Nowe modele pieców elektrycznych

W ocenie Mościckiego wydajność próbnej fabryki w Vevey okazała się niezadowalająca, dlatego też dostrzegał konieczność podjęcia wysiłków w celu doskonalenia całego procesu technolo-gicznego. Najbardziej energochłonnym i jednocześnie generują-cym najwyższe straty urządzeniem był piec. Na tym elemencie instalacji skupiła się więc przede wszystkim uwaga konstrukto-ra. Rezultatem tych wysiłków był wynalazek pieca wyposażonego w układ wielu łuków elektrycznych. Próba techniczna tego pieca odbyła się we Fryburgu jesienią 1905 r.

Prototyp pieca z układem wielu łuków elektrycznych został wkrótce przez Mościckiego ulepszony tak, że zapewniał pracę ciąg-łą i prawie całkowicie zautomatyzowaną. Piec miał kształt izolo-wanej kolumny, przez którą od dołu ku górze przepływało ogrzane powietrze, ulegające w płomieniach łuków elektrycznych reakcji chemicznej, w której jako główny produkt tworzył się tlenek azo-tu. Tlenek azotu był u góry pieca odprowadzany do układu wież absorpcyjnych, gdzie ulegając rozpuszczeniu w wodzie przekształ-cał się w kwas azotowy.

Z najnowszych wówczas publikacji niemieckiego fizyka i che-mika (laureata Nagrody Nobla) Waltera Nernsta, a także innych uczonych badających stany równowagi reakcji chemicznych

wyni-VI. Sukces metody Mościckiego

kało, że w układzie, w którym występuje azot, tlen i tlenek azotu, koncentracja tego ostatniego wzrasta wraz ze wzrostem temperatu-ry. Innymi słowy wysoka temperatura powinna sprzyjać tworzeniu się dużych ilości tlenku azotu, natomiast obniżając temperaturę do około 1000°C należało się spodziewać reakcji odwrotnej, czyli roz-kładu tlenku azotu z powrotem na tlen i azot. W jeszcze niższych zakresach temperatury rozpad tlenku azotu zachodził bardzo wol-no i z przemysłowego punktu widzenia był do pominięcia.

Te nowe odkrycia, a także doniesienia o wyższej rzekomo wy-dajności, uzyskiwanej w produkcji kwasu azotowego przez nor-weskich badaczy, zmobilizowały Mościckiego do poszukiwania lepszych rozwiązań. Najpierw poprawił efektywność łuku elek-trycznego umieszczając w piecu palnik gazowy tak, że jego pło-mień znajdował się w przestrzeni między elektrodami. Wywołane płomieniem zjawisko jonizacji nieco poprawiło wydajność synte-zy. Rozwiązanie to zostało opatentowane w Szwajcarii (nr patentu 33 694).

Następnym wynalazkiem Ignacego Mościckiego był wirują-cy łuk elektryczny. Istotą pomysłu było potraktowanie łuku jako przewodnika, przez który płynie prąd zmienny i umieszczenie go w polu magnetycznym o liniach sił przebiegających prostopadle do kierunku łuku. Elektrody generujące wyładowanie w łuku były za-silane prądem zmiennym o napięciu rzędu 4,5 kV i częstotliwości około 60 Hz. W tych warunkach łuk wprawiony został w szybki ruch obrotowy, dający efekt wirującego płomienia. Zapewniało to wysoką i równomierną temperaturę we wnętrzu pieca.

Prototyp pieca elektrycznego z wirującym płomieniem skon-struował Mościcki w 1906 r. W odróżnieniu od poprzednich mo-deli zastosował elektrody w postaci dwóch miedzianych cylindrów, umieszczonych koncentrycznie jeden w drugim. Elektrody te pra-cowały w sposób zadowalający już przy napięciu około 3 kV. Spe-cjalny układ elektrycznego zasilania, złożony z kondensatorów, ce-wek i transformatora pozwalał na zachowanie ciągłości pracy oraz włączanie go i wyłączanie w dowolnej chwili. Układ ten uzyskał patent niemiecki nr 184 506.

Piecem z wirującym płomieniem zainteresowało się jedno z an-gielskich konsorcjów, skutkiem czego do Fryburga przybyła grupa ekspertów z Williamem Crookesem na czele. Sławny, sędziwy już Crookes podjął tę podróż wiedziony ciekawością zobaczenia silnych wyładowań elektrycznych w polu magnetycznym. W związku z tą wizytą Mościcki odnotował w Autobiografii: „Piec przygotowa-ny do ekspertyzy, z wirującym z zawrotną szybkością płomieniem elektrycznym, dawał możność obserwacji tego pięknego zjawiska z zewnątrz. Toteż Crookes, po ujrzeniu tarczy płomienia elektrycz-nego pospiesznie wyjął z kieszeni mały spektroskop i obserwował przez dłuższą chwilę płomień”.

Wyniki ekspertyzy były znakomite. Zostały opublikowane, wraz z opisem technicznym pieca i innych towarzyszących urzą-dzeń, w specjalistycznych czasopismach europejskich, co wydatnie przyczyniło się do wzrostu popularności metody Mościckiego. Na prośbę Crookesa Mościcki przygotował sprawozdanie ze wszyst-kich swoich prac, wiążących się z wytwarzaniem kwasu azotowego i wysłał mu je do Londynu. To sprawozdanie stało się także pod-stawą kilku ogłoszonych przez Mościckiego publikacji, które uka-zały się w języku niemieckim, francuskim i polskim. Dla Société de l’Acide Nitrique wszystko to stanowiło poważną reklamę.

Późniejszy uczeń i biograf Mościckiego – Ludwik Wasilewski – pisał, że źródłem rozgłosu stało się także inne wydarzenie, o którym próżno szukać wzmianki w drukowanych wersjach Autobiografii.

Tym wydarzeniem był proces o plagiat, wytoczony Mościckiemu w 1908 r. w szwajcarskim sądzie patentowym. Proces, z natu-ry rzeczy, wzbudził duże zainteresowanie środowisk naukowych i technicznych. Dla udowodnienia nowatorstwa i oryginalności swoich rozwiązań teoretycznych i praktycznych Mościcki wystąpił z obszernym wykładem, ilustrowanym licznymi i jak zwykle efek-townymi w jego wykonaniu doświadczeniami. Rzecz cała zakoń-czyła się w pełni zasłużonym tryumfem Mościckiego.

Pokonawszy emocjonujące komplikacje patentowe Mościcki wciąż pracował nad ulepszeniem pieca, ponieważ zużycie energii w stosunku do uzyskiwanych ilości kwasu azotowego w dalszym

VI. Sukces metody Mościckiego

ciągu wydawało mu się zbyt wielkie. Wysiłki te zaowocowały dwo-ma kolejnymi patentami: szwajcarskim (nr 35 840) i francuskim (nr 380 614). Patent szwajcarski dotyczył chłodzenia elektrody wewnętrznej i zmniejszenia rozmiarów elementów elektrycznych, francuski zaś wskazywał nowy sposób szybkiego oziębiania gazów wychodzących i zapobiegania nadmiernemu wzrostowi tempera-tury na elektrodach. Obydwa te patenty zostały niezwłocznie za-kupione i wdrożone do przemysłu w Szwajcarii.