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Verbrennen von Ammoniak mit Sauerstoff. Die Verbrennung von Ammoniak
mit Luft hzw. Sauerstoff geschah technisch bisher in der Weise, daß die Verbrennung
mittels Katalvsatoren bis zur @ticl:oxv(ibil(Iung vorgenommen wurde.
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Außerdem sind Laboratoriumsversuche bekannt geworden (R e i s , Z.
f. phys. Chemie i9 r r Bd. .16, S. 56o u. ff., 1915, 35), bei denen Gemische
von Ammoniak -und Sauerstoff an: sehr langen Rohren mit großer Gasströmtingsgeschwindigkeit
verbrannt wurden, jedoch mir zum Zweck der wissenschaftlichen Unter-s suchtin
- solcher Flammen. Diese Vorrichtungen kommen daher für technische Heiz-und
Leuchtzwecke nicht in Betracht.
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Vorliegendes Verfahren bezweckt die vollständige Verbrennung von Ammoniak
mit Sauerstoff hzw. sauerstoffreicher Luft unter Flainnienbildung mittels eines
',pezialbrenners. um die Flainnie für Heiz- oder Leuchtzwecke auszunutzen. Bekanntlich
kann man mit solchen Flaninien Temperaturen von etwa zioo- erzielen. Bisher war
es nicht möglich, in \iederdruckbrennern, z. B. in Laborate»-itnnsbrcnnern, so hohe
Temperaturen zu erhalten. Die besten :N iederdruckgasbrenner geben nur etwa i7oo°
C mit Leuchtgas und Luft, während hochexplosive Gasmischungen finit Sauerstoff darin
überhaupt nicht verbrannt werden können.
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Es wurde cienigegeniii;er die ül:ei-i-aschenrle Tatsache befunden,
daß sich hochexplosive Ainnioniak-Sauerstoff-Gasmischungen vnllig gefahrlos in jedem
Mischungsverhältnis und unter belieb gem Druck besonders aber unter \iederdruck,
als stabile Flammen in Brennern von unten beschriebener Form verbrennen lassen,
so claß es möglich ist, ihre hohe Verbrennungswärme für praktische Zwecke, z. B.
zum Heizen, Leuchten oder zum Durchführen chemischer Reaktionen, auszunutzen. Z.
B. kann man mit ihrer Hilfe Ouarz und Porzellan ohne weiteres schmelzen. Außerdem
sendet diese Flamme ein blendend weißes Licht aus, wenn hochfeuerfeste Stoffe wie
Porzellan, Kalk u. dgl., in die Flamme eingeführt werden. Es ist wohl bekannt, claß
man explosive Gasmischungen, z. B. Azetvlen und atterstoff, in Spezialbrennern gefahrlos
verbrennen kann, jedoch arbeiten diese Brenner unter höherem Druck mit sehr großer
Ansströmungsgeschwindigkeit und mit sogenannten Saugdüsen. Dementsprechend ist der
Gasverbrauch bei solchen Brennern sehr hoch: außerdem verursachen sie beträchtliche
Geräusche. Vorliegender Brenner unterscheidet sich besonders darin von den bekannten
Brennern dieser Art, claß er finit geringen Ausstro@mungsgeschwindigkeiten und ohne
Saugdüsen arbeitet. Ein Rückschlagen findet auch bei verhältnismäßig geringen Ausströniungsmöglichkeiten
nicht statt: außerdem erzielt er eine vollständig geräuschlose Flamme, die man zu
beliebiger Größe steigern kann.
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Die Verbrennung geschieht nach vorliegen-Z, Verfahren mit einem Brenner,
der aus getrennten Zuleittuigsrohren einer llischkaminer mit oder ohne Saugdüse
und einem Brenne: rohr besteht, welches vollständig mit Kapillaren oder Stäben beliebiger
Form aus
g Cr ut wärmeleitendem Material ausgefüllt ist. Der Einbau
von Kanälen ist an und für sich bekannt, jedoch geschieht er meistens nur im oberstenTeil
desBrennerrohres und inVerbindung mit einer Saugdüse. Tatsächlich ist es in solchen
Brennern nicht möglich, explosive Ammoniak-Sauerstoff-Mischungen stabil zu verbrennen.
Vielmehr findet sofort nach Zündung eine heftige Detonation unter Rlückzündung statt,
welche die Zuleitungen zerstört.
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Man kann die Wirkung vorliegenden Brenners noch dadurch erhöhen, daß
man in die Kapillaren konzentrisch Stäbe aus gleichem oder ähnlichem Material einführt.
Hierdurch wird einerseits die Attsströmungsgeschwindigkeit, andererseits die Ableitung
der durch Leitung und Strahlung aus der Flamme austretenden Wärmemengen noch weiter
erhöht.
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Folgendes Beispiel möge die Wirkung dieses neuen Brenners gegenüber
dem Meker-Brenner oder ähnlichen kennzeichnen: Eid explosives Gasgemisch von etwa
33 Vol.-Prozent Ammoniak und 67 Vol.-Prozent Sauerstoff verpufft im Meker-Brenner
unter Detonation, bildet dagegen im beanspruchten Brenner eine sehr ruhige, stabile
Flamme von etwas über 2ooo°. Die Zusammensetzung des Gasgemisches läßt sich in allen
Verhältnissen ändern, ohne daß ein Zurückschlagen stattfindet. Die Ausströmungsgeschwindigkeit
betrug in diesem Falle nur 43 m/sek. Die üblichen Azetylen-Schweißbrenner arbeiten
demgegenüber mit 8o bis 130 m/sek.
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Es liegt hier also eine überraschende Wirkung vor, die nicht vorauszusehen
war und zeigt, daß die Rückzündung nicht in allen Fällen allein von der Ausströmungsgeschwindi.gkeit
abhängt, wie allgemein angenommen wird. Vielmehr spielen die Temperaturen im Brennerrohr
eine entscheidende Rolle, und es ist wichtig, daß diese durch Wärmeleitung unterhalb
der kritischen Entzündungstemperatur gehalten werden. Diese Wirkung wird durch beanspruchte
Vorrichtung vollkommen erreicht.