Vorrichtung zum Vorwärmen von Ammoniak bei der Blausäuresynthese aus
Ammoniak und z. B. Kohlenoxyd Zur Gewinnung von Blausäure mit Ammoniak als dem einen
Ausgangsstoff und Kohlenoxyd als dem anderen Ausgangsstoff bedient man sich hintereinanderliegender
Kontaktschichten, z. B. aus Aluminiumoxyd, die nacheinander von den beiden Reaktionsgasen
durchströmt werden. Vor jeder Kontaktschicht ist eine Vorwärmkammer mit Wandungen
aus keramischem Material vorgesehen, in der die Reaktionsgase auf oder nahezu auf
Reaktionstemperatur aufgeheizt werden. Die Ausbeute an Blausäure ist, wie festgestellt
wurde, nicht allein eine Funktion der Art des angewendeten Kontaktes, sondern sehr
stark davon abhängig, inwieweit eine Zersetzung des zugeführten Ammoniaks stattfindet.
In diesen Vorwärmkammern findet nun bereits- eine sehr starke Zersetzung des Ammoniaks
statt, die das Maß der Ausbeute an Blausäure erheblich drückt. Um dem zu begegnen,
hat man bereits vorgeschlagen, das Ammoniak und das andere Reaktionsgas getrennt
zuzuführen, nur das Kohlenoxyd stark aufzuheizen und kurz vor dem Eintritt in die
Kontaktschicht das nur auf einen niedrigeren Grad äufgeheizt& Ammoniakgas mit
dem stark aufgeheizten Kohlenoxyd zu vermischen.
Selbstverständlich
hat man dafür Sorge getragen, die Heizflächen in der Weise auszubilden, daß bei
geringster Temperaturdifferenz der notwendige Wärmeaustausch stattfindet und die
Strömungsgeschwindigkeit an den aus keramischem Material bestehenden Heizflächen
so groß ist, daß die bei der betreffenden Temperatur vorliegende chemische Zersetzungsgeschwindigkeit
des sich am schnellsten zersietzenden Gases, nämlich des Ammoniaks, unterschritten
wird.. Die Wärmeübergangsflächen und Geschwindigkeiten der Gase wurden so bestimmt,
daß die Gaszersetzungen möglichst gering waren.Device for preheating ammonia in the hydrogen cyanide synthesis
Ammonia and z. B. Carbon Oxide To obtain hydrogen cyanide with ammonia as the one
The starting material and carbon oxide as the other starting material are used consecutively
Contact layers, e.g. B. of aluminum oxide, the successive of the two reaction gases
are flowed through. In front of each contact layer there is a preheating chamber with walls
Made of ceramic material provided in which the reaction gases on or almost on
Reaction temperature are heated. The yield of hydrogen cyanide is as determined
became, not solely a function of the type of contact used, but very much
strongly dependent on the extent to which decomposition of the supplied ammonia takes place.
In these preheating chambers there is already a very strong decomposition of the ammonia
instead, which significantly reduces the level of hydrogen cyanide yield. To face that
it has already been proposed to separate the ammonia and the other reaction gas
to supply, just heat up the carbon dioxide strongly and shortly before entering the
Contact layer that is only heated to a lower degree & ammonia gas with
to mix with the strongly heated carbon monoxide.
Of course
care has been taken to train the heating surfaces in such a way that at
lowest temperature difference the necessary heat exchange takes place and the
Flow velocity on the heating surfaces made of ceramic material
is so great that the rate of chemical decomposition present at the temperature in question
of the fastest decomposing gas, namely ammonia
is .. The heat transfer surfaces and velocities of the gases were determined in such a way that
that the gas decomposition was as low as possible.
Bei schwankender Beaufschlagung eines solchen Ofens nimmt jedoch,
da die Raumgröße .gegeben ist, die Verweilzeit des Gasgemisches in dem Ofen zu und,
da, die Zersetzungsgrenze hinsichtlich des Aufenthaltes von Ammoniak in hocherhitzten
Zonen zeitlich begrenzt ist, findet trotz Anwendung von einen guten Wärmeübergang
bedingendem keramischem Material ein weitgehender Verlust an Ammoniak statt.With fluctuating admission to such a furnace, however,
since the room size is given, the residence time of the gas mixture in the furnace and,
because, the decomposition limit with regard to the stay of ammonia in highly heated
Zones is limited in time, takes place despite the application of a good heat transfer
Due to the ceramic material, a substantial loss of ammonia takes place.
Nach der Erfindung gelingt es, eine solche Zersetzung bei schwankender
Belastung des Ofens auszuschließen oder jedenfalls weitgehendst herunterzudrücken,
wenn die Wände der den Kontaktschichten vorgelagerten Vorwärmkammern mit einem Belag
aus Kupfer oder dem Metall bzw. den Metallverbindungen versehen sind, aus dem das
Kontaktmaterial besteht.According to the invention, it is possible to achieve such a decomposition with fluctuating
To exclude loading of the furnace or at least to reduce it as much as possible,
if the walls of the preheating chambers upstream of the contact layers are covered with a covering
made of copper or the metal or metal compounds from which the
Contact material consists.
Der Kupferbelag wird in an sich bekannter Weise dadurch hergestellt,
daß man die Wandungen der Vorwärmkammern mit einer Kupfersalzlösung, z. B. Kupfernitratlösung,
imprägniert, die Salzlösung zersetzt und schließlich zu Kupfer reduziert. Soll der
Belag das Metall enthalten, das auch das Kontaktmaterial enthält, so wird ebenfalls
mit einer Lösung dieses Salzes imprägniert; durch Erhitzen entsteht sodann das entsprechende
Oxyd, z. B. Alumniumoxyd. Man kann in gleicher Weise die- der Vorwärmung des Ammoniaks
in einer Vorheizstufe dienenden Kammern entsprechend imprägnieren. Sofern der Belag
das Metall des Kontaktmaterials enthält, stellen schon die Vorwärmkammern einen
Kontaktraum dar und verlieren weitgehend ihren Charakter als zersetzende Materialien.The copper coating is produced in a manner known per se by
that the walls of the preheating chambers with a copper salt solution, for. B. copper nitrate solution,
impregnated, the salt solution decomposes and finally reduced to copper. Should he
The coating will contain the metal that also contains the contact material
impregnated with a solution of this salt; the corresponding is then produced by heating
Oxide, e.g. B. Alumina. You can preheat the ammonia in the same way
Impregnate the chambers used in a preheating stage accordingly. Unless the topping
contains the metal of the contact material, the preheating chambers are already one
Contact space and largely lose their character as decomposing materials.
Nunmehr ist es möglich, die Vorerhitzung des Ammoniaks in einem gesonderten
Vorwärmer bis fast auf die Reaktionstemperatur zu treiben, so daß eine stärkere
Überhitzung des Kohlenoxydanteils nicht mehr notwendig ist und auf diese Weise Zersetzungen
dieses Reaktionsstoffes vermieden werden können. Wegen der dadurch gegebenen Schonung
der Reaktionsgase ist es auch nicht mehr notwendig, das Ammoniak an verschiedenen
Stellen dem Ofen zuzuführen, sondern man kann das gesamte notwendige Ammoniakgas
nach entsprechender Vorheizung mit dem Kohlenoxyd mischen und durch den Ofen leiten.
Auf diese Weise findet zufolge der Konzentration an Ammoniak in der ersten Kontaktschicht
ein besonders starker Umsatz statt, und man kann durch Einregulierung der Temperatur
in der weiteren oder dritten Schicht die abfallende A.mmoniakkonzentration durch
Temperaturerhöhung ausgleichen.It is now possible to preheat the ammonia in a separate one
Drive the preheater almost to the reaction temperature, so that a stronger one
Overheating of the carbon monoxide is no longer necessary and in this way decomposition
this reaction substance can be avoided. Because of the protection it gives
of the reaction gases, it is also no longer necessary to separate the ammonia from various
Make the furnace feed, instead you can get all the necessary ammonia gas
after appropriate preheating, mix with the carbon dioxide and pass through the furnace.
In this way, according to the concentration of ammonia in the first contact layer
a particularly strong conversion takes place, and one can by regulating the temperature
the decreasing ammonia concentration in the further or third layer
Compensate for temperature increase.
Die Möglichkeit, das Ammoniakgas auf diese Weise mit einer definierten
Temperatur der Reaktion zuzuleiten, vereinfacht die Ausrüstung des Kontaktofens
wesentlich.The possibility of the ammonia gas in this way with a defined
Supplying the temperature to the reaction simplifies the equipment of the contact furnace
essential.