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Vorrichtung zur Herstellung von Kalkstickstoff Im Patent 482 917 ist
die Herstellung von Kalkstickstoff durch Einwirkung von Stickstoff auf in einer
Pfanne befindliches glühendes Karbid beschrieben, deren Wandung gasdurchlässig eingerichtet
ist, so daß der Stickstoff sowohl durch die Oberfläche der Karbidmasse als auch
durch die Wandungen der Pfanne ungehindert in das Innere der zu azotierenden Masse
eindringen kann. Um den Austritt der Äzotiermasse durch die Öffnungen der Pfanne
zu verhindern, sind dieselben mit einem gasdurchlässigen Mittel, beispielsweise
Koks, ausgefüllt. Die Pfanne selbst ist zweckmäßig in einen Außenbehälter eingehängt,
welcher durch einen Deckel gasdicht verschlossen. ist, in welchem sich die Einfüllöffnungen
befinden. Der obere Rand der Pfanne kann gegenüber den Wandungen des Außenbehälters
abgedichtet sein, so daß ein oberer und ein hiervon völlig getrennter unterer Raum
entsteht und somit der in den einen dieser beiden Räume eingeführte Stickstoff gezwungen
ist, durch die Karbidmasse hindurchzuströmen, um zu den im anderen Teil des Außenbehälters
angebrachten Austrittswellen zu gelangen. Wird statt glühenden Karbids in dem Zustande,
in welchem dasselbe aus dem Karbidofen kommt, gemahlenes, abgekühltes Karbid oder
die Komponenten desselben, Kalk und Koks, verwendet, dann muß der Einsatz vor Beginn
der Azotierung erhitzt werden. Dies geschieht durch Einführung von Elektroden in
die zu azotierende Masse, wobei gleichzeitig noch eine Heizung der Pfannenwandung
durch eingelegte Heizrohre o. dgl. bzw. eine an der Pfannenwandung angebrachte,
von der Elektrodenheizung unabhängige elektrische Bandheizung vorgesehen sein kann.
Am Deckel des äußeren Azotierbehälters ist hierbei zweckmäßig ein Innenbehälter
angeordnet, welcher in die Azotierpfanne hineinragt und gleichfalls mit gasdurchlässigen
Wandungen versehen ist. Die zu azotierende Masse wird hierdurch zu einem hohlen
ringförmigen Körper gestaltet, welcher annähernd gleiche Wandstärke besitzt und
infolgedessen von dem Stickstoff, welcher sowohl vom Außenbehälter als auch von
dem Innenkegel her eintreten kann, rasch durchströmt wird.
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Gegenstand der Erfindung ist die Verbesserung des im Hauptpatent beschriebenen
Verfahrens zur Herstellung von Kalkstickstoff, dahin gehend, daß an Stelle des in
dem Hauptpatent beschriebenen Innenbehälters 18 in die eigentliche Azotierpfanne
xg eine zweite Pfanne eingesetzt wird, in welche das glühende Karbid in dem Zustande
eingefüllt wird, in welchem es aus dem Karbidofen herauskommt, um als Wärmeträger
zur Erhitzung des in dem Ringhohlraum befindlichen gemahlenen Karbids oder der Komponenten
desselben, Kalk und
Koks, an Stelle einer anderen Wärmequelle zu
dienen. Das in der Innenpfanne befindliche glühende Karbid kommt hierbei nicht in
Berührung mit der zu azotierenden Masse. Die hohe Wärme desselben bringt das gemahlene
Karbid aber sehr rasch auf die Azotierungstemperatur, worauf die Stickstoffzuführung
in der aus dem Hauptpatent ersichtlichen Weise erfolgen: kann.. Man kann hierbei
die Innenpfanne mit undurchlässigen Wandungen versehen, so daß der Stickstoff des
Außenbehälters entweder überhaupt nicht oder nur von der Oberfläche aus in das glühende
Karbid eindringen kann. Es ist aber auch möglich, die Innenpfanne ebenfalls mit
gasdurchlässigen Wandungen zu versehen., . so daß eine Einwirkung des Stickstoffs
auch auf das glühende Karbid von allen Seiten her er= folgen kann. - Bekanntlich
nimmt glühendes Karbid ' zugeführten Stickstoff nur in ungenügendem Maße auf, und
es wird daher bei dieser Einrichtung nur die in dem äußeren Ringhohlraum befindliche
zu azotierende Masse in zufriedenstellender Weise in- hochwertigen Kalkstickstoff
umgewandelt. Das in der inneren Pfanne befindliche, in der Hauptsache zur Wärmeabgabe
dienende glühende Karbid wird daher nur vorazotiert und kann -dann in entsprechend
zerkleinertem Zustande zur Fertigazotierung in den äußeren Ringhohlraum eingefüllt
werden, während die Innenpfanne wiederum mit frischem Karbid aus dem Karbidofen
gefüllt wird. Auch bei dieser Einrichtung kann wiederum durch entsprechende Ausbildung
des Bodens der Innenpfanne 18 eine Prallfläche geschaffen werden, um das eingefüllte
glühende Karbid hierbei gleichzeitig zu zerkleinern und zu verteilen.
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Durch die neue Einrichtung wird daher eine äußerst günstige Wärmeausnutzung
in wirtschaftlichem Sinne erreicht. Hierbei kann gleichzeitig die Azotierung von
glühendem und von gemahlenem Karbid durchgeführt werden. Wenn mehr Karbid erzeugt
wird, als zur Kalkstickstoffherstellung verwendet werden soll, wird nur die Wärme
des glühenden Karbids wirtschaftlich ausgenutzt. Es kann aber auch fertiges Karbid
durch das glühende Karbid erwärmt werden. Ist fertiges Karbid nicht vorhanden, so
wird der Ringhohlraum ohne Füllung gelassen und der Stickstoff nur im Sinne des
Hauptpatents in das in der Innenpfanne befindliche glühende Karbid zwecks Überführung
desselben in Kallistickstoff eingeführt.
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Es ist bereits ein Verfahren bekannt geworden, bei welchem ein Teil
der im frisch hergestellten Karbid enthaltenen Wärme bei der Herstellung von Kalkstickstoff
verwertet -wird. Dieses Verfahren besteht darin, daß ein frisch gegossener Karbidblock
in das pulverisierte Karbid eingebettet oder hineingeworfen wird. Letzteres befindet
sich hierbei in einem einfachen Ofen aus feuerfestem Material, in welchen nach Einbettung
des Karbidblockes Stickstoff zugeführt und auf diese Weise die Reaktion eingeleitet
wird. Dieses Verfahren hat aber den großen Nachteil, daß bei dem während der Reaktion
eintretenden Schmelzen der Azotiermasse der eingebettete Karbidblock mit derselben
zusammenbackt, so daß er sich nach Beendigung der Reaktion schwer oder gar nicht
von dem gebildeten. Kalkstickstoff trennen läßt. Das Fertigerzeugnis ist -daher
ein azotierter Kalkstickstoff, in welchem viel unazotiertes Karbid enthalten ist,
welches seinen Wert stark herabsetzt. Außerdem entstehen bei der Einbettung des
heißen Karbidblocks infolge der großen Wärmedifferenz in dem zu azotierenden Karbidmehl
starke Wärmespannungen, wodurch das ' Karbidxneht-'explosionsartig aus dem Behälter
herausgetrieben wird. Diese Nachteile sind beim Erfindungsgegen-Stande vermieden.
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Der Gegenstand der Erfindung ist auf beiliegender Zeichnung in mehreren
Ausführungsbeispielen veranschaulicht, und zwar zeigt . Abb-. s einen Innenbehälter
für flüssiges und einen Außenbehälter für gemahlenes Karbid, welche beide in einem
gemeinschaftlichen Außenbehälter stehen, _ der durch einen Deckel verschlossen ist,
Abb. 2 eine ähnliche Einrichtung, bei welcher der Innenbehälter nicht durch einen
Deckel verschlossen ist, -Abb. 3 eine Einiichtung wie Abb. i, bei welcher der Innenbehälter
18 mit gasdurchlässigen Wandungen versehen ist, Abb. q. eine ähnliche Einrichtung
wie -Abb. 2, Abb. 5 und 6 eine weitere Ausführungsform des in Abb.3 dargestellten
Ausführungsbeispiels, ' Abb. 7 und 8 eine weitere Ausführungsform, bei welcher der
Innenbehälter einen als Prallfläche dienenden Innenkern besitzt.
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Gemäß Abb. i ist der Innenbehälter-i8 mit massiver Wandung versehen
und beläßt gegenüber dem Außenbehälter ig, welcher eine gasdurchlässige Wandung
besitzt, einen ringförmigen. Hohlraum, welcher zur Aufnahme von gemahlenem Karbid
dient. .In den Innenbehälter wird das glühende Karbid, wie es aus dem Karbidofen
kommt, eingefüllt. Beide Behälter stehen in einem Außenbehälter 8 mit Stickstoffzuführung
io und-Stickstoffabführung xi, welcher durch einen Deckel verschlossen ist. Der
Stickstoff kann hierbei-durch die Öffnungen6 in das im äußeren Ringhohlraum befindliche
Karbid und gleichzeitig auch von der Oberfläche her in das glühende Karbid der-Pfanne
18 eindringen, welches hierdurch vörazotiert wird.
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Bei der aus Abb. 2 ersichtlichen, abgeänderten Ausführungsform ist
durch den Deckel lediglich das im Ringhohlraum befindliche gemahlene
Karbid
abgeschlossen. Das in der Pfanne 18 befindliche glühende Karbid steht hier mit dem
Innenraum des äußeren Azotierbehälters in keinerlei Verbindung, so daß auch der
Stickstoff nicht auf dasselbe einwirken kann.
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Die in Abb. 3 dargestellte Ausführungsform ähnelt derjenigen, welche
in Abb. i veranschaulicht ist. Der Innenbehälter 18 ist jedoch hier ebenfalls mit
gasdurchlässigen Wandungen versehen, so daß die Vorazotierung des glühenden Karbids
nicht nur von der Oberfläche, sondern auch von- den Wandungen aus erfolgen kann.
Außerdem ist die Wandung des Behälters 18 noch mit einem Hohlraum oder einem Rohrsystem
26 versehen, so daß der Stickstoff auch innerhalb der Wandung kursieren kann.
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Abb. q. zeigt eine ähnliche Ausführungsform, wie in Abb. 2 dargestellt,
bei welcher der Außenbehälter 8 mit der Pfanne ig unmittelbar verbunden ist und
die Innenpfanne 18 sich auf die entsprechend gestaltete Oberkante der Pfanne ig
aufsetzt. Auch hier hat das in der Pfanne 18 befindliche glühende Karbid keinerlei
Verbindung mit dem Innenraum des Behälters 8 und wird durch den in diesem befindlichen
Stickstoff nicht beeinflußt.
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Nach Abb. 5 und 6 ist die in Abb. 3 dargestellte Ausführungsform derart
geändert, daß der Behälter 18 nach oben ausgebogen ist, wobei wiederum durch die
Leitungen 26 der Stickstoff in die Hohlräume der Pfanne 18 geleitet wird.
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Das in Abb. 7 und 8 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine ähnliche
Ausführungsform, wie dieselbe in Abb.5 und 6 dargestellt ist, jedoch ist die Deckelanordnung
so getroffen, daß Überleitungskanäle 27 für den Stickstoff vorgesehen sind, so daß
der Stickstoff leicht zur Oberfläche des im Innenbehälter 18 befindlichen glühenden
Karbids gelangen kann. Der Boden des Innenbehälters 18 ist noch mit einem gasdurchlässigen
Kern 28 versehen, um auch von diesem aus Stickstoff in den Innenbehälter i8 leiten
zu können, so daß das in diesem befindliche glühende Karbid von allen Seiten her
Stickstoffzutritt erhält. Der Innenkegel 28 dient gleichzeitig als Prallfläche,
um beim Einfüllen des glühenden Karbids eine möglichst feine Zerteilung desselben
zu erreichen.
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Wie ersichtlich, hat man es bei der neuen Einrichtung völlig in der
Hand, auf die jeweilige Herstellung von Karbid und Kalkstickstoff derart einzuwirken,
daß beliebige Teilmengen des einen oder des anderen Erzeugnisses hergestellt werden
können. Ist kein gemahlenes Karbid vorhanden, so wird das in die Innenpfanne eingefüllte
glühende Karbid im Sinne des Hauptpatents azotiert. Ist dagegen gemahlenes Karbid
vorhanden, dann kann in beliebiger Weise das zur Wärmeabgabe verwendete glühende
Karbid gleichzeitig vorazotiert oder aber, wenn es als Karbid erhalten werden soll,
von der Stickstoffzuführung getrennt gehalten werden. Der vorazotierte Kalkstickstoff
kann dann als Besatz für den äußeren Ringhohlraum verwendet werden, in welchem er
fertigazotiert wird.
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Der Gegenstand der Erfindung ist durch die in der Beschreibung erläuterten
und in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele nicht erschöpft, sondern
umfaßt auch sonstige Ausführungsformen, welche auf dem gleichen Grundgedanken der
Erfindung beruhen.