DE1906231A1 - Waermebehandlungsanlage - Google Patents

Description

München, den 31.-Iv ,19:69 Mein Zeichen: «+12 - 617

Beschreibung zu der Patentanmeldung des Herrn ^v Elmer E* Strand", 59 East Sunset Avenue, Salt Lake City

Utah 84115, USA

betreffend

Wärmebehandlungsanlage

Die Erfindung betrifft eine Wärmebehandlungsanlage für kontinuierliche Zufuhr des zu behandelnden Gases»

Es ist seit langem wünschenswert, Metallerze bei genau eingehaltenen Temperaturen bestimmte Zeiten zu erhitzen» Bei der Wärmebehandlung mancher Erze ist es Z₀B₀ erforderlich, sie vor der eigentlichen Verarbeitung vorzuerhitzen oder zu trocknen oder sie als Teil desVerarbeitungsvorganges zu reduzieren,, Es sind daher eine Reihe öfen entwickelt worden für die Verwendung als Wärmebehandlungskammern für die Wärme·= behandlung von Erzen. Es gibt bisher jedoch hoch keinen Wärmereaktor, der sich für alle Arten von Wärmebehandlungen beliebiger Metallerze und anderer Stoffe verwenden läßt und der sehr hohe Temperaturen erzeugen und aufrechterhalten kann,

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ohne daß die Verbrennungsgase, die von demHeizmaterial aus- ; gehen, die behandelten Produkte ungünstig beeinflussen. -/.Bei ν-.;-.-sehr hohen Temperaturen können die Erze sehr ·schnell "-erhitzt ; werden und brauchen nur eine sehr kurze: Zeit.deriWärme ausge*· setzt zu seinο Die bisher bekannten WärmebehandiuBgsöfen sind* auch iaus anderen Gründen nicht aufriedenstellend-_e Manche^ die·": ^ ser bekannten öfen ermöglichen keine kontinuierliche Verar- , beitung, andere wiederum sind kostspielig .in-4er Herstellung _; , und im Betrieb, und wieder andere ermöglichen keine wirksame. · Handhabung der behandelten Produkte oder der nach der Wärmebehandlung zurückbleibenden Rückstände * Wieder andere ,öfen. er,-;, möglichen, keine s chnölle Erhitzung des Erzes» ·:-..; .·,» -.,-_, .--^ :l^xi, ■ ^Λ '-'■■'■"■-■ ■■:- ^;- -■-■-.-■■"■■.- ■■■:. "■-■-' '".^ i:-.·-- -.'.i:-:;^.- .: :"i?^7 -rr-y·-:^--?' Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine W^rmebehandlungsanlage zu schaffen, welche wirtschaftlich ,herzustellen und zu ■:■ betreiben ist und welche eine kontinuierliche und wirksame Er°i hitzung von Erzen auf die gewlirischte Reaktionstemperatur in:■-■«·:".".$ sehr kurzer Zeit ermöglicht und eine wirksame: Wiedergewinnuhg.*c der durch die Wärmebehandlung freigesetzten'Produkte ermöglicht,.

Die Wärmebehandlüngsaniage nach der: Erfindung umfaßt-Im^ wi&«ent·* liehen eine R^aktionskammspj öle aö^: einer Seite' einen perforierten Schirm bildet und an der anderen Seite einen Sammelraum. Im Abstand vöh^s dem perforierte» Sehirmist^r eine- impermeable Membran angeordnet, welche die;von Oberflächenbrennern an der gegenüberliegenden Seite der-Reaktibnskäinmer^: eraeugie Hitze überträgt und abstrahlt, jedoch einen Durchtritt von Verbrennungsgasen verhindert. Es sind ferner Einrichtungen zum Ausbreiten der zu behandelnden Stoffe j etwa-von Erz, ?in einer dünnen Schicht über dem perforierten Schirm vorgesehen» Der Schirm mit dem-darauf" befindlichen Material: gelängt" untere der undurchlässigen Membran^: während einer bestinmte'h^: Zeit hindurch ₀ Dabei werden Flüssigkeiten, Dämpfe und Feötstoffe/ ilie sich beim Erhitzen des Materials ergeben, entfernt und die nach der Wärmebehandluhg; Übrigbleibenden Rüökäi^hde f oVtfgiBhommeilii ^

8AD

Ea kann ein runder perforierter Schirm vorgesehen sein, der sieh dreht und auf den das zu behandelnde Material kontinuierlich gegeben wird, so daß es um eine zentrale Achse geführt wird, die von Oberflächenbrennern umgeben ist. Der nach def>-Wärmebehandlung zurückbleibende Röckstand wird von dem perforierten Schirm mittels einer Bürste und/oder Vakuum entfernt, während die durch die Erhitzung freigesetzten Stoffe durch den perforierten Schirm hindurchgelangen und leicht gesammelt werden können.

Das den Sammelraum bildende Gefäß ist von den Wänden der Kammer isoliert, so daß die von dem wärmebehandelten Erz abgegebenen Produkte nach Durchfallen des perforierten Schirms der gewünschten Temperaturänderung ausgesetzt werden₀ Die undurchlässige Membran wirkt als schwarzer Körper und absorbiert praktisch sämtliche Strahlungsenergie, die von oben darauf fällt, und gibt sie nach unten von ihrer Unterseite wieder an die dünne Schicht des darunterliegenden ausgebreiteten Materials ab, so daß dieses wirksam erhitzt wird.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben.

Figo 1 ist eine Seitenansicht einer Wärmebehandlungsanlage nach der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt längs der Linie <■ 2-2 von Figo 1, in teilweise gebrochener

Darstellung;

Fig_e 3 ist ein Vertikalschnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 2;

Fig. 3a bis 3c sind Schnittdarstellungen längs der Linien 3a, 3b bzw. 3c von Fig, 3;

Fir= «t bis 8 zeigen Vertikalschnitte längs der Linien «»-«* bis 8-8 von Fig« 3;

Fig_5iJ9 ist ein Horizontalschnitt längs der Linie 9-9 von Fig. 8;

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Fig. 10 ist ein Vertikalschnitt längs der Linie 10-10 von Fig. 8;

Figo 11 ist ein Vertikalschnitt längs der Linie 11-11 von Fig. 9, und

Fig„ 12 ist eine perspektivische Ansicht von drei gemeinsam verbundenen Wärmebehandlungsanlagen naeh der Erfindung.

Die in den Figuren dargestellte Wärmebehandlungsanlage 20 weist einen Einschiittrichter 21 zum Zuführen des zu behandelnden Materials auf sowie eine Luftfalle 22 und eine Rutsche 23 zum Abführen der Reststoffe.

Die Wärmebehandlungsanlage, im folgenden auch Reaktor genannt, ist durch Stützen 21 über dem Boden gehalten, welehe an einem Ring 25 nach unten gerichtet befestigt sind. Der Ring 25 be- \ steht aus rostfreiem Stahl, hat einen rechteckigen Querschnitt und ist hohl, kann jedoch auch aus anderen Stoffen und in anderer Gestalt hergestellt sein.

An dem Ring 25 ist ein konusförmiger Boden 26 mit seiner äußeren Kante und mit der Spitze nach unten gerichtet befestigt, so daß das darin befindliche Material die Neigung hat, unter dem Einfluß der Schwerkraft zur Sammelstelle 27 zu fließen, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Wand 28 des Bodens ist ah der Sammelstelle 27 nach innen gezogen und umgibt den mittleren Stab 29 dichtsitzendο Von der Wand 28 erstreckt sich ein Kragen 30 nach unten und innen und trägt ein Lager 31, auf ^iem eine Schulter des Stabes 29 ruht. Der Böden 36 kann auch konkav sein, eine Reihe miteinander gerader verbundener Wände haben öder ahn-, lieh beschaffen sein, ^: - ■ ·

Der Stab 29 erstreckt sich durch das Lager 31 nach unten und ist an der Stelle 32 mit äir ^b-^iebswelle 33 eines Untersetzungsgetriebes 3*f verbunden, dessen Eingangswelle mit einem Elektromotor 35 verbunden ist. Beim Betrieb des Motors 35 dreht sich

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der Stab 29 mit einer durch das Untersetzungsverhältnis des Getriebes 34 bestimmten Geschwindigkeit„

Das obere Ende des Stabes 29 ist in einem Lager 36 drehbar zentriert, welches von einer feststehenden Platte 37 am Boden eines mittleren Abgasschornsteines liegt.

An dem Stab 29 und unterhalb der Platte 37 befindet sich eine weitere Platte 39, die sich zusammen mit dem Stab drehte.

Von der zusätzlichen Platte 39 gehen radial gerichtete Stangen . »»0 aus, deren freie Enden auf einem Ring 25 und einem feinma- J schigen Sieb 41 aus rostfreiem Stahl ruhen, welches durch die Stangen 40 straff gespannt ist. Die Stangen 40 und das Sieb 41 drehen sich mit dem Stab 29 und befördern das zu behandelnde Erz unter einer Reihe Oberflächenheizbrenner 42 hindurch und unter eine undurchlässige Membran, wie weiter unten noch beschrieben ist.

Gemäß den Figuren 4 bis 7 wird das in dem Reaktor zu behandelnde Erz durch den Einfülltrichter 21 und ein oberhalb des Siebes Ul angeordnetes Gehäuseteil 43 eingefüllt und eingeebnet und gleichmäßig über das Sieb 41 ausgebreitet, wenn dieses sich unter einer Kante 43a bewegt, welche unter einem Wärmeisolierteil 44 befestigt ist, das von dem Gehäuseteil 43 herabhängt. Die { Kante 43a kann auch aus zwei Platten bestehen, wobei die eine gleitbeweglich in Bezug auf die andere einstellbar ist, so daß die Dicke der auf dem Sieb 41 ausgebreiteten Materialschicht eingestellt werden kann. Das Erz wird unterhalb der Heizbrenner 42 drehbewegt,und die Reststoffe gelangen unter eine weitere Kante 45, die von dem Gehäuseteil 43 herabhängt und aus einem wärmebeständigen Material hergestellt ist, an dem eine Bürste 46 mit den gegenüberliegenden Enden einer zentralen Welle in von der

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Platte 39 nach oben stehenden und an dem Ring 25befestigten Teilen 46a und 46b gelagert ist« Die spiralförmigen Borsten der Bürste reinigen das Sieb 41, so daß die Rückstände über eine Platte 46c geschoben werden, welche den Boden der nach Oben stehenden Teile 46a und die Oberseite des Ringes 25 miteinander verbinden«, Sodann gelangen die Reststoffe durch die öffnung 46b in die Ausstoßrutsche 23. Rückstände auf dem Sieb, die sieh noch hinter der Bürste 46 befinden, werden durch eine mit Schlitzen versehene Leitung 47 abgesaugt, welche an eine nicht dargestellte Vakuumquelle angeschlossen ist. Eine Rückwand23a der Rutsche 23 ertreckt sich in das Gehäuse 43 bis nahe an das Sieb 41, um Reststoffe zu blockieren, welche bis hinter die Bürste 46 gelangt sind, um diese in eine Lage zu bringen, daß sie von der Vakuumleitung abgesaugt werden können.

Das Gehäuseteil 43 ist nach innen bis an das innere Ende 43a verjüngt, welches außerdem ein herabhängendes Teil aus Wärmeisoliermaterial 48 aufweist, das auf dem nach oben gerichteten Teil 46 ruht und an diesem befestigt ist« Die Kanten 44 und 45 erstrecken sich von den Flanschen 50 bzw. 51 nach unten (Fig. 7) und ruhen auf einem in Fig. 3a dargestellten Ring 52, der einen inneren Kern 53 aus Wärmeisoliermaterial aufweist und eine L-förmige äußere Erzführung 54. Der Ring 52 ruht auf einer Dichtung 55 aus Wärme isoliermaterial, welche auf einem mit Gewindebohrungen versehenen Abstandsring 56 liegt, der oben am Ring 25 angeschweißt oder anderweitig befestigt ist und dessen Gewindelöcher die Enden der Schrauben 57 aufnehmen. Letztere werden durch die Flansche 50 und 51, die Kanten .** und 45, den Ring 52 und die Dichtung 55 nach unten gesteckt und in den Ring 56 eingeschraubt „ Das äußere Ende 43b des Gehäuseteiles 43 umfaßt ein herabstehendes Isolierteil 49, welches auf dem nach oben£_£ liegenden Teil 46b aufliegt und an diesem befestigt ist»

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An den Außenseiten der Seitenkanten 44 und 45 ist eine undurchlässige und im wesentliche feste Membran 58, z.B. aus dick mit keramischem Material CS 90 der Firma Litoid Corporation beschichtetem Kohlegewebe oberhalb des Abstandsringes 52 (Fig. 3a) und der Platte 37 (Fig. 3b) festgeklemmt und stramm im Abstand über das Sieb 41 gespannt. Oben an der Membran können Verstärkungsstangen mit annähernd dem gleichen Dehnungskoeffizienten wie das mit Keramikmaterial beschichtete Kohlegewebe befestigt sein, um die Membran zu verstärken und steifer zu machen«

Zur Herstellung der undurchlässigen Membran können auch andere Stoffe verwendet werden, wenn diese den Temperaturen und der Korrosion widerstehen, der die Membran ausgesetzt ist, und wenn sie die Eigenschaften eines schwarzen Körpers haben, so daß eine wirksame Erhitzung möglich ist.

Etwas oberhalb der Oberseite des Siebes 41 ist eine äußere Erzführuhg SH angeordnet zur Führung des Erzes, wenn dieses auf dem eich drehenden Stützsieb bewegt. Hinter der Erzführung befindet sich Isoliermaterial 53, welches eine unerwünschte Wärmeleitung von dem erhitzten Erz durch die Führung 54 zu dem Boden 26 verhindert. Die Dichtung 53 dient ferner als Schranke gegen eine Wärmeübertragung, und durch den hohlen Ring 25 fließendes Wasser bildet eine weitere Schranke gegen eine Wärmeübertragung in den Sammelraum.

Die undurchlässige Membran ist an ihrer äußeren Kante über den Ring 52 gespannt, und zwar durch zusätzliche Schrauben 57, welche nach unten durch ein Teil 59 ragen, das sich in dem Isolierteil 60 befindet, an dem die äußeren Enden der Heizbrenner 42 befestigt sind, sodann durch den Ring 52 und die Dichtung 55 und schließlieh in die Gewindebohrungen in dem Ring 54»

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An ihrer Innenkante umgibt die Membran 58 den zentralen Abgasschornstein 38 und ragt außen über diesen hervor und ist zwischen Isolierdichtungen 62 und 63 mittels durch den Ring 65, dieDiehV tungen und die Membran gesteckter Schrauben 64 eingespannt, wobei die Schrauben in die Gewindebohrungen der Platte 37 eingreifen.

Der Raum unterhalb der Membran 58 und oberhalb des Siebes 41 nimmt i· das zu behandelnde Erz auf und bildet die eigentliche Reaktions· kammer, während der Innenraum des Bodens 26 unterhalb des Siebes 41 als Sammelraum dient ο V-

Die in Fig. 3b dargestellte innere Erzftlhrung 66 weist im Abstand voneinander angeordnete Bohrungen 67 auf und umfaßt einen sich von der Platte 37 nach unten bis gerade über die Oberfläche des Siebes 41 erstreckenden Schenkel auf, so daß Sauerstoff oder Luft, die durch eine Leitung 68 in die Nähe der Platte 37 gelangen, durch die Bohrungen 67 gleichmäßig in die Reaktionskammer gelangen. Die Leitung 68 erstreckt sich in dem Abgasschornstein 38 nach oben und gelangt sodann durch die Wand des Schornsteines, wo sie an ein Gebläse 69 (Fig. 3) oder eine andere StröiHungsmittelquelle für ein Reduziermittel, etwa Luft oder Sauerstoff, angeschlossen ist. Die Strömung durch die Leitung 68 läßt sich mittels des Ventils 68a einstellen.

Die oben beschriebene Anordnung des Gehäuseteiles «+3 und der Membran 58 hat sich als befriedigend herausgestellt. Es sind jedoch noch «weitere andere Ausführungsfornen möglich. Z.B.kann die undurchlässige Membran zwischen Ringteilen festgeklebt sein, statt mit Schrauben festgespannt zu sein. Es ist lediglieh erforderlich, daß eine undurchlässige Membran in einer Lage oberhalb eines rotierenden Siebes oder einer ähnlichen perforierten Trägermembrari angeordnet ist und dajß Einrichtungen vorgesehen sind zum Zuführen von Erz auf das Sieb in einer dünnen Schicht und zum Entfernen der Rückstände des Erzes nach der Wärmebehandlung. Erforderlich ist

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auch, daß die Brennkammer gegen die Reaktionskammer abgedichtet ist, und zum leichteren Entfernen der durch die Wärmebehandlung gewonnenen Produkte sollten Einrichtungen zum Erzeugen einer Druckdifferenz an gegenüberliegenden Seiten des Tragsiebes angeordnet sein. ,

Um eine richtige Abstützung unterhalb der unter dem Sieb Hl liegenden Stangen »40 an Stellen, wo das Material erhitzt wird, zu erhalten, und wo das Material aufgebracht und die Oberreste entfernt werden, ist eine Platte 69 vorgesehen, die unterhalb dem Gehäuseteil 43 liegt. Die Platte 69 ist mit dem Ring 25 verschweißt und ruht auf einer Ringplatte 70, welche an dem Boden der Platte 39 befestigt ist und von dieser nach außen hervorsteht. Pie Platte 39 ™ wiederum ist an dem Stab 29 befestigt. Die Ringplatte 90 tragt alse das innere Ende der Platte 69 und gleitet unterhalb derselben beim Drehen des Stabes 29 und der Platte 39.

Das zu behandelnde Material, etwa Erz, wird über den Einfülltrichter 21 auf das Sieb 41 geschüttet, und wenn dieses sich dreht, gelangt das Material unter die undurchlässige Membran 58, von der eine bestimmte Wärmemenge abgestrahlt wird. Die Membran 58 erhält ihre Wärme von im Abstand davon angeordneten Oberflächenheizbrennern ···- 42, die oberhalb der Membran liegen.

Jeder Qberflächenheizbrenner (Fig» 8 bis 11) umfaßt einen unteren i Rahmen mit einem Kühlkreislauf aus hohlen, konvergierenden Seitenteilen 71 und 72, die an ihren Enden durch ein hohles Endteil 73 verbunden sind. Die anderen Enden sind weiter voneinander entfernt und sind durch ein hohles Teil 74 miteinander verbunden, welches inmitten seiner Länge eine Trennwand 74a aufweist ..-·-'■

Im Abstand zwischen den Endteilen 73 und 74 und in Verbindung mit den Seitenteilen 71 und 72 sind eine Reihe mittlerer, länglicher Hohlteile mit dreieckiger QuerSchnittsform. Jedes Höhlteil 75 ist

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an seinen Enden mit den Seitenteilen 71 und 7? vern«hweiEt_?. un3.., es. sind öffnungen 76 in den Enden vorgesehen₃ welche mit ö>ff- ,...,,_. nungen 77 in den Seitenwänden fluchten, so daß. die Innenräume dar* Zwischenteile mit den Innenräumen der Seitenteile, in Verbindung stehen. Die Zwischenteile 75 sind so angeordnet_s.daß.ihre S nach unten weisen und ihre Basisflächen einen kleinen Äbjsteiiid ν einander haben <r Die Seitenflächen der dreieckigen 2wischenteiXeL ^ bilden also Reflektoren für den weiter unten noch erläuterten Zweck. Unter den Scheiteln der Zwischenteile 75 ist ein Brenner- , schirm 78 fest ausgespannt, der beispielsweise aus eirissa mit keramischem Material bezogenen Drahtnetz oder Gewebe Gesteht und der; mit den Bodenflächen der Seitenteile 71 und 72 und der Endteile 73 und 7i» verbunden

An die Seiten- und Endteile des unteren Eahmens jedes Oberflächen» heizbrenners ist eine geschlossene ■ Haube 79 befestigt,, und es ist ein Fitting 79a im größeren Ende der Hautövorgesehen, der, zum Anschluß einer Brennstoffleitung 80 dient. Jeder Brennstoff? leitung 80 wird Gas von einer kleinen Verteilerleitung 81 (Fig, 10), welche sich um die Stützen 24 erstreckt, und durch ein Verbindungen rohr 82 zugeführt. Unterhalb der VerteilejJleitung 81 befindei:,sielt ein größeres Verteilerrohr 83, welches Luft führt, die mit dem Gas vermischt werden soll, bevor dieses Gemisch in die Haube ge-i führt wird. Die Luftverteilerleitung ist über ein Rohr 8% mit ψ jeder Brennstoffleitung 80 verbunden. Das Verhältnis von Luft zu ^ Gas läßt sich mit den Steuerventilen 85 und 86 in den Leitungen 82 bzw« 8i» einstellen, um einen maximalen Wirkungsgrad der Brenner ■zu erzielen« -...-;■ ".- -. . .-'..■->■' \-·>-^:ζ.- ;- . ^:.i '"'- ■;::■'. ■,■:■ ^:-l·. λ-^:/-.

Die in die Haube 79 eintretende Brennstoffmischung wird duriph kleinen öffnungen zwischen den Grundflächen der Zwischenteile 75 ';., und des Brennerschirmes 77 nach unten in die Brennkammer gedrückt, die zwischen dem Brennerschirm und der undurchlässigen Membran gebildet ist, wo die Verbrennung*an der Grundflache des Brenner* schirmes stattfindet. ^: *^:-""""-■

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Die Verbrennungsgase, die während der Verbrennung des Luft-Brennstoff gemisches entstehen, werden unmittelbar nach ihrer Entstehung durch Abzugsleitungen 87 (Fig. 10) abgeführt, welche in der Nähe jedes Heizbrenners 12 liegen; und gelangen in einen Abzugsschornstein 38, in den die Abzugsleitungen 87 münden. Die Abzugsschornsteine sind in der Zeichnung einzeln dargestellt und mittels Schrauben 87a an den Heizbrennern befestigt! es kann jedoch auch eine einzige Abzugshaube verwendet sein.

Die von den Brennstoff erzeugte Wärme wird an die undurchlässige Membran 58 abgegeben, da die kalten Seitenwände der. Zwischenteile. ale Reflektoren für die auf sie treffende Strahlungsenergie dienen und diese an die undurchlässige Membran zurückwerfen. Die (| Wärmeintensität wird weiterhin durch einen Rückstrahlschirm 88 · ' erhöht, der zwischen einem Isolierteil 89 ausgespannt und befestigt ist, der an dem Boden des fcrennersehirmes festsitzt, während letzterer wieder an den End- und Seitenteilen und an einem Winkelteil 90 befestigt ist. Der Rückstrahlschirm ist bei Oberflächenheizbrennern üblich und trägt wesentlich, zum Aufbau einer Glühtemperatur des Brennerschirmes bei. Dabei wirkt die undurchlässige Membran als schwarzer Körper, die die von dem Schirm und den Reflektoren auf sie fallende Strahlungsenergie absorbiert« Die undurchlässige Membran wird dadurch sehr heiß und strahlt Wärmeenergie von ihrer Unterseite auf das in der Reaktionskammer darunter vorbeigeführte Material aus. Zugleich werden die oberhalb der undurchlässigen Membran gebildeten Verbrennungsgase durch ' die Abgasleitungen 87 und den Abgasechornstein 38 abgeführt.

Um eine maximale Wirkung der Heizbrenner zu erzielen, sind die Zwischenteile 75 aus einem hochreflektierenden Material hergestellt» etwa aus rostfreiem Stahl oder poliertem Aluminium, und die undurchlässige Membran kann Temperaturen von 1700⁰C oder mehr widerstehen.

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Die Seiten-, End- und Zwischenteile werden durch hindurchfließendes Wasser gekühlt, so daß kein ungünstiger Einfluß der durch die Verbrennung erzeugten Temperaturen entsteht und ein Durchschlagen der Flamme verhindert ist. Außerdem reflektierensie _; Wärmeenergie an den Schirm und an die undurchlässige Membran« Das Wasser gelangt durch eine Einlaßleitung 91, die an einenFitting 92 angeschlossen ist₃ in eine Endkammer 7H an einer Seite der Trennwand 7iia und gelangt dann durch das Seitenteil 7I₈ das Endteil 73, das Seitenteil 72 und sodann durch den Auslaßfitting 93, der an dem Endteil 7U an der anderen Seite der Trennwand 7^a liegt, und schließlich in die Leitung 9⁴K Das Wasser läuft auch durch jedes Zwischenteil 7S von dem Seitenteil 71 su dem Seitenteil 72. Die Größen der Durchtritte durch das Endteil 73 und durch die Zwischenteile sind so bemessen, daß eine kontinuierliche Strömungdurch jedes dieser Teile gewährleistet ist.

Die Verwendung dicht nebeneinanderliegender Zwischenteile, durch die Brennstoff an den Brennerschirm gedrückt wird ₉ gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung des Brenngases über den Brennerschirm und gewährleistet eine richtige Zulauf geschwindigkeit des in die , Füllkam»er eintretenden Gases, welche zwischen den Zwischenteilen und dem Brennerschirm gebildet ist, so daß eine wirksame Verbrennung stattfindet. Da die Abstände zwischen den Zwischenteilen sehr klein sind und die Oberflächen der Zwischenteile gekühlt werden» bleibt der Brennstoff in der Haube verhältnismäßig kühl und wird beim Hindurehtreten durch die Zwischenteile auch noch gekühlt, so daß kaum die Gefahr eines Flamsaenrückschlages von des? Brennkammer in die Vorratskammer besteht, die zwischen den Zwischenteilen, den End- und Seitenteilen sowie dem Brennersehirm gebildet --istν Die Verbrennungsgase sind beim Entweichen verhältnismäßig künl.Öie Strahlungsenergie wird auf und durch den Brennerschir® und dtirehdie undurchlässige Membran reflektiert, so daß das darunter· vorbeilaufende Haterial intensiv erhitzt wird.

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Der Brennstoff in der Ftillkammer und innerhalb der Haube ist weiter gegen eine Rückzündung gesichert durch Schichten von Isoliermaterial 95, welche zwischen den Außenwänden der Teile 71 und 72 und den Abgasleitungen 87 liegen* Dadurch wird verhindert, daß das Wasser in den Teilen 71 und 72 erhitzt wird, so daß auf diese Weise eine kontinuierliche wirksame Kühlung der Zwischenteile 75 durch Wasser erreicht wird.

Anstelle des oben beschriebenen Oberflächenheizbrenners lassen sich natürlich auch andere Heizvorrichtungen zum kontinuierlichen Erzeugen von Wärme verwenden, beispielsweise die Vorrichtung nach dem USA-Patent Nr, 3,U24,811, natürlich nach entsprechender Anpassung an die Anlage, so daß die Heisvorrichtung, über dem sich drehenden Sieb m des Reaktors zu liegen kommt«

Die Wassereinlaßleitung 91 jedes Heizbrenners ist mit einer Wasserverteilerieitung 96 verbunden und weist ein Steuerventil 97 aufο Die Wasserauslaßlextung 9t jeder Heizvorrichtung ist mit dem Innenraum des Ringes 95 verbunden, welcher wiederum eine Trennwand 98 aufweist. Das aus dem Ring 25 an einer Seite der Trennwand 98 austretende Wasser gelangt durch die Kühlwindungen 101 eines Wärmetauschers 99 und durch Leitungen 102 einer Kühleinrichtung 100, bevor es wieder an der anderen Seite der Trennwand 98 in den Ring 25 geleitet wird»

Das Kühlwasser fließt also ständig durch ein geschlossenes System mit den Rohrleitungen 25, 91, den Seiten-, End- und Zwischenteilen des Heizbrenners, die Leitung S2₉ den Ring 25, die Leitung 101, die Kühlwindungen des Wärmetauschers 99, die Kühleinheit und die Leitung 102* Das Wasser dient als Kühlung und/oder als Wärmeübertragungssehranke für das Bodenteil, die Heizbrenner und den Wärmetauscher, bevor es wieder in die Kühleinrichtung geleitet wird,

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Durch die Seitenwand 28 des Basisteiles 26 erstreckt sich in die Sammelkammer ein Standrohr 103 nach oben, .welche innerhalb des Basisteiles gebildet ist» Das andere Ende des Standrofees 103 ist mittels einer Leitung 1OU mit der Einlaßseite des "WSr-? ..V metauschers 99 verbunden, dessen andere Seite mit dem Einlaß einer Pumpe 105 verbunden ist.

Die von dem wMrmebehandelten Material abgegebenen Gase werden *·. durch das Standrohr 103 abgeführt und durch den Wärmetauscher 99/gekühlt. Die Pumpe 105 fördert die Gase dann an die gewünschte Stelle. Der zwischen der Reaktionskammer und der SasMie!kammer vorhandene Druckunterschied is-t-v'be§€rebt_s die durch-di®-Wärme--·-- ... behandlung freigesetzten Produkte durch das Trogsisb in die darunterliegend® Sammelkammer au drücken„

Flüssigkeitenj di© durch das Tragsieb Ul nach unten.gelangen, oder die durch Kondensation von durch das Sieb 41 hindurohgetretenen Gasen gebildet werden, laufen an der inneren Oberfläche der Wand 28 bis aur tiefsten Stelle derselben und werden dort durch eine Leitung 106 herausgeführt, die sich-durch, die WancTin einer Ebene mit dem Boden eret-reekt.; und in einen S&tea® !behalte» ■ 106b. Nötigenfalls läßt sich eine Pha&entx>emnmg*..-d@r. Flüssigkeiten durchführen. Zur Gewinnung von Quecksilber beispielsweise₉ die durch Oxydieren von Zinnobererzen erfolgt, bewegt sieh das schwerere Quecksilber durch Schwerkraft zu der unter.stsn Stelle 28 in dem Basisteil und gelangt dann in die Leitung 106, Diese Lei|ung weist einen nach oben gerichteten Bereich auf,der» eine Falle für Quecksilber bildet, und der es an dem Bodenteil auf einem Niveau hält, welches höher liegt als die niedrigste Stelle desselben. Das von dem wärmebehandelten Erz freigegebene Wasser sammelt sieh oberhalb des Quecksilbers an und wird durch eine weitere Leitung 107 vom Boden abgeführt, welche an einer Stelle gerade oberhalb des Quecksilberniveaus und der öffnung der Leitung 106 in den Boden eintritt.

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BAD ORJGfNAL

Auf einer Tragplattform 109 ist ein Motor 108 angeordnet, der die Bürste U6 kontinuierlich antreibt. Die Tragplattform ist an einer der Stützen 2t befestigt. Der Motor ist über einen Riemen 110 mit der Bürste U6 verbunden, wobei der Riemen um Riemenscheiben an der Welle des Motors einerseits und der Welle der Bürste andererseits geführt ist.

Auf einer ähnlichen Tragplattform 112 befindet sich ein weiterer Motor 11}» der das Innenteil 113 (Fig. 6) der Luftverriegelung 22 kontinuierlich antreibt, welche in der Abfuhrrütsehe angeordnet ist. Das Innenteil 113 ist »it vier Schaufeln .111" versehen, welche sich von einer zentralen Achse 115 radial nach außen erstrecken. Die Schaufeln sitzen dicht anschließend, jedoch drehbar innerhalb eines Gehäuses 116 und bilden vier Kammern 117 bis 120 zwischen sich. Die Achse 150 erstreckt sich durch das. Gehäuse 11& und wird durch den Motor 111 über einen Riemen 121 und Riemenscheiben auf der Motorwelle und der Achse angetrieben« Beim Drehen der Achse werden die Kammern nacheinander in eine solche Stellung gebracht» daß sie das von der Bürste i*6 in die Einlaßöffnung HSd geschüttete Restmaterial aufnehmen und bei der Bewegung in die Abfuhrrutsche 23 drücken» wobei die Abdichtung ständig bestehen bleibt. Von der Rutsche gelangt das Material in die Reaktionskammer, Wenn also Luft in die Reaktionskammer geführt werden soll, kann dies in genau dosierten Mengen durch die Leitung 68 geschehen. Die Eigenschaften des Verfahrens, für das der Reaktor -verwendet wird, hängen davon ab, ob Luft oder ein Redusierraittel eingeführt werden.

Der Antrieb der Achse 115 über einen Riemen 121 und durch den Motor 111 kann natürlich auch anderweitig ausgebildet sein.

Der oben beschriebene Wärmereaktor läßt sich für eine Vielzahl von Verfahrensarten verwenden. Da sich die Bewegungsgeschwindigkeit

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der zu behandelnden Erze leicht ändern läßt, indem die Drehzahl des Stabes 29 geändert wird, und da sich die von den Oberflächenheizbrennern erzeugten Temperaturen leicht regeln lassen und sehr hoch sein können, läßt sich die Wärmebehandlungsanlage nach der Erfindung für vielfältige Zwecke verwenden. Sie läßt sich z.B₀ zum Calcinieren, Reduzieren, Oxydieren, Rösten von SuIfiden oder zum Trocknen von Stoffen verwenden»

Der Reaktor ist sehr wirksam, da das zu behandelnde Material in einer dünnen Schicht ausgeweitet wird, so daß sämtliche Teile desselben schnell und wirksam erhitzt werden, und da sämtliche Strahlungsenergie von flachen Oberflächen auf das zu behandelnde Material abgestrahlt wird. Es entstehen daher nur geringe Wärmeverlust β, und die Wärmebehandlung läßt sich mit minimalem Zeitaufwand durchführen. r

Es ist einfach, das Basisteil 26 derart zu ändern, daß sich die verschiedensten Arten von Produkten bei der Wärmebehandlung wiedergewinnen lassen* Bei der Behandlung von elementarem Schwefel läßt sich Schwefel in kristalliner Form als Schwefelblume gewinnen, und zwar offensichtlich wegen der in der ßeaktionskammer erzeugten Temperaturen und wegen des Temperaturgradienten und der Druckdifferenz zwischen der Reaktionskammer und der Sammelkammer. Obwohl sich die genaue Stelle, an der die Umwandlung stattfindet, nicht beobachten läßt, kann man doch die Sublimierung des Schwefels beobachten, wenn dieser durch das perforierte Tragsieb gelangt, auf dem der zu behandelnde Stoff ausgebreitet ist.

Gemäß Fig. 1 ist in der Wand 28 des Basieteiles 26 eine Tür 122 vorgesehen, die eine periodische.Entfernung des festen Schwefels ermöglicht. Es kann auch ein mechanischer Schaber vorgesehen

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sein (nicht dargestellt), um den Schwefel von der Wand 28 abzuschaben, so daß dieser sich leichter sammeln läßt» oder das Basisteil des Gefäßes kann erhitzt werden, um den Schwefel zu schmelzen, so daß dieser durch Schwerkraft abfließt» Eine weitere mögliche Variante besteht darin, Schwefel dadurch abzuführen, daß ein kontinuierlicher Wasserstrom entlang den Innenwänden des Basisteiles geführt wird, um den festen Schwefel mitzunehmenc Die Trennung von Wasser und Schwefel könnte dann durch mechanische Separatoren erfolgen -_t und das Wasser wird sodann wieder zurückgeleitet. Ein ähnlicher Wasservorhang läßt sich zum Sammeln und Abführen, anderer Stoffe verwenden,

Es können übliche Sicherheitseinrichtungen (nicht dargestellt) vorgesehen sein zum automatischen Abschalten der Gas-, Luft- . oder Wasserströmung, wenn anomale Bedingungen in der Wärmebehandlungsanlage auftreten.

Fig. 2 zeigt, in welcher Weise drei Reaktoren 20 nach der Erfindung miteinander zu einer größeren Anlage von erhöhter Kapazität verbunden werden können»■"

Dabei ist ein einziger Einfülltrichter 125 zur Aufnahme des zu behandelnden Materials vorgesehen, der dieses in die einzelnen Zuführungsleitungen 21 abgibt» Die zentralen Abgasschornsteine der drei Reaktoren sind mit einem einzigen größeren Abgasschornstein 126 verbunden, und die ausgestoßenen Gase lassen sich zur Vorwärmung des durch den Trichter 125 eintretenden Materials verwenden *

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Claims (1)

1. P a t ent a ns ρ r Ü c h e

   Io Wärmebehandlungsanlage, g e k e η η ze I /e h η e $ _v;? durch ein Sieb (Ui) zur Aufnahme des zu behandelnden Mate?_;» rials, durch wenigstens einen Oberflächenheizbrenner (^2), der im Abstand von der das zu behandelnde Material tragenden Oberfläche des Siebes (41) angeordnet ist» durch eine undurchlässige, jedoch wärmeabsorbierfähige Hembräii C58), die dichtsitzend zwischen jedem Heizbrenner und döffi frag* · sieb angeordnet ist, durch eine Zuführvorrichtung C215 zum Zuführen des zu behandelnden Materials auf das Trägsieb (41), durch eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen des Tragsiebes V an der undurchlässigen Membran vorbei, durch eine Äbzugsein* richtung zum Abführen der während der Wärmebehandlung aus dem behandelten Material freigesetzten Produkte, durch eine Abzugseinrichtung (38) zum Abführen der Verbrennungsgase, und durch eine Einrichtung (*f6) zum Entfernen der nach der Wärmebehandlung zurückgebliebenen Restprodukte *

   2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Dichtung vorgesehen ist zum Abdichten der zwischen der undurchlässigen Membran (58)-und. dem Tragsieb («*1) gebildeten Reaktionskammer gegen Luftzutritt und durch eine Einrichtung zum Zuführen von Zusatzströmungsmitteln in die Reaktionskammer₀

   3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn -

   ζ e i c h η e t ,daß die Wände der zwischen den Heizbrennern und der undurchlässigen Membran liegenden Brennkammer und die Wände der Reaktionskammer wärmeisoliert sind.

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   4. Anlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Oberflächenheizbrenner jeweils einen Brennerschirm (78) aufweisen, an dessen Oberfläche die Verbrennung stattfindet, daß hinter dem Brennerschirm ein Reflektorschina (75) angeordnet ist, der mit dem Brennerschirm eine Füllkammer bildet, von der aus die Brennstoff mischung an die außenliegende Oberfläche des Brenner·* echirmes tritt, daß im Abstand von dem Brennerschirm ein Rückstrahlschirm angeordnet ist, daß ein Zwangskühlsystem vorgesehen ißt zum Kühlen der Reflektoroberfläche an der der Füllkammer gegenüberliegenden Seite, und daß die Füllkammer mit einer Brenngaszuführung verbunden ist.

   5. Anlage nach Anspruch 1 bis U, dadurch g e k e η η ze ichnet , daß das Trag sieb .(Hl) durch eine Reihe Stangen (*fO) abgestützt ist, die sich von einem zentralen Stab (29) nach außen erstrecken, und daß der Stab (29) mit einem Antriebsmotor gekuppelt ist.

   6. Anlage nach ^Anspruch 1 bis 5, dadurch g e k e η η ~

   ζ e i c h η e t , daß die Einrichtung zum Aufnehmen der durch Wärme freigesetzten Produkte einen unterhalb des Tragsiebes liegenden Bodenbehälter (26, 28) umfaßt.

   7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenbehälter trichterförmig ausgebildet ist.

   8. Anlage nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Entfernen der Restprodukte eine Schabevorrichtung (46) aufweist, die mit dem Tragsieb (M.) zusammenwirkt, und daß eine Schleuse (113 bis 116) vorgesehen ist, durch die die Restprodukte nach außen ge fördert werden, ohne daß Luft zurückfluten kannο

   1 124.

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   9*. Anlage nach Anspruch 5 und 6 bis 8, dadurch g e k e η η ·? zeichnet, daß das Basisgefaß (26,28) oben offen ist und daß das Tragsieb (Ul) auf der Oberseite des Behälters beweglich aufliegt« - ' v-:-.'.. ■ '

   ΙΟ» Anlage nach Anspruch 6 bis 9, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das Basisgefäß (26,28) an der obenlie*- genden Kante einen Kühlwasser führendenHohlring (25) aufweist und daß die undurchlässige Membran und die Öberfiächenheizbrenner an diesem Ring befestigt sind.·; ■-.",■,-;..;. ^v-; V~ ^:-v.V ^: ^":^{;; ;} ; '

   11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch ge k e η η ζ e i c h net, daß das Basisgefäß (26,28) mit dem Hohlring (25) : dicht verbunden ist» ^- ; _r

   12c Anlage nach Anspruch 4 bis 11^ dadurch ge k en η zeichnet , daß das Zwangskühlsystem: an den Wasser führenden Hohlring angeschlossen ist«

   13, Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwangskühlsystem einen Wärmetauscher (99) und ein Kühlsystem (100) aufweist sowie eine Einrichtung zum Umwälzen des Kühlwassers. ^

   14o Anlage nach Anspruch 1 bis 13, dadurch g e k e η η — : ζ e i c h η et, daß ein Standrohr (1Ö3) in das Basisgefäß (26,28) hineinragt zum Abziehen von Gasen aus dent Jnnenraum des Bodenbehälters, daß ein Standrohr (103) mit dem Wärmetauscher (99) in Verbindung steht, und daß eine !»umpeinrichtung (105) vorgesehen ist zum Absaugen von Gasen durch das Standrohr Über den Wärmetauscher„ /

   15«, Anlage nach Anspruch 1 bis IU, dadurch ge k en η ^ ζ e i c h η et , daß an der tiefsten Stelle des Basisgefäßes eine Abzugseiririchtung (106, 107) vorgesehen ist.

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   16. Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugseinrichtung eine Leitung (106) für schwerere Flüssigkeiten aufweist, deren offenes Ende im wesentlichen auf dem Niveau des unteren Teiles des Basisgefäßes liegt und das eine Falle enthält, und daß oberhalb der Mündung der Leitung (106) eine weitere Leitung zum Abziehen leichterer Flüssigkeiten mündetο

   17, Anlage nach Anspruch 1 bis 16, dadurch g e k e η η zeichnet , daß sie rotationssymmetrisch ausgebildet ist =

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