DE415683C - Verfahren zum Erhitzen von festen, fluessigen oder gasfoermigen Koerpern zum Zwecke der Herbeifuehrung chemischer Umsetzungen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Erhitzen von festen, flüssigen oder gasförmigen Körpern zum Zwecke der Herbeiführung chemischer Umsetzungen.
• Beim Erhitzen von Körpern oder Mischungen zum Zwecke der Herbeiführung von chemischen Umsetzungen ergeben sich des öfteren gewisse Schwierigkeiten, wenn diese Umsetzungen solcher Art sind, daß sie durch exothermische Reaktionen gestört werden können.
• Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß beim Vorhandensein einer verhältnismäßig großen Masse eines Körpers, der ein guter Wärmeleiter ist und eine Temperatur besitzt, die nicht über derjenigen liegt, bei welcher die exothermische Reaktion beginnt, die entwickelte Wärme augenblicklich über die große Masse des Körpers sich verteilt, ohne daß die Temperatur des letzteren sich merklich steigert; hierdurch wird die exothermische Umsetzung vermieden oder wenigstens doch in hohem Grade eingeschränkt.
• Zur Ausführung des Verfahrens werden der zu erhitzende Körper oder die zu erhitzende Mischung in fein verteiltem Zustande und in beständiger Bewegung in Berührung mit der Masse des gut leitenden Stoffes gehalten, so daß jede auftretende exothermische Wärme schnell von dem Körperteilchen des der Umsetzung unterworfenen Körpers abgeleitet wird.
• Als große Masse des wärmeleitenden Stoffes wird vorzugsweise ein Bad von geschmol -zenem Metall vorgesehen. Die Benutzung eines solchen Bades als Wärmequelle zur Herbeiführung von chemischen Umsetzungen ist bekannt und insbesondere auch schon für die Verkohlung von organischen Stoffen, welche in den meisten Fällen einen exothermischen Prozeß darstellt, benutzt worden. Das Bad ist indessen bisher ohne Rücksicht auf seine Anwendung als WänneaufnahmemitLel, ausschließlicll als Heizmittel angewendet worden, wobei die Wärme hierdurch in wirtschaftlicherer Weise zugeführt wurde, als es durch Erhitzen eines das Material enthaltenden Gefcißes von außen möglich war.
• So ist in der Schweizer Patentschrift 27390 vorgeschlagen worden, Holz durch ein Bad von geschmolzenem Blei mittels eines endlosen Bandes hindurchzuführen zu dem Zweck, das Holz in Holzkohle umzuwandeln. Wenn man Holz in dieser Weise zur Herstellung von Holzkohle behandelt, ist es nötig, das Bleibad auf eine Temperatur von 600 bis 7000 C zu erhitzen, die erheblich über der Temperatur liegt, bei welcher die exothermische Umsetzung beginnt, welche die trockene D estillalation des Holzes herbeiführt. Es folgt daraus, daß in einem Bade von einer derartig hohen Temperatur die Wirkung der vorliegenden Erfindung niemals erhalten werden kann. Im übrigen war bei diesem Verfahren die notwendige sehr feine Verteilung des zu erhitzenden Körpers, also des Holzes, noch nicht erkannt worden.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der fein verteilte Körper durch geschmolzenes Metall hindurchgehen gelassen, das auf einer Temperatur erhalten wird, die im wesentlichen gleich derjenigen ist, bei welcher die störende exothermische Umsetzung beginnt, so daß jede Wärmemenge, die in dem Körper entwickelt wird, und sonst seine Temperatur steigern würde, schnell von dem geschmolzenen Metall aufgenommen wird.
• Die Erfindung soll im nachstehenden beispielsweise an der Hand der trockenen Destillation von Holz und der Oxydation von Methan zwecks Herstellung von Formaldehyd beschrieben werden.
• Es ist praktisch unmöglich, Holz in fein verteiltem Zustande nach den bisher üblichen Destillationsverfahren zu behandeln, da die in einer gewissen Phase des Prozesses auftretende und auf Wärmefreiwerden zurückzuführende Temperatursteigerung so heftig ist, daß eine teilweise Zerstörung der wertvollen D estillationsprodukte eintritt.
• Nach der Erfindung wird das fein verteilte Holz beispielsweise in Form von Sägespänen oder Hobelspänen mit geeigneter Geschwindigkeit durch ein Bad von geschmolzenem Metall hin durchgehen gelassen, das auf einer Temperatur von 450° gehalten wird. Die D urchgangsgeschwindigkeit hängt von der Feuchtigkeitsmenge des Holzes ab. Ein brauchbares Verfahren des Hindurchführens durch das Metall besteht darin, daß die Sägespäne 0. dgl. unter der normalen Oberfläche des geschmolzenen Bleis mittels einer umlaufenden Trommel hindurchgehen gelassen werden. Vorzugsweise;wird eine Destillationsvorrichtung benutzt, die ein endloses Band besitzt, das über umlaufende Trommeln läuft, und das mit seinem unteren Trum unter die Oberfläche des geschmolzenen Metalls taucht.
• Die Sägespäne werden durch eine gasdichte Zuführvorrichtung in das Ende der Retorte eingeführt, wo das Band in das geschmolzene Metall, in diesem Falle Blei, hinabgeht, welches auf 350 erhitzt ist. Die Sägespäne werden durch das Band in Schichtform zwischen dem unteren Trum und dem geschmolzenen Blei bewegt und werden verkohlt. Die entstandenen Dämpfe und Gase entweichen um die Kanten des Bandes herum und verlassen die Retorte durch den Gasabzug und gehen von dort zu einer Kondensationsvorrichtung.
• Die Holzkohle wird auf die Oberfläche des Bleis am anderen Ende der Retorte gefördert, von wo sie durch eine gasdichte Vorrichtung abgezogen wird.
• Die Vorteile der Trockendestillation von Holz nach der Erfindung ergeben sich aus folgenden Vergleichsversuchen.
• Zwei gleiche Mengen desselben Holzes in gleicher feiner Verteilung wurden einmal durch Erhitzen der geschlossenen Masse durch starre Wände hindurch behandelt, das andere Mal durch Eintauchen in geschmolzenes Blei bei ungefähr 350 C. Bei der Behandlung im Bleibade wurden an Produkten wie Methylalkohol und Essigsäure gegenüber dem erstgenannten Verfahren 20 bis 25 Prozent mehr erhalten, während der Teer eine Abnahme von etwa 40 Prozent erfuhr.
• Die teilweise Oxydation des Methan kann dadurch ausgeführt werden, daß eine Mischung von 60 bis 80 Volumen Methan und 40 bis 20 Volumen Luft (oder der entsprechenden Menge von Sauerstoff) in Form von feinen Gasblasen durch geschmolzenes Metall, das auf 350 bis 4000 C: erhitzt ist, hindurchgehen gelassen wird.
• Eine geeignete Vorrichtung hierfür ist in der beiliegenden Zeichnung beispielsweise schematisch dargestellt. n ist ein Gasbehälter, der Methan enthält, b ein Ventil, das für den Zutritt von Luft eingestellt werden kann; c ist eine Pumpe, welche Methan und Luft einsaugt und dieses Gemisch in die Glocke d hineinpreßt, die in ein Bad e von geschmolzenem Blei untergetaucht ist. das auf einer Temperatur von 350 bis 3oo"C durch eine geeignete, nicht dargestellte Heizvorrichtung gehalten wird. Die Gase werden nach Durchgang durch das Blei durch die Wirkung der Pumpe c durch den Kondensator f hindurchgezogen, wo der Formaldehyddampf kondensiert wird. Das Kondensat fließt in den Aufnahmebehälter g. Der Raum über dem Bleibad e ist mit dem in den Aufnahmebehälter führenden Rohr g mittels eines Rohres verbunden, das zweckmäßig geknickt ist oder sonstwie wenigstens teilweise eine Abwärtsneigunggegen das in den Behälter g eintauchende Rohr zeigt, damit eventuell kondensierte Formaldehyddämpfe in den Behälter g und nicht in das Bleibad zurücklaufen. Die unveränderten Gase gehen aus dem Raum über dem Bleibad e durch das vorbeschriebene Verbindungsrohr zu dem unteren Ende des Isondensatorrohres/durch den Kondensator hindurch und wieder zur Pumpe. In dieser Weise laufen die Gase ununterbrochen um, und die Zufuhr frischer Gase wird so eingestellt, daß sie der Menge entspricht, welche bei jedem Umlauf in Form von Formaldehyd wieder ausscheidet. Diese Menge beträgt ungefähr 2 Prozent von der bei jedem Umlauf theoretisch möglichen.
• PATENT-ANSPRÜCHE : I. Verfahren zum Erhitzen von festen, flüssigen oder gasförmigen Körpern zum Zwecke der Herbeiführung chemischer Umsetzungen, welche durch exothermische Erhitzung gestört werden können, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung in Gegenwart einer verhältnismäßig großen Menge eines Stoffes, der ein guter Wärmeleiter ist und bei einer Temperatur stattfindet, die annähernd gleich ist derjenigen, bei welcher die exothermische Umsetzung beginnt, so daß jede durch den exothermischen Prozeß frei gewordene Wärme schnell durch die große Masse verteilt wird, ohne daß deren Temperatur merklich gesteigert wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der zu erhitzende fein verteilte Körper durch ein Bad von geschmolzenem Metall hindurchgehen gelassen wird, das auf einer Temperatur erhalten wird, die nicht höher liegt als diejenige, bei welcher die zu vermeidende exothermische Umstellung beginnt.

   3. Verfahren zur teilweisen Oxydation von Methan zwecks Herstellung von Formaldehyd, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung von Methan und Luft oder Sauerstoff in Form von Blasen durch ein geschmolzenes, auf geeignete Temperatur erhitztes Metall hindurchgehen gelassen wird.