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Verfahren zur Herstellung von Schwefelkohlenstoff Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung von Schwefelkohlenstoff.
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Erfindungsgemäß soll Schwefelkohlenstoff dadurch hergestellt werden,
daß man Kohlenstoff in flüssigkeitsartigem Zustand mit Schwefel reagieren läßt unter
Einsparung von Wärme.
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Schwefelkohlenstoff wird durch unmittelbare Umsetzung von Kohlenstoff
mit Schwefel bei höherer Temperatur nach der Gleichung
gewonnen, wobei etwa
289 kcal je Kilogramm des gebildeten Schwefelkohlenstoffs
gebunden werden. Da die Reaktion endotherm verläuft, muß Wärme von außen zugeführt
werden, um den Vorgang kontinuierlich durchführen zu können. Gegenwärtig wird dies
dadurch erreicht, daß man einen elektrischen Bogen zwischen Kohlenstoffelektroden
erzeugt, die in einem Gemisch von Koks und Schwefel untergebracht sind, ein Verfahren,
das wegen des hohen Stromverbrauches recht teuer ist.
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Bei vorliegender Arbeitsweise wird die Reaktionswärme durch Verbrennung
eines Teiles des in flüssigkeitsartigem Zustand gehaltenen Kokses geliefert und
die Reaktion unter Berührung von feinzerteiltem heißem Koks mit strömendem Schwefel
so durchgeführt, daß der Kohlenstoff in der Reaktionszone in dem Schwefeldampf in
flüssigkeitsartigem Zustand gehalten wird. Wenn die Wärme durch Verbrennung von
Koks oder anderen feinzerteilten
kohlenstoffhaltigen Substanzen
geliefert wird, werden die Verfahrenskosten vermindert, der Vorgang kontinuierlich
gestaltet und eine genaue Regelung der Verfahrensbedingungen durch innige Berührung
der Reaktionsteilnehmer ermöglicht, wenn der Feststoff in dem gasförmigen Stoff
in flüssigkeitsartigem Zustand gehalten wird.
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Es wurde nun gefunden, daß eine genauere Regelung der Temperaturbedingungen
und eine größere Wärmeersparnis möglich sind, wenn Schwefelkohlenstoff durch Reaktion
zwischen Kohlenstoff und Schwefel unter Bedingungen hergestellt wird, bei denen
der Kohlenstoff in einem Strom von Schwefeldampf innerhalb der Reaktionszone in
flüssigkeitsartigem Zustand vorhanden ist, indem man feinzerteilte Kohle im überschuß
in die Reaktionszone einbringt, die überschüssige, nicht umgesetzte heiße Kohle
aus der Reaktionszone abzieht und einer Vorheizzone für Frischkohle zuführt.
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Zweck der Erfindung ist ferner ein verbessertes Verfahren zum Verdampfen
des Schwefels, um diesen für die chemische Umsetzung vorzubereiten. Danach bringt
man geschmolzenen flüssigen Schwefel in eine Verdampfungszone ein, die eine Schicht
von heißen feinzerteilten festen Stoffen, z. B. Kohlenstoff, am besten in flüssigkeitsartigem
Zustand, enthält, oder in eine Beschickungsleitung, die heiße granulierte Feststoffe
dicht vor der Eintrittsstelle in das Reaktionsgefäß enthält. Der geschmolzene Schwefel,
der auf 125 bis 4oo'' gehalten wird, kann mit den heißen Feststoffen in Berührung
kommen und wird dadurch sofort verdampft. Die Verdampfungswärme wird durch die heißen
granulierten Feststoffe geliefert.
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Die Erfindung wird nunmehr an Hand einer Zeichnung, die als Beispiel
dient, erläutert.
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Fig. i ist eine halbschematische Darstellung einer Vorrichtung in
Aufriß und Schnitt, die für die Herstellung von Schwefelkohlenstoff unter Einsparung
von Wärme geeignet ist; Fig.2 ist eine halbschematische Darstellung einer anderen
Vorrichtung in Aufriß und Schnitt zur Ausführung der Reaktion zwischen Kohlenstoff
und Schwefel.
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In Fig. i bedeutet i ein Reaktionsgefäß, am besten in zylindrischer
Form, das in drei getrennte Zonen unterteilt ist, eine obere Heizzone A, eine mittlere
oder Reaktionszone B, die aus einem oder verschiedenen Reaktionsabschnitten, wie
später beschrieben werden wird, bestehen kann, und eine untere Vorwärmzone C. Diese
Zonen sind voneinander durch feste Querplatten 2 und 3 getrennt, die Zonen A und
B durch die Platte 2 und B und C durch die Platte 3. Pulverisierter
Koks wird aus einem Trichter q. durch ein Doppelglockenventil 29 in eine Kammer
5 eingebracht, in der er in einen flüssigkeitsartigen Zustand übergeführt wird.
Luft oder ein anderes Gas wird dieser Kammer durch Rohr 6 unten zugeführt, und so
wird dort eine dichte Suspension von feinzerteiltem Koks in dem Gas hergestellt.
Etwas Gas wird durch Rohr 7 abgelassen, am besten zur Rückgewinnungsstation für
feinzerteilten Kohlenstoff. Dies kann eine getrennte Einrichtung sein, oder das
Rohr 7 kann in den oberen Teil der Zone A einmünden, wie weiter unten beschrieben
werden wird.
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Die dichte Dispersion von Koks od. dgl. in Gas wird üblicherweise
als in flüssigkeitsartigem Zustand befindlich bezeichnet, da das Gemisch sich in
vielen Fällen wie eine Flüssigkeit verhält und imstande ist, durch Rohre, Ventile,
Kammern und Leitungen zu fließen und sowohl statische wie dynamische Hauptpunkte
zeigt. Der flüssigkeitsartige Koks fließt aus Kammer 5 durch Beschickungsstandrohr
S in ein Steigrohr 9 ab, das direkt in die Zone A des Reaktionsgefäßes führt. Luft
wird durch Rohr io zugeführt und vor Eintritt in Leitung 9 vorzugsweise in i i vorgewärmt.
Sie kann auch unmittelbar in Zone A eintreten, d. h. vor der Beimischung von flüssigkeitsartigem
Koks. Die Luft reicht für die vollständige Verbrennung der gesamten Koksbeschickung
nicht aus, wohl aber um so viel Koks zu verbrennen, daß der Rest des flüssigkeitsartigen
Gemisches auf etwa 593 bis etwa iog4°, am besten 787 bis goo°` erhitzt wird.
Temperaturen über io94° sind bei Kohlen mit hohem Aschegehalt zu vermeiden, weil
diese hierbei zum Verschlacken neigen. Schätzungsweise muß für je 12 kg Kohlenstoff,
die nach der oben aufgestellten Gleichung mit Schwefel umgesetzt werden, annähernd
i kg Kohlenstoff verbrannt werden, um die notwendige Reaktionswärme nebst der zum
Ersatz von Wärmeverlusten notwendigen Wärme zu liefern.
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Reaktionsgefäß i kann, was in der Zeichnung nicht gezeigt ist, mit
feuerfesten Steinen, ausgekleidet oder auf andere Weise ausgerüstet werden, um diesen
hohen Temperaturen widerstehen zu können. Das Gemisch von Luft, Feststoff und Gas
wird am Boden der Zone A eingebracht, am besten unter einem Rost oder Sieb i i11,
welches als Verteiler wirkt. Innerhalb Zone A befindet sich der feinzerteilte hocherhitzte
Koks in dem Verbrennungsgas in flüssigkeitsartigem Zustand. Von dem obersten Teil
der Zone wird das Verbrennungsgas durch einen Zyklon 12 entfernt, der in der Decke
von Zone A eingepaßt ist. Von mitgerissenen Feststoffen befreites Gas wird durch
Rohr 13 zu einem Wärmeaustauscher i¢ und dann zu einem Abzug, der hier nicht gezeigt
ist, geleitet. Die Leistungsfähigkeit des Zyklons kann so eingestellt werden, daß
Ascheteilchen, die leichter oder kleiner sind als Kohlenstoff, oben mit den Verbrennungsgasen
abziehen können. Diese Ascheteilchen, Flugasche genannt, können mit den Verbrennungsgasen
als Wärmeaustauschstoff entlang strömen.
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Verdampfter Schwefel wird durch Rohr 15 eingeführt und durch Wärmeaustauscher
14 geleitet, wo er hoch überhitzt wird, bevor er durch Rohr 16 in den unteren Teil
von Zone B des Reaktionsgefäßes i eintritt. Die Zone B kann eine einzige Zone oder,
wie oben gezeigt, mit Hilfe von Rosten 17 in eine Reihe von Reaktionsabschnitten
unterteilt sein. In diesem Fall sind drei solche Abschnitte und drei Roste 17a,
17b und i7c gezeigt;
naturgemäß können ein, zwei oder mehr als drei
Abschnitte eingebaut sein. Die Abschnitte können nach Wunsch größenmäßig abgestuft
sein.
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Der pulverisierte, flüssigkeitsartige Koks wird in den obersten Abschnitt
von Zone B direkt aus Zone A mittels Rohr 1811 eingebracht, welches durch den Rost
1 i11 und die Scheidewand 2 führt. Rohr 1811 führt in den obersten Abschnitt von
Zone B; am besten ist dort irgendeine dispergierende Platte oder Trennwand angebracht,
um der Dispersion eine Aufwärtsbewegung in die Zone hinein zu geben. Von dem obersten.
Abschnitt gelangt der flüssigkeitsartige Koks abwärts nacheinander durch die Rohre
18b und 184 zu den unteren Abschnitten und dann von dem untersten Abschnitt durch
Rohr 18d in Zone C des Reaktionsgefäßes. Man sieht also, daß der flüssigkeitsartige
Koks durch die verschiedenen Abschnitte von Zone B im Gegenstrom zum verdampften
Schwefel hinunterfließt, der durch die verschiedenen Abschnitte von Zone B aufwärts
strömt.
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Der Kohlenstofffluß, der die Zonen des Gefäßes B nacheinander abwärts
durchfließt, und der Fluß des Schwefeldampfes, der aufwärts durch die Zonen des
Gefäßes B strömt, werden so geregelt, daß sich in jedem der Abschnitte B ein bestimmter
Stand von fließendem Kohlenstoff in Schwefeldampf bildet, der in jeder Zone mit
28 bezeichnet ist. In jeder als B angezeigten Zone sind Kohlenstoff und Schwefel
in Form einer dichten, in stark wirbelnder Bewegung befindlichen Phase vorhanden,
ähnlich einer siedenden Flüssigkeit. Eine Geschwindigkeit des Schwefeldampfes durch
die Kohlenstoffschicht von annähernd o,15 bis 1,52 m/sec genügt, um eine so dichte
Phase in jedem Abschnitt der Reaktionszone aufrechtzuerhalten.
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Die Umwandlung in Schwefelkohlenstoff findet während des Durchganges
durch die verschiedenen Abschnitte von Zone B statt. Da die Temperatur beträchtlich
über dem Siedepunkt des Schwefelkohlenstoffs liegt, strömt der Dampf dieser Verbindung
sogleich nach ihrer Bildung aufwärts durch Zone B, wo er schließlich durch Rohr
i9 abzieht, das vorzugsweise mit einem Heißstaubscheidegefäß 20 verbunden ist, welches
feinzerteilten Koksstaub in Zone B zurückführt. Der Schwefelkohlenstoffdampf wird
dann in Kühler 21 kondensiert und in Behälter 22 gesammelt.
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Der pulverisierte feste Stoff, der aus überschüssigem, nicht umgesetztem
heißem Kohlenstoff und einer kleinen Menge feinzerteilter Asche besteht, verläßt
den unteren Abschnitt von Zone B mittels Rohr 18b und tritt in Zone C ein. Dieser
Stoff befindet sich noch auf hoher Temperatur und ist daher zur Rückgewinnung von
Wärme geeignet. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man den heißen Kohlenstoff
mit Luft aufnimmt, die genügend schnell durch Rohr 23 unter Rost 24 in Zone C eingeführt
wird und ihn in flüssigkeitsartigem Zustand in das Überlaufrohr 25 und durch die
Rohre 1o und 9 zurückleitet, wo er Wärme an frische, flüssigkeitsartige Beschickungskohle
abgibt. Durch Regelung der Luftmenge, die durch Schicht 27 in Zone C strömt, kann
jede benötigte Menge heißen Kohlenstoffs zur Aufrechterhaltung der gewünschten Temperatur
in der Reaktionszone in Leitung 9 zurückgeleitet werden.
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Während des kontinuierlichen Vorganges kann sich eine kleine Menge
Asche in Zone C mit dem nichtumgesetzten Kohlenstoff absetzen. Ein Absetzen der
Asche kann durch periodisches Abziehen eines Teiles des Stoffes aus Zone C durch
Leitung 26 verhindert werden. Dieser Teil kann beseitigt oder zur Gewinnung von
Kohlenstoff und Asche behandelt werden. Man muß jedoch bedenken, daß die Asche selbst
ein ausgezeichneter Wärmeträger ist und daher ohne Nachteil durch die Reaktionszone
als fester Wärmeträger über die Leitungen 25 und 9 zurückgeführt werden kann.
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Die Feststoffe befinden sich während des ganzen Vorganges in flüssigkeitsartigem
Zustand; die Ströme fließen abwärts von Zone zu Zone, während der Schwefeldampf
allmählich aufwärts durch die Vorrichtung zieht. In den Reaktionszonen werden der
feinzerteilte Kohlenstoff und der verdampfte Schwefel so gründlich wie möglich vermischt
und in fortwährender Bewegung gehalten, so daß die Reaktion rasch und wirksam vonstatten
geht. In jedem Abschnitt von B ist die Bewegung so stark, daß jeder Abschnitt auf
nahezu gleicher Temperatur gehalten wird. Der Abwärtsfluß durch die Rohre 18 wird
durch Drosseln oder andere Ventilarten, die in der Zeichnung gezeigt sind, geregelt.
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Um den Feststoff vollständig flüssigkeitsartig zu halten, muß es zu
einem feinen Pulver, am besten nicht größer als 20 Maschen je Zentimeter, zerkleinert
werden; überlicherweise verwendet man Pulver von 4o bis 8o Maschen oder noch feiner.
Das Gas muß zu dem Pulver in einer bestimmten minimalen Menge in der Größenordnung
von o,62 bis i,21 je Kilogramm Feststoff zugesetzt werden, um diesen in flüssigkeitsartigem
Zustand zu halten. Wenn weniger Gas vorhanden ist, wird der Feststoff dazu neigen,
sich abzusetzen und nicht glatt durch die Vorrichtung fließen; wenn aber die Suspension
durchweg flüssigkeitsartig ist und sich die Geschwindigkeiten in den vorgeschriebenen
Grenzen halten, neigen die Feststoffe nur wenig dazu, sich abzusetzen und die Ventile
nebst Leitungen zu verstopfen. Gasmengen, die bedeutend größer sind als dem oben
angegebenen Minimum entspricht, können den Suspensionen ohne unerwünschte Wirkungen
zugesetzt werden; die Strömung der flüssigkeitsartigen Suspensionen kann unter Anpassung
der Dichte der Suspensionen in der Weise bewirkt werden, daß die Gaszufuhr geregelt
wird; es bedarf dann keiner Pumpen oder Ventile zur unmittelbaren Einwirkung auf
die Suspensionen.
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Die Dichte in dem absteigenden Rohr 8, das die flüssigkeitsartige
Ausgangskohle aus Kammer 5 zuführt, wird beträchtlich größer sein als dieDichte
der Suspension im Steigrohr 9, wegen des in Rohr 9 aus io zugeführten Gases, so
daß die flüssigkeitsartige, in Kammer 5 hergestellte Suspension hinunter durch Rohr
8 und hinauf durch Rohr 9
geführt werden kann, ohne Verwendung
von Pumpen oder Ventilatoren, wie oben gezeigt.
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Bei der Herstellung von Schwefelkohlenstoff ist es wichtig eine Verunreinigung
der Ströme in der Reaktionszone B durch Gase oder Dämpfe zu verhindern, die mit
dem Kohlenstoff mitgerissen werden, der zwischen den Zonen des Reaktionsgefäßes
z. B. durch i811, I86 usw. befördert wird. In Fig. i führen z. B. Luft und Kohlenoxyde,
die mit dem in Zone 1811 abwärts ziehenden Kohlenstoff mitgerissen werden, zur Bildung
von Kohlenoxysulfid im obersten Teil von Zone B, besonders bei Temperaturen über
10g4°. Luft und Kohlenoxyde werden daher dem Kohlenstoff in Zone 18a durch ein inertes
Spülgas, das in die Anlage durch Leitung 30 eintritt, entzogen. Stickstoff
oder ein anderes inertes Gas, das sich mit den vorhandenen Bestandteilen nicht in
schädliche Produkte, wie Kohlenoxy sulfid, umsetzt, kann als Reinigungsgas dienen.
Dieses trägt naturgemäß auch dazu bei, den Feststoff in den flüssigkeitsartigen
Zustand überzuführen. Es wird aus der Anlage durch Leitung 13 und oben über Behälter
22 entfernt.
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Ähnlich können in Zone C Schwefel- und Schwefelkohlenstoffdämpfe mit
Kohlenstoff, der abwärts durch 18d zieht, mitgerissen werden. Schwefel- und Schwefelkohlenstoffdämpfe
in i8d würden zu einem späteren Verlust von Schwefel und Schwefelkohlenstoff in
den Verbrennungsgasen führen, die durch die Leitungen 25, 2811 und g zu Abzug 13
strömen. In Zone C werden Schwefel-und Schwefelkohlenstoffdämpfe dem abwärts fließenden
Kohlenstoff durch ein inertes Reinigungsgas entzogen, das in i8d durch Leitung 31
eintritt und auch dazu beiträgt, den Feststoff in flüssigkeitsartigem Zustand zu
halten. Man verwendet Stickstoff oder ein anderes inertes Gas, das sich mit den
vorhandenen Bestandteilen nicht zu schädlichen Produkten wie Kohlenoxysulfid umsetzt.
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Die Strömungsgeschwindigkeit in dem Turm ist ein wichtiger Faktor
und wird am besten im Bereich von 15 bis 15o cm je Sekunde gehalten, d. h. der Aufwärtsstrom
des Gases richtet sich nach dem Gesamtdurchmesser der Reaktionszone. Diese Geschwindigkeit
reicht aus, um die Suspension aufrechtzuerhalten und für die gewünschte Bewegung
zu sorgen. Wenn die Geschwindigkeit wesentlich größer ist, wird die Menge flüssigkeitsartigen
Kohlenstoffs, die hochgetragen wird, beträchtlich vergrößert. Hiergegen bestehen
zwar keine erheblichen Bedenken, jedoch ist dann mit der Abscheidung von mehr Flugstaub
zu rechnen als bei den genannten Geschwindigkeiten. Die Temperatur der Reaktionszone
liegt im Bereich von 593 bis iog4°, am besten 787 bis goo°. Die Reaktion
selbst geht grundsätzlich in derselben Weise vonstatten, wie von der Reaktion zwischen
Kohlenstoff und Schwefel zur Bildung von Schwefelkohlenstoff bekannt ist, aber im
vorliegenden Fall schneller wegen der feinen Zerteilung des Kokses.
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Wenn flüssiger Schwefel in dem Verfahren verwendet werden soll, ist
eine geringfügige Änderung notwendig. Pulverisierter Schwefel wird durch einen Trichter
in Leitung 15 eingeführt und durch den Wärmeinhalt des Austauschers 1.4 geschmolzen;
die Schwefelschmelze fließt abwärts durch Rohr 16. Bei dieser Abänderung tritt der
flüssige Schwefel in die unterste Schicht der Reaktionszone ein, und zwar direkt
über Rost 17c anstatt unter dem Rost, wie das bei Schwefeldampf der Fall ist. Der
Schwefel verdampft sogleich, und die Reaktion geht dann in der oben beschriebenen
Art vonstatten.
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Die Wärmeeinsparung bei der endothermen Reaktion zwischen Kohlenstoff
und Schwefel wird durch den kontinuierlichen Kreislauf des heißen nichtumgesetzten
feinzerteilten Kohlenstoffs zwischen der Reaktionszone und der Kohlenstoffvorwärmzone
erreicht. Es wurde zwar bereits vorgeschlagen, Reaktionswärme durch einen ständigen
Kreislauf heißer Feststoffe durch ein Reaktionsgefäß an dieses abzugeben, jedoch
ist bei vorliegendem Verfahren der umlaufende Feststoff ein Reaktionsteilnehmer.
Der Kohlenstoff wirkt also als Reaktionsteilnehmer und gleichzeitig als wärmelieferndes
Mittel in der Reaktionskammer.
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Fig.2 stellt eine andere Ausführungsform der Erfindung dar, in der
feinzerteilter Kohlenstoff in einen Trichter 5o eingebracht wird, der mit einem
Doppelglockenventil51 versehen ist. Von dem Trichter gleitet der Kohlenstoff mit
Hilfe von Luft oder einem anderen inerten Gas, das eine Zusammenballung verhindert
und durch Leitung 54 eingeführt wird, durch Leitung 52 in einen Kohlenstoffvorwärmer
53. Der Kohlenstoff sammelt sich in dem Vorwärmer 53 und wird hier bei Weißglut
mit Luft oder anderem gasförmigen Brennmaterial, das durch Leitung 55 eingeführt
wird, verbrannt. Die Verbrennungsgase werden durch .Leitung 56 abgezogen und können
zum Vorwärmen des Kohlenstoffs oder der Luft verwendet werden, die durch die Leitungen
52 bzw. 54 in Vorwärmer 53 eintreten. Alle Feinkohle wird mittels einem innen angebrachten
Zyklon 57 von den Verbrennungsgasen abgetrennt und in Vorwärmer 53 zurückgeführt.
Die Leistungsfähigkeit des Zyklons kann so eingestellt werden, daß Ascheteilchen,
die leichter oder kleiner sind als Kohlenstoff; oben mit den Verbrennungsgasen abziehen
können. Diese Ascheteilchen, Flugasche genannt, können mit den, Verbrennungsgasen
als Wärmeaustauschstoff entlang strömen. In Vorwärmer 53 wird eine Schicht von dichtem
aufgewirbeltem und flüssigkeitsartigem weißglühendem Kohlenstoff aufrechterhalten,
deren Stand durch Linie 58 angedeutet ist. Die hochaufgewirbelte Schicht wird durch
Einstellung der Geschwindigkeit der Strömung in dem Vorwärmer 53 aufrechterhalten.
Eine Aufwärtsgeschwindigkeit des flüssigkeitsartig machenden Gases, z. B. Verbrennungsgas,
Luft usw., im Bereich von 15 bis 150 cm/sec, d. h. der Aufstrom des Gases
bezogen auf den Gesamtdurchmesser des Gefäßes, genügt, um die Suspension in einer
flüssigkeitsartigen, hochaufgewirbelten, dichten Phase zu halten. Der fließbare
weißglühende Kohlenstoff, der sich auf einer Temperatur von 87o bis 10g4° befindet,
wird aus Vorwärmer 53 durch Rohr 59, das mit Ventil
6o versehen
ist, entfernt. Rohr 59 ist mit den Einlaßrohren 61 und 62 versehen, die mit Ventilen
63 und 6¢ ausgestattet sind; diese dienen zur Steuerung des Zutrittes des Gases,
das als reinigendes und flüssigkeitsartig machendes Mittel wirkt. Die Aufnahme des
inerten Gases an diesen Stellen verhindert Ablagerung oder Verstopfung in dem Rohr.
Das flüssigkeitsartig machende Gas wird in solchen Mengen verwendet, daß es als
Reinigungsmittel dient, indem es verhindert, daß gasförmige Verbrennungsprodukte
mit heißen Feststoffen, die aus der Verbrennungszone kommen, in Leitung 59 eintreten.
Auf diese Weise werden Luft und Kohlenoxyde, die mit aus Leitung 65 eintretendem
Schwefeldampf nachteilig reagieren würden, aus Reaktionszone 66 ferngehalten. Das
flüssigkeitsartig machende und reinigende Gas kann Stickstoff oder ein anderes inertes
Gas sein, das nicht mit den vorhandenen Bestandteilen unter Bildung schädlicher
Produkte, wie Kohlenoxysulfid usw., reagiert. Der heiße feinzerteilte Kohlenstoff
kann abwärts durch Rohr 59 fließen und wird durch einen Strom von Schwefeldampf
aufgenommen, der genügend schnell durch Leitung 65 gepumpt wird. Der Kohlenstoff
wird in dem Schwefeldampf durch Leitung 65 in Reaktionskammer 66 geführt, worin
eine ähnliche dichte Schicht von weißglühendem Kohlenstoff aufrechterhalten und
durch den aus Leitung 65 eintretenden Schwefeldampf flüssigkeitsartig gemacht wird.
Der Stand der dichten Phase ist durch Linie 67 angedeutet. In der Reaktionskammer
wird die Temperatur auf 593 bis 1o94°, am besten 787 bis 9ool gehalten, bei der
die Reaktion zwischen Kohlenstoff und Schwefel glatt vonstatten geht. Schwefelkohlenstoff
bildet sich als Dampf und wird aus der Reaktionszone durch Leitung 68 ausgetragen.
Feinkohle wird mittels Zyklon 69 aus dem Produkt entfernt und in die Reaktionskammer
zurückgeführt. Der Schwefelkohl'enstoffdampf wird in Kühler 7o kondensiert und in
einem Behälter 71 gesammelt. Reaktionskammer 66 ist mit einem Rohr 72 versehen,
das mit einem Ventil 73 ausgestattet ist, mittels dessen heißer feinzerteilter nichtumgesetzter
Kohlenstoff aus der Reaktionskammer abgezogen werden kann. Dieser Kohlenstoff wird
mit Hilfe von Luft, die genügend schnell durch Leitung 7¢ eintritt, in Rohr 55 eingeführt.
Die Luft nimmt den heißen Kohlenstoff auf, tauscht Wärme mit ihm aus und führt ihn
zur Wärmeabgabe in den Kohlenstoffvorwärmer 53, wobei ein Teil des Kohlenstoffs
auf seinem Weg zu dem Vorwärmer und in demselben durch die Luft verbrannt wird.
Rohr 72 ist mit den Einlaßrohren 75 und 76, die mit Ventilen 77 und 78 ausgestattet
sind, versehen, die zur Aufnahme des inerten flüssigkeitsartig machenden Gases dienen,
um Ablagerungen oder Verstopfungen in dem Rohr zu verhindern. Gleichzeitig wird
das flüssigkeitsartig machende Gas in solchen Mengen verwendet, daß es als Reinigungsstoff
dient, um zu verhindern, daß Schwefel und Schwefelkohlenstoff durch Rohr 72 hinunter-und
in die Rohre 74 und 55 hineinbefördert werden, wo sie die Luft für die Verbrennungszone
verunreinigen und danach durch Abzug56 verloren gehen würden. Als flüssigkeitsartig
machendes und reinigendes Gas dient Stickstoff oder ein anderes inertes Gas, das
sich nicht mit den vorhandenen Bestandteilen unter Bildung schädlicher Produkte
wie Kohlenoxysulfid umsetzt.
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Mit Kohle von hohem Reinheitsgrad, wie Holzkohle usw., wird sehr wenig
Asche gebildet. Sie besitzt eine äußerst geringe Dichte und zieht mit den Verbrennungsgasen
oder mit dem Strom des Reaktionsproduktes ab, ohne die Ergebnisse zu beeinträchtigen.
Wenn kohlenstoffhaltige Stoffe mit hohem Aschegehalt verwendet werden, wird die
erzeugte Asche, auch wenn es nicht zuviel ist, in der Anlage nach einiger Betriebszeit
abgesetzt. In diesem Fall kann die Asche durch einen Zyklon, der in Leitung 68 eingesetzt
ist, oder als unterer Abzug periodisch mit etwas Kohlenstoff durch Leitung 79, die
durch Ventil 8o geregelt wird, entfernt werden. Kohlenstoffhaltige Substanzen, die
zum Verschlacken neigen, sollten aber, wie erwähnt, bei hohen Temperaturen, wie
sie in der Reaktionszone vorherrschen, überhaupt nicht verwendet werden. Unter keinen
Umständen sollten bei kohlenstoffhaltigen Substanzen, die zu Schlackebildung neigen,
Temperaturen über 1o94°' angewandt werden.
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Wenn in dem Verfahren flüssiger Schwefel verwendet wird, wird das
Schwefeldampfeinlaßventil geschlossen, und der geschmolzene Schwefel wird am besten
in die Schicht von weißglühendem Kohlenstoff eingeführt, der durch die Rohre 59
und 65 in Reaktionskammer 66 strömt. Der Schwefel wird sofort verdampft, und die
Reaktion geht in der vorhergehend beschriebenen Weise vonstatten.
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Es zeigte sich, daß die Reaktion in dem Bereich von 787 bis goo° glatt
vonstatten geht. Weiterhin wurde gefunden, daß die Reaktionstemperatur mit leicht
umsetzbarer Kohle, wie dampfaktivierter Holzkohle, herabgesetzt werden kann und
die Reaktion bei 593 bis 76o° glatt vonstatten geht. Hinsichtlich der oberen Temperaturgrenzenkönnen
Temperaturen über 1o94° verwendet werden. Bei sehr hohen Temperaturen zersetzen
sich aber unerwünschte und weniger beständige Verbindungen, die während der Reaktion
gebildet wurden, und verunreinigen die Produkte. Hohe Temperaturen müssen vermieden
werden, die diese die Betriebsausrüstung unangemessen belasten, einen wirksameren
Kondensator bedingen und, wie oben festgestellt, das Reaktionsprodukt durch Zersetzung
von Verbindungen, die sich als Nebenprodukte bei der Reaktion ergeben, verunreinigen.
Bei Temperaturen von 1316° wurde kein weiteres günstiges Ergebnis erzielt, sondern
sogar eine geringe Verschlechterung der Umwandlungsergebnisse beobachtet.