DEP0000249DA - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Acetylen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und die hierzu erforderliche Vorrichtung für die Erzeugung von Acetylen aus Kalziumkarbid unter Bildung von trockenem Kalkhydrat als Rückstand aus der Reaktion.

Bei den bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen, welche zu diesem Zweck benutzt werden, wird das Karbid aus einem Vorratsraum durch eine geeignete Transportvorrichtung, beispielsweise eine Trommel, Wurmschraube o.dgl., nach und nach in kleineren Mengen in den Vergasungsraum befördert und dort mit dem Wasser aus der Wasserleitung bespritzt. Das freiwerdende Acetylen geht zu einem Gassammler, dessen schwimmende Glocke bzw. dessen Gasdruck die Trommel für die Beschickung des Karbides und ein Ventil in der Wasserleitung derart steuert, dass bei Erreichung eines bestimmten Höhenstandes die weitere Zufuhr des Karbides und des Wassers in den Vergasungsraum aufhört bzw. wieder einsetzt, sobald ein gewisser Tiefstand der Gasglocke oder des Druckes erreicht ist. Dies bedingt komplizierte Vorrichtungen, ohne dass eine aufeinander abgestimmte Zufuhrmenge von Karbid und Wasser erreicht wird. Die Karbidstücke sind bekanntlich in ihrer Grösse und Form von einander sehr verschieden, so dass die Fördermengen in den Zeiteinheiten nicht genau geregelt werden können; ferner ist die Reaktionsgeschwindigkeit zwischen Wasser und Karbid sehr schwankend, da bekanntlich einige Karbidstücke in kurzer Zeit vergasen, während andere Stücke längere Zeit, bis 1/2 Stunde und länger, zu ihrer vollständigen Vergasung benötigen. Demgegenüber bleibt die zufliessende Wassermenge in der Zeiteinheit, abgesehen von etwaigen Schwankungen durch den Druck in der Leitung, ziemlich konstant. Überdies ist bei den bekannten Apparaten ein Wasserüberschuss in der Regel beabsichtigt, mit der Folge, dass das Kalkhydrat nicht trocken anfällt und das Acetylen mit Wasserdampf gesättigt ist.

Man hat versucht, der grössten Schwierigkeit, nämlich der Vernichtung der starken Wärme, welche bei der Reaktion von Karbid mit einer kleineren Wassermenge entsteht, durch komplizierte Vorrichtungen, wie Drehsiebe,lange Transportbänder, Rührschaufeln u.dgl., zu begegnen, welche den Weg der Karbidstücke im Entwicklungsraum von der Einwurfstrommel bis zur Kalkschleuse verlängern sollen. Dadurch sind aber sehr umfangreiche Apparate entstanden, mit vielen beweglichen Teilen, welche infolge starken Verschleisses oft erneuert werden müssen und den Betrieb der Anlage erschweren und umständlich machen, ohne dabei den Zweck restlos zu erfüllen.

Gemäss dem Verfahren nach vorliegender Erfindung werden Karbid und Wasser nur in im voraus abgestimmten Mengen zusammengebracht. Die für die Reaktion erforderliche Wassermenge wird in einem entsprechend dimensionierten Behälter aufgespeichert, so dass keine grössere Wassermenge in den Entwicklerraum zum Karbid gelangen kann, als in dem Wasserbehälter enthalten ist. Die ganze zur Vergasung bestimmte Karbidmenge, entsprechend dem Inhalt des Wasserbehälters, wird in den Karbidraum eingebracht. So wird auch mit Sicherheit erreicht, dass das rückständige Kalkhydrat den vorgesehenen Feuchtigkeitsgrad aufweist.

Zur Ausführung des Verfahrens kann sowohl eine nach dem Wasserzuflauf- wie auch nach dem Karbideinwurfsystem wirkende Vorrichtung gewählt werden. In ersterem Falle wird zur Beförderung des Wassers aus dem drucklosen Wasserbehälter in den durch das entwickelte Gas unter Druck stehenden Entwicklerraum erfindungsgemäss eine geeignete Kraft, z.B. ein Gewicht, eine Feder o.dgl., benutzt, welche einen Kolben betätigt. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, den Druck des entwickelten Acetylens, erhöht durch Übersetzung, auf den Kolben zu übertragen, so dass das Entwicklungswasser aus dem Wasserbehälter unter einem höheren Druck in den Entwicklungsraum gespritzt wird.

Zur Bekämpfung der Reaktionswärme wird die gesamte zu vergasende Karbidladung in rotierende Bewegung versetzt, derart, dass die einzelnen Karbidstücke nur kurze Zeit von den Wasserstrahlen getroffen werden und dann langsam vergasen, wobei sie die entstehende Wärme an die umgebenden Karbidstücke bzw. an das inzwischen nach und nach sich bildende Kalkhydrat abgeben, bis sie bei der Rotation wieder unter dem Wasserstrahl zurückgelangen. Eine weitere grosse Wärmeabgabe erfolgt dadurch, dass die Karbidladung auch in ihrem Innern mit breiten Kühlflächen in Berührung steht. Zu diesem Zweck ist ein doppelwandiger wassergekühlter Gasentwickler mit einem in seinem Innern kreisenden Rotor vorgesehen, der sternförmig ausgebildet ist, um in seinen Fächern die Karbidladung aufzunehmen. Die Trennungswände der einzelnen Fächer sind ebenfalls doppelwandig und dienen zur Aufnahme von zirkulierendem Kühlwasser, dessen Zu- und Abfuhr durch die Achse des Rotors erfolgt. Die Anzahl der Fächer des Rotors kann beliebig gewählt werden, um die Grösse der Kühlflächen nach Bedarf zu bemessen.

Ein Teil des entwickelten Acetylens wird nach Verlassen des Entwicklungsraumes einer Kühlvorrichtung zugeführt und von hier aus durch einen Ventilator wieder zum Entwicklungsraum geleitet, um die gesamte Karbid- und Kalkydratmenge durchströmend zu kühlen. Selbstverständlich kann auch die Temperatur des Kühlwassers durch geeignete Mittel niedrig gehalten werden.

Durch die Druckhöhe des Acetylens in dem Entwicklungsraum, die durch ein Regelventil eingestellt wird, sowie durch die Abmessung der Wasserspritzdüsen kann die Wassermenge geregelt werden, welche in der Zeiteinheit eingespritzt wird. Anderseits hängt von der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors die Dauer der Wasserzufuhr auf die Stelle ab, welche sich jeweils unter den Spritzdüsen befindet. Durch das Zusammenwirken dieser drei Faktoren kann also die Wärmeerzeugung so geregelt werden, dass sich die Erwärmung des Gases innerhalb bestimmter Grenzen hält, und zwar ohne Verwendung von beweglichen, verschleissbaren Organen, welche bei den bekannten Vorrichtungen das Karbid mit dem Kalkhydrat durchmischen und es von der Karbideinwurfstelle bis zum Sammelraum des Kalkhydrates befördern sollen.

In der Zeichnung ist beispielsweise und schematisch eine Vorrichtung veranschaulicht, welche zur Ausführung des Verfahrens dient. In der Fig. 1 ist a ein doppelwandiger

Gasentwickler und b ein Wasserbehälter, welche so zu bemessen sind, dass das Wasser in dem Behälter b der Karbidladung in der Retorte a entspricht (beispielsweise 0,6 Liter Wasser je Kilogramm Karbid). Durch die Leitung c fliesst das Wasser in den Gasentwickler. Der kleine Behälter d ist mit einer geringen Wassermenge gefüllt (etwa 0,5 Liter). Nach Öffnen des Hahnes e fliesst das Wasser aus dem Behälter d in den Gasentwickler und leitet die Gasentwicklung ein. Das entwickelte Acetylen gelangt durch die Leitung f zu dem zylindrischen Behälter g und wirkt mit seinem Druck auf den Kolben h, welcher durch das Gestänge i mit dem Kolben k des Behälters verbunden ist. Die Abmessungen der Behälter b und g bzw. der Kolben k und h und des Gestänges i sind so gewählt, dass der Gasdruck auf den Kolben h vervielfacht auf den Kolben k wirkt, so dass das im Behälter b enthaltene Wasser unter einem höheren Druck zu den Spritzdüsen l gelangt. Werden beispielsweise für die Kolben h und k Flächen von 500 bzw. 200 cm(exp)2 und für das Gestänge i eine Übersetzung von 2 : 1 gewählt, so wirkt bei 0,2 kg/cm(exp)2 Gasdruck in dem Behälter g die Belastung von 100 kg auf den Kolben h mit 200 kg auf den Kolben k, d.h. 1 kg/cm(exp)2 auf das Entwicklungswasser. Das entwickelte Gas geht durch Abzweigung m der Leitung f zum Regelventil n, das so eingestellt wird, dass es bei Erreichung eines bestimmten Gasdruckes (etwa 0,2 bis 0,3 atm) öffnet und so dem Acetylen unter Einschaltung der üblichen Gasreiniger und Trockner den Durchfluss zum Gasspeicher freimacht.

Im Innern des Gasentwicklers a befindet sich der Rotor o (siehe auch Fig. 2), welcher durch die Achse p und eine geeignete Kraftquelle, z.B. einen Elektromotor oder dergl., angetrieben wird. Die Achse p ist hohl und trägt sternartig die ebenfalls hohlen Wände q, wodurch der innere Raum des Rotors o in kleinere Abteilungen unterteilt ist. Der Hohlraum der Wände q steht mit dme Hohlraum der Achse p in Verbindung. Das durch die Leitung r innerhalb der Achse zufliessende Kühlwasser zirkuliert also auch innerhalb der Rotorwände, um alsdann durch die Öffnung s der Achse p in den Behälter t abzufliessen. Ebenso wird das die Wandung des feststehenden Gasentwicklers a durchströmende Kühlwasser nach Beendigung seiner Zirkulation in den Behälter t abgeleitet.

Ein Teil des Acetylens gelangt durch die Abzweigung u der Gasleitung f in die Kühlvorrichtung v, wo es eine starke Temperaturherabsetzung erfährt, um alsdann mit Hilfe des Ventilators w wieder in den Gasentwickler a zurückzuströmen und dort zusätzlich als Kühlmittel zu dienen.

Nach beendeter Vergasung können der Gasentwicklerdeckel x entfernt und der Rotor o zusammen mit dem Kalkhydrat aus der Retorte herausgenommen werden. Zu diesem Zweck ist der Rotor mit der Rückwand y und dem Mantel z aus Drahtgeflecht, gelochtem Blech oder dgl. gefertigt.

Soll die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach dem Karbideinwurfsystem wirken, so werden die abgemessene Menge des Entwicklungswassers in den Gasentwickler a und die entsprechende Karbidmenge in einem Behälter oberhalb des Gasentwicklers a aufgespeichert. Das Karbid wird durch ein geeignetes Fördermittel, wie Band, Wurmschraube o.dgl., nach und nach dem Wasser in den Gasentwickler a zugegeben, während der Rotor o betätigt wird, so dass die Karbidstücke in die Abteilungen desselben verteilt werden.

Claims (6)

1. Verfahren zum Entwickeln von Acetylen aus Kalzium-Karbid, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte zu vergasende Karbidladung und die erforderliche Menge des Entwicklungswassers, mit welchem der Entwickler beschickt wird, im voraus so aufeinander abgemessen werden, dass das rückständige Kalkhydrat einen vorbestimmten Feuchtigkeitsgrad aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzen des in einem Behälter aufgespeicherten Entwicklungswassers auf das im Entwicklungsraum aufgespeicherte Karbid durch den Druck eines Kolben erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bei der Vergasung in dem Entwicklungsraum entstehende Druck dazu benutzt wird, mittels Übersetzung einen Kolben zu betätigen, der das Entwicklungswasser aus seinem Behälter unter erhöhtem Druck in den Entwicklungsraum befördert.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte für die Vergasung bestimmte Karbidladung, zweckmässig in die Fächer eines Rotors verteilt, derart in rotierender Bewegung gehalten wird, dass die Karbidstücke jeweils nur kurze Zeit von dem bespritzenden Wasser getroffen werden.

5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Karbidretorte (a), einen Wasserbehälter (b) sowie einen Hilfsgasbehälter (g), dessen Kolben (h) mit dem Kolben (k) des Wasserbehälters (b) durch Gestänge (i) derart verbunden ist, dass der Gasdruck auf den Hilfskolben (h) in vermehrter Höhe auf den Kolben (k) des Wasserbehälters (b) wirkt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine doppelwandige, wassergekühlte Retorte (a) und einen Rotor (o), welcher in mehrere durch hohle Wände gebildete Fächer unterteilt ist, in denen Kühlwasser zirkuliert.