DE192888C - - Google Patents

Description

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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.

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)

Patent-An Sprüche:

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.