DE77150C - Verfahren und Apparat zur kontinuirlichen Erzeugung von Kohlensäure - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Das vorliegende Verfahren bezweckt die schnelle und billige continuirliche Erzeugung von Kohlensäure.

Dasselbe besteht im Princip darin, dafs man eine begrenzte Menge Kohlenoxyd, zu deren Erzeugung am zweckmäfsigsten Luft oder Kohlensäure durch glühende Kohle geleitet wird, durch erhitzte Oxydationsmittel in Kohlensäure überführt, die letztere zum Theil als solche verwendet, zum Theil wieder durch glühende Kohle unter Volumenvermehrung zu Kohlenoxyd reducirt, welches demselben Procefs von neuem unterworfen wird.

Das zur Ueberführung des Kohlenoxyds in Kohlensäure dienende Oxydationsmittel wird zweckmäfsig so gewählt, dais es sich, nachdem es erschöpft, d. h. vollständig reducirt ist, durch Ueberleiten von Luft bei höherer Temperatur regeneriren, d. h. wieder oxydiren läfst.

Die beiliegende Zeichnung stellt einen Apparat zur praktischen Ausführung des Verfahrens dar.

Derselbe besteht aus einer verticalen Retorte oder Röhre a, welche aus feuerfestem Thon hergestellt ist und auf ihrer einen Seite einen schmiedeisernen Mantel b trägt. Diese Retorte ist in eine aus feuerfesten Ziegeln hergestellte Kammer c eingelassen und wird durch eine zweckmäfsig angelegte Feuerung d in Weifsglühhitze erhalten. Der untere Theil der Retorte kann offen sein oder auch in den mit Wasser gefüllten Theil e der Kammer c eintauchen, aus welchem die herabfallenden Theile aus der Retorte ohne Unterbrechung des Processes entfernt werden können. Der obere Theil der Retorte α ist mit einem Deckel versehen, welcher eine verschliefsbare Oeffnung g behufs Beschickung der Retorte besitzt und das inmitten der Retorte bis nahe zu dem Boden reichende Einlafsrohr h, sowie das Abzugsrohr i trägt.

Die Retorte α wird' zweckmäfsig mit Holzkohle, Koks oder einer anderen passenden Kohlensorte beschickt.

Die Güte der erzeugten Kohlensäure hängt wesentlich von der Reinheit der gewählten Kohle ab.

In der Nähe der ersten Retorte befindet sich eine zweite k, jedoch horizontal angeordnet, welche aus gufs- oder schmiedeisernen Platten gebildet ist. Diese Retorte ist mit einer entsprechenden Anzahl feuerfester Ziegel I versehen, auf welche das fein vertheilte Oxydationsmittel (Metalloxyd) aufgebracht wird. Um zu verhindern, dafs das Material, aus welchem die Retortenwände bestehen, sich gleichfalls oxydirt, wird zwischen Metalloxyd und Retortenwände zweckmäfsig eine Asbestschicht eingelegt. Die zweite Retorte besitzt aufserdem ein Mannloch m, durch welches die Beschickung und Reinigung vorgenommen werden kann.

Unterhalb des Rostes / der Retorte mündet das Einlafsrohr η und über dem Rost führt das Auslafsrohr ο durch Rohr y zu den Gaswaschapparaten. Auch diese Retorte ist in eine Kammer p aus feuerfesten Ziegeln eingelassen und wird durch die Abzugsgase der ersten Retorte geheizt. Das Auslafsrohr 0 der zweiten Retorte ist mit dem Einlafsrohr h der ersten Retorte und ebenso das Auslafsrohr i der letzteren mit dem Einlafsrohr η der ersteren verbunden. In dieses Rohrsystem ist ein

passendes Gebläse r eingeschaltet, welches eine stete Bewegung der heifsen Gase durch die einzelnen Theile des Apparates erhält.

An der mit Ventil ν versehenen Fortsetzung des Einlafsrohres η zur zweiten Retorte ist ferner ein Ventilator s angeordnet, welcher grofse Quantitäten Luft anzusaugen vermag, so dafs bei der Regeneration des Oxydations₇ mittels atmosphärische Luft durch das auf dem Rost / der zweiten Retorte liegende Metall geleitet werden kann. Mit dem Auslafsrohr ο der zweiten Retorte ist das mit Ventil u versehene Rohr t verbunden, welches mit der äufseren Atmosphäre communicirt.

Ebenso sind die Einlafsrohre h und η der beiden Retorten von dem Auslafsrohr ο bezw. i durch Ventile χ und w getrennt.

Der Procefs der Kohlensäureerzeugung gestaltet sich demnach bei Benutzung des beschriebenen Apparates folgendermafsen:

Die erste oder Reductionsretorte α wird mit Kohle beschickt und auf den Rost der zweiten oder Oxydationsretorte Kupferoxyd oder Kupferhammerschlag aufgebracht. Die Ventile ν und u werden sodann geschlossen, dagegen die Ventile TP und χ geöffnet. Das in das Abzugsrohr der Retorte eingeschaltete Gebläse r wird hierauf angelassen und die Retorte α zur Weifsglut, die Retorte k dagegen zur Kirschrothglut erhitzt.

Das ganze System enthält beim Anheizen atmosphärische Luft, d. h. ein Gemisch von Sauerstoff und Stickstoff. Der Sauerstoff verbindet sich nun in dem unteren Theil der Retorte α mit der Kohle zu Kohlensäure, welche beim Aufsteigen in der Retorte durch die glühende Kohle zu Kohlenoxyd reducirt wird. Letzteres wird alsdann durch das Gebläse r von dem oberen Theil der Retorte a in den unteren der Retorte k gesaugt, streicht durch das fein zertheilte Kupferoxyd und wird durch den Sauerstoff desselben in Kohlensäure übergeführt. Diese leitet man zur Hälfte durch Rohr y dem Gaswaschapparat zu, zur Hälfte treibt ' man sie durch Rohr h in die erste Retorte zurück, in welcher sie unter starker Volumenvermehrung zu Kohlenoxyd reducirt wird.

Die ersten Portionen der durch Rohr γ fortgeleiteten Kohlensäure enthalten gröfsere Mengen Stickstoff, welcher aus der zur Verbrennung verwendeten Luft stammt. Da während des Processes keine weitere Zufuhr von Luft oder Stickstoff stattfindet, dagegen die Menge der Kohlensäure sich' beständig mehrt, so nimmt der Stickstoffgehalt der Kohlensäure allmälig ab.

Stört dieser Stickstoffgehalt bei der Verwendung der Kohlensäure, so kann man das ganze System von Retorten und Röhren vor dem Inbetriebsetzen des Apparates mit Kohlensäure anfüllen oder man läfst die ersteren, stickstoffreicheren Kohlensäuremengen durch Rohr t in die atmosphärische Luft entweichen, bis der Stickstoffgehalt die zulässige Grenze erreicht hat.

Nachdem der Procefs eine bestimmte Zeit fortgeführt ist, hat sich in der zweiten Retorte k nahezu sämmfliches Metalloxyd zu Metall reducirt, so dafs nicht mehr genügend Sauerstoff zur Ueberführung des Kohlenoxyds in Kohlensäure vorhanden ist. Sobald dieser Zustand eingetreten, ist es nothwendig, den Procefs zu unterbrechen und das Metall durch Zufuhr von Sauerstoff wieder zu oxydiren. Zu diesem Zwecke werden die Hähne w und χ geschlossen und die Hähne ν und u geöffnet, worauf man den Ventilator 5 anläfst. Die unter den Rost der Retorte k geblasene Luft oxydirt dann das Metall, wobei der übrig gebliebene Stickstoff durch Rohr t in die atmosphärische Luft entweicht und, wenn gewünscht, weiter verwendet werden kann. Sobald die Oxydation des Kupfers beendigt ist, werden die Ventile ν und u wieder geschlossen, dagegen w und χ geöffnet. Nach Angehenlassen des Gebläses r kann alsdann die Production von Kohlensäure wieder aufgenommen werden.

Anstatt, wie eben beschrieben, den Kohlensäureerzeugungsprocefs zu unterbrechen, um das Kupfer der zweiten Retorte wieder zu oxydiren, kann man auch eine gröfsere Anzahl erster und zweiter Retorten anwenden und so den Betrieb continuirlich gestalten. Der Gebrauch und die Wiederbelebung des Inhaltes der zweiten Retorte geschieht dann in der Weise, dafs alternirend eine Serie in Thätigkeit tritt, während die andere regenerirt wird.

In einigen Fällen kann auch ein Regenerator zwischen Ventilator s und Röhre η eingeschaltet werden behufs Vorwärmung der zur Oxydation des Kupfers dienenden Luft. Die Erwärmung der letzteren kann entweder durch eine besondere Feuerung oder durch die Abzugsgase der ersten Retorte geschehen. Auch können bei gröfseren Anlagen die Retorten selbst durch Regenerativ- oder Gasfeuerung erwärmt werden.

Der Inhalt der ersten Retorte kann auch dadurch im Glühen erhalten werden, dafs man periodisch Luft in dieselbe einführt. Bei Anwendung einer Aufsenfeuerung ist jedoch ein continuirlicher Betrieb möglich.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Verfahren zur continuirlichen Erzeugung von Kohlensäure, darin bestehend, dafs man eine begrenzte Menge Kohlenoxyd, zu deren Erzeugung zweckmäfsig Luft durch glühende Kohle geleitet wird, durch erhitzte Oxydationsmittel in Kohlensäure überführt, die letztere zum Theil als solche verwendet, zum Theil wieder durch glühende Kohle unter Volumen-

   • Vermehrung zu Kohlenoxyd reducirt, welches demselben Procefs unterworfen wird. Das unter i. geschützte Verfahren dahin abgeändert, dafs beim Beginn des Processes Kohlensäure in den Apparat eingeführt wird, um den bei Verwendung von Luft zurückbleibenden indifferenten Stickstoff zu vermeiden.

   Apparat zur Ausführung des unter ι. geschützten Verfahrens, gekennzeichnet durch zwei heizbare und mit den erforderlichen Rohren und Ventilen versehene Retorten oder Kammern (a k) zur Aufnahme der' Kohle und des Oxydationsmittels, sowie eine Pumpe (r) zur Bewirkung der Gascirculation.

   4. Bei dem unter 3. geschützten Apparat die ■ Anordnung eines Ventilators (s) und eines verschliefsbaren Auslafsrohres (t) zur Ermöglichung einer Regeneration des in der Retorte oder Kammer (k) enthaltenen Oxydationsmittels.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.