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Verfahren zur Herstellung von Stickstoffverbindungen Es ist bekannt,
Stickoxyde mittels sogenannten Druckinnenfeuerungen zu erzeugen. Hierbei brennen
feste, staub- oder gasförmige oder flüssige Brennstoffe in geschlossenen Behältern
unter Druck in offenen Flammen oder in der sogenannten flammenlosen Oberflächenverbrennung
oder in Tauchflammen. Bei der hohen Verbrennungstemperatur und dem Druck im Reaktionsraum
entstehen Stickoxyde. Die Rückzersetzung dieses wird durch Erniedrig ung der Temperatur
der Gase verhindert, indem verdampfende Flüssigkeiten in die Flamme oder Verbrennungsgase
eingesprüht werden oder die Tauchflamme *einhüllen. Dabei entstehen große Mengen
von gespanntem Dampf zusammen mit den Verbrennungsgasen ', denen die nitrosen
Gase beigesellt sind.
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Dieses Dampfgasgemisch wird zunächst in Kraftmaschinen zur Energieerzeugung
verwendet, dann zwecks überführung der Stickoxyde in Dioxyde und Salpetersäure in
Oxydationsräume geleitet und schließlich durch Bindung der Salpetersäure an Yalk-milc'h,
Soda o. dgl. der Wasserdampf niedergeschlagen. Diese bisherige Arbeitsweise hat
wesentliche Mängel. Das Durchführen von Wasserdampf und Gasen in Mischung ist sowohl
für Energieerzeugung als auch füT die chemischen Zweige des Verfahrens ungünstig.
Bei ersterer muß peinlich die Bildung von Kondensat vermieden werden, weildessen
Gehalt an salpetriger oder Salpetersäure die Maschinenteile zerstören würde. Ferner
läßt der große Gehalt des Gemisches an nicht kondensierbaren Gasen ein Arbeiten
mit Kondensation nicht zu, verschlechtert also den thermischen Nutzeffekt. Bei der
chemischen Verarbeitung bedingt der große Arbeitsräume, verteuert Anlage- und Betriebskosten,
verdünnt die nitrosen Gase und erschwert dadurch die günstigere Durchführung der
Oxydation und Absorption unter Druck-, der im übrigen auch hinsichtlich der Energieerzeugung
aus dem Gemisch die Forderung nach mö.,-,liclist weitgehender Entspannung des Treibmittels
in der Kraftmaschine entgegensteht.
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Das Vorliegen dieser ungünstigen Verhältnisse bei der bisherigen Arbeitsweise
hat auch zur Folge, daß die durch die Druckinnenfeuerunggen erzeugte Wärme nicht
zur Deckung des Bedarfes für das Eindam pfen der durch das Kondensat aus dem beigemischten
Wasserdampf stark verdünnten galpeterlauge reicht. Diese Mängel werden durch die
Erfindun- beseitigt.
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Die Erfindung besteht in folgendem: Anstatt die einzelnen Zweige des
GesamtverfaU-rens hintereinanderzuschalten wie bisher, also die Gesamtmenge der
erzeugten Gase und Dämpfe als G ernisch nacheinander durch sämtliche Arbeitseinrichtungen
zu leiten, werden die Einrichtungen für das Verwerten der Dämpfe zu denen für das
Verarbeiten der Gase parallel geschaltet, also jede der Apparategruppen nur mit
der einen oder der anderen Stoffart beschickt. Dadurch werden die
einzelnen
Zweige des Gesamtverfahrens von den Stoffen entlastet, die nur Ballast für sie sind,
wie z. B. die Flüssigkeitsdämpfe für die Oxydierung und Absorbierung der nitrosen
Gase.
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Dieses Getrennthalten der Arbeitsstoffe kann in mannigfacher Weise
bewirkt werden, z. B. dadurch, daß man die Dämpfe und Gase überhaupt von vornherein
in verschiedenen Räumen entstehen läßt, oder, wenn man aus irgendwelchen Gründen
zunächst das Entstehen im selben Raum geschehen läßt, dann das Gemisch schon vor
der Energieerzei#gung und Oxydation wieder trennt.
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Die Bildung der Gase und Dämpfe getrennt voneinander kann z. B. dadurch
erreicht werden, daß im Arbeitsraum der Druckinnenfeuerung, wo die Verbrennungsgase
entstehen, - im
eine Verdampfung der Kühlflüssigkeit- hintangehalten wird,
z. B. durch hölieren Flüssigkeitsdruck, fortwährende Abführung von Wänne aus dieser
Flüssigkeit, indem man sie als Heizmittel durch de Heizelemente von Verdampfern
treibt, o. dgl.
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Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigt schematisch Abb. i. Im Behälter
i brennt z. B. die Tauchflamme 2. Ihre Verbrennungsgase und nitrosen Gase durchströmen
die Flüssigkeit 3, z. B. Kalkmilch, erhitzen diese und kühlen sich ab. Soweit
aus den nitrosen Gasen schon Salpetersäure entstand, wird sie von der KalknilIch
gebunden. Die heiße Kalkmäch tritt aus Behälter i durch das Steigrohr 4 in den Verdampfer
5, in dem ein Teil verdampft, und dadurch der übrigen Lauge Wänne entzieht.
Der Dampf wird durch io zur Dampfmaschine geleitet. Die schwerere Kalkilitratlauge:sinkt
nach unten und wird am Boden durch 6 abgezogen; der übrige Teil gelangt durch
Rohr 8 entweder unmittelbar nach i zurück oder z. B. als Regen durch den
Behälter 9, wo er mit den abziehenden Gasen von neuem zwecks Bindung weiterer
Salpetersäure in Berührung gebracht wird.
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Ein Beispiel für die zweite Gruppe von Ausführungsmöglichkeiten, das
ursprünglich im selben Raum entstandene Gemisch wieder in seine Bestandteile vor
deren Zuführung zu den parallel geschalteten Verfahrenszweigen zu zerlegen, zeigt
Abb. 2.
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Das im Behälter i durch die Tauchflamme gebildete Gemisch von Dampf,
z. B. aus Kalkmilch, nitrosen und Verbrennungsgasen, gelangt durch 12 in die im
Behälter x 3 enthaltene Flüssigkeit, die ebenfalls Salpetersäure bindet;
hier wird der Wasserdampf kondensiert; die Gase werden durch Rohr 15
und 18
zu den Oxydationsräumen usw. geleitet, nachdem sie gegebenenfalls in dem Behälter
16 weitere Salpetersäure an die durch 17 zugeleitete Frischlauge (Kalktnilch,
Sodalösung usw.) abgegeben und diese vorgewärmt haben.
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Die in 13 durch den kondensierenden Dampf erhitzte Flüssigkeit
entwickelt imVerdampfer ig Dampf, welcher durch io als Betriebsdarüpf derMaschine
zugeführt wird.
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Die konzentrierte Lauge kann durch 21 entnommen werden.