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Birkeland-Eyde-Verfahren




Das Birkeland-Eyde-Verfahren war eines der konkurrierenden industriellen Prozesse in der Anfangszeit der Stickstoffdüngemittel-Produktion und hatte vor der Einführung des Ostwald-Verfahrens eine gewisse Bedeutung bei der Gewinnung von Stickstoffmonoxid als Vorstufe bei der Salpetersäure-Herstellung. Der hohe Energieverbrauch von etwa 15MWh pro Tonne Salpetersäure bei diesem Prozess, in dem Luft (Stickstoff und Sauerstoff) durch eine Zone sehr hoher Temperatur - erzeugt durch einen elektrischen Lichtbogen - geleitet wird (so genannte Luftverbrennung), verhinderte jedoch die Konkurrenzfähigkeit im Vergleich zu anderen industriellen Verfahren.

Entwickelt wurde das Verfahren von dem norwegischen Wissenschaftler und Industriellen Kristian Berkleand und seinem Partner Sam Eyde um 1903.

Zentrale Vorrichtung hierbei war ein elektrischer Lichtbogen zwischen zwei koaxialen Elektroden und ein starkes Magnetfeld, die Temperaturen von über 3000 °C in einem beschränkten Bereich ermöglichte. Die durch diesen Bogen geblasene Luft wurde mit Ausbeuten bis zu 4 % zu Stickstoffmonoxid (NO) umgesetzt:

N2 + O2 → 2 NO.

Bei der Abkühlung des Reaktionsgases verbindet sich das Stickstoffmonoxid mit dem Luftsauerstoff zu Stickstoffdioxid:

2 NO + O2 → 2 NO2.

In Wasser eingeleitet erfolgt schießlich die Reaktion des Stickstoffdioxids zu Salpetersäure:

3 NO2 + H2O → 2 HNO3 + NO.

 

Quellen und weitere Informationen

[1] - Sam Eyde:
The Manufacture of Nitrates from the Atmosphere by the Electric Arc - Birkeland-Eyde Process.
In: Journal of the Royal Society of Arts, (1909).

 


Kategorie: Operationen in Labor und Technikum

Aktualisiert am 05. Dezember 2017.



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