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Ofen zur Herstellung von Calciumcyanamid. Es sind bereits Öfen zur
Herstellung von Calciumcyanamid bekannt, welche einen von dem einzuführenden Stickstoff
durchströmten, mit körnigem Material gefüllten Ringraum aufweisen; doch erfolgt
bei diesen die Einführung des Gases im oberen Teil des Ringraumes und das Gas strömt
in ihm von oben nach unten und in dem Reaktionsgefäß von unten nach oben. Da aber
die höchste Temperatur und die wirksamste Umsetzung in den oberen Schichten des
Carbids vorherrschen, so kommt nicht das frische, sondern das bereits erschöpfte
Gas damit in Berührung, was unvorteilhaft ist, weil die Umsetzungsfähigkeit nicht
in vollem Maße ausgenutzt und durch das entweichende Gas viel Wärme aus der heißesten
Reaktionszone fortgeführt wird.
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Demgegenüber zeichnet sich der Ofen gemäß der Erfindung dadurch aus,
daß bei ihm das Stickstoffgas von unten in den mit Asbestfasern gefüllten Ringraum
eintritt, der ein als Wärmespeicher dienendes, den Reaktionsraum umschließendes
Ziegelmauerwerk umgibt und nach dessen Durchströmung von oben in der heißesten Zone
mit dem Carbid zusammentrifft. Das letztere ruht auf einem gelochten und von einem
Asbestgewebe oder ähnlicher durchlässiger Stofflage bedeckten Boden. Das Ganze ist
von einem Metallmantel umschlossen, der auch den Deckel und Boden des Ofens, je
mit der erforderlichen Zu- und Abführungsöffnung für Carbid und Kalkstickstoff,
trägt. Im Boden des Ofens und im Ziegelmauerwerk sind Öffnungen derart angebracht,
daß das Stickstoffgas von unten durch einen Rohrstutzen in den Ringraum eintreten,
durch die Asbestfütterung hochsteigen und das Carbid von oben nach unten durchstreichen
muß, um dann am Boden durch einen Rohrstutzen wieder abgeleitet zu werden.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
im achsialen Längsschnitt. Der Ofen weist ein Gefäß oder einen Tiegel a aus Eisenblech
zur Aufnahme des Carbids auf. Der Boden b des Tiegels ist aus gelochtem Eisenblech
gebildet und bildet die Auflage für eine durchlässige, d. h. ein Filter bildende
Lage, z. B. ein Gewebe aus Asbest oder eine starke gewellte oder sonstwie passend
gestaltete Papierschicht, auf die nach ihrer Verkohlung das Carbid aufgebracht wird.
Das Gefäß oder der Tiegel R wird in ein Mauerwerk aus Ziegeln e, cl, z. B. aus Magnesia,
das einen Wärmespeicher bildet und in einen inneren dichten Mantel d eingesetzt,
um welchen herum eine Schicht oder Lage e aus Asbestfasern gelegt wird, um als Wärmeisolierung
und als Gasverteiler zu dienen, Das Ganze ist von einem @lantel f aus Eisenblech
umschlossen. Bei g ist der Mantel d gegen den Mantel f abgedichtet durch eine Schicht
Asbest mit Natriumwasserglas. Die Winkeleisenlaschen k sichern die Mittellage des
oberen Teiles des Mantels d in der Ofenummantelung f.
Der Tiegel a.
ruht auf einem Dichtungsring i aus einer Asbestschicht oder einem Asbestgewebe auf.
Das Gefäß a wird mit Carbid j
angefüllt. Auf dem äußeren Mantel f sitzt noch
ein Aufsatz k, der durch den Deckel 1
abgeschlossen ist. Ein mit
Gegengewicht besetzter Hebel in dient zum Abheben und Aufsetzen des Deckels l, vor
dessen Abheben derDruck im Innern des Ofens durch einen Hahn n abgelassen werden
kann. Der Ofen selbst findet Auflagerung auf den Säulen o und ragt über den Boden
p vor. Der Stickstoff wird durch einen Stutzen q in den Ofen eingeleitet und die
Gase können durch die Öffnungen oder Kanäle r zwischen den Ziegeln nach der Austrittsöffnung
s hindurchgehen. Zur Entleerung des abfallenden Staubes dient ein Abschlußdeckel
t. Zur Ingangsetzung des Ofens dient eine Öffnung u, in welche zum Erhitzen des
Ofens ein Zündrohr sich einsetzen läßt. Zum Herausheben des Tiegels oder Gefäßes
a dienen die am oberen Ende desselben angebrachten Ösen v, und zur Sicherung einer
zentralen Lage des ersteren im Ofen die Bügel x. Im Aufsatz k befindet sich ein
Futter y und auf dem Boden des Gefäßes oder Tiegels ein Futter z aus festgestampfter
feuerfester Masse.
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Der Arbeitsvorgang ist folgender : Nach dem Einsetzen und Anfüllen
des Gefäßes oder Tiegels a mit fein gepulvertem Carbid j wird das Gefäß oder der
Tiegel a durch im Mauerwerksfutter c, cl aufgespeicherte Hitze erhitzt. Da viel
Ziegelmasse vorhanden und das gemahlene Carbid ein schlechter Wärmeleiter ist, wird
das den Tiegel bildende Eisenblech rasch erhitzt und das gegen die Wandung desselben
unmittelbar anliegende Carbid schnell auf diejenige Temperatur gebracht, die zur
Verstärkung der Wirkung auf die gesamte Außenfläche und den oberen Teil des Gefäßes
oder Tiegels nötig ist.
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Der Stickstoff tritt unter Druck durch den Stutzen q in den Ofen ein,
steigt zwischen den Eisenblechmänteln d, f empor unter Durchdringung des Asbestfutters
e, das sein Umströmen rund um den Ofen regelt, worauf er durch die zu diesem Zweck
zwischen den Ziegeln oder Steinen des Mantels v gelassenen Spalten hindurchstreicht,
um dann bei diesem Umströmen erhitzt über das Gefäß oder den Tiegel a zu treten.
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Da das Gefäß mit seinem gesamten Gewicht mit einer schmalen Fläche
auf der Asbestdichtung i aufruht, kann der Stickstoff nicht zwischen dem Gefäß a
und dem Futter c, c1 abströmen, sondern ist gezwungen, durch das im Gefäß vorhandene
Carbid hindurchzustreichen.
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Da die heißen Gase nach oben zu streichen suchen, wird der Ofen oben
heißer als unten sein, und da der Stickstoff nach unten strömt, so ergibt sich,
daß die Temperatur im Kern des Ofens dadurch gesteigert werden wird, wodurch die
Wirkung zu einer gleichmäßigen gestaltet wird. Nach dem Hindurchgang der Gase durch
das Carbid filtrieren sie durch die Asbestschicht oder durch die verkohlte Papierschicht
hindurch, um dann durch die Kanäle r nach dem Stutzen s zu gelangen. Auf die Stutzen
q und s aufgesetzte Hähne ermöglichen das Abschalten des Ofens zu seiner Entleerung
und Wiederbeschickung.
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Man kann, anstatt ein besonderes Gefäß, wie den Tiegel a, anzuordnen,
die Carbidmasse unmittelbar in den aus dem Ziegelmauerwerk gebildeten Raum einschütten.
Der Ofen selbst kann ortsfest oder zum Kippen behufs Entleerung eingerichtet sein.
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Das Einleiten der Umsetzung kann durch unmittelbares Erhitzen der
Masse oder durch die von der vorangegangenen Arbeit herrührende aufgespeicherte
Hitze oder schließlich durch die Reaktionswärme von zwei festen, ein thermisches
Gemisch bildenden pulverförmigen Körpern erzielt werden, welche aufeinander ohne
wesentliche Gasbildung reagieren. Beispielsweise kann zu diesem Zweck das Gemisch
eines Alkali- oder Erdalkalimetalls, des Aluminiums usw. mit einem Oxyd, Chlorid,
Jodid oder Bromid eines anderen Metalls benutzt werden. Auch können Körpermischungen
nach Art des Aluminofhermits verwendet werden. Das Gemisch kann in einer Patrone
eingefüllt in oder auf - das Carbid gebracht und durch Zünder, Elektrizität entflammt
werden.
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Die Vorteile des beschriebenen Ofens bestehen außer den eingangs erwähnten
darin, daß die im Ofen aufgesammelten Gase durch den Preßdruck des Stickstoffgases
verdrängt und die ganze Carbidmasse mit einem Überschuß von Stickstoff gespeist
wird, wodurch die Umsetzung begünstigt, beschleunigt und vollständig gemacht wird.
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Das Ziegelmauerwerk, welches einen wirksamen Wärmespeicher bildet,
ermöglicht die Erhitzung des Gefäßes oder Tiegels von außen her, anstatt von der
Mitte aus, was den Vorzug besitzt, daß infolge der wesentlich größeren Oberfläche
eine größere Menge in Reaktion tritt und dadurch die Umsetzung ohne Mehrverbrauch
von Wärme beschleunigt wird. Die Wärmeverluste werden dabei vermieden, da das zwischen
dem äußeren Mantel und dem den Reaktionsraum umgebenden Wärmespeicher strömende
Stickstoffgas die ausstrahlende Wärme aufnimmt, sie nach dem Innern des Ofens zurückbringt
und zugleich den äußeren Mantel vor Erhitzung schützt.