DEP0000249DA

DEP0000249DA - Process and apparatus for the production of acetylene

Info

Publication number: DEP0000249DA
Authority: DE
Inventors: Francesco Mangiameli
Original assignee: Mangiameli, Francesco, Frankfurt, Main
Publication date: 1950-11-02

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.The present invention relates to a method and the device required for this for the production of acetylene from calcium carbide with the formation of dry hydrated lime as a residue from the reaction.

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.In the previously known methods and devices which are used for this purpose, the carbide is gradually transported in smaller quantities from a storage space into the gasification space by a suitable transport device, for example a drum, worm screw or the like, and there with the Splashed water from the water pipe. The released acetylene goes to a gas collector, the floating bell or gas pressure of which controls the drum for loading the carbide and a valve in the water pipe in such a way that when a certain level is reached, the further supply of carbide and water into the gasification chamber stops or . starts again as soon as the gas bell or the pressure has reached a certain low. This requires complicated devices without a balanced supply of carbide and water being achieved. The carbide pieces are known to be very different from one another in their size and shape, so that the delivery rates in the time units cannot be precisely regulated; Furthermore, the rate of reaction between water and carbide fluctuates very much, since it is known that some pieces of carbide gasify in a short time, while other pieces require a longer time, up to 1/2 hour and longer, to completely gasify them. In contrast, the inflowing amount of water in the unit of time, apart from any fluctuations due to the pressure in the line, remains fairly constant. In addition, in the known apparatus, an excess of water is usually intended, with the result that the hydrated lime does not dry and the acetylene is saturated with water vapor.

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.Attempts have been made to deal with the greatest difficulty, namely the destruction of the strong heat that arises when carbide reacts with a small amount of water, by using complicated devices such as rotating sieves, long conveyor belts, stirring paddles and the like Carbide pieces in the development area should extend from the throw-in drum to the lime sluice. As a result, however, very extensive apparatuses were created, with many moving parts, which often have to be replaced as a result of severe wear and tear and make the operation of the system difficult and cumbersome without completely fulfilling the purpose.

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.According to the method according to the present invention, carbide and water are only brought together in quantities agreed in advance. The amount of water required for the reaction is stored in a correspondingly dimensioned container, so that no larger amount of water can reach the carbide in the developer space than is contained in the water container. The entire amount of carbide intended for gasification, corresponding to the content of the water tank, is introduced into the carbide space. This also ensures that the residual hydrated lime has the intended degree of moisture.

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.In order to carry out the method, a device can be selected that operates according to the water inlet system as well as the carbide insertion system. In the first case, according to the invention, a suitable force, e.g. a weight, a spring or the like, which actuates a piston, is used to transport the water from the pressureless water container into the developer space, which is pressurized by the developed gas. It has proven to be particularly advantageous to transfer the pressure of the developed acetylene, increased by translation, to the piston, so that the developing water is injected from the water container under a higher pressure into the developing space.

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.To combat the heat of reaction, the entire carbide charge to be gasified is set in rotating motion so that the individual carbide pieces only last for a short time are hit by the jets of water and then slowly gasify, releasing the resulting heat to the surrounding pieces of carbide or to the hydrate of lime that has gradually formed in the meantime, until they come back under the water jet during the rotation. Another large amount of heat is emitted because the carbide charge is also in contact with wide cooling surfaces inside. For this purpose, a double-walled, water-cooled gas generator is provided with a rotor that revolves in its interior and is designed in a star shape in order to receive the carbide charge in its compartments. The partition walls of the individual compartments are also double-walled and serve to hold circulating cooling water, which is supplied and discharged through the axis of the rotor. The number of compartments of the rotor can be chosen arbitrarily in order to dimension the size of the cooling surfaces as required.

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.After leaving the development room, part of the developed acetylene is fed to a cooling device and from here it is fed back to the development room by a fan in order to cool the entire amount of carbide and lime hydrate flowing through it. Of course, the temperature of the cooling water can also be kept low by suitable means.

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.The amount of water that is injected per unit of time can be regulated by the pressure level of the acetylene in the development space, which is set by a control valve, and by the dimensions of the water spray nozzles. On the other hand, the duration of the water supply to the point which is located under the spray nozzles depends on the speed of rotation of the rotor. Through the interaction of these three factors, the heat generation can be regulated in such a way that the heating of the gas is kept within certain limits, without the use of movable, wear-resistant organs, which in the known devices mix the carbide with the hydrated lime and remove it from the Carbide insertion point to the collecting area of the hydrated lime.

In der Zeichnung ist beispielsweise und schematisch eine Vorrichtung veranschaulicht, welche zur Ausführung des Verfahrens dient. In der Fig. 1 ist a ein doppelwandigerThe drawing shows, for example and schematically, a device which is used to carry out the method. In Fig. 1, a is a double-walled one

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.Gas generator and b a water container, which are dimensioned so that the water in container b corresponds to the carbide charge in retort a (for example 0.6 liters of water per kilogram of carbide). The water flows through line c into the gas generator. The small container d is filled with a small amount of water (about 0.5 liters). After opening the tap e, the water flows from the container d into the gas generator and initiates the development of gas. The acetylene developed passes through the line f to the cylindrical container g and its pressure acts on the piston h, which is connected to the piston k of the container by the linkage i. The dimensions of the containers b and g or the pistons k and h and the linkage i are chosen so that the gas pressure on the piston h multiplied acts on the piston k, so that the water contained in the container b is at a higher pressure to the Spray nozzles l reached. If, for example, areas of 500 and 200 cm (exp) 2 are selected for the pistons h and k and a ratio of 2: 1 is selected for the linkage i, gas pressure acts in the container g at 0.2 kg / cm (exp) 2 the load of 100 kg on the flask h with 200 kg on the flask k, ie 1 kg / cm (exp) 2 on the developing water. The evolved gas goes through the branch m of the line f to the control valve n, which is set so that it opens when a certain gas pressure is reached (about 0.2 to 0.3 atm) and thus releases the acetylene using the usual gas cleaners and dryers Releases the flow to the gas storage tank.

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.Inside the gas generator a is the rotor o (see also Fig. 2), which is driven by the axis p and a suitable power source, e.g. an electric motor or the like. The axis p is hollow and carries the walls q, which are also hollow, in a star-like manner, whereby the inner space of the rotor o is divided into smaller compartments. The cavity of the walls q is in communication with the cavity of the axis p. The cooling water flowing in through the line r within the axis thus also circulates within the rotor walls, in order then to flow off through the opening s of the axis p into the container t. Likewise, the wall of the fixed gas generator a cooling water flowing through is discharged into the container t after its circulation has ended.

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.A part of the acetylene passes through the branch u of the gas line f into the cooling device v, where it experiences a sharp decrease in temperature, in order to then flow back into the gas generator a with the aid of the fan w, where it also serves as a coolant.

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.After the gasification has ended, the gas generator cover x can be removed and the rotor o can be taken out of the retort together with the hydrated lime. For this purpose, the rotor with the rear wall y and the jacket z is made of wire mesh, perforated sheet metal or the like.

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.If the device for carrying out the method is to operate according to the carbide throw-in system, the measured amount of the developing water is stored in the gas generator a and the corresponding amount of carbide is stored in a container above the gas generator a. The carbide is gradually added to the water in the gas generator a by a suitable conveying means such as a belt, worm screw or the like, while the rotor o is operated, so that the carbide pieces are distributed into the compartments thereof.

Claims

A method for developing acetylene from calcium carbide, characterized in that the total carbide charge to be gasified and the required amount of the developing water with which the developer is charged are measured in advance so that the residual hydrated lime has a predetermined degree of moisture .

2. The method according to claim 1, characterized in that the development water stored in a container is injected onto the carbide stored in the development space by the pressure of a piston.

3. The method according to claim 2, characterized in that the pressure generated during the gasification in the development space is used to actuate a piston by means of translation, which conveys the development water from its container under increased pressure into the development space.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the entire carbide charge intended for gasification, expediently distributed in the compartments of a rotor, is kept rotating in such a way that the carbide pieces are only hit by the spraying water for a short time.

5. Apparatus for carrying out the method according to claim 1 to 4, characterized by a carbide retort (a), a water container (b) and an auxiliary gas container (g), the piston (h) of which with the piston (k) of the water container (b) Linkage (i) is connected in such a way that the gas pressure on the auxiliary piston (h) acts at an increased height on the piston (k) of the water tank (b).

6. Apparatus according to claim 5, characterized by a double-walled, water-cooled retort (a) and a rotor (o) which is divided into several compartments formed by hollow walls in which cooling water circulates.