CH94914A

CH94914A - Process for utilizing the energy released during the oxidation of metalloid hydrogen compounds to acids.

Info

Publication number: CH94914A
Authority: CH
Inventors: R Dr Besemfelder Phil Eduard
Original assignee: R Dr Besemfelder Phil Eduard
Priority date: 1920-03-09
Filing date: 1921-03-12
Publication date: 1922-06-01
Also published as: DE421665C

Description

  

  Verfahren zur Ausnutzung der bei der Oxydation     von        litetalloidwasserstoffverbindun;en     zu Säuren frei werdenden Energie.    Bei der bekannten Oxydation von     Metall-          oidwasserstoffverbindungen,        wie    Schwefel  wasserstoff, Ammoniak, Phosphorwasserstoff  und andere zu den entsprechenden Säuren  Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure  und andere werden recht erhebliche Wärme  mengen frei, deren Ausnutzung bisher eine  höchst unvollkommene war, oder gänzlich  ausser acht gelassen wurde.

   Das vorliegende  Verfahren zur Ausnutzung der bei der Oxy  dation von     Metalloidwasserstoffverbindungen     zu Säuren frei werdenden Energie besteht  darin,     da.ss    man das zu oxydierende Gas mit  Sauerstoff enthaltendem Gas in solchen Men  gen mischt, dass ein explosives Gemenge ent  steht, und dieses Gemenge in dem Explo  sionszylinder eines Gasmotors zur Explosion  bringt.  



  Da das Reaktionsprodukt den Auspuff  des Motors mit hoher Temperatur     verlässt9     oft auch in noch reaktionsfähigem Zustande,  so kann man die Wärmeausbeute dadurch  erhöhen, dass man die Abkühlung und Kon  densation der Abgase zwecks Erzeugung von       Abwärmekraft    in einem Oberflächenkonden-         sator    als     Abwärmeverwerter    vornimmt.

   Das  bei der explosiven Oxydation von Schwefel  wasserstoff entstehende Gasgemisch besteht  aus     S03    und     H20    mit einer Temperatur von  etwa<B>500'.</B> Leitet man diese Gase beispiels  weise in die     Heizröliren    eines Dampfkessels,  so vereinigen sie sich dort zu einer abgekühl  ten     Schwefelsäurelösung    und geben ausser .der  ihrer Wärmekapazität     entsprechendenWärme-          menge    noch -die     Kondensationswärme    des  Wassers und die Lösungswärme des     S03    in  Wasser ab,

   womit     Dampfkraft    erzeugt wer  den     kann-          Erfahrungsgemäss        arbeiten    die Gasmoto  ren am günstigsten, wenn der Energiegehalt  des ihnen zugeführten Gasgemisches ein. be  stimmter, oder wenigstens ein innerhalb ge  wisser Grenzen liegender ist, und zwar rech  net man mit durchschnittlich ungefähr<B>600</B>  Kalorien auf den Kubikmeter Zylinderinhalt.  Um diesen Wert auch bei vorliegendem Ver  fahren innezuhalten, mischt man vorteilhaft  zu solchen Explosionsmischungen, die zu gro  ssen Energieinhalt haben, indifferente Gase,  z.     B.    Luft, im Überschuss; zu Explosionsge-      mischen, die zu schwach sind, kann man  zwecks Verstärkung andere brennbare Gase  mit der entsprechenden Menge Sauerstoff.  z.

   B. ein Gemisch von Kraftgas und Luft, zu  fügen.  



       Beispiel   <I>1:</I>  1000 m3     HIS    werden mit<B>11,000</B>     m3    Luft       semischt    und dem Explosionszylinder zuge  führt. Die theoretische Luftmenge von       8(i75        m3    würde<B>760</B> Kalorien per Kubikmeter  Zylinderinhalt geben, also einen zu hohen  Wert. Bei einer Ausnutzung von 27,5 % der  zugeführten Verbrennungswärme     iin    Motor  bekommt man rund 2110 Kurstunden unmit  telbare Energie, da die Reaktionsenergie rund       61!-    Millionen Kalorien beträgt.

   Die Hälfte  letztgenannter Wärmemenge geht mit den  Auspuffgasen fort und kann zusammen mit  etwa     13/n    Millionen Kalorien Lösungswärme  und 0,5 Millionen Kalorien Kondensations  wärme mit etwa 15 %     Ausbeute    in<B>170</B>     KW-          stunden    Dampfkraft verwandelt werden. Es  geben somit 1000     m3        H.S    neben 4400 kg       H380,    rund 2900 Kurstunden.  



  <I>Beispiel Z:</I>  1000 m3 Ammoniak werden mit 1140 m3  reinem Sauerstoff und 4000 m3 Luft gemischt  und nach dein Explosionszylinder geführt.  Eine Mischung von 1000     m'        NH3    und der  entsprechenden Luftmenge von<B>9600</B> m"       würde    eine Mischung von 342 Kalorien per       Kubikmeter    geben, also unter Umständen eine  Mischung mit zu geringem Ergebnis an Ener  gie.

   Wie oben. kann man aus der Verbren  nungswärme von rund     3'J2        Millionen    Ka  lorien eine unmittelbare Kraftausbeute von  1160 Kurstunden berechnen, aus den Abga  sen     wären    dann 350     KWstunclen    erhältlich,  so     (lass    man bei der Oxydation von 1000 m3       NH3    ausser 3633 kg     HNO3    zu 45       Be.    1500       K)iTstunden    Energie bekommen kann.

           Beispiel   <I>3:</I>  <B>1000</B>     in'        NH3    und     10v0    m"     H_    werden mit  5000 m3 Luft und 2500     ms        0_    gemischt und  zur Explosion gebracht. Man bekommt neben  4500 kg     HNO;    von 39       Be    einen Energie  betrag von<B>2600</B> K     Wstunden.    .



  Process for utilizing the energy released during the oxidation of litetalloid hydrogen compounds to acids. In the known oxidation of metalloid hydrogen compounds, such as hydrogen sulfide, ammonia, phosphorus hydrogen and others, to the corresponding acids sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid and others, quite considerable amounts of heat are released, the utilization of which has hitherto been extremely imperfect or has been completely ignored .

   The present process for utilizing the energy released in the oxidation of metalloid hydrogen compounds to acids consists in mixing the gas to be oxidized with oxygen-containing gas in such amounts that an explosive mixture is created, and this mixture in the Explosion cylinder of a gas engine explodes.



  Since the reaction product leaves the exhaust of the engine at a high temperature, 9 often in a still reactive state, the heat yield can be increased by cooling and condensing the exhaust gases to generate waste heat in a surface condenser as waste heat exchanger.

   The gas mixture resulting from the explosive oxidation of hydrogen sulphide consists of SO3 and H20 with a temperature of about <B> 500 '. </B> If these gases are passed into the heating rings of a steam boiler, for example, they combine there to form a cooled one th sulfuric acid solution and emit, in addition to the amount of heat corresponding to their heat capacity, the heat of condensation of the water and the heat of dissolution of the SO3 in water,

   What steam power can be used to generate - Experience shows that gas engines work best when the energy content of the gas mixture supplied to them is incorporated. Certain limits, or at least one that lies within certain limits, is calculated with an average of about <B> 600 </B> calories per cubic meter of cylinder capacity. In order to pause this value even in the present process, it is advantageous to mix with those explosive mixtures that have too large an energy content, inert gases, e.g. B. Air, in excess; In order to amplify explosive mixtures that are too weak, other flammable gases with the appropriate amount of oxygen can be added. z.

   B. a mixture of fuel gas and air to add.



       Example <I> 1: </I> 1000 m3 of HIS are mixed with <B> 11,000 </B> m3 of air and fed to the explosion cylinder. The theoretical amount of air of 8 (i75 m3 would give <B> 760 </B> calories per cubic meter of cylinder capacity, i.e. too high a value. With a utilization of 27.5% of the combustion heat supplied in the engine, you get around 2110 hours of direct energy , since the reaction energy is around 61! - million calories.

   Half of the last-mentioned amount of heat goes away with the exhaust gases and, together with about 13 / n million calories of heat of solution and 0.5 million calories of heat of condensation, can be converted into <B> 170 </B> KW-hours of steam power with a yield of about 15%. There are thus 1000 m3 H.S in addition to 4400 kg H380, around 2900 course hours.



  <I> Example Z: </I> 1000 m3 of ammonia are mixed with 1140 m3 of pure oxygen and 4000 m3 of air and led to the explosion cylinder. A mixture of 1000 m 'NH3 and the corresponding amount of air of <B> 9600 </B> m "would result in a mixture of 342 calories per cubic meter, so possibly a mixture with too little energy.

   As above. one can calculate an immediate power output of 1160 course hours from the combustion heat of around 3'J2 million calories; 1500 K) iThours of energy.

           Example <I> 3: </I> <B> 1000 </B> in 'NH3 and 10v0 m "H_ are mixed with 5000 m3 of air and 2500 ms 0_ and made to explode. You get 4500 kg of ENT; from 39 With an energy amount of <B> 2600 </B> K hours.

Claims

PATENT CLAIM: Process for utilizing the energy released during the oxidation of metalloid hydrogen compounds to form the corresponding acids, characterized in that the gas to be oxidized is mixed with oxygen-containing gases in such a ratio that an explosive mixture is created and this mixture in your explosion cylinder of a gas engine to explode.

SUBCLAIM 1: Method according to claim, characterized in that the escaping Atispuffga>, e in a surface condenser as a waste heat converter for the purpose of generating waste heat power is cooled and concentrated. SUBClaim 2: Method according to claim, characterized in that the explosiveness of the mixture is dampened by adding different gases.

UNTER.ANSPR, UCFI 3 Method according to patent claim, characterized in that the explosiveness of the mixture is increased by Zuftiguno, a stronger explosive mixture.