DE565480C - Verfahren zum Entfernen von Kohleabscheidungen in Lichtbogenoefen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Entfernen von Kohleabscheidungen in Lichtbogenöfen Bei zahlreichen Reaktionen in Lichtbogenöfen.insbesondere solchen, bei denen kohlenwasserstoffhaltige Gase und Dämpfe beteiligt sind, kann aus verschiedenen Gründen leicht Kohleabscheidung auftreten, z. B. bei hoher Konzentration der beteiligten kohlenstoffhaltigen Verbindungen oder bei kleiner Konzentration und relativ großer Ofenleistung.
• Die Kobleabscheidung führt nach kürzerer oder längerer Zeit zu ganz empfindlichen Betriebsstörungen. Der Betriebsdruck erhöht sich, und damit ändert sich die durchgesetzte Gasmenge und die Ofenleistung. Der Ofen muß schließlich außer Betrieb gesetzt und gereinigt werden. Dabei ist die Entfernung des meist als Graphit abgeschiedenen Kohlenstoffs besonders schwierig. Der auf diese Weise unter Umständen häufig auftretende Ausfall t,on Öfen kann die wirtschaftliche Verarbeitung von Kohlenwasserstoffen im Lichtbogen unmöglich machen.
• Man hat daher schon vorgeschlagen, z. B. durch Einhüllen der Elektroden oder sonstigen in Betracht kommenden Ofenteile in eine nicht kohlenstoffhaltige Gasschicht das Absetzen vom Kohlenstoff an diesen Teilen zu verhindern. Man kann auch durch Zugabe von Sauerstoff oder Sauerstoff abgebenden Mitteln zu den zu behandelnden Gasen vor Eintritt in den Lichtbogen den entstehenden Kohlenstoff durch Oxydieren unschädlich machen. Diese Mittel können aber nicht immer angewandt werden; außerdem kann ihre Anwendung unangenehme Folgen haben. So muß in beiden Fällen der Ofen für einen größeren Gasdurchsatz bemessen sein. Es können unerwünschte Nebenreaktionen auftreten, z. B. bei der Verarbeitung methanhaltiger Gase Oxydation von gebildetem Acetylen. Das Reaktionsprodukt wird in wesentlich verdünnterer Form erhalten als ohne die ständige Zugabe von Mitteln zur Verhinderung der Kohleabscheidung an der Ofenwand öder im Gase. Soll z. B. im Lichtbogen noch Ruß hergestellt werden, so verbietet sich die gleichmäßige Zumischung von oxydierenden Mitteln zum Ausgangsgas von selbst.
• Es hat sich nun gezeigt, daß die Abscheidung von Kohle oder Kohlenstoff in Lichtbogenöfen leicht beseitigt werden kann, wenn man denjenigen Teilen des Lichtbogenofens, an denen Kohleabscheidung stattgefunden hat, mit beliebiger Einströmungsrichtung zur Lichtbogenachse unmittelbar solche Gase, Dämpfe usw. zuführt, die durch chemische Reaktion mit dQr entstehenden Kohle oder durch Korrosionswirkung die Abscheidung entfernen.
• Als Gase und Dämpfe, die den Kohlenstoff durch chemische Reaktion entfernen, kommen beispielsweise Luft, Kohlensäure, Wasserdampf u. dgl. in Betracht. Im Falle der Zuführung von Wasserdampf kann dieser durch Erhitzen von Wasser mit Hilfe der Lichtbogenwärine oder der Wärme der Abgase gewonnen werden. Man kann sogar durch Zugabe von Gasen, die im allgemeinen mit Kohlenstoff nur sehr schwer reagieren, z. B. Wasserstoff oder Stickstoff, den Kohlenstoff von Stellen, die dem Lichtbogen mehr oder weniger direkt ausgesetzt sind, unter Bildung von Acetylen bzw. Cyan entfernen. Bei geeigneterWahl der zugeführten Gase oder Dämpfe hat man daher den evtl. nicht zu unterschätzenden Vorteil, die eigentlichen Reaktionsgase gar nicht durch unerwünschte Bestandteile verunreinigen zu müssen, da der bei der Verarbeitung von Kohlenwasserstoffen zu Acetylen abgeschiedene Kohlenstoff z. B. durch Wasserstoff ebenfalls in Acetylen übergeführt wird.
• Es hat sich auch gezeigt, daß man die unter dem Einfluß der elektrischen Entladung verschieden stark auftretende korrodierende Wirkung gewisser Gase auf feste Körper zur Entfernung der abgeschiedenen Kohle benutzen kann. Besonders stark ist die Korrosionswirkung bei Zugabe von Kohlenoxyd.
• Die Einwirkung der zur Entfernung einer abgesetzten Kohlenstoffschicht zugegebenen Mittel auf die abgesetzte Kohle erfolgt um so leichter, in je heißerem Zustande diese schon in den Ofen eintreten. Zur Vorwärmung nutzt man zweckmäßig die Lichtbogenwärme oder die Wärme der Abgase aus.
• Die Zugabe der nötigen Gase kann selbsttätig erfolgen, etwa dadurch, daß durch den gestiegenen Betriebsdruck in einem Quecksilbermanometer ein elektrischer Kontakt geschlossen wird, wodurch ein Drucklufthahn geöffnet wird.
• In der beiliegenden Zeichnung' sind zwei ohne weitere Erläuterung verständliche Ausführungsformen von Lichtbogenöfen für die Ausführung des Verfahrens dargestellt; es bedeuten-J Isolation; E spannungführende hohle oder massive Elektrode; G hohle oder stabförmige Gegenelektrode; Z Zuführungsstelle der zu verarbeitenden Gase; W Vorkammer; K Zuführungsstelle der Gase zur Entfernung des Kohlenstoffs; 0 Öffnungen im Ofeninnern; L Lichtbogen; A Gasausgang; MOfeninantel; Y Austrittsöffnung der zur Entfernung des Kohlenstoffs dienenden Gase.
• Es ist zwar schon bekannt, die bei der kata-Ivtischen Herstellung von Olefinen aus Kohlenwasserstoffen auftretenden Kohlenstoffabscheidungen durch periodisches Einblasen von Luft in den Reaktionsraum zu entfernen. Hieraus ergibt sich keinesfalls, daß es möglich ist, einen Lichtbogen bei diskontinuierlicher Sauerstoffzugabe aufrechtzuerhalten. Es war vielmehr zu erwarten, daß bei jeder Zuführung von Gasen und Dämpfen zwecks Entfernung der Kohlenstoffabscheidung der Lichtbogen infolge der ungleichmäßigen Arbeitsbedingungen abreißen würde. Beispiel i ?Nachdem sich bei der Herstellung von Ruß und Acetylen aus Kohlenwasserstoffen im Lichtbogen im Innern des Ofens eine Kohlenstoffschicht abgesetzt hatte, war der Betriebsdruck von i auf 1,5 atü gestiegen. Außerdem brannte der Bogen sehr unruhig. Nun wurde durch im Innern des Ofens längs der Hohlelektrode g angebrachte öffnungen Sauerstoff bzw. Luft zugegeben. Nach ganz kurzer Zeit war die abgeschiedene Kohlenstoffschicht verschwunden und der Betriebsdruck auf i atü gefallen. Außerdem brannte der Lichtbogen wieder ruhig.
• Dieselbe Wirkung konnte erreicht werden bei Zugabe von Stickstoff oder Wasserstoff oder einem Gemische der beiden Gase. Bei ZugabevonKohlenoxyd war die abgeschiedene Kohle ebenfalls in kurzer Zeit verschwunden; dabei konnte das Wegfliegen von größeren Teilchen im Gasstrom direkt beobachtet werden.
• Beispiel 2 Zur Entfernung einer in einem Lichtbogenofen abgesetzten Kohlenstoffschicht wurde aus in der Ofenwand angebrachten Öffnungen während des Betriebes Wasserdampf, der in der doppelwandig ausgebildetenHohlelektrode mit Hilfe der Lichtbogenwärme aus Wasser entwickelt worden war, zugegeben. In kurzer Zeit fiel der auf 1,3 atü gestiegene Druck wieder auf den normalen Druck von o,9 atü. Hinter dem Lichtbogen konnte dabei das Auftreten von Kohlenoxyd und Kohlensäure festgestellt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Verarbeitung von Kohlenwässerstoffen in Lichtbogenöfen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entfernung von Kohleabscheidungen unmittelbar allen denjenigen Teilen des Lichtbogenofens, an denen Kohleabscheidung stattgefunden hat, solche Gase, Dämpfe usw. zeitweise zugeführt werden, die die Kohleabscheidung durch chemische Reaktionen, Korrosionswirkung u. dgl. beseitigen.