DE752977C - - Google Patents

Description

" Vorrichtung zujrrilSrzeugiÄg von Acetylen."

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur fortlaufenden Erzeugung von Acetylen aus Kalciumkarbid und Wasser unter Gewinnung von im wesentlichen trockenem Kaiciumhydroxyd·

Bei der Entwicklung von Acetylen aus körnigem Kalciumkarbid in einem Entwicklungsbehälter mit einem Wasservorrat wurde die sieben- bis zehnfache Menge des für die vollständige Umsetzung erforderlichen Wassers benötigt, um die Wärmekapazität des überschüssigen Wassers zur Aufnahme der Reaktionswärme auszunutzen, da die Reaktion hoch exotherm ist„ Der Hauptnachteil dieses Entwicklungsverfahrens bestand in der Bildung von Kaleiumhydroxyd in Form von Kalkschlamm. Dieser Schlamm war nur mühsam zu handhaben und schwierig zu verwerten.

Bei der Trockenentwicklung des Acetylene wird das Kalciumkarbid nur mit soviel Wasser in Berührung gebracht, wie zur vollständigen Zersetzung des Karbids notwendig ist, zusätzlich einer Menge, welche verdampft wird, um die latente Verdampfungswärme dieses Wasserüberschusses zur Absorption der Reaktionswärme auszunutzen. Während

bei diesem Verfahren ein im wesentlichen trockener Rückstand entsteht, ist das entwickelte Acetylengas mit V/asserdampf gesättigt, was zur Temperaturregelung nötig ist, die nicht über 100° C steigen soll. Hierbei besteht die Neigung, daß die im Acetylen enthaltene Feuchtigkeit sich auf den Trockenrückstand beim Abkühlen niederschlägt.

Da das bei der Entwicklung des Acetyleng benutzte Wasser fast stets Unfceinigkeiten in Form vmn gelösten Gasen enthält, führt jeder Wasserüberschuß bei der Entwicklung des Acetylene zur Erhöhung solcher Verunreinigungen, die nachteilig ist. Soll z.B. das Acetylen in Druckflaschen aufgespeichert werden, dann bewirkt die Anwesenheit von Verunreinigungen einen sehr starken Druckanstieg, weil diese Verunreinigungen im Aceton viel weniger löslich sind als das Acetylen. Eine Verringerung der Menge an Verunreinigungen erhöht ferner die in einer Druckflasche auflösbare Acetylenmenge, ohne daß eine erwünschte Druckgrenze überschritten wird«

Um ein trockenes, reines Gas zu erhalten wurde vorgeschlagen, daß das Wasser unterhalb der Karbidoberfläche eingeleitet und das entwickelte mit Wasserdampf beladene Acetylen dann an trockenem, noch nicht in Reaktion getretenem Karbid vorbeigeleitet wird, das dann die im Gase enthaltene Feuchtigkeit aufnimmt. Mit der bekannten Vorrichtung ist es jedoch weder möglich eine fortlaufende Erzeugung von Acetylen durchzuführen, noch die Bildung von trokkenem Kalciumhydroxyd zu erreichen»

Es ist ferner bekannt, Acetylen in Trommelentwicklern herzustellen, in denen das eingeführte Karbid

eine horizontale Troiamel, die in einem zylindrischen Gehäuse läuft, durchlaufen muß. Ueber das Karbid wird Wasser gesprengt, und am Ende der Trommel fällt im wesentlichen trockendes Hydrat zusammen mit nicht in -Reaktion getretenem Karbid in eine zweite zylindrische trommel, die mit einer horizontalen, Flügel tragenden Welle versehen ist. Zusätzlich wird noch Wasser zu dem Karbid gegeben, um dieses zu zersetzen. Dadurch wird die Masse mit yfo bis 6% Wasser versehen. Dadurch, daß das Wasser über die heiße in Reaktion befindliche Masse gesprengt wird, wird dabei eine große Menge Wasser verdunstete

Es wurde nun gefunden, daß bei Höchsttemperaturen bis zu 4-00⁰C Acetylen im wesentlichen frei von Verunreinigungen, mit Sicherheit in großen Mengen durch Einwirkung von Kalciumkarbid auf eine begrenzte Wassermenge, entwickelt werden kann, falls das Karbid und das erzeugte KaI-ciumhydroxyd in ständiger Bewegung gehalten werden und die richtige Wassermenge durch mehrere Wassereintrittsöffnungen in die Entwicklungskammer eintritt, die unterhalb der Karbidfüllung angeordnet sind ader in der Nähe der Karbidoberfläche« Bei Temperaturen über 400° G tritt aber eine Zersetzung des Acetylens ein. Es wurde ferner gefunden, daß es vorteilhaft ist, das erzeugte Acetylen so rasch als möglich abzuziehen, was durch Anordnung mehrerer, auf die Reaktions-

in

kammer verteilte Rohre erfolgt. Indem man die/nur einem geringen Ueberschuß für die völlige Umsetzung erforderliche Wassermenge zufügt, wird ständig ein im wesentlichen trokkenes Kalciumhydroxyd sowie ein Aceiylengas erzeugt, welches einen beträchtliches: verringerten Feuchtigkeitsgehalt aufweist«.

Die durch die Erfindung gegebenen Vorteile liegen also darin, daß das entwickelte Acetylen möglichst schnell aus dem Reaktionsgebiet abziehen kann und darin, daß nur wenig Wasser verdampft v/ird, also in einem geringeren Wasserverbrauch,

Auf der Zeichnung ist in schematischer Weise ein Ausführungsbeispiel einer mit den Merkmalen der Erfindung ausgerüsteten Acetylen-Erzeugungsanlage dargestellt; es zeigen:

Abb. 1 schematisch eine Ansicht, teilweise im

Schnitt, durch eine Gaserzeugungsvorrichtung,

Abb«2 einen senkrechten Teilschnitt nach Linie 4-4 von Abb.l,

Abb. 3 einen ähnlichen Schnitt wie Abb. 2

mit einer anderen Art der Wassereinführung.

Bei der dargestellten Vorrichtung sind die oberen und unteren Reaktionskammern mit 36 bzw. 37 bezeichnet, in denen die Wellen 27^f bzw. 27a die Rührflügel 35 bzw. 35a antreiben» 30 und 39 sind die Lager für die Wellen. Die w'elle 27' ist mit einer axialen Bohrung versehen, durch wel-

ehe ein Kühlmittel geleitet werden kann, falls aus dem Inhalt der Kammer 36 Wärme durch Leitung über die Flügel 35 und die Wände der Welle 27* zum Kühlmittel abgeführt werden soll. Das Kühlmittel gelangt durch je ein Gehäuse 90, welches jedes Ende der Welle 27^f überdeckt, in die Welle. Das Gehäuse ist mit einem Wasserein- oder auslass 91 versehen, welcher mit dem Ende der axialen Bohrung in Verbindung steht sowie mit einer Stopfbüchse 92. Das Karbid gelangt aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter in die Beschickungsleitung 17» Schneckenwelle 18 und Förderschnecke 19, welche das -Carbid in die obere Reaktionskammer durch den Einlass 21 fördern. Der Austragbehälter ist mit 33» die Austrittsleitung mit 31 und das Ventil mit 32 bezeichnet. Das Wasser wird von den Seiten her in die Reaktionskammern eingeleitet, wie es aus Abb. 2 ersichtlich ist. Die Zweigleitung 48 und das Ventil 46 sind mit einer Verlängerung 148 versehen, Welche in die Reaktionskammer 36 eintritt und in diese bei 86 luftdicht eingeschweisst ist. Diese Verlängerung 148 führt das Wasser auf den unteren Teil der Wandung der Entwicklungskammer vermittels eines weiten Düsenteiles 147.

Das Azetylen wird durch mehrere auf die Reaktionskammer verteilte Rohre abgezogen, und zwar vermittels Sammelleitungen 149, die gesonderte Steigleitungen 149a aufweisen, welche in eine Hauptleitung 150 münden. Von letzterer strömt das Azetylen durch Ventil 153 über die Reinigungsanlage zum

Gasometer. .

Die Wirkungsweise der Einrichtung gemäss Abb. % ist die folgende:

Das Karbid wird in die Reaktionskammer vermittels Schnecke 19 gefördert. Die zersetzten und nicht zersetzten Teile des Karbids werden durch die Reaktionskammern 36 und 37 bewegt und hierbei gerührt; das Caliumhydroxyd wird schliesslich durch die Austragleitung 31 abgezogen.

Das Wasser wird in die Seitenwandung der Reaktionskammer durch die tangential gerichteten Schlitzdüsen 147 eingeführt, welche das Wasser in die bewegte Masse aus Karbid und Galciumhydroxyd schleudern. Wird der Betrieb bei vergleichsweise hohen Temperaturen durchgeführt, dann ist dies besonders vorteilhaft, weil das warme Azetylen, welches durch Einwirkung der vorher zugfügten Wasseranteile entwikkelt wurde, nicht durch die Wassersprühkegel nach oben strömt und hierbei einen Teil des zur Entwicklung und Kühlung bestimmten Wassers verdampft und mit sich führt. In Abb. 2 ist die Karbidoberfläche durch die gestrichelte Linie 87 angedeu-i tet. Die Düse führt das Wasser in die Reaktionskammer auf der durch das Rührwerk gebildeten Tiefseite ein, d.h. auf der Seite der Abwärtsbewegung der Rührflügel 35· Da aufeinanderfolgende Teile des Karbids zersetzt werden, sorgen die Rührflügel dafür, dass keine Klumpenbildung stattfindet, insbesondere in der Nähe der Düsen und dass das Calciumhydroxyd mit der Reaktionsmasse vermischt wird, so dass eine gleichmassige Verteilung des V/assers gewährleistet ist. Die leichteren Teilchen desHydroxydes werden vorzugsweise zur höheren Seite der Masseoberfläche 87 getragen, da die Klumpen von

anzersetztem Karbid viel schwerer sind und nach unten fallen und sich längs des Bodens der Reaktionskammer bewegen. Indem man das Wasser von der Seite her einleitet und es derart richtet, dass es auf den Boden des Reaktionskammer zu strömt, werden die schwereren Karbidklumpen mit dem Wasser bevorzugt in Berührung gebracht gegenüber den leichteren und kleineren trockenen Kalkhydratflocken.

Es ist ersichtlich, dass die ununterbrochene und gründliche Durchrührung der Karbidklumpen bewirkt, dass sich die auf ihrer Oberfläche leicht anhäufenden Galciumhydroxydschichten ständig bald nach ihrer Bildung wieder entfernen. Infolgedessen kann das Waaser und der Dampf das Karbid unmittelbar berühren,so dass trotz Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit der Wärmeverlust aus den Karbidklumpen wesentlich erhöht wird, sowohl durch den Wärmeübergang an die Apparatur und das entwickelte Gas als auch durch die zum Verdampfen des Wassers erforderliche Wärme. Eswird so verhindert, dass die Karbidklumpen örtlich unzulässig hoch erhitzt werden, wodurch eine Zersetzung des Azetylens eintreten kann. Um die Menge an überschüssigem V/asser noch weiter zu verringern, kann es wünschenswert sein, die Reaktionskammer zu kühlen, beispielsweise indem man um die Kammer J6 einen Kühlwassermantel anordnet und indem man durch die Rührwellen Kühlwasser hindurchschickt.

Eine abgeänderte Ausbildungsform zur Einführung des Wassers ist in Abb. 3 dargestellt, wo die Zweigleitung 48 durch das Ventil 46 mit einer Verlängerung 248 verbunden ist, welche in die Reaktionskammer unterhalb der Carbidoberfläche am Boden eintritt und in ihrem Inneren in einer längs-

gerichteten geschlitzten Düse 247 mündet. Bei dieser Anordnung schleudert die Schlitzdüse 247 das V/asser längs des Bodens der Reaktionskammer in der Bewegungsrichtung der aus zersetztem und unzersetztem Karbid bestehenden Masse. Die Vorteile dieser Art der Einführung bestehen in der unmittelbaren Berührung der schwereren Teile von nichtzersetztem Karbid, welche sich auf dem Boden der bewegten Masse befinden, und der zusätzlichen Förderung, welche das eingeschleuderte Wasser diesen schwereren Teilen der bewegten Masse erteilt.

Ein Vorteil der seitlichen Wassereinführung gemäss Abb. 2 gegenüber der Bodeneinführung gemäss Abb. J besteht jedoch in der verringerten Gefahr einer Verstopfung der Seitendüsen 147, wenn ,eine vergleichsweise grössere Wassermenge benutzt wird, da die Flügel 35 stets die Masse von jenen Düsen wegführenTl

den Azetylens mit Wasserdampf nicht unerwülTscKt ist, kann anstelle des Stababscja-eiders und Kühlers ein mit Wasser be-

.. .verwendet werden♦

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Vorrichtung zum fortlaufenden Erzeugen von Azetylen unter Gewinnung von im wesentlichen trockenem Kalziumhydroxyd, bei dem das in ständiger Bewegung gehaltene Kalziumkarbid mit Wasser in waagerechten über-, einander angeordneten mit Rührvorrichtungen ausgerüsteten Reaktionsräumen bei einer über 100 ° liegenden Temperatur reagiert, dadurch gekennzeichnet ι daß mehrere über die Reaktionskammern verteilte Gasaustrittsrohre angeordnet sind und daß die Wassereinlaßöffnungen unterhalb oder in der Nähe der Karbidoberflächen angeordnet sind»

   Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren

   folgende Druckschriften*)

   in Betracht gezogen worden.

   41 (Tf/Vi Ht VVi

   fi S f, ÜV-

   Nichtzutreffendes ist zu streichen