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Verfahren zur Unterbindung und Herabsetzung des Zerfalls kohlenstoffhaltiger Gase in Berührung mit eisenoxydhaltigen feuerfesten Steinen bei höheren Temperaturen.
Bei Hochöfen, Generatoren, Koksöfen und ähnlichen Bauwerken, bei welchen Kohlenoxyd, Methan,
Kohlenwasserstoffe und andere kohlenstoffhaltige Gase (auch Eisencarbonyl) mit feuerfesten Stoffen in Berührung kommen, tritt häufig eine die Gebrauchszeit der obigen Bauwerke stark vermindernde
Zerstörung des Mauerwerks durch Ablagerung von Kohlenstoff in verschiedener Form innerhalb der
Steine und feuerfesten Massen auf.
Die Ablagerung von festem Kohlenstoff wird zum Teil verursacht durch die Spaltung von Kohlenoxyd in Kohlensäure und Kohlenstoff nach der Formel : 2 CO = CO + C, wobei vorhandenes Eisenoxyd als Katalysator in hohem Masse auf die Reaktion beschleunigend einwirkt.
Teilweise werden auch Methan, Kohlenwasserstoffe und andere kohlenstoffhaltige Gase (wie beispiels- weise Eisencarbonyl) unter Abscheidung von festem Kohlenstoff zersetzt.
Es ist versucht worden, diese Zerstörungen durch Auswahl besonders reiner Rohstoffe, die ins- besondere frei von grösseren Eisenoxydeinschlüssen sind, und durch geeignete Massnahmen bei der Her- stellung von feuerfesten Steinen und Massen nach Möglichkeit zu vermindern. Neuere Untersuchungen (Hubhard und Rees : Trans. Ceram. Soc. 28,1929, S. 277/309) haben aber dargetan, dass selbst ganz reine feuerfeste Stoffe, wenn auch im verminderten Mass, katalytisch beschleunigend auf die Kohlen- oxydzersetzung einzuwirken vermögen. Anderseits ist noch mit der Möglichkeit zu rechnen, dass sich aus den Gasen Metalldämpfe (wie Blei oder Zinn u. ähnl. ) oder deren Verbindungen im Mauerwerk ab- setzen, die ihrerseits beschleunigend auf die Zersetzung der Gase einwirken.
Nach einem andern bekannten Verfahren vernichten Zusätze von Kupfer und kupferhaltigen
Stoffen zu feuerfesten Steinen die katalytische Wirkung, so dass die Bildung von Kohlenstoff und sonstiger den Stein sprengender Zersetzungsprodukte praktisch nicht eintritt.
Eingehende Untersuchungen haben nun ergeben, dass auch andere Stoffe imstande sind, keramische Massen gegen die Kohlenstoffzersetzung unempfindlich zu machen. Als solche haben sieh eine Reihe von anorganischen und organischen Metallsalzen und Oxyden, nämlich Verbindungen des Bleis, Nickels, Chroms, Magnesiums, Quecksilbers, Mangans, Aluminiums, Arsens, Zinks und Cadmiums, ferner einige Alkali-und Ammonsalze, insbesondere Alkali-und Ammonphosphate, Borsäure und Salze der Borsäure erwiesen. Diese Stoffe brauchen zur Erreichung der angestrebten Wirkung nur in verhältnismässig kleinen Mengen angewendet zu werden. Die zuzusetzende Menge wird daher stets weniger als 1'7% der Rohmasse betragen. Die Stoffe können z. B. durch Beimischen zu den Rohstoffen eingefügt werden.
Falls es sich um Stoffe handelt, die bei den Brenntemperaturen flüchtig sind, können sie auch beim Brennen mit den Brenngasen an die Steine herangeführt werden, um in diese hineinzuwandern.
Schliesslich ist es auch möglich, die fertigen Steine oder Massen durch Eintauchen in die Salzlösungen zu imprägnieren. Die Salze können dabei in festem, flüssigem oder gasförmigem Zustand vorliegen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Unterbindung oder Herabsetzung des bei höheren Temperaturen in Berührung mit insbesondere eisenoxydhaltigen feuerfesten Steinen und Massen eintretenden Zerfalls von kohlenstoffhaltigen Gasen, wie Kohlenmonoxyd, Methan, höheren Homologen des Methans u. dgl., durch Behandeln der feuerfesten Steine oder Masse mit geringen Mengen von Stoffen, welche den zersetzenden Eigenschaften des Eisenoxyds od. dgl. entgegenwirken, dadurch gekennzeichnet, dass als solche Stoffe Borsäure und anorganische oder organische Borsäuresalze, Alkalisalze, Blei, Nickel, Chrom, Magnesium, Quecksilber, Mangan, Aluminium, Arsen, Zink, Cadmium als Metalle, Oxyde oder anorganische oder organische Verbindung und Alkali-und Ammoniumphosphate einzeln oder in beliebiger Vereinigung miteinander verwendet werden.
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Process for preventing and reducing the decomposition of carbonaceous gases in contact with refractory bricks containing iron oxide at higher temperatures.
In blast furnaces, generators, coke ovens and similar structures in which carbon oxide, methane,
When hydrocarbons and other carbon-containing gases (including iron carbonyl) come into contact with refractory materials, the useful life of the above structures often occurs
Destruction of the masonry due to the deposition of carbon in various forms within the
Stones and refractory masses.
The deposition of solid carbon is caused in part by the splitting of carbon dioxide into carbonic acid and carbon according to the formula: 2 CO = CO + C, whereby iron oxide present as a catalyst has a high accelerating effect on the reaction.
In some cases methane, hydrocarbons and other gases containing carbon (such as iron carbonyl) are also decomposed with the separation of solid carbon.
Attempts have been made to reduce this destruction as far as possible by choosing particularly pure raw materials, which in particular are free of large iron oxide inclusions, and by taking suitable measures in the manufacture of refractory bricks and compounds. More recent investigations (Hubhard and Rees: Trans. Ceram. Soc. 28, 1929, pp. 277/309) have shown that even very pure refractory materials can, albeit to a lesser extent, have a catalytically accelerating effect on the decomposition of carbon oxides. On the other hand, there is still the possibility that metal vapors (such as lead or tin and the like) or their compounds will settle in the masonry from the gases, which in turn accelerate the decomposition of the gases.
In another known process, additions of copper and those containing copper destroy
Substances to refractory bricks have a catalytic effect, so that the formation of carbon and other decomposition products that break up the brick practically does not occur.
In-depth investigations have now shown that other substances are also capable of making ceramic bodies insensitive to carbon decomposition. As such, there are a number of inorganic and organic metal salts and oxides, namely compounds of lead, nickel, chromium, magnesium, mercury, manganese, aluminum, arsenic, zinc and cadmium, as well as some alkali and ammonium salts, in particular alkali and ammonium phosphates, Boric acid and salts of boric acid have been proven. These substances only need to be used in relatively small amounts to achieve the desired effect. The amount to be added will therefore always be less than 17% of the raw mass. The substances can, for. B. be added by adding to the raw materials.
If it is a matter of substances that are volatile at the firing temperatures, they can also be brought to the stones during firing with the combustion gases in order to migrate into them.
Finally, it is also possible to impregnate the finished stones or masses by immersing them in the salt solutions. The salts can be in the solid, liquid or gaseous state.
PATENT CLAIMS:
1. Process for preventing or reducing the decay of carbon-containing gases such as carbon monoxide, methane, higher homologues of methane and the like occurring at higher temperatures in contact with refractory bricks and masses containing iron oxide The like., by treating the refractory bricks or mass with small amounts of substances which counteract the decomposing properties of iron oxide or the like, characterized in that boric acid and inorganic or organic boric acid salts, alkali salts, lead, nickel, chromium, Magnesium, mercury, manganese, aluminum, arsenic, zinc, cadmium as metals, oxides or inorganic or organic compounds and alkali and ammonium phosphates can be used individually or in any combination with one another.
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