DE593063C

DE593063C - Herstellung von Stickoxyden

Info

Publication number: DE593063C
Application number: DEG75589D
Authority: DE
Original assignee: Gutehoffnungshutte Oberhausen AG
Current assignee: Gutehoffnungshutte Oberhausen AG
Priority date: 1929-02-06
Filing date: 1929-02-07
Publication date: 1934-02-21

Description

Es ist bekannt, Stickoxyde aus Stickstoff und Sauerstoff enthaltenden Gasen, ζ. Β. Luft, durch Ausnutzung der Wärmewirkung elektrischer Ströme technisch herzustellen; jedoch ist diese Herstellung infolge der für die Erzeugung 'wirksamer Temperaturen notwendigen elektrischen Lichtbogen aufzuwendenden Energiemengen an Orte gebunden, an welchen Strom mit geringsten Kosten gewonnen werden kann, da die Ausbeute nur 2 bis 3 Volumprozent N O von den abgehenden Gasen beträgt und die für. die Reaktion aufgewendeten Energiemengen, unmittelbar, hinter dem Lichtbogen zur Abwendung eines Wiederzerfalles der gebildeten Stickoxyde sogleich abgeführt werden müssen.

- Es wurde zwar bereits versucht, die Energie des Stromes- besser auszunutzen, um eine Verbilligung· des " Verfahrens herbeizuführen,' indem die ionisierende _ Wirkung elektrischer Ströme für sich oder zusammen mit dessen Heizwirkung für die Erzeugung von Stickoxyden herangezogen wurde, wobei z. B. Luft der Einwirkung elektrischer Funkenentladungen unter gleichzeitiger Bestrahlung mit Röntgenstrahlen ausgesetzt worden ist. Auch mit Wechselstrom von 50 Per. und 15 000 V. wurde versucht, gegebenenfalls unter Zusatz von Ozon Stickstoffpentoxyd oder mit Wechseiströmen von 6 bis 10 kHz oder sonstigen hohen Maschinenfrequenzen und geringer Stromintensität, jedoch sehr hohen Spannungen, Stickoxyde herzustellen, wobei durch eine Stromverteilungsanlage mit mehreren in einem Induktionsstromkreis parallel eingeschalteten Entladungsstrecken' je ein Kondensator und eine Drosselspule in Serie geschaltet waren. Es sind auch elektrische Lichtbogenöfen für die Verwendung hochgespannter und hochfrequenter Ströme vorgerichtet worden, um die Betriebstüchtigkeit zu erhöhen und einen gleichmäßigen Gang zu erzielen. Auch durch magnetische Einwirkungen an elektrischen Hochfrequenzöfen wurde eine Beeinflussung der Reaktion versucht. Ferner wurde bekannt, für. eine bessere Einwirkung der Hochspannungsströme Halbleiterelektroden zu verwenden, indem die nicht sprühende Elektrode auf ihrer wirksamen Seite mit einem massiven Halbleiter bekleidet, ist.

Es gibt auch ein Verfahren, in welchem die Reaktion mittels elektrischer hochfrequenter Wechselströme unmittelbar an den Elektrodenflächen in möglichst großer Verteilung auf die Reaktionskomponenten unter Vermeidung hoher, beispielsweise Wärme erzeugender Spannung und ohne Zwischenschaltung eines anderen Dielektrikums als. die zu behandelnden oder für die Behandlung wirksamen Stoffe ausgeführt wird.

Weiterhin wurden Vorrichtungen bekannt, um die Luft mittels hochfrequenter Entladun-

gen zu ozonisieren und ebenso um daraus Stickoxyde zu erzeugen, wie für die Erzeugung von letzteren Luft durch einen Quecksilberdampflichtbogen mit entsprechend hohen Temperaturen oder durch die Entladungen von Hochfrequenzströmen zwischen Quecksilberelektroden geführt wurde.

Keines dieser Verfahren ließ, soweit sie

überhaupt für die Darstellung von Stickstoff-Sauerstoff-Verbindungen Verwendung finden können, wirtschaftliche Ausbeuten bekannt werden.

Demgegenüber werden beim Verfahren gemäß der Erfindung wirtschaftliche Mengen !5 des in der Luft oder in anderen Stickstoff-Sauerstoff-Gemischen enthaltenen Stickstoffs in Stickoxyde umgewandelt, wobei die Ausgangsstoffe durch ein hochgespanntes, hochfrequentes Feld hindurchgeleitet werden, in so welchem als Mittelleiter Körper angeordnet sind, die elektrische Leiter, Nichtleiter oder schlechte Leiter sind, und in dem diese Ausgangsstoffe den Entladungen des hochgespannten, hochfrequenten Wechselstromfeldes ausgesetzt werden, in welchem solche Frequenzen und Spannungen bei entsprechenden Abständen der Stromzuführungselektroden " verwendet werden, daß unter möglichster Vermeidung von Funkenbildungen (Sprühfeld) die im Feld angeordneten Körper hoch erhitzt werden. Zweckmäßig werden diese Entladungen von Wechselströmen mit Frequenzen von mehr als 100 kHz und Spannungen von über 50kV erzeugt.

Von den bisherigen Verfahren unterscheidet sieh der Gegenstand der Erfindung insbesondere also durch die grundsätzliche Erkenntnis, daß die Durchführung der Reaktion, wenn sie praktischen, wirtschaftlichen Wert besitzen soll, in einem elektrischen Felde stattfinden muß, in welchem Körper, vorzugsweise Nichtleiter oder schlechte Leiter, angebracht sind, welche ■ durch die hochgespannten, hochfrequenten Ströme angeregt und auf Rot- bis Gelbglut erhitzt werden. Hierfür geeignet haben sich insbesondere Metalloxyde erwiesen, z. B. die Oxyde des Aluminiums, Magnesiums, Siliciums, Calciums, Thoriums, Cers, Eisens u. dgl. oder Mischungen hiervon. Aber auch andere Körper, wie Asbest, Glimmer, Quarz, Ton u. dgl., sind brauchbar.

Beispiele

i. In einer geschlossenen Röhre, z.B. Quarzröhre, sind zwei Elektroden mit einem Abstand von etwa 8 cm und dazwischen Eisenhydroxyd in Körnerform angeordnet. Durch einen hochgespannten Hochfrequenzwechselstrom mit einer Frequenz von 150kHz und einer Spannung von 6 ζ kV wird zwischen den Elektroden ein Entladungsfeld erzeugt, wobei die Körner auf helle Rotglut erhitzt werden. Durch dieses Feld wurde ein Luftstrom mit einer Geschwindigkeit von 20 m pro Sekunde geschickt. Ausbeute: nog HNO₃ je Kilowattstunde.

2. Anordnung wie Beispiel 1, jedoch wurde anstatt des Eisenhydroxyd Zirkonoxyd in Körnerform als Mittelleiter verwandt. Die Frequenz wurde auf 200 kHz und die Spannung auf 68 kV gesteigert. Bei einer Strömungsgeschwindigkeit der Luft auf etwa 22 m pro Sekunde wurden 185g HNO₃ je Kilowattstunde ausgebeutet.

3. Anordnung wie Beispiel r. Bei Verwendung von gereinigtem Asbest als Zwischenelektrode und einem Elektrodenabstand von 8,7'cm wurde bei einer Frequenz von 300kHz, einer Spannung von 65 kV bei einer Geschwindigkeit der Luft von 25 m pro Sekunde eine Ausbeute von 235g HNO₃ je Kilowattstunde erreicht.

4. Bei der gleichen Betriebsanordnung wie Beispiel 3 wurde die Frequenz auf 500 kHz bei einer Spannung von 8 ο kV und die Luft mit einer Geschwindigkeit von 28 m pro Sekünde durchgetrieben. Die Ausbeute betrug 310g HNO₃ je Kilowattstunde.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Stick- go oxyden· aus Stickstoff und Sauerstoff enthaltenden Gasen im hochgespannten, hochfrequenten elektrischen Feld unter Anordnung von Leitern, Nichtleitern oder schlechten Leitern als Mittelleiter in diesem, gekennzeichnet durch Verwendung solcher Frequenzen und Spannungen bei entsprechenden Abständen der Stromzuführungselektroden, daß unter möglichster Vermeidung von Funkenbildung (Sprühfeld) die im Feld angeordneten Körper hoch erhitzt werden.