DE617878C

DE617878C - Method and device for carrying out chemical gas reactions

Info

Publication number: DE617878C
Application number: DE1930617878D
Authority: DE
Inventors: Walther Deutsch; Dr-Ing E H Ludolf Plass
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1930-03-30
Filing date: 1930-03-30
Publication date: 1935-08-27

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Ausführung von chemischen Gasreaktionen Bei der praktischen Durchführung chemischer Reaktionen zwischen Gasen spielt für die oekonomie des Verfahrens nicht immer nur die Reaktionsgeschwindigkeit für die Ausbeute an den zu erzielenden Produkten die Hauptrolle, sondern man muß zunächst, nachdem man die räumlich getrennten Gase durch mechanische Durchmischung in kleinere räumliche Teilgebiete zerlegt und dadurch die Gesamtoberfläche der aneinandergrenzenden Teilgebiete vergrößert hat, abwarten, bis sich eine mehr oder weniger vollkommene Diffusion je zweier aneinandergrenzender Teilgebiete von verschiedenen Gasen vollzogen hat.Method and device for carrying out chemical gas reactions In the practical implementation of chemical reactions between gases plays for the economy of the process does not always just affect the reaction speed for the Yield of the products to be achieved plays the main role, but one must first, after the spatially separated gases by mechanical mixing into smaller ones spatial subareas broken down and thereby the total surface of the adjoining Has enlarged partial areas, wait until a more or less perfect Diffusion of two adjoining sub-areas of different gases completed Has.

Die Diffusion und die Mischung sind für die Ökonomie, mit der eine chemische Reaktion mehrerer Gase betrieben werden kann, mit unter ebenso wichtig wie die chemische Aktivität, mit der die Reaktion vor sich geht.Diffusion and mixing are for the economy, with the one chemical reaction of several gases can be operated with under just as important like the chemical activity with which the reaction takes place.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren, um auf elektrischem Wege nicht nur die grobmechanische Mischung, sondern vor allem auch die Diffusionsgeschwindigkeit derart zu erhöhen, daß bei dem Reaktionsvorgang in derselben Zeit eine erhöhte Ausbeute an Reaktionsprodukten eintritt. The invention is now a method to electrical Paths not only the coarse mechanical mixture, but above all also the diffusion speed to increase so that in the reaction process in the same time an increased yield of reaction products occurs.

Es ist, um den Erfindungsgedanken von allen formal ähnlichen, aber dem Wesen nach andersartigen abzugrenzen, notwendig, auf die feineren Vorgänge einzugehen, die sich bei jeder chemischen Reaktion zweier Gase zwischen den Molekülen abspielen. Als Beispiel sei die Reaktion zweier GaseS und B herausgegriffen, wobei von vornherein eine bereits vollzogene ideale Diffusion der beiden Gase ineinander angenommen sei. Solange zwei differente Moleküle voneinander entfernt sind, tritt keine chemische Veränderung ein. It is formally similar to the inventive concept of all, however to delimit the nature of something different, necessary to go into the finer processes, which take place between the molecules in every chemical reaction between two gases. As an example, let us pick out the reaction of two gases S and B, whereby from the start an already completed ideal diffusion of the two gases into one another is assumed. As long as two different molecules are separated from each other, no chemical occurs Change a.

Aber auch wenn das Moleküle in nächste Nähe des Moleküls B stößt, wird es nur dann nicht weiter reflektiert, sondern bildet mit dem Molekül B zusammen die Verbindung AB, wenn es eine gewisse Stoß energie überschreitet, die für jede chemische Verbindung eine gegebene Größe ist. Da die Stoßenergie der Teilchen nur durch die mittlere Temperatur und durch die den; Wahrscheinlichkeitsregeln folgenden Verteilungen der Stoßenergien auf die einzelnen Moleküle gegeben ist, so tritt bei einem gewissen Bruchteil der aufeinanderstoßenden Moleküle A und B in einer gewissen Zeit chemische Reaktion ein.But even if the molecule comes into close proximity to molecule B, it is only then not reflected any further, but forms together with the B molecule the connection AB when it exceeds a certain shock energy for each chemical compound is a given quantity. Because the collision energy of the particles only by the mean temperature and by the; Probability rules following Distributions of the impact energies on the individual molecules occurs, so occurs a certain fraction of the colliding molecules A and B in a certain amount Time chemical reaction.

Durch die Maßnahmen, die dem hier zugrunde gelegten Erfindungsgedanken entspringen, soll an diesen Vorgängen nicht das mindeste geändert werden. Es wird also keine direkte Beeinflussung des chemischen Reaktionsprozesses durch die zugeführte elektrische Energie angestrebt. Dadurch unterscheidet sich das vorliegende Verfahren grundsätzlich von den elektrochemischen Verfahren, bei denen es darauf ankommt, die Stoßeuergie der Moleküle so zu erhöhen, daß die kritische Schwelle früherv als bei der reinen chemischen Reaktion erreicht wird.Through the measures that form the basis of the inventive idea on which this is based arise, should not be changed in the least in these processes. It will so no direct influence on the chemical reaction process by the supplied aimed at electrical energy. This is how the present procedure differs basically of the electrochemical processes, where it is important the collision energy of the molecules increase so that the critical threshold is reached earlier than with the pure chemical reaction.

Praktisch liegt der Fall aber nicht so, daß, wie im vorhergehenden Beispiel angenommen, eine ideale Diffusion der Real<tionskomponenten in kurzer Zeit auftritt. Auch diese Diffusion vollzieht sich bekanntlich nach statistischen Regeln und kommt durch die mehr oder weniger diffuse Reflektion an den einzelnen Molekülen zustande. Grenzen zwei Teilgebiete M und N mit den Gassorten A bzw. B aneinander, so dauert es eine gewisse Zeit, bis eine mehr oder weniger ideale Diffusion erreicht ist. Die Ausbeute an Reaktionsprodukten, die man in der Zeiteinheit erhält, ist demnach von dieser Diffusionszeit mit abhängig. In practice, however, the case is not that, as in the previous one Assuming an example, an ideal diffusion of the components of the realization in a short time Time occurs. As is well known, this diffusion also takes place according to statistical principles Rules and comes from the more or less diffuse reflection on the individual Molecules. Boundaries of two sub-areas M and N with gas types A and B, respectively to each other, it takes a certain time before a more or less ideal diffusion is reached. The yield of reaction products obtained in the unit of time is therefore also dependent on this diffusion time.

Die Erfindung betrifft nun in ihrem prinzi- -pillen Teil ein Verfahren, durch das es ermöglicht wird, diese Diffusionszeit ganz erueblich abzukürzen. Es unterscheidet sich daher nicht nur hinsichtlich der Anwendung elektrischer Energie von anderen Vorschllägen, die sich darauf beziehen, eine möglichst gute mechanische Durcbwirbelung der chemisch aufeinander reagierenden Gase zu erzielen; denn wie stark man auch diese Durchwirbelung vornimmt, so wird deeh nur eine Aufspaltung der räumlichen Gebiete M und N in einzelne sehr kleine Teilgebiete erfolgen können, wobei aber jedes einzelne Teilgebiet naturgemäß immer noch aus einer ungeheuer großen Anzahl von Molekülen vornehmlich einer und derselben Sorte A bzw. B bestehen kann. Im Gegensatz dazu bezieht sich das Verfahren nach der Erfindung bereits auf die kleineren Teilgebiete, mit anderen Worten, die bekannten Verfahren bewirken eine Oberflächenvergrößerung der zur Diffusion zu bringenden Gassorten, das hier beschriebene Verfahren jedoch eine Beschleunigung der gegenseitigen Geschwindigkeiten der Moleküle durch diese Grenzflächen hindurch. Dabei mag es als ein besonderer Vorteil gelten, daß man mit ihr gleichzeitig auch die obenerwähnte Grobaufspaltung größerer Gebiete in kleinere Teilgebiete, also eine Oberfiächenvergrößerung erreichen kann.The invention now relates in its principle-pill part to a method which makes it possible to shorten this diffusion time considerably. It therefore differs not only with regard to the use of electrical energy from other proposals that relate to it, the best possible mechanical To achieve turbulence of the chemically reacting gases; because how If one also undertakes this turbulence, the result is only a splitting the spatial areas M and N can be divided into very small individual areas, but each individual sub-area naturally still consists of an enormously large one Number of molecules of primarily one and the same type A or B can exist. In contrast, the method according to the invention already relates to the smaller sub-areas, in other words, the known methods produce a Surface enlargement of the types of gas to be diffused, the one described here However, the process involves an acceleration of the mutual speeds of the molecules through these interfaces. It may be considered a particular advantage that with it at the same time the above-mentioned coarse splitting of larger areas into smaller sub-areas, i.e. an increase in surface area.

Für die Ausiibung des Verfahrens notwendig ist die Einführung oder Bildung von Elektrizitätsträgern oder geladenen Schwebekörpern in eines oder in mehrere der zur gegenseitigen Reaktion zu bringenden Gase. The introduction or is necessary for the execution of the procedure Formation of electricity carriers or charged floats in or in several of the gases to be made to react with one another.

Wie diese Einführung oder Bildung erfolgt, soll später beschrieben werden. Die zweite notwendige Maßnahme ist die Erzeugung eines elektrischen Feldes im Innern des Reaktionsraumes, das den Zweck haben soll, elektrische Anziehungs- oder Abstoßungskräfte auf die geladenen Schwebekörper, z. B. Ionen, auszuüben, derart, daß sich diese in ihrer Gesamtheit mit einer mittleren Geschwindigkeit in der Richtung des Feldes bewegen, die größer ist als die mittlere Geschwindigkeit der in derselben Richtung genommenen Komponenten der Strömungsgeschwindigkeit des betre£tenden Gases an derselben Stelle. Hat mah es z. B. mit einem ruhenden Gas zu tun, das zwischen zwei Plattenelektroden eingeschlossen ist, so werden die geladenen Körper durch die ruhende Gasmasse hindurch von der einen Elektrode quer zur anderen getrieben. Es werden aber dabei den hydrodynamischen Grundgesetzen zufolge die in der Nähe der Elektrizitätsträger oder Schwebekörper kfefindlichen neutralen Moleküle von den Schwebekörpern mit einer mehr oder weniger großen Geschwindiglit mitgerissen. How this introduction or formation takes place will be described later will. The second necessary measure is the generation of an electric field inside the reaction space, which should have the purpose of creating electrical attraction or repulsive forces on the charged float, e.g. B. Ions, to exercise, in such a way, that these in their entirety move at an average speed in the direction of the field, which is greater than the mean speed of the same Direction taken components of the flow velocity of the gas concerned at the same spot. Has it z. B. to do with a dormant gas that is between two plate electrodes are included, so the charged bodies are through the stationary gas mass is driven through from one electrode across to the other. However, according to the basic hydrodynamic laws, there are those in the vicinity the carrier of electricity or floating body neutral molecules of dragged along with the floats at a more or less great speed.

Denkt man sich nun zwei aneinandergrenzende, zur chemischen Reaktion zu bringende Gasschichten und in beiden derartige Elektrizitätsträger oder Schwebekörper verteilt, so wird offenbar dann die Diftusionsgeschwindigkeit der beiden Gase ineinander erhöht, wenn die Geschwindigkeit, die in den beiden Gasen durch das Mitreißen der Elektrizitätsträger oder Schwebekörper erzielt wird, verschieden groß ist. An der Grenze der beiden Schichten ist dann der Gleichgewichtszustand gestört und wirkt sich im Sinne einer Diffusionsvermehrung aus. If one now thinks of two adjoining one another, to a chemical reaction gas layers to be brought and in both such electricity carriers or floats then the rate of diffusion of the two gases into one another is evidently distributed increases when the speed involved in the two gases by entraining the Electricity carrier or float is achieved, is different in size. At the At the boundary of the two layers, the state of equilibrium is disturbed and takes effect in the sense of an increase in diffusion.

Selbstverständlich kann man aber nunmehr die Anordnungen so wählen, daß die eben erwähnte Relativgeschwindigkeit der beiden Gase sehr stark erhöht wird. Das kann auf sehr verschiedene Weise geschehen, entweder daß man die Zahl - der eingebrachten oder erzeugten Elektrizitätsträger oder Schv,-ebekörper in dem einen Gas gegenüber dem anderen Gas stark vennehrt oder indem man die Anordnung der Elektroden so wählt, daß in dem einen Gas eine höhere Feldstärke entsteht als in dem andern oder indem man die auf den Schwebekörpern sitzende Ladung für das eine Gas mehr verstärkt als für das andere u. dgl. m. Man wird auch das Verfahren besonders gut dort anwenden können, wo sich die Gase hinsichtlich ihrer Viskosität mehr ader weniger voneinander unterscheiden, Dann ist bei gleicher Kraft und gleicher Ladung die Geschwindigkeit der Teilchen im viskoseren Mittel geringer als im weniger viskosen. Of course, you can now choose the arrangements so that the above-mentioned relative speed of the two gases is increased very sharply. This can be done in very different ways, either by the number - the introduced or generated electricity carriers or electrical bodies in one Gas strongly increases in relation to the other gas or by changing the arrangement of the electrodes selects so that a higher field strength arises in one gas than in the other or by changing the charge sitting on the floats for one more gas stronger than for the other and the like. The method also becomes particularly good Can be used where the gases differ more or less in terms of their viscosity differ from each other, then with the same force and the same charge the speed of the particles in the more viscous mean than in the less viscous mean.

Die Herstellung eines elektrischen - Feldes innerhalb eines Gases kann in bekannter Weise erfolgen, ebenso die Erzeugung der Elektrizitätsträger oder Schweibekörper in den Gasen. Dabei kann man sie entweder den reagierenden Gasen selbst unmittelbar zuführen oder ein Hilfsgas, z.B. Luft, benutzen, das den reagierenden Gasen zugemischt wird. The creation of an electric field within a gas can be done in a known manner, as well as the generation of electricity carriers or Welding body in the gases. You can either use the reacting gases Supply it yourself directly or use an auxiliary gas, e.g. air, to prevent the reacting Gases is mixed.

Als Schwebekörper oder Elastizitätsträger eignen sich besonders durch Düsen eingespritzte geladene Flüssigkeiten, aber auch feine geladene Stäube, ganz besonders aber Ionen. Die Ionen können auch dazu dienen, mittelbar die feinen eingespritzten flüssigen oder festen Sch, webeteilchen im Gas selbst (auch im Hilfsgas) in derselben Art aufzuladen, wie dies z. B. bei der elektrischen Gasreinigung geschieht. Die Erzeugung dieser Ionen im Gas puder im Hilfsgas kann nach allen bekannten Arten geschehen, z. B. durch primäre oder sekundäre Einwirkung von Röntgenstrahlen, ultravioletten Strahlen, Radiumstrahlen u. a. Da man aber für das vorliegende Verfahren ohnedies ein elektrischer Feld benötigt, das mitunter die Anwendung hoher Spannungen fordert, so ist zunächst die bequemste Art zur Erzeugung solcher Ionen die Anwendung der Stoßionisation. Im einfachsten Fall genügt eine Spitze und eine ihr entgegengehaltene Platte zur Erzeugung einer großen Anzahl von Ionen, und zwar direkt in dlen reagierenden Gasen oder im Hilfsgas.As a float or elastic carrier are suitable especially charged liquids injected through nozzles, but also fine charged liquids Dusts, but especially ions. The ions can also serve indirectly the fine injected liquid or solid tissue particles in the gas itself (also in the auxiliary gas) to be charged in the same way as z. B. in the electrical Gas cleaning happens. The generation of these ions in the gas powder in the auxiliary gas can happen in all known ways, e.g. B. by primary or secondary action X-rays, ultraviolet rays, radium rays and others. But since you are for the present method anyway requires an electric field, which sometimes requires the use of high voltages, it is initially the most convenient way of generating it of such ions the application of impact ionization. In the simplest case, one is sufficient Tip and a plate held against it to produce a large number of Ions, directly in the reacting gases or in the auxiliary gas.

Einige Ausführungsbeispiele mögen nunmehr näher die praktische Anwendung des Verfahrens erläutern. Some exemplary embodiments now like the practical application in more detail explain the procedure.

In Abib. I und 2 bedeuten I den Eintritt des Gases A in den Reaktionsraum, 2 den des mit dem Gase A zur Reaktion zu bringenden Gases B. Die Strömungsrichturlg der beiden Gase ist durch Pfeile angedeutet, wobei die Durchkreuzung an der Stelle 3 anzeigen soll, daß es in diesem mittleren Teile bereits zu einer teilweisen Durdunischung der beiden Gase gekommen ist. Die beiden Rohre I und 2 von z. B. rechteckiger. Querschnittsform (Abb. 2) münden in einen Raum 4, dessen Begrenzungswände 5J 5', 5", 5,,, aus Isoliermaterial bestehen. Das GasA hat in diesem Fall eine geringere Viskosität als das Gas B. In Abib. I and 2 mean I the entry of gas A into the reaction space, 2 that of the gas B to be reacted with the gas A of the two gases is indicated by arrows, the crossing at the point 3 is intended to indicate that there is already a partial mixture of Durdun in this middle part of the two gases came. The two tubes I and 2 of z. B. more rectangular. Cross-sectional shape (Fig. 2) open into a space 4, the boundary walls 5J 5 ', 5 ", 5 ,,, made of insulating material exist. In this case, gas A has a lower viscosity than gas B.

Während sich nun die Vorder- und Rückwand 5' und 5"' aus Isoliermaterial auch nach oben hin weiter fortsetzt, sind die beiden Begrenzungswände 5 und 5"von, der Stelle 6 bzw. 6"ab durch Elektrodenplatten 7, 7" aus leitendem Stoff ersetzt (Abb. I). Der Raum also, in dem die Diffusion durch elektrische Kräfte erhöht werden soll, wird von den Elektrodenplatten 7, 7" und von den Isolierwänden 5 und 5"' gebildet. Die Elektroden 7, 7" bestehen z. B. aus dünnem Aluminiumblech. Eine außerhalb des Gasweges angebrachte Röntgenröhre 8, die in bekannter Weise betrieben werden kann, was in der Abbildung nicht besonders angegeben ist, bestrahlt in einem Strahlenkegel 9 durch die Alumiiiiiiiuelektrode 7" hindnrch den Hauptteil des Gases, wobei infolge der Absorption und der Dichtigkeit der Strahlung in der Nähe der Aluminiumplatte das Gas A gegenüber dem Gas B bevorzugt ist. Durch diese Strahlung werden im Gase Ionen verschiedenen Vorzeichens gebildet, deren Dichte in der Nähe der Aluminiumplatte 7" groß ist und in Richtung gegen die zweite Elektrode 7 abnimmt. Wird nun mit Hilfe der Zuleitungen 10 und 11 an die Elektrode 7" ein negatives, an die andere Elektrode 7 ein positives Potential angelegt, so werden die vorwiegend aus dem GaseB kommenden positiven Gasionen gegen die Elektrode 7", die vorwiegend aus dem Gase A kommenden negativen Gasionen gegen die Elektrode 7 zugetrieben, während die positiven Ionen des Gases A und die negativen Ionen des Gases B vorwiegend an die Elektroden 7" bzw. 7 angezogen werden, so daß im Laufe des Gas wege der mittlere Teil des Gasraumes immer mehr von den positiven Ionen des Gases und von den negativen Ionen des Gases B befreit ist, während die aufeinander zueilenden und die Oberflächengrenzen dér beiden Gase gegenseitig durchdringenden negativen Ionen des Gases A und die positiven Ionen des Gases B die natürliche, an der Oberflächengrenze herrschende Diffusion erhöhen; diese Erhöhung kommt ganz besonders wirksam auch dadurch zustande, daß in jenem mittleren Gasquerschnitt die in Richtung von der Elekrode 7" zu 7 wandernden Gasionen von ti mit neutralen Molekülen von A zusammenstoßen, diese mitreißen und dadurch eine allgemeine Strömung des Gases A in das Gas B hinein verursachen; dasselbe gilt sinngemäß im mittleren Querschnitt für das Gas B. Unter mittlerem Gasquerschnitt braucht dabei nicht immer die Mitte des Gasraumes verstanden zu werden, sondern es sind auch diejenigen Räume gemeint, die sich in der Nähe zweier Flächen befinden, an denen die Gase A und B aneinanderstoßen, soweit sich diese Grenzflächen nicht in der Nähe der Elektroden 7 oder 7" befinden. Mit zunehmender gegenseitiger Diffusion geht nunmehr eine rapide chemische Reaktion der beiden Gase A und B zu dem zu erzielenden Produkte AB vor sich. Die Reaktionsprodukte, die aus dem Raum 12 entweichen, können dann in bekannter Weise zur Abscheidung gebracht werden. In dem in Abb. I behandelten Fall wird das Diffundieren günstig dadurch noch wesentlich beeinflußt, daß das Gas A weniger viskos ist als das Gas B.While now the front and rear walls 5 'and 5' '' made of insulating material also continues upwards, the two boundary walls 5 and 5 "of, the point 6 or 6 "from replaced by electrode plates 7, 7" made of conductive material (Fig. I). The space in which diffusion is increased by electrical forces is formed by the electrode plates 7, 7 "and the insulating walls 5 and 5" '. The electrodes 7, 7 ″ consist, for example, of thin aluminum sheet X-ray tube 8 attached to the gas path, which can be operated in a known manner, what is not specifically indicated in the figure is irradiated in a cone of rays 9 through the aluminum electrode 7 "through the main part of the gas, whereby as a result the absorption and impermeability of the radiation in the vicinity of the aluminum plate gas A is preferred over gas B. This radiation creates gases in the Ions of different signs are formed, their density near the aluminum plate 7 "is large and decreases in the direction towards the second electrode 7. Now, with the help of of the leads 10 and 11 to the electrode 7 ″ a negative, to the other electrode 7 a positive potential is applied, so those coming predominantly from the GaseB are positive gas ions against electrode 7 ″, which come predominantly from gas A. negative gas ions are driven towards the electrode 7, while the positive ions of gas A and the negative ions of gas B mainly to the electrodes 7 " or 7 are attracted, so that in the course of the gas paths the middle part of the gas space more and more of the positive ions of the gas and the negative ions of the gas B is liberated, while the approaching and surface boundaries dér two gases mutually penetrating negative ions of gas A and the positive Ions of gas B the natural diffusion prevailing at the surface boundary raise; this increase is particularly effective because in that middle gas cross-section, those migrating in the direction from the electrode 7 ″ to 7 Gas ions from ti collide with neutral molecules from A, entrain them and thereby causing a general flow of gas A into gas B; the same thing applies mutatis mutandis to gas B in the middle cross-section. Below the middle gas cross-section The center of the gas space does not always have to be understood, but rather it also means those rooms that are in the vicinity of two surfaces, at which gases A and B collide, provided these interfaces do not meet in the vicinity of the electrodes 7 or 7 ". With increasing mutual diffusion a rapid chemical reaction of the two gases A and B now leads to the one to be achieved Products AB in front of you. The reaction products that escape from space 12 can are then brought to the deposition in a known manner. In the one treated in Fig. I. In this case, the diffusion is favorably influenced by the fact that the gas A is less viscous than gas B.

Dadurch wird nämlich die Bewegung auch der negativen, zur Elektrode 7 wandernden Ionen des Gases B gehemmt, die der negativen des Gases, die ebenfalls in der Richtung zur Elektrode 7 wandern, gefördert, was ebenfalls die Diffusion von A in B begünstigt.Because of this, the movement of the negative also becomes an electrode 7 migrating ions of gas B are inhibited, those of the negative of the gas, which are also migrate in the direction of the electrode 7, promoted, which also the diffusion favored by A in B.

Es ist ohne weiteres klar, daß man die beiden Elektroden zuerst eine Zeitlang mit derjenigen Polarität betreiben kann, wie es bisher angenommen worden ist und dann leine Zeitlang in der entgegengesetzten Weise und so fort. Es hängt von den gewählten Dimensionen, von der Viskosität der beiden Gase und von der Geschwindigkeit der Strömung ab, in welchen Zeiträumen man die Polarität mit Vorteil wechseln kann. It is readily apparent that you have to put the two electrodes first Can operate for a while with the same polarity as it has been up to now accepted and then for a while in the opposite way, and so on. It depends on the chosen dimensions, on the viscosity of the two gases and on the speed of the flow, in which periods of time you can use the polarity Advantage can switch.

Ein zweites Beispiel der großen Fülle von Möglichlmeiten ist durch Abb. 3 verdeutlicht. A second example of the great abundance of possibilities is through Fig. 3 clarifies.

Hier werden die Gase A, B, C und D durch die Düsen 13, 14, 15, 16 im Raum 17 sehr stark durchmischt, so daß sie sich in kleine Teilgebiete, die mit großer Oberfläche aneinandergrenzen, auflösen. Ein mit feinen suspendierten Staubteilchen beladenes Hilfsgas, z. B. Luft, strömt durch die öffnung in in einen Behälter Ig, wobei sich die Staubteilchen in bekannter Weise dadurch stark aufladen, daß zwischen - den Wandungen 20 des Gefäßes und einer in der Mitte durch die Durchführungsisolatoren 21 vom Gefäß isoliert ausgespannten, z. B. aus einem Draht bestehenden Sprühelektrode 22 eine so hohe elektrische Gleichspannung gelegt wird, daß sich ein Koronaeffekt an der Sprüheleidrode ausbilden kann. Das mit den geladenen Staubteilchen behaftete Hilfsgas wird ebenfalls durch eine Düse 23 den Gasen A, B> C und D beigemischt. In den Reaktionsraum 24 hinein ragt eine Elektrode25, die man, wo es erforderlich, ebenfalls als sprühende Elektrode ausbilden kann, um im gegebenen Falle den Effekt noch zu vergrößern. Sie ist an den beiden Stiitzisolatoren 26, 27 angebracht.Here the gases A, B, C and D pass through the nozzles 13, 14, 15, 16 very strongly mixed in room 17, so that they are divided into small sub-areas with large surface are adjacent to each other, dissolve. One with fine suspended dust particles loaded auxiliary gas, e.g. B. Air, flows through the opening into a container Ig, wherein the dust particles are heavily charged in a known manner that between - The walls 20 of the vessel and one in the middle through the bushing insulators 21 isolated from the vessel stretched, z. B. consisting of a wire spray electrode 22 such a high electrical direct voltage is applied that there is a corona effect can train on the Sprüheleidrode. The one afflicted with the charged dust particles Auxiliary gas is also mixed into gases A, B> C and D through a nozzle 23. An electrode 25 protrudes into the reaction space 24 and, where necessary, can also be designed as a spraying electrode, in order to achieve the effect in the given case still to enlarge. It is attached to the two support insulators 26, 27.

Abb. 4 soll in sehr stark vergrößertem Maßstab den Zustand eines kleinen Gebietes des durchmischten Gases, das etwa an der Stelle 28 der Abb.-3 in einem gegebenen Augenblick vorhanden ist, veranschaulichen. Dabei soll das Teilgebiet 29 vornehmlich aus Molekülen des Gases A, die Teilgebiete 30 und 3I aus denen des Gases B, das Teilgebiet 32 aus Molekülen des Gases C und die Teilgebiete 33 und 34 aus dem mit geladenen Staub angefüllten Hilfsgas bestehen. Die Pfeilrichtung ist die radiale Richtung von der Elektrode 25 zur Wandung des Reaktionsgefäßes 24 der Abb. 3. Es ist aus Abb. 4 ohne weiteres ersichtlich, daß die in Richtung der Pfeile wandernden geladenen Staubteilchen in die Gebiete 30, 32 und 29 eindringlen und die Moleküle des Hilfsgases sowohl als auch die der übrigen Gase in der Pfeilrichtung mitreißen, wobei je nach der Viskosität der verschiedenen Gasgeschwindigkeit Differenzen auftreten und eine innige Diffusion aller Gase erzeugt wird. Dadurch wird wieder die chemische Reaktion beschleunigt. Die Ausführung nach Abb. 3 hat, falls man die Elektrode 25 als Sprühdraht ausbildet, noch den weiteren Vorzug, daß sie die grobe Durchmischung der einzelnen Gassorten, die auch ohne Einführung des Hilfsgases durch den elektrischen Wind entstehen würde, stark vermehrt, so daß die mittlere Größe -der einzelnen Teilgebiete (in Abb. 4 z. B. 30, 3I, 322 33, 34) sehr viel kleiner, die Gesamtheit der Grenzflächen also stark vermehrt wird und daher der oben beschriebene Effekt der Diffusionsvermehrung sich noch stärker auswirken kann. Fig. 4 shows on a very much enlarged scale the state of a small area of the mixed gas, which is approximately at the point 28 of Fig. -3 in present at a given moment. The sub-area 29 primarily from molecules of gas A, sub-areas 30 and 3I from those of Gas B, the sub-area 32 from molecules of the gas C and the sub-areas 33 and 34 consist of the auxiliary gas filled with charged dust. The direction of the arrow is the radial direction from the electrode 25 to the wall of the reaction vessel 24 of Fig. 3. It can be seen from Fig. 4 without further ado that the in the direction of Arrows wandering charged dust particles penetrate areas 30, 32 and 29 and the molecules of the auxiliary gas as well as those of the other gases in the direction of the arrow entrainment, with differences depending on the viscosity of the different gas velocity occur and an intimate diffusion of all gases is generated. This will again accelerates the chemical reaction. The design according to Fig. 3 has, if one has the Forms electrode 25 as a spray wire, the further advantage that it is the coarse Mixing of the individual types of gas, even without the introduction of the auxiliary gas the electric wind would arise, greatly increased, so that the mean size - of the individual sub-areas (in Fig. 4 e.g. 30, 3I, 322 33, 34) much smaller, the totality of the interfaces is thus greatly increased and therefore the one described above Effect of diffusion multiplication can have an even stronger effect.

Darüber hinaus ist aber noch der weitere Vorteil zu verzeichnen, daß etwa sich bildende flüssige oder feste Reaktionsprodukte in bekannter Weise an die nichtsprühende Elektrode geworfen werden, sich dort abscheiden und mit Hilfe bekannter Einrichzungen als kompaktes flüssiges oder festes Material gesammelt werden können.In addition, there is the further advantage that any liquid or solid reaction products formed in a known manner to the non-spraying electrode are thrown, deposited there and with the help of known Einrichzungen can be collected as a compact liquid or solid material.

Bildet man in Abb. 3 die Elektrode 25 als Sprühelektrode aus, so werden in den sie umgebenden Gasen Ionen ein und derselben PoIautät gebildet. Es ist dann mitunter gar nicht notwendig, ein mit geladenen Staubteilchen oder Flüssigkeitsteilehen - beschwertes Hilfsgas zu verwenden. Das wird aus Abb. 5 klar, in der die der Abb. 4 entsprechenden Teilgebiete nicht nur die Moleküle der betreffenden zur Reaktion zu bringenden Gase, sondern auch die mit kleinen Kreuzchen bezeichneten Ionen derselben Gase enthalten. Auch hier bewegen sich sämtliche Ionen in radialer Richtung im Sinne der Pfeile. Diese Ionen reißen die entsprechenden neutralen Moleküle in derselben Richtung mit sich, so daß jedes Gebiet eine gewisse Gesamtgeschwindigl<eit annimmt, die aber infolge der Viskosität, der Ionenzahl usw. in den verschiedenen Teilgebieten verschieden groß ist. Daher kann die mittlere Geschwindigkeit z. B. des Teilgebietes 35 hinter der mittleren Geschwindigkeit des Teilgehietes 36 zurückbleiben, d. h. es tritt eine Diffusionserhöhung in der Grenze zwischen 35 und 36 auf. If one forms the electrode 25 as a spray electrode in Fig. 3, so ions of the same polarity are formed in the gases surrounding them. It is then sometimes not necessary at all, with charged dust particles or liquid parts - to use weighted auxiliary gas. This is clear from Fig. 5, in which those of Fig. 4 corresponding sub-areas not only the molecules of the reaction concerned gases to be brought, but also the ions of the same, marked with small crosses Contain gases. Here, too, all ions move in a radial direction in the sense of arrows. These ions tear the corresponding neutral molecules in the same Direction with itself, so that each area assumes a certain overall speed, but due to the viscosity, the number of ions, etc. in the various sub-areas is different in size. Therefore, the average speed can e.g. B. the sub-area 35 lagging behind the average speed of the partial housing 36, d. H. there is an increase in diffusion in the limit between 35 and 36.

Während und nach vollständig vollzogener Diffusion erfolgt die chemische Reaktion, die, wie bereits beschrieben, zu einem festen oder flüssigen Produkt führen kann, das von dem weiterhin gebildeten Ion geladen, sich an der Wandung des Reaktionsgefäßes ansetzt und dort gesammelt wird. During and after diffusion is complete, the chemical takes place Reaction which, as already described, lead to a solid or liquid product can, charged by the ion that continues to be formed, attach to the wall of the reaction vessel starts and is collected there.

Das Verfahren eignet sich insbesondere für den Fall, daß eines oder mehrere der zugeführten Gase inert sind, sich also nur eine teilweise chemische Reaktion innerhalb von inerten Gasen abspielt. Für viele solcher Reaktionen kann die Luft als inertes Gas angesehen werden. The method is particularly suitable for the case that one or several of the gases supplied are inert, i.e. only a partially chemical one Reaction takes place within inert gases. For many such reactions can the air can be regarded as an inert gas.

Das beschriebene Verfahren kann für alle chemischen Reaktionen in Gasen sinngemäß Verwendung finden. The procedure described can be used for all chemical reactions in Gases are used accordingly.

Das Verfahren nach der Erfindung unterscheidet sich grundsätzlich von dem in der deutschen Patentschrift I88750 beschriebenen Verfahren zur Behandlung von Gasen oder Dämpfen mit elektrischen leuchtenden oder dunklen Entladungen, z. B. zur Erzeugung von Ozon, Stickoxyden und Ammon, iak, bei dem das zu behandelnde Gas oder der Dampf vor oder bei dem Eintritt in die Entladungsstrecke von einem Büschel von Röntgenstrahlen getroffen werden soll. Bei diesem bekannten Verfahren werden durch die Röntgenstrahlen zwar ebenfalls Elektrizitätsträger in das Gas oder den Dampf eingebracht, das elektrische Feld ist aber dabei so stark, daß es im ganzen Bereich des Reaktionsraumes ionisierend wirkt, die so gebildeten Ionen durch Stoßionisation sofort elektrochemische Reaktionen mit den Gasen eingehen und die etwa noch von den Röntgenstrahlen gebildeten Ionen in Verbindung mit dem starken Feld ebenfalls sofort zur Stoßionisation und dadurch zur direkten elektrochemischen Beeinflussung der Gase herangezogen werden. The method according to the invention differs fundamentally of that in the German patent 188750 described method for treating gases or vapors with electric luminous or dark Discharges, e.g. B. for the production of ozone, nitrogen oxides and ammonia, in which the gas or steam to be treated before or at the entry into the discharge path to be hit by a clump of x-rays. With this well-known Processes are also electricity carriers in the X-rays the gas or steam is introduced, but the electric field is so strong that it has an ionizing effect in the entire area of the reaction chamber, the so formed Ions immediately enter into electrochemical reactions with the gases through impact ionization and the ions still formed by the X-rays in connection with the strong field also immediately for impact ionization and thus for direct electrochemical Influencing the gases can be used.

Dadurch soll die Funkenentladung verlängert bzw. verbreitert und die chemische Wirkung dementsprechend vergrößert werden. Bei dem Verfahren nach der Erfindung dagegen wird die Feldstärke so bemessen, daß sie zu einer dunklen Entladung oder einer Funkenentladung im eigentlichen Reaktionsraum nicht ausreicht, so daß die etwa von einer Röntgenröhre hineingebrachten Ionen eine weitaus geringere Energie haben) als zur Stoßionisation erforderlich. Es können also durch diese Ionen elektrochemische Umsetzungen nicht ausgelöst werden, vielmehr werden die Ionen lediglich zur mechanischen molekularen Durchmischung der Gase benutzt. Während also in dem bekannten Falle die durch die Röntgenstrahlen erzeugten Ionen durch das starke elektrische Feld so beschleunigt werden, daß sie sofort nach ihrer Entstehung eine direkte chemische Reaktion mit den Gasmolekülen eingehen, wird dieser Vorgang bei dem Verfahren nach der Erfindung durch eine so geringe Bemessung des elektrischen Feldes vermieden, daß eine elektrochemische Reaktion nicht eintreten kann.This is intended to lengthen or broaden the spark discharge and the chemical effect can be increased accordingly. In the case of the In contrast, the invention, the field strength is such that it leads to a dark discharge or a spark discharge in the actual reaction space is insufficient, so that the ions brought in by an X-ray tube, for example, have a much lower energy have) than necessary for impact ionization. So it can be electrochemical through these ions Conversions are not triggered, rather the ions are merely mechanical molecular mixing of the gases is used. So while in the known case the ions generated by the X-rays due to the strong electric field are so accelerated that they have a direct chemical immediately after their formation React with the gas molecules, this process is followed by the process the invention avoided by such a small dimensioning of the electric field, that an electrochemical reaction cannot occur.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Process for carrying out chemical gas reactions with the aid of an electric field, in particular a direct voltage field, characterized in that, after the electricity carrier in a known manner in a gas or all gases of the reaction are introduced, they in the reaction space the attraction and repulsive forces are subjected to so small a field that there is only a molecular mixture of gases without triggering electrochemicals Brings about implementations.

2. Device for the method according to claim 1, characterized in that that the electric field present in the reaction space is geometrically inhomogeneous is.

3. The method according to claim I, characterized in that the introduction of electricity carriers in a separate room in front of the actual reaction room happens.

4. The method according to claim I, characterized in that by known Ionization sources, e.g. B. Radiation or ions formed by impact ionization in gases and these ions directly or indirectly (e.g. through the mediation of gases solid or liquid floats) are used as a carrier of electricity will.

5. The method according to claim 1, characterized in that the electricity carrier are preferably generated in an auxiliary gas by spray discharge.

6. The method according to claim I, characterized in that the electrical Field is generated in the reaction space simultaneously with the electricity carriers.

7. The method according to claim I and 6, characterized in that the electric field between a spraying, at the same time the ions supplying and a non-spraying electrode is formed.