DE879541C - Verfahren und Vorrichtung zur periodisch fortlaufenden Durchfuehrung chemischer Umsetzungen mittels Explosion, insbesondere zur Erzeugung von Russ - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur periodisch fortlaufenden Durchführung chemischer Umsetzungen mittels Explosion, insbesondere zur Erzeugung von Ruß Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Durchführung chemischer Umsetzungen mittels Explosion. Solche explosiven Umsetzungen werden verschiedentlich zur Herstellung von Produkten ausgenutzt, wie z. B. von nitrosen Gasen aus einem Gemisch von Kohlenwasserstoffen mit vorteilhaft überschüssigen Mengen Luft oder Sauerstoff. Für die Herstellung von Ruß z. B. ist es bekannt, explosionsfähige Gase oder Gasgemische, die kohlenstoffhaltige Gase oder Dämpfe enthalten, gegebenenfalls unter Zusatz von Luft oder Sauerstoff zur Explosion zu bringen. Hierbei werden die Ausgangsgase unter erhöhtem Druck in feststehende Zylinder eingeführt und alsdann durch elektrische Zündung zur Explosion gebracht. Anschließend läßt man die unter hohem Druck stehenden gasförmigen Produkte zusammen mit dem gebildeten feinverteilten Ruß in Staubkammern od. dgl. expandieren, worauf der Ruß abgeschieden wird. Als Ausgangsstoffe verwendet man hierbei gas-, dampf- oder auch nebelförmigeKohlenwasserstoffe, wie z. B. Methan, Propan, Schwer- oder Leichtbenzin, Benzol, Acetylen u. dgl., die mit Luft oder Sauerstoff gemischt werden, vorteilhaft in einer größeren Menge als der unteren Explosionsgrenze, bezogen auf Sauerstoff, entspricht. Sofern Äthylen oder Acetylen verwendet wird, können diese Ausgangsstoffe auch ohne Zumischung von oxydierend - wirkenden Gasen zur Explosion gebracht werden.
• Die technische Durchführung dieser Verfahren ist in mancher Beziehung aber noch verbesserungsbedürftig. Insbesondere treten mitunter Betriebsstörungen oder andere Mißstände auf, die z. B. dadurch bedingt sein können, daß die Ein- und Auslaßvorrichtungen der Explosionskammer schadhaft werden.
• Es wurde nun gefunden, daß sich diese Nachteile vollkommen vermeiden lassen und sich außerdem in einfacher Weise eine zuverlässige, periodisch fortlaufende, also Arbeitskräfte sparende Durchführung der mittels Explosion erfolgenden chemischen Umsetzungen, insbesondere zur Erzeugung von Ruß, erreichen läßt, wenn die Umsetzungen nacheinander in mehreren rohrförmigen Explosionsbehältern durchgeführt werden, die um eine gemeinsame Mittelachse umlaufen und deren Mündungen auf zwei feststehenden, vorzugsweise planparallelen Stirnscheiben zweckmäßig gasdicht gleiten, deren eine mit Zuleitungen für Füllung und Spülung und deren andere mit der Ableitung ausgestattet ist, und der Explosionsbehälter bei seinem Umlauf periodisch zunächst an die Zuleitung angeschlossen wird, dann den Zündimpuls für die Explosion empfängt und danach an die Ableitung und gegebenenfalls zugleich an die Durchspülleitung angeschlossen wird.
• Die Ausführungsvorrichtung, die in etwa mit dem Revolverkopf einer Revolverdrehbank verglichen werden kann, läßt sich nach der Erfindung zweckmäßig so gestalten, daß die um eine gemeinsame Achse drehbaren Explosionsbehälter innerhalb einer mit Kühlwasser beschickten Trommel angeordnet werden und unterhalb der Trommel, zweckmäßig etwa auf halber Trommellänge am Lagergestell, eine feste elektrische Kontaktvorrichtung zum Auslösen der Explosionen vorgesehen ist, die mit den vorbeilaufenden, die Trommelwandung durchgreifenden, in der Explosionsbehälterwandung gelagerten Gegenkontakten zündkerzenartig zusammenwirkt.
• Zweckmäßig werden die an einer feststehenden, die Explosionsbehälter begrenzenden Scheibe vorgesehenen Zu- und Durchspülleitungen mit je einem Ventil versehen, wobei das Ventil der Zuleitung vorteilhaft selbsttätig arbeitet. Die an die umlaufenden Explosionsbehälter anzuschließende Mündung der Durchspülleitung liegt vorzugsweise der in der anderen Scheibe befindlichen Ableitung so gegenüber, daß der Explosionsbehälter, wenn er an die Ableitung angeschlossen ist, zugleich auch an die Durchspülleitung angeschlossen ist.
• Weitere Merkmale der Erfindung sind dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel und der folgenden Beschreibung zu entnehmen. Es zeigt Fig. I eine Längsansicht der Vorrichtung, Fig. 2 die Stirnansicht an der Zuleitungsseite, Fig. 3 die Stirnansicht an der Ableitungsseite.
• Die druckfesten, zweckmäßig zylindrischen Explosionsbehälter I sind haspelartig um eine gemeinsame Mittelachse innerhalb einer von Kühlwasser durchflossenen Trommel 2 drehbar angeordnet. Die Behälter I sind in die Stirnwandungen der Trommel 2 eingelötet. Die Trommel sitzt fest auf der von Kühlwasser durchflossenen hohlen Welle 3, das Kühlwasser durchfließt das Rohr und die Trommel. Die Behälter I tragen an ihren aus den Stiruwandungen der Trommel 2 herausragenden Enden 4 von einer Schraubenfeder 5 belastete Dichtungspuffer 6, die gasdicht auf den geschliffenen Stirnscheiben7, 8 gleiten, die mittels Zugstangen 9 miteinander verankert sind. Die Hohlwelle 3 ruht in Gleitlagern I0, II und wird von einer außerhalb angeordneten, nicht veranschaulichten Antriebsvorrichtung in Drehung versetzt.
• An der Außenseite der Stirnscheibe 8 ist ein selbsttätiges Ventil 12 vorgesehen, welches den Einlaß der zur explosiven Umsetzung bestimmten Stoffe, wie z. B. Acetylen, steuert. An der Außenseite der anderen Scheibe 7 ist eine Ableitung 13 angeordnet, aus welcher das erzeugte Ruß-Gas-Gemisch austritt. Um dieses Gasgemisch gegebenenfalls zusätzlich mittels Wasserstoff oder anderer Gase herauszuspülen, ist zweckmäßig genau gegenüber der Ableitung I3 an der Scheibe 8 eine Durchspülzuleitung mit einem Ventil 14 vorgesehen.
• Zur elektrischen Zündung ist jeder Explosionsbehälter I mit einer zweckmäßig etwa auf der halben Länge des Behälters I angeordneten Gegenkontaktvorrichtung 15 ausgerüstet, die aus dem Mantel der Trommel 2 ragt und mit der feststehenden Kontaktvorrichtung I6 an der Strebe 17 unterhalb der Trommel nach Art einer Zündkerze zusammenwirkt.
• Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Ein Explosionsbehälter I wird, wenn er bei seinem Umlauf an die mit dem Ventil 12 versehene Zuleitung angeschlossen ist, mit einem explosiven Gasgemisch oder auch mit Acetylen unter Überdruck gefüllt. Beim weiteren Umlauf empfängt der Behälter, wenn seine Kontaktvorrichtung 15 an die Gegenkontaktvorrichtung I6 gelangt ist, einen Zündimpuls, welcher die Explosion auslöst. Die hierbei auftretenden Drücke werden mittels der federbelasteten Dichtungspuffer 6 auf die Stirnscheiben 7, 8 übertragen und weiter durch die Zugstangen 9 aufgefangen. Die entstandene Wärme wird vom Kühlwasser in der Trommel 2 und in der Hohlwelle 3 aufgenommen. Beim weiteren Umlauf wird der Explosionsbehälter I zugleich an die Durchspülleitung mit Ventil 14 und an die Ableitun 13 angeschlossen, in welche die erzeugten Explosionsprodukte, z. B. auch der Ruß, austreten, während zur selben Zeit durch die Spülleitung Wasserstoff oder ein anderes Spülgas eingeblasen wird. Der mit Gas vermischte Ruß kann mit Hilfe von Filterkammern oder von Zyklonen von dem Gas abgetrennt und hierdurch für sich allein gewonnen werden.
• Das Verfahren bzw. die zu dessen Durchführung erforderliche Vorrichtung sind einfach und zuverlässig vor allem auch, weil die einzelnen Ver- fahrensschritte, wie Gaseintritt, Explosion, Austritt, Spülung, zwangsläufig und selbsttätig sowie periodisch fortlaufend erfolgen und daher nicht besonders überwacht werden brauchen. Da während der Explosion eine Verbindung zwischen dem Innern der Behälter und den verschiedenen Leitungen und Ventilen nicht besteht, unterliegen diese empfindlichen Teile praktisch keinem thermischen oder mechanischen Verschleiß. Infolgedessen läßt sidl das Verfahren auch längere Zeit störungsfrei durchführen, genügt also hohen Sicherheitsansprühen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur periodisch fortlaufenden Durchführung chemischer Umsetzungen mittels Explosionen, insbesondere zur Erzeugung von Ruß, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzungen in mehreren rohrförmigen Explosionsbehältern durchgeführt werden, die um eine gemeinsame Mittelachse umlaufen und deren Mündungen auf zwei feststehenden vorzugsweise planparallelen Stirnscheiben gasdicht gleiten, deren eine mit Zuleitungen für Füllung und Spülung und deren andere mit der Ableitung ausgestattet ist, und der Explosionsbehälter bei seinem Umlauf periodisch zunächst an die Zuleitung angeschlossen wird, dann den Zündimpuls für die Explosion empfängt und danach an die Ableitung und gegebenenfalls zugleich an die Durchspülleitung angeschlossen wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Explosionsbehälter (I) in einer mit Kühllh asser beschickten drehbaren Trommel (2) angeordnet sind, und unterhalb der Trommel, zweckmäßig etwa auf halber Trommellänge am Lagergestell, eine feste elektorische Kontaktvorrichtung (I6) zum Auslösen der Explosionen vorgesehen ist, die mit den vorbeilaufenden, die Trommelwandung durchgreifenden, in der Explosionsbehälterwandung gelagerten Gegenkontakten (I5) zündkerzenartig zusammenwirkt.
3. 3. Vorrichtung nach Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Scheibe (8) vorgesehene Zuleitung mit einem selbsttätig sperrenden Ventil (12) und die an der Scheibe (8) vorgesehene Durchspülleitung mit einem Ventil (14) ausgerüstet sind, und die Durchspülleitung der an der Scheibe (7) vorgesehenen Ableitung (I3) so gegenüberliegt, daß der an die Ableitung (13) angeschlossene Explosionsbehälter (I) zugleich auch an die Durchspülleitung angeschlossen ist.