DE274472C

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Publication number: DE274472C
Application number: DENDAT274472D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

274472 ■-KLASSE 12Λ·. GRUPPE

aus Calciumkarbid und Stickstoff.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. März 1913 ab.

Bekanntlich wird Kalkstickstoff (Calciumcyanamid) derart hergestellt, daß Stickstoff über erhitztes Calciumkarbid geleitet wird, wobei der Stickstoff direkt absorbiert und Kohle abgeschieden wird. Für gewöhnlich wird diese Reaktion in ziemlich kleinen, auf elektrischem Wege beheizten Retortenöfen durchgeführt, wobei die Reaktion nach etwa 30 Stunden beendet ist.

Um die Verwendung größerer öfen zu ermöglichen und eine kürzere Reaktionszeit zu erreichen, hat man auch versucht, drehbare Trommelöfen bei der Herstellung von Kalkstickstoff zu verwenden; soviel bekannt ist, haben aber diese Versuche bis jetzt keine günstigen Resultate ergeben, was im wesentlichen auf die Schwierigkeiten zurückzuführen sein dürfte, in einem solchen Ofen das Calciumcarbid auf Reaktionstemperatur zu er-

so hitzen und das Zusammensintern des gebildeten Kalkstickstoffes in der Reaktionszone infolge der bei der Reaktion entwickelten Wärme, nachdem die Reaktion eingeleitet worden ist, zu verhindern.

Vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren nebst entsprechender Einrichtung, wodurch ermöglicht werden soll, in wirtschaftlicher Weise und mit hoher Ausbeute Kalkstickstoff in einem Drehofen herzustellen. Das

ο Verfahren kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch, daß der für die Reaktion erforderliche, unter Druck zugeführte Stickstoff als Treibmittel in Injektoren oder ähnlichen Apparaten ausgenutzt wird, durch welche das im Ofen eingeschlossene Stickstoffgas in eine kontinuierliche Zirkulation durch den Ofen in entgegengesetzter Richtung zu dem den Ofen passierenden festen Material gebracht wird. Als Rückleitung werden hierbei zweckmäßig in den Wänden des Ofens vorgesehene Kanäle oder auch ein zentraler Kanal benutzt, so daß der Drehofen ohne Anwendung äußerer Rohrleitungen ein in sich geschlossenes Zirkulationssystem bildet. Infolge des sehr unbedeutenden Widerstandes, welchen die Gaszirkulation zu überwinden hat, kann man mit Hilfe des zugeführten Stickstoffes eine vielfache Gasmenge in Zirkulation halten und dadurch eine gleichförmige Verteilung der Wärme in der Reaktionszone erreichen, auch ferner die Wärme des fertigen Materials und die Überschußwärme der Reaktionszone gegeni das Eingabeende des Ofens zwecks Vorwärmung des neueintretenden Karbides auf Reaktionstemperatur fördern.

In der beiliegenden Zeichnung ist ein mit Einrichtungen zur Ausführung des Verfahrens versehener Drehofen im senkrechten Schnitt dargestellt.

Der Hauptteil des Ofens besteht in bekannter Weise aus einer auf Kugel- oder Rollenlager ι gelagerten Trommel 2, welche mit

einer geeigneten Antriebsvorrichtung 3 zur Umdrehung um ihre Längsachse versehen ist. 4 ist ein fester Speisetrichter für das Karbid, der unten mit einer Förderschnecke 5 o. dgl. zwecks Einführung des Karbides in den Ofen versehen ist. Der Mantel der Förderschnecke ist doppelwandig und bildet eine Verteilungskammer 6 für den Stickstoff, der unter Druck durch eine Rohrleitung 7 zugeführt wird.

Die Stirnwand 21 des Drehofens wird im Zentrum von der Förderschnecke und deren Mantel derart durchsetzt, daß die erforderliche Dichtung erreicht wird, ohne daß die Umdrehung des Ofens verhindert wird. Von der Verteilungskammer 6 geht eine Anzahl Gebläsedüsen 8 in eine bei dem Eingabeende des Ofens vorgesehene Kammer 9 hinein, die einerseits mit dem Hauptkanal 10 des Ofens durch Öffnungen 11, anderseits mit in der Mantelwand des Ofens vorgesehenen, längsgehenden Kanälen 12 in Verbindung steht, welch letztere nach dem anderen Ende des Ofens führen. Die Gebläsedüsen können zweckmäßig von kegelförmigen Führungswänden zwecks Erreichung einer verstärkten Injektorwirkung auf den im Ofen befindlichen Stickstoff umgeben sein. Bei dem Ausgabeende des Ofens münden die Kanäle 12 in eine Kammer 13 aus, die mit schräggestellten Flügeln 14 versehen ist, zwischen denen das Stickstoffgas in einer umdrehenden Bewegung ausströmt, die während der Rückströmung durch den Hauptkanal 10 des Ofens beibehalten wird und den Wärmeaustausch zwisehen den strömenden Gasen und dem den Ofen passierenden festen Material erleichtert. Das Ausgabeende des Ofens mündet in eine feste Ausgabekammer 15 aus, welche unten mit einer Förderschnecke 16 0. dgl. zwecks Herausnahme des fertigen Produktes versehen ist.

Erforderlichenfalls kann der Ofen in bekannter Weise mit elektrischen Heizvorrichtungen versehen werden. Zu diesem Zwecke kann man in der Vorwärmezone oder in der Reaktionszone oder eventuell in beiden ein elektrisch leitendes Futter anbringen, zu welchem ein elektrischer Strom erforderlicher Stärke mittels auf dem Außenmantel des Ofens vorgesehener Schleifringe zugeführt wird, oder es können auch elektrische Widerstandsleiter in dem gewöhnlichen Ofenfutter zwecks Erhitzung desselben auf die erforderliche Temperatur eingebettet werden. Die elektrische Heizung kann auch mittels in der Kammer 15 angebrachter Widerstandsleiter oder Lichtbögen, die zur Erhitzung des zirkulierenden Stickstoffgases dienen, bewirkt werden. Der Bedarf an elektrischer Energie zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Temperatur in dem Ofen beruht in hohem Grade auf der Genauigkeit der Wärmeisolierung und auf der Größe des Ofens und wird vermindert, je nachdem man durch verbesserte Wärmeisolierung und vergrößerte Länge des Ofens die bei der Reaktion entwickelte Wärme in dem Ofen zurückhalten kann.

Bei dem Anlassen des Ofens wird der Hauptkanal 10 desselben durch Gasfeuerung oder auf elektrischem Wege im mittleren Teil bis auf eine Temperatur von 1000 bis 1300° C. erhitzt, während die Temperatur gegen die Enden abnehmen kann. Der Ofen wird dann mit Stickstoff gefüllt und in Umdrehung versetzt, und gleichzeitig wird mit Zufuhr von Karbid durch die Förderschnecke 5 begonnen. Das hineingeförderte Karbid bewegt sich infolge der Umdrehung und der schrägen Lagerung des Ofens durch denselben hindurch und wird hierbei auf Reaktionstemperatur erhitzt. Die hauptsächlichste Reaktion findet in dem mittleren, heißesten Teile des Ofens statt. Sobald die Reaktion eingeleitet worden ist, wird der Stickstoffzufluß geöffnet und die Stickstoffzufuhr derart geregelt, daß ein gewisser Überdruck im Ofen herrscht, um das Hineindringen von Luft zu verhindern. Der unter hohem Überdruck zugeführte und durch die Düsen hinausströmende Stickstoff saugt hierbei den im Ofen befindlichen Stickstoff mit sich und versetzt ihn in eine kontinuierliche Zirkulation durch die Kammer 9, Kanäle 12, Kammer 13, Ausgabekammer 15 und den Hauptkanal 10 des Ofens. Infolge des geringen Widerstandes gegen diese Gaszirkulation kann man mit Hilfe des zuströmenden Stickstoffes ohne Schwierigkeit eine vielfache Menge von Stickstoff in Zirkulation versetzen. Diese Gaszirkulation ist für die Durchführung der Reaktion von der größten Bedeutung, indem sie eine effektive Ausnutzung der Wärme des fertigen Materials ermöglicht, die Temperatur in der Reaktionszone regelt und die erforderliche Vorwärmung des neueintretenden Karbides ermöglicht, ehe es in die Reaktionszone eintritt. Würde die bei der Reaktion entwickelte Wärme zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Temperatur im Ofen ungenügend sein, so wird elektrische Wärme dem Ofen in erforderlicher Menge auf eine oder andere Weise zugeführt.

Die Erfindung ist selbstredend nicht auf die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform des Drehofens beschränkt, vielmehr kann derselbe ohne Abweichung von dem Wesen der Erfindung mannigfach verändert werden. Bei- 11; spielsweise kann der Stickstoffzufluß an dem Ausgabeende des Ofens angebracht werden, so daß die Düsen einen Strom von Stickstoffgas zweckmäßig in einer Wirbelbewegung direkt in das Ausgabeende des Drehofens blasen. i2( Für die Rückleitung des zirkulierenden Stickstoffgases kann man, wenigstens bei kürzeren

Öfen, ein in dem zentralen Teile des Ofens nach dessen ganzer Länge sich hinstreckendes Rohr statt der in der Mantelwand des Ofens vorgesehenen Rückleitungskanäle benutzen.

Claims

Paten t-An Sprüche:

i. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Calciumcyanamid aus Calciumkarbid und Stickstoff in einem drehbaren

ίο Trommelofen, dadurch gekennzeichnet, daß der unter Druck zugeführte, für die Reaktion erforderliche Stickstoff als Treibkraft ausgenutzt wird, um das im Ofen befindliche Stickstoffgas in einer im Gegenstrom gehenden Zirkulation durch den Ofen zu führen, zum Zweck, die Reaktionswärme gegen das Eingabeende des Ofens zu befördern und das neueintretende Karbid auf die Reaktionstemperatur zu erhitzen.
2. Drehbare Trommelform zur Äusführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Trommel außer dem Hauptkanal ein öder mehrere längsgehende Kanäle enthält, welche zusammen mit dem Hauptkanal des Ofens ein innerhalb des Ofens selbst geschlossenes Zirkulationssystem bilden, in welchem Injektoren vorgesehen sind, die mit Stickstoffgas unter Druck gespeist werden, um das in dem Ofen eingeschlossene Stickstoffgas in eine Zirkulation zu versetzen, die in dem Hauptkanal des Ofens entgegengesetzt der Vorwärtsbewegung des festen Materials verläuft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.