DE34405C - Verfahren und Apparat zur Trennung bezw. Gewinnung von Sauerstoff und Stickstoff aus atmosphärischer Luft - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT. \l

aus atmosphärischer Luft.

Bei dem vorliegenden Verfahren wird die atmosphärische Luft zuerst von in derselben enthaltenem Staub, Feuchtigkeit und Kohlensäure befreit, indem dieselbe durch Substanzen hindurchgetrieben wird, welche diese Verunreinigungen aufnehmen. Für diesen Zweck eignen sich gebrannter Kalk und kaustische Soda sehr gut, welche sich in einem Gefäfs oder einer Kammer befinden, durch welche die Luft hindurchzustreichen gezwungen wird und hierbei ihren Gehalt an Verunreinigungen, Kohlensäure und Feuchtigkeit absetzt. Das so erhaltene, absolut reine Gemisch von Sauerstoff und Stickstoff wird alsdann mittelst Pumpen oder Saugapparate in Retorten geleitet, welche erhitzten, absolut wasser-, kohlensaure- und salpetersäurefreicn Baryt enthalten. Der schwammige Baryt absorbirt den Sauerstoff, während man den übrig bleibenden Stickstoff in passende Reservoire übertreten liefst. Sobald der wasserfreie Baryt so viel Sauerstoff aufgenommen hat, als er überhaupt zu absorbiren im Stande ist, werden Lufteintritt und Stickstoffaiistritt geschlossen und die nach einem Behälter zur Aufnahme von Sauerstoff führende Leitung geöffnet und der in dem wasserfreien Baryt enthaltene Sauerstoff mittelst Pumpen oder Saugapparatc wieder so lange herausgezogen, bis ein Vacuum oder wenigstens theilweises Vacuum in der Retorte entsteht. Der Procefs wird alsdann in der oben beschriebenen Weise wiederholt.

Die Einrichtungen zur Ausführung des Processes können verschiedenartig sein. Die Heizung der Retorten während der Ausscheidung des Sauerstoffes kann man zweckmäfsig dadurch reguliren, dafs man eine oder mehrere Retorten selbst als Pyrometer benutzt und sie auf die Lufteinlafsklappe für die Retortenheizung einwirken läfst.

Auf beiliegender Zeichnung stellt Fig. 1 eine Anlage in der Gesammtanordnung dar, Fig. 2 den Apparat zur Reinigung der Luft von Staub, Feuchtigkeit und Kohlensäure; Fig. 3 zeigt das Kopfstück der Barytretorte, Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Retortenofen, gleichzeitig mit der Regulireinrichtung für die Retortenheizung, und Fig. 5 eine Lampe zu dem später zu beschreibenden Zweck.

In dem Gefäfs B, Fig. 2, ist die zum Trocknen und zur Reinigung der Luft von Staub und Kohlensäure erforderliche kaustische Soda oder der Kalk auf durchbrochenen Böden b aufgeschichtet, und die Luft durchzieht das Gefäfs, bei A eintretend und in die Röhrenleitung D übergehend, die bei d abgesperrt werden kann. Die Trockenheit der Luft zeigt ein Hygrometer C, Fig. ι, an. Das gereinigte Gemisch von Sauerstoff und Stickstoff gelangt alsdann irt die Retorten F, falls diese nicht durch die vorgelegten Hähne E abgesperrt sind. Die' Retorten F sind vorn und hinten mit Rohranschlüssen, zweckmäfsig nach Fig. 3 construirt, versehen und communiciren unter einander mittelst der Rohre //. Eine Rohrleitung G führt von den letzten Retorten nach dem Vacuumgefäfs H zur Aufnahme des während der Absorption des Sauerstoffs frei werdenden

Stickstoffs, sowie zur Aufnahme des Sauerstoffs wahrend der Extraction des Sauerstoffs aus dem Baryt. Ein Vacuummeter mit elektrischem Läutewerk/j zeigt den Moment an, wenn man mit der Desoxydation aufhören mufs. Dieser Apparat ist derart eingerichtet, dafs bei einem bestimmten Grad des Vacuums eine Quecksilbersäule so hoch steigt, dafs ein elektrischer Strom geschlossen wird, welcher ein Läutewerk in Thätigkeit setzt. Durch entsprechende elektrische Leitung kann gleichzeitig ein im Directionsbureau der Fabrik aufgestellter Zeiger^ apparat in Function erhalten werden, so dafs man daselbst ebenfalls jederzeit über den Fabrikationsvorgang unterrichtet ist. , !

Das Ertönen des Läutewerkes zeigt dem Wärter des Apparates an, wenn der Zutritt der Heizgase abgesperrt oder geöffnet werden mufs. Der Apparat ist derart regulirt, dafs das Läutewerk bereits erschallt, wenn der Sauerstoff noch nicht ganz evaeuirt ist; man unterbricht die Thätigkeit der Pumpen vielmehr bereits am besten bei einem Vacuum von 68 cm, da die hierbei in dem Baryt verbleibende Menge Sauerstoff äufserst gering ist und die Kosten weiteren Pumpens nicht decken würde. Von der Kammer H führen Röhren I nach den Pumpen J, \velche die Luft durch den ganzen Apparat hindurch von A aus ansaugen. Die Gase können aus der Pumpe entweder durch den Dreiweghahn L und die Rohrleitung K ins Freie strömen oder in den Gasbehälter M geleitet werden. ;

Bei dieser Einrichtung ist es sehr wesentlich, dafs die Luft stets durch den ganzen Apparat hindurchgesaugt wird und an allen Stellen in der Leitung der Druck geringer als der Atmosphärendruck ist. Es ist ferner wesentlich, dafs trockene Pumpen zur Anwendung kommen, damit unter keinen Umständen Feuchtigkeit nach dem in den Retorten befindlichen Baryt gelangt.

Die Befeuerung erfolgt mittelst vom Generator N erzeugter Gase, welche durch die Leitung O geführt werden, bei P mit atmosphärischer Luft zusammentreffen, sich entzünden und alsdann zur Heizung der Retorten F dienen. Diese zur Verbrennung nöthige Luft wird durch den Kanal Q. eingeführt, passirt aber vorher eine Drosselklappe T und ein Regulirventil R, Fig. 4.

Nachdem die Feuergase die in dem Feuerraum S liegenden Retorten umspült haben, entweichen sie durch die Kammer T¹ in den Schornstein U.

Die in Fig. 5 besonders dargestellte Lampe wird auf das Ausflufsrohr der Pumpe gesetzt,' so dafs ein Theil der Gase am Brenner zum Verbrennen gelangt und somit durch das Spectrum der Flamme die Reinheit und Natur des erzeugten Gases erkannt werden kann.' Die Lampe mufs beständig brennend unterhalten werden; dieselbe läfst übrigens auch das Entstehen irgendwelcher schadhaften Stelle in der Rohrleitung erkennen; sie brennt dann nämlich infolge der Zuführung eines Gemisches von Gas und Luft bleich violettblau mit kleiner weifser Spitze. Vor allem zeigt die Flamme auch an, wenn der Baryt mit Sauerstoff gesättigt ist, denn so lange noch Stickstoff gepumpt wird, brennt dieselbe, ohne zu leuchten, oder leuchtet doch nur sehr wenig. Sie wird dagegen helllcuchtend, sobald Sauerstoff mit hindurchgeführt wird, und giebt hierdurch den Zeitpunkt an, wenn der Luftzutritt vorn abgesperrt werden mufs.

Nachdem durch die Wirkung der Pumpen die atmosphärische Luft nach Passiren der in der Kammer B enthaltenen trocknenden und reinigenden Chemikalien in die Retorten F gelangt ist und der Inhalt der letzteren, der wasserfreie Baryt, so viel Sauerstoff als möglich aufgenommen hat, was leicht durch die Lampe z<² zu erkennen ist, welche etwa überschüssigen Sauerstoff, wie erwähnt, durch helleres Aufflammen verräth, wird der Hahn d geschlossen. Die weiter arbeitenden Pumpen ziehen nunmehr den vom Baryt aufgenommenen Sauerstoff aus, welche Operation durch das entstehende Vacuum wesentlich unterstützt wird.

Ehe der Sauerstoff aufgespeichert wird, ist es nöthig, die Röhren und die Kammer H von dem . etwa vorhandenen Stickstoff zu reinigen. Zu diesem Zweck wird die Lampe H² angezündet, und sobald man bemerkt, dafs reines Sauerstoffgas gesaugt wird, stellt man den Hahn L so ein, dafs das Sauerstoffgas in den Gasbehälter M übergeleitet wird.

Die Temperatur der Retorten während der Aufnahme des Sauerstoffs durch den Baryt soll etwa zwischen 500 und 6oo° betragen; diese Temperatur läfst sich durch das Gas aus dem Generator N leicht erreichen. Das Ventil T in der Leitung Q bleibt dann geschlossen. Wenn indefs der Sauerstoff ausgetrieben wird, mufs man die Temperatur bis auf etwa 8oo° erhöhen, und zwar geschieht dies durch Oeffnen der Klappe T und Einlafs von Luft in die Leitung ζ>.

Um diese erhöhte Temperatur mit Sicherheit innezuhalten, dient die in Fig. 4 dargestellte Einrichtung. Eine oder mehrere Retorten sind an einem Ende durch feste Verankerungen im Ofenkörper gegen Verschiebung gesichert.

Die Ausdehnung der Retorten infolge der Hitze· wird sich daher am freien Ende bemerkbar machen und wird hier benutzt, um einen Hebel f²f^s zum Heben oder Senken des Deckels j* auf- oder abzubewegen und auf diese Weise die Menge der Verbrennungsluft zu reguliren. Während der Sauerstoff aus den Retorten ausgesaugt wird, ist die Klappe T geöffnet und der Deckel hochgehoben. Mit.

zunehmender Erwärmung schliefst der Deckel die Oeffnung mehr und mehr ab, bis bei etwa. 8oo° der Abschlufs vollständig ist und keine Luft in die Leitung Q mehr eintreten kann.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Ein Arbeitsverfahren für industrielle Gewinnung von Sauerstoff und Stickstoff aus atmosphärischer Luft, dadurch gekennzeichnet, dafs die zu zerlegende Luft mittelst hinter dem Apparat aufgestellter Pumpen

   ··. durch die Reinigungs- und Trocknungs-• apparate nach dem Retortenofen gesaugt wird, woselbst ihr der Sauerstoff durch schwammigen, absolut reinen und wasserfreien Baryt entzogen wird, während der freie Stickstoff durch die Pumpen abgesaugt wird, bis schliefslich bei völliger Sättigung des Baryts mit Sauerstoff nach Abschlufs des Luftzutrittes der Sauerstoff unter Zuhülfenahme eines Vacuums ebenfalls abgesaugt und in einen Gasbehälter gedrückt wird.

   Bei einem mit Luftreinigungsgefäfs B versehenen Apparat zur industriellen Gewinnung von Sauerstoff und Stickstoff aus atmosphärischer Luft die Einrichtung an einem Ende fest verankerter Retorten F, welche durch ihre Ausdehnung mittelst eines Hebels /²/³ und eines Deckels /⁴ den Luftzutritt zu den Feuerungen automatisch reguliren, sowie die Anordnung einer mit den Pumpen J in Verbindung stehenden Evacuirkammer H mit elektrischem Vacuummeter.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.