Verfahren zur Herstellung eines leicht und vollständig verbrennbaren Brennstoffes. Um in Ofen oder Herden jedweder Art für Haus oder Industrie eine möglichst voll kommene Verbrennung sicherzustellen, wen det man einen mehr oder weniger erhebli chen Überschuss an Luft an. Dies hat den Nachteil, dass die Temperatur des Herdes oder Ofens sinkt und unverbrannte flüch tige Stoffe fortgeführt -werden. Anderseits weiss man. dass in den Herden bei der Bil dung von Asche und Schlacke ein Teil des Brennstoffes in unverbrannter Form ver loren geht.
Um diese Nachteile zu beseitigen oder zu vermindern, sind bereits eine Reihe von sauerstoffenthaltenden Stoffen, wie Nitrate und Chlorate, sowie Oxyde des Mangans, Eisens, Chroms als Zusatz zu Brennstoff mischungen vorgeschlagen worden.
Vermut lich sollten diese Stoffe in der -Hitze ihren Sauerstoff abgeben und auf- diese Weise durch zusätzlichen Sauerstoff die Verbren nung aktivieren, -- Da man die ZVirkungsweise der einzel nen Bestandteile nicht kannte, versuchte man durch willkürliche Zusammensetzung von Mischungen mittelst einer grossen An zahl der verschiedensten sauerstoffenthal tenden Verbindungen einen günstigen Effela zu erzielen.
Man- hat so Mischungen mit teilweise mehr als zehn Einzelkomponenten vorgeschlagen, jedoch hat es sich gezeigt, dass alle diese Zusätze nur eine verhältnis mässig geringe Wirkung auf die Verbren nung ausüben. Ausserdem -war es bisher nicht bekannt, Zusätze dieser Art in Schacht öfen zu verwenden, wo der Brennstoff in direkten Kontakt mit dem zu behandelnden Rohstoff gebracht wird. zum Beispiel in me tallurgischen Ofen.
Demgegenüber werden gemäss vorliegen der Erfindung ganz bestimmte Stoffe in einer Mischung kombiniert, deren Zusatz zum Brennstoff eine erhebliche Verbesse rung der Verbrennung bewirkt. Ausserdem ist diese Mischung bei allen Arten von Öfen. zum Beispiel auch für Schachtöfen, anwend bar. Die einzelnen Bestandteile, welche die Mischung bilden, wirken dabei teils als Ka talysatoren der Oxydation, teils als Aktiva toren .der Katalysatoren. Die mit solchen Mischungen erzielte Wirkung geht weit über das hinaus, was man auf Grund der bisher bei Zusatz einzelner Kombinationselemente oder einer wahllosen Mischung verschiedener sauerstoffenthaltender Stoffe erzielten Ef fekte erwarten durfte.
Die gemäss der Erfindung zu verwenden den Mischungen enthalten wenigstens einen die Verbrennung katalytisch befördernden Stoff und ausserdem ein Alkalichlorid. Als Katalysator kommen in Betracht: Oxyde oder Salze der seltenen Erden, wie Cer- und Thoriumoxyd in künstlich her gestellter oder in ihrer in der Natur vor kommenden Form. An Stelle dieser Verbin dungen der seltenen Erden oder zusammen mit ihnen können die Oxyde oder Salze des Bariums verwendet werden.
Diese Metall salze oder Oxyde kommen in mehreren rever siblen Oxydationsstufen vor, die leicht von einer Oxydationsstufe in die andere über geführt werden können. Ihre katalytische Wirkung lässt sich in der Weise erklären. sass .die niederen Oxyde sich durch Auf nahme von Sauerstoff aus der dem Brenn stoff zugeführten Luft aufoxydieren und den Sauerstoff darauf in statu nascendi (das heisst in einer besonders aktiven Form) 'an Iden. Brennstoff wieder abgeben. Dadurch werden die Metallverbindungen wieder in die niedrigere Oxydationsstufe (gegebenen falls in metallischen Zustand) übergeführt, und der Kreislauf des Prozesses kann von vorn beginnen.
Als Alkalichlorid können Natrium- oder Kaliumchlorid verwendet werden. Diese wirken, wie zahlreiche Experimente ergeben haben, vor allem als Aktivatoren für die Katalysatoren.
Neben diesen Hauptbestandteilen können nach Belieben zu der Mischung noch andere Stoffe zugesetzt werden, wie Verbindungen von andern Metallen, weiche mehrere Oxyda- tionsstufen bilden, . wie Oxyde oder Salze von Mangan, Chrom, Eisen, Blei, Kupfer oder Mischungen dieser Körper, oder auch Verbindungen, die in der Hitze in solche Oxyde übergehen. Ferner: Oxydierende Salze, deren Vrirkung darin besteht, sass sie bei ihrer Zersetzung ihren Sauerstoff ganz oder teilweise an den Brennstoff abgeben. Diese Stoffe wirken als Zünder für die Verbren nung.
Beispielsweise können zu diesem Zweck die Nitrate, Permanganate, Chlorate oder Perchlorate der Alkali- oder Erdalkali metalle verwendet werden, wobei auch meh rere dieser Verbindungen gleichzeitig zuge setzt werden können.
Eine kleine ylenge der beschriebenen Mi schung genügt für eine beträchtliche Menge Brennstoff.
Die Anwesenheit dieser Katalysator mischung erleichtert eine Oxydation des Brennstoffes. Daraus folgt, sass die Luft menge, welche immer im Überschuss unter die Herde oder in .die Ofen geleitet wurde. beträchtlich vermindert werden kann. Da durch wird es möglich, eine Abkühlung der verbrennenden Ma"se durch den überflüssi gen Luftstrom zu vermeiden und die .durch Fortführung von Kalorien in den Abgasen hervorgerufenen Verluste zu verringern.
Anderseits wird der von der Katalysator mischung aus der Luft genommene Sauer stoff an den Brennstoff in statu nascendi abgegeben. Auf diese Weise erreicht man eine viel intensivere Verbrennung und auch eine höhere Temperatur in der glühenden Masse. Beispielsweise wird so der Druck in einem Dampfkessel bei Verwendung von ka- talysierter Kohle schneller steigen als bei Verwendung gewöhnlicher Kohle.
Es ist ausserdem zu bemerken, sass bei Verwendung der Katalysatormischung gas förmige Kohlenwasserstoffe auf dem Herd oder innerhalb des Ofens verbrannt werden, anstatt unverbrannt mit den Abgasen fort geführt zu werden.
Aus alledem folgt also, sass man eine besser lokalisierte, leichtere und vollständi- gere Verbrennung mit einem Minimum= at) Luftüberschuss erzielt. Man kann feststellen. dass die Menge der unverbrannten Teile in der Asche und Schlacke auf den Herden ver ringert wird. Es ist daher möglich, auch minderwertigere Brennstoffe zu verwerten, indem man den Wirkungsgrad der Herde und der Ofen erhöht.
Die oben beschriebene Mischung wird ;zweckmässig in Pulverform hergestellt. Bei Gebrauch kann dieses Pulver in Lösung oder in eine wässerige Suspension gebracht wer den. Man besprengt den Brennstoff mit die ser Lösung, wodurch es gelingt, das Produkt gleichmässig im Brennstoff zu verteilen. Das Pulver kann auch in geeigneter Weise bei der Herstellung von Briketts, Agglomeraten mnd dergleichen verwendet werden.
Die Mischung kann beispielsweise fol- gendermassen zusammengesetzt sein: Ceroxyd 10-20 Bariumnitra.t 30-40 Na.triumchlorid 40-60% hin Zusatz von 1 bis ? kg dieser Mischunc- zu einer Tonne Brennstoff ist ausreichend.
um eine viel vollständigere Verbrennung mit Einein minimalen Luftfiberschuss neben den übriren oben aufgeführten Vorteilen zu er reichen.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfin- ilung hat: ein besonderes Interesse bei seiner Anwendung in Schachtöfen, das heisst in Ofen, in denen die zu behandelnden Stoffe mit dein Brennstoff gemischt werden und bei denen "anz besonders der Nachteil auf tritt, dass die als Brennstoff benutzte Kohle unvollständig oxydiert wird. Insbesondere ist die Anwendung der vorliegenden Erfin (lung von Interesse in den metallurgischen Ofen.
Erfahrungsgemäss kommt für Schacht öfen jede Kombination von Stoffen in Be tracht, die als notwendige Bestandteile einer- #4eits Salze oder Oxyde von Metallen mit.
mehreren reversiblen Oxydationsstufen und anderseits ein Alkalichlorid enthält. Vorteil- liaft ist ein Zusatz dieser Mischung auch in 'olclien Fällen,
wo der feinteilige Rohstoff vor der Verarbeitung mit dem Brennstoff g g emischt und darauf brikettiert oder agglo- ineriert wird.
Die Anwesenheit der beschriebenen Pul vermischung in Schachtöfen ist niemals schädlich für das Produkt, da der Kataly sator keinen schädlichen Bestandteil, wie Schwefel, Phosphor und .dergleichen enthält.
Das Anwendungsgebiet .der vorliegenden Erfindung ist ausserdem sehr gross und er streckt sich auf die Herstellung von Brenn stoff für Herde zu industriellen Zwecken und für den Hausgebrauch, sowie für die verschiedensten Öfen (Drehöfen, Hoffman- öfen, metallurgische Ofen usw.) und jede Art von natürlichen oder künstlichen, festen oder flüssigen Brennstoffen.