AT209576B - Verdampfungseinrichtung - Google Patents

Description

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    Verdampfungs einrichtung    
Die Erfindung betrifft eine Verdampfungseinrichtung für die Hochtemperaturbehandlung von festen
Stoffen, bei deren thermischer Zersetzung Gase oder Dämpfe freigesetzt werden, gegebenenfalls unter
Zurücklassung eines festen Rückstandes, wie z. B. Karbide oder Nitride von Metallen, insbesondere zur
Gewinnung bzw. Reinigung von Metallen. 



   Für die industrielle Verwendung muss eine derartige Einrichtung für ununterbrochenen Betrieb geeig- net sein und eine beträchtliche Stundenleistung ergeben. Aus diesem Grunde muss die Verdampfungsflä- che so gross wie möglich sein und gleichmässig erhitzt werden. Diese Forderungen sind bei der Behand- lung von festen Stoffen besonders schwierig zu erfüllen, da diese in dem Ofen umgewälzt und daher zu kleinen Teilchen zerkleinert werden müssen, die aber nicht von dem Gasstrom mitgenommen werden dürfen. 



   Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Einrichtung, welche diese Schwierigkeiten vermeidet. 



  Diese Einrichtung besteht aus einer oder mehreren Einheiten, die je einen die Heizeinrichtung enthaltenden, dichten axialen Mantel aufweisen, so dass die Heizeinrichtung von dem Behandlungsgut und seinen Zersetzungsprodukten vollkommen getrennt ist. Auf beiden Seiten des Heizmantels sind in der Nähe desselben eine Anzahl von einander parallelen Lamellen oder von   einen Wabenkörper   bildenden, übereinander angeordneten rohrförmigen Elementen vorgesehen, wobei zwischen diesen Platten oder Elementen und dem Mantel ein Zwischenraum verbleibt, durch den die bei der Zersetzung oder Destillation des festen Stoffs gebildeten Gase und Dämpfe abziehen können.

   Die Länge und die Neigung der Lamellen bzw. die Länge der Durchmesser und die Neigung der rohrförmigen Elemente ist dem Böschungswinkel des Behandlungsgutes entsprechend so gewählt, dass das Behandlungsgut nicht in den genannten Zwischenraum herunterfallen kann. Der auf diese Weise von den Lamellen oder Rohren festgehaltene Stoff hat eine grosse der Wärmestrahlung ausgesetzte Fläche. Diese Fläche wird mechanisch mit frischem Gut beschickt, sowie das vorher eingebrachte Gut verdampft ist bzw. entsprechend der Abwärtsbewegung des festen Stoffs von oben nach unten. 



   Die an der freiliegenden Fläche der Charge entwickelten Dämpfe ziehen ab, ohne dass sie durch die eigentliche Charge hindurchtreten müssen. Praktisch ist keine Mitnahme von festen Pulverteilchen beobachtet worden. 



   Die Verdampfungseinrichtung kann aus mehreren Einheiten bestehen, die alle an das gleiche Sammelrohr angeschlossen sind, welches das Gas bzw. die Dämpfe aufnimmt. Die ganze Einrichtung ist von einer geeigneten Wärmeisolierung umgeben. 



   Nachstehend wird eine   Ausführungsform   der Erfindung beschrieben, die ausgezeichnete praktische Ergebnisse ge7eigt hat. Die Erfindung ist jedoch in keiner Weise auf diese Ausführungsform beschränkt und umfasst alle Ausführungen, die auf der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise beruhen. 



   In der Zeichnung zeigt Fig.   l   eine Verdampfungseinheit mit der Chargiervorrichtung und der wärmeisolierenden Umhüllung in einem Vertikalschnitt nach der Linie C-D der Fig. 3. Fig. 2 zeigt die gleiche Einrichtung in einem Vertikalschnitt nach der Linie A-B in Fig. 3. Fig. 3 zeigt einen Horizontalschnitt nach der Linie E-F in Fig. 2. Fig. 4 und 5 zeigen Stirnansichten einer Anordnung von zwei Einheiten, die 

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 an das gleiche Abzugssammelrohr für Gas und Dämpfe angeschlossen sind. Fig. 6 zeigt im Aufriss eine
Verdampfungseinrichtung mit   Be- und Entladevorrichtung undHeizmantel, enthaltend   horizontal angeord- nete und übereinandergestapelte kurze   rohrförmige Elemente. Fig.   7 zeigt die gleiche Anordnung in einem
Teilschnitt nach der Linie a-a der Fig. 6.

   In den Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszif- fern bezeichnet. 



   In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Kasten in Form eines Parallelepipeds, der aus einem Material besteht, das im Hinblick auf die Betriebstemperatur und die Art des Behandlungsgutes 3 ausgewählt wurde. Eine
Prallfläche 4 führt die Charge in den leeren Raum zwischen der Wand des Kastens 1 und den beiderseits der Achse der Einrichtung vorgesehenen jalousieartigen Lamellenanordnungen 2 und 2'. Parallel zu den
Jalousien ist unter der Prallfläche 4 ein dichter Mantel 5 vorgesehen, der die Heizkörper 6 enthält. Der eigentliche Verdampfer ist in einem dichten Aussenmantel 8 angeordnet, der einerseits die Einstellung der Behandlungsatmosphäre und gegebenenfalls die Durchführung der Behandlung unter herabgesetztem
Druck und anderseits die Anordnung der den Kasten 1 umgebenden feuerfesten Wärmeisolierung 9 ermög- licht. 



   Das Behandlungsgut wird durch eine Kammer in den über dem Ofen angeordneten Trichter 10 einge- füllt. Die Dämpfe entweichen über die Zwischenräume 11 und 11'zwischen der Heizeinrichtung und den offenen Rändern der das Behandlungsgut haltenden Platten und gelangen dann über die Leitung 12 (Fig. 2 und 3) zu einem nicht gezeigten Kondensator. Ein nach der Behandlung verbleibender Rückstand wird mit geeigneten, nicht gezeigten Mitteln am Boden des Verdampfers bei 13 entnommen. Dies kann je nach der Menge des Rückstandes kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit erfolgen. 



   Die in den Fig. 6 und 7 gezeigte Verdampfungseinrichtung ist im wesentlichen gleich jener, die vorhergehend im Zusammenhang mit   Fig. l   beschrieben wurde. Lediglich die Lamellenanordnungen 2,2' sind durch kurze Rohre 2a, 2b ersetzt, die horizontal angeordnet und übereinandergestapelt sind. 



   Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass der die Heizkörper enthaltende Mantel 5 eine Kondensation des Ver- dampfungsprodukts an den Leitungseinführungen 7 verhindert. 



   Fig. 3 zeigt, dass die in den Zwischenräumen 11 und 11'zwischen den Jalousien 2 und 2'einer- seits und dem Mantel 5 abziehenden Gase über die   Öffnungen   14 in die Leitung 12 eintreten. 



   Aus Fig. 4 und 5 ist erkennbar, dass neben den beiden dargestellten Einheiten noch weitere Einheiten an das   Abzugssammeirohr   12 angeschlossen werden können. Man könnte weitere Verdampfereinheiten auch auf der andern Seite des Sammelrohres anschliessen und auf diese Weise einen Ofen von beträchtlicher Kapazität erhalten. 



   Die Heizelemente 6 sind elektrische Widerstandselemente. Die Erfindung ist zwar nicht auf diese Art der Heizung beschränkt, doch wird sie zur Erzielung hoher Temperaturen am häufigsten angewendet werden. 



   Die vorgeschlagene Verdampfungsanordnung ermöglicht es, die oberste Zone auf einer andern Temperatur zu halten als die mittlere bzw. unterste Zone. Zu diesem Zweck braucht man nur entsprechende Heizelemente vorzusehen. Auf diese Weise kann man heterogene feste Stoffe behandeln, deren Bestandteile nacheinander verschiedenen Temperaturen ausgesetzt werden oder es kann ein homogener Feststoff in einem mehrstufigen Verfahren nacheinander verschiedenen Temperaturen ausgesetzt werden. 



   Infolge der Anordnung des Verdampfungsgutes um den die Heizkörper enthaltenden und als Abstrahlfläche wirkenden Mantel kann fast die ganze Wärmestrahlung aufgefangen und eine hohe Energieausnützung erzielt werden. 



   Die erfindungsgemässe Verdampfungseinrichtung kann für die verschiedenartigsten Zwecke verwendet werden, z. B. zur Gewinnung von Metallen durch thermische Zersetzung ihrer Karbide oder Nitride in einem Vakuum. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verdampfungseinrichtung für die kontinuierliche Hochtemperaturbehandlung von festen Stoffen, wie z. B. Karbide oder Nitride von Metallen, insbesondere zur Gewinnung bzw. Reinigung von Metallen, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer oder mehreren Einheiten besteht, die je einen die Heizeinrichtung enthaltenden dichten, in der Längsachse dieser Einheiten gelegenen Mantel (5) aufweisen, sowie eine Anzahl von einander parallelen Lamellen (2, 2') oder einen Stapel von rohrförmigen Elementen (2a, 2b), wobei diese von dem vorher zerkleinerten festen Behandlungsgut umgebenen Lamellen oder rohrförmigen Elemente in der Nähe des Heizmantels (5) beiderseits desselben vorgesehen und von ihm durch einen Zwischenraum (11, 11') getrennt sind, durch den die Gase und Dämpfe abziehen. <Desc/Clms Page number 3>

   2. Verdampfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge und die Neigung der Lamellen (2, 2') bzw. die Länge, der Durchmesser und die Neigung der rohrförmigen Flemente (2a, 2b) dem Böschungswinkel des zerkleinerten festen Behandlungsgutes entsprechend so gewählt sind, dass dieses Gut nicht in den längs des Heizmantels (5) vorgesehenen Zwischenraum (11, 11') herunterfallen kann.

   3. Verdampfungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit oder Einheiten an ein Sammelrohr (12) angeschlossen sind, das die Dämpfe an einen geeigneten Kondensator abgibt.

   4. Verdampfungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere an ein gemeinsames Sammelrohr angeschlossene Einheiten von einer gemeinsamen Wärmeisolierung umgeben sind.

   5. Verdampfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereiche des Bodens der Einheit Einrichtungen vorgesehen sind, die eine Entnahme der Verdampfungsrückstände gestatten.