NO147116B - Fremgangsmaate for overflateliming av papir, kartong eller ikke-vevede substrater - Google Patents

Description

Apparat til utførelse av kontinuerlig kjemisk reaksjon i gassformet miljø.

Det er kjent at det er mulig å bevirke ioni-'

sas jon og kjemisk omdannelse av en gass eller

gassblanding under virkningen av en elektrisk

utladning som fremkalles i en utstrømmende

gassstrøm ved lavt trykk og lav temperatur.

Dette fenomen gjør man bruk av i det apparat

til utførelse av kontinuerlig kjemisk reaksjon

i gassformet miljø som er angitt i hovedpatentet Nr. 111475. Ved dette patenterte apparat strømmer en gass som skal undergå reaksjon,

gjennom en konvergerende og divergerende overlyddyse og en på linje efter denne anordnet konvergerende og divergerende trykkgjenvinnings-kollektor, samtidig som der i gass-strømmen med

overlydhastighet vedlikeholdes en tversgående

elektrisk utladning som bidrar til reaksjonen.

Apparatet ifølge hovedpatentet er i første rekke

karakterisert ved at overlyddysen slutter seg til

trykkgjenvinningskollektoren med et kort mel-lemrom hvorigjennem strømningsveien kommu-

niserer med et omgivende, utad lukket trykkut-j evningskammer, og at overlyddysen er anordnet som elektrode for den elektriske utladning, som på kjent måte fyller hele strømnlngstverrsnittet og har fotpunkt ved dysens utløp.

Imidlertid ilar det seg med det apparat som er beskrevet i hovedpatentets fremstilling, ikke gjøre å oppnå de ønskede effektverdier for den elektriske utladning. Dette skyldes oppvarmnin-gen av apparatet som helhet og fremfor alt av selve elektroden, hvis tverrsnitt, som er bestemt ved apparatets dimensjoner og proporsjoner, be-grenser den tilladelige strømstyrke.

Hovedhensikten med den foreliggende opp-finnelse er å gjøre det mulig å anvende større elektrisk effekt for å gjennemføre visse sterkt endotermiske kjemiske reaksjoner som f.eks: ace-tylensyntesen.

Med sikte på dette er apparatet ifølge oppfinnelsen karakterisert ved at trykkgjenvinningskollektoren munner ut i et rom som har et fritt tverrsnitt minst like stort som kollektor-utløpets, og hvori gasser som er ionisert av den elektriske utladning ved utløpet av overlyddysen og bragt ned på underlydhastighet, utsettes for en ytterligere elektrisk utladning frembragt mellem særskilte elektroder og eventuelt med forskjellig spenning og/eller strømstyrke.

Hensiktsmessig blir der i den annen utladning forbrukt minst ti ganger så stor effekt som i den første.

Likedan som ved apparatet ifølge hovedpatentet kan en sentral elektrode for den første utladning være forlenget inn i trykkgjenvinningskollektoren, og være utført hul for å gjøre det mulig å føre inn et stoff som deltar i eller inn-virker på reaksjonen.

Det vil således ses at den foreliggende opp-finnelse bygger på den som er angitt i hovedpatentet nr. 111 475. Når man anvender det apparat som er beskrevet i hovedpatentets fremstilling, og som omfatter en overlyddyse forsynt med en aksial elektrode som holdes på et po-tensial i forhold til dysen tilstrekkelig til å frembringe en elektrisk utladning i dennes divergerende parti, samt en kollektor til fornyet kompresjon, anbragt i forlengelsen av dysen, til å gjenopprette underlydforhold og tillate gassen å strømme ut med omgivelsenes trykk, fastslår man således at den tilladelige effekt for utlad-ningen når det gjelder visse sterkt endotermiske reaksjoner, hvoriblant spesielt kan nevnes syn-tesen av acetylen ut fra methan, er begrenset ved den tilladelige oppvarmning av den aksiale elektrode. Følgelig blir den strømningsmengde av gass som er mulig i dysen ved de benyttede overlydhastigheter, bare behandlet med liten virkningsgrad på grunn av umuligheten av å tillate den effekt som ville være nødvendig.

Benyttes der slike overlydforhold som skal til for å skape de lave trykk og temperaturer i gass-strømmen hvor ionisasjonen er betydelig, stabil og regelmessig, blir dessuten den elektriske utladning som fås, av den type som betegnes som «kold», og som er sterkt ioniserende, men har lite energiforbruk, høy spenning og lav styr-ke. Nu vet man imidlertid at ionisasjonen av gasser, dersom denne utladning er tilstrekkelig intens, kan vedlikeholde seg frem til apparatets ut-løp og forbi dette. Disse forhold har bragt sø-kerne på den tanke at der, i og med at gassen forblir ledende, ville kunne dannes en annen utladning, nemlig i . den gass^strøm som påny har fått underlydhastighet, dersom der på dette sted anbringes en elektrode. Denne annen utladnig kan ha andre egenskaper enn den første, f.eks. større strømstyrke og lavere spenning. Videre kan den være mer eller mindre faseforskjøvet i forhold til den første dersom matøingen foretas med vekselstrøm.

Når den annen utladning utnyttes til å bevirke en kjemisk reaksjon, må reaksjonssonen isoleres fra den ytre atmosfære for å. unngå at produktene fortynnes,, og at der rundt gass-strømmen danner seg en rolig atmosfære som kunne begunstige frembringelsen av en konsen-trert og Intens parasittisk utladning når der har dannet seg en stabil ionisert bane i den. Av disse grunner kan man isolere den sone hvor den annen utladning opptrer, fra omgivelsene ved hjelp av et rør, som av symmetrigrunner fordelaktig kan være sylindrisk. Dette rør som omgir den annen elektrode, har en lengde avpasset efter va-righeten av den ønskede reaksjon under hensyn-tagen til gassens strømningshastighet. Det bør sørges for at dette rør ikke blir skadet av den høye temperatur som bevirkes av den elektriske utladning, således kan det bestå av et varmefast stoff eller av en metallvegg som kjøles med sirkulerende vann. I det siste tilfelle eller hvis der benyttes et varmefast materiale som er elektrisk ledende, som f.eks. grafitt, blir røret som helhet

en elektrisk leder og bør isoleres fra apparatets

masse for å unngå at der danner seg en lysbue ved dets utløpsende.

Ved «gassformede stoffer» skal forstås ikke bare gasser, men også fordampede, forgassede eller forstøvede stoffer. F. eks. kan man med fremgangsmåten Ifølge oppfinnelsen behandle forstøvede flytende hydrokarboner, eksempelvis acetylen. Naturligvis vil man i dette tilfelle al-likevel behøve en gass som transportmedium. Denne kan f. eks. være methan, som selv også skal delta i reaksjonen.

I det følgende vil der som et på ingen måte begrensende eksempel bli beskrevet et apparat som benyttes til fremstilling av acetylen ut fra methan i overensstemmelse méd den foreliggende fremgangsmåte. Der henvises i denne forbindelse til tegningen, som viser apparatet i aksialt snitt.

I dette apparat blir ionisasjonen av gassen bevirket av et system sammensatt av en konvergerende og divergerende dyse 1 som vesentlig setter seg sammen av et konvergerende parti 2, en rett hals 3 og et divergerende parti 4, en kollektor til fornyet kompresjon 5, likeledes med et konvergerende parti 6, en rett hals 7 og et divergerende parti 8, et ekspansjonskammer 9 som danner tett forbindelse mellem dysen 1 og kollekteren 5, samt en elektrode 10 som strekker seg i den felles akse for dyse og kollektor. Elektroden 10 bæres isolert 1 dysen 1 ved hjelp av isolerende tverrstykker 11 og 12. Stykket 11 er anbragt i det sylindriske parti foran inngangen til det konvergerende parti av dysen for ikke å forstyrre dannelsen av strømningen med overlydhastighet. Elektroden slutter i det divergerende parti 8 av kollekteren 5. I en viss avstand fra elektroden 10 befinner seg en annen elektrode 13, som har meget større tverrsnitt og likeledes befinner seg i strømningsveiens akse* og som er forbundet med en ikke vist kilde for vek-selspenning på 2000 Volt. Denne annen elektrode er istand til å føre meget stor effekt sammenlig-net med elektroden 10. Elektroden 13 er omgitt av et varmefast sylindrisk rør 14 <av grafitt- fastgj ort til kollekta-ren 5 vedjhjelp av en varmefast isolerende ring 15.'Denne isolerende ring er i sin innerflate ut-formet med-et partielt ringspor 16 hvorigjennem der kan blåses inn gass som innføres gjennem en,åpning 17 og er bestemt til å blåse mot den lysbue som eventuelt vil kunne danne seg mellem grafittrøret 14 og kollektoren 5 i nærheten av den isolerende ring 15, hvor der forekommer, gasshvirvler med lav hastighet. Gassen som blåses inn gjennem spalten 16, vil i det foreliggende eksempel fordelaktig være methan som efterpå skal delta i reaksjonen.

Gjennem en åpning 18 blir methan under et trykk av 7 at og med en volumhastighet av 10 l/sek innblåst i dysen 1. Likeledes blåser man inn methan under lavere trykk og med en volumhastighet av 2 l/sek i ringspalten 16 som omtalt ovenfor. Den gass som blåses inn gjennem åpningen 18, ekspanderer i dysen 1 til et trykk nær 0,1 at, samtidig som den når en hastighet langt over lydens og dens temperatur synker til i nærheten av kondensasjonspunktet. Ved utgangen av det divergerende parti 4, altså der hvor trykket er lavest og hastigheten høyest, dannes der en elektrisk utladning mellem elektroden 10 og dyseveggene. Denne utladning for-lenger seg inn i kollektoren 5 og holder gassene i tilstrekkelig ionisert tilstand til at der mellem massen av kollektoren 5 og elektroden 13 kan dannes en annen utladning tvers igjennem gassen.

Elektroden 10 er tilsluttet den vekselstrøm-kilde som mater elektroden 13, via en kondensa-tor 19 og en spole 20, slik at det ved avpasning av kondensatorens kapasitet og spolens indukti-vitet blir mulig å stille inn styrken og fasen av strømmen i elektroden 10 uavhengig av strøm-men i elektroden 13. Man innretter seg for å frembringe en slik faseforskyvning mellem disse strømmer at ionisasjonen av gassen ved utgangen av kollektoren 5 blir maksimal idet spen-ningen på elektroden 13 begynner å vokse, for såvidt mulig å forkorte tenningstiden for den annen utladning i hver halvperiode. For hvis strømmen bare går under en brøkdel av perioden, er der fare for at den gass som passerer i pau-sene, ikke blir behandlet og utbyttet av reaksjonen reduseres. Det vil bemerkes at man her har valgt å mate elektroden med vekselstrøm for enkelhets skyld. Det ville også være mulig å be-nytte matning med likestrøm, noe som ville føre til en liten økning i utbyttet av reaksjonen ved at tenningstidsrommene ville falle bort. Men der ville være fare for at denne økning i utbytte ikke ville oppveie den ulempe at man ville få en mer komplisert apparatur.

Den effekt som leveres til elektroden 10, er 5 kW, og den som leveres til elektroden 13, er

160 kW. Røret 14 har slik lengde at gjennem-strømningstiden for gassen blir omtrent 1/1000 sek, d.v.s. rørlengden blir ca. 20 cm i det be-skrevne apparat.

Massen av dyse og kollektor forbindes med

massen (jord) for den elektriske krets.

Ved utgangen av røret 14 blir gassen brått avkjølet av en vanndusj frembragt ved hjelp av ikke viste vanlige forstøvere.

Elektroden 13 kan kjøles med sirkulerende vann eller ikke, alt efter hva for slags materiale den består av. Når den er av grafitt, kan det i visse tilfeller være av interesse å la den arbeide ved forhøyet temperatur. Hvis en «varm» elektrode har tilstrekkelig høy temperatur, utsender den således elektroner, noe som vil bidra til ionisasjonen av gassen og til dannelsen av en stabil utladning med stort volum.

Claims (2)

1. Apparat som angitt i patent nr. 111475 til utførelse av kontinuerlig kjemisk reaksjon i gassformet miljø, karakterisert ved at trykkgjenvinnlngskollektoren (5) munner ut i et rom som har et fritt tverrsnitt minst like stort som kollektorutløpets, og hvori gasser som er ionisert av den elektriske utladning ved utlø-pet av overlyddysen (1) og bragt ned på underlydhastighet, utsettes for en ytterligere elektrisk utladning frembragt mellem særskilte elektroder (13, 8) og eventuelt med forskjellig spenning og/ eller strømstyrke.

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at de nevnte særskilte elektroder utgjøres av en del (8) av kollektorens (5) vegg og en elektrode (13) plasert sentralt innenfor et omgivende varmefast rør (14) og på linje med, men i avstand fra d-en sentrale elektrode (10) for den første utladning.