DE1048878B - Katalytisch wirksame Vorrichtung - Google Patents

Katalytisch wirksame Vorrichtung

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DE1048878B
DE1048878B DEO4622A DEO0004622A DE1048878B DE 1048878 B DE1048878 B DE 1048878B DE O4622 A DEO4622 A DE O4622A DE O0004622 A DEO0004622 A DE O0004622A DE 1048878 B DE1048878 B DE 1048878B
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DE
Germany
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thread
gases
catalytic
catalyst
carrier
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DEO4622A
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English (en)
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Eugene Jules Houdry
Wilfred Martin Adey
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Oxy Catalyst Inc
Original Assignee
Oxy Catalyst Inc
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F23G7/07Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases in which combustion takes place in the presence of catalytic material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties

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Description

  • Katalytisch* wirksame Vorrichtung Lästige Geruchsstoffe und Rauch, die z_ B _ in Gasen enthalten sind, die von gewerblichen oder Haushaltsöfen, Verbrennungsöfen, Röstöfen und anderen solchen Anlagen ausströmen,, können oft durch katalytische Oxydation der unangenehmen Bestandteile der Gase entfernt werden. Wo diese Methode der Gasreinigung angewendet wird, ist ein geeigneter Katalysator im Strom der Gase erforderlich,.damit die erwünschten katalytischen Reaktionen stattfinden, wenn die Gase über den Katalysator strömen. Der Katalysator muß so angebracht sein,, daß eine innige und vollständige Berührung zwischen dem Katalysator und den Gasen bewirkt wird, um eine möglichst vollständige Entfernung der unangenehmen Bestandteile der Gase zu gewährleisten.
  • Bei der Installation ist. es in vielen Fällen vorteilhaft,, den Katalysator in Form eines metallischen Fadens oder Drahtes vorwiegend von verhältnismäßig kleinem Querschnitt auszubilden,, der mit dem kätalytischen Material überzogen ist oder daraus besteht. Sbl'che katalytische Fäden von geringem Querschnitt haben im Verhältnis zu ihrem- Volumen eine große Oberfläche. Selbstverständlich ist eine entsprechend große Oberfläche vorteilhaft,- weil die Katalyse -eine Oberflächenerscheinung ist und von der Schaffung einer genügenden katalytischen Oberfläche: abhängt.. Zudem finden katalytische Reaktionen nur statt,, wenn die Aktivierungstemperatur des Katalysators erreicht ist. Ein Katalysator von fadenförmigem Typ mit geringem Querschnitt, verhältnismäßig geringer Masse und entsprechend geringer Wärmekapazität kann in einer verhältnismäßig-, kurzen Zeit auf die, Temperatur erhitzt werden, wo er wirksam ist.
  • Die Wärme, die erforderlich, ist, um den Katalysator auf seine Aktivierungstenperatur zu: bringen und ihn bei dieserTemperatur zu halten, kann.(a). entweder durch die füllbare Wärme aus. dem Gasstrom und aus, der Oxydationswärme, die. bei der katalytischen Oxydation der verbrennbaren Bestandteile des Gasstromes- frei- wird; geliefert, werden oder. (b). aus, einer fremden Quelle oder (c), aus beiden Quellen (a und b) stammen. Wenn" wie in (b);, die. zur Erwärmung des Katalysators auf- seine, erforderliche Wärme aus- einer fremden Quelle zugeführt wird;. bietet sich- beim fadenförmigen Typ der. Katalysatoren. ein besonderer Vorteil dadurch, däg die. Wärme in bekannter Weise, dadurch erzeugt werden kann;. daß. man einen elektrischen Strom durch den Fäden schickt. Auf Zuführung, zusätzlicher Wärme ist- man z-B: bei Kochöfen angewiesen,, die rauchbeladene und übelriechen.de. Gase ausströmen,- die- gewöhnlich Temperaturen unterhalb der Akti'vierungstemperatur des- Katalysators haben. Den Katalysator durch Wärme aus fremden Quellen zu erhitzen,, ist auch in; einigen Anlagen angebracht, wo die Gase in Abständen und- nicht kontinuierlich strömen, weil dnrcL den Zeitraum, zwischen dem tepinn des Gasstromes. und- der Aktivierung des Katalysators (durch die vom- Gasstrom gelieferte Wärme) selbst in dem Fall, wo solche Gase eine verhältnismäßig hohe Temperatur haben;, während dieser Zeit nicht einwandfreie Gase abgegeben werden. Wenn. der Katalysator mit Hilfe: elektrischer Energie durch Stromdurchgang, erhitzt wird; wird er innerhalb verhältnismäßig kurzer. Zeit auf seine Aktivi-erungstemperatur gebracht. Die Wärme wird genau an der Stelle entwickelt" wo sie gebraucht wird,. d. h. im Katalysator selbst. Weiterhin. dient. bei dieser Anordnung der Katalysatorfaden selbst als. Beizendes Mittet; eine zusätzliche Heizvorrichtung,. wie z. B. ein Brenner, wird dadurch vollständig überflüssig.
  • Wenn die. lästigen Bestandteile des. Rauches. oderder Gase durch katalytische Oxydation beseitigt werden sollen, muß eine innige- und vollständige Berührung der Gase mit dem. Katalysator. erfolgen: Aus. diesem-. Grunde. ist. es erforderlich,- daB. der katalytische. Faden einen verhältnismäßig kleinem Querschnitt hat, wodurch eine verhältnismäßig groge:Ober= flache- des Katalysators. erzielt. wird. Die. benachbarten Adern eines katalytischen. Fadens. müssen. verhältnis, mäßig dicht nebeneinanderliegen,. weil- der -enge. Abstand zu einer innigen: und wirksamen.: Berührung des. I,#G-atalysators. mit den Gasen- führt. Wenn benachbarte Adern der Fäden. in. einem, verhältnismäßig' großen Abstand voneinander liegen, wie dies z-B:. gewöhnlieh, bei Raumheizern- der Full- -ist, bestellt die IVfäg-Lichkeit,. daß- ein- wesentlicher Teil- der Gase- sich beim Durchströmen durch die Fäden vollständig der kataytischen Oxydation entzieht und daß der katalytische 1 aden daher seinen Zweck nicht erfüllt. Weiterhin nüssen die Adern des Fadens in gespanntem Zustand sehalten werden, wenn sie sich unter dem Einfluß der Sitze verlängern. Gewöhnlich wird die Ausdehnung ier Adern des Fadens in der Wärme, wenn die Fäden n kaltem Zustand dicht nebeneinanderliegen, ein Schlaffwerden bewirken, was bei elektrischer Heizung :inen Kurzschluß zur Folge hat, und es bilden sich tusgedehnteLücken zwischen den benachbarten Adern, wodurch sich ein wesentlicher Teil der Gase der kata-.ytischen Wirkung entziehen kann.
  • DerTräger für den fadenförmigenKatalysator muß jo konstruiert sein, daß jegliches Umleiten der zu reinigenden Gase rund um die Adern der Fäden herum vermieden wird. Das heißt, das Tragewerk für ien Faden muß so beschaffen sein, daß im wesentlichen die gesamten ungereinigten Gase gezwungen werden, zwischen und durch die in dichtem Abstand angeordneten Adern und nicht um die Adern herum zu strömen. Dieses Erfordernis ergibt sich aus der c)ben erörterten Tatsache, daß eine erfolgreiche katalytische Beseitigung der Geruchsstoffe durch eine innige und vollständige Berührung des Katalysators durch die Gase bedingt wird.
  • Vorliegende Erfindung schafft einen Träger für einen Katalysator von fadenförmigem Typ, bei dem der Faden auf dem Träger in dicht nebeneinanderliegenden Adern montiert ist, um eine möglichst günstige Berührung zwischen einem Gasstrom und dem Katalysator zu schaffen. VorliegendeErfindung schafft auch federnde Mittel, um die nebeneinanderliegenden Adern beim Erhitzen in gespanntem Zustand zu halten und um das Schlaffwerden der Drähte zu verhindern, welches zu Kurzschluß und zum Verlust an katalytischer Wirksamkeit führt. Weiterhin ist der Rahmen des vorliegenden Trägers zum Einbau in Vorrichtungen, wie Öfen, Verbrennungsöfen usw., geeignet, wo eine katalytischeAbgasreinigung erwünscht ist. Schließlich ist der mitKatalysator bedeckteFaden auf dem Träger erfindungsgemäß so angebracht, daß ein Umleiten der Gase um den Faden herum ausgeschlossen ist.
  • Die Erfindung wird durch die Zeichnungen näher erläutert: = Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung; Fig. 2 ist ein Teilschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1; Fig. 2 a ist ein Teilstück der Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform; Fig.3 ist ein Teilbild auseinandergenommener Teile der bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung und zeigt die Art und Weise, in der ihre verschiedenen Konstruktionselemente zusammengesetzt sind: Fig 4 ist eine Ansicht der Seitenteile, die einen Teil vorliegender Erfindung bilden; Fig. 5 ist ein schematischer Schnitt und zeigt die Art und Weise, in der eine Mehrzahl von auf Trägern befestigten Fäden zusammengestellt werden kann, um eine Batterie hintereinander angeordneter, katalytisch wirksamer Fäden zu bilden; Fig.6 ist eine perspektivische Ansicht einer Abwandlung des Fadenträgers, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, bei dem zusätzliche Lagen des katalytisch wirksamen Fadens auf einen Trägerrahmen gewickelt werden können; Fig.7_ ist ein Teilbild auseinandergenommener Teile einer Ecke der Vorrichtung, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist. Sie zeigt die Art und Weise, in der die verschiedenen --Konstruktionselemente untereinander zusammenhängen; Fig. 8 ist ein Seitenriß eines Konstruktionselements der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung.
  • Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht eine bevorzugte Ausführungsform vorliegender Erfindung aus einer Trägeranordnung 1 für den Faden. Sie besteht aus Endteilen 2, Seitenteilen 3, Trägerteilen für den Faden 4 und 5, federnden Teilen 12 und isolierenden Platten 10. Die Endteile 2 sind in Fig. 3 zu erkennen; sie bestehen aus rinnenförmigen Teilen und haben Seitenteile 2 a und eine Grundfläche 2 b. Wie deutlich in den Fig.3 und 4 gezeigt ist, besitzt jedes der Seitenglieder 3 einen Grundteil 3 a mit vorspringenden Rändern 3 b, die sich an ihren mittleren Teilen entlang erstrecken. Die Seitenglieder 3 sind infolge der vorspringenden Kanten 3 b und des Grundteils 3 a in ihrer mittlerenAusdehnung rinnenförmig ausgebildet. Die Enden des Grundteils 3 a sind, wie bei 9 gezeigt, in ihrer Breite verringert und mit einem zweiten Satz von vorspringenden Kanten 9 a versehen, die sich senkrecht von dem Grundteil 3 a erstrecken. Der Grundteil 3a jedes Gliedes 3 ist mit zwei Schlitzen 6 und 7 versehen, die nahe an jedem ihrer Enden liegen. Wie in Fig. 4 gezeigt, hat der Schlitz 6 aus Gründen, die noch später erklärt werden, eine etwas größere Länge als der Schlitz 7. Zwischen den Schlitzen 6 und 7 sind Öffnungen 8 angebracht, welche zur Anbringung von Klammern 10a (Fig. 1) dienen, mit denen eine isolierende Platte 10 auf dem Grundteil 3 a befestigt ist. Auf dem Grundteil 3a jedes Gliedes 3 ist ein zweiter Satz von Öffnungen 8a angebracht, die, wie später noch erläutert wird, dazu dienen, das Zusammenfügen der Vorrichtung zu erleichtern.
  • Das Trägerglied 4 hat, wie dies deutlicher in Fig. 3 gezeigt ist, einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, dessen eine Oberfläche abgerundet ist und dessen Enden 4a im Querschnitt reduziert sind, wodurch eine Schulter 4 b gebildet ist. Beide Trägerglieder 4 und 5 haben dieselbe Gestalt und Größe, sie werden zwischen den Seitengliedern 3 in den Schlitzen 7 und 6 festgehalten. Die Schlitze 7 haben im wesentlichen dieselbe Größe wie der Querschnitt des Gliedes 5 an seinem reduzierten Teil, wobei die thermische Ausdehnung der Seitenteile 3 berücksichtigt ist. Die -Schlitze 6 hingegen sind etwas länger als der reduzierte Teil 4a des Gliedes 4. -Infolgedessen kann sich das Trägerglied 4 innerhalb bestimmter Grenzen zum Trägerglied 5 hin und von ihm weg bewegen. Der katalytische Draht 13 ist, wie in Fig. 1 gezeigt, in fortlaufenden Windungen dicht über die-Trägerteile 4 und 5 für den Faden gewickelt, so daß der Faden in zwei Ebenen vorliegt, die den ganzen Zwischenraum zwischen den Endgliedern 2 und den Seitengliedern 3 ausfüllt (dieser Faden ist in Fig. 1 im Interesse einer klaren Darstellung nur zum Teil gezeigt). Der gewickelte Faden hat das Bestreben, das bewegliche Trägerglied 4 gegen- die linke Ecke 6 b (Fig. 4) seines entsprechenden -Schlitzes 6 auf dem Seitenglied 3 zu ziehen. Die Federglieder 12 wirken der Kraft des aufgewickelten Fadens 13 entgegen und üben eine Kraft auf die Enden des Trägergliedes 4 aus, welche dieses Glied, wie in Fig. 1 gezeigt, nach rechts oder, wie in Fig. 4 gezeigt, in die Ecke 6 c zu drücken sucht. . - -Wie am besten in Fig. 2 a zu sehen, stellen sich die reduzierten Teile 4 ca des Trägergliedes 4 gegen die Feder 12 und nicht- gegen die Ecke 6 b des Schlitzes 6 ein. Es bleibt ein Zwischenraum 6d. Es bleibt auch ein Zwischenraum 6e auf der rechten Seite des Schlitzes 6, so. daß sich die reduzierten Teile4a des Trägergliedes 4 innerhalb des Schlitzes 6 hin- und herbewegen können. Bei der Montage wird der Draht über die beiden Träger 4 und 5 gewickelt, während die Federn 12 leicht zusammengedrückt sind, ohne daß jedoch hierbei die reduzierten Teile 4a gegen die linke Ecke 6 b des Schlitzes 6 gedrückt werden.
  • Beim Gebrauch, wenn der Faden 13 erhitzt wird und sich ausdehnt, drückt die Feder 12 das bewegliche Glied 4 nach rechts und hebt so das infolge der Ausdehnung des Fadens bewirkte Schlaffwerden auf. Der Zwischenraum 6 e wird groß genug gemacht, so daß bei der höchsten Temperatur der Wicklung der bewegliche Teil 4 nicht die rechte Ecke 6 c berühren kann. Die Lücke 6 d ist notwendig, um zu verhindern, daß die Trägerglieder 4 dicht gegen die Ecke 6 b gedrückt werden, wenn sich die Vorrichtung nach dem Gebrauch bei hohen Temperaturen abkühlt. Bei solchem Abkühlen neigen die Fäden dazu, sich schneller abzukühlen und sich schneller zusammenzuziehen als die massiveren Seitenglieder 3. Infolgedessen neigen sie dazu, das Trägerglied 4 nach links zu ziehen. Da der Träger 4 .unter dem Einfluß der Feder 12 sich hin-und herbewegen kann, wie dies in Fig. 2 a gezeigt ist, wirkt sich dies nur als Druck auf die Feder 12 aus, wodurch- die Lücke 6 d kleiner wird. Die Größe der Lücke 6 d ist so eingestellt, daß das Trägerglied 4 unter den äußersten Bedingungen nicht die Ecke 6 b berührt, anderenfalls würde der Träger 4, wenn er gegen die Ecke 6 b gezogen würde, hohen Zugkräften ausgesetzt sein, und wenn er aus Porzellan od. dgl. besteht, würden solche Zugkräfte den Bruch des Trägers herbeiführen.
  • Bei der gezeigten Ausführungsform sind sinusartige Blattfedern mit vier Biegungen vorgesehen, um die erforderliche Kraft auf das Trägerglied 4 auszuüben. Selbstverständlich können auch andere Arten von Federn, z. B. geeignet dimensionierte Spiralfedern, an Stelle der beschriebenen sinusartigen Federn angeordnet werden.
  • Wie in Fig. 2 gezeigt, erstrecken sich die Enden 13 a des Drahtes 13 durch Öffnungen 5 ca im Trägerglied 5. Sie sind in isolierenden Muffen 17 in öffnungen in dem Grundteil 2 b der Endrinne 2 eingefaßt. Selbstverständlich können die Enden 13a entweder durch den festen Fadenträger 5 oder durch den beweglichen Fadenträger 4 geführt werden. Falls erwünscht, kann das eine Ende des Fadens 13 durch den festen Träger 5 und das andere Ende durch den beweglichen Träger 4 geführt werden.
  • Die isolierenden Platten 10 aus Glimmer oder ähnlichem dielektrischem Material hindern die Endadern des Fadens 13 an der Berührung mit den Seitenglie= dern3. Solche Berührung muß verhindert werden, um die Möglichkeit eines Kurzschlusses des in dem Faden 13 fließenden Stromes auszuschließen. Diese Platten sind mit Öffnungen 10 b und 10 c (Fig. 3) versehen. Die Öffnung 10 b ist der Klammer 10 a (Fig. 1) angepaßt. Die Öffnung 10 c ist vorgesehen, um die Montage der Vorrichtung, wie später noch dargelegt wird, zu erleichtern.
  • Um jegliches Vorbeifließen der Gase neben dem Faden 13 zu verhindern, wenn sie bei der Berührung der tieferen Lage des Fadens abgelenkt werden und parallel hierzu in die Endrinne 2 und um die Trägerglieder 4 und 5 herumfließen,- ist zwischen den Gliedern 4- und 5 und ihren angrenzenden Endrinnen 2 Dichtungsmaterial 11 (Fig.2) angeordnet. Dieses Dichtungsmaterial kann aus jedem geeigneten faserförmigen Material bestehen,. welches fähig ist, den Strom der Gase um die Glieder 4 und 5 herum zu verhindern. Es muß elastisch sein, damit es sich der beschränkten Bewegung des Gliedes 4 anpassen kann. Glaswolle, Asbest oder ähnliche widerstandsfähige Stoffe können zweckmäßig hierzu verwendet werden.
  • Bei der Anwendung der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird der Fadenträger 1 in den Weg des zu reinigenden Gasstromes mit der Fläche des Fadenträgers senkrecht zur Richtung des Stromes der Gase gestellt. Die Zuführungen 13a werden in geeigneter Weise an eine elektrische Stromquelle angeschlossen. Der elektrische Strom, welcher durch den Faden 13 fließt, erhöht dessen Temperatur auf die Aktivierungstemperatur des Katalysators. Infolgedessen beginnt die katalytische Oxydation. des verbrennbaren Materials im Gasstrom. Wenn, wie oben erwähnt, der Gasstrom selbst genügend heiß ist, um die Temperatur des Fadens 13 auf die Aktivierungstemperatur des Katalysators zu erhöhen, ist es im allgemeinen überflüssig, Wärme in Form elektrischer Energie dem Faden zuzuführen. In jedem Falle muß jedoch der Faden 13 auf eine erhöhte Temperatur erhitzt werden, ehe diekatalytischeReinigung des Gasstroms beginnen kann.
  • Wenn die Adern des Fadens 13 erhitzt werden, ver-. längern sie sich. Um diese thermische Verlängerung der Adern auszugleichen, wird das Trägerglied 4 in der oben beschriebenen Weise unter dem Einfluß der Federn 12 vom Trägerglied 5 wegbewegt. Um diese Bewegung des Trägergliedes 4 bewirken zu können, müssen die Federn 12 unter einer Kompressionskraft stehen, wenn der Faden Raumtemperatur hat. Diese Kompressionskraft wird zum Teil aufgehoben, wenn die Adern des Fadens sich ausdehnen.
  • Die Materialien, die beim Aufbau vorliegender Erfindung benutzt werden, müssen mit Rücksicht auf die bei der Verwendung sich ergebenden Temperaturen ausgewählt werden. Die Endglieder 2 und die Seitenglieder 3 werden gewöhnlich aus verhältnismäßig dünnem rostfreiem Stahl hergestellt, welches Material die unter dem Einfluß der oxydierenden Gase erreichten, verhältnismäßig aushält. Das Federglied 12 muß aus- einem Material hergestellt werden, welches seine Elastizität bei verhältnismäßig hohen Temperaturen behält. Die Trägerglieder 4 und 5 für den Faden können aus feuerfestem Material, wie # z. B. gewöhnlichem Porzellan, hergestellt werden. Die Patten 10, welche die Seitenglieder 3 gegen die Drähte der Wicklung 13 isolieren, müssen aus dielektrischem Material, z. B. Glimmer, bestehen, welches fähig ist, die erhöhten Temperaturen auszuhalten.
  • Wie oben erwähnt, ist eine möglichst vollständige Beseitigung lästiger Bestandteile aus Gasen mit Hilfe des katalytisch wirkenden Fadens erforderlich; dies wird durch die Berührung des gesamten Gases mit dem katalytisch wirkenden Material sichergestellt. Aus diesem Grunde empfiehlt es sich, einen Faden zu verwenden, der verhältnismäßig dünn ist, z. B. einen Draht mit einem Durchmesser in der Größenordnung von ungefähr 0,38 mm. Die Adern des Fadens müssen, wie oben erwähnt, dicht nebeneinanderliegen, -so daß keine Lückenoder Nebenwege für die Gase möglich sind.
  • Der bei der vorliegenden Erfindung verwendete Faden kann mit jedem geeigneten katalytischen Material überzogen sein, z. B. mit einer katalytisch wirksamen Form eines anorganischen Oxydes, wie katalytisch wirksamer Tonerde, Berylliumoxyd; Zirkon- Oxyd öd. dgl. oder einer Mischung solcher Oxyde. Dieser Überzug kann mit einem geeigneten 'Metall" z. B. Platin, imprägniert werden.
  • Bei der Verwendung eines solchen Films, der aus, katalytisch. wirksamen Oxyden besteht, muß darauf Bedacht genommen werden; einen Faden zu verwenden, der aus einem Material besteht, welches die katalytische Wirksamkeit des Oxydes nicht schädlich beeinflußt. In. gewissen Fällenhaben z. B. eisenhaltige oder. kupferhaltige Legierungen die Tendenz, den Film des katalytischen Oxydes zu vergiften, wodurch seine 1{atalytisehe Wirksamkeit zerstört wird. Man kann die Eignung des Materials- für die Aufnahme des katalytischen Films leicht dadurch bestimmen, daß man ein. Muster herstellt und seine Aktivität unter. den Arbeitsbedingungen ausprobiert-. Für einen katalytischen Überzug dieser Art ist auch die Dicke des katalytischen Films von großer- Bedeutung. Zur Erziehing der besten. Werte- soll, ein solcher Überzug. eine Dicke von nicht mehr als 0,038 rnm haben.
  • Der Fadenträger nach vorliegender Erfindung ist mit ebenen Oberflächen ausgebildet, wie si=e durch die Flansche 3 6. der Seitenglieder 3 und die Seiten 2 a der Endglieder 2 bestimmt sind; welche sie zum Einbau in vorhandene Vorrichtungen, z. B. Öfen, Verbrennungsöfen, Backöfen usw., ohne besondere Um-, stände geeignet machen. Man braucht nur die Zugkanäle öd. dgl. bei der Anbringung den Oberflächen, wie sie durch die Flansche 3 b und die Seiten 2a ge-. bildet werden, anzugleichen. Weiterhin kann eine-Mehrzahl- von Fadenträgern, wie in Fig. 5 gezeigt, leicht und bequem übereiriandergestapelt werden, um eine vergrößerte katalytische Oberfläche zu schaffen. In Fig. 5. sind die Wände 29 eines Rauchzuges öd. dgi. mit Trägern in Form von Konsolen 30 ausgerüstet. Die erforderliche Anzahl von Fadenträgern 1 kann innerhalb des Rauchzuges aufeinandergesetzt werden. Wie- in Fig. 5 gezeigt; können- die Zuführungen 13'a jedes Fadenträgers 1 in geeigneter- Weise mit einer-' elektrischen Spannungsquelle 31 verbunden werden.
  • In den Fig. 6, 7 und 8 ist eine besondere Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung dargestellt, bei' der zusätzliche Lagen des Fadens umeinen einzigen Rahmen gewunden sind. Ähnlich- wie bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, besteht die in den Fig. 6, 7 und 8 dargestellte Vorrichtung aus einem offenen; rechteckigen Rahmen. Hierbei bestehen die Seitenglieder 41 und die Endglieder 42 aus rostfreiem Stahl öder- ähnlichem, temperaturbeständigem Metall. Sowohl die Seitenglieder 41 als auch die Endglieder 42 haben im Querschnitt rinnenförmige Gestalt. Die Seitenglieder haben an jedem Ende: eine Verlängerung 43 des Grundteiles der Rinne, die selbst wieder, wie- bei 44 gezeigt; umgebogen- ist, um einen aufwärtsstehenden Endflansch zu bilden. Dieser Flansch wird von den Endgliedern-42 umfäßt und ist vorzugsweise angeschweißt oder in geeigneter- Weise anderweitig daran befestigt; um so einen festen Rahmen zu bilden. Wie in Fig. 8 gezeigt, ist jedes der. Seitenglieder- 41 mit Öffnungen 46 in der Nähe seiner Enden versehen. Diese Öffnungen nehmen die reduzierten Endteile 47 der den Faden tragenden Glieder 48 auf, welche aus geeignetem Isolätionsmateriat_ z. B. Porzellan, hergestellt sein können. Die Öffnung 46- rechts in Fig. 8 muß- so groß sein; daß sie eine beschränkte Hin- und Herbewegung des den Faden tragenden und` darin geführten Gliedes 48 in der Ebene des Rahmens- gestattet; während die Öffnung, 46 links in Fig. 8' etwas kIeinei' ist; so> däß das den Faden tragende und darin gehaltene Glied im Rahmen festgelegt ist.
  • Die den Faden tragenden Glieder sind, wie dies am, besten in den Fig: 6 und 7 zu erkennen ist, mit einer abgerundeten Ecke 49 ausgebildet, über die in fortlaufenden Windungen ein erster Faden 50 aus katalytisch wirkendem Material so- gewickelt ist, daß er zwei parallele Ebenen bildet.
  • Über jedem der Vadenträgerglieder ist ein Abstandsgli_ed_ 51 aus keramischem. Material ähnlich den. Fadenträgergliedern 48 angeordnet. Es dient zur Aufnahme einer zweiten Wicklung des Fadendrahtes 52;. wie dies aus Fig. 6 zu ersehen ist. Die Abstandsglieder sind im wesentlichen im Querschnitt halbmondförmig ausgebildet. Wie aus Zig.7 ersichtlich, entsprechen. ihre inneren Oberflächen 53 der äußeren Oberfläche 49 der Fadenträgerglieder 48; so dä.ß sie auf die Fadenträgerglieder aufgelegt und.auf ihnen unter dem Zug der Fadenwicklung 52 festgehalten werden können. Der zweite Faden besteht aus einem überzogenen Draht vom, selben Typ und Durchmesser wie der erste Faden 5.0. Wenn er über die Abstandsglieder 51 gewickelt ist, bildet er einen zweiten Satz von Adern des Fadens, der in parallelen Ebenen und' parallel und im Abstand zu, den parallelen. Ebenen, die vom .Faden 50 gebildet sind;. angeordnet ist. Diese Anordnung schafft, wie aus der Zeichnung. ersehen werden kann, vier getrennte Ebenen aus Fäden, wobei jede- von ihnen aus einer Mehrzahl nebeneinanderliegender Adern besteht. Die Abstandshalter 52 sind vorwiegend= an ihren Ecken verhältnismäßig dünn, so daß die einzelnen Ebenen der Adern der Fäden verhältnismäßig dicht aneinandezliegen. Die Enden der Abstandsglieder 51, sind bei der beschriebenen Ausführungsform" wie bei 51#a gezeigt, an den Kanten verjüngt. Wenn die Gase durch die zentralen offenen Teile des Rahmens strömen, müssen, sie so. vier Lagen der. Adern des Fadens hintereinander passieren. Dadurch wird eine größtmögliche Berührung der Gase mit der katalytischen Oberfläche des Fadens erreicht. Infolge des dichten Abstands sowohl der Ädern des Fadens als. auch der. Ebenen der Adern werden die Gase auch zu einem, etwas unregelmäßigen Weg gezwungen. Es wird auch in gewissem Umfange eine Turbulenz erzeugt, wenn die Gase durch die Vorrichtung strömen, was weiterhin zur Vervollständigung der Berührung beiträgt.
  • Die Enden der zwei Fäden 50 und 52- werden durch die Endglied er42' mit Hilfe von Isolatoren.54 geführt. Diese sind aus Porzellan, oder ähnlichem dielektrischem Material, und in den in den Endgliedern vorgesehenen Öffnungen angeordnet. Obwohl bei der erläuterten Ausführungsform zwei besondere Fadenwicklungen 50 und. 52 vorhanden sind, so kann es selbstverständlich unter gewissen Umständen vorgezogen werden, nur eine einzelne Wicklung durchgehend für alle vier Ebenen. der Adern des Fadens zu bilden. Der Vorteil der beschriebenen Anordnung ist der, daß die zwei Wicklungen zu einer geeigneten elektrischen Stromquelle parallel geschaltet werden: können, wobei sich pro, Einheit der Länge des Drahtes in der Wicklung eine etwas höhere Voltspannung ergibt und eine etwas höhere Temperatur oder wenigstens die Möglichkeit, eine höhere Temperatur zu erreichen.
  • Zur Aufrechterhaltung der vier Wicklungslagen in gespanntem. Zustand dient eine. Feder 56: in sinusz förmiger Ausbildung, die gegen -einen festen, federn-, den Halter 57. wirkt, welcher auf den Seitenteilen 4 aufgeschweißt oder in- anderer Weise' befestigt ist.' Selbstverständlich ist eine Feder 56 an jedem Seitenglied 41 angeordnet. Wie in der Zeichnung dargestellt, bewegt die Feder das Trägerglied für den Faden, auf welches sie einwirkt, in einer Richtung vom anderen Wicklungsträger hinweg. Da der Abstandshalter 51, der zu der Feder gehört, die das Fadenträgerglied verschiebt, auf dem Trägerglied sitzt, hält die Feder naturgemäß alle vier Ebenen der Fäden in gespanntem Zustand. Die in dieser Feder erforderliche Spannung und der Betrag an Kraft, der auf das Fadenträgerglied ausgeübt werden muß, wenn die Fäden beispielsweise auf Temperaturen von 315 bis 371° C und höher erhitzt werden, kann am besten empirisch ermittelt werden.
  • Die beschriebene Ausführungsform kann durch einfaches Klammern der Wicklungsträgerglieder 48 zwischen die Seitenglieder 41 und durch Wickeln des inneren Fadens unmittelbar über diese Fadenträgerglieder zusammengestellt werden. Darauf werden die Abstandsglieder 51 über die Fadenwicklungen 50 und die Fadenträgerglieder gelegt und der zweite Faden 52 darübergewickelt. Der letzte Schritt ist natürlich das Überlegen der Endglieder 42 über die Seitenglieder und das notwendige Verschweißen, um den Rahmen fertigzustellen. Beim Herumwickeln des Fadens in der oben beschriebenen Weise sitzt das bewegliche Fadenträgerglied in seiner Endstellung in Richtung zum anderen Fadenträgerglied. Die Feder kann dann eingesetzt werden.
  • Wie durch das Bezugszeichen 58 angedeutet, wird auf der inneren Fläche jedes Seitengliedes 41 eine geeignete Isolation angebracht, um diese metallischen Glieder gegen die Windungen der Fäden 50 und 52 zu isolieren. Diese Isolierung kann zweckmäßig aus Glimmer oder anderen dielektrischen Stoffen bestehen, welche in verhältnismäßig dünnen Blättern verfügbar sind und durch die Schultern, welche an dem verjüngten Endteil 47 der Fadenträgerglieder vorgesehen sind, in ihrer Lage festgehalten werden. Eine zusätzliche Isolierung in Form von Glaswollplatten 59 kann in dem Zwischenraum zwischen den Endgliedern 42 und den als Abstandshaltern 51 ausgebildeten Trägern angeordnet werden, um zu verhindern, daß Gase beim Gebrauch der Vorrichtung an den Wicklungen vorbeistreichen.
  • Gegebenenfalls kann die Zahl der Fadenebenen durch Anordnung eines zweiten Abstandsgliedes über dem Abstandsglied 51 und durch Wicklung eines dritten Fadens auf sechs vermehrt werden.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung mit einem innerhalb eines Rahmens angebrachten System fadenförmiger Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß die fadenförmigen Katalysatoren (13) in enger Parallelführung zwischen zwei parallelen Stangen (4, 5) ausgespannt sind, die innerhalb des rechteckigen Rahmens in an zwei Parallelseiten (3) des Rahmens angeordneten Schlitzen (6, 7) sitzen, wobei die Stange (4) in den Schlitzen (6) beweglich ist und von Federn (12) immer in einer solchen Stellung gehalten wird, daß die fadenförmigen Katalysatoren (13) während ihrer unter thermischem Einfluß hervorgerufenen Längungen und Verkürzungen dauernd in straff gespannter Lage gehalten werden.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelseiten (3) des Rahmens aus U-Trägern bestehen.
  3. 3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Lagen (50, 52) von fadenförmigen Katalysatoren so. um die Stangen (48) gelegt sind, daß die Windungen einer Lage von denen der benachbarten durch Distanzstücke (51) aus dielektrischem Material isoliert sind.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzstücke (51) durch die um sie herumgelegten Windungen einer fadenförmigen Katalysatorenlage in Stellung auf den Stangen (48) gehalten werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 658 253, 891540; französische Patentschrift Nr. 475 367.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR475367A (fr) * 1914-02-14 1915-05-07 Paul Sabatier Dispositif catalyseur
DE891540C (de) * 1942-07-19 1953-09-28 Bamag Meguin Ag Vorrichtung zum Abstuetzen von bei erhoehten Temperaturen von einem Gasgemisch durchstroemten Netzen od. dgl.

Patent Citations (2)

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