NO127402B - - Google Patents

Description

Apparat for fremstilling av cyanvannstoff.

Som. kjent kan. man fremstille cyanvannstoff ved å lede en blanding av ammoniakk, og et, kullvannstof f gjennom.en elektrisk lysbue. På. grunn av at for det. ene bare; en. liten del av utgangsmaterialet blir effektivt påvirket av synteseprosessen. og for. det, annet synteseproduktet blir i be-tydelig, grad. spaltet igjen på grunn av den høye temperatur i lysbuen,, blir imidlertid utbyttet middelmådig hva. angår mengden av cyanvannstoff som produseres pr. tids-enhet i apparatet.

Hvis man f. eks. går ut fra en blanding avpropan og ammoniakk og anvender 2400 volt i en lysbue mellom elektroder som- be-finner seg i 90 mm avstand fra hinannen vil' ved et forbruk av 10 kwt pr. kg produsert HGN produksjonen av cyanvannstoff ikke overstige- ca. 360 g/time.

Man- kan øke produksjonen pr. time ved', at, man samtidig øker mengden av gass som ledes gjennom lysbuen og lysbuens lengde-; hvilket følgelig' også krever at mat-ningsspenningen økes. Således kan man vedr å benytte- en lysbue som dannes mellom to elektroder hvis innbyrdes avstand er 21 cm og ved anvendelse av 4000 volt spenning oppnå at det dannes- 1500 g HCN pr. time, hvorunder forbruket av elektrisk energi pr. kg fremstillet HGN forblir omtrent, det samme som> i- det først nevnte tilfelle'. Man kan. øke. avstanden; mellom elektrodene ennå. mere, f. eks. til 30- cm, og matespenningen blir da 5000 volt, hvorved man. oppnår en produksjon av ca. 2 kg HGN- pr. time- ved: et, energiforbruk som lig-jger mellom 10 og 10,5 kwt pr. kilo produ-Jsert cyanvannstoff.

Selv om man ser at den pr. time pro-duserte mengde HCN er omtrent tilnærmet proporsjonal med avstanden mellom elektrodene kan man dog ikke uten ulempe øke denne avstand i det uendelige. En slik økning krever en tilsvarende økning av den. anvendte spenning, slik at det eksempelvis for å oppnå en produksjon av 8 kg HCN pr. time måtte anvendes en avstand av ca. 1 meter mellom elektrodene, og dette ville kreve at lysbuen ble dannet ved hjelp av flere ti tusen volts spenning, hvilket ikke er lett i industriell målestokk og medfører betydelige omkostninger med hensyn til isolasjon, sikkerhetsforanstaltninger osv.

Man kan også øke produksjonen pr. time ved at man i reaksj.onskammeret anvender to eller, flere sett lysbuer, som da hensiktsmessig koples i parallell. Men det opptrer da den ulempe at driften lett blir ustabil.

Den foreliggende oppfinnelse består i et elektrisk, arrangement som gjør at disse lysbuer kan mates, slik at det fåes stabile lysbuer til tross for. at disse er. koplet i parallell, og frem for alt til tross for, at impe-dansen av den elektriske strømkrets som inneholder lysbuene varierer under, igangsetningen av reaktordriften, idet lysbuene tennes, ved at elektrodene i hvert enkelt par. først, bringes i kontakt med hinannen og. deretter etterhvert fjernes fra hinannen.

I henhold til- oppfinnelsen er et apparat for fremstilling av cyanvannstoff, omfattende et reaksjonskammer, anordninger for tilføring til dette kommer av en gassblanding som reagerer under dannelse av cyanvannstoff når den passerer gjennom en lysbue, og minst to par elektroder i reaktoren, karakterisert ved at det i lysbuenes matekrets er innskutt minst en selvinduksjon som har varierbar metning og at det videre er anordnet like mange faste selvinduksjoner som det finnes par av elektroder i reaktoren, hvilke faste selvinduksjoner hver enkelt er koplet i serie med ett av elektrodeparene.

Den vedføyede tegnings fig. 1 viser det elektriske skjema for et anlegg i henhold til oppfinnelsen, hvor det anvendes en-fasestrøm og to elektrodepar. Fig. 2 og 3 viser horisontalsnitt (etter linjen II—II i fig. 3) resp. vertikalsnitt (etter linjen III—III i fig. 2) av en utfør-elsesform for en reaktor i henhold til oppfinnelsen. Fig. 4 viser skjematisk det elektriske anlegg for en innretning i henhold til oppfinnelsen som mates med trefasestrøm.

På fig. 1 betegner Ai og Bi klemmene for tilknytning til 'strømkilden, f. eks. et enfasenett på 380 volt. Med disse klemmer er det over en eller flere transduktorer S (varierbar selvinduksjon) forbundet pri-mærviklingen av en spenningshevende transformator T, i hvis sekundærkrets elektrodene Ei—E4 er anbrakt.

Som det fremgår av denne figur er hvert elektrodepar forbundet med transformatorens sekundærvikling over en fast selvinduksjon Li eller L2.

Transduktoren S, hvis rolle som nevnt er å tilpasse den varierende impedans av utladningen mellom utladningens begyn-nelse og det øyeblikk da normal drift er oppnådd, gjør det således mulig å arbeide med en konstant matningsspenning for start av lysbuen og den videre utladning. Transduktoren S anvendes bare under igangsetningen, og tilpasningen av impe-dansen under normal drift skjer ved hjelp av de faste selvinduks joner Li og L2, mens transduktoren S ikke spiller noen rolle under selve driften, hvorved forbruket av elektrisk energi nedsettes.

I hvert elektrodepar er minst den ene elektrode forskyvbar i forhold til den annen. For å sette apparatet i gang nærmer man den ene elektrode til den annen slik at lysbuen tennes, hvoretter elektrodene fjernes fra hinannen til den ønskede avstand, som ikke i noen tilfelle bør være større enn avstanden mellom to etter hinannen følgende elektrodepar. For at anleg-get skal arbeide stabilt er det nødvendig at selvinduksj onene Li og L2 har identiske karakteristikker.

I fig. 1 er det bare antydet 2 elektrodepar, men det er klart at det kan anvendes et større antall elektrodepar i parallell i en og samme reaktor, hvorved produksjonen pr. time kan økes proporsjonalt med an-tallet av elektrodepar, uten at matespenningen forandres. For hver elektrodepar er det i serie anordnet en selvinduksjon L for til-pasning til normal drift.

I fig. 1 er transduktorer vist anbrakt i transformatorens primærkrets, men den

kan også plaseres i transformatorens sekundærkrets, idet transduktorene alt etter sin karakteristikk kan arbeide like godt ved lav spenning som ved høy spenning.

Den i fig. 2 og 3 skjematisk viste reaktor har et dobbeltvegget hus 10 i hvis dob-bel tvegg det kan sirkulere et kjølefluidum.

Elektroden 11 og 12 er fortrinnsvis anbrakt på skrå i forhold til hinannen for å unngå ustabil utladning. Elektroden 12 står fast og elektroden 11 er bevegelig. Det annet elektrodepar lia—12a er montert på samme måte, og de to elektroder 11 og lia er fast forbundet med ett og samme bevege-lige organ 11b, som kan styres av en servo-mekanisme. Gassene som skal passere gjennom den elektriske utladning innføres i reaktoren gjennom en ledning 15 som mun-ner ut under en deflektor 16 i et hus 17, hvis topp 18 har to rektangulære åpninger 18 og 19, anordnet under hvert par av de to elektrodepar.

I større anlegg kan man anvende tre-fasestrøm og la hver fase mate en reaktor som inneholder flere lysbuer i parallell. Fig.

4 viser som eksempel et slikt anlegg. De tre

reaktorer er betegnet med 20, 21, 22. I hver av dem er det anbrakt fire elektrodepar Ci c'i fi f'i gi g'i. Matingen

skjer over en trefasetransformator Ti. Transduktorene Si, S2, Ss er koplet i serie med sekundærviklingene som mater hvert av elektrodeparene over en fast selvinduksjon L.

Nedenfor angis det noen eksempler på oppfinnelsen, hvor det anvendes et apparat i henhold til fig. 2 og 3, som mates med enfasestrøm.

Eksempel 1: Transformatoren kan levere en spenning på 6000 volt. Gassen kommer inn i

reaktoren med et absolutt trykk av 67 mm

kvikksølv og i en mengde av 6000 l/time

ammoniakk og 2000 l/time propan, beregnet

for 0° C og 760 mm trykk. Selvinduksj onen Li og La er hver på 0,54 henry. Transfor-

matorens primærside mates med 320 volt og 500 ampere, dvs. 40 kw, og sekundær-siden gir 5000 volt. Avstanden mellom elektrodene er ca. 30 cm; åpningene 19 og 20 er 30 cm lange og 8 cm brede. Hver lysbue mates med en spenning på 3300 volt og en strømstyrke på 15 ampere. De to lysbuer forbruker sammen 34 kw. Med et slikt anlegg produseres det pr. time 3,9 kg HCN, med et energiforbruk tatt fra nettet på 10,8 kwt pr. kg produsert HCN. Pr. kg HCN går det med 1,02 kg propan og 1,13 kg ammoniakk, uansett den ammoniakk som kan gjenvinnes fra de utgående gasser.

Eksempel 2: Det anvendes et apparat av samme type, men reaktoren har tre elektrodepar med innbyrdes avstand 30 cm. Gassene til-føres reaktoren med et absolutt trykk på 65 mm kvikksølv fra de tre tilførselsrør, et under hvert elektrodepar. Det tilføres pr. time 9000 liter ammoniakk og 3000 liter propan, målt ved 0° C og 760 mm Hg-trykk. Transformatorens primærspenning er 315 volt, strømstyrken 730 ampere, energifor-bruket 60 kw. Transformatorens sekundærspenning er 5000 volt. Hver av de tre lysbuer mates med 3350 volt og samlet 43 ampere, slik at de sammen forbruker 50 kw. Pr. time produseres det 5,95 kg HCN med et energiforbruk av 10,9 kwt pr. kg. Det for-brukes 1 kg propan og 1,12 kg ammoniakk pr. kg produsert HCN.

Eksempel 3: Det arbeides som i de foranstående eksempler, men reaktoren har 4 elektrodepar med innbyrdes avstand 30 cm, og avstanden mellom elektrodene i hvert par er under normal drift 30 cm. Gassene tilføres med et absolutt trykk av 63 mm Hg, i en mengde av 12000 l/time ammoniakk og 4000 l/time propan, målt ved 0° og 760 mm Hg. Transformatorens primærspenning er 310 volt, strømstyrken 980 ampere, ener-gien som tas fra nettet 60 kw. Transforma torens sekundærspenning er 5100 volt; hver av lysbuene mates med 3400 volt og samlet med 55 ampere, slik at det samlede energiforbruk i lysbuene er 65 kw. Det produseres pr. time 8 kg HCN med et energiforbruk av 10,6 kwt pr. kg HCN og med et forbruk av 1 kg propan og 1,13 kg ammoniakk pr. kg produsert HCN.

Trykket inne i reaktoren bør ligge mellom 50 og 70 mm Hg absolutt.

Claims (4)

1. Apparat for fremstilling av cyanvannstoff, omfattende et reaksjonskammer, anordninger for tilføring til dette kammer av en gassblanding som reagerer under dannelse av cyanvannstoff når den passerer gjennom en lysbue, og minst to par elektroder i reaktoren, karakterisert ved at det i lysbuenes matekrets er innskutt minst en selvinduksjon som har varierbar metning og at det videre er anordnet like mange faste selvinduksj oner som det finnes par av elektroder i reaktoren, hvilke faste selvinduksj oner hver enkelt er koplet i serie med et av elektrodeparene.

2. Apparat ifølge påstand 1, karakterisert ved at matningen av lysbuene skjer ved hjelp av en transformator i hvis primærkrets selvinduksj onen med varierbar metning er innkoplet, og i hvis sekundærkrets de faste selvinduksj oner er anbrakt.

3. Apparat ifølge påstand 1, karakterisert ved, at matningen av lysbuene skjer ved hjelp av en trefasetransformator, hvor en selvinduksjon med varierbar metning er innskutt i hver av transformatorens sekun-dærkretser.

4. Apparat ifølge påstand 2 eller 3, karakterisert ved anordninger for utkopling av selvinduksj onen eller selvinduksj onene med varierbar metning når apparatet har nådd sin normale drift.