KRALJEVINA JUGOSLAVIJA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
Klasa 12 (4)
INDUSTRISKE SVOJINE
Izdan 15 maja 1933.
PATENTNI SPIS BR. 9967
L G. Farbenindustrie Aktiengesellschaft, Wolfen, Nemačka.
Naprava za izvodjenje reakcija izmedju materija u istopljenom stanju i gasova. Prijava od 15 decembra 1931.	__________ Važi od 1 oktobra 1932.
U industriji se često nailazi na problem, koji se sastoji u torne, da se materije u istopljenom stanju dovedu u reakciju, na vi-» sokim temperaturama, sa gasovima. Pri preradi materije, koje su tečne već na o-bičnoj temperaturi uobičajeno je, da se reakcija ubrza i olakša povećanje površine, na pr. provodeći ih kroz stub (kolonu) u kome se nalazi materijal preko koga će tečnost kapati ili kakav sličan aparat. Do sada se je uvek, kada se radilo sa materijama u istopljenom stanju, moralo zadovoljiti time, da se u materiju, koja je istopljena, uvode gasovi, koji stupaju u reakciju.
Tako isto već se je tražila mogućnost, da se princip povećanja površine primeni i na materije, koje se tope tek na visokim temperaturama. Međutim, kada se radi o en-dotermnim reakcijama, ili reakcijama, koje su samo slabo egzotermne, nailazi se na problem, koji se sastoji u tome, da se dovede toplota, potrebna za održavanje reakcije, što prestavlja teškoće — osobito ako temperature, pogodne za reakciju variraju u relativno uskim granicama — jer je isto tako potrebno brižljivo regulisava-ti količine dovedene toplote. Dovođenje spoljašnje toplote je često nemoguće, jer materije, koje učestvuju u reakciji, dejstvu-ju gotovo uvek jako kod temperatura rada na materije, koje su dobri sprovodnici toplote, t. j. osobito na metalne materije, koje ulaze u sastav sudova, a za provođenje toplote praktički se ne mogu uzeti u obzir keramičke materije. Može se dakle uzeti u obzir samo unutrašnje zagrevanje,
pošto ono dopušta da se za recipijente iskoriste materije, na koje ne dejstvuju re-akcione materije. Ovakvo zagrevanje u o-stalom je i najekonomičnije pod datim u-slovima.
Zbog toga je već i bilo predloženo, da se za reakcije ove vrste omogući dovođenje potrebnih količina toplote unutrašnjim zagrevanjem pomoću električnih otpora, propuštajući električnu struju, koja se dovodi pogodnim napravama, kroz mater.jal preko koga kaplje istopljena materija, a koji je u ovom slučaju koks ili slično. Treba uvek iz razloga termičke ekonomije raditi ne samo tako, da zagrevanje sloja materijala, kroz koji kaplje istopljena materija bude podjednako i lako za regulisavanje, već još i tako, da se materija, koja treba da stupa u reakciju u tečnom stanju, unese u peć u čvrstom stanj iznad sloja za kapa-nje. Drugi problem, koji se odnosi na zagrevanje sastoji se sem toga i u tome, da se u jednoj istoj peći izvrši ne samo prethodno zagrevanje šarže dok se ne postigne temperatura topljenja, već i dovođenje same toplote topljenja iznad sloja za ka-panje, i zagrevanje ovoga sloja nezavisno od ovg dovođenja na način najpogodniji za reakciju. U većini slučajeva bila bi potrebna u gornjem delu peći za prethodno zagrevanje i topljenje reakcione materije već" količina energije nego u unutrašnjosti sloja za карзпје. gde se po pravilu imaju prvenstveno da kompenziraju gubitci u-sled zračenja U drugim slučajevima nailazi se na re-kcionu materiju, koja se lako
Din. 15.
topi, a koja treba da stupi u reakciju sa gasoviina, koji se penju u unutrašnjosti sloja za kapanje na višim temperaturama od temperature topljenja, tako da je u o-vom slučaju raspodela toplote, koju treba dovesti obrnuta. Dakle, nije više moguće razrešiti ovaj dvostruki problem pomoću prostih naprava poznatih do danas za ovu svrhu.
Shodno datom pronalasku, pogodno montiranje elektroda u peći, u kojoj se materijal za kapanje nalazi u njenom donjem delu, omogućuje se svaki specijalan slučaj podešavanja raspcdele dovedene električne energije. Ovaj se rezultat postiže snabde-vanjem peći sa više naprava za dovođenje struje. Raspored ovih naprava u peći i njihovo uzajamno rastojanje omogućuje podešavanje gustine struje specijalnim oslovima za svaki mogući slučaj.
Na priloženom crtežu prestavljen je u preseku jedan način praktičkog izvođenja naprave shodno pronalasku.
U unutrašnjosti peći s koja je obložena refraktornom masom nalazi se sloj za kapanje r od pogodne materije (ugalj, koks i t. d.). Struja, koja se dobija na pr. od jednog trifaznog transformatora, dovodi se u ovaj sloj pomoću elektroda a, b1, b2 i c. Elektrode b1 ti b2 dobijaju struju jedne iste faze, dok se elektrode a i c snabdeva-ju svaka po jednom od drugih dveju faza. Elektrode b1 i b2 montirane su tako, da je put struje ka c kraći od puta ka a.
Gornji deo peći služi prijemu i prethodnom zaigrevanju šarže g. e je otvor, kroz koji odilaze gasovi, proizvedeni u toku reakcije, f je otvor za unošenje, a h služi za dovođenje gasnih reakcionih materijala komponenata, koje se penju u suprotnom smislu u odnosu na istopljeni reakcioni materijal kroz sloj za kapanje r. t je otvor za odvođenje tečnog proizvoda reakcije.
Ovaj raspored elektroda omogućuje za svaki specijalan slučaj potpuno podešavanje raspodele dovedene električne energije. Na primer, ako je potrebno da se u gornji deo peći za prethodno zagrevanje i topljenje reakcione materije dovede veća količina energije no u unutrašnjost sloja za kapanje, može se regulisati rsspcdela struje u unutrašnjosti peći tačno prema potrebnim temperaturama montiranjem jednog otpora u fazi, kojom se snabdeva elektroda a. Uvek kad je u pitanju reakciona materija;, koja se lako topi, a koja treba da stupi u reakciju sa gasovima, koji se penju u unutrašnjosti sloja za kapanje na višim temepraturama od temeprature topljenja, onda je, shodno cilju, elektroda b smeštena nešto niže. U fazu c umeće se
jedan otpor, tako da glavna količina dovedene energije ulazi između a i b.
Očevidno je da se raspored elektroda može još menjati na različite načine prema potrebi. U glavnom uvek je od važnosti, da raspored shodno pronalasku omogućuje izvođenje reakcije između gasova i istopljenih materija na vrlo velikoj površini, a da se ne mora reakciona materija električki izolovati od materijala za zagrevanje, na suprot tome, na primer, u pećima sa sitnim koksom se ovo izolovanje ne može iz-beći. Dalje, aparat shodno pronalasku odlikuje se u glavnom od drugih često upo-trebljenih peći za topljenje po tome, što za dovod struje ne služi sama istopljena materija, već materijal, koji ne stupa u reakciju, t. j. materijal za kapanje. Samo je na ovaj način moguće, da se istovremeno sa zagrevanjem poveća i površina istopljenje materije.
Aparat shodno pronalasku može se рп-meniti kod mnogobrojnih hemiskih reakcija između materija u istopljenom stanju i gasova. Primera radi navešćemo reakciju natrium-cijanata u natrium-cianid pomoću ugljen-monoksida (vidi nemački patent br. 485184) ili pretvaranje metalnih oksida u odgovarajuće topljene hloride bez vode, pomoću hlora u prisustvu reakcionih sre-stava. Dalj; primer, koji se odnosi na spravljanje natrium-sulfida iz natrium-sul-fata, opisaće se niže dole.
Primer:
Reakciona materija se sastoji iz smeše od 90 delova natrium-sulfata i 10 delova koksa ili drvenog uglja. Ova se smeša sipa na sloj za kapanje (r, vidi sliku). Usled zagre-vanja sloja uglja, koji služi kao podloga, prouzrokovano strujom, nastupa na dodirnom mestu sledeća reakcija:
NaaS04 + C-------* Na2SOs + CO — 36,8 cal
Nagrađeni natrium-sulfit topi se vrlo lako i teče, pomešan sa delovima natrium-sulfata i uglja, preko materijala za kapanje. Kroz cev (h) uvodi se koncentrisam ugljen monoksid u peć. Tada u unutrašnjosti sloja za kapanje vrlo brzo biva sledeća reakcija:
Na2S03 + ЗСО —>Na2S + 3 C02 — 67,9 cal
(2)
u koliko se temperatura materijala za kapanje održava na 800—900°.
Obe su reakcije jako endotermne. Za reakciju (1) treba osim toga stvoriti loplo-tu topljenja od približno 6—7 cal/mol.
Ipak je reakcija (2) jače endotermna, potrebno je dakle za brzo izvođenje ove reakcije veće dovođenje toplote. To biva pomoću date naprave na taj način, što se
umetanjem otpora pred elektrodu (c) propušta veća količina struje između (a) i (b1, b2).
Patentni zahtevi:
1.	Naprava za izvođenje reakcija između materija u istopljenom stanju i gasova, naznačena time, što se u jednoj peći, koja je, shodno cilju, izgrađena u obliku šahta (rupe) i obložena keramičnim materijalom, i u čijem se donjem delu nalazi materijal za kapanje, predviđena tri dovoda struje odn.
tri grupe dovoda, tako da se jedan dovod nalazi na dnu, drugi u gornjem delu peći, a treći između njih.
2.	Naprava shodno zahtevu 1, naznačena time, što je dovod energije do pojedinih mesta gde struja ulazi montiranjem otpora prilagođen onoj količini toplote, koja je potrebna u pojedinim delovima peći.
3.	Naprava shodno zahtevu 1 ili 2, naznačena time, što se sva tri mesta za dovod struje odn. tri grupe za dovod snabde-vaju sa po jednom fazom trifazne struje.
Ad patentiraj9967,
e
—7h/
-S
<3