DE569628C

DE569628C - Verfahren und Vorrichtung zur Durchfuehrung von Gasreaktionen

Info

Publication number: DE569628C
Application number: DE1930569628D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1930-02-08
Filing date: 1930-07-02
Publication date: 1933-02-06

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von Gasreaktionen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dem man vorteilhaft die verschiedensten Gasreaktionen bei jeder Temperatur und jedem Druck in Berührung mit porösen Wänden durchführen kann.
Es sind bereits Einrichtungen bekannt, die eine Kammer mit porösen Wänden b-esitzen, um in dieser zum Zwecke chemischer Umwandungen explosive Gasgemische zu einer ruhigen Verbrennung zu bringen. Hierbei dringt das explosive Gas durch die aus ganz oder teilweise festen Steinen entsprechcnder Porosität bestehenden Wandungen hindurch. wobei diese eine Verbrennung nach außen verfiinden. gleichzeitig aber in der Verbrennungskammer doch nicht die Entstehung eines genügenden Druckes zulassen. welcher für das Zustandekommen einer Explosion erforderlich ist.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ; 3 die gasförmigen Ausgangsstoffe ganz oder teilweise direkt in die durch poröse Wände begrenzte Reaktionskammer eingeführt werden. während ein weiterer Teil oder ein nicht an der Reaktion teilnehmender Gasstrom in einem von der Reaktionskammer abgesonderten Raum vorgeheizt und mit einem derartigen Druck und einer derartigen Geschwindigkeit durch die porösen Wände hindurch in die Reaktionskammer geleitet wird. daß durch seine spülende Wirkung ein Absetzen von Reaktionsprodukten (Steinkrusten, durch chemische Eingriffe der Reagenzien entstandene Produkte usw. an den porösen Wänden sowie an den Heizeinrichtungen vermieden wird.
Das Verfahren gelangt zweckmäßig in einer Einrichtung zur Durchführung, die aus einem porösen Rohr besteht. in welchem die Reaktion stattfindet und welches von einem gasdichten Rohr umgeben ist, dessen Stirnwände ebenfal's abgedichtet und in welchem die Heizkörper untergebracht sind.
Es können auch die Heizelemente mit porösen Hüllen umkleidet sein und in den Reaktionsraum eintauchen.
Das \erfahren nach vorliegender Erfindung kann z. B. für folgende Reaktionen angewandt werden.
1. Reaktionen. die das Üfenmaterial gleichzeitig auf chemische Einwirkung und auf ITndurchdringlichkeit gegen Gase beanspruchen. Bei solchen Reaktionen ist es im allgemeinen schwierig. ein feuerbeständiges Material zu finden, welches gleichzeitig beide genannten Eigenschaften besitzt.
Reaktionen, bei denen die Ausgangsstoffe oder Reaktionsprodukte an den Ofenwänden haften oder sich auf den Heizelementen niedersetzen und dieselben angreifen.
3. Reaktionen. die die Zuführung großer Wärmemengen in kurzer Zeit erfordern, so daß dieselben nur schwer durch feste Wände zugeführt werden können und es nötig ist, an Stelle oder außer der mittelbaren Heizung eine direlite Heizung durch Mischung mit vorgewärmten Gasen oder Dämpfen vorzusehen.
Nachstehend wird das Verfahren gemäß der Erfindung für industrielle Anwendung in großen Zügen beschrieben.
Als Rohstoffe können beliebige Gase oder Dämpfe dienen, welche I Kohlenwasserstoffe enthalten, insbesondere Naturgase, Kohlendestillationsgase, Gase der HeiLSzersetzung von Mineralölen usw. Wenn man annimmt, daß man von einem hauptsächlich aus Methan bestehenden Gas ausgeht, spielt sich das Verfahren etwa wie folgt ab.
Man läßt das methanhaltige Gas mit angemessener Geschwindigkeit durch ein Rohr strömen, welches aus einem bei Hitze genügend widerstandsfähigen porösen Material, z. B. Kieselstein oder Magnesin, besteht. Das Rohr wird in ein anderes größeres gasdichtes Rohr eingesetzt, dessen Wände z. B. aus einem metallischen Material bestehen. In dem Zwischenraum zwischen den Rohren wird ein Widerstand aus Kohle, Chromnickel oder Molybdän angeordnet, welcher auf 8ovo0 bis 13000 C elektrisch erhitzt wird. In diesem Zwischenraum wird Stickstoff unter einem Druck eingeleitet, der höher ist als der, der im innern Rohre herrscht und der derart geregelt wird, daß für jedes Volumen unersetzten Methans % Volumen Stickstoff vom Zwischenraum zwischen den Rohren in das innere Rohr durch die porösen Wände hindurchdringen.
Die aus dem Reaktionsrohr austretenden Gase werden rasch gekühlt und z. B. durch mechanische oder elektrostatische Mittel vom Ruß befreit. Die Gase werden hierauf sowohl durch kräftige Kühlung als auch durch Überleiten über aktive Kohle oder durch Waschen unter Druck von den letzten Spuren von Methan und Kohlenwasserstoffen befreit. Die gereinigten Gase bestehen aus einem Volumen Stickstoff und drei Volumen Wasserstoff und können daher für die synthetische Herstellung von Ammoniak verwendet werden.
Man terhält aus I cbm Methan und o, 66 m Stickstoff 300 bis 500 g Ruß bester Qualität und ungefähr 475 g Ammoniak.
Bei der Zersetzung bzw. chemischen Behandlung (Hydrierung, Oxydation usw.) von gasförmigen Kohlenwasserstoffen bei hoher Temperatur müssen die Heizelemente vor der Berührung mit den Reagenzien geschützt werden, um auch den Gebrauch von empfindlichen Heizelementen möglich zu machen.
Es ist in wärmewirtschaftlicher Beziehung von Nutzen, die Heizelemente unmittelbar in die Kohlemvasserstoffgase zu tauchen. Der Wirkungsgrad einer solchen Einrichtung kann aber dadurch beeinträchtigt werden, daß die reagierenden Stoffe bei der Zersetzung Kohle und andere Substanzen auf die Elemente oder ihre Umideidungen niederschlagen oder auch diese chemisch angreifen. In diesem Falle kaim man die Heizelemente mit einer in emem gewissen Abstand angeordn, eten porösen Hülle versehen. In den hierbei entstehenden Zwischenraum leitet man ein geeignetes Gas mit einem höheren Druck, als er im Reaktionsraum herrscht, so daß es sowohl die Heizelemente wie auch die Hüllen selbst vor den chemischen Angriffen und den Ablagerungen schützt. Zwecks Hydrierung der zu behandelnden Stoffe kann man z. B. Wasserstoff in den Zwischenraum und durch die poröse Wand leiten, wobei der Druckunterschied, die Fläche und Porosität der Rohrwände derart geregelt werden, daß die durch die Wände in das Rohr eintretende Wasserstoffmenge immer im gewünschten Vserhältnis zu der im Rohr strömenden Menge der zu behandelnden Stoffe steht. Die Heizelemente können auch in diesem Falle z. B. aus Kohle.
Graphit oder Molybdän bestehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : I. Verfahren zur Durchführung von Gasreaktionen, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmigen Ausgangsstoffe ganz oder teilweise direkt in eine durch poröse Wände begrenzte Reaktionskammer eingeführt werden, während ein weiterer Teil oder ein nicht an der Reaktion teilnehmender Gasstrom in einem von der Reaktionskammer abgesonderten Raume vorgeheizt und mit einem derartigen Druck und einer derartigen Geschwindigkeit durch die porösen Wände hindurch in die Reaktionskammer geleitet wird, daß durch seine spülende Wirkung ein Absetzen von Reaktionsprodukten an den porösen Wänden sowie an den Heizeinrichtungen vermieden wird.
2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein poröses Rohr, in welchem die Reaktion stattfindet, von einem gasdichten Rohr umgeben ist, dessen Stirnwände ebenfalls abgedichtet und in welchem die Heizkörper angeordnet sind.
3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente mit porösen Hüllen umideidet sind und in den Reaktionsraum eintauchen.