Verfahren zur Aufheizung von Gasen.
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Bei <SEP> Verfahren. <SEP> hei <SEP> denen <SEP> wasserstoffhal tige <SEP> Gase <SEP> unter <SEP> hohem <SEP> Driiel: <SEP> und <SEP> erhöhten
<tb> Temperaturen. <SEP> die <SEP> insbesondere <SEP> über <SEP> 400' <SEP> C
<tb> lieben, <SEP> angewandt <SEP> werden. <SEP> wie <SEP> zum <SEP> Beispiel
<tb> bei <SEP> der <SEP> Ainmonial;s\-ntliese. <SEP> erbeben <SEP> sich
<tb> \cli@\-ierigl;
eiten <SEP> dadurch, <SEP> dass <SEP> die <SEP> Apparate t <SEP> el <SEP> <B>Ho</B> <SEP> E,*sen <SEP> und <SEP> <B>1 <SEP> in</B> <SEP> Leclerun- <SEP> <I>t-,</I>
<tb> to,eil <SEP> mit <SEP> der <SEP> Zeit <SEP> durch <SEP> die <SEP> Einwirhunn <SEP> des
<tb> \@'assc@rstoffes <SEP> in <SEP> ihren <SEP> Fest.iglzeitseigeiischaf ten <SEP> nachteilig <SEP> beeinflusst <SEP> werden, <SEP> so- <SEP> dass <SEP> im
<tb> all-eineinen <SEP> di<B>e</B> <SEP> Apparateteile <SEP> nur <SEP> eine <SEP> sehr
<tb> 1)l\s@@I' < 1111S@C <SEP> @Plt <SEP> benutzt <SEP> -werden <SEP> l;()ilI)PI1. <SEP> Bei
<tb> rlen <SEP> :ltlpar,lt@@teilell. <SEP> in <SEP> delien <SEP> l@eal;tionen <SEP> vor
<tb> sich <SEP> ;'elfen, <SEP> daS <SEP> Beisst <SEP> in <SEP> cleii <SEP> Autol;la\-ell <SEP> oder
<tb> hont@il;
tüfen. <SEP> liat <SEP> man <SEP> schon <SEP> We@-'e <SEP> "efunden,
<tb> diesech\vieribkeiten <SEP> zu <SEP> überwinden. <SEP> Eine
<tb> besondere <SEP> @ch\\iericheit <SEP> bilde <SEP> t <SEP> indessen <SEP> noch
<tb> der <SEP> Schutz <SEP> derjenigen <SEP> Apparateteile. <SEP> in
<tb> denen <SEP> die <SEP> Gase <SEP> aufgewärmt <SEP> werden. <SEP> Hier <SEP> er #'ebeii <SEP> sich <SEP> die <SEP> Seli-#vierigl;eitf#n <SEP> hauptsächlich
<tb> dadurch, <SEP> dass <SEP> man <SEP> den <SEP> Aufl)eizvorrichtungeli
<tb> grössere <SEP> Ausdehnungen <SEP> beben <SEP> muss, <SEP> damit <SEP> die
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aufzuwärmenden <SEP> Gasinen-en <SEP> genügend <SEP> Ober fläche <SEP> haben, <SEP> die <SEP> 1@\ürnu@ <SEP> :
11lfziii1( <SEP> llI11l,Il.
<tb> Durch <SEP> die <SEP> grosse <SEP> Ausdelinnnb <SEP> dieser <SEP> ?@l) parate <SEP> war <SEP> es <SEP> bisher <SEP> hauin <SEP> möglich. <SEP> die
<tb> Wärmeübertragung <SEP> derartig <SEP> nleicliniässib <SEP> zu
<tb> gestalten, <SEP> dass <SEP> Überhitzungen <SEP> auf <SEP> diejeni(rc11
<tb> Temperaturen <SEP> nicht <SEP> eintraten, <SEP> bei <SEP> denen <SEP> die
<tb> Zerstörung <SEP> der <SEP> Apparate <SEP> stark <SEP> beschleuni@lt
<tb> wurde. <SEP> Um <SEP> eine <SEP> gewisse <SEP> mittlere <SEP> Temperatur
<tb> zu <SEP> erreichen, <SEP> war <SEP> t-s <SEP> nicht <SEP> inüglich.
<SEP> bisher
<tb> diese <SEP> mittlere <SEP> Teinperatiir <SEP> stellenweise <SEP> nicht
<tb> zu <SEP> überschreiten.
<tb> Ge-enstand <SEP> vorliegender <SEP> Erfindtili, <SEP> ist
<tb> 1)un <SEP> ein <SEP> Verfahren <SEP> zuuf <SEP> @uflleizell <SEP> voll <SEP> Grasen
<tb> bei <SEP> hroze.s@l'll, <SEP> bel <SEP> denen <SEP> @\-a@@e1'@tol't'llaltl@Te
<tb> Grase <SEP> Unter <SEP> t,rlliilltelil <SEP> Drueli <SEP> ztil' <SEP> All\@"ellduil@T
<tb> belan <SEP> gen, <SEP> dadurch@@l;
ennzeichnet, <SEP> dass <SEP> die
<tb> 'Erwärmung <SEP> der <SEP> Reaktionsbase <SEP> mittelst <SEP> vor erhit,zte17 <SEP> indifferentur <SEP> Gase <SEP> erfol@,t, <SEP> wodurch
<tb> die <SEP> vörerwä <SEP> linteli <SEP> Nachteile <SEP> beseitigt <SEP> \verden.
<tb> Die <SEP> Erwärintill@- <SEP> der <SEP> @cahtionsase <SEP> insbeson dere <SEP> auf <SEP> Temperaturen, <SEP> die <SEP> unter <SEP> <B>500</B> <SEP> <SEP> (' liegen, wird vorteilhaft dadurch bewirkt, dass dieselben in Wärmeaustauschern im Ge genstrom mit den heissen, zweckmässlgerweise komprimierten inerten Gasen, insbesondere Stickstoff. in Wärmeaustausch gebracht wer den.
Dieser Stickstoff bezw. die andern inerten Gase können nun ihrerseits durch irgendwelche andere Heizvorrichtungen auf die entsprechende Temperatur gebracht wer den, die, uni Wärmeverluste durch Ab strahlung zu decken, um einige Grade höher liegt als die Temperatur, auf die das was- serstofflialti < re Gas. das zur Amnioniak- svnthese oder einem ähnlichen Prozess be nutzt wird, aufgeheizt. werden soll.
Die Auf heizung des Stickstoffes durch eine fremde Wärmeduelle kann in eine,' beliebi-'eii Weise erfolgen, wobei vor allen Dingen aueli die kritische Temperatur von<B>500'.</B> bei der ein Angriff des wasserstoffhaltigen Gases auf die eisenhaltigen Baustoffe einzutreten be ginnt, nicht derartig sorgfältig vermieden zu "erden, braucht, da der Stickstoff keinen wesentlich nachteiligen Einfluss auf die eisenhaltigen Baumaterialien ausübt.
Die Er- liitzitiig des Stickstoffes kann zum Beispiel durch eine direkte Gasfeuerung erfolgen oder durch flüssiges Blei. wobei der Stickstoff durch eine Rohrschlange strömt. die in einem Bad von flüssigem Blei liegt, wobei das Blei selber wieder durch eine Kohlen- oder Gas feuerung oder eine sonstige Feuerung auf der entsprechenden Temperatur gehalten wird.
Zweckmässig benutzt man die Heizuilg mittelst heissem Stickstoff nur dazu, um di-, letzten hohen Temperaturgrade, auf die die (rase #_ebraclit werden sollen. zu erzeugen.
Hall wird also die aus den Reaktionsräumen <B>i</B> austrp<B>1 1</B> _t(,n(leii lle*Ben Gase zunächst n '@V < irni(austauseli. zweckmässig im Gegen- @troni züi den ankonimendc@n kalten Gasen brin@@cn. Dadurch werden diese Gase schon auf^ehie gewisse Temperatur aufgeheizt,
'obei man zweckmässig den Austausch der Temperaturen nur soweit vornimmt. dass die -acserstof t'lialtlgen Gase nicht heisser als -'00 <B>"</B> werden. Bei dieser Temperatur findet ein Allgriff des Wasserstoffes noch nicht
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statt.
<SEP> Die <SEP> nun <SEP> auf <SEP> zweckmässiger-,veise <SEP> nicht
<tb> über <SEP> 400' <SEP> vorgewärmten <SEP> zur <SEP> Reaktion <SEP> ztl
<tb> gelangenden <SEP> G < Zse <SEP> werden <SEP> dann <SEP> im <SEP> Gegen"
<tb> strom <SEP> mit <SEP> dem <SEP> heissen <SEP> Stickstoff <SEP> in <SEP> 'Wärm, austausch <SEP> gebracht <SEP> und <SEP> auf <SEP> die <SEP> eiltsprk.
<tb> chende <SEP> Temperatur, <SEP> die <SEP> für <SEP> die <SEP> Durcbfüh rung <SEP> der <SEP> betreffenden <SEP> Reaktion <SEP> notweli(li.(r
<tb> ist, <SEP> erhitzt.
<tb> Die <SEP> beschriebene <SEP> Auflieizung <SEP> kann <SEP> bei <SEP> dur
<tb> Ammonialzsylitliese <SEP> nicht <SEP> nur <SEP> bui <SEP> den <SEP> Gasen
<tb> angewandt <SEP> werden,
<SEP> die <SEP> in <SEP> den <SEP> Katalysator ofen <SEP> eintreten <SEP> und <SEP> für <SEP> diesen <SEP> Zweck <SEP> vorge wärmt <SEP> werden <SEP> sollen, <SEP> sondern <SEP> auch, <SEP> und
<tb> zwar <SEP> ist <SEP> dieses <SEP> eine <SEP> Anwendi#ng, <SEP> die <SEP> aus <SEP> ver schiedenen <SEP> Gründen <SEP> vielleicht^wichtiger <SEP> ist,
<tb> bei <SEP> der <SEP> Reini-ung <SEP> der <SEP> Gase <SEP> über <SEP> Reini;
ulibs katalysatoren <SEP> bei <SEP> erhöhter <SEP> Temperatur, <SEP> ins besondere <SEP> bei <SEP> erhöhtem <SEP> Drue.k. <SEP> Da <SEP> die <SEP> Reak tionen, <SEP> die <SEP> über <SEP> den <SEP> Reinigungskatalysatoren
<tb> vor <SEP> sich <SEP> gehen, <SEP> insbesondere <SEP> dann, <SEP> wenn <SEP> die
<tb> zur <SEP> Reinigung <SEP> gelangenden <SEP> Gase <SEP> von <SEP> vorn herein <SEP> nur <SEP> wenig- <SEP> Verunreinigungen <SEP> besitzen.
<tb> ilur <SEP> mit <SEP> einer <SEP> verschwindend <SEP> geringelt
<tb> Wärmeentwicklung <SEP> verbunden <SEP> sind,
<SEP> müssen
<tb> die <SEP> Wärmeabstrahlungrsverluste <SEP> durch <SEP> eine
<tb> besondere <SEP> Zusatzheizung <SEP> gedeckt <SEP> -erden.
<tb> Für <SEP> diese <SEP> Zusatzheizung <SEP> ist <SEP> die <SEP> oben <SEP> be schriebene <SEP> indirekte <SEP> Heiznil(' <SEP> vermittelst
<tb> Stickstoff <SEP> oder <SEP> andern <SEP> inurtrn <SEP> Gasen <SEP> be sonders <SEP> geei#,,iiet.
<tb> Die <SEP> eigentliche <SEP> Aninionialc:
y-ntlii,se <SEP> ist
<tb> bei <SEP> Anwendung <SEP> hoher <SEP> VolLlmeIlkonzenti'atlo nen <SEP> mit <SEP> ellier <SEP> derartigen
<tb> @\rtlrilll'l'IIiS#"1ClilLlll#'
<tb> verbunden, <SEP> dass <SEP> die <SEP> aus <SEP> dem <SEP> Syntheseofen
<tb> austretenden <SEP> Gase <SEP> eine <SEP> viel <SEP> ll@ilter@Tem peratur <SEP> br@sitzüii <SEP> als <SEP> die <SEP> eiiitrrtunden <SEP> (_Tasc,
<tb> so <SEP> dass <SEP> die <SEP> eintretenden <SEP> Gage <SEP> durch <SEP> @@'ürme austauscll <SEP> v@illl;omni@-n <SEP> auf@,@nv;irmt <SEP> \-erden
<tb> können. <SEP> D@@_haih <SEP> ist <SEP> dil <SEP> 'Sticl;stcf <SEP> theizung <SEP> bei
<tb> der <SEP> eigentlichen <SEP> Aniinoiiiiil;-y-iitlie.;
e <SEP> von <SEP> be sonderer <SEP> Bedeutung <SEP> dann. <SEP> wenn <SEP> bei <SEP> niedri gen <SEP> Konzentrationen <SEP> #,'r <SEP> arbr.itet <SEP> wird, <SEP> h<B>"</B>i
<tb> denen <SEP> nicht <SEP> da; <SEP> rrw;ilinte <SEP> Wärmegleichge wicht <SEP> eintritt. <SEP> Bei <SEP> der <SEP> Inbetriebsetzung, <SEP> das
<tb> heisst <SEP> bei <SEP> der <SEP> Auflielzun-(r <SEP> der <SEP> Kontaktöfen
<tb> oder <SEP> nach <SEP> längerer <SEP> Benutzung <SEP> eines <SEP> Kontak tes <SEP> oder <SEP> bei <SEP> -\'ei'wenduna <SEP> von <SEP> schlecht <SEP> wir- l:enden Kontakten überhaupt sind solche Verhältnisse vor allem gegeben.
Es ist indessen auch möglich, bei der katalytischen Reinigung der Gase bei erhöh- ten Temperaturen eine Wärmeentwicklung in einem Reinigungskatalysator selbst zu er zeugen bezw. die darin erzeugte Wärmeent wicklung um einen beträchtlichen Grad zu erhöhen. Dadurch wird die beschriebene Stickstoffheizung in wesentlich geringerem Masse belastet.
Dies geschieht dadurch, dass man die zur Reinigung gelangenden Gase vor der katalytischen Reinigung mit einem ge wissen Gehalt an Kohlenoxyd oder zweck- mässig an Sauerstoff versieht, der jedoch bui Sauerstoff wesentlich unterhalb der Explo-- sionsgrenze liegt. 3 bis 5 % Sauerstoff ge nügen in der Regel. Im allgemeinen dürfte ein Höchstgehalt an Sauerstoff vor der Reinigungslcatalyse von ?'ö die Abstrah- lungsverluste decken.
Durch den Zusatz wird eine j'ereinigung von Kohlenoxyd finit Was serstoff zu Methan und Wasser bezw. von Sauerstoff und Wasserstoff zu Wasser ohne Flammenbildun- erreicht, und zwar unter Vermittlung der katalytischen .Reinigungs masse.
Diese wird daher zn-eckmässig derart gewählt, dass sie diese beschriebenen Re aktionen. insbesondere bei erhöhtem Druck günstig beeinflusst. Insbesondere verwendet man Katalysatoren, die als wesentlichen Be - standteil die Metalle der achten Gruppe des periodischen Systems, (las heisst die Eisen metalle und die Platinmetalle.
oller Verbiii- dungen, die unter ilirc-n Anwendungsbedin- gungen in diese 11I@@talle iiber,ehen. enthal ten.
<B>All</B> sich bedeutet der Zusatz voll Kohlen- ()x-%,d oder Sauerstoff eine Herabminderung (leg zur Verfügung stehenden Wasserstoff- mengen, ,
j@@(loch stellt fliese Auflieizmethodc inKombination mit der Aufheizutig mit heissen inerten Gasen eine wichtige Ergänzung (lag. (la sie vor allen Dincen keine wesentlichen neuen Apparatur,@n erfordert. so dass sie für den technischen Betrieb eine sehr wertvolle Reserve für die Auflieizungsvorrichtung bei der Reinigung darstellt.
Das durch die chemischen Reaktionen gebildete Wasser wird in bekannter Weise durch Trocknen oder Ausfrieren durch bekannte Mittel aus den Gasei entfernt.