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Thermische Zersetzung kohlenoxydhaltiger Gase mit Hilfe eines Katalysators
Es sind bereits Verfahren zur katalytischen Zersetzung von Kohlenoxyd bekannt, bei
denen der Kohlenoxydstrom kontinuierlich den in Pulverform zugeführten KatalysatorstofF
mitführt, wobei dieser Strom um so reicher an Kohlenstoff wird, je mehr er sich
dem Auslaß nähert, und wobei dieser Strom die Reaktionsprodukte mit zum Auslaß führt.
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Bei diesen bekannten Verfahren ist jedoch der Zusatz an Kataly satorstoff
unabhängig von der Menge Kohlenoxyd, und andererseits läßt der Auslaß der Gase nach
der Katalvse keine Regelung der mitgeführten Kohlenstoffmenge zu.
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Diese zwei Ursachen machen es unmöglich, ein Endgas mit einem bestimmten
Gehalt an Kohlenstoff und Kataly satorstoff zu erzielen.
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Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird der Katalysatorstoff proportional
der Gasmenge eingeführt, und es werden zur Regulierung der Reaktion veränderliche
Anteile an festen Reaktionsprodukten mit Hilfe der Abgase abgeführt.
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Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß zwei miteinander verbundene,
mit Ablaßstutzen für die Abgase versehene Räume vorgesehen sind, von denen nur der
eine Raum eine besondere Vorrichtung zur Aufwirbelung der Masse hat.
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Vorrichtungen, welche die Durchführung des Verfahrens ermöglichen,
sind beispielsweise auf der Zeichnung veranschaulicht.
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Fig. r zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine dieser Vorrichtungen.
Fig.2 zeigt einen Querschnitt durch die Vorrichtung.
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Die Vorrichtung nach Abb. i besteht aus einem zweiseitig geschlossenen
Zylinder i. Eine Achse, die den Zylinder durchbohrt, trägt flache Rührflügel 3 und
gekrümmte Scharer 31.
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Das Reaktionsgas wird dem Zylinder i durch ein Rohr 6 zugeführt, in
welchem ein zum Einführen des Katalysatorstoffes bestimmtes Rohr 7 einmündet.
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Dieser Katalysatorstoff befindet sich in einem Behälter 9 und wird
durch die Schnecke 2o regelmäßig in das Rohr 6 gefördert.
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Die Triebscheibe 8 dieser Schnecke ist gekuppelt mit der Triebscheibe
81 einer Gasuhr 12, die die Eintrittsmenge des Gases mißt.
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Die Reaktionsprodukte entweichen durch zwei Ablaßstutzen z31 und 132.
Ablaßstutzen 13' ist verbunden mit dem Raum il, und Ablaßstutzen 132 ist verbunden
mit dem Raum i2, welche zwei Räume voneinander geschieden sind durch eine durchlöcherte
Wand, damit
das Gas und die mitgeführten Produkte durchgehen können.
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Die Vorrichtung wirkt in folgender Weise: Der Katalysatorstoff in
Pulverform befindet sich in dem Behälter g und wird durch die Schnecke 2o regelmäßig
in den Einlaß 6 des Gases gefördert. Die Einführungsgeschwindigkeit wird durch die
Wahl der Treibscheibe 8 der Schnecke 2o geregelt, um ein bestimmtes Verhältnis mit
der Gasmenge am Einlaß 6 aufrechtzuerhalten.
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Man kann auch, wie in Fig. i dargestellt ist, die Bewegung der Schnecke
2o mit der Bewegung einer in die Eintrittsleitung des Gases 6 eingeschalteten Gasuhr
12 verbinden.
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In jedem Falle wird der Katalysatorstoff proportional der zugeführten
Gasmenge zugesetzt.
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Die Reaktion findet im Innern des Zylinders statt, während die gebildete
Staubwolke einerseits den schwebenden Kohlenstoff, andererseits den schwebenden
Katalysatorstoff in Richtung des Pfeiles 34, also dem Auslaß zu, mitführt. Die Auslaßzone
des Apparates ist in zwei Abteilungen unterteilt durch eine durchlöcherte Wand,
nämlich: a) einen Teil il, der den Flügeln nahe und deren Wirkung unterworfen ist.
In dieser Zone herrscht eine starke Wirbelung, und die fein verteilten Stoffe bleiben
in Schwebung; b) einen Teil i2, der von den Flügeln isoliert ist durch die durchlöcherte
Wand.
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In dieser Zone des katalysierten Gases herrscht zwar derselbe Druck
wie in der Zone der Flügel, aber die Bewegung ist herabgesetzt, und die im Gase
suspendierten fein verteilten Stoffe haben die Tendenz, sich abzusetzen.
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Der Auslaß 131, welcher in der ersten Zone i1 ausmündet, läßt
daher ein an Kohlenstoff und Katalysatorstoff reiches Gas entweichen.
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Der Auslaß 13' wird demgegenüber ein Gas entweichen lassen,
das viel ärmer an Kohlenstoff und Katalysatorstoff ist.
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Es ist daher durch Regelung der Schieber in den Leitungen 131 und
13' möglich, sowohl den Gasaustritt in Übereinstimmung mit dem Eintritt als
auch die Menge mitgeführten Staubes zu regeln.
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Die Reaktion wird wie -folgt geregelt: r. Man stellt den gewünschten
Gehalt des Kohlenstoffs an Katalysatorstoff (oder dessen Zersetzungsprodukte) fest.
Man kann dann das Verhältnis berechnen und dann die. Kupplung
zwischen Schnecke 2o und der Gasuhr 12 entsprechend regeln. 2. Hat man dies einmal
festgelegt, so kann man mit den Schiebern i31 und 112 das Verhältnis einstellen.
Das heißt also, daß man mit diesem Verfahren i. die Katalysatorstoffmenge im Austrittsgas
regeln kann, 2. die Kohlenstoffmenge im Austrittsgas regeln kann, 3. die für die
Staubwolke notwendige Menge Kohlenstoff -;- Katalysatorstoff im Apparat aufrechthalten
kann.
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Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Anordnung
der Flügel 3 durch ein Scharsystem ergänzt wird. Die Scharer 31 sollen den als Träger
für den Katalysator dienenden Kohlenstoff 32 im Sinne des Pfeiles 43, d. h. in zum
Gasstrom entgegengesetzten Sinne verschieben.
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Jedesmal, wenn die Flügel in die Masse 32 eindringen, erteilen sie
ihr infolge ihrer Scharform eine geringe Verschiebung in der Richtung des Pfeiles
43. Man wirkt auf diese Weise dem Strom 34, welcher den Kohlenstoff 33 nach dem
Auslaß mitzureißen und in vorzeitiger Weise den: katalysierenden Stoff (d. h. den
bei 32 im Zylinder abgesetzten und als Staubwolke bei der Reaktion dienenden Stoff)
abzuführen sucht, entgegen.