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Rotierender Muffelofen zur Durchführung von endothermen Prozessen usw.
Es ist bekannt, Muffeln zur Durchführung von endothermen Prozessen aller Art, insbesondere auch zur Destillation von Metallen, wie Zink und Kadmium, in Drehrohröfen parallel zur Drehachse fest einzubauen, so dass die Beschickung in der Muffel während der Drehung des ganzen Ofensystems ständig beheizt und mit der beheizten Muffelwand in Berührung gebracht wird. Diese Ausführung hat den Nachteil, dass die Muffeln ganz oder überwiegend nur von einem Stirnende des Ofens aus beheizt werden können, so dass an dem Ende der Muffel, das der Feuerung abgekehrt ist, wesentlich geringere Temperaturen herrschen als am andern Ende der Muffel, das im Bereich der Heizflamme liegt.
Die Erfindung hat den Zweck, eine möglichst gleichmässige Beheizung der Muffeln praktisch auf ihrer ganzen Länge zu erzielen. Es wird gemäss der Erfindung zur Vornahme solcher Prozesse ein Muffelsystem verwendet, bei dem die Einzelmuffeln, die im allgemeinen kreisrund gestaltet sein können oder eine annähernd runde Form aufweisen, von senkrecht zu den Muffeln angeordneten Tragscheibe getragen werden, die ihrerseits zentral durch eine zweckmässig isolierte Welle miteinander verbunden sind. Das ganze Muffelsystem aus Welle, Tragscheibe und Muffel dreht sich dann innerhalb eines feststehenden Ofenraumes, wobei die Beheizung durch mehrere Brenner erfolgen kann, die quer zur Drehrichtung angeordnet sind, so dass die Beheizung sehr gut regelbar ist.
In den Fig. 1-5 sind Öfen dieser Art schematisch dargestellt.
Fig. 1 stellt den Längsschnitt durch ein Muffelsystem dar, Fig. 2 den Querschnitt entsprechend den Linien A-B der Fig. 1, Fig. 3 stellt eine Ausführung des Ofens dar, bei dem mit dem Muffelsystem ein Kondensator fest verbunden ist, Fig. 4 und 5 stellen andere Ausführungen des Ofens nach Fig. 3 dar.
In allen Figuren ist mit 1 das Tragrohr, das beispielsweise als luftgekühltes Hohlrohr ausgebildet ist, dargestellt. Das Tragrohr 1 ist bei 2 gelagert und mit einem äusseren Isoliermantel 3 ausgerüstet.
Auf dem Tragrohr sind mit Ausmauerungen 4', 5'versehene Tragscheibe 4 und 5 angeordnet, die die Einzelmuffeln 6 aufnehmen. Zur weiteren Unterstützung der Muffel sind bei den Ausführungen nach Fig. 1, 3 und 4 metallische Tragscheibe 7 vorgesehen, mit denen die Muffeln, soweit sie metallisch sind, gegebenenfalls durch Schweissung festverbunden werden können. Das Muffelsystem dreht sich gemäss Fig. 1-4 innerhalb des festen Ofenblocks 8. Nach Fig. 5 ist an Stelle eines metallischen Tragringes 7 ein gemauerter Tragring 9 vorgesehen, so dass zur Befeuerung der Muffel zwei einzelne Ofenkammern 10 und 11 entstehen. Diese Aufteilung des Ofenblocks hat den Zweck, den zum Tragen der Tragscheibe 9 erforderlichen Metallring 12 der Aussenluft zugängig zu machen, so dass eine zu weitgehende Erwärmung dieser Tragscheibe vermieden wird.
Die Ausführung des Ofenblocks ist in Fig. 2 im Querschnitt zu erkennen. Bei 13 ist ein Brenner vorgesehen, dessen Flamme nach Passieren einer Vorkammer 14 bei 15 in den Ofenraum 16 eintritt.
Es empfiehlt sich, die Drehrichtung des Muffelsystems in Pfeilrichtung x durchzuführen, so dass die Beschickung der einzelnen Muffeln entsprechend der Linie 17 in allen Muffeln annähernd parallel gerichtet ist. Die Heizgase treffen daher beim Durchgang durch den Ofenraum 16 bis zur Fuchsöffnung 18 alle Muffeln vorzugsweise an dem Teil, an dem sie durch das Material bedeckt sind. Um die Möglichkeit
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Erweiterung oder Verengung den Verhältnissen angepasst wird.
Wenn es sich bei der Durchführung des endothermen Prozesses um Vorgänge handelt, bei denen der Zutritt von Luft vermieden werden soll, kann es sich empfehlen, die Muffel an beiden Seiten durch abnehmbare Kappen 21 zu verschliessen, wobei die Beschickung und Entleerung der Muffel durch die Kappen hindurch erfolgt. Wenn bei den endothermen Prozessen gasförmige Reaktionsprodukte entstehen und diese anschliessend zur Kondensation gebracht werden sollen, wie z. B. bei der Destillation von Zink, empfiehlt es sich, den erforderlichen Kondensator ebenfalls im sich drehenden Teil des Ofens anzuordnen.
Dies kann, wie in Fig. 3 dargestellt, so erfolgen, dass das Tragrohr 1 mit einem Kondensator 22 fest verbunden ist, wobei die Lagerung des Systems dann zweckmässig so vorgenommen wird, dass nur an der einen Seite das Tragrohr selbst und an der andern Seite bei 23 der Kondensatormantel gelagert ist. Der Antrieb des ganzen Systems erfolgt bei 24. In der Ausführung nach Fig. 3 erfolgt die Aufgabe der Beschickung aus einem Bunker 25 mittels einer Schnecke 26 und einem Ringrohr 27 durch die Stutzen 28 hindurch. Bei genügender Füllung des Bunkers 25 ist ein guter Luftabschluss durch die Beschickung selbst bei dieser Art der Aufgabe gewährleistet. Die Kappen 29 dienen bei dieser Ausführung lediglich zur Beobachtung bzw. zur Reinigung der Muffel.
Jede einzelne Muffel ist durch Stutzen 30 mit einem Ringkanal 31 verbunden, in den die festen Reaktionsprodukte ausgetragen werden und in dem gegebenenfalls zwecks Luftabschluss eine Schleuseneinrichtung eingebaut sein kann. Die gasförmigen Produkte gelangen über den Staring 32 hinweg in die Stutzen 33 und von dort in den Kondensator 22. Die nicht kondensierten Teile der Gase werden bei 34 abgeleitet.
In der Ausbildung des Muffelofens nach Fig. 4, bei der ebenfalls ein grosser Sammelkondensator mit dem Tragrohr verbunden ist, sind die Muffeln nicht durch die Stirnwände des sich drehenden Ofenteils hindurch geführt, sondern sind gasdicht mit den beiden Ringkammer 35 und 36 verbunden. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass für die Zu-und Abführung der Produkte nur je ein Stutzen erforderlich ist. Die Zuführung erfolgt wiederum durch eine Schnecke 26 und durch ein Spiralrohr 37, die Abfuhr durch den Stutzen 38 in eine äussere Spirale 39, in die gegebenenfalls zum Ausschleusen des Materials zwei Absperrorgane eingebaut werden können. Durch den Stutzen 40 gelangen die gasförmigen Reaktionprodukte in den Kondensator 22.
Bei der Ausführung nach Fig. 5 erfolgt die Beschickung absatzweise durch die Kappen 41 hindurch, während der Austrag durch die Stutzen 42 wiederum in ein Spiralrohr 39 vorgenommen wird. Zur Kondensation der gasförmigen Produkte ist für jede Muffel ein Einzelkondensator 43 vorgesehen, der bei 44 nochmals mit dem Tragrohr verbunden ist und sich mit diesem dreht.
Das vorstehend beschriebene Muffelsystem eignet sich in erster Linie zur Vornahme von Metalldestillationen, z. B. von Zink, Kadmium und Quecksilber. Es lassen sich auch andere endotherme Prozesse in diesen Systemen durchführen. Soweit bei der Reaktion gasförmige Stoffe mitwirken und in die Muffel eingeleitet werden müssen, lassen sich diese in einfacher Weise durch die dann mit einer Hohlwelle versehene Schnecke 26 in das System einführen. Die Muffeln können aus hitzebeständigen Blechen oder aber auch aus keramischen Stoffen, insbesondere Siliziumkarbid und Schamotte hergestellt sein.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Rotierender Muffelofen zur Durchführung von endothermen Prozessen, insbesondere zur Destillation von Zink, Kadmium und Quecksilber, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einzelmuffeln um eine in der Drehachse des Muffelsystems zweckmässig isolierte Tragwelle angeordnet und durch Ringscheiben, die an der Tragwelle befestigt sind, getragen werden, wobei sich das ganze Muffelsystem einschliesslich des Tragrohrs innerhalb eines beheizten feststehenden Ofenraums bewegt.