DD271321A1

DD271321A1 - Verfahren zur herstellung von kalkstickstoff

Info

Publication number: DD271321A1
Application number: DD88312958A
Authority: DD
Inventors: Joachim Ebeling
Original assignee: Sueddeutsche Kalkstickstoff
Priority date: 1987-02-18
Filing date: 1988-02-16
Publication date: 1989-08-30
Also published as: NO880106D0; NO880106L; DE3705049C2; CA1309567C; US4849197A; NO172636C; NO172636B; JPS63206310A; DE3705049A1

Abstract

Erfindungsgemaess wird ein Verfahren zur Herstellung von Kalkstickstoff durch Azotierung von Calciumcarbid zur Verfuegung gestellt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man das Carbidmahlgut bestehend aus Calciumcarbid ggf. unter Zusatz von Kalkstickstoff und/oder Calciumfluorid in verdichteter Form in den Ofen einbringt. Auf diese Weise werden die bei der Azotierung auftretenden Anbackungen an der Drehofenwand verhindert und die Azotierausbeute erhoeht.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Kalkstickstoff durch Azotierung von Calciumcarbid in Drehofen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Azotierung von technischem Calciumcarbid im Drehofen unter Zusatz von Kalkstickstoff und geringen Mengen eines Calciumhalogenide, wie z. B. Jalciumfluorid oder Calciumchlorid ist bekannt (vgl. hierzu Ullmann's Enzyklopäais der technischen Chemie Band 9 [1975] S.0o-9b). Beim technisch praktizierten Trostberger Drehofenverfahren wird dabei das Calciumcarbid mit etwa 25-30Gew.-% Kalkstickstoff und 0,5-1 Gew.-% Flußspat in Rohrmühlen auf etwa 90% unter 0,09mm vermählen, das entstehende Mahlgut mit Stickstoff in einen erweiterten Drehofenkopf eingeblasen und bei 1000-1150°C mit Stickstoff . umgesetzt. Hierbei ist es aber nicht zu vermeiden, daß Reaktionsgut an den Wänden des Drehofens anbackt. Dec halb ist ein erheblicher manueller Aufwand erforderlich, um diese Anbackungen von der Drehofenwand abzustoßen. Dabei treten nicht nur beträchtliche Personal- und Reparaturkosten auf, sondern es müssen auch merkliche Azotierausbeuteverluste hingenommen werden.

Zwar hat man versucht, Anbackungen durch Einsatz einer gezielt engen Carbidkörnung von 0,075-3 mm (wobei mehrere Zerkleinerungs- und Siebschritte nötig sind) sowie durch Zusatz von 1-2Gew.-% Calciumchlorid, durch abgestufte Wärmeleitfähigkeit der Drehofenausmauerung und besondere Steuerung der Stickstoffdosierung gemäß dem Knapsack-Verfahren weitgehend zu vermeiden. Das Verfahren hat sich jedoch aufgrund des großen Aufwands sowie des bei der nachfolgenden Kalkstickstoff-Derivate-Produktion störenden Calciumchlorid-Gehaltes nicht bewährt. Es wurde auch schon vorgeschlagen, Preßlinge aus feingemahlenem Carbid zur Azotierung zu verwenden. Auch dieser Vorschlag hat aufgrund des zusätzlich nötigen Aufwands (Brikettpresse, Förderorgane für Briketts, Zwischenlagerung und Absiebung der Briketts) und des infolge zu hoher Verdichtung (zur Erzielung bruchfester transportabler Preßlinge) auftretenden Restcarbids im Inneren der Preßlingu keinen Eingang in die Praxis gefunden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung von Kalkstickstoff durch Azotierung von Calciumcarbid in Drehofen, welches die genannten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das es ohne großen technischen Aufwand ermöglicht, die t j: 'J°r Azotierung auftretenden Anbackungen an der Drehofenwand zu verhindern.

Diese Aufgabe wiro erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man das Carbidmahlgut bestehend aus Calciumcarbid ggf. unter Zu itz von Kalkstickstoff und/oder Calciumfluorid in verdichteter Form in den Drehofen einbringt.

Es i.i't sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens Anbackungen an der Drehofenwand weitgehend vermieden werden. Außerdem konnte festgestellt werden, daß sich die Azotierausbeute um etwa 1 % erhöht, was u. a. auf den gleichmäßigeren Ofengang zurückzuführen ist und ebenfalls nicht vorhersehbar war.

Beim Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Calciumcarbidmahlgut in verdichteter Form direkt in den Drehofen

eingeführt, wobei die Verdichtung in relativ weiten Grenzon variiert werden kann. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen,

die Dichte des CarbidmahlguU3 auf 1,3 bis 2,0g/cm³, vorzugsweise 1,5-1,8g/cm³, einzustellen. Auf diese Weise wirdgewährleistet, daß das Carbidmahlgut zwar gut, aber nicht zu stark verdichtet wird, was zur Bildung von Restcarbid im Innern der

Agglomerate führen und sich negativ auf die Azotierausbeute auswirken würde. Für die entsprechende Verdichtung des Carbidmahlgutes kommen die bekannten Vorrichtungen wie z. B. Preßschnecken, Strangpressen, Kolbenpressen oder Matrizenpressen in Frage. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Carbidmahlgut mit Hilfe von Kolbenpreßschleusen verdichtet, wobei die

üblichen bekannten Vorrichtungen bestehend aus Staubbehälter, Verdichtungskolben (Hydraulik- oder Kurbelantrieb) und

Verdichtungsrohr (Schleusenrohr) verwendet werden. Dabei ist eine „obere Totpunktregelung" des Kolbendrucks, z.B.

entsprechend der DE-OS 3502803 sinnvoll. Das Schleusenrohr kann im Bereich des Eintrags in den Drohofen geringfügigzylindrisch erweitert sein.

Das feingemahlene Carbidmahlgut wird dabei über ein Silo in das Schleusenrohr gefördert, mit Hilfe c' 's Kolbens verdichtet und

als verdichteter Strang in den Drehofenkopf eingebracht. Im Bereich des vor Jeren Ofenkopfes zerfällt aar Strang bei beginnender

Azotierung in unregelmäßige Bruchstücke. Das erfindungsgemäß verdichtete Carbidmahlgut, das im wesentlichen aus technischem Calciumcarbid besteht, kann noch Zufitze an Kalkstickstoff und/oder Calciumfluorid enthalten. Durch den Gehali an Kalkstickstoff wird das Mahlverhalten

veibeiiäert, das Calciumcarbid verdünnt, somit die Bildung von Schmelz- bzw. Sinterzonen verhindert und der Azotiervorgangbeschleunigt. Er sollte in der Regel 30Gew.-%, vorzugsweise 25Gew.-%, nicht überschreiten.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die zur Regelung der Azotiertemperatur erforderliche Menge an Kalkstickstoff ganz

oder teilweise in feinverteilter Form während des Azotiervorgangs in den Drehofen bspw. mit Stickstoff eingeblasen.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die Agglomerate und die Drehofenwand mit einem foinen Kalkstickstoff-Überzug versehen

weiden, wodurch die Anbackungsgefahr weiter vermindert wird.

Es ist klar, daß der Kalkstickstoff für diesen Zweck in feinverteilter Form als Pulver mit einer Teilchengröße vorzugsweise unter

0,1 mm vorliegen sollte.

Das beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte verdichtete Carbidmahlgut kann außer Kalkstickstoff nc.,¹; zusätzlich Calciumfluorid enthalten, das bekanntermaßen die Azotierungsreaktion beschleunigt. Die Menge an Calciumfluorid sollte den Wert von 2Gew.-%, vorzugsweise 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht an Calciumcarbid nicht überschreiten. Die Herstellung des erfindungsgemäß eingesetzten Carbidmahlgutes erfolgt in technisch sehr einfacher Weise durch Brechen

und Vermählen des Calciumcarbids auf eine Teilchengröße unter 0,1 mm, wobei ggf. noch die weiteren Komponenten

Kalkstickstoff und Calciumfluorid vorzugsweise vor dem Mahlvorgang zugesetzt und mit dem Calciumcarbid vermählen

werden.

Anschließend wird dieses Mahlgut direkt dem Verdichtungsaggregat zugeführt und dort verpreßt. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind gleichzeitige Dosierung und Verdichtung des Carbidmahlgutes sowie

geringe Neigung zum Anbacken des Azotiergemisches an den Ofenwänden, wodurch die zum Teil sehr aufwendigen Stocher-und Sprengarbeiten entfallen können. Außerdem erhält sich die Azotierausbeute auf über 93%, so daß die Wirtschaftlichkeit des

Verfahrens weiter verbessert wird. Ausführungsbeispiel Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch darauf zu beschränken. Beispiel 1

79,3Gew.-Teile Calciumcarbid wurden mit 20,0Gew.-Teilen Kalkstickstoff und O,7Gew.-Teilen Flußspat gemeinsam auf eine

Korngröße von 90% unter 0,09mm vermählen. Das produzierte Carbidmahlgut mit einem Gehalt von 62,6% CaC₂ wurde in ainer Menge von 1,75t pro h einer — mit oberer Totpunktregelung ausgerüsteten — Kolbenpreßschleuse zugeführt, durch die «js auf

eine Dichte von 1,8g/cm³ gepreßt quasikontinuierlich in den Kopf eines 1050⁰C heißen Kalkstickstoffdrehofens eingebrachtwurde. Gleichzeitig wurde der Drehofen mit 550-600Nm³ pro h Stickstoff beaufschlagt. Zusätzlich wurden 0,1-0,4t pro h

Kalkstickstoffstaub der Körnung von 90% unter 0,1 mm mit 50-100Nm³ pro h Stickstoff im Bereich des Schleusenrohrs in den Ofenkopf eingeblasen. Die Drehofenwände blieben von starken Azotiergutanbackungen frei, die reinigungsbedingten Betriebsunterbrechungen entfielen fast vollständig. Der erzeugte Kalkstickstoff hatte einen N-Gehalt von 24,95%. Die Azotierausbeute war 93,7%. Der Gehalt an unumgesetztem Restcarbid betrug 0,12% CaC₂. Beispiel

84,5Gew.-Teile Calciumcarbid, 14,9 Gew.-Teile Kalkstickstoff und 0,6Gew.-Teile Flußspat wurden in einer Rohrmühle gemeinsam auf eine Korngröße von 95% unter 0,1 mm ve^rmahlen. Das auf diese Weise hergestellte Carbidmahlgut mit einem CaC₂-Gehalt von 65,5% wurde in einer hydraulischen, mit oberer Totpunkt· 3gelung ausgerüsteten, Kolbenpreßschleuss von 0,89g/cm³ auf 1,65g/cm³ verdichtet m den auf 1050⁰C vorgeheizten Kopf eines Kalkstickstoffdrehofens eingepreßt. Zusätzlich wurden je nach Innentemperatur 0,2-0,6t pro h Kalkstickstoffstaub mit 50-100 Nm³ pro h Stickst >ff eingeblasen und 500-600Nm³ pro h Azotierstickstoff. Eine mechanische Abreinigung dar Drehofenwände war nicht notwendig. Der erzeugte Kalkstickstoff hatte einen Gehalt an Restcarbid von 0,05% CaC₂ u id einen N-Gehalt von 24,55%. Die Azotierausbeute betrug 93,3%.

Claims

1. Vorfahren zur Herstellung ^won Kalkstickstoff durch Azotierung von Calciumcarbid im Drehofen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Carbidmahlgut bestehend aus Calciumcarbid ggf. unter Zusatz von Kalkstickstoff und/oder Caloiumfluorid in verdichteter Form in den Ofen einbringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des eingebrachten Carbidmahlgutes 1,3 bis 2,0g/cm³ beträgt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Carbidmahlgutes 1,5 bis 18,g/cm³ beträjt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Verdichtung des Carbidmahlgutes eine Kolbenpreßschleuse verwendet.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, ladurch gekennzeichnet, daß das Carbidmahlgut noch bis zu 30 Gew.-%_; vorzugsweise bis zu 2ö Gaw.-% Kalkstickstoff enthält.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich Kalkstickstoff in feinverteilter Form während des Azotiervorgangs in den Drehofen einbläst.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße des eingeblasenen Kalkstickstoffs unter 0,1 mm liegt.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Carbidmahlgut bis zu 2 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 1 Gew.-% Calciumfluorid, enthält.