Herstellung von Phosphorpentoxyd und reduzierenden Gasen aus phosphorhaltigen
Gasen vom Elektrophosphorofen Wenn man den Phosphor, der in den heißen, durch thermischen
Aufschluß von Phosphaten erzeugten Gasgemischen enthalten ist, mit Luft oder Kohlensäure
oxydiert, so erhält man sehr heiße Gasgemische, insbesondere dann, wenn der Aufschluß
der Phosphate im elektrischen Ofen vor sich geht.Manufacture of phosphorus pentoxide and reducing gases from phosphorus-containing gases
Gases from the electrophosphorus furnace If you remove the phosphorus, which is in the hot, by thermal
Digestion of phosphates produced gas mixtures is contained, with air or carbonic acid
oxidized, very hot gas mixtures are obtained, especially when the digestion
the phosphates going on in the electric furnace.
Die vorlegende Erfindung hat zum Gegenstand, die freie Wärme dieser
Gasgemische zu verwenden, um reduzierende Gase herzustellen. Gemäß diesem Verfahren
werden die durch Reduktion von Phosphaten im elektrischen Ofen erhaltenen Gase mit
Luft und Wasserdampf oder Kohlensäure behandelt, die in solchen Mengenverhältnissen
und bei solchen Temperaturen angewendet werden, daß das durch diese Behandlung erhaltene
Gasgemisch eine sehr hohe Temperatur, und zwar beträchtlich über 8o0°, besitzt,
worauf man das erhaltene Gasgemisch über feste oder flüssige kohlenstoffhaltige
Stoffe leitet. Infolge der freien Wärme des Gasgemisches werden die kohlenstoffhaltigen
Stoffe durch den Wasserdampf oder die Kohlensäure vergast. Je nachdem man Kohlensäure
oder Wasserdampf verwendet, bildet sich bei der Vergasung der kohlenstoffhaltigen
Stoffe entweder nur Kohlenoxyd oder gleichzeitig Kohlenoxyd und Wasserstoff. Die
Vergasung wird zweckmäßig dann unterbrochen, wenn die Temperatur der Gase, die soeben
durch die kohlenstoffhaltige Stoffschicht geleitet worden sind, nahezu auf 8o0°
gesunken ist. Auf diese Weise ist es möglich, zum Schluß ein Gasgemisch zu erhalten,
das nur eine geringe Menge Kohlensäure enthält.The present invention has for its object the free heat of these
To use gas mixtures to produce reducing gases. According to this procedure
the gases obtained by reducing phosphates in an electric furnace are also used
Air and steam or carbonic acid treated in such proportions
and used at temperatures such that that obtained by this treatment
Gas mixture has a very high temperature, well above 80 °,
whereupon the gas mixture obtained over solid or liquid carbonaceous
Substances conducts. As a result of the free heat of the gas mixture, the carbonaceous
Substances gasified by steam or carbon dioxide. Depending on whether you are carbonated
or water vapor is formed during the gasification of the carbonaceous
Substances either only carbon dioxide or carbon dioxide and hydrogen at the same time. the
Gasification is expediently interrupted when the temperature of the gases has just been reached
passed through the carbonaceous material layer, almost to 80 °
has decreased. In this way it is possible to obtain a gas mixture at the end,
that contains only a small amount of carbonic acid.
Das Verfahren eignet sich auch für den Fall, daß die Oxydation des
Phosphors nicht durch Luft, sondern durch Kohlensäure erfolgt; in diesem Fall verwendet
man eine Kohlensäuremenge, die größer ist als die zur Oxydation des Phosphors nötige
Menge, wobei die überschüssige Kohlensäure zur Vergasung kohlenstoffhaltiger Stoffe
unter Bildung von Kohlenoxyd dient.The method is also suitable in the event that the oxidation of the
Phosphorus does not come from air but from carbonic acid; used in this case
a quantity of carbonic acid greater than that required to oxidize the phosphorus
Amount, the excess carbonic acid being used to gasify carbonaceous substances
serves with the formation of carbon monoxide.
Die zur Verbrennung des Phosphors und zur Vergasung der kohlenstoffhaltigen
Stoffe bestimmten Gase einerseits und die kohlenstoffhaltigen Stoffe andererseits
«erden zweckmäßig durch mittelbare Berührung mit dem noch heißen Gasgemisch vorgewärmt,
das soeben durch die Brennstoffschicht geleitet worden ist. Beispiel i ioo Raumteile
heiße Gase, die mit ungefähr 12,50' aus einem elektrischen Phosphatreduktionsofen
entweichen, werden nacheinander mit 2io Raumteilen Luft und 75 Raumteilen Kohlensäure
vermischt, die durch Wiedergewinnung der fühlbaren Wärme des von der unten erwähnten
Kohlenvergasung herrührenden Gasgemisches auf etwa 700' erwärmt worden sind. Das
erhaltene sehr heiße Gasgemisch, das aus Phosphorsäureanhydrid, Kohlenoxyd, Stickstoff
und nicht zur Reaktion gekommener Kohlensäure besteht, wird durch Kohle geleitet,
die durch die aus dem Gaserzeuger kommenden
heißen Gase vorgewärmt
ist. Benn Durchgang durch die heiße Kohlenschicht reagiert die in dem Gasgemisch
enthaltene Kohlensäure mit der Kohle unter Bildung von Kohlenoxyd; das aus dem Gaserzeuger
mit etwa 8oo° austretende Gasgemisch enthält nur Spuren von Kohlensäure, und seine
Hauptbestandteile sind Phosphorsäureanhydrid (ungefähr 18Raumteile), Stickstoff
(ungefähr 165 Raumteile) und Kohlenoxyd (ungefähr 24o Raumteile). Beispiel ES wird
wie im Beispiel z verfahren, jedoch werden die bei diesem Beispiel verwendeten 75
Raumteile Kohlensäure durch ioo Raumteile Wasserdampf ersetzt. Fast die ganze Wasserdampfmenge
wird durch die heiße Kohle umgesetzt, und nach Kondensation der geringen übrigbleibenden
Dampfmenge erhält man ein Gasgemisch von ungefähr folgender Zusammensetzung: Phosphorsäureanhydrid
i8 Raumteile, Stickstoff 165 Raumteile, Kohlenoxyd 18o Raumteile, Wasserstoff go
Raumteile und eine sehr geringe Menge Kohlensäure. Beispiel 3 Zoo Raumteile heiße
Gase, die mit 125o° aus einem elektrischen Phosphatreduktionsofen entweichen, werden
mit ioo Raumteilen Kohlensäure vermischt, die, wie im Beispiel i beschrieben, auf
7oo° vorgewärmt worden ist. Das erhaltene Gasgemisch besteht hier aus Phosphorsäureanhydrid,
Kohlenoxyd und der überschüssigen, nicht zur Reaktion gekommenen Kohlensäure. Dies
Gemisch, dessen Temperatur ungefähr 115o° beträgt, wird durch eine vorgewärmte Kohlenschicht
geleitet. Nach dem Durchgang durch die Kohlenschicht enthalten die mit ungefähr
8oo' austretenden Gase fast keine Kohlensäure; die Hauptbestandteile des Gemisches
sind Phosphorsäureanhydrid (ungefähr 18 Raumteile) und Kohlenoxyd (ungefähr Zoo
Raumteile).The gases intended for the combustion of the phosphorus and for the gasification of the carbonaceous substances on the one hand and the carbonaceous substances on the other hand are appropriately preheated by indirect contact with the still hot gas mixture which has just been passed through the fuel layer. Example 100 parts of the volume of hot gases, which escape at about 12.50 ' from an electric phosphate reduction furnace, are successively mixed with 2io parts of air and 75 parts of carbonic acid, which by recovering the sensible heat of the gas mixture resulting from the coal gasification mentioned below to about 700' have been heated. The very hot gas mixture obtained, which consists of phosphoric anhydride, carbon oxide, nitrogen and carbonic acid that has not reacted, is passed through coal which has been preheated by the hot gases coming from the gas generator. When it passes through the hot carbon layer, the carbonic acid contained in the gas mixture reacts with the carbon to form carbon dioxide; The gas mixture emerging from the gas generator at about 800 ° contains only traces of carbonic acid, and its main components are phosphoric anhydride (about 18 parts by volume), nitrogen (about 165 parts by volume) and carbon dioxide (about 24 ° parts by volume). Example ES is proceeded as in example z, but the 75 parts by volume of carbonic acid used in this example are replaced by 100 parts by volume of water vapor. Almost the entire amount of steam is converted by the hot charcoal, and after condensation of the small amount of steam that remains, a gas mixture is obtained with approximately the following composition: phosphoric anhydride 18 parts by volume, nitrogen 165 parts by volume, carbon oxide 180 parts by volume, hydrogen 20 parts by volume and a very small amount of carbonic acid. Example 3 Zoo parts of the space hot gases which escape at 125 ° from an electric phosphate reduction furnace are mixed with 100 parts of carbonic acid which, as described in example i, has been preheated to 70 °. The gas mixture obtained here consists of phosphoric anhydride, carbon dioxide and the excess carbonic acid that did not react. This mixture, the temperature of which is about 115o °, is passed through a preheated layer of coal. After passing through the coal layer, the gases emitted in about 800 'contain almost no carbonic acid; the main components of the mixture are phosphoric anhydride (about 18 parts by volume) and carbon dioxide (about zoo parts by volume).
Beispiel q.Example q.
Zoo Raumteile heiße Gase, die' mit ungefähr i--,5o' aus einem Elektrophosphatreduktionsofen
entweichen, werden nacheinander mit 2=o Raumteilen Luft und Zoo Raumteilen Wasserdampf
versetzt, die durch Wiedergewinnung der fühlbaren Wärme des von der weiter unten
erwähnten Vergasung von Schweröl stammenden Gasgemisches auf etwa 7oo° erwärmt worden
sind. Das so erhaltene sehr heiße Gasgemisch besteht. aus Phosphorsäureanhydrid,
Kohlenoxyd und Stickstoff. Es wird auf den unteren Teil einer Batterie feuerfester
Stoffe geleitet, die gegebenenfalls mit Katalysatoren durchsetzt sind. Am oberen
Ende des unteren Drittels der Säule läßt man ein Anthrazenschweröl eintreten, aus
dem vorher die festen Stoffe entfernt worden sind, die beim Abkühlen ausfallen,
und das nach der Analyse ungefähr g2 °1'o Kohlenstoff und 5 °;o Wasserstoff .enthält.
Das Schweröl ist vorher durch mittelbare Berührung mit einem Teil der aus der Batterie
von feuerfesten Stoffen herauskommenden Gase auf ungefähr 3oo° aufgeheizt worden.
Das Schweröl fließt im Gegenstrom zu den sehr heißen Gasen und wird so vergast.
Seine Zufuhr wird so geregelt, daß die Temperatur der aus der Batterie austretenden
Gase ungefähr 18oo° beträgt. Man erhält so ein Gasgemisch, das außer einer kleinen
Menge Wasserdampf 18 Raumteile Phosphorsäureanhydrid, 165 Raumteile Stickstoff,
18o Raumteile Kohlenoxyd und =2o Raumteile Wasserstoff enthält.Zoo parts of the room have hot gases that are 'with about i -, 5o' from an electrophosphate reduction furnace
escape, one after the other with 2 = o room parts air and zoo room parts water vapor
offset that by regaining the sensible warmth of the one below
mentioned gasification of heavy oil-derived gas mixture has been heated to about 7oo °
are. The very hot gas mixture obtained in this way exists. from phosphoric anhydride,
Carbon dioxide and nitrogen. It gets fireproof on the lower part of a battery
Passed substances that may be interspersed with catalysts. At the top
At the end of the lower third of the column, an anthracite heavy oil is allowed to enter and exit
from which the solid substances that precipitate during cooling have been removed beforehand,
and which, according to analysis, contains about g2 ° 1'o carbon and 5 °; o hydrogen.
The heavy oil is previously through indirect contact with part of the battery
Gases emanating from refractory materials have been heated to about 300 °.
The heavy oil flows in countercurrent to the very hot gases and is thus gasified.
Its supply is regulated so that the temperature of the leaking from the battery
Gases is about 180 °. So a gas mixture is obtained which, apart from a small one
Amount of water vapor 18 parts by volume of phosphoric anhydride, 165 parts by volume of nitrogen,
Contains 18o parts by volume of carbon oxide and = 2o parts by volume of hydrogen.