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Nebelerzeugung durch teilweise und flammenlose Verbrennung von Ölen
Die Erzeugung von ungiftigen Nebeln im großen mit einfachen Hilfsmitteln ist für
den Schutz bewohnter Gegenden und auch für militärische Deckungen besonders wichtig.
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Die Erzeugung von Ölnebeln oder richtiger Ölrauch ist schon bekannt
und versucht worden. Nach den bekannten Verfahren werden Öle oder Fette oder andere
organische Stoffe mit Salpeter- oder Chloratgemengen abgebrannt. Hierbei entsteht
in der Hauptsache Rauch, der mehr oder weniger schwarz bis braun gefärbt ist. Die
Nachteile dieser Rauchschwaden sind bekannt. Ebenso ist bekannt, öl zu verdampfen.
Dieser Nebel ist nicht haltbar. Auch teilweise Verbrennung von öl ist bekannt. Aber
diese Nebel sind alle noch gefärbt. Es wird bei den meisten Verfahren ein großer
Teil des zu vernebelnden Stoffes direkt verbrannt, ohne daß er sich an der Nebelbildung
beteiligt.
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Das Verfahren der Erfindung vermeidet eine offene, d. h. mit Flammenerscheinung
und Ausgangsstoffverlust vor sich gehende Verbrennung und . liefert weiße Nebel
und keinen Rauch. Außerdem bietet das neue Verfahren außer dem Vorzug der Billigkeit
noch den der einfachsten Handhabung, gegebenenfalls ohne besondere Apparaturen,
so daß selbst die Zivilbevölkerung es ohne weiteres anzuwenden vermag.
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Bekannt ist auch, Öl zum Betreiben eines Brenners zu benutzen. In
diesem Fall wird öl auf einer heißen Fläche verdampft und durch die Saugwirkung
eines schornsteinartigen Gefäßes mit Luft gemischt, angezündet und verbrannt, indem
man das Gemisch noch im Innern des schornsteinartigen Gefäßes an einem heißen Katalysator,
angegeben ist ein Asbestkatalysator, vorbeiführt, der den Zweck hat, gegebenenfalls
sich kondensierende Öldämpfe immer wieder zu verdampfen. Das Öl wird hierbei vollständig
verbrannt und dient zur Wärmeerzeugung. Demgegenüber dient nach dem Verfahren der
Erfindung das Öl usw.durch' teilweise und flammenlose Verbrennung zur Nebelerzeugung.
Der Katalysator oxydiert, nachdem er kurz erwärmt worden ist, nur 15 bis 25 0;o
des Öls oder der anderen zugeführten organischen Stoffe unter Erglühen ohne Flammenerscheinung,
indem er die gebildeten Stoffe zusammen mit den nicht oxydierten Anteilen als Nebel
austreten läßt.
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Als Ausgangsstoffe, die zum Vernebeln nach der Erfindung geeignet
sind, kommen in Frage: Rohparaffinöl, festes Paraffin, Braunkohlenöle, Rohvaseline,
Naphthalin, Anthracen, Mineralöle aller Art, Nitrobenzol, Anilin, Terpentin, Talg,
Teer, Pech oder andere schwere Kohlenwasserstoffe und organische Verbindungen, die
beim Verbrennen keine festen Rückstände hinterlassen.
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Als oxydierend wirkende Katalysatoren kommen die Oxyde von Cadmium,
Cer, Vanadin, Chrom, Uran, Kobalt, Nickel, Mangan, Kupfer, Eisen oder Gasreinigungsrnasse
oder Oxyde ähnlich wirkender Elemente oder Gemische derselben untereinander in Betracht.
Die
Katalysatoren können in Drahtform oder gekörnt oder auf einem besonderen Träger
niedergeschlagen angewendet werden. Zur Herstellung genügt es, beispielsweise Salze
flüchtiger Säuren der genannten Elemente zu verglühen. Ist der Katalysator absolut
trokken und sehr fein, so vermag er bei Zutritt von Luft den organischen Stoff ohne
weiteres selbsttätig zu vernebeln. Für die Praxis ist es umständlich, den Katalysator
so fein herzustellen bzw. ihn absolut trocken aufzuheben. Die nicht besonders fein
hergestellten Katalysatoren -werden daher vor dem Gebrauch erwärmt, z. B. elektrisch
oder durch eine Flamme oder durch Abrennen von Barübergegossenem Benzin oder Alkohol
usw. Sie sind nach dieser Vorbehandlung immer wieder zu benutzen.
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Die Erwärmung des Katalysators beim Vernebeln schwankt je nach dem
angewendeten organischen Stoff zwischen 400 und 6oo°. Unter einmal gegebenen Bedingungen
bleibt die gleiche- Temperatur erhalten. Die Wirkung des Katalysators erstreckt
sich darauf, den angewendeten organischen Stoff teilweise zu oxydieren und gleichzeitig
zu verdampfen.
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Der Vorgang selbst erfolgt derart, daß auf den kurz vorher erwärmten
Katalysator durch .eine Vorrichtung Öl usw. gebracht wird, und zwar unter Zutritt
von Luft. Trifft das Öl auf den Katalysator, so vernebelt -es sofort unter schließlicher
Erwärmung des Katalysators auf etwa 5oo°. Der Chemisch erfaßbare Vorgang ist an
eitlem Beispiel folgender: ioo g Ölsäure (diese.wurde genommen, weil. sie die genaue
Formel C1sH3¢02 besitzt) werden mit 7251 Luft am Katalysator vernebelt. Dabei werden
3q.,8% des Luftsauerstoffs verbraucht. Die abziehende Nebelluft enthielt 3% Kohlensäure,
zu deren Bildung 49% des verbrauchten Sauerstoffs benötigt -werden. Der aus dieser
experimentell gefundenen Kohlensäure berechnete 'Sauerstoffverbrauch zur Wasserbildung
beträgt i8,6%. Als Rest bleiben noch 32,q.%. Sauerstoff, der nur zur teilweisen
Oxydation der Ölsäure verwendet wird. Nur 18% der Ölsäure verbrennen vollständig.
Der Vernebelungsvorgang erzeugt i. Kohlensäure und Wasser, 2. anoxydierte Verbindungen,
3. nur verdampfte Ölsäure. Wasser, anoxydierte Verbindungen und Öldampf bilden den
Nebel. Der gebildete Nebel besitzt dieselbe Dichtigkeit wie die Phosphornebel. Dieselbe
Menge Phosphor wie Ölsäure in einem gegebenen Raum vernebelt ergibt ungefähr dieselbe
Lichtschwächung. Die der Ölsäure ist sogar etwas größer. Der auftretende Nebel dürfte
zu vergleichen sein mit den bekannten natürlichen Londoner Nebeln. -@Ausführungsheispiele
i. In .einem eisernen Topf (Fig.2) befindet sich unten in der Mitte eine Öffnung
mit Ansatzstutzen für Preßluft. Der Topf G ist i.5 cm hoch und hat io cm Durchmesser.
5 cm über dem Boden ist ein Drahtnetz befestigt. Darauf befindet sich Chromoxyd
in linsengroßen Stücken etwa 5 cm hoch geschüttet und darüber wieder ein Drahtnetz
I(. Seitlich über dem Topf G befindet sich .ein Gefäß O mit einem unteren Abflußrohr,
das einige Zentimeter über dem Katalysator mündet. Zur Regulierung dient ein im
Abflußrohr befindlicher Hahn. In dem Gefäß O befindet sich flüssiges Rohparaffinöl
oder ein anderes rohes Mineralöl. Die Inbetriebnahme geschieht folgendermaßen: 2o
bis 3o ccm Benzin oder Spiritus werden auf die Katalysatormasse verteilt und angezündet.
Nachdem die. Flüssigkeit verbrannt und di° Flamme erloschen ist, läßt man sofort
das Öl zutropfen und stellt die Preßluft an. Es bilden sich sofort unter Erwärmung
des Katalysators Nebel. Die Ölzufuhr und die Preßluft werden gegeneinander so reguliert,
daß die Katalysatorrnasse gleichmäßig Rotglut annimmt. Unter Verwendung eines Thermoelementes
wird die Temperatur des Katalysators auf q.oo bis 500° gehalten. Bei guter Vernebelung
sind 2 cbm Luft auf i kg schweres Mineralrohöl nötig. Die Vernebelungsdauer kann
bei Einhaltung dieses Verhältnisses zwischen io bis 3o Minuten eingestellt werden.
Solange Öl vorhanden ist bzw. nachgefüllt wird, geht natürlich die Vernebelung ,auch
stetig in dem gleichen Maße weiter.
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z. Bei Vernebelung von festem Paraffin befindet sich i o bis 15
cm über dem Topf G ein mit feinen Löchern versehenes Gefäß von etwa i bis 21 Inhalt.
Nachdem die Flüssigkeit verbrannt und die Flamme erloschen ist, wirft man in das
obere Gefäß einige Paraffinstücke, die in dem jetzt warmen Gefäß sofort schmelzen.
Durch die feinen Löcher tropft das jetzt flüssige Paraffin auf den Katalysator.
Jetzt stellt man die Preßluft etwas an und bringt den Katalysator auf schwache Rotglut
(oder mittels Thermoelementswird auf etwa 3oo bis 35o° reguliert). Nun wird das
obere Gefäß ganz mit festem Paraffin gefüllt. Mit Hilfe der Preßluftwird jetzt die
Temperatur des Katalysators auf etwa q.öo bis 5oo° gehalten.
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3. Ein i bis 2 cm starker Ring von 2o bis 3o cm Durchmesser wird mit
Nickeldrahtnetz bespannt. Zwischen die Drahtnetze schüttet man linsengroße Stücke
von Mangandioxyd. Diese so gefüllte ScheibeI( (Fig.3) wird an einem Stativ befestigt
und mit Spiritus oder Benzin übergossen. Das Benzin wird
ängezündet
und niüB aü.sbrennen. Dagegen richtet man jetzt den Zerstäubungsstrahleines an sich
bekannten Ölzerstäubers Z. Sofort treten hinter oder, je nach der gewählten Lage,
über dem Katalysator die Nebel auf.
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¢. Eine andere Vorrichtung besteht beispielsweise darin, daß man in
einem schornsteinartigen Gefäß S (Fig. i), in dem sich unten eine Luftregulierungsklappe;R
befindet, im unteren Teil auf einem Drahtnetz den Katalysator I( anbringt und durch
ein seitliches Loch im Schornstein das ö10 zutropfen läßt. Oder man bringt über
dem Katalysator eine Blechdose T mit feinen Löchern an, in der sich der feste organische
Stoff befindet, der dann beim Erwärmen flüssig wird. Nach dem Erwärmen des Katalysators
1( läßt man den organischen Stoff zutropfen und reguliert unten die Luftzufuhr R.