DE886594C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Schutzgas oder von Nitriergas aus Ammoniak und/oder anderen spaltbaren Stickstoff-Wasserstoff-Verbindungen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Schutzgas oder von Nitriergas aus Ammoniak und/oder anderen spaltbaren Stickstoff -Wasserstoff -Verbindungen Es ist bekannt, Schutzgas zum Betrieb von Schutzgasöden oder zum Löten oder Schweißen aus wasserfreiem Ammoniak herzustellen, und zwar in der Weise, daß, das gasförmige Ammoniak thermisch dissoziiert wird. Hierzu sind vergleichsweise sehr hohe, Temperaturen notwendig, bei denen das Ammoniakgas sich in seine Bestandteile Wasserstoff und Stickstoff aufspaltet. So erhitzt man Ammoniakgas beispielsweise zur Gewinnung eines Schutzgases, insbesondere für Lötöfen, auf etwa 100o° und verwendet das entstehende Stickstoff-Wasserstoff-Gemisch als Schutz- und Abkühlatmo, sphäre, für das Lötgut.
• Zur Herstellung eines Schutzgases der vorgenannten Art sind schon eine ganze Reihe von Vorrichtungen bekanntgeworden, die verhältnismäßig kompliziert sind und eine genaue Überwachung erfordern. Vor allem werden dabei besondere Anforderungen an die verwendeten Werkstoffe gemacht, die ja nicht nur eventuellen Angriffen des Ammaniakgases, sondern auch den vergleichsweise hohen Temperaturen ausgesetzt sind, wodurch ihre Beständigkeit dem Gas gegenüber noch weiter verringert wird. In diesen verschiedenartig, meist als Heiz- oder Verbrennungskammern ausgebildeten Vorrichtungen erfolgt die thermische Aufspaltung des Ammoniakgases dann entweder durch mittelbare Einwirkung auf das Gas, das etwa in einer hoch erhitzten Schlange durch dein Heizraum hirndurchgeführt wird oder durch direkte, gegebenenfalls partielle Verbrennung. In diesen Heiz- oder Verbrennungskammern ist auch noch ein Katalysator untergebracht, der zur Aufspaltung des Ammo-niakgases erforderlich ist. Weiterhin, sind Kühleinrichtungen notwendig, die das gewonnene Schutzgas auf die erforderliche Temperatur abkühlen. Wesentlich ist bei der bekannten thermischen Ammoniakspaltung, daß das zugeführte Ammon.iakgas keine Feuchtigkeit enthält, da diese bei der nachfolgenden Behandlung ebenfalls in einem gewissen Umfang dissoziiert wird und zu dem Schutzgas einen höchst unerwünschten Anteil an oxydierendem Sauerstoff liefert.
• Die Erfindung beschreitet nun in der Herstellung von Schutzgasen aus Ammoniak für alle industriellen Zwecke einen neuen und von: den bisherigen Maßnahmen gänzlich abweichenden Weg und vermeidet hierbei -nicht nur die im vorste@henden bereits genannten Nachteile; die bis jetzt mit in Kauf genommen werden mußten oder zu deren Beseitigungbesondere Vorkehrungen notwendig waren, sondern sie zeichnet sich noch durch eine außergewöhnliche Einfachheit und Wohlfeilheit sowohl in der Durchführung an sich als auch vor allem in bezug auf die dazu notwendige Apparatur aus. Besonders fällt bei der Erfindung der Umstand vorteilhaft ins Gewicht, daß das aufzuspaltende, Gas nicht wie bisher unter allen: Umständen feuchtigkeitsfrei sein. muß" - weil eventuell vorhandener Wasserdampf durch die erfindungsgemäße Behandlung keine Zersetzung erleidet und, sofern notwendig, noch aus dem bereits fertigen Schutzgas entfernt werden kann.
• Die Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung von Schutzgasen aus Ammoniak und zeichnet sich dadurch aus, daß das Ammoniak, der Einwirkung von ultravioletten Strahlen, unterworfen wird. Durch diese Maßnahme ist es möglich, die aus Stickstoff und Wasserstoff bestehende Verbindung Ammoniak. in, ihre, Bestandteile Stickstoff und Wasserstoff aufzuspalten. Besonders eignen sich Ultraviolettstrahlen mit kleinen Wellenlängen zur Durchführung des neuen Verfahrens, da mit ihnen die prozentuale Aufspaltung des Ammoniakgases noch wesentlich verbessert werden kann. Es steht natürlich nichts im Wege, an Stelle von Ammoniak einer andere verwandte Stickstoff-Wasserstoff-Verbindung in der gleichen Weise zu behandeln und aus dieser ein. geeignetes Schutzgas zu gewinnen. So können z. B. die methylierten Derivate des Ammoniaks mit Vorteil dazu veT-wendet werden. Die Durchführung des neuen Verfahrens geschieht in, einfachster Weise, und zwar kann dabei das Ammoniak entweder aus einem geeigneten Behälter oder in der bekannten komprimierten bzw. flüssigen Form verwendet werden. Die Strömungsgeschwindigkeit des Ammo@niakgases ist den vorhandenen Verhältnissen anzupassen und im Behandlungsraum so einzustellen, daß eine optimale Ausbeute erreicht wird. Vor allem bietet es keine Schwierigkeiten, das Gas mehrmals der Ultraviolettbestrahlung, und zwar beispielsweise in einem Umlaufverfahren, auszusetzen, und zwar so lange, bis der erwünschte Grad der Spaltung erreicht ist, was durch einfache Mittel festgestellt werden kann. In gleich einfacher Weise gestaltet sich die Ausbildung der zur Durchführung des neuen Verfahrens erforderlichen Apparatur, bei der die bekannten Ultraviolettstrahlenerzeuger Verwendung finden können. In dieser Beziehung stehen eine große Anzahl von Ultraviolettlampen der verschiedensten Ausbildung in Form und Leistung bereits zur Verfügung. Bevorzugt verwendbar sind, wie bereits erwähnt, solche, deren Emission mindestens zum Teil in einem vergleichsweise niedrigen Wellenbereich liegen. Die Behandlungseinrichtung selbst wird zweckmäßig als ein Durch- oder Umlaufbehälter ausgebildet, in dem das Gas auf einer oder mehreren Seiten ein- und auf ein oder mehreren Seiten abströmt. Die Ultravicdettbestrahlungsquellen können innerhalb und außerhalb des Behandlungsraumes angeordnet sein; im letztgenannten Fall ist es vorteilhaft, sie von dem Behandlungsraum durch eine für Ultraviolettstrahlen durchlässige Abschirmung, z. B.. durch eine Quarzscheibe, zu trennen, wodurch sie eventuell schädlichen Einwirkungen. des Gases entzogen werden.. Die Gasführung im Innern des Behandlungsraumes kann geradlinig oder in Spiralen. erfolgen, oder es können auch besondere Vorrichtungen zur Durchwirbelung des Gases vorhanden sein. Das Gas kann unter normaler Temperatur oder auch bei erhöhter Temperatur der Einwirkung der Ultraviolettbestrahlung unterworfen werden bzw. die Führung des Gases kann so ausgebildet sein, daß seine Erwärmung durch die Strahlungsquellen erfolgt. Außerdem steht nichts im Wege, das Gas während der Bestrahlung durch oder über eine Katalysatorschicht streichen zu lassen. Die Einrichtung kann auch z. B,. als Mantelgerät ausgebildet sein, also mit einem äußeren und inneren Hohlraum, bei dem, z. B. in dem, inneren, die Strahlungsquelle angeordnet ist und die Begrenzung des inneren etwa rohrförmigen Teiles der Einrichtung aus einem für Ultra,violettstrahlen durchlässigen Stoff besteht. Das zu spaltende Ammoniakga.s durchströmt den Mantelraum und kann. vor oder nach der Bestrahlung auch durch den, inneren Raum geführt werden, wobei es nicht nur einer besonders intensiven Einwirkung der Ultraviolettstrahlen ausgesetzt wird, sondern auch noch gegebenenfalls eine Kühlfunktion. in be@zug auf die Strahlungsquellen ausüben scann.
• Der Gegenstand der Erfindung ist nicht an die vorgenannten Anwendungsbeispiele gebunden, sondern eignet sich noch, wie bereits erwähnt, für alle industriellen Zwecke, bei denen es sich vor allem darum handelt, ein. Gut erhöhten Temperaturen auszusetzen, und zwar unter Ausschluß eines oxydierenden Einflusses. Eine besonders vorteilhafte Anwendung findet das neuer Verfahren, bei der Nitrierung von Metallen, bei der man: bisher das Ammoniak im Nitrierraum thermisch bzw. durch Glimmentladungen zerlegte. Auch hier ist es möglich, durch die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung ein sehr aktives und für die Nitrierung besonders geeignetes Stickstoffgas infolge,der Einwirkung der Ultraviolettstrahlen auf das Ammoniakgas zu Erhalten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Schutzgas oder von Nitriergas aus Ammoniak und/oder anderen spaltbaren Stickstoff-Wasserstoff-Verbindungen durch deren Aufspaltung in Wasserstoff und Stickstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspaltung des Gases durch die Einwirkung von ultravioletten Strahlen., insbesondere von solchen mit kleinen Wellenlängen, herbeigeführt wird. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Gas mehrmals den Ultravio@lettstrahlen ausgesetzt wird. 3. Verfahren nach den Ansprüchen i und a-, dadurch gekennzeichnet, daß das aufzuspaltende Gas unter erhöhter Temperatur bestrahlt wird. q.. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des Gases durch die Ultraviolettstrahlungsquellen erfolgt. 5. Verfahren nach den Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß das Gas während der Bestrahlung mit einem Katalysator in Verbindung gebracht wird. 6. Verfahren. zur Herstellung von Nitriergas nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch geleenn: zeichnet, daß die Zerlegung des Ammoniakgases im N itrierraum selbst stattfindet. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsgerät als Durch- bzw. Umlaufbehälter ausgebildet ist, wobei die Strahlungsquellen innerhalb oder außerhalb des Behandlungsraumes angeordnet sind. B. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb, des Beha,ndlungsraumes angeordneten Strahlungsquellen von diesem durch eine für Ultraviolettstrahlen gut durchlässige Scheidewand getrennt sind. g. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Behandlungsraumes Vorrichtungen zur Durchwirbelung des Gases angeordnet sind. io. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis g, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern. des Behandlungsraumes ein Katalysator vorhanden ist, mit dem das aufzuspaltende Gas während der Einwirkung der Ultraviolettstrahlen in Berührung steht.