<B>Verfahren zur Herstellung von</B> Calciumcarbid in <B>einem Schachtofen</B> Die Erfindung betrifft die Herstellung von Calehuncarbid aus Kohlenstoff und Kalk nach dem Schachtofenverfahren.
Bei einem derartigen Herstellungsprozess wird durch Verbrennung eines Teils des in den Sehaehtofen eingebrachten, vorwiegend aus Kohlenstoff bestehenden Brennstoffes mit einem sauerstoffreichen Gebläsewind, der über Blasformen in den Feuerraum eingeblasen wird, die erforderliche Wärme erzeugt. Als Brennstoff wird hierfür im allgemeinen Koks verwendet. Infolge der Bildung einer oder mehrerer Feuerzonen in den Feuerraum tritt hierbei örtlich eine hohe Temperatur auf, die beispielsweise \'200-3000 C betragen.
Der in den Ofen eingebrachte kalkreiche Zuschlag wird bei dieser Temperatur flüssig und rea- Uiert. dann mit unverbranntem Brennstoff gemäss der Gleichung
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CaO <SEP> + <SEP> 3 <SEP> C <SEP> <U>--</U><B>)</B> <SEP> CaC-. <SEP> <B>+ <SEP> <I>CO</I></B> <SEP> r <SEP> (1) unter Bildung einer Carbidschmelze.
Das Calciumcarbid, das unter den oben er- wälinten Reaktionsverhältnissen gewonnen wird, ist hauptsächlich durch die Temperatur und das Verhältnis Kalk zu unverbranntem Kohlenstoff bedingt, mehr oder weniger stark mit Kalk verunreinigt. Man ist daher be strebt, an der Stelle, wo sich die Reaktion voll zieht, ein Mengenverhältnis Kalk: Kohlenstoff aufreehtzuerhalten, das höher ist. als das durch die Reaktionsgleichung ausgedrückte Verhält- nis, mit andern Worten, man hat dafür zu sorgen, dass an jener Stelle eine überschüssige. Menge Kalk dauernd vorhanden ist.
Im Falle eines Kalkdefizits droht nämlich die Gefahr, dass, indem sich nichtumgesetzter Kohlenstoff in der Carbidbildungszone anhäuft, Störungen in dem Zustrom des Kalk/Kohle-Gemisches auftreten, welche die Carbidbildung unter binden.
Die Schwierigkeit der Anhäufung nicht verbrauchter Kohle wird bei dem Verfahren gemäss der deutschen Patentschrift Nr. 868600 durch periodisches Wegbrennen der nicht ver brauchten Kohle behoben. Das gemäss diesem Verfahren gewonnene Carbid ist zwar an nähernd kalkfrei, aber man hat den Nachteil eines nichtstationären Prozesses mit in Kauf zu nehmen, weil der Carbidbildungsprozess im Hinblick auf das erwähnte periodische Wegbrennen wiederholt unterbrochen werden muss, wobei der Feuerzone vorübergehend eine Menge Sauerstoff zugeleitet wird, die grösser ist als die Menge, die für die eigentliche Car bidbildung verlangt ist.
Durch das vorliegende Verfahren sollen diese Nachteile beseitigt werden.
Das Verfahren gemäss vorliegender Erfin dung ist dadurch gekennzeichnet, dass den Cärbidbildungszonen eine in bezug auf die Reaktionsgleichung
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CaO <SEP> + <SEP> 3 <SEP> C <SEP> <U>-</U><B>></B> <SEP> CaC2 <SEP> <B>+ <SEP> <I>CO</I></B> <SEP> 7 als überschüssig anzusprechende Menge Kalk zugeleitet wird und die in diesen Zonen gebil dete, stark mit Kalk verunreinigte Carbid- schmelze vor dem Abstechen gezwungen wird, mit dem kohlenstoffhaltigen Brennstoff, mit der sie in Berührung tritt, mi reagieren, und zwar bei einer derart hohen Temperatur,
da.ss der verunreinigende Kalk unter weiterer Bil dung von Carbid mindestens zum Teil um gesetzt wird. Trotz kontinuierlicher Zufuhr von Kalk oder eines ein Übermass Kalk enthaltenden Kalk/Kohle-Gemisches- in die Carbidbildungs- zone, wird in stationärer Weise letzten Endes ein CaC2 erzeugt, dessen Gehalt an freiem Kalk weit geringer ist als der des anfänglich erzeugten Carbids.
Es lässt sich dies in einfacher Weise er zielen, wenn man die Stelle der Abfuhr öffnung derart wählt, dass die erzeugte Car bidschmelze gezwungen wird, einige Zeit unterhalb der Feuerzonen zu verbleiben; hier durch unterscheidet sich das erfindungsge mässe Verfahren von den sonst üblichen Ver fahren, bei denen man die Carbidschmelze an einer Stelle abzustechen pflegt, die der Car bidbildungszone unmittelbar benachbart ist.
Es hat sich nämlich erwiesen, dass - vor ausgesetzt, dass man. über eine genügend hohe Temperatur in den Feuerzonen verfügt, bei spielsweise 2200-3000 C - die von diesen Zonen ausgestrahlte Wärme die gewünschte Wirkung hervorruft, welche Wirkung darin besteht, dass der in überschüssiger Menge vor handene Kalk und der Kohlenstoff so schnell miteinander reagieren, dass es möglich wird, die Carbidschmelze, wenn gewünscht, kon tinuierlich abzustechen.
Die Erfindung soll an Hand der in bei gefügter Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiele näher erläutert werden.
Die Fig.1 und 2 zeigen je einen Längs schnitt einer Ausführungsform von in sche matischer Form dargestellten Carbidschacht- öfen, in denen der beschriebene Vorgang selbsttätig erfolgt. Der Carbidschaehtofen 1 der Fig.l be sitzt einen obern Ofenteil A, einen mittleren Ofenteil 13 und einen untern Ofenteil C.
Der Ofenteil<B>A</B> enthält die Füllvorrich tung 2 des Ofens. Diese Vorrichtung ist oben mit einem Verschluss 3 und einer in senkrech ter Richtung bewegbaren Klappe 4 ausge stattet.
Der Ofenteil. B, das heisst, derjenige Teil des Ofens, der zwischen der Füllvorrichtung und dem mit feuerfestem Material. verklei deten, mit Blasformen 13 ausgestatteten Teil des Feuerraumes 12 gelegen ist, stellt den eigentlichen Bunkerraum dar, der so bemessen ist, dass trotz der erwähnten diskontinuier lichen Beschickung der Füllvorrichtung mit Ausgangsmaterialien, ein kontinuierlicher Zu strom dieser Materialien zu dem Ofenteil ge währleistet ist. Im Feuerraum 12 ist ausser dem das Gestell 11 mit der darin vorhandenen Abstichöffnung 14 angeordnet.
Im mittleren Ofenteil. B ist ein Trichter rohr 7 angebracht, das diesen Teil in zwei ge trennte Teilräume aufteilt, nämlich in einen ringförmigen Raum 8 und einen zylindrischen Raum 9. Letzterer läuft trichterähnlieh in den eigentlichen Feuerungsteil 12 des Ofens aus. Über dem Triehterrohr 7 ist ein Trichter 6 angebracht. Mit diesem, auf einer waagrech ten Achse 5 schwenkbar angeordneten Trichter vermag man den Inhalt der Füllvorrichtung 2 entweder in den Raum 8 oder in den Raum 9 einzuleiten, je nach der Stellung des Trich ters.
Weiterhin ist der Ofen mit einer Leitung 10 ausgestattet, für die Abfuhr der Gase, wel che bei der Verbrennung des Brennstoffes und bei der Bildung des Carbids entstehen.
Für die Herstellung von Carbid unter Verwendung der obenerwähnten Vorrichtung, wird die Füllvorrichtung 2 abwechselnd mit z. B. Koks, Kalk oder mit einem Kalk/Koks- Gemisch beschickt. In der gezeichneten Stel lung des Trichters 6 wird bei Senkung der Klappe 4 die Koksfüllung von 2 in den Raum 8 hinabgleiten, bei Drehung des Trichters aus dieser Stellung um 180 das Kalk/Koks- Gemisch aus 2 in den Raum 9 hinabgleiten.
Aus dem mittleren Ofenteil B sinkt somit ein aus Kalk oder aus einem Kalk/Koks- Geuniseh bestehender, von einer ringförmigen Kokssehicht umgebener Kern in den Feuer raum hinab bis in das Gestell. über Blasform 13 wird ein sauerstoffreicher Gebläsewind, der beispielsweise aus mit Sauerstoff angereicher ter Luft. oder aus einem Gemisch aus Sauer stoff und Dampf bestehen kann, zugeleitet. Hiermit. wird der nahe an den Mündungen der Blasformen befindliche Koks verbrannt, wobei Feuerzonen entstehen, deren Temperatur der massen hoch ist, dass der Kalk, der sich auf dem Niveau der Feuerzonen befindet, schmilzt und so mit dem Koks reagiert.
Die sich hier bei bildende Carbidschmelze sammelt sich unten im Carbidschachtofen in dem nur wenig tief ausgebildeten Gestell 11 an.
Die Blasformen sind etwas nach unten ge neigt, womit man erzielt, dass sich die Feuer zonen in waagrechter Richtung ausbreiten. In folge der sich daraus ergebenden grossen Strahlungsfläche geht der aus festem Koks und einer Carbidschmelze zusammengesetzten Füllung des unter den Feuerzonen gelegenen Gestelles so viel Wärme zu, dass diese zu der Aufrechterhaltung einer genügend hohen Tem peratur ausreicht, welche dann bewirkt, dass der in der Carbidschmelze vorhandene Kalk mit dem vorhandenen Koks weiter reagiert.
@N'eil überdies die Abstichöffnung an eine solche Stelle verlegt ist, dass die entstandene Carbidschmelze, die eine überschüssige Menge Kalk enthält, von der Carbidbildungszone an bis an die Abstichöffnung fortwährend der Wärmestrahlung der Feuerzone unterliegt, lässt sieh erzielen, dass zum Schluss eine kalk arme Carbidschmelze abgestochen werden kann.
Bei der Vorrichtung gemäss Fig.1 kann erreicht werden, beispielsweise durch eine An wendung von Blasformen, deren Längenausdeh nung besonders gewählt ist, dass sich die Feuer zonen ausschliesslich in der Mitte des Feuer raumes bilden. In diesem Falle leitet man dem Raum 8 den Kalk oder das Kalk/Koks-Gemisch und dem Raum 9 den Koks zu. Die Stellen, an denen sich die Carbidbildungszonen her- ausbilden, liegen in dem Zentrum des Feuer raumes zwischen den Einmündungsstellen der Blasformen.
Die Stelle, an der die Abstich öffnung verlegt ist, soll so sein, dass diese Öffnung in der Mitte des Gestenbodens oder deren Nähe liegt. Man erreicht damit, dass das Carbid im Gestell der Wirkung der Wärme strahlung der Feuerzonen unterliegt; zudem ergibt sich dann ein möglichst langer Weg, der sich von den Carbidbildungszonen an bis zu der Abstichöffnung hinzieht.
In schematischer Form wird in Fig. 2 eine zweite Ausführung des Carbidsehachtofens gezeigt. Bei dieser leitet man nicht wie im Falle der in Fig.1 gezeichneten Ausführung sowohl den Brennstoff wie auch das Kalk/ Koks-Gemisch ein und derselben Füllvorrich tung zu, sondern man leitet sie getrennt den einzelnen Schächten zu. So erhalten die mit 1 bezeichneten Schächte eine Füllung aus Brennstoff, beispielsweise Koks.
Indem man über die Blasformen 3 einen sauerstoffreichen Gebläsewind einleitet., wird in der Gegend 3a der Enden der Blasformen durch Verbren nung des in der Nähe dieser Enden befind lichen Kokses fortwährend eine hohe Tempera tur erzeugt.
Der Schacht 2 erhält eine Füllung aus Kalk/Koks-Gemisch. Die Temperaturverhält nisse im Raum 4 zwischen den Feuerzonen 3a werden dann derart, dass sich Carbid in Form einer Schmelze bildet. Diese, sich im Gestell 5 ansammelnde Carbidschmelze wird zum Schluss über die Abstichöffnung 6 abgeführt.
Es liess sich mit den Vorrichtungen ge mäss Fig.l und 2, beispielsweise bei einer Zuleitung eines Kalk/Koks-Gemisches entspre chend dem Molekularv erhältnis CaO / C =1 zu 2, demnach mit einem CaO-überschuss, der sich auf 50% beziffert, ein Carbidprodukt herstel len, dessen Carbidgehalt sich auf etwa 80% belief und das weiterhin neben Aschenbestand teilen nur 3% Ca0 enthielt.