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Verfahren zur Durchführung endothermer Reaktionen zwischen festen
und gasförmigen Stoffen
Die Erfindung bezieht sich auf die Durchführung endothermer
Reaktionen zwischen festen Stoffen einerseits und gasförmigen Stoffen andererseits
unter Bildung von Reaktionsprodukten, die unter normalen Bedingungen (Druck, Temperatur)
fest oder flüssig, d. h. also nicht gasförmig sind.
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Die Bezeichnung gasförmige Reaktionsstoffe soll hier sowohl echte
Gase als auch Dämpfe einschließen.
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Eine bekannte Methode zur Durchführung endothermer Reaktionen zwischen
festen und gasförmigen Reaktionsteilnehmern besteht darin, daß man den festen Reaktionsteilnehmer
während der Reaktion in einem Drehrohrofen oder in einer Einrichtung, die mit mechanischen
Mitteln zum Umwälzen des festen Reaktionsteilnehmers ausgestattet ist, anordnet.
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Als Beispiel sei hier genannt die Reduktion von Eisenoxyden mit Wasserstoff
oder Kohlenoxyd im Drehrohrofen zwecks Erzeugung von Eisenschwamm od. dgl.
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Nachteilig ist jedoch hier, daß die mit dem gasförmigen Reaktionsmittel
in Berührung kommende Oberfläche des festen Reaktionsteilnehmers nur relativ klein
ist und sich im wesentlichen auf die jeweils oberste Lage der in der Reaktionseinrichtung
befindlichen Füllung von festen Stoffen beschränkt.
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Es ist ferner bekannt, endotherme Reaktionen zwischen Feststoffen
und Gasen oder Dämpfen in der Weise durchzuführen, daß man die Feststoffe in kleinkörniger
Form in einem stationären Bett anhäuft und dann in das Feststoffbett durch den gas-
oder dampf-
förmigen Reaktionsteilnehmer von unten mit einer solchen
Geschwindigkeit einleitet, daß das ganze Feststoffbett in eine Art kochende Bewegung
gerät. Durch gleichzeitig ablaufende exotherme Prozesse, z. B. Verbrennungen, wird
dafür gesorgt, daß die für die endotherme Reaktion benötigte Wärme zur Verfügung
steht.
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Diese Arbeitsweise ist beispielsweise für die Herstellung von Aluminiumchlorid
aus Aluminiumoxyd, Kohlenstoff und Chlor vorgeschlagen worden. Bei Feststoffen mit
verhältnismäßig großem spezifischem Gewicht ist diese Arbeitsweise jedoch nur beschränkt
anwendbar, weil die gleichmäßige Reaktion im ganzen Feststoffbett schwer zu verwirklichen
ist und verhältnismäßig hohe Gasgeschwindigkeiten angewendet werden müssen, die
zu einer starken Staubaustragung führen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich von den bekannten
Verfahren dadurch, daß eine stationäre oder quasistationäre Feststoffanhäufung vermieden
wird, d. h., daß die Reaktionen in der Schwebe und im Gleichstrom von Feststoff
und gasförmigen Reaktionsteilnehmern ablaufen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß in dem auf erhöhter
Temperatur befindlichen Reaktionsraum eine zentrale Zone höchster Temperatur aus
in einheitlicher Richtung strömenden gasförmigen Medien aufrechterhalten und der
feste Reaktionsteilnehmer mittels eines Stromes des als Träger wirkenden gasförmigen
Reaktionsteilnehmers in den die Zone höchster Temperatur umgebenden Teil des Reaktionsraumes
so eingeblasen wird, daß wenigstens eine Richtungskomponente des gasförmigen Trägers
mit der Strömungsrichtung in der zentralen Zone übereinstimmt.
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Man kann dabei in die Wandzone des Reaktionsraumes, d. h. den Teil
nahe der Reaktionsraumwand, ein vorzugsweise vorerhitztes gas- oder dampfförmiges
Medium einleiten, welches um die Zone, in welcher sich das Gemisch von festen und
gasförmigen Reaktionsteilnehmern befindet, einen möglichst geschlossenen Mantel
bildet.
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Die im vorstehenden erwähnte mittlere Zone höchster Temperatur kann
erfindungsgemäß mit Vorteil dadurch gebildet werden, daß man in der Mitte des Reaktionsraumes
oder generell dort, wo eine Zone höchster Temperatur gebildet werden soll, einen
Brennstoff mit Sauerstoff in exothermer Reaktion umsetzt. Als Brennstoff kann man
Kohlenstoff verwenden.
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Indessen ist es für zahlreiche Reaktionen vorteilhafter, den Kohlenstoff
in gebundenem Zustand, beispielsweise in Form von Kohlenwasserstoffen, insbesondere
gas- oder dampfförmigen Kohlenwasserstoffen, vorzusehen.
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Unter Sauerstoff wird in dieser Beschreibung und den Ansprüchen,
außer dort, wo etwas anderes ausdrücklich gesagt ist, sowohl reiner Sauerstoff als
auch Luft mit normalem oder erhöhtem Sauerstoffgehalt verstanden.
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Ein wesentliches Anwendungsgebiet, auf das sich die Erfindung besonders
erstreckt, ist die Erzeugung von Cyaniden durch Umsetzen von Oxyden bzw.
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Carbonaten mit Stickstoff in reduzierenderAtmosphäre.
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Um auf diesem Wege Cyanide herzustellen, wendet die Erfindung im
Prinzip folgende Arbeitsweise an: Das Carbonat, beispielsweise Natrium-Carbonat,
wird fein verteilt mittels eines Stromes eines Kohlenwasserstoffgases, z. B. Koksofen-
oder Leuchtgas, in den auf erhöhter Temperatur befindlichen und entsprechend gegen
Wärmeverluste isolierten Reaktionsraum derart eingeblasen, daß die Gas-Carbonat-Suspension
eine mittlere Zone, in welcher Wärme erzeugt wird, umgibt und sich mit dem dort
anwesenden Stickstoff vermischt, worauf das Gemisch aus dem Reaktionsraum abgezogen
und zwecks Abscheidung des entstandenen Cyanids gekühlt wird. In der Mitte des Reaktionsraumes
wird dabei vorzugsweise vorerhitzte Luft mit einem geeigneten Brennstoff (Kohlenwasserstoffgas
und/oder elementarer Kohlenstoff in feiner Verteilung) umgesetzt, während in die
Wandzone des Reaktionsraumes ein geeignetes Gas, etwa Restgas, das von Cyaniden
befreit worden ist, in vorzugsweise vorerhitztem Zustand eingeleitet wird. Unter
Umständen kann es vorteilhaft sein, mit dem Carbonat zusammen einen geeigneten Katalysator
in den Reaktionsraum einzublasen. Gegebenenfalls kann schließlich mit dem Carbonat
noch elementarer Kohlenstoff in den Reaktionsraum eingeführt werden.
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In der Zeichnung ist in Abb. I schematisch die Durchführung einer
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, während Abb. 2 und
3 eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Abb. I teils im Schnitt
und teils in Ansicht darstellt.
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Die Arbeitsweise des Verfahrens nach Abb. I sei beschrieben in bezug
auf die im vorstehenden erwähnte Erzeugung von Cyaniden.
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In Abb. I ist mit I der Reaktionsraum bezeichnet, der beispielsweise
von feuerfestem Mauerwerk 2 gebildet wird. Der Reaktionsraum I erweitert sich von
dem mit 3 bezeichneten Eintritts ende der Reaktionsteilnehmer an und ist am Ende
nach unten abgebogen, so daß eine Auslaßöffnung 4 für die Reaktionsteilnehmer und
die Rückstände der Reaktion gebildet wird.
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In die Mitte des Reaktionsraumes I wird durch die Rohrleitung 5 ein
Strom von heißer Luft, die in dem Lufterhitzer 6 bereitet wurde, eingeblasen.
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Rund um den Luftstrom 5 wird durch eine Reihe von etwa ringförmig
angeordneten Düsen durch die Rohrleitungen 7 eine Suspension von feinverteilter
Soda und Koksofen- bzw. Leuchtgas eingeblasen. Die feinverteilte Soda kommt aus
dem Vorratsbehälter 8 und wird durch die Transportschnecke g einer VerblaseeinrichtungIo
zugeführt, an welche die Zuleitun in für Koksofengas angeschlossen ist. In der Verblasevorrichtung
Io wird eine möglichst homogene Suspension von Soda und Koksofengas gebildet, die
mit der erforderlichen Geschwindigkeit der Rohrleitungen 7 und den sich daran anschließenden
Düsen in den Reaktionsraum 1 gelangt. Durch eine weitere Reihe von Eintrittsdüsen
wird nun in die Randzone des Reaktionsraumes ein oder mehrere Ströme von vorerhitztem
Restgas aus dem Vorerhitzer I2 durch die Rohrieitung 13 derart eingeblasen, daß
der Rest-
gasstrom, wie durch Linien 14 angedeutet, schraubenlinienartig
sich durch den Reaktionsraum vorwärts bewegt und dabei die Mittelzone, in welche
Soda, Koksofengas und Luft eingeblasen wird, umgibt.
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Die Reaktion geht so vor sich, daß sich zunächst der Sauerstoff der
durch 5 eintretenden Luft mit einem Teil des Koksofengases in exothermer Reaktion
umsetzt.
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Hierdurch wird eine sehr hohe Temperatur in der Mitte des Reaktionsraumes
erzeugt, was zur Folge hat, daß die die zentrale Zone umgebenden Gasmassen entsprechend
aufgeheizt werden. Da das durch die Rohrleitung7 ausgeleitete Gas im wesentlichen
aus Kohlenwasserstoffen besteht, erfolgt hier bei genügend hoher Erhitzung eine
pyrogene Zersetzung der Kohlenwasserstoffe unter Abspaltung von elementarem Kohlenstoff.
Da der Kohlenstoff hier in statu nascendi vorliegt, setzt er sich mit großer Geschwindigkeit
mit dem auf erhöhte Temperatur gebrachten festen Reaktionsteilnehmer Soda bzw. dem
daraus etwa entstandenen Natrium-Oxyd um unter Anlagerung von Stickstoff, so daß
Natrium-Cyanid entsteht. Die entstandenen Reaktionsprodukte und die nicht umgesetzten
Gase werden schließlich durch die Öffnung 4 abgeleitet.
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An die Abzugsöffnung 4 schließen sich geeignete Einrichtungen an,
die im nachfolgenden noch näher erläutert werden, um die entstandenen Cyanide aus
den Gasen abzuscheiden. Das dann übrigbleibende Gas wird hier als Restgas bezeichnet
und dient dazu, dem Vorerhitzer I2 zugeleitet zu werden, von dem aus es in vorerhitztem
Zustand in den Reaktionsraum I in der beschriebenen Weise eingeführt wird.
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Die Reaktion bei dem beschriebenen Prozeß mag im Raum I etwa nach
folgender Gleichung verlaufen: Na2Co3+ N2 = 2 Na Na CN + 3 Co Bei dieser Reaktion
ist es vorteilhaft, die Bildung von Wasser weitgehend zu vermeiden, um einer Verseifung
der entstandenen Cyanide entgegenzuwirken.
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Aus diesem Grunde ist es von Vorteil, den Wasserdampfgehalt der in
den Reaktionsraum einströmenden gasförmigen Bestandteile möglichst niedrig zu halten,
so daß der Endgehalt derReaktionsprodukte anWasserdampf in keinem Fall so hoch ist,
daß bei der nachfolgenden Abkühlung Wasser kondensieren kann.
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Man kann gegebenenfalls der durch die Einrichtung g dem Mischer 10
zugeführten Soda eine gewisse Menge elementaren Kohlenstoff in feiner Verteilung
zufügen.
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Auch kann es nützlich sein, gegebenenfalls mit der vorerhitzten Luft
durch die Rohrleitung 5 eine gewisse Menge feinverteilten elementaren Kohlenstoffes
in den Reaktionsraum einzublasen. Im letzteren Fall wird in der mittleren Zone des
Reaktionsraumes eine Verbrennung von Kohlenstoff stattfinden, wodurch in dieser
Zone die gewünschte hohe Temperatur leicht erreicht werden kann.
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Der feste Reaktionsteilnehmer muß übrigens nach dem Verfahren nach
Abb. I in der Regel fein aufgemahlen werden. Von besonderem Vorteil ist es, bei
dem Verfahren nach Abb. I denAnteil an Feinstkorn (Staub) möglichst hoch zu halten.
Durch die feine Aufteilung des Feststoffes wird einerseits gesichert, daß sich der
Feststoff nicht aus den Gasmassen abscheidet, bevor die Reaktion beendet ist, und
andererseits ergibt sich eine sehr große Oberfläche des festen Reaktionsstoffes,
wodurch dessen Umsetzung mit dem gasförmigen Reaktionsteilnehmer bekanntlich sehr
stark beschleunigt wird, so daß die Reaktion fast momentan bei einmaligem Durchgang
durch den Reaktionsraum 1 vollständig ablaufen kann.
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Die in Abb. 2 und 3 dargestellte Einrichtung ist in erster Linie
zur Erzeugung von Cyaniden bestimmt.
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Sie umfaßt einen Reaktionsraum 30, der von feuerfestem und die Wärme
schlecht leitendem Mauerwerk 31 gebildet wird. Der Reaktionsraum 30 verjüngt sich
zu dem einen Ende, an dem die Reaktionsteilnehmer eintreten, und geht am entgegengesetzten
Ende in einen senkrechten Abzugskanal 32 über. An dem engeren Ende des Reaktionsraumes
30 mündet zentral und gleichachsig in den Raum 30, der etwa die Form eines abgestumpften
Kegels hat, eine Düse 33, die von einem feuerfesten Rohr 34 gebildet wird. Das Düsenrohr
34 steht durch die Leitung 35 unter Zwischenschaltung der Absperrventile 36, 37
mit Regeneratoren 38, 39 in Verbindung. Diese Regeneratoren dienen zum Vorerhitzen
von Luft, welche von der Speiseleitung 40 geliefert wird und zu den Regeneratoren
durch die Leitung 41 strömt, deren Eintritt in die Regeneratoren von den Ventilen
42, 43 beherrscht wird. Um die Regeneratoren 38, 39 aufzuheizen, wird in dem oberen
freien Raum Brenngas (Restgas) mit Luft verbrannt, welches aus der Speiseleitung
44 zugeführt wird, mit der die Regeneratoren durch die Leitung 45 verbunden sind,
während die Verbrennungsluft durch die Leitungen46 zuströmt.
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Die Brenngasleitungen werden von den Ventilen 47, 48 und die Verbrennungsluftleitungen
durch die Ventile 49, 50 beherrscht. Am unteren Ende sind die Regeneratoren mit
dem Fuchs 51 durch die Leitung 52 verbunden, die von den Ventilen 53, 54 beherrscht
wird.
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Um beispielsweise den Regenerator 38 aufzuheizen, wird das Ventil
53 geöffnet und dann die Ventile 47 und 49. Die im Kopfraum des Regenerators 38
entstehenden heißen Gase ziehen dann durch den feuerfesten Besatz des Regenerators
38 abwärts und geben ihre Wärme an denselben ab. Sobald die Temperatur des Regenerators
auf die gewünschte Höhe gebracht ist, werden die Ventile 47, 49 und 53 geschlossen
und das Luftventil 42 geöffnet sowie das Ventil 36. Alsdann kann die Luft von unten
in den Regenerator 38 einströmen und durch die Rohrleitung 35 zur Düse 33 gelangen.
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Während der Regenerator 38 dazu benutzt wird, um Luft zu erhitzen,
wird der Regenerator 39 aufgeheizt unter entsprechender Betätigung der Ventile 37,
50, 48, 43, 54, so daß dann, wenn der Regenerator 38 seine Wärme abgegeben hat,
der Regenerator 39 zur Erhitzung der Reaktionsluft zur Verfügung steht.
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Während der Periode, in welcher der Regenerator 39 zur Erhitzung der
Luft dient, wird der Regenerator 38 aufgeheizt.
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Das Düsenrohr 34 ist von einem ringförmigen Kanal 56 umgeben, der
in den Reaktionsraum 30 in Form einer Ringdüse 55 mündet. Dieser Ringkanal 56 steht
durch die Rohrleitung 57 mit einer Misch- und
Verblaseeinrichtung
58 in Verbindung, in welche durch die Rohrleitung 59 und die Zweigleitungen 60 Leuchtgas
aus der Speiseleitung 6I unter geeignetem Druck eingeleitet wird. Ferner ist an
die Mischeinrichtung 58 das Ende einer Transportschnecke 62 angeschlossen, welche
aus dem Vorratsbunker 63 feinverteilte Soda in regelbarer Menge der Mischeinrichtung
58 zuführt.
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Am Ende der Transportschnecke 62 ist ein wirbelförmiger Körper 64
angeordnet, der innerhalb der Mischeinrichtung 58 rotiert und einen Ringschlitz
65 begrenzt, durch den der feinverteilte Feststoff, welcher von der Schnecke 62
transportiert wird, herausquillt.
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Beim Heraustreten aus dem Ringschlitz 65 wird der feinverteilte Feststoff
von dem unter erhöhtem Druck stehenden Strom des Leuchtgases erfaßt, der durch die
Rohrleitung 60 in einen den Schlitz 65 umgebenden Ringkanal 66 gelangt, der sich
in die Mischeinrichtung öffnet. Durch diese Einrichtung wird eine innige Vermischung
des feinverteilten Feststoffes mit Leuchtgas unter Bildung einer praktisch homogenen
Suspension herbeigeführt. Das entstehende Gemisch gelangt durch die Rohrleitung
57 mit solcher Geschwindigkeit, daß eine Entmischung nicht stattfinden kann, in
den Ringkanal56 und durch die Düse 55 schließlich in den Reaktionsraum 30.
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Wie ersichtlich, umgibt also im Reaktionsraum 30 ein ringförmiger
Strom von Leuchtgas, in dem feinverteilte Soda suspensiert ist, eine mittlere Zone,
die von dem durch die Düse 33 eintretenden Strahl vorerhitzter Luft gebildet wird.
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In den Reaktionsraum 30 münden nun zwischen der Düse 33 und der Ringdüse
55 noch mehrere Einzeldüsen 67, welche durch die Verteilerleitung 68 und die Leitung
69 mit der Speiseleitung 6I für Leuchtgas in Verbindung stehen unter Zwischenschaltung
eines Regel- und Absperrventiles 70.
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Durch diese Anordnung ist es möglich, in die mittlere Zone des Reaktionsraumes
ein Brenngas einzuleiten, welches sich dort mit der vorerhitzten Luft in exothermer
Reaktion umsetzt, so daß in der Mitte des Reaktionsraumes eine Zone erhöhter Temperatur
gebildet wird. Die Temperatur in dieser mittleren Zone wird durch geeignete Einstellung
des Ventils 70 und der Temperatur der durch die Düse 33 eintretenden Luft so geregelt,
daß die zugeführte Wärme ausreicht, um durch Strahlung und Konvektion die durch
die Ringdüse 55 eintretende Suspension von Leuchtgas und feinverteilter Soda auf
die notwendige Reaktionstemperatur zu erhitzen und eine Spaltung der in den Reaktionsraum
eintretenden Kohlenwasserstoffe unter Bildung von elementarem Kohlenstoff zu sichern.
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Anstatt durch die Düsen 67 einen gasförmigen Brennstoff einzuleiten,
kann man unter Umständen auch hier einen feinverteilten flüssigen Brennstoff, etwa
Heizöl, anwenden.
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Der Ringkanals6 ist nun von einem schraubenlinienförmigen Kanal 7I
umgeben, der vorteilhaft in Form mehrerer schräggestellter Düsen 72 in den Reaktionsraum
30 mündet. Dieser Kanal 71 steht durch den Zuführkanal 172 und die Rohrleitung73
unter Zwischenschaltung von Absperrschiebern 74, 75 mit den Regeneratoren 76, 77
in Verbindung, die dazu dienen, Restgas auf eine hohe Temperatur zu erhitzen.
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Zu diesem Zweck sind die Regeneratoren 76, 77 durch die Rohrleitung
78 unter Zwischenschaltung der Absperrventile79, 80 mit der Speiseleitung 44 für
gekühltes Restgas verbunden.
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Im oberen Teil der Regeneratoren 76, 77 sind ferner, ähnlich wie
bei den Regeneratoren 38, 39, Mittel zum Aufheizen des Regeneratorbesatzes vorgesehen.
Diese Mittel bestehen aus Brennern 8I, 82, denen Brenngas aus der Leitung 44 und
Luft zugeführt wird. Die Regeneratoren 76, 77 sind andererseits an den Rauchgaskanal
83 angeschlossen. Wenn der Regenerator 76 aufgeheizt ist, kann durch ihn nach Öffnen
des Ventils 8c Restgas hindurchgeleitet werden, das durch das geöffnete Ventil 74
in die Leitung 73 und von dort in den Kanal 72 gelangt. Durch die Bewegung, die
dem Gasstromkanal 72 beim Austritt aus dessen Mündung in den Reaktionsraum erteilt
wird, ergibt sich eine etwa schraubenlinienförmige Gasbewegung längs der Oberfläche
des Reaktionsraumes unter Bildung eines im wesentlichen geschlossenen Gasmantels,
der die mittlere Zone, in welcher die Reaktion vor sich geht, umhüllt.
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Diese schraubenlinienförmige Gasbewegung ist in Abb. I durch die Linie
14 angedeutet. Sobald der Regenerator 76 abgekühlt ist, wird umgeschaltet und der
Regenerator 77 zum Erhitzen von Restgas benutzt.
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Die Medien, die bei der Reaktion im Raum 30 entstehen, ziehen, wie
bereits erwähnt, durch dieLeitung32 ab. Am Anfang des Abzugskanals 32 ist noch eine
Düse 84 vorgesehen, welche von dem Ventil 8 beherrscht wird und durch die Leitung
86 mit der Speiseleitung 44 für gekühltes Restgas verbunden ist.
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Durch diese Anordnung ist es möglich, den heißen Medien im Kanal 32
eine geregelte Menge kaltes Restgas zuzumischen und dadurch die Temperatur der Reaktionsmedien
plötzlich zu senken. Durch diese Temperatursenkung fällt eine gewisse Menge an Reaktionsprodukten
aus, die sich am Boden des Kanals in einer senkrechten Erweiterung ansammeln und
durch die Einrichtung 87 abgezogen werden können.
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Die übrigen Reaktionsmedien ziehen durch die Öffnung88 seitlich ab,
steigen in einem neben dem Kanal 32 liegenden Kanal hoch und treten von dort durch
die Verbindung 89 in einen Kühlraum go ein, dessen Wände in Form eines Doppelmantels
ausgebildet und mit Wasser - wie bei 91 angedeutet - gekühlt sind. Das Kühlwasser
fließt dem Doppelmantel bei 92 zu und wird bei 93 abgeleitet.
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In dem Raum go werden die Reaktionsmedien vorteilhaft der Wirkung
von Ultraschallwellen ausgesetzt, die in der Einrichtung 94 erzeugt werden. Hierdurch
ist es möglich, die feinverteilten Feststoffe in den Reaktionsmedien zu veranlassen,
sich mehr oder weniger zu agglomerisieren. Die Reaktionsmedien gehen dann durch
den Raum 90 abwärts. Die in ihnen enthaltenen festen Bestandteile scheiden sich
teilweise in dem Bodenteil 95 ab, von wo sie durch die Einrichtung 96 abgezogen
werden können.
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Aus dem Kühler 90 treten die Reaktionsmedien schließlich vorgekühlt
durch die Leitung 97 aus, die zu dem Staubabscheider 98 (Zyklon) führt, an den sich
ein zweiter Zyklon anschließt. In diesen beiden Staubabscheidern 98, 99 wird der
Rest der gewinn-
baren Feststoffe abgeschieden, die dann durch die
Einrichtung IOO abgezogen werden.
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Das Restgas strömt schließlich durch die Leitung IOI zu einem Endkühler
I02, in dem es auf Normaltemperatur abgekühlt wird, und kann schließlich durch die
Rohrleitung 103 abgezogen werden, die in geeigneter Weise z. B. mit der Speiseleitung
44 für kaltes Restgas in Verbindung gebracht wird.
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Im vorstehenden sind als Beispiele für den Brennstoff, der bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren angewendet wird, feste Brennstoffe (Kohlen od. dgl.)
und gasförmige Brennstoffe (Brenngas) erwähnt. Es ist aber auch möglich, bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren einen Brennstoff anzuwenden, der unter normalen Bedingungen
flüssig ist, wie beispielsweise Heizöl. Wendet man einen solchen flüssigen Brennstoff
an, dann müßte derselbe vorteilhaft mittels einer Sprühdüse od. dgl. bei Eintritt
in den Reaktionsraum fein verteilt oder vernebelt, ähnlich wie etwa das Heizöl von
sogenannten Ölbrennern, behandelt werden.
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Wenn die Natur der Reaktion, die ausgeführt wird, verlangt, daß Kohlenstoff
mit einer anderen Substanz in Reaktion tritt, wie etwa bei der erwähnten Bildung
von Cyaniden, ist es von Vorteil, daß der Kohlenstoff in einer besonders reaktionsfähigen
Zustandsform, vielfach genannt »in statu nascendi«, angewandt wird.
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Dieser besonders reaktionsfähige Zustand liegt vor, wenn man Kohlenwasserstoffe
zersetzt, und als Beispiel für eine solche Zersetzung ist die von Kohlenwasserstoffgasen
oder Gasen, die Kohlenwasserstoff enthalten, angegeben worden. Es ist jedoch auch
möglich, hochreaktionsfähigen Kohlenstoff in dem angegebenen Sinne durch Zerlegen
von flüssigen Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Heizöl, zu erzeugen. Allerdings
wird es dann in der Regel darauf ankommen, dem Kohlenwasserstofföl in feinverteiltem
bzw. versprühtem Zustande schnell große Wärmemengen zuzuführen, die eine momentane
Verdampfung und Zerlegung des Kohlenwasserstofföls bewirken.
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Vorteilhaft kann man beispielsweise hierzu eine partielle Verbrennung
des Kohlenwasserstoffes mit Sauerstoff oder Luft von erhöhtem Sauerstoffgahalt vorsehen.
Es hat sich gezeigt, daß eine derartige partielle Verbrennung große Mengen hochreaktionsfähigen
Kohlenstoff auf verhältnismäßig kleinem Raum, d. h. in hoher Konzentration, entwickeln
kann. Durch die erreichte hohe Konzentration des einen Reaktionsteilnehmers läßt
sich unter Umständen eine wirksame Verbesserung der gewünschten Umsetzung erreichen.
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PATENTANSPROCHE: I. Verfahren zur Durchführung endothermer Reaktionen
zwischen festen und gasförmigen Stoffen, bei denen die Reaktionsprodukte unter normalen
Druck- und Temperaturbedingungen fest oder flüssig sind und wobei der feste Reaktionsteilnehmer
während der Reaktion durch den gasförmigen Reaktionsteilnehmer in der Schwebe gehalten
wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem auf erhöhter Temperatur befindlichen Reaktionsraum
eine zentrale Zone höchster Temperatur aus in einheitlicher Richtung strömenden
gasförmigen Medien aufrechterhalten und der feste Reaktionsteilnehmer mittels eines
Stromes des als Träger wirkenden gasförmigen Reaktionsteilnehmers in den die Zone
höchster Temperatur umgebenden Teil des Reaktionsraumes so eingeblasen wird, daß
wenigstens eine Richtungskomponente des gasförmigen Trägers mit der Strömungsrichtung
in der zentralen Zone übereinstimmt.