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Verfahren zum Niederschlagen von festem Kohlenstoff in den Poren gebrannten
Kalkes bzw. auf gebranntem Kalk. Die Verfahren, den festen Kohlenstoff aus Kohlenwasserstoffgasen
der Paraffinreihe bzw. Erdgas in und auf gebranntem Kalk durch Spaltung bei hoher
Temperatur niederzuschlagen, geben fast alle eine geringe Ausbeute, und zwar hauptsächlich
deshalb, weil die notwendige hohe Erhitzung auf etwa i 5oo° durch Wärmezufuhr von
außen den Übelstand mit sich bringt, daß kein im Großbetriebe anwendbares feuerfestes
Material dauernd gasdicht den Innen- (Reaktions-) Raum und den Außen- (Erhitzungs-)
Raum voneinander.scheiden kann, so daß immer entweder die in den Heizgasen im Überschuß
vorhandene Verbrennungsluft durch die feuerfesten Trennwände in den Reaktionsraum
diffundiert und den niedergeschlagenen -Kohlenstoff, der infolge seiner feinen Verteilung
und der hohen Temperatur ungemein leicht ausbrennt, zur Verbrennung bringt oder
aber bei Überdruck im Spaltungsraum das zu spaltende bzw. gespaltene Gas in den
Verbrennungsraum übertritt und dort entweder verbrennt oder explosionsgefährliche
Gemische
erzeugt, was beides mit Verlusten des Spaltungsgases verbunden
ist.
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Erfindungsgemäß wird nun nach eingeleitetem Verkohlungsprozeß die
Erhitzung des Kalkes durch elektrischen Strom durchgeführt, wobei die Temperatur
durch Spannungsregulierung in den erforderlichen Grenzen in einer durch eine andere
Methode kaum erreichbaren Feinheit der Regulierung gehalten werden kann. Hierbei
wird der Reaktionsraum selbst (wie dies bei anderen Industrieöfen bereits bekannt
ist) mit einem gasdichten Metallmantel, der mit entsprechend verschließbaren Öffnungen
zum Ein- und Ausbringen des Reaktionsmaterials versehen ist, umkleidet, wodurch,
nachdem die zur Stromzuführung dienenden Teile leicht gasdicht eingeführt werden
können, ein vollkommen und allseitig luftdichter Abschluß des Reaktionsraumes geschaffen
und ein Ausbrennen des Kohlenstoffes infolge Luftzutrittes bzw. ein Überströmen
des Spaltungsgases aus dem Reaktionsraum in seine Umgebung wirksam verhindert wird.
Durch die gasdichte Umhüllung des Reaktionsraumes wird der weitere Vorteil erreicht,
daß man das zur Reaktion dienende Gas mit einem solchen Überdruck eintreten lassen
kann, daß der austretende, oft nur teilweise gespaltene, hauptsächlich aus Wasserstoff
bestehende Gasrest noch genügend hohen Druck besitzt, um ohne weiteres anderweitig,
z. B. unter Dampfkesseln oder zum Kalkbrennen, nach Zuführung von Luft verlustlos
und vollkommen ausgenützt und verbrannt zu werden.
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Hierdurch wird die Rentabilität der Verkohlung von dein Ausmaße der
Gasspaltung gänzlich unabhängig gemacht, da alles nicht gespaltene Gas nach Passierung
des Verkohlungsreaktionsraumes restlos nutzbringend verwertet werden kann.
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In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Ausübung des Kalkverkohlungsverfahrens
schematisch zur Darstellung gebracht.
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Auf einem Gerüste A ruht der einem Schachtofen ähnliche Reaktionsraum
B, welcher in den eigentlichen Reaktionsraum und in die Kühlzone C geteilt ist.
Ersterer ist mit Chamottefutter I ausgekleidet, letzterer nur mit dem Eisenmantel
D umgrenzt; dieser Eisenmantel D ist auch um den ausgemauerten Reaktionsraum B gelegt
und umschließt den ganzen Ofen. Der Eisenmantel wird nur von den mit bekannten Doppelverschlüssen
versehenen Öffnungen F zum Beschicken und H zum Entleeren durchbrochen; außerdem
mündet in denselben die Gaszufuhr-Leitung G, für das zu spaltende Gas und die Gasabfuhrleitung
G, zur Entführung der gasförmigen Spaltungsprodukte. Zwei oder mehrere mit gasdichten
Stopfbüchsen k versehene ElektrodenE reichen in den Reaktionsraum.
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Die Inbetriebsetzung des Ofens geschieht in der Weise, daß der Kühlraum
C mit Kalk oder Kalkstein der Reaktionsraum B bei den Elektroden E mit Koks und
darüber mit einem Gemisch aus Koks und gebranntem Kalk beschickt wird. Letzteres
wird nach oben verlaufend an Koks ärmer, bis es schließlich nur mehr aus reinem
gebranntem Kalk besteht. Um Explosionsgefahr zu vermeiden, wird vorerst der ganze
Ofeninnenraum durch die Leitung G, mit einem neutralen Gas (Kohlensäure oder Stickstoff)
ausgeblasen und gefüllt. Sodann wird der Strom eingeschaltet und durch G, Kohlenwasserstoff
eingeleitet. Der Koks wird durch den elektrischen Strom erhitzt und zuerst in dieser
Kokszone, dann weiter oben in dem erwärmten Koks-Kalk-Gemisch das Gas gespalten
und Kohlenstoff niedergeschlagen. In derselben Menge, in der bei H das Material
(bekohlter Kalk) entnommen wird, schickt man oben bei F gebrannten Kalk zu, und
zwar in einem solchen Tempo, daß in die Elektrodenzone bei E stets in solchem Ausmaße
mit Kohlenstoff überzogener bzw. durchtränkter Kalk gelangt, daß die gewünschte
Stromleitungsfähigkeit und hierdurch die erforderliche Erwärmung gesichert ist.
Die Erwärmung läßt sich außerdem durch die Spannung, an welche die Elektroden E
gelegt werden, sowie durch die Stärke des Gasstromes usw. regulieren. Die Stromzufuhr
ließe sich auch auf andere Weise, wie z. B. durch eingemauerte Alundun-Silundum-Platten
oder solche aus Carborundum oder auf andere Weise ausführen. Der so behandelte Kalk
wird in einem elektrischen Ofen auf Calciumkarbid verarbeitet.