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Herstellung von Schwefelkohlenstoff -Nach der Arbeitsweise des Patents
6o5 576 erfolgt die Herstellung von Schwefelkohlenstoff aus Kohlenstoff und Schwefel
in der Weise, daß man in ein Gemisch von mit Schwefel reaktionsfähigem Kohlenstoff
und gegenüber Schwefel indifferenten, aber schwer schmelzbaren Materialien, wie
Kieselsäure, Bauxit, durch Verbrennung eines Teils des Kohlenstoffs mit Luft in
dem Rest des nicht verbrannten Kohlenstoffs und dem beigemischten schwer schmelzbaren
Material eine solche Wärmemenge aufspeichert, daß dieser auf die zur Bildung von
Schwefelkohlenstoff notwendige Temperatur und zur Umsetzung mit Kohlenstoff in Schwefelkohlenstoff
gebracht wird. Dabei soll der Kohlenstoff im Gange des Verfahrens aus besonders
billigen Ausgangsstoffen., vorzugsweise Rohbraunkohle, durch Trocknung und Verschwelung
gewonnen werden.
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Bei diesem Verfahren wird also außer dem mit Schwefel reaktionsfähigen
Kohlenstoff ein weiteres Material, das selbst mit Schwefel im wesentlichen nicht
reagiert, alsWärmeträger benutzt.
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Es zeigte sich nun, daß man das Verfahren sehr günstig in der Weise
ausführen kann, daß man den Kohlenstoff selbst als Wärmespeicher benutzt.
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Der Kohlenstoff kann in der Form von Holzkohle, Schwelkoks, Rohbraunkohle,
Braunkohlenbriketts oder aktiven Kohlenstoff enthaltenden Rückständen, aus Feuerungen,
Generatoren u. dgl. benut2t werden. Die Aufheizung des Kohlenstoffs kann entweder
durch direkte Verbrennung eines Teils des Reaktionskohlenstoffs oder Verbrennung
von festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen in direkter Berührung mit dem
reaktionsfähigen Kohlenstoff erfolgen. Das Verfahren kann in beliebigen geeigneten
Öfen, z. B. Schacht- oder Drehöfen, durchgeführt werden.
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Da ein Vorteil des Verfahrens darin liegt, daß man den aktiven Kohlenstoff
im Gange des Prozesses aus billiger Rohbraunkohle oder Braunkohlenbriketts gewinnt,
bietet das vorliegende Verfahren gegenüber dem Hauptpatent einen weiteren Vorteil,
weil zwischen der Reaktionskohle und den indifferenten Wärmeträgern, wie Steinkohlenkoks
oder Kieselsäure usw., bedeutende Härteunterschiede bestehen und infolgedessen der
Reaktionskohlenstoff durch das härtere Material zerrieben wird. Solche Härteunterschiede
liegen bei Braunkohlenkoks, Holzkohle, Grudekoks u. dgl. gegenüber dem Wärmeträger
vor.
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Verwendet man für das Verfahren Rohbraunkohle, so zerfällt dieselbe
beim Trocknen und Schwelen in verhältnismäßig kleine Stücke, welche in dichter Schüttung
Gasen erheblichen Widerstand entgegensetzen. Bei solchen feinteiligen Materialien
ist es besonders vorteilhaft, das Verfahren in einem
oder zwei hintereinandergeschalteten
Drehöfen auszuführen. Der Betrieb verläuft dann in folgender Weise: Bei Verwendung
von zwei Drehöfen wird im ersten Ofen aus einer gewissen Menge Rohbraunkohle durch
Verbrennung mit vorteilhaft vorerhitzter Luft oder Sauerstoff eine solche Menge
Kohlenstoff verbrannt, -daß die Rohbraunkohle getrocknet, geschwelt und der verbleibende
Kohlenstoff mit dem Aschegehalt auf die erforderliche Temperatur erhitzt wird. Dieser
glühende Kohlenstoff wird durch Ein- und Austragen. durch einen Transportapparat
in einen zweiten Drehofen gefördert, in dem die Reaktion mit Schwefel zu Schwefelkohlenstoff
vor sich geht. Die Erhitzung der Braunkohle kann auch durch direkte Beheizung mit
anderen Brennstoffen erfolgen. Der beide Drehöfen verbindende Austragapparat maß
naturgemäß - zugleich eine möglichst gasdichte Abtrennung zwischen beiden Öfen herstellen,
so daß einesteils die Verbrennungsluft oder die Feuergase des ersten Ofens nicht
in dem Schwefelkohlenstoffofen und anderenteils die Schwefelkohlenstoff dämpfe nicht
in den Verbrennungsofen eintreten können. Diese Aufgabe wird vorteilhaft dadurch
gelöst, daß man den aus dem ersten Ofen ausfallenden glühenden Kohlenstoff zugleich
als Abschlußmasse zwischen beiden Öfen benutzt, wobei auch indifferente Sperrgase
Verwendung finden können.
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Die Apparatur kann aber auch so ausgeführt wenden, daß man nur einen
Drehofen verwendet, in dessen erstem Teil die Kohle erhitzt wird, wonach der glühende
Kohlenstoff eine Zwischenkammer, in der derselbe als Gasabschluß dient, durchfließt
und im hinteren Teil des Drehofens mit Schwefel zur Reaktion gebracht wird. Der
Schwefel kann sowohl in flüssiger als auch gasförmiger Form angewendet werden. Der
ausfallende, noch heiße Kohenstoff wird nach Ergänzung des verbrauchten Anteils
in den Betrieb zurückgeführt. Von Zeit zu Zeit maß natürlich der Kohlenstoff durch
Aussieben von der Asche befreit oder die gesamte Kohlenstoffmenge wegen zu starker
Anreicherung an Asche aus dem Betrieb genommen werden. Die Braunkohle kann in getrocknetem
oder angetrocknetem Zustande benutzt werden oder auch in Form von Briketts. Vorteilhaft
verwendet man Rohbraunkohle, weil die Trocknung und Schwelung im Gange des Verfahrens
durch Verbrennung eines Teils der Kohle besonders billig vor sich geht.
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Beschreibung der Apparatur Die Apparatur gemäß Fig. I stellt einen
mit feuerfesten Steinen ausgemauerten Drehofen dar, der durch eine Zwischenzone
in eine erste und zweite Reaktionszone zerlegt wird. Sowohl in der ersten als zweiten
Reaktionszone sind aus feuerfesten Steinen Einbauten enthalten, z. B. von kreuzartigem
Querschnitt, wie im Schnitt A, B gezeigt wird, damit der kleinteilige, reaktionsfähige
Kohlenstoff, welcher zugleich als Wärmespeicher und zur Schwefelkohlenstoffbildung
dient, mit der Verbrennungsluft oder den Feuergasen oder mit dem Schwefeldampf in
gute Berührung gelangt. In der Zwischenzone sind, wie im Schnitt E, F gezeigt wird,
senkrecht zur Trommelachse stehende Wände aus feuerfesten Steinen eingebaut, welche
an der Peripherie j e eine Öffnung enthalten. Bei der Drehung der Trommel befinden
sich diese Öffnungen jeweils in verschiedenen Höhenlagen. Durch diese Öffnungen
wandert bei der Drehung der Trommel der feinteilige Kohlenstoff aus der ersten in
die zweite Reaktionszone, wobei das pulverförmige Material eine oder mehrere in
den Zwischenwänden angeordnete Öffnungen verschließt, wodurch ein genügend gasdichter
Abschluß zwischen den Zonen i und z geschaffen wird.
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Die zur Erhitzung des umlaufenden Kohlenstoffs dienende, gegebenenfalls
vorerhitzte Luft tritt in die erste Reaktionszone durch einen gegen die Trommelwand
abgedichteten Ringraum (Schnitt C, D) ein. Die Abgase aus der ersten Reaktionszone
verlassen die Apparatur durch das feststehende Einfallgehäuse, in welchem auch mittels
einer Schnecke das Gemisch des umlaufenden Kohlenstoffs mit neuer Rohkohle, die
den zur Schwefelkohlenstoffbildung bestimmten Kohlenstoff liefert, zugeführt wird.
Der Schwefel wird in fester, flüssiger oder gasförmiger Form in das Ausfallgehäuse,
in das der pulverförmige Inhalt der zweiten Reaktionszone entleert wird, eingeführt.
Der Schwefelkohlenstoff wird durch einen an der Reaktionstrommel dicht anliegenden
Ringraum albgezogen.
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In Fig. II wird eine Apparatur gezeigt, die aus zwei hintereinander,
in verschiedenen Höhenlagen befindlichen Drehöfen besteht, welche durch eine Zwischenzone,
die in gleicher Weise wie bei der Apparatur gemäß Fig. I ausgeführt wurde, getrennt
sind. Beide Drehöfen sind in gleicher Weise ausgerüstet wie der Drehofen gemäß Fig.
I. Dieselben werden durch ein feststehendes Ein-und Ausfallgehäuse abgeschlossen,
mit welchen Gehäusen die durch einen besonderen Antrieb bewegte Zwischenzone in
gasdichter Verbindung steht. Im ersten Drehofen wird das durch eine Schnecke eingetragene
Gemisch von umlaufendem Kohlenstoff und Rohkohle mit gegebenenfalls vorerhitzter
Luft oder durch Verbrennung von Feuergasen auf
hohe Temperatur gebracht.
Das Material wandert durch die Zwischenzone, von welcher der Schnitt E, F gezeigt
wird, in das den zweiten Drehofen abschließende Eintraggehäuse, aus dem der Schwefelkohlenstoffdampf
entweicht, und, aus demselben in den zweiten Drehofen, in welchem die Reaktion mit
Schwefel stattfindet.
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Fig. III zeigt eine Apparatur, welche wiederum aus zwei hintereinandergeschalteten
Drehöfen von gleicher Ausführungsform, wie in Fig. I und, II gezeigt wurde, besteht.
Die Trennung der beiden Drehöfen findet jedoch nicht durch eine rotierende Zwischenzone,
sondern durch ein feststehendes Gehäuse statt, in welchem das aus dem ersten Drehofen
ausfallende Material einen Abschluß bildet und mittels einer Schnecke oder ähnlicher
Transportvorrichtung in den Drehofen :2 befördert wird, worin die Reaktion mit Schwefel
stattfindet. ' In Fig. IV wird ein zur Ausführung des Verfahrens bestimmter Schachtofen
gezeigt, in dessen oberem Teil d das aus umlaufendem Kohlenstoff und Rohkohle bestehende
Gemisch durch einen Fülltrichter eingebracht wird. Das Material sinkt kontinuierlich
nach unten und gelangt in eine Zwischenzone b. Am Übergang von Teil d und b wird
durch Einschnürung des Querschnitts ein Ringraum erzielt, in welchem die Verbrennungsluft
zur Erhitzung des in a befindlichen Materials eingeführt wird. An der Trennungsstelle
des Teils b gegen den Teil c ist der Querschnitt von b ebenfalls stark verjüngt.
L:nterhalb dieser Verjüngung wird der Schwefelkohlenstoffdampf durch einen den Ofen
abschließeliden Ringraum abgezogen. Das aus Teil b nach c gelangte vorerhitzte Material
reagiert im Teil c mit dem am Boden von c eingeführten Schwefel. Unterhalb der Schwefeleinführung
wird das Material kontinuierlich ausgetragen. Die Vermischungen des Schwefelkohlenstoff
dampfes und der am Boden von a eintretenden Verbrennungsluft oder Feuergase wird
durch den Widerstand des in b befindlichen kleinteiligen Materials verhindert, wobei
durch bekannte, automatisch wirkende Druckregulatoren in der Ableitung des Schwefelkohlenstoffs
und der Zuleitung der Verbrennungsluft gleiche oder nahezu gleiche Drücke aufrechterhalten
werden.
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Es ist bereits bekannt, Schwefelkohlenstoff aus Kohlenstoff und Schwefel
in der Weise herzustellen, daß man abwechselnd den Kohlenstoff heiß bläst und danach
mit Schwefel zur Reaktion bringt. Dieses intermittierende Verfahren unterscheidet
sich von dem vorliegenden ungünstig dadurch, daß es nicht gelingt, während der Schwefelkohlenstoffherstellung
konstante Temperaturen einzuhalten, was bekanntlich sehr wichtig ist, sondern beim
intermittierenden Verfahren sinkt die Temperatur von einem Maximum zu einem Minimum
ab. Man hat auch schon vorgeschlagen, zur Schwefelkohlenstoffbildung Braunkohlenkoks
oder Grudekoks zu verwenden, wobei die Erhitzung des Schwefelkohlenstoffs durch
elektrischen Strom erfolgen sollte. Diese Betriebsweise würde zur Verwendung von
Braunkohle nicht geeignet sein, weil einerseits Rohbraunkohle, welche 6o°10 und
mehr Wasser enthält, den elektrischen Strom nur sehr ungleichmäßig leitet, andererseits
die Trocknung und Schwelung der Rohbraunkohle mittels elektrischen Stroms viel zu
teuer sein würde. Überhaupt kommt die Verwendung des elektrischen Stromes nur bei
sehr billigen Strompreisen in Frage. Demgegenüber bedeutet es einen großen Vorteil
des Verfahrens, daß unter voller Ausnutzung der Abhilfe der Feuergase, welche den
ersten Ofen mit etwa iio° verlassen., die Trocknung und Schwelung der Rohbraunkohle
und gleichzeitig ihre Erhitzung auf die Reaktionstemperatur erfolgt.