DE538448C - Ofen zur Herstellung von Stickstoff-Wasserstoff-Gemischen - Google Patents

Description

• Ofen zur Herstellung von Stickstoff-Wasserstoff-Gemischen Aus der dem Hauptpatent 52: 1964 entsprechenden französischen Patentschrift 643 855 ist es bekannt, daß sich feste, flüssige oder gasförmige kohlenstoffhaltige Stoffe oder solche enthaltende Gemische, z. B. Methan, Kohledestillationsgase, Teere, Mineralöle usw., in für die Ammoniaksynthese geeignete Stickstoff-Wasserstoff-Gemische überführen lassen, wenn diese Stoffe zusammen mit Luft oder Sauerstoff, mit oder ohne Zusatz von Wasserdampf, einer Lichtbogenbehandlung ausgesetzt werden, das erhaltene Gasgemisch nach Umsetzen des entstandenen Kohlenoxyds mit Wasserdampf von Kohlensäure und anderen etwa vorhandenen Verunreinigungen befreit und gegebenenfalls noch Wasserstoff oder Stickstoff zugesetzt wird. Der in den Ausgangsstoffen enthaltene Kohlenstoff wird bei der Lichtbogenbehandlung weitgehend in Kohlenoxyd übergeführt; eine restlose Überführung ist jedoch mit Schwierigkeiten verbünden, so daß z. B. bei der Verwendung methanhaltiger Ausgangsstoffe das erhaltene Gasgemisch oft noch in unerwünschtem Maß Methan enthält. Auch weist es unter Umständen einen für manche Fälle unerwünschten Gehalt an Kohlensäure auf. Bei der weiteren Ausbildung dieses Verfahrens wurde nun gefunden, daß man ein von diesen Bestandteilen praktisch freies Gasgemisch erhält, wenn man dafür Sorge trägt, daß möglichst alle Teile des der Lichtbogenbehandlung ausgesetzten Gasgemisches am Ende bzw. nach Verlassen des Lichtbogens eine Temperatur von mindestens 1400' aufweisen. Zu diesem Zwecke kann man im Lichtbogenofen Vorrichtungen anbringen, die eine innige Durchmischung des Gasgemisches hervorrufen, wie eine oder mehrere unmittelbar hinter dem Lichtbogen angeordnete verengte Durchtrittsöffnungen für das Gasgemisch oder am Ende des Lichtbogens angeordnete Prallbleche usw. Es wird so vermieden, daß sich die sonst leicht auftretenden Zonen von tieferer als für die Umsetzung erforderlicher Temperatur ausbilden, vielmehr erreicht, daß das gesamte umzusetzende Gemisch infolge der bewirkten Wirbelbildung die Lichtbogenzone selbst passiert oder doch sehr nahe daran vorbeistreicht und praktisch alle Teile des Gemisches beim Verlassen des Lichtbogenofens einer Temperatur von mindestens z 4oo ° ausgesetzt gewesen sind. Man kann auf diese Weise z. B. aus Methan oder methanhaltigen Gasgemischen leicht Gase herstellen, deren Methangehalt mittels einfacher Analysenmethoden kaum feststellbar ist und die ohne weitere Behandlung für die Ammoniaksynthese verwendbar sind.
• Es ist zwar bekannt, Kohlenwasserstoffe im elektrischen Lichtbogen bei Temperaturen von mindestens = 40o ° zu behandeln. Die vorliegende Erfindung besteht in dem zielbewußten Anbringen besonderer Vorrichtungen, die eine innige Durchmischung des Gasgemisches hervorrufen, z. B. enge Durchtrittsöffnungen oder Prallbleche, so daß die den Lichtbogen verlassenden und ungleichmäßig temperierten Gase gründlich gemischt sind. Die Temperaturangabe von 1400 ° bedeutet bei der vorliegenden Erfindung übrigens nur eine untere Grenze, zweckmäßig bleibt man erheblich über dieser Mindesttemperatur, sogar wesentlich oberhalb der Temperatur von = 8oo °.
• Durch die beiliegende Zeichnung wird die Erfindung an Hand einiger Ausführungsformen weiter erläutert. A und B stellen die Elektroden dar, C ist ein Mantel, durch den ein geeignetes Kühlmittel, z. B. Wasser, geleitet werden kann. Die Gase treten durch D in den Lichtbogenraum E ein und gelangen dann in die Mischkammer H. F und G stellen die verengte Durchtrittsöffnung bzw. Prallflächen dar, durch die zufolge der erzeugten wirbelnden Bewegung eine gründliche Durchmischung der noch heißen Gase bewirkt wird. Beispiel i 6,5 cbm Wasserstoff mit einem Gehalt von etwa 6 0/0 Methan und 2 0/0 ungesättigten Kohlenwasserstoffen, wie Äthylen, wurden mit 2,2 cbm Luft gemischt und das strömende Gemisch in einem Ofen mit einer unmittelbar hinter dem Lichtbogen angeordneten engen Durchtrittsöffnung der Einwirkung des Lichtbogens unterworfen (vgl. Fig. 1). Es wurden etwa 9,5 cbm eines Gasgemisches von etwa folgender Zusammensetzung erhalten: 20,5 0/0 N2, 73,5% H2# 6,o 0/0C0, geringe Spuren CH4.
• Das Gasgemisch ist nach Entfernung des Kohlenoxyds ohne-weiteres für die Ammoniaksynthese verwendbar. Der Energiebedarf beträgt 0,5 bis 1,o kW/Std. pro Kubikmeter gebildeten Gasgemisches, ohne daß der durch Wärmeregeneration zurückgewinnende Energiebedarf in Abzug gebracht ist. Beispiel z 1 cbm Methan wurde mit etwa 1 cbm Luft und 1 cbm Wasserdampf vermischt durch einen Lichtbogen geleitet, an dessen Ende eine Reihe von Prallblechen angeordnet ist (vgl. Fig.2 und 3). Es wurden 4 bis 4,5 cbm eines Gasgemisches von folgender Zusammensetzung erhalten: 1g,1 0/0 N2, 59,2 0/0,H2, 214 0/0 CO und Rest C02, CmHn, 02.
• Der Energiebedarf entspricht dem in Beispiel e angegebenen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Ofen zur Durchführung des Verfahrens gemäß Patent 5-,1964, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar hinter dem Lichtbogen Vorrichtungen, wie z. B. enge Durchtrittsöffnungen oder Prallbleche, derart angebracht sind, daß eineinnigeDurchmischung des der Lichtbogenbehandlung ausgesetzten Gasgemisches bewirkt wird.