Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von Karbiden und wertvollem Gas. Die Erfindung bezieht sich auf die Her stellung von Karbiden in einem Schachtofen, bei der die hohe Temperatur, die zu der Durchführung der Reaktion erforderlich ist, durch teilweise Verbrennung des anzuwen denden Kohlenstoffes mittels eines sauer stoffhaltigen Gases erzielt wird, Es wurde bereits vorgeschlagen, Karbide in Schachtöfen, deren Beschickung aus einem Gemisch von Oxyden, Hydroxyden oder Kar- bonaten und festem Brennstoff, vorzugsweise Koks, besteht, dadurch herzustellen, dass mit Sauerstoff (bis 60-80 Vol.-%) angereicherte Luft in die Schachtöfen eingeblasen,
dem Schacht oben das sich infolge der Reaktion entwickelnde Gas entzogen und aus dem Schachtofen unten das gebildete Karbid in flüssigem Zustand abgelassen wird.
Als nachteilig ist anzumerken, dass bei dem obenerwähnten Verfahren das Gas, das t aus dem Generator austritt, einen recht hohen Stiekstoffgehalt hat und somit ein Heizgas von nur mässiger Qualität abgibt; wegen des hohen Stickstoffgehaltes eignet sieh zudem dieses CO-haltige Gas weder zu der Synthese von Methanol, noch zu der Synthese nach Fischer-Tropsch.
Auch hat man bereits vorgeschlagen, an Stelle von Luft, die mit Sauerstoff ange reichert ist, reinen Sauerstoff bei der Her stellung von Karbiden in einem Schachtofen zu verwenden. Zwar kann man dann erwarten, ein Gas zu gewinnen, das nahezu völlig aus CO be steht, jedoch aus verschiedenen Gründen kommt dieses Verfahren für die Anwendung in der Praxis nicht in Betracht.
Änderung der Sauerstoffmenge in dem eingeblasenen Vergasungsmittel hat nicht zur Folge, dass die Auswirkungen auf die Temperatur in der Zone der Verbrennung (welche in der Regel etwa, 2400 C beträgt), die diireh zufällige oder vorsätzliche Änderungen der Beschaf fenheit der Beschickung hervorgerufen wer den (beispielsweise sei in diesem Zusammen hang eine Änderung des Koks-Metalloxyd-, -hydroxyd- oder -karbonatverhältnisses ge nannt), beseitigt werden.
Nicht nur besagt dies, dass man kaum das Verhältnis Karbid zii Gasausbeute zu beein flussen vermag, sondern auch, dass man nicht imstande ist, eine zufällige Steigung oder Senkung der Temperatur der Feuerung zu korrigieren. Beim Verbrennen von Koks mit Sauerstoff kommt es zu Temperaturen von über 3000 C. Tatsächlich können bei einer Herstellung von Karbiden, bei der man rei nen Sauerstoff verwendet, in der Feuerung örtlich derartige Temperaturen auftreten.
Davon abgesehen, dass die Ofenwand Be schädigungen davontragen kann oder Küh lungsaggregate abbrennen können, rufen derartige Temperaturspitzen eine Sublima tion von Koksasche hervor, welche einen solchen Umfang erreichen kann, dass daraus die Gefahr erwächst, dass sieh das Brenn stoffbett ganz oder zum Teil verstopft und die Produktion daher eingestellt werden muss.
Zwar empfiehlt es sich, um die Tempera tur in der Verbrennungsebene zu regeln, die Menge Sauerstoff, die je Zeiteinheit einge leitet wird, zu variieren, jedoch eine solche Regelung lässt sieh in der Praxis nicht recht durchführen. Nicht nur übt im allgemeinen die Menge Sauerstoff, die je Zeiteinheit ein geleitet wird, kaum einen Einfluss auf die Temperatur aus - wenigstens bei den hohen Belastungen, die für die Praxis interessant sind - sondern eine solche Variierung be- einflusst auch die Produktionskapazität.
Aus obigem erhellt, dass die Anwendung reinen Sauerstoffes als unzweckmässig für die Praxis abgelehnt werden muss; diese Methode hat deswegen nie Eingang gefunden.
Es wurde nunmehr gefunden, dass eine gleichzeitige Herstellung von Karbiden und wertvollem CO-haltigem Gas bewerkstelligt werden kann, indem man als Gebläsewind ein Gemisch verwendet, das sieh aus Sauerstoff und Wasserdampf oder aus Sauerstoff und Kohlendioxyd, oder aber aus Sauerstoff, Wasserdampf und Kohlendioxyd zusammen setzt.
Da bekanntlich Wasserdampf und Koh lendioxyd an und für sich oder beide zusam men mit Karbiden reagieren, wobei die Karbide in die entsprechenden Oxyde um gewandelt werden, war es sehr überrasehend, dass unter den Verhältnissen, die in der Ver brennungszone in dem Sehachtofen vorliegen, keine Reaktion zwischen dem bereits gebilde ten Karbid und dem Wasserdampf oder der Kohlensäure stattfand.
Das erfindungsgemässe Verfahren schafft die Möglichkeit, unter ungleichartigen Ver hältnissen (beispielsweise sei in diesem Zu sammenhang eine Änderung der Zusammen setzung der Beschickung erwähnt) die für die Karbidbildung günstigste Reaktionstem peratur dadurch aufrecht zu erhalten, dass der Sauerstoffgehalt des Gebläsewindes va riiert wird, ohne dass dies eine Beeinträehti- gang der Qualität des erzeugten Gases und Karbids nach sich zieht.
Das Verhältnis Gasproduktion zu Karbid produktion lässt sich durch Variierung der Zusammensetzung des Gebläsewindes nach Belieben ändern.
Die Erfindung bezieht sieh demnach auf ein Verfahren zur gleichzeitigen Heilstellung von Karbiden und einem CO-haltigen Gas, bei dem ein Gemisch von Kohle und einer Verbindung eines carbidbildenden Elementes in einem Sehaehtofen mit Hilfe eines sauer stoffhaltigen Gebläsewindes in ein CO-halti- ges Gas, das oben aus dem Schachtofen entweieht, und in ein Karbid, das unten aus dem Schachtofen abgelassen wird, verwandelt wird, welches Verfahren dadurch gekenn zeichnet ist, dass der Gebliisewind aus einem Gasgemisch besteht, das durch Vermischen von technischem Sauerstoff mit einem endo- thermiscl reagierenden Vergasungsmittel her gestellt wurde,
wobei der Sauerstoffgehalt des Gemisehes wenigstens 50 Vol.-% beträgt.
Vorteilhaft wird als Vergasungsmittel Wasserdampf verwendet. Man kann auch Kohlendioxyd oder eine Mischung von Wasser dampf und Kohlendioxyd benutzen. Zweck mässigerweise kann der Gebläsewind vorge wärmt werden.
An Hand folgender Beispiele wird das Verfahren näher erläutert. Beispiel 1. Ein Schachtofen wurde kontinuierlich mit einer Beschickung gefüllt, die aus einem CTe- inisch von 80 kg Koks und 30 kg Kalkstein bestand (CaCO?,).
Der Gebläsewind, ein Gemisch von teehiii- schem Sauerstoff (Gehalt 95 Vol.-"/o. Sauer- stoff) und Wasserdampf setzte sich zusammen aus: 6,6,5 Volumenprozenten Sauerstoff 30 Volumenprozenten Dampf 3,5 Volumenprozenten Stickstoff Die Temperatur dieses Gebläsewindes war 120 C.
Das erzeugte rohe Karbid wurde unten ans dem Selachtofen abgelassen und ergab nach Zersetzung mit Wasser pro kg rohes Karbid 250 Liter Acetylen, während 85 % Kalk in Kalziumkarbid umgewandelt worden waren.
Die Zusammensetzung des oben aus dem Schachtofen abgeführten Endgases war: 80 Volumenprozente Kohlenmonoxyd 14 Volumenprozente Wasserstoff 2 Volumenprozente Stickstoff 4 Volumenprozente Kohlendioxyd Beispiel Ein Schachtofen wurde kontinuierlich mit einer Besehickung aus Briketten gefüllt, in denen sieh die Gewichtsmengen Koks und Kalk (CaO) wie 4 zu 1 verhielten.
Der Gebläsewind, ein Gemisch von techni- sehem Sauerstoff (Gehalt 95 Vol.-% Sauer stoff) und Kohlensäure, setzte sich zusammen aus: 71 Volumenprozenten Sauerstoff 25 Volumenprozenten Kohlenstoff 4 Volumenprozenten Stickstoff Die Temperatur dieses Gebläsewindes war 25 C. Aus dem erzeugten rohen Karbid, das unten aus dem Ofen abgelassen wurde, wurden 235 Liter Acetylen pro kg rohes Karbid er halten, während von dem Kalk zu 77% in Karbid umgewandelt wurden.
Die Zusammensetzung des oben aus dein Ofen abgeführten Endgases war 97 Volumenprozente Kohlenmonoxyd 2 Volumenprozente Stickstoff 1 Volumenprozent Kohlendioxyd Beispiel 3.
Versuche zeigten, dass mittels Vorerhitzung des Gebläsewindes dessen Sauerstoffgehalt herabgesetzt werden kann, und zwar um etwa 1 % für jede 100 C Vorerhitzung. Ein Sehaeltofen wurde kontinuierlich finit einer Besehiekung gefüllt, die aus einem Gemisch von 80 kg Koks und 35 kg Kalkstein (Ca CO3 ) bestand. Der Gebläsewind, ein Gemisch von technischem Sauerstoff (Gehalt: 95 Vol.-% Sauerstoff) und Wasserdampf, setzte sich zusammen aus 63,5 Volumenprozenten Sauerstoff 33 Volumenprozenten Dampf 3,5 Volumenprozenten Stickstoff Die Temperatur dieses Gebläsewindes war 100 C.
Aus dem erzeugten rohen Karbid, das unten aus dem Ofen abgelassen wurde, wur den nach Zersetzung mit Wasser 240 Liter Acetylen pro kg rohes Karbid gewonnen, während 79 % von dem anwesenden Kalk in Karbid umgewandelt war.
Die Zusammensetzung des oben aus dem Ofen abgelassenen Endgases war 78 Volumenprozente Kohlenmonoxyd 15 Volumenprozente Wasserstoff Volumenprozente Stickstoff 5 Volum.enprozenteKohlendioxyd Obenerwähnte Beispiele beziehen sich auf die Herstellung von Kalziiunkarbid; in glei cher Weise können aber auch die Karbide an derer Elemente, beispielsweise die des Sili ciums, Aluminiums oder Eisens hergestellt werden, wobei man den Schachtofen dann mit dem entsprechenden Oxyd, Hydroxyd oder Karbonat beschickt.
Das erfindungsgemässe Verfahren ver schafft die Möglichkeit, gleichzeitig Karbide und ein CO-haltiges Gas von hohem Heizwert herzustellen, welches Gas eine solche Zusam mensetzung aufweist, dass es, wenn gewünscht, als Ausgangsmittel für die Methanolsynthese oder für die Synthese nach Fischer-Tropsch verwendet werden kann.
Mit Riicksicht darauf, dass ein Sauerstoff haltiger Gebläsewind angewendet wird, der aus Sauerstoff und Wasserdampf, aus Sauer stoff und Kohlendioxyd, oder aber aus Sauer stoff, Wasserdampf nebst. Kohlendioxyd zu sammengesetzt sein kann, ist es möglich, auch bei verschiedenartiger Zusammensetzung der Besehiekun- des Schachtofens die richtige Reaktionstemperatur in der Verbrennungs zone dadurch aufrecht zu erhalten, dass man die Zusammensetzung des Gebläsewindes ändert.
Hierdurch wird die Möglichkeit geschaf fen, ohne besondere 'Schwierigkeiten ausser dem erwähnten wertvollen Gas eine höhere Ausbeute an Karbiden bei höheren Belastun gen des Sehachtofens zu erzeugen, welche über diejenigen hinausgehen, die bei den bisherigen Verfahren angängig waren, bei denen der Gebläsewind aus mit Sauerstoff angereicher- ter Luft oder aus annähernd reinem Sauer stoff besteht.