DE540068C

DE540068C - Herstellung von Phosphorpentoxyd und reduzierenden Gasen aus phosphorhaltigen Gasen vom Elektrophosphorofen

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Publication number: DE540068C
Application number: DEV25499D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-07-07
Filing date: 1929-07-07
Publication date: 1931-12-07

Description

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.
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.
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.
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).
Beispiel 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.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von Phosphorpentoxyd und reduzierenden Gasen durch Reduktion von Phosphaten auf elektrothermischem Wege und Oxydation des erzeugten Phosphors durch Behandlung der erzeugten heißen Gase mit Luft und Wasserdampf oder Kohlensäure, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Verbrennungsgasgemisch für die nachfolgende Gaserzeugung eine überschüssige Menge Wasserdampf oder Kohlensäure zufügt, derart, daß Endtemperaturen der Reaktionsgasgemische von über 8o0° erhalten werden, worauf das hocherhitzte Verbrennungsgasgemisch über feste oder flüssige kohlenstoffhaltige Stoffe geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man im Falle der Anwendung von Kohlensäure die Verwendung von Luft wegläßt und Kohlensäure in einer Menge verwendet, die größer ist als die zur Oxydation des Phosphors nötige Menge.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Oxydation des Phosphors und zur Vergasung der kohlenstoffhaltigen Stoffe verwendeten Gase oder Gasgemische und die kohlenstoffhaltigen Stoffe durch die erhaltenen Reduktionsgase vorgewärmt werden, deren Temperaturen zweckmäßig auf über 8oo° gehalten werden.