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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von zwei verschiedenartigen
Schutzgasen durch Verbrennung einer Brennstoff-Luft-Mischung in den Brennern einer luftdichten Kammer und
Erwärmung einer in dieser Kammer angeordneten, einen Katalysator enthaltenden Retorte, welche von einem zweiten Brennstoff-Luft-Gemisch durchsetzt wird.
Mit solchen Verfahren erzeugte Schutzgase werden beispielsweise zur Wärmebehandlung von Gussstücken im Hüttenwesen benötigt. Bei einem bekanntgewordenen Verfahren dieser Art (UdSSR-Patentschrift Nr. 221009) und mit einem entsprechenden Gasgenerator wird in der Kammer ein erstes Brennstoff-Luft-Gemisch mit einem
Luftfaktor unter 1 verbrannt und durch den Katalysator ein zweites Brennstoff-Luft-Gemisch mit einem Luftfaktor hindurchgeleitet, der die Bildung eines endothermen Schutzgases sicherstellt. Bei diesem Verfahren lassen sich jedoch die chemische Zusammensetzung sowie das Verhältnis der beiden Schutzgase weder genau noch stabil einstellen.
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Herstellungsverfahren für zwei Schutzgase zu schaffen, bei welchem diese Nachteile beseitigt sind.
Dieses Ziel lässt sich mit einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erreichen, bei welchem erfindungsgemäss die Verbrennungsprodukte in einzelne, aus der luftdichten Kammer abgeführte Teilströme unterteilt wird, wobei die Menge der zur Erwärmung des Katalysators in der Retorte bis auf die Arbeitstemperatur herangezogenen Verbrennungsprodukte in Abhängigkeit von der Temperatur geregelt wird.
Man erhält hiedurch zwei Schutzgase, deren Zusammensetzung zeitlich stabil bleibt und sich genau vorgeben lässt.
Bei diesem Verfahren ist es empfehlenswert, wenn ein Teil der in der luftdichten Kammer entstehenden Verbrennungsprodukte durch einen Zusatzkanal der Retorte geleitet wird. Dadurch wird die Wärme der Verbrennungsprodukte besser ausgenutzt und im Katalysator ergibt sich eine gleichmässigere Temperaturverteilung.
Ein einfacherer Aufbau der verwendeten Einrichtung ergibt sich, wenn die Verbrennungsprodukte der luftdichten Kammer in einer zur Erwärmung des Katalysators auf die Arbeitstemperatur erforderlichen Menge zugeführt und der Überschuss an Verbrennungsprodukten aus der Verbrennungszone abgeleitet werden.
Zur Durchführung des erfmdungsgemässen Verfahrens eignet sich besonders ein Gasgenerator, der eine ausgekleidete luftdichte Kammer mit Brennern zum Verbrennen einer ersten Brennstoff-Luft-Mischung und mit einem Auslassstutzen zum Abführen der Verbrennungsprodukte aufweist, wobei in der Kammer eine einen Katalysator enthaltende Retorte mit Ein- bzw. Austrittsstutzen zum Zuführen eines zweiten
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der Verbrennungsprodukte versehen ist, und dass ein regelbares Durchflussorgan zur Mengenregelung der abgeleiteten Verbrennungsprodukte vorgesehen ist.
Zur Erzielung einer besseren Wärmebilanz und einer gleichmässigen Temperaturverteilung kann der Zusatzkanal die Retorte durchsetzen.
Wenn der Zusatzkanal in der Auskleidung der Kammer angeordnet ist und in die Verbrennungszone des ersten Brennstoff-Luft-Gemisches mündet, erhält man einen einfacheren Aufbau, insbesondere ist es möglich, den Kammerboden einstückig auszubilden. Auch werden Montage, Demontage und Reparatur des Generators erleichtert.
Es hat sich als zweckmässig erwiesen, das Durchflussorgan als Absperrschieber auszubilden, der den Zusatzkanal abschliesst und mit einem in der Retorte angeordneten Thermoelement in schnellwirkender Verbindung steht, da hiedurch die Bedienung des Generators vereinfacht wird und das Einstellen der Gaszusammensetzung rascher und stabiler erfolgen kann.
Man kann überdies den gesamten Querschnitt des Auslassstutzens und des Zusatzkanals einen Katalysator anordnen. Dadurch ergibt sich ein besserer Verlauf der Verbrennung des Gas-Luft-Gemisches und man erhält ein exothermes Schutzgas, das praktisch frei von Verunreinigungen, wie Methan, Sauerstoff, Azetylen und Stickstoffoxyden ist.
Zur Erweiterung des Regelbereiches kann der Auslassstutzen mit einer Drossel versehen sein.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind. Es zeigen Fig. 1 einen erfindungsgemässen Gasgenerator im Schnitt und Fig. 2 eine etwas modifizierte Ausführungsform in gleicher Darstellung.
Der Gasgenerator zur Herstellung der Schutzgase weist eine ausgekleidete, hermetisch dichte Kammer --l-- (Fig. l) mit Brennern--2--zur Verbrennung eines ersten Brennstoff-Luft-Gemisches und mit einem Auslassstutzen --3- zum Abführen der Verbrennungsprodukte auf. In der Kammer--l--ist eine mit einem
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Stutzens bzw. des Kanals erstreckt und zur Nachverbrennung des restlichen Methans und anderer Beimengungen dient. Der das exotherme Schutzgas aus der Kammer-l-ableitende Auslassstutzen-3-ist mit einer Drossel--14--versehen. Die Kammer--l--ist doppelwandig ausgeführt, wobei der Zwischenraum
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fourBrennstoff-Luft-Gemisches. Von diesen Unterschieden abgesehen, gleicht der Gasgenerator der Ausführung nach Fig. 1.
Der erfindungsgemässe Gasgenerator arbeitet folgendermassen :
Das erste Brennstoff-Luft-Gemisch tritt zu den in die Brennkammer --1-- einmündenden Brennern --2-- (Fig. 1) und wird hier bei einem unter 1 liegenden Luftfaktor verbrannt. Die Verbrennungsprodukte umspülen die Retorte--4--und strömen überdies durch den Zusatzkanal--9--, wobei sie den Katalysator --5-- auf eine Temperatur von 1000 bis 1100 C erwärmen.
Der im Auslassstutzen --3-- und im Zusatzkanal --9-- befindliche Katalysator --13-- trägt zur vollständigen Verbrennung bei und gewährleistet ein exothermes Schutzgas, das praktisch frei von Beimengungen wie Methan, Sauerstoff, Azetylen und Stickstoffoxyden ist.
Hierauf wird über den Eintrittsstutzen --6-- ein zweites Brennstoff-Luft-Gemisch mit einem Luftfaktor von etwa 0, 25 in die Retorte--4--eingeleitet, wodurch ein endothermes Schutzgas entsteht, das über den Austrittstutzen--7--ausströmt.
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der Drossel --14-- eingestellt werden.
Wenn der Zusatzkanal--9--in der Auskleidung der Kammer--l--ausgeführt ist und in die Verbrennungszone des ersten Brennstoff-Luft-Gemisches einmündet (Fig. 2), so arbeitet der Generator im wesentlichen in der eben beschriebenen Weise, jedoch ist der Generator nun einfacher im Aufbau. Bei dieser Ausführungsform kann während des Betriebes ein Überschuss an Verbrennungsprodukten aus der Verbrennungszone abgeleitet und so eine Überhitzung des Katalysators --5-- der Retorte --4-- vermieden werden. Die Funktion der Drossel--14--und des Durchftussorgans-11--ist die gleiche wie beim vorhin beschriebenen Beispiel.
Der erfindungsgemässe Gasgenerator zeichnet sich vor allem durch eine gedrängte Bauweise, geringere Herstellungskosten, und eine einfache Schaltung der selbsttätigen Regelung des Verfahrensablaufes aus ; dabei wird eine konstante Leistung des Generators in Hinblick auf die erzeugten exothermen bzw. endothermen Schutzgase erzielt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von zwei verschiedenartigen Schutzgasen durch Verbrennung
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luftdichten Kammer (1) abgeführte Teilströme unterteilt wird, wobei die Menge der zur Erwärmung des Katalysators in der Retorte bis auf die Arbeitstemperatur herangezogenen Verbrennungsprodukte in Abhängigkeit von der Temperatur geregelt wird.
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