DE55604C

DE55604C - Verfahren zur Gewinnung von Sauerstoff aus der atmosphärischen Luft

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Publication number: DE55604C
Application number: DENDAT55604D
Authority: DE
Original assignee: E. PEITZ in Berlin S., Brandenburgstr. 70
Anticipated expiration: 1910-04-09

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Λ/V

Das bisher zur fabrikmäfsigen Gewinnung des Luftsauerstoffs übliche Verfahren beruht bekanntlich auf der Eigenschaft des schwammförmigen Bariumoxyds in. rothglühendem Zustande, Sauerstoff aufzunehmen und denselben bei höherer Temperatur bezw. unter der Einwirkung eines theilweisen Vacuums zu entlassen.

Dieser in neuester Zeit von den Gebrüdern B r i η sehr vollkommen ausgebildete Procefs leidet jedoch an verschiedenen Mängeln, welche seiner Anwendung für die Grofsindustrie und seiner Verbreitung hindernd in den Weg treten. Die schwierige Darstellung des schwammförmigen Baryts, der verhältnifsmä'fsig hohe Preis desselben, seine aufserordentlich leicht eintretende Entwerthung durch Zusammensintern bei Anwendung zu hoher Temperaturen oder durch Bildung von kohlensaurem Baryt beim Undichtwerden der Retorten etc. bewirken, dafs für einen rationellen Betrieb äufserst sinnreich und verhältnifsmä'fsig complicirte Apparate erforderlich sind, und ist daher eine allgemeine Einführung dieses Processes kaum zu erwarten.

Das eine Verfahren hat diese Mängel nicht; dasselbe beruht auf folgenden Reactionen:

Wenn man ein Gemenge von Bleioxyd oder an Stelle dessen andere Bleiverbindungen, welche beim Erhitzen¹ an der Luft Bleioxyd geben, und alkalische Erden in glühendem Zustande mit Luft in Berührung bringt, so wird Sauerstoff absorbirt; es bildet sich Bleisuperoxyd (Pb O₂J bezw. bleisaures Salz (R, Pb OJ.

Dieser Vorgang ist bekannt, von Kafsner genauer studirt und durch das Patent No. 52459 geschützt.

Da die Temperatur, bei welcher das Calciumplumbat den gebundenen Luftsauerstoff wieder abgiebt, viel zu hoch liegt, um eine technische Verwerthung zum Zweck der directen Sauerstoffgewinnung zu ermöglichen, so war Kafsner gezwungen, für diesen Zweck zunächst das Bleisuperoxyd aus dem Plumbat abzuscheiden, um dann aus diesem event, den Sauerstoff erhalten zu können.

Die vorliegende Neuerung hat diesen Umweg nicht nöthig, sie beruht auf der Thatsache, dafs der Sauerstoff des Calciumplumbats und auch der anderen im Patent No. 52459 erwähnten Plumbate sehr leicht ausgetrieben wird, wenn man dieselben bei schwacher Glühhitze mit gasförmiger Kohlensäure behandelt.

Das Calciumorthoplumbat, wie es nach der Kafsner'sehen Vorschrift gewonnen wird, eignet sich für den gedachten Zweck am besten, da es die bei der Austreibung des Sauerstoffs aufgenommene Kohlensäure sehr leicht wieder bei stärkerem Glühen entläfst und aufserdem sehr billig herzustellen ist.

Zur Gewinnung des Sauerstoffs eignet sich demnach der folgende Weg: Das innige Gemisch von Bleioxyd und alkalischen Erden, z. B. Kalk, wird zunächst in einer Retorte im Luftstrom geglüht und dadurch Sauerstoff aufgenommen. Die Temperatur, bei welcher die Aufnahme am vollständigsten ist, liegt bei sehr heller Rothglut. Wenn man bei dieser Tem-

Claims

peratur Luft über das glühende Plumbat leitet, so wird derselben der Sauerstoff bei genügend langer Schicht vollständig entzogen und reiner Stickstoff entweicht.

Hat man statt der Oxyde die entsprechenden kohlensauren Verbindungen verwendet, so entweichen Stickstoff und Kohlensäure gleichzeitig.

Die Sauerstoffabsorption ist bei richtiger Glühwärme bald vollendet, sie vollzieht sich bei Anwendung des Kalkgemisches, z. B. nach der Gleichung:

2CaO+ PbO + O = Ca₂ Pb O₄.

Läfst man jetzt, nach Beendigung der Sauerstoffaufnahme, die Temperatur in der Retorte auf dunkle Roth glut sinken und leitet nun Kohlensäure über das gebildete Plumbat, so bemerkt man folgenden Vorgang:

Sobald die Kohlensäure eindringt, erhitzt sich der dem Einströmungsrohr der Kohlensäure zunächst liegende Theil des Plumbats infolge der eintretenden chemischen Reaction höher und man kann das Fortschreiten der CO₂ sehr scharf an dem allmäligen Vorrücken der helleren Glühzone beobachten.

Zugleich tritt am anderen Ende der Retorte Sauerstoff auf, welcher vollständig frei von Kohlensäure ist. Die Kohlensäure findet sich dem Sauerstoff erst in dem Augenblicke beigemischt, wenn die Reaction bis zum hinteren Theil der Retorte vorgeschritten ist und die Schicht des dort vorhandenen Gemisches nicht mehr genügt, um vollständige Absorption derselben zu ermöglichen. Es ist hier kein Zweifel, dafs man es im besagten Falle mit einer wahren chemischen Reaction zu thun hat, und dafs die Kohlensäure bei dunkler Rothglut das Calciumplumbat im Sinne der Gleichung :

Ca₂ Pb O₄ + 2 CO₂ = 2 Ca CO₃ + Pb O + O zerlegt.

Die am Schlufs der Operation auftretende Kohlensäure kann vom Sauerstoff sehr leicht durch die bekannten Absorptionsmittel getrennt werden, aber man unterbricht besser die Sauerstdffentwickelung in dem Augenblick, in welchem sich die Kohlensäure an dem der Einleitungsstelle derselben entgegengesetzten Theile neben dem Sauerstoff zu erkennen giebt.

Das in der Retorte nach Austreibung des Sauerstoffs verbleibende Gemisch von Carbonaten und Oxyden wird sofort wieder auf starke Rothglut gebracht und mit Luft oder zur beschleunigten Austreibung der Kohlensäure mit einem Gemenge von Luft und Wasserdampf behandelt.

Dadurch wird wieder die gleiche Reaction wie im Anfang herbeigeführt und kann nun der Procefs beliebig oft wiederholt werden.

Die Regeneration des nach Austreibung des Sauerstoffs in der Retorte zurückbleibenden Gemisches von Erdalkalicarbonaten und Bleioxyd (bezw. Bleicarbonaten) bietet auch den Vortheil, dafs es möglich wird, den gröfsten Theil der benöthigten Kohlensäure zurückzugewinnen und für den Procefs zu verwerthen.

Auch andere Metalloxyde, als Bleioxyde, lassen sich zur Gewinnung des'Sauerstoffs in der angegebenen Weise verwenden; z. B. sind die höheren Oxyde des Mangans, welche beim Glühen der niederen Oxydationsstufen dieses Metalls mit alkalischen Erden oder auf nassem Wege gebildet werden, gleichfalls durch die Kohlensäure zerlegbar, jedoch geht die Austreibung des Sauerstoffs nicht so leicht wie bei den Bleiverbindungen.

Patent-Ansρrüch:

Verfahren zur Gewinnung von Sauerstoff aus der atmosphärischen Luft, darin bestehend, dafs durch Glühen eines Gemisches von Bleioxyd mit alkalischen Erden (Patent No. 52459) oder eines Gemisches von Manganoxyden mit alkalischen Erden im Luftstrom Sauerstoff aus der Luft gebunden und sodann dieser Sauerstoff durch Ueberleitung eines Stromes gasförmiger Kohlensäure wieder ausgetrieben und aufgefangen wird.