DE105386C - - Google Patents

Description

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

RICCARDO MEMMO in ROM.RICCARDO MEMMO in ROME.

von Calciumcarbid.of calcium carbide.

Durch die amerik. Patentschrift Nr. 567699 ist ein elektrischer Schmelzofen bekannt geworden, dessen Boden nach unten hin verstellbar ist, zu dem Zwecke, eine Regulirung ■des zugeführten Stromes bewirken zu können. Bei dem Gegenstande der deutschen Patentschrift Nr. 94641 und der dieselbe Erfindung betreffenden engl. Patentschrift Nr. 19290/96 hingegen wird der bewegliche Boden ausschließlich zur Entfernung des gebildeten Calciumcarbids benutzt.By the americ. Patent specification No. 567699 an electric melting furnace has become known, the bottom of which can be adjusted downwards for the purpose of being able to regulate the current supplied. The subject of German patent specification No. 94641 and the same invention relevant engl. Patent specification no. 19290/96, on the other hand, is exclusively about the movable floor used to remove the calcium carbide formed.

Nun ist bei der vorliegenden Erfindung wohl die Rede von einer verstellbaren Ofensohle, es bildet diese Anordnung aber nur einen nebensächlichen, nicht als neu beanspruchten Theil des Ofens.Now the present invention is probably talking about an adjustable oven sole, this arrangement, however, only constitutes an incidental one, not a newly claimed one Part of the furnace.

Durch die engl. Patentschrift Nr. 13297/96 ist ferner ein Verfahren bekannt geworden, welches bezweckt, die bei der in elektrischen Schmelzofen eintretenden Reaction entwickelten Gase (Kohlenoxydgase) dazu nutzbar zu machen, das zu behandelnde oder anderes Material vorzuwärmen bezw. zu erhitzen.Through the Engl. Patent specification No. 13297/96 also discloses a method which is the purpose of the reaction evolving in the electric furnace To make gases (carbon oxide gases) usable to preheat the material to be treated or other material respectively to heat.

In keiner der oben erwähnten Patentschriften aber ist die Rede von der Erzeugung von industriell verwerthbarem Wassergas bei der Herstellung von Carbid. Wohl spricht die oben erwähnte engl. Patentschrift Nr. 13297/96 von der Erzeugung von Kohlenoxyd. Letzteres Gas aber besitzt, wie bekannt, nicht dieselben werthvollen Eigenschaften wie das sogenannte Dowson- oder Wassergas. Es wird somit unter Anwendung des neuen Verfahrens ein wesentlicher' Fortschritt erzielt.In none of the above-mentioned patents is there any mention of the production of industrially usable water gas in the production of carbide. She speaks well abovementioned engl. Patent No. 13297/96 on the production of carbon dioxide. The latter But gas, as is well known, does not have the same valuable properties as the so-called Dowson or water gas. It is thus using the new method substantial 'progress achieved.

Vorliegende Erfindung bezweckt somit, bei der Herstellung von Carbid gleichzeitig Wassergas zu erzeugen, und zwar entweder dadurch, dafs man wasserdampfhaltige Luft in das trockene Reactionsgemisch, oder trockene Luft in das vorher mit Wasser versetzte, in den Ofen einzuführende Gemisch einleitet. In beiden Fällen wird die Luft von dem erzeugten Carbid vorgewärmt unter gleichzeitiger Kühlung des letzteren.The present invention thus aims to simultaneously use water gas in the production of carbide either by adding water vapor-containing air to the dry reaction mixture, or by adding dry air introduced into the mixture previously mixed with water to be introduced into the oven. In both In the case of cases, the air is preheated by the carbide produced while cooling at the same time of the latter.

Um das oben erwähnte Resultat zu erreichen , läfst man zweckmäfsig um das gebildete Carbid vermittelst einer geeigneten Vorrichtung nasse bezw. trockene atmosphärische Luft streichen, sammelt diese erhitzte Luft und bläst sie in das trockene bezw. nasse Gemisch von Kohle und Kalk ein, welches zur Beschickung des Ofens dienen soll.In order to achieve the result mentioned above, it is expedient to walk around what has been formed Carbide by means of a suitable device wet respectively. dry atmospheric Stroke air, collects this heated air and blows it into the dry or wet mixture of coal and lime, which is to be used to feed the furnace.

Wünscht man, wie zuletzt erwähnt, Luft in ein mit Wasser versetztes Reactionsgemisch einzuleiten, so wird in folgender Weise verfahren :If, as mentioned last, you want air in a reaction mixture mixed with water to initiate, the procedure is as follows:

Man vermischt gelöschten Kalk und fein gepulverte Kohle derart mit Wasser, dafs man eine vollkommen homogene Paste erhält; diese comprimirt man zu Briquettes, welche in einem Trockenofen getrocknet werden. Die zerkleinerten, getrockneten Briquettes werden zur Beschickung des elektrischen Ofens verwendet.Slaked lime and finely powdered coal are mixed with water in such a way that one a perfectly homogeneous paste is obtained; these are compressed into briquettes, which in one Drying oven. The crushed, dried briquettes are used for Charging the electric furnace used.

Während der Bildung des Carbids gelangt das bei der Reaction sich bildende Kohlenoxydgas mit dem Wasserdampf zu der zerkleinerten Mischung. Die heifse Luft verbrennt das Kohlenoxydgas, und die Verbrennungs-During the formation of the carbide, the carbon-oxide gas which forms in the reaction enters with the steam to the crushed mixture. The hot air burns the carbon dioxide gas, and the combustion

temperatur ist noch genügend, um den Wasserdampf zu zersetzen. Der Wasserstoff bleibt unverändert, während die Kohlensäure und der Sauerstoff mit dem in der Mischung im Ueberschufs vorhandenen Kohlenstoff von neuem Kohlenoxydgas bilden. Es verbleibt so schliefslich ein Gas, das hauptsächlich Wasserstoff und Kohlenoxydgas (Wassergas) enthält.temperature is still sufficient to decompose the water vapor. The hydrogen remains unchanged, while the carbonic acid and the oxygen with the excess carbon of Form new carbon dioxide gas. In the end there remains a gas that is mainly Contains hydrogen and carbon dioxide gas (water gas).

Zur Ausführung dieses Verfahrens bedient man sich eines elektrischen Ofens, und ist derselbe in der Zeichnung zur Darstellung gebracht. An electric oven is used to carry out this process, and it is the same shown in the drawing.

Derselbe bestellt im Wesentlichen aus dem innen mit unschmelzbarem Futter ausgekleideten Ofen A aus Gufseisen oder anderem Material, welcher durch eine in seiner Decke angebrachte Oeffnung K mit einem schachtförmigen, aus einem trichterförmigen Einsatz D und Raum E bestehenden, gemauerten Aufbau in Verbindung steht. Die Sohle des Ofens A wird durch einen beweglichen Boden B gebildet, welcher innerhalb des Cylinders T durch die Schwere des entstehenden Carbidblockes entsprechend gesenkt werden kann, bis er durch eine seitlich angebrachte Oeffnung sich aus dem Ofen herausziehen läfst, ohne dafs man den Betrieb zu unterbrechen braucht, indem eine beständige Nachbildung des Carbids erfolgt. Der bewegliche Boden selbst besteht zweckmä'fsigerweise aus einer mit einer eisernen Fassung versehenen Graphitplatte, welche durch einen beliebigen Mechanismus sich senken läfst. Die Einführung des Stromes geschieht durch seitlich in den Ofen A hineinreichende Elektroden C, welche, wie bei ähnlichen Einrichtungen dieser Art, in einem hermetisch schliefsenden Rohr geführt werden, wobei der Vorschub auch hier gleichmäfsig durch Uhrwerke beliebiger Construction bewirkt wird.The same orders essentially from the furnace A made of cast iron or other material, lined with an infusible lining, which is connected to a shaft-shaped brick structure consisting of a funnel-shaped insert D and room E through an opening K in its ceiling. The bottom of the furnace A is formed by a movable floor B , which can be lowered within the cylinder T by the weight of the carbide block that is formed until it can be pulled out of the furnace through an opening on the side without interrupting operation needs by a permanent replica of the carbide takes place. The movable base itself consists expediently of a graphite plate provided with an iron mount, which can be lowered by any mechanism. The current is introduced through electrodes C extending laterally into the furnace A , which, as in similar devices of this type, are guided in a hermetically sealed tube, the advancement here also being effected evenly by clockworks of any construction.

Das Einbringen der Charge geschieht durch den mit feuerfestem Futter bekleideten trichterförmigen Einsatz D, welcher mit einem Deckel verschlossen werden kann, der zur Ableitung des bei der Reaction gebildeten Wassergases mit einem durch Ventil F verschliefsbaren Ableitungsrohr versehen ist. Man giebt zweckmä'fsigerweise das Gemisch von gelöschtem Kalk und Kohle zuerst in compacter Mischung auf, später stückweise, damit das durch die seitliche Oeffnung des Einsatzes D aus dem Rohr G in den Einsatz gelangende Wassergas und die Luft frei um das Material circuliren kann. Durch eine Schraube N gelangt dann das Material in gröfseren oder geringeren Mengen durch die Oeffnung K in den Ofen A. Indem man das Material durch D beständig nachfüllt, und der Boden B dem Gewicht des entstehenden Carbidblockes entsprechend sich ständig gleichmäfsig senkt, kann der Betrieb zu einem continuirlichen gemacht werden, wie dies bei ähnlichen elektrischen Oefen bereits geschieht. Bei vorliegender Erfindung wird jedoch nicht, wie bei den bisherigen Einrichtungen, der Carbidblock direct während des Entstehens gekühlt, was das Zustandekommen der Reaction wesentlich beeinträchtigt, und der Grund dafür ist, dafs bei jenen Vorrichtungen das Innere des Blockes sehr häufig aus unverbundenem Kohlenstoff und Kalk besteht, sondern die Kühlung wird durch ein spiralig um die Wandung des zur Führung des Carbidblockes bestimmten Rohres T gelegtes Kühlrohr S¹ bewirkt, durch welches Luft circulirt, wobei die ausgestrahlte Wärme zur Erhitzung der durch 5 geleiteten Luft dient. Dabei wird, wie bereits angedeutet, eine innige Mischung von durch die Vorwärmung hocherwärmtem Rohmaterial mit dem durch den Ofen selbst erzeugten Wassergas bewirkt, welche das Zustandekommen der Reaction auch im Innern des entstehenden Carbidblockes bedingt. Die Schnelligkeit und Menge der durch S hindurchströmenden Luft wird durch den Hahn M regulirt. Die 'durch die Strahlung des heifsen Carbidblockes erwärmte Luft gelangt nunmehr durch den Hahn R, mit den Ofengasen aus E gemischt, in den mit dem Rohmaterial gefüllten Einfülltrichter D; oder es kann der Hahn R auch so gestellt werden, dafs die heifse Luft durch die in der Decke des Ofens A befindlichen Oeffnungen r in die im Ofen befindliche Mischung gelangt. Schliefst man dabei das Ventil N und das io die, zwischen dem Raum E und dem Fülltrichter D eingefügte Rohrleitung eingesetzte Ventil G, so verbrennt die heifse Luft das in dem Raum A befindliche Kohlenoxyd und führt die schädlichen Gase, welche unter Umständen den mit dem Einbringen der Charge beschäftigten Arbeitern schädlich sein könnten, durch die Oeffnungen O ins Freie. Ist dagegen der Hahn R so gestellt, dafs er die Oeffnung r abschliefst, und das Rohr H geöffnet ist, so gelangt heifse Luft so lange in den Einfülltrichter D, bis man auch den Hahn G öffnet, worauf das in E bei der Entstehung des Carbids gebildete Kohlenoxyd und der Wasserdampf sich mit der aus dem Schlangenrohr 5 in H einströmenden heifsen Luft mischt, wobei der Wasserdampf infolge der hohen Hitze der Luft dissociirt wird, so dafs aus der Oeffnung von G H ein Gemisch von Kohlenoxyd, Wasserstoff, Wasserdampf und Sauerstoff austritt, wobei das Kohlenoxyd sich sofort zu Kohlensäure oxydirt und durch die bei dieser Oxydation entstehende hohe Hitze die in den Einfülltrichter D eingebrachte Mischung des Rohmaterials auf eine hohe Temperatur erhitzt und neuen Wasserdampf erzeugt. Der im Ueberschufs vorhandene Sauerstoff bildet dabei gleichzeitig mit der Kohle des Roh-The charge is introduced through the funnel-shaped insert D, which is lined with refractory lining and which can be closed with a cover which is provided with a discharge pipe that can be closed by valve F to discharge the water gas formed during the reaction. The mixture of slaked lime and coal is expediently applied first in a compact mixture, later piece by piece, so that the water gas and the air entering the insert through the lateral opening of insert D and the air can circulate freely around the material. By means of a screw N , larger or smaller amounts of the material are passed through the opening K into the furnace A. By constantly refilling the material through D , and the base B steadily lowering itself according to the weight of the carbide block being produced, operation can close can be made continuous, as is already done with similar electric ovens. In the present invention, however, as in the previous devices, the carbide block is not cooled directly while it is being formed, which significantly impairs the occurrence of the reaction, and the reason for this is that in those devices the interior of the block very often consists of unbound carbon and lime exists, but the cooling is effected by a cooling tube S ¹ placed spirally around the wall of the tube T intended to guide the carbide block, through which air circulates, the radiated heat serving to heat the air conducted through 5. As already indicated, this brings about an intimate mixture of the raw material, which has been highly heated by the preheating, with the water gas generated by the furnace itself, which also causes the reaction to take place inside the carbide block. The speed and quantity of the air flowing through S is regulated by the cock M. The air heated by the radiation of the hot carbide block now passes through the tap R, mixed with the furnace gases from E , into the feed funnel D filled with the raw material; or the tap R can also be set so that the hot air passes through the openings r in the ceiling of the oven A into the mixture in the oven. If one closes the valve N and the valve G inserted between the space E and the filling funnel D , the hot air burns the carbon dioxide in the space A and carries the harmful gases which, under certain circumstances, lead to the introduction could be harmful to workers employed by the batch, through the openings O into the open air. If, on the other hand, the tap R is set in such a way that it closes the opening r and the pipe H is open, hot air enters the funnel D until the tap G is also opened, whereupon this in E occurs when the carbide is formed The carbon oxide formed and the water vapor mixes with the hot air flowing into H from the coiled tube 5, the water vapor being dissociated as a result of the high heat of the air, so that a mixture of carbon oxide, hydrogen, water vapor and oxygen emerges from the opening of G H The carbon dioxide is immediately oxidized to carbonic acid, and the high heat generated by this oxidation heats the mixture of raw materials introduced into the hopper D to a high temperature and generates new water vapor. The oxygen present in excess forms simultaneously with the coal of the raw material

materials Kohlenoxyd, welches in Mischung mit dem unverändert gebliebenen Wasserstoff durch den Deckel des Einfülltrichters nach Oeffnung des Hahnes F austreten kann. Auch die, durch die Oxydation des aus G austretenden Kohleno'xydgases gebildete Kohlensäure wird in Berührung mit der heifsen Kohle des Rohmaterials in D wieder zu Kohlenoxyd reducirt, so dafs das durch den Hahn F austretende Gemisch die richtige Zusammensetzung des bekannten Wassergases hat, welches zu industriellen Zwecken verschiedener Art Verwendung finden kann.materials carbon oxide, which, mixed with the unchanged hydrogen, can escape through the lid of the filling funnel after opening the tap F. The carbonic acid formed by the oxidation of the carbon dioxide gas emerging from G is also reduced to carbon dioxide in contact with the hot coal of the raw material in D , so that the mixture emerging through the tap F has the correct composition of the known water gas, which is to be used industrial purposes of various kinds can be used.

Zur Bildung des Wassergases ist es nothwendig, gelöschten Kalk von einem bestimmten Feuchtigkeitsgehalt anzuwenden und mufs man, falls der Kalk nicht gelöscht ist, oder zu trocken sein sollte, der Mischung eine gewisse Menge Wasser hinzufügen. Die Kohle mufs aus den oben angeführten Gründen im Ueberschufs vorhanden sein. Die Bildung des Carbids unter gleichzeitiger Entstehung von aus Kohlenoxyd und Wasserstoff bestehendem Wassergas vollzieht sich nach der bekannten Formel:For the formation of the water gas it is necessary to extract slaked lime from a certain Moisture content to apply and one must, if the lime is not slaked, or to should be dry, add a certain amount of water to the mixture. The coal must be be present in excess for the reasons given above. The formation of the carbide with the simultaneous formation of water gas consisting of carbon oxide and hydrogen takes place according to the known Formula:

Ca(HO)" + 4C= CaC²+ 2 CO+ H* Ca (HO) "+ 4C = CaC ² + 2 CO + H *

74 + 48 = 64 + 56 + 2.74 + 48 = 64 + 56 + 2.

Die Entstehung des Gases wird nun derart regulirt, dafs man den Hahn G kurze Zeit geschlossen hält, während der Hahn R die Oeffnungen r verschliefst. Es entwickelt sich dann Kohlenoxyd, Wasserstoff und Wasserdampf, welche Mischung im Raum E so lange verbleibt, bis der Hahn G. geöffnet und die fertige Mischung mit der Luft in den Einfülltrichter hineingelassen wird. Um während des Einbringens der Charge durch das entweichende Gas nicht belästigt zu werden, kann man beim Aufbringen einer neuen Menge den Hahn R so drehen, dafs, wie bereits bemerkt, die heifse Luft durch die Oeffnungen r in den Ofen eintritt, und bei geschlossenem Hahn G die Gase durch ο ins Freie gelangen.The formation of the gas is regulated in such a way that the cock G is kept closed for a short time while the cock R closes the openings r. Carbon oxide, hydrogen and water vapor then develop, which mixture remains in room E until the tap G. is opened and the finished mixture is let into the funnel with the air. In order not to be bothered by the escaping gas while the batch is being introduced, the tap R can be turned when adding a new quantity so that, as already noted, the hot air enters the furnace through the openings r , and with the tap closed G the gases pass through ο into the open.

Ungleich den verschiedenen Verfahren, welche die Verwendung der Abgase bei der Carbiddarstellung bezwecken und welche nur Kohlenoxyd und dieses nur durch einen Ueberschufs von Sauerstoff zu erzeugen vermögen, wird im vorliegenden Falle nicht allein Kohlenoxyd, sondern das technisch viel wichtigere Wassergas gebildet, wobei die Bildung des Kohlenoxydes nicht wie bei dem bekannten Verfahren durch Zuführung von Sauerstoff, sondern durch einen Ueberschufs von Kohle in Verbindung mit dem aus dem Wassergehalt des Materials gebildeten Sauerstoff geschieht. Unbedingt nothwendig dazu ist aber die Gegenwart hocherhitzter Luft, welche durch den entstehenden Carbidblock selbst auf die geeignete Temperatur gebracht wird, während die directe Abkühlung des Carbidblockes, welche den Uebelstand aller elektrischen Carbidöfen mit senkbarem Boden bildete, hierbei vollständig vermieden wird.Unlike the various processes which the use of the exhaust gases in the preparation of carbides and which can only produce carbon oxide and this only through an excess of oxygen in the present case not only carbon monoxide, but the technically much more important water gas formed, whereby the formation of the carbon oxide is not as in the known process by supplying oxygen, but by an excess of coal happens with the oxygen formed from the water content of the material. Absolutely necessary in addition, however, there is the presence of highly heated air, which is brought to the appropriate temperature by the resulting carbide block is brought about, while the direct cooling of the carbide block, which eliminates the problem of all electric carbide furnaces with a lowerable bottom, completely avoided will.

Der Betrieb des Ofens kann in bekannter Weise mit irgend einer der üblichen Regulirungs- und Abkühlungsvorrichtungen für die Elektroden combinirt werden.The furnace can be operated in a known manner with any of the usual regulation and cooling devices for the electrodes are combined.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:Patent Claims: 1. Verfahren zur Gewinnung eines industriell verwerthbaren Gases bei der Herstellung von Calciumcarbid, darin bestehend, dafs nasse bezw. trockene, von dem erzeugten Reactionsproduct vorerwärmte Luft in das trockene bezw. mit Wasser versetzte event, vorerwärmte Reactionsgemisch eingeleitet wird, wodurch durch Zersetzung des entweder dem Reactionsgemisch künstlich zugetuhrten, in der eingeleiteten Luft enthaltenen oder in dem nassen Reactionsgemisch selbst vorhandenen Wassers in Gegenwart der Kohle die Bildung von Wassergas veranlafst wird.1. Process for obtaining an industrially usable gas during production of calcium carbide, consisting in that wet resp. dry, from the produced Reactionsproduct preheated air in the dry resp. watered event, preheated reaction mixture is initiated, whereby by decomposition of either artificially added to the reaction mixture, contained in the introduced air or the formation of water in the presence of coal in the wet reaction mixture itself Water gas is initiated. 2. Zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch ι ein elektrischer Ofen mit senkbarem Boden, gekennzeichnet durch einen oberhalb des Ofens (A) befindlichen, zur Aufnahme des an seinem unteren Ende von der mit dem Ofen durch die Oeffnung (K) communicirenden Kammer (E) umgebenen Fülltrichters dienenden Ansatz, welcher eine beliebige Anzahl von zur Zuleitung der heifsen Luft bestimmten , an ihrer Einmündung in den Fülltrichter (D) gleichzeitig die Reactionsabgase aufnehmenden Röhren (H) enthält, und welche durch entsprechend gestellte Ventile mit den an der Decke des Ofens angebrachten Oeffnungen (r) in Verbindung gesetzt werden können, um während des Einbringens der Charge die Reactionsgase unverbraucht ins Freie gelangen zu lassen.2. To carry out the method according to claim ι an electric furnace with a lowerable bottom, characterized by a located above the furnace (A) for receiving the chamber (E) communicating at its lower end from the chamber (E) communicating with the furnace through the opening (K) surrounding filling funnel serving approach, which contains any number of tubes (H) intended for the supply of hot air, at their confluence with the filling funnel (D) , and which, through appropriately positioned valves, are attached to the ceiling of the furnace Openings (r) can be connected in order to allow the reaction gases to escape unused during the introduction of the batch. Hierzu. 1 Blatt Zeichnungen.For this. 1 sheet of drawings.