannte Elektrizität zugeleitet, die im Ofenraum m einen Entladungsbogen bildet.
Der Stickstoff wird hier durch Sprengung der Moleküle ionisiert oder aktiviert. Unmittelbar unter -in tritt durch die Rohre n Wasserdampf oder fein zerstäubtes Wasser ein. Diese spalten sich an. dem glühenden Kohlenstoff oder Metall in Kohlen- oder Metalloxyd und Wasserstoff.
Der ionisierte Stickstoff kommt hier (in der Ofenstrecke o) mit dem naszierenden Wasserstoff in Berührung und bildet damit A,inmoniak. Dicht unter dieser Stelle werden die Gase bei starker Abkühlung, die an und für sich schon durch die Zersetzung des Wasserdampfes oder Wassers eintritt, in die an der* Schachtwandung zur Verhinderung des Kohleneinfalls mit Gitterrosten versehenen Rohre p abgezogen, und den Ammoniakwaschern oder zur Verflüssigung des Ammoniaks dem Verdichter zugeführt. Die Kühlung der Rohre p und des Schachtes a unterhalb der Ofenstrecke a ,erfolgt durch die Kühlkästen q mittels Wassers, Kältemischungen oder expandierender Gase. Das Kühlwasser oder die Kühlgase strömen durch die Rohre r zu und durch s ab.
Die Schlacken und der nicht verbrannte Kohlenstoff, ebenso .die Metalloxyde, gelangen durch das Flügelrad t in den Schachtraum ?s und von diesem nach Schließung des Schiebers c und Öffnung von c,. in den Wagen v. Der Schlackenaustrag kann auch kontinuierlich geschehen, indem man den Schacht a in ein Bassin mit Wasserverschluß ausmünden läßt. Die Regulierung des Austrags geschieht einmal durch die Änderung der Umlaufszahl von t und zum anderen durch geringeres oder stärkeres Zustellen der Schieber w. Die Xachfüllung des Ofens vollzieht sich bei .geöffnetem Schieber b, nach vorheriger Auffüllung des Schachtraumes über b1 und Schließung von b.

Claims

PATENT-ANsPRÜcHE: i. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak unter Benutzung von ionisiertem Stickstoff und naszierendem Wasserstoff, dadurch gekennzeichnet, daß man den Stickstoff zunächst durch elektrische Entladungen aktiviert oder ionisiert und dann mit dem aus Kohlenstoff oder Metall und Wasserdampf oder Wasser entstehenden Wasserstoff im Entstehungszustande zusammenbringt, worauf das Gemenge unter unmittelbarer Abkühlung weitergeleitet und abgeführt wird. a. Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB in einem von außen und innen oder nur einseitig geheizten engen Schacht ;Kohle mit oder ahne .Beimischung von Metallen oder Metalloxyden eingetragen und gleichzeitig Stickstoff :für sich allein oder zusammen mit Generator- oder Feuergasen eingeführt wird, das Gemenge nach abwärts zunächst durch eine Entladungsstrecke hochgespannter Elektrizität hindurch und von da in einen gekühlten, mitGasabzugsrohren versehenen Schachtteil gelangt, an dessen Umfang ,unmittelbar unter der Ionisierungsstrecke des Stickstoffs durch eine größere Anzahl Rohre oder Schlitze Wasserdämpf oder zerstäubtes Wasser oder, beide zugleich in der Bewegungsrichtung der Kohle und Gase in solchen Mengen, zuströmen, daß unter Bildung von Wasserstoff .eine Abkühlung der festen, abrutschenden Stoffe und der Gase unter die Zerfallstemperatur des Ammoniaks gewährleistet ist.