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Phase oder als Reaktionsprodukt einer oder mehrerer festen Phasen mit einem Gas entstehen und wobei die schmelzflüssigen Stoffe einen zweckmässig schachtartig gestalteten und mit einer keramischen Ausmauerung versehenen Ofen durchfliessen, dessen unterer Teil mit stromleitenden Rieselkörpern ausgesetzt ist, auf die das feste Reaktionsgut aufgegeben wird. Die Erfindung besteht darin, dass drei Stromzuführungen bzw. Stromzuführungsgruppen vorgesehen sind, derart, dass eine Zuführung am Boden und eine im oberen Teil des Ofens, die dritte aber zwischen ihnen am oberen Rande der Rieselkörperschicht angeordnet ist.
Durch eine solche Anordnung wird die Möglichkeit gegeben, die Verteilung der zugeführten elektrischen Energie bzw. die Stromdichte den jeweils vorliegenden Verhältnissen anzupassen.
In einem älteren Vorschlag für einen elektrischen Ofen, bei dem eine Elektrodengruppe durch die Decke des Ofens in den obersten Teil der Beschickung eingeführt ist, während zwei weitere Elektrodengruppen in verschiedenen Höhenlagen in den unteren konischen Teil des Ofens hervorragen, wird die Stromverteilung im wesentlichen durch die konische Form des unteren Ofenteils bestimmt, und die Anordnung der unteren Elektrodengruppen dient lediglich dem Zweck, die Konzentration der Wärmeentwicklung im unteren Teil des Ofens noch weiter zu erhöhen. Für die Beschickung des Ofens sind in dem älteren Vorschlag lediglich gleichförmige Gemische fester Stoffe in Aussicht genommen.
Im Gegensatz hiezu sollen die drei verschiedenen Stromzuführungen gemäss vorliegender Erfindung dazu dienen, die Temperaturverhältnisse im oberen, von festem Rohstoffgemisch erfüllen Teil des Ofens unabhängig von denen im unteren Teil des Ofens, in dem die sich als Reaktionsprodukt des oberen Ofenteils ergebende Flüssigkeit auf die stromleitenden Rieselkörper herabfliesst und mit einem Gas zur Reaktion gebracht wird, zu regeln. Weder war das besondere hier vorliegende Problem somit überhaupt aus dem älteren Vorschlag zu entnehmen, noch war ohne weiteres ersichtlich, dass die an sich bekannte Zuführung des elektrischen Stroms an mehreren verschiedenen Stellen des Ofens der Lösung dieses Problems in zweckmässiger Weise dienstbar gemacht werden könnte.
In der Zeichnung ist eine zweckmässige Ausführungsform gemäss der Erfindung im Schnitt wiedergegeben. In einem mit feuerfester Mauer versehenen Schacht s befindet sich eine aus einem geeigneten Widerstandsmaterial (Kohle, Koks od. dgl.) bestehende Rieselschieht '. Dieser Rieselselhieht wird der
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sind an ein und derselben Phase angeschlossen, während a und c jeweils von einer der beiden andern Phasen gespeist werden. Die Elektroden bl und bs sind so angeordnet, dass die Strombahn nach c kürzer ist als nach a.
Der obere Teil des Ofens dient zur Aufnahme und zur Vorwärmung des Besehickungsgutes g. e ist ein Abzug für die während der Reaktion entstehenden Gase, teine Beschickungsöffnung, hein Zuleitungsrohr für die gasförmigen Reaktionskomponenten, die durch die Rieselschicht r der geschmolzenen Reaktionskomponente entgegensteigt, während I eine Öffnung zum Abstich des flüssigen Reaktionsproduktes darstellt.
Durch diese Anordnung der Elektroden kann man die Verteilung der zugeführten elektrischen Energie vollständig den jeweils vorliegenden Verhältnissen anpassen. Wenn beispielsweise in den oberen Teil des Ofens zur Vorwärmung und zum Schmelzen des Reaktionsgutes eine höhere Energiezufuhr notwendig ist als innerhalb der Rieselsehielht, so lässt sich durch Einbau eines Widerstandes in der die Elektrode a speisenden Phase die Stromverteilung innerhalb des Ofens genau auf die notwendigen Temperaturen einstellen.
Liegt jedoch ein leicht schmelzendes Reaktionsgut vor, das bei wesentlich über der Schmelztemperatur liegenden Temperaturen innerhalb der Rieselschieht mit dem aufsteigenden Gas zur Reaktion gebracht werden soll, so wird man zweckmässig die Elektroden lil bzw. b2 etwas tiefer anordnen und durch Einbau eines Widerstandes in der die Elektrode c speisenden Phase dafür sorgen, dass die Hauptmenge der zugeführten Energie zwischen a und bl bzw. b2 eintritt.
Selbstverständlich lässt sich die Anordnung der Elektroden noch in mancher Weise zweckensprechend gestalten. Von grundsätzlicher Bedeutung ist jedoch, dass durch die Anordnung gemäss Erfindung die Möglichkeit gegeben wird, Reaktionen zwischen Gasen und Schmelzflüssen in grosser Oberflächen- entwicklung durchzuführen, ohne dass eine elektrische Isolierung des Reaktionsgutes von den Heizelementen notwendig ist, im Gegensatz beispielsweise zu Kohlegriessöfen, bei denen durch das in den Griess eingebettete Gefäss eine solche Isolierung stets stattfindet, so dass das in dem Gefäss befindliche Reaktionsgut von Strom nicht durchflossen wird.
Von den sonst vielfach verwendeten elektrischen Schmelzöfen anderseits unterscheidet sich die Anordnung gemäss Erfindung im wesentlichen dadurch, dass nicht das Schmelzgut selbst, sondern ein an der Reaktion nicht beteiligte Stoff, nämlich die Rieselkörper, als Stromträger dient. Erst hiedurch wird gleichzeitig mit der Beheizung auch die Entwicklung der Oberfläche des Schmelzgutes ermöglicht.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung lässt sich für zahlreiche chemische Reaktionen zwischen geschmolzenen Stoffen und Gasen verwenden. Als Beispiel seien erwähnt die Reduktion von Natriumcyanat zu Natriumcyanid mit Hilfe von Kohlenoxyd (vgl. D. R. P. Nr. 485184) oder die bekannte Überführung von Metalloxyde in die entsprechenden geschmolzenen wasserfreien Chloride mit Hilfe von Chlor in Gegenwart von Reduktionsmitteln. Ein weiteres Beispiel, die Herstellung von wasserfreiem Natriumsulfid aus Natriumsulfat betreffend, wird im nachfolgenden näher ausgeführt :
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Als Reaktionsgut dient ein Gemenge von 90 Teilen Natriumsulfat und 10 Teilen Koks oder Holzkohle. Dieses wird auf die Rieselsehicht r aufgeschüttet.
An der Beruhrungsstelle findet infolge der durch den elektrischen Strom eintretenden Erhitzung der als Unterlage dienenden Kohlebettung die Reaktion
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Kohlenoxyd in den Ofen eingeführt. Es findet dann innerhalb der Rieselschicht sehr rasch die Umsetzung
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statt, sofern die Temperatur der Rieselkörper auf 800-9000 gehalten wird.
Beide Reaktionen sind stark endotherm. Zur Reaktion 1) ist ausserdem die Schmelzwärme von etwa 6-7 cal/mol aufzubringen. Trotzdem ist die Reaktion 2) stärker endotherm, es bedarf also zur raschen Durchführung dieser Reaktion einer grösseren Wärmezufuhr. Dies geschieht mit Hilfe der vorliegenden Vorrichtung dadurch, dass man durch Einschaltung eines Widerstandes vor Elektrode c einen grösseren Anteil des Stromes zwischen a und bl, b2 übergehen lässt.