CH196643A - Verfahren zur ununterbrochenen Herstellung von gekörntem Kalkstickstoff. - Google Patents

Description

  Verfahren zur ununterbrochenen Herstellung von gekörntem     Nalkstickstof.            Industriell    wird Kalkstickstoff auf perio  dische     Weisse    so hergestellt, dass man in       Behältern        befindliches    fein     gemahlenes:    Cal  ciumkarbi.d nach vorhergehender, von     innen     oder aussen erfolgter Zündung durch Über  leiten von Stickstoff     reagieren,    lässt.

   Da     die          Wärmeentwicklungdieser        egothermen        Reak-          tion    sehr gross ist, setzt     sie    sich heftig und  von     aussen,    nicht     beednflussbar    durch die  ganze Masse fort, welche sich dadurch auf       eine        derartig    hohe Temperatur erhitzt, dass  sie     vollständig        zusammensintert.     



  Die periodisch anfallenden     harten    Blöcke  erfordern sehr viel     Zerkleinerungsarbeit.        Für          Düngmittelzwecke        entsteht    bei     weitgehender     V     ermahlung    ein stark     stäubendes    und da  durch ätzendes     Produkt.    Soll ein Produkt  mit diesen     Eigenschaften    vermieden werden,  so müssen die Blöcke umständlich zerkleinert  und     muss        durch    Sichtung auf .einen gröberen  Kalkstickstoff hingearbeitet werden, wobei  sich aber nicht vermeiden lässt,

       dass    ein  grösserer Teil des     Materials    als Staub anfällt.    Der andere Weg, das Staubprodukt  durch     irgendwelühe        Mittel    in eine     teigige     Form zu     bringen:        und    dann zu perlen, hat  den     bekannten        Nachteil,        dass    sich dabei ein       gewisser    Prozentsatz     des        Cyanamids    in an  dere     unerwünschte        Körper    umwandelt.  



  Alle     bisherigen        Versuche,        gärbid    auf  kontinuierlichem Wege; zu     azotieren,    schei  terten     immer    .daran, trotz Bewegung des       Reaktionsgutes    den     Azotierungsprozess,    so  beeinflussen zu     können.,    dass ein     Zusammen-          kleben:        verhindert    wird.

   Das einzige     bisher     bekannte     Verfahren,,        Karbid    zu     azotieren     und das     Zusammenkleben    zu vermeiden, be  ruht     auf,der        gleichzeitigen        Anwendung    von  ,drei Massnahmen, nämlich der     Verwendung     von gekörntem Karbid in     Verbindung    mit       dauernder    Bewegung desselben, und     in    Ver  bindung mit     Regelung    der Temperatur, so  wohl durch äussere Heizung oder Kühlung,

    als .durch     richtige    Dosierung der zugeführ  ten     Stickstoffmengen.     



  Die     Form        des        Karbides    als     Körner,    d. h,           bestimmte        Siebfraktionen.        erinöglielit    es. die       Rea,htion    bei einer sehr niedrigen Tempe  ratur von     et.,#va   <B>789</B> " einzuleiten. um sie dann  im Verlaufe     einer    längeren Zeit,     beispiels-          weise    ?d Stunden,     allmä.hlieh    so zu steigern.

    bis die Temperatur     eine    Höhe erreicht. bei  der die     Azotier-iing    zu Ende geführt     werden     kann. Die     Verminderung    der     reagierenden          Oberfläche    durch die Körnung allein genügt  aber nicht.

   um den Prozess in der     gewiiilscli-          ten        Weise    in der Hand zu     behalten.        sondern     man muss     noch    gleichzeitig die     Anwendung     der jeweils     rie.htigen,        Stickstoffmengen,    so  wie äussere Kühlung oder Heizung damit.  verbinden, um die bei der     Azotierung    ent  stehenden     @\'ärmetöilungen    so regulieren zu  können. dass ein Zusammenkleben der     Masse     vermieden wird.  



       Grundbedingung    ist also die allmähliche       Steigerung    der Reaktion und damit der  Temperatur, die bei der kontinuierlichen       Ausführungsform    des genannten Verfahrens  dadurch erfüllt wird, dass die an einer Seite  in den     Reaktionsraum    einkommenden     Kar-          bidhörner    innerhalb des genannten Zeit  raumes sämtliche durch die bekannten Mass  nahmen gesteuerten Temperaturstufen     78(I     bis<B>1050'</B> durchlaufen müssen.  



  Wegen der geschilderten Funktion der  Körnung ist es nicht möglich. dem     Aus-          gangsmaterial    wesentliche Mengen gepulver  ten Karbids beizumischen. Da die     hei        der     technischen     Zerkleinerung    von Karbid auch  unter     Anwendung    komplizierter Maschinen       anfallenden        Staubmengen    kaum unter     31I     Anteil am Gesamtkarbid     zii    liegen kommen,  so ist bei diesem Prozess neben der Schwierig  keit der Einhaltung der jeweils richtigen  Bedingungen,

   die zur langsamen     Azotierwig          notwendig    sind, auch noch ungefähr die       Hälfte    an     Karbidstaub,    die bei der     Zer-          kleinerung    von     Ka.rbidblöcken    anfällt, vor  der     Verwendung    des Ausgangsmaterials ab  zusieben.  



  Das .den     Gegenstand    vorliegender Erfin  dung bildende Verfahren zur ununterbroche  nen Herstellung von     gekörntem        Na-lkstick-          stoff    durch     Azotiei-tine    von     Calciumkarbid            verinei.dv    t die obigen Nachteile.

   Es ist da  durch     gekennzeichnet,    dass einem im ge  schlossenen     Kreislauf    geführten, auf     gleieh-          mässige    Reaktionstemperatur erhitzten, stän  dig bewegten     Kalkstickstoffstrom    dauernd  und     gleichmässig    an mehreren Stellen     Ca.l-          ciurnkarbid    in solcher Menge zugeführt wird.

    dass in dem entstandenen     Geiniseli    auf 1 Teil  Karbid mindestens     -1    Teile Kalkstickstoff       kommen.    wodurch das Zusammenkleben ver  hindert und ein loses.     sandförmiges        Produkt     erhalten wird.  



       Gewüns,chtenfalls    kann man auch unter  Zusatz     bekannter        Katalysatoren    arbeiten.       Bei    dem     erfiildungsgemässen    Verfahren  wird also von einer in Bewegung befind  lichen, nur aus     Kalkstickstoff        bestehenden          Masse        ausgegangen,    die sich aber     ausserdem          stromartig        weiter älzt.        Dieser        Strom    ist so  geführt.

   dass er ringartig in sich     selbst    zu  rückkommt und damit einen geschlossenen       Kreislauf    darstellt.  



  Dieses     ;ins        Kalkstickstoff    bestehende     Sy-          stem    ist     nein        gleichmässig    auf eine für     Kar-          bidazotie.rung    nötige Temperatur erhitzt,  also eine     Temperatur,    die im Bereiche von  <B>800-1100'</B> liegen kann, praktisch aber  meist     über        111(R0      liegen     wird,

      da bei     niedri-          len        '1\emper < aturen    der Unisatz von     Karbid     zu Kalkstickstoff zeitlich so gering ist.     dass     er praktisch nicht- in Frage kommt.  



  Die     @e@i#cburlg    des heissen     Kalkstickstoff-          stromes    kann in     rotierenden        Rea.I@tionsge-          fässen        (beispielsweise    Trommeln) und der       Kreislauf    durch Zusammenschaltung der  Reaktionsgefässe erzielt     werden.     



  Das     Aneinanderha.ften    der     Karbidteil-          chen    bei der     Azotierung        wird        bei    dem     Ver-          fahren    der Erfindung dadurch vermieden,  dass man an keiner     Stelle    des     Kalkstickstoff-          kreislaufes    eine so hohe Konzentration an       Karbid        eintreten    lässt, dass diese bei der herr  schenden     Reaktionstemperatur    ein     Zusam-          menkleben    ergäbe.

   Es wird also das Ver  dünnungsprinzip angewandt.  



       Azotierungsversuche    von     Kalkstickstoff-          Karbidmischungen    ergaben, dass das     Zusam-          menkleben    dann vollkommen unterbleibt,      wenn der Anteil     des    Kalkstickstoffes in sol  chen     Gemischen    an<B>80%</B> herankommt, und  dass dann :die     Karbidbesch.affenheit    in bezug  auf Mahlfeinheit keine Rolle mehr spielt.  Diese     Tatsache    ist aber die Grundlage der       beschriebenen        Erfindung.     



  Man stellt sich :ein Kreislaufsystem von  gleichmässig heissem Kalkstickstoff her, gibt  so viel Karbid an mehreren Stellen gleich  zeitig und gleichmässig zu,     :dass    :dessen Reak  tionswärme die     Wärmeverluste    des Systems  deckt und die Konzentration an Karbid 20%  nicht überschreitet, wobei sich in Verbin  dung mit der Bewegung des     Kalkstickstoff-          stromes        eine    überall gleichartig vorhandene  Verdünnung     ergibt.     



  Da die Temperatur durch das reagierende  Karbid aufrechterhalten: und überall gleich  mässig bleiben soll, muss die     Isolation    der       Reaktions,gefäss.e    entsprechend gewählt wer  den.  



  Es geht also aus obigem hervor,     dass,        das     in das Kreislaufsystem     eingeführte    Karbid  unmittelbar einer sehr hohen Reaktions  temperatur ausgesetzt wird, dass auf eine  allmähliche Einleitung :der     Reaktion    oder  auf :eine Beeinflussung der     Reaktion    durch  bekannte Hilfsmittel kein Wert gelegt wird,  da der     dauernd    in grosser Menge vorhandene  Kalkstickstoff das     Zusammenkleben    verhin  dert, indem er sich     zwischen    die reagieren  den     Karbidteilchen    legt.  



  Durch das     Führen.    eines     konstanten    Stro  mes erhitzten Kalkstickstoffes im Kreislauf  wird     unwirtschaftlicher    Leerlauf vermieden,  ständiges Erhitzen des Verdünnungsgutes ist       hinfällig    und der gesamte Wärmehaushalt  wird nur von der Reaktionswärme des Kar  bids     bestritten.     



  Man hat es bei diesem     Prozess    in :der  Hand, bei sehr hoher     Reaktionsausbeute    sol  ches Karbid zu     azotieren,    das sowohl weit  2;ehend, als auch dem späteren Verwendungs  zweck des Kalkstickstoffes entsprechend zer  kleinert sein kann. Massgebend für die     Form,     also für .die     Mahlfeinheit    des zu verwenden  den Karbids, ist allein der Wunsch, in wel  cher Beschaffenheit :der     fertige    Kalkstick-         stoff    vorliegen soll. So wird man, um sehr       feinkörnigen        Kalkstickstoff    zu erhalten, ein  feiner gemahlenes Karbid als Ausgangs  materia1 verwenden.

   Will man ein an sich  gröberes Endprodukt. so braucht das     Aus-          gangsmateria1    nicht so weitgehend     zerklei-          nert    zu sein.  



  Bei der Verwendung     eines    durchschnitt  lich feineren     Materials    als     Ausgangskarbid     arbeitet man zweckmässig mit einer andern       Temperatur    des     Gesamtkreislaufes,    als wenn  gröberes     Material    verwendet werden soll. Im  ersten Fall kann die Temperatur weit       niedriger    gewählt werden, da die     Reaktions-          geschwindigkeit    mit der Oberfläche gleich  läuft.  



       Ebenso    ist die     Literzahl    des Karbids in  sofern zu     berücksichtigen,    als     immer    nur so  viel Karbid verschiedener Literzahl zuge  geben werden darf,     dass:    gleiche Wärmemen  gen in der     Zeiteinheit        entstehen.     



  Das     Ingangbringen    des     Prozesses        ge-          sehielit    zweckmässig mit im     Kreislauf    be  findlichen     inerten    Stoffen,     wie    Kohle, Kalk  usw., die auf     Reaktionstemperatur    erhitzt  und allmählich durch     ,den        entstehenden          Kalkstickstoff    verdrängt werden.

   Der fer  tige     Kalkstickstoff    kann ständig durch einen  Überlauf     entfernt    werden, an welcher .Stelle  gleichzeitig :die Zufuhr des zum Umsatz  nötigen     Stickstoffgases    stattfinden kann.  



  Der Erfolg des     Verfahrens    ist also be  dingt durch die     ;gleichzeitige    Anwendung  1.     des        Verdünnungsprinzipes    in der an  gegebenen     Mindestgrenze    von<B>80%</B>     Kalk-          stickstoff,     2. der Durchführung der     Azotierung    in  einem dauernd     bewegten    und     gleichzeitig    im       Kreislauf    geführten     Kalkstickstoffstrom,     3. der gleichmässigen     Verteilung    des Kar  bids,     :

  d.    h. der     Zufuhr    an mehreren Stellen  des Kreislaufes..  



       Die        Verdünnung        mit   <B>80,%</B> Kalkstick  stoff ergibt die Möglichkeit, ohne jede äussere  Beeinflussung der     Reaktion    Karbid jeglicher       Mahlfeinheit    zu     azotieren    und das     Zusam-          menbacken    des Reaktionsgutes zu     verhin-          dern.       
EMI0004.0001     
  
    Die <SEP> Durchfühiltn- <SEP> der <SEP> Azotierung <SEP> in
<tb>  einem <SEP> Kreislauf <SEP> bedingt <SEP> st,ündiges <SEP> @or@an  densein <SEP> heissen <SEP> Verdütitiungsbtite> <SEP> mid <SEP> damit
<tb>  eine <SEP> kontinuierliche <SEP> wirtschaftliche <SEP> Arbeits  weise.

   <SEP> Durch <SEP> die <SEP> dauernde <SEP> Bewegung <SEP> des
<tb>  Kreislaufes <SEP> wird <SEP> aber <SEP> ständig <SEP> innige <SEP> Bertib  rung <SEP> mit <SEP> dem <SEP> Stickstoffgas <SEP> ermöglicht.
<tb>  



  Die. <SEP> gleichmässige <SEP> Verteilung <SEP> des <SEP> Karbids
<tb>  ergibt <SEP> gleichmässige <SEP> Verdünnung, <SEP> gleich  mässigen <SEP> Umsatz <SEP> und <SEP> damit <SEP> gleichmässige
<tb>  Temperatur.
<tb>  



  Bei <SEP> Anwendung <SEP> von <SEP> nur <SEP> einer <SEP> oder <SEP> aueli
<tb>  von <SEP> zwei <SEP> der <SEP> Massnahmen, <SEP> ohne <SEP> heacht.ung
<tb>  der <SEP> dritten, <SEP> ist <SEP> es <SEP> deshalb <SEP> nicht <SEP> niii-l.ich. <SEP> die
<tb>  bestellte <SEP> Aufgabe <SEP> zu <SEP> lösen.
<tb>  



  Unter <SEP> vollständiger <SEP> Verwertung <SEP> des <SEP> Aus  gangsmaterials <SEP> erhält <SEP> man <SEP> ein <SEP> sandiges <SEP> bis     
EMI0004.0002     
  
    grie-sförmibts <SEP> Produkt. <SEP> von <SEP> -rauer <SEP> bis <SEP> schwar  zer <SEP> Farbe. <SEP> das <SEP> sofort <SEP> vern-endungsfähib <SEP> ist..

Claims (1)

1. EMI0004.0003 PATE\TA\ <SEP> SPRt. <SEP> C'II <tb> Verfahren <SEP> zur <SEP> ununterbrochenen <SEP> Herstel lung <SEP> von <SEP> gekörntem <SEP> Kalkstickstoff <SEP> -durch <tb> Azotieruiig <SEP> von <SEP> (.'alciiznikarl)id, <SEP> dadurch <SEP> ge kennzeichnet, <SEP> @dass <SEP> einem <SEP> im <SEP> ge\sühlossenen <tb> Kreislauf <SEP> geführten, <SEP> auf <SEP> gleichmässige <SEP> Reak t.imisteinperatur <SEP> erhitzten, <SEP> stiindig <SEP> bewegten <tb> Kalkstickstoffstrom <SEP> dauernd <SEP> und <SEP> gleich mässig <SEP> an <SEP> mehreren <SEP> Stellen <SEP> Caleiumkarbid <SEP> in <tb> solcher <SEP> Menge <SEP> zugeführt <SEP> wird.

   <SEP> da.ss <SEP> in <SEP> dein <tb> cntstuildenen <SEP> Gemisch <SEP> auf <SEP> 1 <SEP> Teil <SEP> Karbid <tb> mindesteng <SEP> -1 <SEP> Teile <SEP> Kalkstickstoff <SEP> kommen, <tb> wodurch <SEP> das <SEP> Zusammenkleben <SEP> verhindert <tb> und <SEP> ein <SEP> loses, <SEP> sandförmiges <SEP> Produkt <SEP> erhal ten <SEP> wird.