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Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbid Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbid aus einem an Kohlenstoff reichen,
festen Brennstoff, beispielsweise Koks, und einem calciuinoxydhaltigen Material,
beispielsweise Kalk oder Kalkstein, in einem Ofen, in der Weise, daß die für die
endotherme Carbidbildung erforderliche hohe Temperatur und die benötigte Wärme durch
Verbrennung eines Teils des festen Brennstoffs tn;ttels eines sauerstoffhaltigen
Gebläsewindes erzeugt werden, während sich der restliche Teil des Brennstoffs an
der eigentlichen Carbidbildung beteiligt, wobei die bei der Verbrennung und Carbidbildung
ent-5tandenen Gase aus dem oberen Teil des Ofens, die gebildete Carbidschmelze aus
dessen unterem Teil abgeführt werden.
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Es war bisher üblich, den Brennstoff und den kalkhaltigen Zuschlag
entweder als Gemisch oder getrennt in den oberen Teil des Ofens einzubringen, wobei
das Beschickungsmaterial in Richtung auf die Feuerung zu i.m Gegenstrom zu den heißen
Verbrennungsgasen geführt wird. Nachteilig an diesem Verfahren ist jedoch, daß die
aufsteigenden, sehr heißen Verbrennungsgase eine Verdampfung der calciumhaltigen
Bestandteile bewirken; selbige sublimieren dann -n höherliegende, mithin kältere
Stellen der über der Feuerung vorhandenen Brennstoffschicht. wodurch Brückenbildung
und Verstopfung auftritt. Bei elektrischen Widerstandsöfen versucht man, das Leitendwerden
der Ofensohle und dadurch den Kurzschluß durch die Sohle zu verhindern, indem man
von oben und gleichzeitig zwischen den Elektroden der verschiedenen Pole den Ofen
durch den Boden beschickt, damit eine verhältnismäßig kalte Schicht des Beschickungsmaterials
auf der Ofensohle geschaffen wird.
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Um die Brückenbildung und das Verstopfen des Ofens durch sich in den
kälteren Ofenzonen absetzende sublimierende Bestandteile des Beschickungsinaterials
zu verhindern, wird erfindungsgemäß ein Ofen verwendet, der mit einer nach dem Unt:erschubprinzip
arbeitenden Vorrichtung ausgestattet ist, die an einer unterhalb der Ebene der Mündungen
der Windformen liegenden Stelle mündet und mittels dieser Vorrichtung wird das calciumoxydhaltige
Material in den Ofen eingeführt.
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Überraschenderweise wurde gefunden, daß - im Gegensatz zu dem bereits
bekannten Verfahren -Calciumcarbid mit gutem Erfolg hergestellt werden kann, wenn
man den kalkhaltigen Zuschlag, dem gegebenenfalls eine geringe Menge kohlenstoffhaltigen
Materials beigegeben sein kann, auf eine solche Weise in den Reaktionsraum einbringt,
daß dieser kalkhaltige Zuschlag und die von der Verbrennung herrührenden Gase nicht
miteinander in Berührung treten. Es wurden durch diese Maßnahme die obenerwähnten
Schwierigkeiten völlig beseitigt, und es ergab sich weiterhin, daß die durch die
Verbrennung in der Feuerzone erzeugte, durch Strahlung nach der Carbidbildungszone
transportierte Wärme quantitativ ausreicht, um eine schnelle, fast völlige Umsetzung
der zugesetzten kalkhaltigen Bestandteile in Calciumcarbid zu bewirken.
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Bekanntlich entstehen bei der bei verhältnismäßig hohen Temperaturen
stattfindenden Carbidbildung heiße Gase, deren Wärmeinhalt man mit Erfolg in der
Weise auswerten kann, daß man ihn zur Erzeugung brennbarer Gase verwendet. Zu diesem
Zweck kann man oberhalb der Feuerung des Generatorofens Dampf oder Kohlensäure einblasen,
um mit einem Teil der Koksbeschickung diesen Dampf in Wasserstoff und Kohlenmonoxyd
umzusetzen.
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Die Fig. 1 und 2 zeigen Längsschnitte von zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens geeigneten Vorrichtungen.
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Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 besitzt einen Ofenraum 1, der an seinem
Oberteil mit einer die Zufuhr von Brennstoff ermöglichenden Füllschleuse 1 a ausgestattet
ist. An seiner Unterseite ist er finit einer Vorrichtung 2 ausgestattet, die ermöglicht,
ihn nach dein Unterschubprinzip mit 1calkreichem Material zti beschicken. In der
Wand des Ofens sind Windformen 3 zum Einleiten eines sauerstoffreichen Gebläsewindes
kreisförmig angeordnet. Oberhalb dieser
Windformen ist - in geringem
Abstand von diesen -eine Reihe von in der Ofenwand ebenfalls kreisförmig angeordneten
Rohren 4 vorhanden, die das Einleiten eines endothermen Vergasungsmittels, beispielsweise
Dampf oder Kohlendioxyd, ermöglichen. Weiterhin sind vorhanden: ein Gasauslaß 5,
über den das erzeugte Gas entweichen kann und eine Abstichöffnung 6, durch die die
Carbidschmelze abgestochen werden kann.
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Die Speisung der Vorrichtung 2 mit dein kalkhaltigen Material erfolgt
über eine Leitung 8 aus einem Bunker 8a. Der Transport des über besagte Leitung
zugeleiteten -Materials zum Ofenraum erfolgt über eine weitere Leitung 7, die gegebenenfalls
finit Röhren 7a ausgestattet sein kann.
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Der eigentliche Unterschubmechanismus besteht ;in> einem hydraulischen
Aufdruckzylinder 9, (ler finit einem Kolben 10 verbunden ist, der im Zylinder 11
hin- und herbewegt wird. Der Zylinder ist um eine waagrechte Welle 12 schwenkbar,
sein oberes Ende trägt einen fest mit ihm verbundenen halli@crei@-förmigen Schieber
13.
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Mittels des hydraulisch betriebenen Kolbens 14 kann der Zylinder 11
hin- und herbewegt werden, und zwar derart, daß er in einer seiner äußersten Stellungen
an die Leitung 8 anschließt, wobei >ich der Kolben 10 gleichzeitig in seiner tiefsten
Stellung befindet und der Schieber 13 die Leitung 7 sperrt. Der Zylinder 10 füllt
sich dann mit dem kalkreichen Material, schwenkt anschließend zurück, und zwar so,
daß der Schieber 13 die Leitung 8 sperrt. Der Zylinder 11 schließt in diesem Falle
an die Leitung 7 an, worauf der Kolben 10 die Füllung aus dem Zylinder 11 in die
Leitung 7 drückt.
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Die Vorrichtung gemäß Fig.2 zeigt den Ofentyp der Fig. 1 allein, der
Ofen ist in diesem Falle mit einem andersartigen Unteirschubmechanismus ausgestattet.
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Der -Mechanismus besteht hier aus einem Gehäuse 11a, das um eine senkrechte
Welle zu rotieren vermag. In diesem Gehäuse sind zwei oder mehrere Zylinder 13a
angebracht. Dieses auf Kugeln gelagerte Gehäuse läßt sich durch Betätigung des Schneckengetriebes
17 ohne Mühe drehen.
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In jedem der Zylinder 13a- befindet sich ein mittels eines hydraulischen
Aufdruckzylinders 15 b auf- und abwärts bewegbarer Kolben 14a.
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Der hydraulische Aufdruckzylinder wird mit Öldruck betrieben, der
von einer in der Mitte des Gehäuses 11a angebrachten Ölpumpe 15a geliefert
wird.
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Der Unterschubmechanismus ist derart beschaffen, daß, sofern sich
der eine Zylinder 13a unterhalb des Bunkerraums 10u befindet, sich der ihm gegenüberliegende
Zylinder unterhalb des äußeren Endes 16 der Preßleitung 7 befindet.
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Der Unterschubmechanismus arbeitet wie folgt: Aus einem Bunker 8a.
wird der Bunker 10a über eine Schnecke 9a regelmäßig mit kalkreichem Material ,effillt.
Aus dem Bunker 10a tritt (las Material in den iiiit 13u bezeichneten Zylinder ein.
Der in die@ein 7vliiider 13a bewegbare Kolben 14a steht dann in ,einer tiefsten
Stellung: @tu> dein anderen Zvlinder. (ler ,ich iiitnniehr unter der Öffnung der
Leitung 7 be-
findet, hat der Kolben die Füllung bereits in die Leitung 7
hineingedrückt. Durch Drehung des Gehäuses wird anschließend der gefüllte Zylinder
unter die Öffnung der Leitung 7 und der leere Zylinder unter die Mündung des Bunkers
10u gesteilt, worauf der gefüllte Zylinder wieder entleert wird, der andere Z_@linder
.ich wieder füllt u.w.
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Uin zu verhüten. ciaß aus dein Ofen über die Leitun- i und üffnung
16 durch die Beschickungsvorrichtung Gase entweichen. ist das Gehäuse lla mit einem
Wasserverschluß 18 versehen.
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E. können dein kalkreichen Material zu dessen Vorerwärinung warme
Gase über die Röhre 7a zugeleitet werden. Ist das durch die Unterschubvorrichtung
dein Ofen zuzuführende Material mit Brennstoff untermischt, so kann die Vorerwärmung
in der Weise stattfinden, daß man den in dem betreffenden Material vorhandenen Brennstoff
finit Luft oder Sauerstoff, die bzw. den man über die Röhre 7a zutreten läßt, verbrennt.
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Um sich mit einem verhältnismäßig niedrigen Prefldruck ini Zuleitungsrohr
7 begnügen zu können. setzt man der Beschickung im Funker 8a ein Schmiermittel.
z. B. 1 bis 29/a Graphit, zu.