CH378294A - Verfahren zur Durchführung von Gasreaktionen - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Durchführung von Gasreaktionen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung von Gasreaktionen und kennzeichnet sich dadurch, dass man in einer Kammer, die aufgewirbelte feste Teilchen enthält, räumliche Funkenentladungen hervorruft und das zu behandelnde Gas durch eine am Boden der Kammer angebrachte, poröse Platte in die Kammer einbringt, so dass das Gas der Funkenentladung ausgesetzt ist.



   Unter den zahlreichen bekannten Verfahren zur Durchführung von Gasreaktionen befinden sich auch solche, bei denen im Gas Lichtbogen- oder Funkenentladungen hervorgerufen werden. Bei diesen Methoden ist aber die räumliche Ausdehnung des Lichtbogens oder der Funken im Gas so gering, dass kein genügender Kontakt zwischen dem Gas und der elektrischen Entladung stattfindet und aus der Kammer ein Gemisch von unverändertem Gas mit einem kleinen Anteil an Reaktionsprodukt austritt.



  Diese Verfahren liefern also nur eine geringe Ausbeute.



   Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil. Durch das neue Verfahren wird die Schwierigkeit überwunden, indem man die Funkenentladung in einer Kammer zwischen aufgewirbelten, also schwebenden, festen Teilchen vor sich gehen lässt, und das der elektrischen Einwirkung zu unterwerfende Gas durch die Entladungszone hindurch führt. In einer solchen Kammer vollzieht sich die Funkenentladung räumlich im ganzen Volumen der aufgewirbelten Teilchenmasse. Infolgedessen unterliegt das Gas, das durch die Masse der schwebenden Teilchen hindurchgeleitet wird, in seinem ganzen Volumen der Einwirkung der elektrischen Entladung. Der Betrag der Umsetzung ist daher viel höher als bei den bekannten   Verfahren    und die Ausbeute an Reaktionsprodukt weitaus grösser.



   Der Hauptvorteil des neuen Verfahrens liegt also darin, dass es eine hohe Ausbeute ergibt. Andere Vorteile werden aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.



   Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden, welche einen Querschnitt durch eine Kammer zeigt, wie sie bei dem vorliegenden Verfahren beispielsweise verwendet werden kann.



   Mit 1 ist die Wirbelkammer bezeichnet, und 2 stellt eine mikroporöse Platte dar, die in dem unteren Teil der Kammer 1 eingesetzt ist. Die mikroporöse Platte 2 ist aus einem Material hergestellt, welches zwar das Gas, nicht aber die Teilchen des Wirbelpulvers, wie Kohlenstoffpulver, hindurchtreten lässt. Bei 3 ist der Einlass für das der Umsetzung zu unterwerfende Gas dargestellt und mit 4 ist das Wirbelpulver in der Kammer 1 bezeichnet. 5 und   5' sind    Elektroden, welche in der Kammer 1 so angeordnet sind, dass sie während des Betriebes der Vorrichtung in die Masse der aufgewirbelten Teilchen eintauchen. 6 ist eine elektrische Stromquelle, die Wechselstrom liefert. Bei 7 ist ein Schalter angedeutet. Die Stromquelle 6 ist mit den Elektroden 5 und 5' durch den Schalter 7 verbunden.



   In der vorstehend beschriebenen Einrichtung kann man beispielsweise Kohlenstoffteilchen benutzen, die durch ein Sieb von 60-100 Maschen pro 2,5 cm hindurchgehen. Man bringt das Pulver in die Kammer 1 ein und führt das zu behandelnde Gas unter Druck durch den Gaseinlass 3 zu. Das Gas steigt in Form feiner Fäden durch die mikroporöse Platte 2 empor und wirbelt das Kohlenstoffpulver über der Platte 2 auf. Das Gas tritt dann durch die wirbelnde Pulvermasse in vertikaler Richtung nach aufwärts und kommt dabei in feinster Verteilung in innige Berührung mit den Wirbelteilchen, etwa wie Dampfblasen in kochendem Wasser oder aufsteigender Rauch.



   Wenn nun in diesem Zustand der Schalter 7 geschlossen und ein Wechselstrom den Elektroden  5 und   5' aus    der Stromquelle 6 zugeführt wird, und wenn man die Spannung zunehmend steigert, tritt zwischen allen Wirbelteilchen in der ganzen Masse eine Funkentladung ein, wodurch das zwischen ihnen befindliche Gas in seinem ganzen Volumen der Einwirkung der Entladung unterliegt. Der Einfluss der Entladung macht sich nicht nur stellenweise geltend, wie bei den bekannten Verfahren, sondern wirkt sich im ganzen Raum aus, so dass das Gas kräftig reagiert und oben aus der Kammer praktisch reines Reaktionsprodukt abgezogen werden kann, je nach der vorgenommenen Reaktion, z. B. ein aufgespaltenes oder polymerisiertes Erzeugnis.



   Das neue Verfahren, bei dem ein Gas in seinem ganzen Volumen einer chemischen Umsetzung unter der Einwirkung der räumlich verteilten Funkenentladung zwischen den wirbelnden Teilchen unterworfen wird, unterscheidet sich wesentlich von der üblichen Gasreaktion durch Funken. Bei dem neuen Verfahren übt die Entladung einen katalytischen Einfluss aus.



   Man hat auch schon bei anderen chemischen Reaktionen die Aufwirbelung verwendet, diese Verfahren lassen sich aber mit dem vorliegenden Verfahren nicht vergleichen. Man hat dabei in eine Pulvermasse ein Wirbelgas eingeblasen, das unter einem bestimmten hohen Druck stets und zur Hervorrufung einer Reaktion im Pulver mit einem Katalysator gearbeitet. Von einer solchen Arbeitsweise unterscheidet sich das neue Verfahren grundlegend.



  Bei diesem Verfahren wird ein Gas zwecks Durchführung einer Reaktion im Gas durch die mikroporöse Platte in fein verteiltem Zustand in die aufgewirbelte Pulvermasse eingeführt und dort der elektrischen Funkenentladung ausgesetzt. Die Zuführung des Reaktionsgases bedarf dabei keines grossen Druckes. Der Druck muss gerade hoch genug sein, um den Druckverlust im Wirbelpulver zu überwinden. Der Druck wird zweckmässig so eingestellt, dass die Teilchen in Schwebe gehalten werden. Mehr ist nicht notwendig.



   Als Wirbelpulver können verschiedene Stoffe benutzt werden. Kohlenstoffpulver von der Grössenordnung 60 Maschen pro 2,5 cm hat sich als besonders wirksam erwiesen und wird daher bevorzugt.



  Um die Potentialdifferenz zwischen den einzelnen Teilchen des Kohlenstoffpulvers zu heben, ist es vorteilhaft, Wechselstrom zur Aufladung zu verwenden. Das Reaktionsgas kann sowohl ein einheitliches, reaktionsfähiges Gas als auch eine Mischung verschiedener Gase sein.



   Beispiele
Eine poröse Porzellanplatte von 30 mm Dicke wurde als Einsatzboden für eine Wirbelkammer benutzt, deren Abmessungen
160   (Höhe) X    300   (Tiefe) X    400 mm (Breite) betrugen. Kohlenstoffpulver von der Grösse 60 Maschen 2,5 cm wurde mit Methangas aufgewirbelt.



  Die Elektroden bestanden aus Eisenplatten mit einer Oberfläche von 9000   cm2.    Sie waren einander gegenüber in einem Abstand von 10 cm in die Wirbelkammer eingesetzt. Ein elektrischer Wechselstrom mit einer Spitzenspannung von 400 V und einer Periode von   lSloo    sec wurde den Elektroden aufgedrückt. Der Kraftverbrauch betrug 0,8 KW. Das Methangas wurde der porösen Platte unter einem Druck von ungefähr 4   kg'cm2    zugeführt. Aus der Kammer konnte ein Gemisch von Wasserstoff und Acetylen in einer Menge von 1   m3;sec    entnommen werden.



   Die chemische Reaktion lässt sich durch die Formel
EMI2.1     
 wiedergeben. Das Kohlenstoffpulver erwies sich als recht nützlich, um eine Oxydation des Wasserstoffs zu verhindern.



   Das vorstehend beschriebene Beispiel ist angeführt worden, um zu zeigen, wie man das neue Verfahren zur Aufspaltung von Gasen verwenden kann.



  Das Verfahren lässt sich aber ebensogut zur Gassynthese benutzen.



   Man kann den Wirbelteilchen auch einen oder mehrere Katalysatoren beimischen, um die Gasreaktion zu beschleunigen. Beispielsweise kann für diesen Zweck Nickelschwamm herangezogen werden.



   Mitunter ist es zweckmässig, den Wirbelteilchen einen Hochfrequenzwechselstrom zuzuführen, um eine kräftige Funkenentladung zu erzielen. Vorteilhaft ist es, als Wirbelteilchen leitende Stoffe zu benutzen. Wenn man aber Hochfrequenz anwendet, kann man auch nichtleitende Stoffe benutzen.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Durchführung von Gasreaktionen, dadurch gekennzeichnet, dass man in einer Kammer, die aufgewirbelte feste Teilchen enthält, räumliche Funkenentladungen hervorruft und das zu behandelnde Gas durch eine am Boden der Kammer angebrachte, poröse Platte in die Kammer einbringt, so dass das Gas der Funkenentladung ausgesetzt ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man den Wirbelteilchen einen Katalysator zufügt.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man als Wirbelteilchen Kohlenstoffpulver benutzt.

   3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Erzeugung der Funkenentladung Wechselstrom benutzt.

   4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man als Stromquelle Hochfrequenzwechselstrom verwendet.