DE192888C - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J15/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with non-particulate solids, e.g. sheet material; Apparatus specially adapted therefor
-
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
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ft Vz- *51'nl'c^li ftviό c.:
ft Vz- *51'nl'c^li ftviό c.:
KAISERLICHES
PATENTAMT.
Das Bedürfnis einer lebhaften Einwirkung zwischen Stoffen, die aufeinander chemisch
einwirken sollen, ist allgemein anerkannt. Wenn es sich daher z. B. um Behandlung
von festen Stoffen handelt, werden sie meist in Pulverform verwendet. Nun sind besonders
bei der Herstellung von Eisen die Schwierigkeiten bekannt, welche bei Verwendung
pulverförmiger Beschickung auftreten.
ίο Man hat deshalb das Brikettieren vorgeschlagen.
Dies ist aber kostspielig, und abgesehen davon sind die Vorteile, welche gerade die Pulverform besitzt, nämlich die
gewünschten Vorgänge schnell und vollständig vor sich gehen zu lassen, dabei ausgeschlossen.
Misch- und Zuführvorrichtungen sind für
Kohlenstaubfeuerungen schon vorgeschlagen, bei welchen der Kohlenstaub in einen Be-
. hälter axial eingeführt wird, von einem tan-«»
gential eingedrückten Luftstrom erfaßt undmit demselben gemischt wird. Die zu vermischenden
Stoffe wirken hier jedoch nicht im Mischungsraume aufeinander, das Kohlenstaubluftgemisch
wird vielmehr durch Rohrleitungen einer Feuerung zugeführt. Der benutzte Luftstrom hat hier zunächst die Rolle
eines Trägers für den Kohlenstaub zu spielen und wird alsdann in der späteren Feuerung
erst auf ein für die Verbrennung geeignetes Verhältnis zwischen Luft und Feuerungsmaterial
Bedacht genommen.
Die Eigentümlichkeit vorliegenden Verfahrens besteht demgegenüber darin, daß sowohl
die Mischung als auch die chemischen Vorgänge der aufeinander einwirkenden Stoffe
in jedem Zeitmoment vor sich gehen, so daß schon bei der Mischung für die für die
chemischen Reaktionen erforderlichen Mengenverhältnisse Sorge zu tragen ist.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Material ununterbrochen
und gleichmäßig in einen Ofenraum, axial eingeführt wird, in welchem ein gleichzeitig
mit großer Geschwindigkeit tangential eingeführter und axial abgeleiteter Gas- oder
Luftstrom eine sehr schnelle Drehung macht. Dadurch wird das eingeführte Material vom
Strom derart mitgerissen, daß das Material der Fliehkraft zufolge, da es spezifisch
schwerer ist als das tangential am Umfange eingeführte Gas bzw. die Luft, sich nach
dem Umfange des Ofens zu bewegt, während „sich der Gas- oder Luftstrom im Gegenstrom
vom Umfange schraubenförmig nach innen, dem zentralen Ablaß zu bewegt. Bei der
herrschenden Temperatur finden während dieser Mischung die gewünschten chemischen
Reaktionen statt, wobei auch die durch diese
Reaktion etwa erzeugte Wärme zur Unterhaltung der Reaktion selbst wieder dienen kann.
Man kann durch entsprechende Bemessung oder Regulierung der Mengen der zuzuführenden
Materialien oder Gase das gewünschte Resultat der betreffenden chemischen Vorgänge
sicherstellen. So kann man z. B. auch bei Anwendung von Kohlenstaub durch eine
solche Regelung erreichen, daß man die Verbrennung desselben in dem Apparat möglichst
genau bis zur Kohlenoxydbildung leitet, welches Gas alsdann einer beliebigen Benutzung
zugeführt werden kann. Die entstehende Asche' fällt alsdann hauptsächlich an der Seitenwand herunter und kann durch
eine seitliche Öffnung entfernt werden, während das gasförmige Produkt (Kohlenoxyd)
durch die mittlere Abführungsöffnung fortgeleitet wird. Es ist hier also die tangential
eingeführte Luft nicht etwa Träger des Kohlenstaubs, sondern lediglich chemisches
Reagens, welches bei der in beschriebener Weise auf Grund der Zentrifugalwirkung vor
sich gehenden innigen Durchmischung sofort chemisch auf den Kohlenstaub einwirkt und
je nach der angewandten Menge Kohlenoxyd oder auch Kohlensäure erzeugt. Die Hitze
der erzeugten Gase und auch die Gase selbst können beliebige Benutzung erfahren.
Das Verfahren eignet sich für die verschiedensten Materialien, gleichgültig welchen
Aggregatzustandes. Die gewünschte Durchdringung des tangential eingeführten Gasstromes
mit dem mehr zentral eingeführten Material findet, wie gesagt, durch Zentrifugalwirkung
statt, weil das mehr zentral zugeführte Material wegen seiner größeren
spezifischen Schwere nach dem Ofenumfang und das spezifisch leichte Gas vom Umfang
nach dem Innern zu sich bewegt. Werden daher Gase in dem Apparat zusammengebracht,
so wird das spezifisch leichtere Gas tangential am Umfang, das spezifisch schwerere
■Gas mehr zentral eingeführt. Man hat es auch hier durch Regelung der Zuführungsmengen in der Hand, die chemischen Reaktionen
in dem gewünschten Sinne zu leiten. Wesentlich bei dem Verfahren ist, daß die Abführung der bei den Reaktionen resultierenden
Gase oder Dämpfe aus dem zentralen Teil des Ofens erfolgt, während Reaktionsgas am Umfang tangential und der andere
Reaktionskörper pulverförmig, gasförmig oder flüssig mehr zentral eingeführt wird, damit
der oben beschriebene Mischungsvorgang nebst gleichzeitiger chemischer Reaktion stattfinden
kann. Material und Gasstrom bewegen sich also gewissermaßen im für die Durchmischung
günstigen Gegenstrom, was bei seitlicher Abführung der Gase, die. bei
einem bekannten, im übrigen dem vorliegenden analogen Verfahren schon vorgeschlagen
worden ist, nicht der Fall sein kann.
Fig. ι zeigt als Beispiel einen zur Ausführung
des Verfahrens passenden Ofen zur Reduktion von Eisenerz in senkrechtem Schnitt und
Fig. 2 in wagerechtem Schnitt.
Der nach der dargestellten Ausführungsform stehende zylindrische Ofenraum 1 ist oben
mit einem Einführungstrichter für die fein gepulverte Beschickung versehen, während unten
ein seitliches Abstichloch 3 für das Eisen und ein zentraler Auslaß 4 für die Gase angeordnet
sind. Oben in den Ofenraum mündet ein tangential gerichtetes Einlaßrohr 5 für
Luft oder'Gas ein. Der durch dieses Rohr durch Druck oder Ansaugen in den Ofen
eintretende Luft- oder Gasstrom folgt infolge des tangentialen Einströmens und der in der
Einmündungsöffnung erteilten Geschwindigkeit der runden Wandung des Ofens und wird in starke Drehung versetzt, an der das
durch den Trichter 2 eingeführte gepulverte Beschickungsmaterial teilnimmt. Wegen des
Umstandes, daß der Auslaß 4 unten etwa in der senkrechten Ofenachse angeordnet ist,
vollzieht sich die Bewegung der aufeinander einzuwirkenden Stoffe gewissermaßen kegelschraubenförmig,
indem die Strömung der in Drehbewegung versetzten Gase von der inneren Ofenwandung hinweg dem axialen Auslaß
zustrebt. Die Länge des Ofens wird derart bemessen, daß die gewünschten chemischen
Vorgänge beim Austritt völlig beendigt sind. Vermittels einer geeigneten Vorrichtung,
welche Gegenstand vorliegender Erfindung nicht bildet und deshalb auf der Zeichnung
nicht dargestellt ist, wird die Einrichtung gleichförmig und regulierbar gemacht.
Handelt es sich z. B. um die Herstellung von Eisen, so besteht die Beschickung aus
Eisenerz, schlackenbildenden Stoffen und einer berechneten Menge Kohle, die im oberen Teil
des Ofens zu Kohlenoxyd verbrannt wird. Das geschmolzene Metall und die Schlacke
werden infolge der Fliehkraft auf der Mantelfläche des Ofens gesammelt und fließen
ununterbrochen zum Ofenboden, von welchem dieselben durch das Stichloch 3 entfernt werden.
Hierbei kann die Kohle anstatt zusammen mit dem Erz auch mit der Luft tangential eingeführt werden, um das Ankleben
der Beschickung an die Wandung im oberen Ofenteil zu vermeiden.
Im unteren Teil des Ofens kann für den Fall, daß eine oxydierende Zone gewünscht
wird, in ähnlicher Weise wie das Rohr 5 ein Rohr 6 tangential einmünden, durch welches
Luft eingedrückt oder eingesaugt wird. Hier-
durch kann das im oberen Teil des Ofens gebildete Kohlenoxyd zu Kohlensäure verbrannt
werden und die dabei erhaltene Hitze dem Ofen zugute kommen.
Die entstehenden Gase strömen durch den Auslaß 4 aus. Dieser ist im dargestellten Beispiel in einer Form angeordnet, deren Wandung hohl ist und durch einen durch die Rohre 7 und 8 zirkulierenden Wasserstrom gekühlt wird.
Die entstehenden Gase strömen durch den Auslaß 4 aus. Dieser ist im dargestellten Beispiel in einer Form angeordnet, deren Wandung hohl ist und durch einen durch die Rohre 7 und 8 zirkulierenden Wasserstrom gekühlt wird.
Es kann auch das umgekehrte Verhältnis, nämlich eine oxydierende Zone im oberen
und eine reduzierende Zone im unteren Teil des Ofens gebildet werden. Das Verfahren
ist also sowohl für Oxydation von Erzen als für Reduktion von Oxyden verwendbar. Dasselbe
ist nicht auf die Behandlung von gepulvertem oder festem Material beschränkt, vielmehr auch verwendbar zur Behandlung
von flüssigem bzw. gasförmigem Material, das ununterbrochen und gleichmäßig axial
in den Ofen eingeführt wird, während ein Gasstrom tangential am Ofenumfang einströmt.
Als Beispiel eines flüssigen Materials, ■ welches im_Ofen behandelt werden soll, kann
Petroleum erwähnt werden, welches als Brennstoff zum Erhalten einer ox)rdierenden oder
: reduzierenden Flamme durch ein Loch in der Ofendecke eingeführt wird, während ein Luftstrom
tangential durch das Rohr 5 einströmt. Das Petroleum wird hierbei mit dem Luftstrom
innig gemischt und nach Umständen zu Kohlenoxyd bzw. Kohlensäure verbrannt. Die dadurch erzeugte Hitze wird zu einem
beliebigen Zweck benutzt.
Aus den eingangs erwähnten Gründen bietet das Verfahren besondere Vorteile für
die Verarbeitung feinkörniger Eisenerze.
Claims (3)
1. Verfahren zur Ausführung chemischer Reaktionen durch tangentiales Einblasen
eines die Reaktion auslösenden Gasstromes (ζ. B. Luft) in einen zylinderförmigen
Ofenraum, in welchen die chemisch zu behandelnde Substanz ungefähr zentral eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ableitung des Gasstromes aus dem Ofen zentral erfolgt.
2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß an dem einen Ende des Ofens ein oxydierender oder reduzierender Gasstrom, an einer anderen Stelle der Ofenhöhe dagegen
ein reduzierender bzw. oxydierender Gasstrom tangential eingeführt wird.
3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1 zwecks Herstellung von
Eisen aus seinen Erzen, dadurch gekennzeichnet, daß man in den Ofen eine
Mischung von Eisenerz, schlackenbildenden Stoffen und Kohle einführt, wobei zweckmäßig die Kohle mit dem Luft-
oder Gasstrom eingeleitet wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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Country | Link |
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DE (1) | DE192888C (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE750816C (de) * | 1937-12-14 | 1945-01-29 | Herbert Dipl-Ing Pitz | Verfahren und Vorrichtung zur Waermebehandlung von in einem Gas schwebenden Stoffen verschiedener Koernung, insbesondere Brennstoffen |
DE1021972B (de) * | 1952-02-09 | 1958-01-02 | Giovanni Hilgers Dr Ing | Verfahren zur Brenngaserzeugung durch Vergasen von Brennstoffen in einem Fliehkraftgaserzeuger |
DE1039688B (de) * | 1956-10-27 | 1958-09-25 | Julius Schierenbeck Dr Ing | Schlackenschmelz-Gaserzeuger zur Vergasung stueckiger Brennstoffe |
DE1080074B (de) * | 1954-12-02 | 1960-04-21 | Helmuth Ehlermann Dipl Ing | Verfahren und Einrichtung zur Behandlung von feinkoernigem Gut oder von Tropfen |
DE974542C (de) * | 1952-08-09 | 1961-03-09 | Zieren Chemiebau Gmbh Dr A | Vorrichtung zum Behandeln von Feststoffen mit Gasen in der Wirbelschicht |
DE1105843B (de) * | 1954-02-27 | 1961-05-04 | Steinmueller Gmbh L & C | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Koks und Gas durch Entgasen von Brennstoffstaub |
DE1106289B (de) * | 1954-02-20 | 1961-05-10 | Steinmueller Gmbh L & C | Verfahren und Vorrichtung zum Entgasen von Kohlenstaub |
-
0
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