DE525558C - Herstellung von Salpetersaeure - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stickoxyden, insbesondere Salpetersäure, und besteht darin, daß öl oder andere Brennstoffe bei Gegenwart von katalytisch wirkenden oder katalytisch wirkende Stoffe bildenden Metallverbindungen in einer Wassertauchflamme mit Luft verbrannt werden. Mit besonderem Vorteil werden als Katalysatoren geringe Mengen von Verbindungen solcher Metalle verwendet, die, wie Vanadium, Nickel, Chrom, Eisen, eine Reihe von Oxydstufen bilden können. Diese Metallverbindungen können in Öl, entweder in fein verteilter unlöslicher Form oder als öllösliche Verbindungen, gelöst zugegen sein.

Es ist bekannt, daß beim Verbrennen von Öl oder anderen Brennstoffen im Gemisch mit Luft mit einer in Wasser tauchenden Flamme unter üblichen Drücken, d. h. unter Drücken bis zu 15 bis 21 Atm. nur geringe Spuren von Salpetersäure gebildet werden. Es ist auch bekannt, daß durch Erhöhung des Sauerstoffgehaltes der zur Verbrennung des Brennstoffes dienenden Luft größere Mengen Salpetersäure erzeugt werden.

Es ist ferner bekannt, Stickoxyde dadurch herzustellen, daß man Brennstoffe bei Gegenwart von Katalysatoren im elektrischen Lichtbogen oder in Vorrichtungen für eine flammenlose Oberflächenverbrennung mit Luft verbrennt. Von diesen bekannten Verfahren unterscheidet sich der Gegenstand der Erfindung dadurch, daß die Herstellung der Stickoxyde durch Verbrennung von öl oder anderen Brennstoffen mit Luft in einer Wassertauchflamme bei Gegenwart von katalytisch wirkenden Metallverbindungen durchgeführt wird. Die Erfindung stellt mithin eine Kombination zweier an sich bekannter, aber in ihrer Kombination neuer Maßnahmen dar. Dabei wird der technische Fortschritt erzielt, daß wesentlich größere Salpetersäureausbeuten erhalten werden. Diese Ausbeuten liegen wesentlich höher als die bei der katalytischen Verbrennung von Brennstoffen mit Luft im elektrischen Lichtbogen erhaltenen Salpetersäureausbeuten und andererseits wesentlich höher als die bei Verbrennung von Brennstoffen ohne Anwesenheit von Katalysatoren in einer Wassertauchflamme selbst bei höheren Drücken erzielbaren Salpetersäureausbeuten.

Beispiel

Wenn öl mit gewöhnlicher Luft mit einer in Wasser tauchenden Flamme verbrannt wird und der Druck im Wasserbehälter oder Brenner etwa 15 Atm. beträgt, so daß ein Druck von etwas über 15 Atm. zur Zuführung des Öles und der Luft erforderlich ist, wird praktisch keine Salpeter-

säure gebildet. Dieses Verhalten ist bei einer großen Anzahl verschiedejfi'er öle festgestellt worden. Wird hingegen die Verbrennung des Öles in Gegenwarf einer kleinen Menge Vanadium, z.B. Vanadiumpentoxyd, in Mengen von 0,04 °/o des ölgewichtes durchgeführt, so ist der Salpetersäuregehalt der den Wasserbehälter verlassenden Luft und des Dampfes so groß, daß eine starke Wolkenbildung von Oxyden des Stickstoffes auftritt. Auße'rdem wird im Wasser selbst so viel Salpetersäure erzeugt, daß das Verfahren wegen der stattfindenden Korrosion des Behälters nur bei Anwendung besonderer Vorsichtsmaßregeln fortlaufend durchgeführt werden kann. Solche Vorsichtsmaßregeln sind z.B. der Zusatz eines Alkalis zur BehälterfLüssigkeit, um die gebildete Säure zu neutralisieren. So kann man z. B. eine feine Suspension von Calciumao carbonat in Wasser oder Kalkmilch der Flüssigkeit des Behälters zuführen, in der die Flamme brennt.

In der Praxis kann das neue Verfahren in Dampferzeugern durchgeführt werden, bei denen im Wasser brennende Flammen zur Dampferzeugung verwendet werden. Der Dampf kann dann in üblicher Weise verwendet werden, z. B. zum Antrieb von Turbinen oder Dampfmaschinen, wobei der Auspuff nur auf so hoher Temperatur gehalten werden muß, daß eine beachtliche Kondensation nicht eintritt. Die Auspuffdämpfe können dann durch einen oder mehrere Oxydationstürme hindurchgeleitet werden, die Wasser und Alkali enthalten und in ähnlicher Weise arbeiten wie die bei der Herstellung von Salpetersäure in Lichtbogenofen verwendeten Türme. Wird das Verfahren gemäß der Erfindung unter Verwendung eines Dampferzeugers durchgeführt, so steigt die Ausbeute an Salpetersäure nahezu proportional dem Druck des Dampferzeugers. Wenn eine kleine Menge von Vanadiumpentoxyd, etwa 0,04 Gewichtsprozent des Öles, als Katalysator angewendet wird, erhält man bei einem Druck von 2 Atm. im Dampferzeuger etwa 36 g Salpetersäure in 1 0001 Gasen und bei einem Druck von 10 Atm. im Dampferzeuger etwa 200 g Salpetersäure in 1 000 1 Gasen. Die Ausbeute an Salpetersäure beim Arbeiten mit 15 Atm. im Dampferzeuger ist ungefähr proportional erhöht. Verwendet man den erzeugten Dampf zur Krafterzeugung, so muß man naturgemäß im Dampferzeuger Drücke anwenden, die hoch genug sind, um den erzeugten Dampf in Dampfmaschinen oder Turbinen anwenden zu können.

Es ist oben ausgeführt worden, daß der Katalysator dem Brennstoff zugesetzt wird; er kann naturgemäß beim Arbeiten nach der Erfindung auch unabhängig als fein verteiltes Pulver oder als fein verteilte Substanz in die Flamme eingeblasen werden oder, insbesondere wenn eine lösliche Metallverbindung als Katalysator oder als Katalysator bildende.. Substanz verwendet wird, der Verbrennungsluft in Form zerstäubter wäßriger Lösung oder anderer Lösung zugesetzt werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι . Verfahren zur Herstellung von Stickoxyden, insbesondere Salpetersäure, dadurch gekennzeichnet, daß öl oder andere Brennstoffe bei Gegenwart von katalytisch wirkenden oder bei der Verbrennung katalytisch wirkende Stoffe bildenden Metallverbindungen in einer Wassertauchflamme mit Luft verbrannt werden. -
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysatoren geringe Mengen einer Verbindung von solchen Metallen verwendet werden, die eine Reihe von Oxydstufen bilden können, wie Vanadiumoxyd.