KRALJEVINA SRBA, HRVATA I SLOVENACA
UPRAVA ZA ZAŠTITU KLASA 12 (3)
INDUSTRIJSKE SVOJINE
IZDAN 15. FEBRUARA 192S.
PATENTNI SPIS BROJ 2518.
Frans Georg Liljenroth, inžinjer, Stoksund, Švedska
Postupak za proizvodnju vodonika i fosforne kiseline Prijava od 22. juna 1923.	Važi od 1. decembra 1923.
Pravo prvenstva od 28. avgusta 1922. (Švedska).
Kako j« Poznalo, dade se fosforna kiselina proizvesti redukcijom sirovog fosfata s ugljenom u nazočnosti siliciske kiseline, n. pr. u električnoj peći. Pri tom reagira trikalcijum fosfat sirovog fosfata s ugljenom i siliciskom kiselinom stvarajući fosfor, ugljenoksid i kal-cijum silikat Prema jednačini (CO)« P2O.'.
3 SiCL 5 C 3 CaCMiCh P2 f 5 CO.
Kalcijum silikat stvara praktično bezvrijed nu zguru, koja se vadi iz peći Mješavina plina, koja izlazi iz peći, a koja se sastoji u glavnom iz fosfora i ugljenokslda, dosele se je kod svih Poznatih ili rabljenih načina Postupka za termičku proizvodnju fosforne kiseline spaljivala sa slobodnim zračnim kiseo • nikom u fosfornu kiselinu i ugljendioksid, pri čem se je k mešavini plinova uvijek priva djalo barem toliko zraka, koliko je potrebno za potpuno izgaranje fosfora i ugljenoksida. Toplina, koja se je kod ovog izgaranja razvijala upotrebljavala se u prilikama za prigri-javanje napuna Peći.
Ali nije moguće da se tim načinom iskoristi više, nego razmjerno maleni dio izgarne topline fosfora u uglenoksiđa, jer bi potpuno njeno iskorišćenje ugrijalo napun daleko iznad praktične granice, koja je odredjena po izdržljivosti punjenja redukcione i prigrijne
prči-
Svrha je ovog pronalaska, da izgarnu energiju fosfora drugim, probitačnijim načinom i potpuno iskoristimo. Prema pronalasku dova-dja se fosfor na leakciju s vodom odn. parom u takovim prilikama, da se vodonik od
vode oslobodi i dobiva kao vrijedan nusp o-izvod, dok se fosfor po kisiku od vođe oksidira Jia anhidrid fosforne kiseline, koji se onda poznatim načinom uz dodavanje daljnje količine vode pretvara u fosfor u ki elinu. Toplina, koja se razvija pri oksidaciji fosfora na anhidrid fosforne kiseline iskorišćuje se prema tomu u smislu pronalaska za rastav-Jjanje hemiske veze izmedju kiseonika i vodonika u vodi Reakcija se lako obavlja s prigrijanom vodenom parom kod temperature od 1000' C, akoprem se može uzeti i viga ili niža temperatura
Proizvedeni se vodonik daje poznatim načinom upotrebiti za proizvodnju amonijaka neposrednim spojem s dušikom. Prema tome za sintetsku proizvodnju amonijaka, ako se radi istodobno prema pronalasku, nije po‘re ban velik i skuPocen narcđjaj za proizvo'nju vodonika Nijesu takodje potrebne ni v-like količine električne energije ili ugljena, koje su inače Potrebne kod takovog naredjaja. Iz vodonika proizvadjani amonijak dade se do potrebe sa istodob io proizvedenom fosfornom kiselinom spojiti za stvaranje amonijum fos fata-
Nije potrebno, da se za pretvorbu fosfora u anhidrid fosforne kiseline upotrebljava isključivo voda, nego pronalazak uključuje i slučaj, da se jedan dio kiseonika Potrebnog za oksidaciju fosfora privadja kao zračni ki-seonik. U tom se slučaju može ili unaprijed pomešati vodena para i zrak u željenom razmjeru prije, nego što sc privadjaju fosforu
Min 1S.
ili se može privadjati najpr'je voda odu. vodena para, pa onda zrak ili obratno. Slobodni kiseonik u svakom slučaju smije da odgovara samo razmjerno malenom dijelu celokupne količine fosfora i shodno je, da ga bude samo toliko, koliko je potrebno za podržavanje reakcije izmedju fosfora i vode uz izdvajanje vodonika.
Pronalazak je odredjen u prvom redu za uporabu u vezi s redukcijom materijala, koji sadrži fosfata, s ugljenom, pri čem se dobije fosfor u plinovitom stanju, pomiješan suglje-noksidom. U takovem se slučaju može i ugljen c ksid upotrebiti za proizvodnju vodonika pre-Ivorbom pomoću vodene pare, a poznatim načinom. U stanovitim slučajevima mož* da bude probitačno, da se mješavina plinova najprije razluči u njene sastavine, fosfor i ugljen oksid. Pa da se onda fosfor s vodom s malenim dotekom zračnog kiseonika ili bez takovoga uz odvajanje vodonika oksidira dok se uljenoksid sa zračnim kiseonikom uz isko-rišćenje pri tom nastale izgarne topline, izga'a za prigrijavanje napuna, za proizvodnju pare i t. d.
Na nacrtu prikazana su šematično na fig. 1 — 3 tri razna naredjaja za izradbu pronalaska.
Na fig. 1 je A električna peć za redukciju sirovog fosfata pomoču ugljena u nazočnosti siliciske kiseline, koja je providjena s elektrodama B otvorom za zguru C. spravom za ubacivanje D i odvodom za plin K, kroz koji u peći razvij na n jišavua plina, koja f-e u g'nvnom sastoji iz fosfora i ugljeiioksida, biva odvodjena u izgarnu komoru F, koja do potrebe imade prikladni ispun ili prikladni ka-taliza'or n pr. od šamota, bauksita, željeznog oksida i t. d i u koju se može privadjati i vodena para sa ili bez neznatnog dometka zra a kroz cijav f-
U komori F produžava se tako visoka tem peratura, da reagira samo fosfor, a ne i uglj n-oksid, sa kiseonikom vode uz razvijanje slobodnog vodonika Shodno će se dakle kod F dodavati samo toliko vode ođn. vodene pare, koliko je potrebno sa oksidaciju fosfora. Re-zultirajuća mješavina plinova, koja se u glav nom sastoji od anbidrida fosforne kiseline, ugljeiioksida i vodonika, uvadja se onda u hladnik G i sistem za separiranje H, gdje se anhidrid fosforne kiseline pozn«tim načinom, n. pr. električnim obaranjem ili npsorcijom u 'odi uz stvaranje fosforne kiseline izlučuje.
Preostala mješavina plina, koja se sastoji u glavnom od uglenoksida i vodoniki. pomje ša se primjerenom količinom vodene pare koja se privadja kroz cijevi i, pa se onda u aparatu za izmjenu topline i ugrije do primjeren# temperature, a nakon toga kroz ka-
talizator udvaja u komoru J. Pri tom se ugije i-oskid asljeđ kiseonika iz vodene pare o'cG-dira u ugljendioksid, dok se vodonik iz vode oslobadja Rezultirajuća se mješavini pli i» isisava kroz ventilator m i očisti od ugljen-dioksida i t d, pa je onda gotova za upo-irebu. Mjesto da se cijela mješavina plina, koj' dolazi >z sistema za separ ranjeH od o di kroz aparat za izmjenu topline u komoru J. može ^e jedan dio odvoditi kod h i ovaj dio upotr jebiti za proizvodnju pite ili za druge svrhe.
Na fig, 2 znači A takodje električnu peć za redukciju sirovoga fosfata, koja je providjena s elektrodama B, otpuštačem za zguru C, spravom za napunjanje D i odvodom za plin E. Od potonjaga ide u peči za izradbe nastala mješavina plina u kondenzator K, u kojemu se iskondenzira fosfor Plin, koji se ne da kondenzirati i koji se u glavnom Sastoji iz ugljenoksida, izlazi iz kondenzatora kod h i može se onda iskoristiti shodnim načinom n. pr. za proizvodnju vodonika pretvorbom pomoću vodene pare, za proizvodnju pare i t. d
Iz kondenzatora K vodi se iskondenzirani fosfor kroz cijev kl u izgarnu komoru L. U ovu se komoru, koja može da bude providjena prikladnim materijalom za ispuuanje ili katalizatorom, upušta vodena para i neznatna količina zraka kroz vod 1. Tim, da se količine zraka i pare primjerno odmjere, postizava se u izgarnoj komori takova temperatura, da se fosfor, iza kako se je rasplinio, pretvara u anhidrid fosforne kiseline, dok se odgovarajuća količina vodonika oslobadja. Rezultirajuća mješavina plina uvadja se onda u hladnik C i sistem za seperiranje H, gde se fosforna kiselina kondenzira i poznatim načinom izlučuje. Rezultirajuća mješavina plina koja se sastoji u glavnom od vodonika s neznat nim količinama dušika n pr. u rasmjeri 3:1, odsisava se pomoću ventilatora m, pa je iza čišćenja gotova za upotrebu, n pr. proizvod ■ nju amoniaka.
Na fig. 3 prikazana je u A električna peć za redukciju sirovog fosfata, koja je providjena s elektrodama B, otpuštačem za zguru C i odvodom sa plin E. Od odvoda za plin polazi mješavina plina, koja dolazi iz peći kroz hladnik ili parni kotao F i ventilator R u kondenzator K, u kojem se fosfor izkondenzira Plin, koji se neda kondenzirati, a sastoji se u glavnom iz ugljenoksida, odvodi se kroz cijev k u izgarnu klijetku F, gdje se izgara sa zrakom, koji se privadja kroz ventilator S
Pri izgaranju razvijena toplina iskorišćuje se za prigrijavanje napuna, pa stoga izgarna komora u ovom slučaju služi i kao prlgrijać
U dovođjeuie napuna u redukcionu peć izveden je prigrijač kao okretljiva peć, u čiji se gornji dio napun privadja kod D Tzgarne plinove isisava is okretljive peči ventilator T. Isparnom izmjerom ventilatora R, S i T, dade se proizvesti slabo strujanje plin i kroz cijev p u smjeru prema dolje. Tim se postizava, da cjelokupna količina fosfora odlazi kod K. da se u K kondenzira n da u predgrijač ne ulazi fosforni plin već isključivo ugljenuksid
Iz kondenzatora K odvodi se izkondenzira ni fosfor kroz cijev ki u izgarnu komoru L. U ovu se komoru, koja može da bude prikladnim materijalom za ispunjenje ili kalali zatorom. uvadja kroz vod I i vodene pare i neznatna keličina /raka. Odgovarajućom izmje rom količine zraka i pare postizava se u iz garnoj komori takova temperatura, da se fosfor, iza kako je rasplinjen, dijelom sa kiseo nikom iz zraka i dijelom s kiseonikom iz vodene pare uz razvijanje vodonika pretvara u anhidrid fosforne kiseline. Rezultirajuća mje Savina plina uvadja se onda u hladnik G i sistem za separiranjn H, gde se anhidrid fosforne kiseline rožnatim načinom, n. pr ap' sorcijom u vodi izkondenzira i izluči Preostala, nekondenzirana megavina plina koja je u glavnom pomiješana iz vodonika s neznatnom količinom dušika n pr. u razmjeri 3 1, odsisava se pomoću ventilatora m, te je nakon čišćenja gotova za upotrebu.
PATENTNI ZAHTEVI:
1.) Postupak za proizvodnju vodonika i fo*" fornu kisel ne, naznačen tim, što se elementarni fosfor dovadja s vodom odn. vodenom parom < d reakci je kod takve temperature, da se oslobadja vodonik, a fosfor po kiseoniku iz vede oksidira.
2	) Postupak prema zal.tevu 1, naznačen tim, što elementarni fosfor s vodom odn. vodenom parom i odredjenom količinom zraka odn slobodnog kiseonika pretvara kod takove temperature, da se fosfor dijelom po slobodnom kiseoniku i djelom po kiseoniku iz vode uz stvaranje vodonika 'pretvara.
3	) Postupak proma zahtjevu 1 i 2, naznačen tim, što se kod oksidacije fosfora nastali anhidrid fosforne kiseline izlučuje iz mješavine plina električnim obaranjem ili apsorpcijom u vodi.
4) Postupak prema zahtjevu 1 u vezi s redukcijom materijala, koji sadrži fosfora pomoću ugljena, naznačen tim, što se kod redukcije dobivena mješavina plina, koja se u glavnom sastoji is fosfora u obliku plina i ugljen .ksida, kod takove t mperature svođeno n parom uz neznatni dometak zraka odn. slobodnog kiseonika ili bez takovog dovadja do reakcije tako da u elavnom oksidira fosfor, dok vodonik iz vode oslobadja.
5.) Postupak prema zahtjevu 1) u vezi s redukcijom mater jala, koji sadrži fosfata pomoću ugljena, naznačen tim, što se kod redukcije dobivena mješavina plina rastavlja u njene sastavine, fosfor i ugljenoksid, iza čega se fosfor s vodenom parom uz ne nat-ni dometak zraka odn. slobodnog ki eonika ili bez takovog dovadja do reakcije pod takovim prilikama da se vodonik is vode oslobodi, dok se fostor oksidira.
6) Postupak prema zahtjevu 4 ili 5, naznačen tim, što se iza oksidacije ili izlučenja fosfora zaostali ugljenoks d izgara sa zrakom ili slobodnim kiseon kom i da se pri tom razvijena toplina iskorišćuje za prigrijavanje napuna.


■	•'	'	-.r. •.	'	’	.
■
■
■
• :



’ .
- -j
c •
*
• - ’ ■

..

■ - -
r



'



.








■
;
‘
;
i
' ' !
, ' •
d c/poten * Ar*o/^S/S.
n3- '■
J)	^