DE189404C

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Publication number: DE189404C
Application number: DENDAT189404D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVIl89404 ~ KLASSE 40^. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. April 1906 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erhitzen, . Schmelzen oder Reduzieren von Erzen u. dgl. Stoffen, bei welchem die aus dem Schmelz- oder Erhitzungsofen, z. B. Hochofen, entweichenden, kohlensäurereichen Gase erst auf eine zweckmäßig hohe Temperatur erhitzt werden und dann über oder durch eine Kohlenschicht geführt werden zwecks Reduktion der

ίο Kohlensäure zu Kohlenoxyd durch Einwirkung der Kohle, wonach die in dieser Weise erhaltenen kohlenoxydreichen Gase (oder nur ein Teil davon) zwecks Erhitzung, Schmelzens oder Reduzierens in den Ofen wieder eingeführt werden, wobei das Kohlenoxyd entweder durch Einwirkung von in den Ofen eingeführter Verbrennungsluft oder durch ihre reduzierende Einwirkung auf die zu behandelnden Sauerstoffverbindungen (ζ. Β. Erze) wieder zu Kohlensäure verbrannt oder oxydiert wird, welche Kohlensäure nebst den anderen Gasen aus dem Ofen weggeführt wird, um wiederholt dem oben angegebenen Erhitzungs- und Reduktionsprozeß unterworfen und dann in den Ofen wieder eingeführt zu werden, und so weiter in einem ununterbrochenen Kreislauf.

Bei den bisher bekannten Verfahren werden die dem Ofen entweichenden Gase zwecks Erhitzung durch einen Regeneratorofen und dann zwecks Reduktion der Kohlensäure zu Kohlenoxyd über eine Kohlenschicht geführt oder die aus dem Hochofen entweichenden Gase werden unmittelbar, ohne vorherige Erhitzung in eine mit Kohle beschickte Kammer oder einen Schacht hineingeführt, wo die Kohle durch die Einwirkung von elektrischem Strome, der durch die Kohlenschicht geleitet wird, erhitzt wird, so daß die Kohlensäure enthaltenden Gase durch Einwirkung der in dieser Weise erhitzten Kohle gleichzeitig erhitzt und reduziert werden.

Das erste dieser bekannten Verfahren leidet in der Praxis an dem Übelstand, daß es schwierig ist, mit Hilfe eines Regenerators, der mit heißen Gasen geheizt wird, eine gleichförmige und für den fraglichen Zweck hinlänglich hohe Erhitzung der kohlensäurehaltigen Gase zu erzielen. Bei der Benutzung des anderen der oben erwähnten Verfahren, nach welchem die Erhitzung und das Reduzieren der kohlensäurereichen Gase in einem und demselben Raum und durch Einwirkung eines und desselben Mittels, nämlich mittels elektrischen Stromes, der durch die Kohlenschicht geleitet wird, geschieht, kann wohl 'unter gewissen Umständen eine hinlänglich hohe Temperatur erzielt werden. Die Erhitzung der zu behandelnden Gase und somit auch die Reduktion der darin enthaltenen Kohlensäure ist aber bei diesem Verfahren sehr ungleichmäßig. Der elektrische Widerstand, den die Kohlenschicht, die sowohl für die Erhitzung als auch für das Reduzieren der Gase dient, dem elektrischen Strom darbietet', ist nämlich in hohem Grade veränderlich, da ja während des Verlaufes die Kohle verbrannt und von neuem ersetzt werden muß, wodurch

die Berührung und der Druck zwischen den einzelnen Kohlenstücken und somit auch die Leitungsfähigkeit der ganzen Kohlenschicht in hohem Grade verändert wird.
Diese Übelstände werden durch das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren beseitigt. Dieses Verfahren unterscheidet sich dadurch von den oben erwähnten, daß die dem Ofen entweichenden, kohlensäurereichen Gase, ehe sie die für das Reduzieren der Kohlensäure zu Kohlenoxyd dienende Kohlenschicht durchstreichen, in solcher Weise erhitzt werden, daß sie über oder durch aus feuerfester Masse hergestellte, mittels elektrischen Stromes erhitzte Heizkörper geführt werden. Hierdurch wird die Erzielung einer gleichmäßigen und hinlänglich hohen Temperatur ermöglicht, die in jedem einzelnen Falle leicht auf die für die Erzielung des besten Erfolges erforderliche Höhe geregelt werden kann.

Die für die Reduktion der erhitzten Kohlensäure benutzte Kohle kann auch anstatt in einen besonderen Schacht oder Kammer in den Hochofen zusammen mit dem Erze eingeführt werden. Zur Verdeutlichung der Erfindung wird als Beispiel in dem Folgenden unter Hinweisung auf die beiliegende Zeichnung, die eine für die Ausführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung darstellt, die Erfindung in ihrer Anwendung auf den Hochofenbetrieb beschrieben.

Auf der Zeichnung wird eine für die Erhitzung der Hochofengase und eine für die Reduktion der Kohlensäure zweckmäßige Vorrichtung, die mit einem Hochofen verbunden sind, im Durchschnitt gezeigt. Der Hochofen ist weiter mit einem elektrischen Schmelzofen verbunden.

ι zeigt eine für die Erhitzung der Hochofengase bestimmte Wärmekammer, die mit einem Kohlen enthaltenden Turm oder Schacht 2 verbunden ist, der durch Kanäle 6 und 7 mit dem Gestell eines Hochofens 10 in Verbindung steht. Von dem oberen Teil des Hochofens führt eine mit Exhaustor oder anderem Gebläse versehene Leitung 11 nach der Erhitzungskammer 1. Diese Erhitzungskammer enthält mehrere Reihen Heizkörper 8, welche aus rohrförmigen Körpern bestehen, die aus feuerfester Masse hergestellt und mit die Elektrizität schlecht leitender Masse (wie z. B. gepulverter Kohle, Schmirgel oder Karborundum) gefüllt sind. Wenn ein elektrischer Strom von genügender Spannung und Stromstärke durch die Masse geleitet wird, kann sie auf eine Temperatur von 1000⁰ bis 1500⁰ erhitzt werden, ohne daß Schmelzen eintritt. Die Heizkörper können selbstverständlich anstatt dieser an und für sich bereits bekannten von irgendeiner anderen geeigneten Bauart für Heizung mittels elektrischen Stromes sein. Die Heizkörper können entweder reihenweise oder parallel gekuppelt sein oder teilweise in Reihen und teilweise parallel. Um die durch die Erhitzungskammer strömenden Gase in innige Berührung mit dem Heizkörper zu bringen, sind in dieser Kammer quergehende Scheidewände 9 angeordnet, wodurch der Gasstrom im Zickzack durch die Kammer geleitet wird.

Die für die Zersetzung der Kohlensäure erforderliche Kohle wird nach Bedarf durch den abnehmbaren Deckel 3 in den Trichter 5 und von hier durch die drehbare Klappe 4 in den Schacht 2 eingeführt. Die aus der Kohle stammende Asche wird durch eine (nicht veranschaulichte) verschließbare Öffnung ausgezogen. Mit dieser Anordnung wird das Verfahren in folgender Weise ausgeführt:

Das Anblasen des Hochofens geschieht in gewöhnlicher Weise durch Beschickung des Hochofens mit Kohle und Erz und Einblasen von Luft. Die aus dem Ofen entweichenden, Kohlensäure enthaltenden Gase werden in der schon beschriebenen Weise durch die Kammer ι zwecks Erhitzung geführt, wo sie mit den zum Weißglühen erhitzten Heizkörpern 8 in Berührung kommen und dann in erhitztem Zustande durch die im Schacht 2 befindliche Kohle, wobei die Kohlensäure zu Kohlenoxyd zersetzt wird. Die in dieser Weise erhaltenen Gase, die reich an Kohlenoxyd sind, werden dann durch die Kanäle 6 und 7 und Formen in den Hochofen eingepreßt, wo das Kohlenoxyd die Sauerstoffverbindungen des · Erzes reduziert oder durch eingeführte Luft zu· Kohlensäure oxydiert wird. Die aus dem Hochofen entweichenden Gase, die verhältnismäßig reich an Kohlensäure sind, werden wieder durch die Erhitzungskammer 1 und den Schacht 2 geleitet und so fort, so daß ein ununterbrochener Kreislauf der Gase entsteht.

Da die Gasmenge während dieses Vorganges immer zunimmt, muß ein Teil der Gase aus dem Kreislauf abgezogen werden und kann für andere Zwecke (Heizzwecke) Verwendung finden.

Claims

Patent-Ansprüche:

I. Verfahren zum Erhitzen, Schmelzen oder Reduzieren von Erzen u. dgl. Stoffen, bei welchem die aus dem Schmelz- oder Erhitzungsofen, z. B. einem Hochofen, entweichenden,- Kohlensäure enthaltenden Gase zwecks Reduzierens der Kohlensäure zu Kohlenoxyd erst erhitzt werden und dann in erhitztem Zustande über oder durch eine Kohlenschicht geführt werden, wonach die in dieser Weise erhaltenen kohlenoxydreichen Gase, oder nur ein Teil davon, wieder in den Ofen hineingeführt

werden und so weiter im ununterbrochenen Kreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erhitzung der Kohlensäure enthaltenden Gase elektrisch erhitzte Heizkörper verwendet werden.
2. Vorrichtung zur Ausführung des in dem Anspruch ι angegebenen Verfahrens, bestehend aus der Vereinigung eines Hochofens oder eines anderen Schmelzofens mit einer Vorrichtung" zur Erhitzung der aus dem Ofen entweichenden, Kohlensäure enthaltenden Gase und einem Kohle enthaltenden Turm oder Kammer, welche Teile mittels geeigneter Leitungen miteinander so verbunden sind, daß die Gase in einem Kreislauf hindurchgeführt werden können, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erhitzung der Gase aus einer Kammer besteht, in der aus feuerfesten Stoffen hergestellte, elektrisch erhitzte Heizkörper angeordnet sind.
3. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkörper (8) aus in bekannter Weise hergestellten rohrförmigen Körpern aus feuerfester Masse bestehen, die mit Elektrizität schlecht leitenden, schwer schmelzbaren Stoffen, wie z. B. gepulverter Kohle, Schmirgel oder Karborundum, gefüllt sind, durch welche Stoffe zwecks Erhitzung der Heizkörper elektrischer Strom geleitet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.