DE71307C - Apparat zur Herstellung von Sauerstoff nach dem durch Patent Nr. 55604 geschützten Verfahren - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Verfahren.

In der Patentschrift Nr. 55604 ist ein Verfahren zur Darstellung von Sauerstoff beschrieben, welches darin besteht, dafs man ι oder 2 Aequivalente kohlensauren Kalk mit ι Aequivalent Bleioxyd mischt und die Mischung in Retorten bis auf eine Temperatur von 100 bis iooo⁰ G. erhitzt, während ein Strom von atmosphärischer Luft durch dieselbe geleitet wird, wodurch der Sauerstoff der Luft absorbirt und die Masse in bleisauren Kalk umgewandelt wird. Hierauf wird dann ein Strom von Kohlensäure durch den so gebildeten bleisauren Kalk hindurchgeleitet, durch dessen Einwirkung (bei einer Temperatur, die unter 800⁰C. liegt) kohlensaurer Kalk und Bleioxyd zurückgebildet wird, während zu gleicher Zeit Sauerstoff frei wird und in Gasbehältern aufgefangen werden kann.

Es ist indessen hierbei keinerlei Anweisung gegeben, wie der genannte Procefs fabrikmäfsig ausgeführt werden kann, auch ist es als ein Hauptmangel zu betrachten, dafs kein Verfahren beschrieben ist, um die für den Procefs unentbehrliche Kohlensäure zweckentsprechend herzustellen.

Vorliegende Erfindung hat nun den Zweck, diesen Mängeln abzuhelfen und einen für technische Zwecke verwendbaren Apparat zu schaffen.

Das Verfahren ist dabei folgendes:

Das Gemisch von Bleioxyd und kohlensaurem Kalk wird zu Kugeln, Ziegeln oder überhaupt so geformt, dafs die einzelnen Stücke eine möglichst grofse Oberfläche darbieten, worauf mit dieser geformten Masse eine Reihe von Kammern oder ähnlichen Behältern vollständig ausgefüllt wird. Lange, mit feuerfesten Steinen dick ausgefütterte Kanäle eignen sich gleichfalls hierzu. Dieselben sind ebenso wie die Kammern etc. an allen Seiten ringsum geschlossen und sind nur da mit Oeffhungen versehen, wo der Ein- und Austritt von Luft und den Gasen, welche in dem Procefs benutzt oder erzeugt werden, stattfinden soll.

Anstatt nun wie bei dem bisherigen Verfahren die in dem Procefs benutzte Masse, sowie die Luft oder Kohlensäure .erst in den Retorten von aufsen zu erhitzen, werden diese Stoffe hier auf die erforderliche Temperatur gebracht, schon ehe sie in die die Mischung von Bleioxyd und kohlensaurem Kalk enthaltenden Kammern, Behälter oder Kanäle eingeleitet werden. Die Erhitzung kann nach irgend einer der bekannten Methoden für die Erhitzung der Gebläseluft für Hochöfen geschehen ; vorzuziehen dürfte aber die Benutzung des auf beiliegender Zeichnung, Fig. 1. im Verticalschnitt gezeichneten Apparates sein.

Fig. 2 zeigt die Anordnung der Kammern und Kanäle, in denen der Procefs vor sich geht.

Der Ofen A ist mit Kugeln aus feuerfestem Material ausgefüllt, welche Füllung abwechselnd durch Feuergase erhitzt und durch die zu erhitzende kalte Luft abgekühlt wird. Generatorgase treten bei ρ in den Apparat ein.

Die zur Verbrennung dieser Generatorgase erforderliche Luft tritt bei m und m in den

Vorwärmungskanal c c c ein und mischt sich mit den aus ρ kommenden Generatorgasen.

Die heifsen Verbrennungsproducte der Generatorgase ziehen dann durch den Apparat in der Richtung der Pfeile aufwärts und treten bei ο aus dem Apparat aus in den Kamin.

Nachdem die Füllungsmasse auf diese Art hinlänglich erhitzt worden ist, wird das Generatorgas abgestellt und die Zufuhr von Luft bei m m geschlossen. Dagegen wird nun Luft bei d in den Apparat eingeleitet. Dieselbe zieht von da aus abwärts durch A in der Richtung der mit d¹ bezeichneten Pfeile und wird auf dem Wege durch Berührung mit der heifsen Füllmasse auf eine hohe Temperatur erhitzt. Die Zufuhr der kalten Luft bei d wird so geregelt, dafs sie bei f mit der gewünschten Temperatur austritt und von dort in die mit Bleioxyd und kohlensaurem Kalk in Kugeln gefüllten Kammern P₁ P₂ P₃ eingeleitet werden kann.

Die Kammern C₁ G₂ enthalten Kupferoxyd (mit möglichst wenig Thon, gleichfalls zu porösen Kugeln geformt), die Kammern C₃ dagegen sind mit porösen Stücken von Eisenoxyd (z. B. geröstetem Spatheisenstein) gefüllt, die Kammern P₁ P₂ P₃ sind mit der Bleioxyd-Kalkmischung gefüllt.

In der Zeichnung' sind zwar, nur sechs solcher Kammern gezeigt, es ist aber anzunehmen, dafs in der Praxis eine viel gröfsere Anzahl besonders an Stelle der Kammern C₁ C₂C₃ angewendet werden müssen, da die das Eisenoxyd und Kupferoxyd enthaltenden Kammern gleichzeitig als Regeneratoren zur Aufnahme der Hitze, die in dem aus den Bleioxydkammern entweichenden heifsen Stickstoff enthalten ist, dienen sollen.

Die in den Lufterhitzungsapparaten (Fig. i) bis auf die erforderliche Temperatur erhitzte Luft wird von diesen aus durch die Kammern P₁ P₂ P₃ C₁ C₂ C₃ in directer Berührung mit dem Inhalt derselben hindurchgeleitet, wodurch die Bleioxydmischung in P₁ P₂ P₃ in der bekannten Weise in bleisauren Kalk umgewandelt wird. Sobald diese Umwandlung stattgefunden hat, was die Erfahrung leicht erkennen läfst, wird die Zufuhr von erhitzter Luft von dieser Kammerreihe abgestellt und in die gegenüberliegende Kammerreihe von ganz gleicher Construction, welche in derselben Weise gehandhabt wird, eingestellt.

Es wird somit also ein continuirliches und ein fortwährendes gleichmäfsiges Arbeiten des Apparates erzielt.

Es wird nun durch die erste Kammerreihe in umgekehrter Richtung zu der, welche die erhitzte Luft genommen hatte, d. h. in der Richtung C₃ C₂ C₁ P₃ P₂ P₁ Wassergas gleichfalls in directer Berührung mit dem Inhalt der Kammern hindurchgeleitet.

Um .sicher zugehen, dafs weder unoxydirter Wasserstoff noch unoxydirtes Kohlenoxyd die die Bleioxydmasse enthaltenden Kammern erreicht, mufs die Menge des zuzuführenden Wassergases so geregelt werden, dafs in der den Bleioxydkammern am nächsten liegenden Kammer oder Kammern alles Kupferoxyd noch im nicht reducirten Zustande enthalten ist, was durch Erfahrung leicht erreicht werden kann.

Durch die Einwirkung des Wassergases wird selbstverständlich ein grofser Theil des Kupferoxyds zu metallischem Kupfer reducirt. In gleicher Weise wird das Eisenoxyd in den letzteren Kammern zu Eisenschwamm, da er dem entgegenströmenden Wassergas am nächsten liegt und aufserdem noch den in dem letzteren enthaltenen Schwefel aufnimmt.

Um zu verhindern, dafs Kohlensäure mit dem Sauerstoff aus der Kammer P₁ entweicht, darf die Zufuhr von Wassergas nur in dem Mafse erfolgen, dafs der Inhalt der Kammer P₁ noch hinlänglich öder noch ganz aus bleisaurem Kalk besteht.

Wenn man findet, dafs die Sauerstoffentwickelung in P₁ P₂P₃ zu Ende ist, wird die Zufuhr des Wassergases in Kammer C₃ abgestellt und in die entsprechende Kammer der gegenüberliegenden Kammerreihe eingestellt.

In die Kammer P₁ wird sodann wieder von neuem erhitzte Luft ein - und durch P₁ P₂ P₃ C₁ C₂ C₃ hindurchgeleitet. Hierdurch wird nun nicht nur die Bleioxydmischung in P₁ P₂ P₃ wieder in bleisauren Kalk, sondern auch der Inhalt von C₁ C₂ C₃ wieder in Kupferoxyd und Eisenoxyd verwandelt, während zugleich dem gebildeten Schwefeleisen der Schwefel wieder entzogen wird, der als schweflige Säure weggeführt wird.

Es ist selbstverständlich, dafs jedesmal, nachdem erhitzte Luft oder andererseits Wassergas durch die Kammerreihe hindurchgegangen ist, vor dem Umwechseln dieser Gasströme die in dem schädlichen Raum der Kammern befindlichen rückständigen Gase durch Dampf oder auf sonst passende Art ausgetrieben werden müssen.

Die mit Kugeln aus feuerfestem Thon oder dergleichen angefüllten Lufterhitzer A werden wie gewöhnliche Gebläseerhitzungsöfen behandelt, d. h. abwechselnd angeheizt und von kalter Luft von oben aus durchzogen. Um die Kugeln von Flugasche zu befreien, wird dann und wann ein Theil derselben unten abgezogen, gereinigt und oben wieder aufgegeben.

Die Heizung geschieht durch Generatorgase, welche, in den Generatoren aus geringwerthigem Brennmaterial erzeugt, durch den Gaskanal in die Lufterhitzer eingeführt werden.

Ist der Apparat hinlänglich angeheizt, so werden die Generatorgase von diesem abgestellt und in den anderen Lufterhitzer eingeführt, dann wird kalte Luft durch den ersteren behufs deren Erhitzung hindurchgeleitet und durch die die Bleioxydmasse enthaltenden Kammern P bis D hindurch weiter geführt.

Der aus Kammer P, austretende Sauerstoff wird von dort durch eine Rohrleitung weiter nach einem. Gasbehälter geführt.

Die Herstellung des für diesen Procefs nöthigen Wassergases empfiehlt sich in der Weise, dafs die Verbrennung des Koks oder Anthracits durch überhitzten Dampf allein bewirkt wird. Es würden dann zwei Ueber-. hitzer wie für die Erhitzung der Luft, durch Generatorgase aus ' geringwertigem Brennmaterial geheizt, angewendet werden. In diesen müfste der Dampf so weit erhitzt werden, dafs er in Berührung mit dem dadurch fortwährend heifs gehaltenen Koks Wasserstoff und Kohlenoxyd bildet. Auf diese Weise wäre es leicht möglich, ein Wassergas (bezw. später Kohlensäure und Sauerstoff) mit einem sehr geringen Gehalt von Stickstoff zu erhalten.

Es ist selbstverständlich, dafs auch andere leicht reducirbare Oxyde aufser den genannten für den beschriebenen Procefs verwendbar sind, die oben erwähnten, Kupferoxyd und Eisenoxyd, sind jedoch allen anderen vorzuziehen.

Claims (1)

1. Pate nt-An Sprüche:

   i. Ein Apparat zur Herstellung von Sauerstoff nach dem durch Patent Nr. 55604 geschützten Verfahren, gekennzeichnet durch die Verbindung einer Reihe von Kammern oder Kanälen (P), die mit einer aus Bleioxyd und kohlensaurem Kalk bestehenden Masse angefüllt sind, welche durch directe Berührung mit heifser Luft erhitzt wird, mit einer zweiten Reihe von mit leicht reducirbaren Oxyden, wie Eisen- oder Kupferoxyd, angefülltenKammern oder Kanälen (C), durch welche in einer von dem Gange der erhitzten Luft entgegengesetzten Richtung heifses Kohlenoxyd bezw. heifses Wassergas , sobald die Bildung des bleisauren Kalkes vollendet ist, geleitet wird, wodurch heifse Kohlensäure bezw. Kohlensäure und Wasserdampf entstehen, welche in die erhitzten Kammern P zur Austreibung des Sauerstoffes aus dem bleisauren Kalk weitergeführt werden.

   Eine Ausführungsform des durch Anspruch i. gekennzeichneten Apparates, bei welcher zur Ausnutzung der hohen Temperaturen der abgeführten Gase eine doppelte Reihe von Kammern P und C angeordnet ist, so dafs der Procefs fortwährend abwechselnd in beiden Systemen vorgenommen werden kann, indem, wenn die heifse Luft für die Kammern P des einen Systems abgestellt wird, dieselbe durch die des anderen geleitet werden kann, um deren Masse in bleisauren Kalk zu verwandeln, damit nach Abstellung des zweiten Theiles des Processes im ersten System derselbe unmittelbar im zweiten folgen kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.