DE46730C - Apparat zur Gewinnung von Sauerstoff und Stickstoff aus atmosphärischer Luft - Google Patents

Description

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KAISERLICHES PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung hat eine Apparat-Einrichtung zum Gegenstande, durch welche die Gewinnung von gasförmigem Sauerstoff und Stickstoff aus der atmosphärischen Luft nach Brin's bekanntem Verfahren in rascherer, billigerer und befriedigenderer Weise als seither ermöglicht wird. Sie besteht im wesentlichen darin, die das Bariumoxyd enthaltenden Retorten in einem Ofen stehend und so anzuordnen, dafs sie leicht herausgezogen bezw. ausgewechselt werden können. In Verbindung hiermit werden dann noch einige Details beschrieben.

Die Retorten sind stehend in einem Wassermantel bezw. Kessel angeordnet und können in der gewöhnlichen Weise mittelst gasigen Brennmaterials geheizt werden, dessen Brenner in den oberen Theil des Retortenraümes gelegt sind, so dafs die heifsen Verbrennungs-, producte in Berührung mit den Retortenwandungen zunächst nach unten streichen und dann wieder aufwärts ziehen, und zwar jetzt in Berührung mit der Kesselwand oder aber durch im Wasserraum des Kessels liegende (Feuer-) Röhren. Auch kann man unterhalb des Wasserraumes Extrabrenner vorsehen, _vum Dampferzeugung unabhängig von der .Heizung der Retorten zu ermöglichen.

Man kann in Verbindung mit Leitungen und Ventilen bezw. Schiebern mehrere Oefen so mit einander combiniren, dafs sie vorwärts oder rückwärts arbeiten können, so zwar, dafs durch Oeffnen und Schltefsen beregter Ventile oder Klappen die heifsen Feuergase jedes Ofens durch die Feuerröhren geleitet, darin abgekühlt und dann in den oder die anderen Oefen geführt werden können, um dort bei abgestellter Feuerung die Peroxydationstemperatur zu erhalten. ·

Ferner ist eine Vorkehrung getroffen, welche das Bariumoxyd in einem seine Durchdringung mit Luft sowie das Abziehen des Sauerstoffgases ermöglichenden Zustande erhält.

Behufs rapider Abkühlung des Ofens kann auch Luft durch einen denselben umschliefsenden Mantelraum geleitet und von da zur Unterhaltung der Verbrennung des gasigen Brennmaterials in die Feuerbüchse oder zum Peroxydiren des Bariumoxydes durch die Retorten geschickt werden.

Bei mit Wassermantel umgebenen Oefen kann die den Retorten oder Brennern zuzuführende Luft dadurch vorgewärmt werden, dafs man sie durch in der Rauchbüchse angeordnete Röhren oder durch einen sonstigen zweckdienlich angeordneten Vorwärmer leitet. ■■

Um nach Vollendung einer Operation das Bariumoxyd in den Retorten so rapid als möglich abzukühlen, kann man bei Beginn der Peroxydation die Luft direct in die Retorten einpumpen, ohne sie zuvor einen Vorwärmer passiren zu lassen.

Fig. ι zeigt im Verticalschnitt einen dieser Erfindung gemäfs eingerichteten Apparat; Fig. 2 ist zum Theil Oberansicht und zum Theil Horizontalschnitt nach C-Cy Fig. 3; Fig. 3 ist ein

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Halbschnitt zum Theil nach A-A und zum¹ Theil nach B-B, Fig. i. Fig. 4 und 5 sind Ansicht und Grundrils einer Einrichtung zum Betriebe in grofsem Mafsstabe; in derselben sind eine Anzahl von Retortenofen vorhanden, von denen jeder mit einem Wassermantel versehen ist, der mit dem W.asserraum eines allen Retortenofen gemeinsamen Dampfkessels communicirt, so dafs die Controle sehr vereinfacht wird, indem nur ein Satz von Druckmesser, Wasserstandsanzeiger und anderen Nebenapparaten vorgesehen ' bezw. beobachtet zu werden braucht. ■ · ■ * '

Fig. 6 ist ein Detail aus der Retortenbefestigung. ... ■ . ■ ■■.;..;

Der Ofen kann in allen seinen Theilen aus Metall bestehen; um jedoch die den Seiten und dem oberen Thcile des Ofens zunächst liegenden Retorten vor Abkühlung infolge Absorption der von ihnen ausgestrahlten Wärme durch die verhültnifsmüfsig kühlen Oberflächen der betreffenden Ofentheile zu schützen, ver-V sehen wir· den Ofen inwendig mit einem feuerfesten Futter. Derselbe· kann bei Anwendung eines Wassermantels die Form eines stehenden Dampfkessels annehmen, wie in Fig. 1 bis 3.-

Der mit feuerbeständigem Futter versehene Ofen 1 ist vom Wasserraum (bezw. -Mantel) 2 umgeben, der oben eine Büchse 3 trägt, aus welcher bei 4 Essen abgehen, während er unten auf einer Verbrennungskammer 5 steht, die ebenfalls mit feuerbeständigem Futter versehen ist und von der aus Röhren 6 durch den Wasserraum hinauf in die Rauchbüchse 3 führen. Der obere Theil des Ofens bildet eine Kammer, welche zwei über einander liegende Abtheilungen 7 und 8 enthält, durch welche Muffen 9 zur Aufnahme der Retorten 10 gesteckt sind. Letztere hängen mittelst auf ihre oberen Enden aufgeschraubter Bügel auf der oberen Kammerwand auf; sie sind an diesen Enden mittelst Deckels geschlossen und werden diese, wie auch dargestellt, vorzugsweise mittelst einer durch den Bügel durchgesteckten Schraube gegen den Retortenraum geprefst gehalten. Von jedem Deckel führt eine Röhre 11 nach einem Hauptrohr 12, welches während der Peroxydation des Bariumoxydes das Stickstoffgas nach dem Rückschlagsventil hinleitet, durch welches es abgeblasen und je nach Wunsch entweichen gelassen oder aufgefangen wird. Bei der Desoxydation wird der entwickelte Sauerr stoff durch dasselbe Rohr abgezogen, indem man es mit der Pumpe in Verbindung setzt, die dann den Sauerstoff nach dem Gasometer oder dem sonst beliebten Orte" hin befördert. Die zum Peroxydiren des Bariumoxydes nöthige Luft wird am Boden in die Retorten eingelassen, nachdem man sie zuvor hat durch einen Vorwärmer circuliren lassen. . !

Der untere Theil-der auf die Retortenköpfe geschraubten Bügel 16 ist als konischer Ring gestallet und setzt sich dieser in ein entsprechendes Lager in der Platte 17 ein. Das untere Retortenende wird zweckmäfsig durch Löcher in der Bodenplatte 21 des Ofens hindurchgesteckt, an deren Aufsenseite dann die Verbindungeil so hergestellt werden, dafs man das gekrümmt konische Ende der Luftzulcitungsröhre 18 in das gerade konisch ausgeweitete Ende 19 des Retortenfortsatzes einschiebt und mittelst Schraubenringes 20 festhält (s. Fig. 6). Um die unteren Relortenenden gegen die Löcher der Platte 21 abzudichten und ihnen doch genügend Freiheit zum Ausdehnen und Zusammenziehen zu lassen, ordnen wir in geringem Abstande unterhalb der Platte 21 eine Platte 22 an, umgeben das Retortenende lose mit einem Ring 23, spannen zwischen diesem und der Platte 22 eine Feder i, welche den Ring 23 mit seiner Oberseite gegen eine Packung ρ prcfst, die von einer nuthförmigen Aussparung des unteren Randes des die Retorte durchlassenden Loches der Platte 21 aufgenommen wird. Dieselbe Einrichtung wird bei allen vorhandenen Retorten angewendet. Unterhalb der Platte 22 ist gegen diese auf den Fortsatz der Retorte eine Mutter 24 angeschraubt. Obschon beim Beginn einer Operation der Ofen und die Retorten sich genügend abgekühlt haben können, kann doch die in den Retorten befindliche Bariumoxydcharge wegen der schlechten Wärmeleitungsfähigkeit dieser Substanz eine nur schwache Abkühlung erfahren haben. Aus diesem Grunde ziehen wir vor, bei Beginn der Peroxydation die Luft direct, d. h. ohne sie zuvor durch den Vorwärmer zu leiten, aus der Pumpe in die Retorten einzuführen.

Bezüglich der Versorgung des Ofens mit gasigem Brennmaterial ersieht man aus Fig. 1, dafs die Innenwand 25 des Wasserraumes 2 zusammen mit den concentrischen Wänden 26 und 27 ringförmige Räume 28 und 29 bildet, von denen 29 oben geschlossen ist, durch 30 a das Gas empfängt und unten mit der Abtheilung oder Kammer 7 communicirt, während der oben ebenfalls geschlossene Raum 28 eine Verbindung zwischen der Atmosphäre und dem Raum 8 vermittelst der Vorwärmröhren 32 in der Rauchbüchse 3 herstellt. Von der Kammer 7 gehen Stutzen 30 durch Löcher 31 im Boden der Kammer hmdurch. Die Löcher 31 besitzen einen etwas gröfseren Durchmesser als die Stutzen 30, so dafs ein Zwischenraum verbleibt, durch den die zur Unterhaltung der Verbrennung des aus 30* ausströmenden Gases erforderliche Luft dringt, nachdem sie zuvor in den Röhren 32 Vorwärmung erfahren hat. Dieser Vorwärmer, Fig. 2, besteht aus Büchsen 33 und 35, in

Claims (1)

1. deren eine die Luft von unten her durch eine mittelst Schiehethür zu regulirende Oeffnung 34 eintritt, dann durch die Röhren nach der Büchse 35 strömt, von wo sie durch den Auslafs 36 in den Raum 28 und aus diesem zu den Brennern gelangt. Von den Brennern, aus streichen die heifsen Gase längs der so von ihnen geheizt werdenden Retorten im, Ofen nach unten, treten in die Verbrennungskammern, strömen durch die Röhren 6, indem sie zur Heizung des zur Dampfbildung dienenden Wassers mitwirken, nach oben in die Rauchbüchse 3, wo sie, bevor sie nach den Essen gesaugt werden, die Röhren des Luftvorwärmers 32 erhitzen. .

   In einem tieferen Niveau als die untere Röhrenplatte 37 des Kessels sind noch Extrabrenner 38 angeordnet, um die Erwärmung des Wassermantels bezw. die Dampferzeugung unabhängig von den Brennern im oberen Theile des eigentlichen Ofens bewirken zu können. Die Brenner 38 werden mit Gas und Luft bezw. von den beiden ringförmigen Kammern 39 und 40 versehen, indem das Gas von der Kammer 39 durch Stutzen 38 austritt, die durch die " Kammer 40 hindurchgehen, von welcher aus die Luft durch den die Stutzen 38 umgebenden Zwischenraum ausströmt und sich mit dem Gas vermischt.

   Um in den Retorten das Bariumoxyd in einem Zustande zu erhalten, der seine Durchdringung mit der Luft und das Absaugen des Sauerstoffes möglichst begünstigt, sowie um erforderlichenfalls das Bariumoxyd rasch aus den Retorten herausziehen zu können, hängt in der Mitte jeder.der letzteren eine Stange41 herab, an welcher in Zwischenräumen perforirte Platten oder Teller 42 befestigt sind, auf denen das Bariumoxyd liegt.

   Wir haben in dem Wasserraum nur einen Ofen angenommen. Um jedoch an Raum zu sparen, ordnen· wir in jedem Wassermantel drei wie oben beschrieben eingerichtete Oefen an, wie in Fig. 4 und 5 dargestellt. -

   Anstatt den den Ofen umgebenden Mantel mit Wasser anzufüllen, kann man auch Luft durch denselben circuliren lassen und kann man die von dieser infolge ihrer Berührung mit den heifsen Flächen absorbirte Wärme ökonomisch zurVorwiirmung der Verbrennungsluft für das gasige Brennmaterial oder der zur Peroxydation des Baritimoxydes dienenden Luft ausnutzen, während das Durchtreiben von kalter Luft auch ein rasch wirkendes Mittel für die rapide Abkühlung eines hocherhitzten Ofens bietet. In einem mit Luftmantel versehenen Ofen \vürden die Seiten der inneren oder Ofenwände, welche der directen Berührung mit Luft ausgesetzt sind, zweckmäfsig mit einer Anzahl von vorspringenden Flügeln oder äquivalenten Mitteln garnirt werden, um der Luft eine stark vergröfserte Berührungsfläche darzubieten,

   Fig. 4 und 5 stellen eine Einrichtung dar, welche wir mit Vorzug bei Massenproduction benutzen, um nur ein Wasserniveau und einen Druckmesser beobachten zu müssen.

   Längs jeder Seite eines Kessels 4.3 ordnen wir die als Wassermantel für die Retortenofen 1 dienenden Gefäfse 44 an. Vom oberen Theile des Wasserraumes des Kessels führen Röhren 45 zu jedem der Wassermantelgefüfse und von diesen Röhren 46 zurück nach dem unteren Theile des Kessels. Der Ofen jeden Retortensatzes ist mit dem Feuerraume des Kessels durch einen Kanal 47 in Verbindung gesetzt, so dafs die Verbrennungsproducte auf ihrem ; Wege nach der Esse durch genannte Oefen ^: ziehen.

   i 30a, 30a sind die die Oefen mit gasigem : Brennmaterial (s. Fig. Ί, 2 und 3) versehenden : Zuleitungsröhren. Jn diesen, sowie auch in : den Wasserrohren 45,46 sind Schieber ange- ! ordnet, so dafs jeder einzelne Ofen oder ein. beliebter Satz von Oefen, wenn erforderlich ; oder gewünscht, aufscr Betrieb gesetzt werden ;kann. Bei der beschriebenen Anordnung von ; stehenden Retorten kann jede derselben durch Aufhebung der Verbindungen am oberen und ] unteren Ende und Hochziehen herausgenommen 'werden. Die Retorten können auch auf der : Innenseite der Platte endigen, jedoch ziehen wir ; die bereits beschriebene und in Fig. 6 dargestellte Anordnung vor.

   ;■';.· Patent-Ansprüche: ■

   'I. Ein Apparat zur Gewinnung von Sauerstoff ^; und Stickstoff aus atmosphärischer Luft, gekennzeichnet durch:

   i : i. die stehende Anordnung der das ; Bariumoxyd aufnehmenden Retorten j /v (10), Fig. ι bis 3;

   ■ V■::■''■'2. die Anordnung der stehenden Retorten derart, dafs dieselben unten ·;;. durch eine Platte (wie 21, Fig. 3 und 6)

   ■: nach aufsen treten und die Verbindung

   ;-.·.' mit dem Retorteninneren aufserhalb s ■ dieser Platte, d. h. an dem vortretenden

   Ί■■■.;'·■■'. Retortenende geschieht; ' -

   '3. die Anordnung der die Retorten

   heizenden Brenner (wie 17, 18, 31) i: am oberen Theile der die stehenden

   i- Retorten enthaltenden Kammer, so

   !■"■.■ ' dafs die Feuergase von oben nach ; unten an den Retorten hinstreichen;

   ■j 4. die Anordnung der die oberen Brenner ; . versorgenden Luft- und Gaskammern,

   .,"..'■■■. so dafs sie zugleich den Träger für j die verticalen Retorten bilden;

   ■ 5. die Anordnung von Trögen, Tellern !.'.,.'■■' oder Platten (42) an einer in der >'■'■: Längenachse' der Retorte innerhalb

   derselben angeordneten Stange (41), auf welchen das Bariumoxyd ruht, mn /11 verhindern, daß sich die Relortencharge zu einer compactea undurchülssigen Masse setzt (Fig..3);
   ß. die Anordnung einer Verbrennungskammer (37) am unteren Theil, von welcher Röhren oder Kanäle (6) durch den Wassermantel hindurchgehen oder in' dessen Nähe nach oben geführt sind, mit oder ohne Rauchbüchse auf dem oberen Theil, sowie mit oder ohne Hülfsbrenner in der unteren Verbrennungskammer;
   7. die Anordnung zur Herstellung eines luftdichten Verschlusses für die Retorten am Austritt aus der unteren Ofenplatte (21) vermittelst Dichtungsringes p, welcher von einer zwischen die fixirte Platte 22 und den die Retorte lose umgebenden Ring 23 eingespannten Feder t gegen die ausgesparte Kante der Durchlai'söffnung geprefst wird.

   II. Die in Fig. 4 und 5 dargestellte Modification, dadurch gekennzeichnet, dafs mehrere stehende Retortenöfen von einem Wassermantel 44 umgeben und mehrere Gruppen solcher Oefen an den Langseiten eines Dampfkessels 43 angeordnet sind, mit dessen oberen und unteren Theil die Wassermäntel communiciren, wobei die Feuergase der Oefen durch Kanüle 47 in den Heizraum der Kessel geführt werden und die Verbindungen so getroffen sind, dafs jeder Ofen oder ein gewollter Satz von Oefen unabhängig von den anderen aufser Betrieb gesetzt werden kann.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.