DE556455C

DE556455C - Verfahren und Vorrichtung zum Erhitzen von Stoffen

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Publication number: DE556455C
Application number: DEH107900D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1925-09-05
Filing date: 1926-09-05
Publication date: 1932-08-10

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Erhitzen von Stoffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erhitzen von Stoffen mit Hilfe einer mit den Stoffen in unmittelbare Berührung kommenden heißen Flüssigkeit oder geschmolzenen Masse, wie es zur Reinigung, Verdampfung, Konzentration, Destillation oder Zersetzung verschiedener Substanzen angewendet wird. Bei den bekannten Verfahren dieser Art wird das zu behandelnde Gut in eine von außen beheizte geschmolzene Masse eingespritzt.
Demgegenüber besteht das Verfahren nach der Erfindung darin, daß das zu behandelnde Gut über die Oberfläche eines Heizbades hinweggeführt wird, das durch die Flamme oder die Gase eines Tauchflammbrenners erhitzt wird, wobei die Verbrennungsprodukte des Brenners durch eine Trennwandung außer Berührung mit dem über die Oberfläche der heißen Flüssigkeit oder geschmolzenen Masse strömenden Gut gehalten werden.
Durch dieses Verfahren wird eine wesentlich wirkungsvollere Hitzebehandlung als durch die eingangs angedeuteten bekannten Verfahren erzielt. Einmal wird durch das Eintauchen des Brenners in die geschmolzene Masse eine außerordentlich große Heizfläche geschaffen, zum andern verursacht das Eintauchen des Brenners in die geschmolzene Masse einen selbsttätigen Umlauf der Masse infolge der emporsteigenden Verbrennungs. produkte.
Eine Verunreinigung des Behandlungsgutes durch die von dem Brenner herrührenden Verbrennungsprodukte kann nicht vorkommen, da diese an einer Stelle der Oberfläche der geschmolzenen Masse übergeführt wird, die nicht von dem über die Oberfläche der geschmolzenen Masse geführten Behandlungsgut bedeckt ist.
Stoffe, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung behandelt werden können, sind z. B. starke Ätznatronlösungen7 Öl, Teer oder Pech oder feste Stoffe in zerteilter oder pulverisierter Form, wie Sägemehl, metalldurchsetzte Erze, Kohle, Torf, Vegetabilien und Abfälle.
Weitere Einzelheiten gehen aus der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung wiedergegebener Ausführungsbeispliele hervor.
Es zeigen: Abb. I einen senkrechten Mittelschnitt durch einen Behälter nach der Erfindung, insbesondere zur Behandlung von Ätznatron, Abb. 2 einen waagerechten Schnitt nach der Linie II-II der Abb. I, Abb. 3 eilen waagerechten Schnitt eines Bruchstückes nach der Linie III-III der Abb. I, Abb. 4 einen unregelmäßig verlaufenden Schnitt eines Bruchstückes nach der Linie IV-IV der Abb. 2, Abb. 5 das obere Ende eines in den vorhergehenden Abbildungen dargestellten Behälters, der über einem drehbaren Feuerungsrost angeordnet ist und eine mechanische Einrichtung zum Heben und Senken des Deckels und der damit zusammenhängenden Teile besitzt. Abb. 6 zeigt einen senkrechten Schnitt einer abgecinderten Ausführungsform, nach der die Flüssigkeit in einer seitlichen Auskragung des Behälters behandelt wird, und Abb. 7 eine Draufsicht im Schnitt auf den Behälter nach Abb. 6.
In den Abbildungen bezeichnet a einen Behälter, der zur Aufnahme einer Heizflüssigkeit, beispielsweise geschmolzenem Blei, bestimmt ist. Der Behälter ist bis zur Linie X-N : mit der Heizflüssigkeit angefüllt.
Der obere Teil des Behälters besitzt einen größeren Durchmesser als der untere Teil.
Das Bad wird durch eine Feuerung beheizt.
Rippen a' sorgen für geeignete Verteilung der Wärme. Die Erwärmung während des Betriebes wird durch einen Tauchbrenner ausgeführt, der insbesondere zur Erzeugung des Umlaufes der Heizflüssigkeit bestimmt ist. Ein Umlaufrohr b ist senkrecht und in der Mitte des Behälters a mit Hilfe eines Ringes c angebracht, der auf einen Ansatz des Behälters a sich stützt. Radiale Rippen c' verbinden den Ring c mit dem Umlaufrohr b.
Der obere Teil des Rohres b ragt über die eine Mulde d hervor, die durch die Rippen c' gehalten wird. Die Mulde ist in geeigneter Entfernung iiber dem Boden des mit größerem Durchmesser versehenen Behälterteiles angeordnet. Auf der Mulde d befindet sich ein nach oben ragender zylindrischer Teil e, der in seinem unteren Teile Öffnungen t besitzt. Das obere Ende des Behälters wird durch einen Deckel g abgeschlossen, der mit einem inneren, entfernbaren Teil g' versehen ist. Der Deckel stützt sich mit einem Flansch g" auf Schultern von nach innen hervorragenden Rippen Ji der Wandung des oberen Behälterteiles. Deckel g ist weiterhin noch mit einem inneren konzentrischen, nach unten gehenden Flansch gS ausgerüstet, und zwischen der äußeren Wandung g2 und der inneren Wandung gS ist noch eine Zwischenwand g4 angebracht. Aus Abb. 2 geht hervor, daß das eine Ende der Zwischenwand? bei g5 mit der Innenwand g3 verbunden ist, und daß das andere Ende bei g6 in die äußere Wand g2 übergeht. In der Abb. 2 bezeichnet j einen Einlaß für das Eindampfgut; z. B. Ätznatron, und k einen Auslaß. Zwischen dem Einlaß j und dem Auslaß k wird durch die Wände g2, g8, g4 eine Spiralführung des Eindampfgutes bewirkt (vgl. die eingezeichneten Pfeile).
Auf der Oberfläche X-X der Heizflüssigkeit, z. B. Blei, ruht eine Schicht von Atznatron bis zur Höhe Y-Y. Ein Tauchlarenner erhält das Blei flüssig. Durch die Mischung mit den Verbrennungsgasen wird die in dem den Brenner umschließenden Rohr enthaltene Materialsäule erleichtert. Die Folge davon ist, daß das geschmolzene Blei in Umlauf versetzt wird, indem es in dem inneren Rohr b emporsteigt, den oberen Rand überflutet und in die Mulde d abströmt. Der Bleistrom . wandert durch die Öffnungen t der inneren Wand e, so daß über dem äußeren Teil der Mulde d eine ruhig fließende Schicht von geschmolzenem Blei sich befindet. Der Bleistrom verläuft dann iiber den Außenrand der Mulde zu dem kleineren Behälterteil, von wo aus das Blei durch das Rohr b, wie bereits erwähnt, aufsteigt. Das Ätznatron, das in 50 Ol,iger Lösung bei j zugeführt wird und das beispielsweise nach einem elektrolytischen Verfahren hergestellt ist, wird in Spiralwindungen vermittels der in das Blei eintauchenden Wände g9, g9 und g4 über die in Mulde d befindliche Bleischicht hinweggeführt. Die Endkonzentration des behandelten Materials kann in der Weise vorherbestimmt werden, daß man eine bestimmte Weglänge für das zu behandelnde Gut vorsieht, oder daß in geeigneter Weise die Geschwindigkeit eingestellt wird. Die Hitze des Bleibades bewirkt die Entwässerung des Ätznatrons, das den Auslaß k in geschmolzenem Zustande verläßt.
Die entstehenden Dämpfe entweichen durch den Abzug lt nach Abb. 2. In den Abbildungen stellt o ein Tauchbrennerrohr dar, das im Innern des Deckelteiles g' angebracht ist und genügend weit in das Bad eintaucht. Der kreisringförmige, glockenartig ausgebildete Deckelteil g' erstreckt sich völlig über den von der Wand e eingeschlossenen Raum.
Die Verbrennungsprodukte des Tauchbrenners steigen innerhalb des Rohres b mit dem Bleistrom empor und trennen sich von dem letzteren in dem Zylinder e, strömen darauf in die Höhlung des Deckelteiles g' und entweichen durch die Leitung, die durch die Öffnung p in der Mulde m geführt ist, tund ein mit dem Rohrflansch I verbundenes Rohr.
Da die unteren Teile der Wände e und g3 durch das Bleibad abgeschlossen sind, können die Verbrennungsprodukte nicht mit der auf der Badoberfläche entlang strömenden Atznatronschicht in Berührung gelangen. Eine Haube r bewirkt, daß etwa nach oben mitgerissene Bieiteilchen zurückgehalten werden.
In Abb. I bezeichnet s ein Befestigungsmittel zur Sicherung des abnehmbaren inneren Deckelteiles g' auf dem Deckelteil g.
Abb. 5 zeigt den Behälter a über einem drehbaren Feuerungsrost t angeordnet. Seitlich ist ein Kran lt vorgesehen, durch den der Deckel g, g' gehoben und gesenkt werden kann. Eine Flanschöffnung w ist an dem Trog d zur Führung des Rohres v angebracht. Das Ätznatron wird dem Rohr v unter genügendem Druck zugeführt, da mit es in dem Rohr v emporsteigt und den Oberrand der Öffnung j überflutet. In den Abb. 2 und 4 stellt k die oeffnung des oberen Endes eines gebogenen Rohres x dar. k ist über dem Normalspiegd des ätznatron gelegen. Die Mündung des Rohres x ist mit einer Überval kappe y aus widerstandsfähigem Metall oder einem ähnlichen Material versehen. Die Kappe X ist durch eine Einstellschraube z zu verstellen, so daß die Hohe des Überfallrandes am Auslaß den Verhältnissen entsprechend verändert werden kann. In den Abb. I und 2 bezeichnet 10 einen Auslaß für die von dem drehbaren Feuerungsroste herkommenden Verbrennungsprodukte.
In dem Ausführungsbeispiel der Abb. 6 und 7 ist an dem Behälter a eine seitliche Erweiterung angebracht, die eine Art Trog 2 darstellt, der an einem Ende mit dem Behälter in Verbindung steht. Eine waagerechte Teilfl « : iche 3 erstreckt sich von der zylindrischen Wand e bis in die Nähe des äußeren Endes des Troges 2. Durch diese Teilfläche ist ein Rohr 4 geführt, das als Einlaß für das ätznatron oder das zu behandelnde Material dient. Heißes geschmolzenes Material, das in dem Behälter a in der Weise, wie bereits beschrieben worden ist, erhitzt wird, überflutet den oberen Rand des Umlaufrohres b und strömt durch eine Offnung oder Öffnungen 5 der zylindrischen Wand e in den über der Teilfläche 3 befindlichen Raum. Die heiße Masse fließt dann über das Ende der Teilfläche 3 hinweg und kehrt unterhalb der letzteren zu dem Behälter a zurück, worauf der Kreislauf durch das Rohr b ? wieder fortgesetzt wird. Innerhalb des Troges 2 ist ein mit einem Randteil 6a versehener Deckel 6 vorgesehen. Der Deckel ist dabei so angebracht, daß die unteren Randteile unter den Spiegel X-X der erhitzten Masse reichen. Der Deckel besitzt einen als Auslaß für das Ätznatron dienenden Rohrstutzen 7. Da das Ätznatron über die erhitzte Masse von dem Einlaß 4 bis zu dem Auslaß 7 hinwegströmt, erfährt das Ätznatron eine genügend lange Hitzebehandlung.
Der Deckel G bzw. die Teilfläche 3 werden zweckmäßig mit Leiil:örpern versehen, um das Ätznatron durch den Trog g in zickzack- oder schlangen artiger Form hindurchtufüEren.
Die vorbeschriebenen Vorrichtungen dienen zur fortlaufenden Erzeugung von Ätznatron in entwässertem Zustand. Die Vorrichtungen arbeiten so vorteilhaft, daß ein Apparat geringer Größe mehr erzeugt als eine Batterie von mehreren großen, gewöhnlich offenen Ätznatrontöpfen, die nur absatzweise betrieben werden können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Erhitzen von Stoffen mit Hilfe einer mit den Stoffen in unmittelbare Berührung kommenden heißen Flüssigkeit oder geschmolzenen Masse, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Gut über die Oberfläche eines Heizbades hinweggeführt wird, während das letztere durch die Flamme oder die Gase eines Tauchflammbrenners erhitzt wird, wobei die Verbrennungsprodukte des Brenners durch eine Trennwandung außer Berührung mit dem über die Oberfläche der heißen Flüssigkeit oder geschmolzenen Masse strömenden Gut gehalten werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Gut einen langgestreckten, beispielsweise einen spiralig gewundenen Weg durchläuft, während für die Verbrennungsprodukte über der Oberfläche des Heizbades ein abgeschlossener, nur mit einem Auslaß für die Verbrennungsprodukte versehener Raum vorgesehen ist.
3. Verfahren nach den Ansprüchen I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Gut während seiner Strömung über die Oberfläche des Heizbades gegen Berührung mit der Atmosphäre und mit den Verbrennungsprodukten gesichert ist.
4. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizbad in ständige Umlaufbewegung durch die Anordnung des Tauchflammbrenners innerhalb eines Umlaufrohres (b) versetzt wird.
5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen I bis 4, gekennzeichnet durch ein Heizbad, in dem ein Tauchflammbrenner angeordnet ist, ein diesen umgebendes Umlaufrohr sowie einen in das Heizbad eintauchenden Deckel, der an der Oberfläche des Bades einzelne voneinander getrennte Räume schafft.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Einlaß- (j, 4) und Auslaßrohr (k, 7) für das zu behandelnde Gut oberhalb der Badoberfläche so angeordnet sind, daß das zu behandelnde Gut in einer bestimmten Schichtstärke über das Heizbad hinweggeführt wird.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Auslaßrohr (k) eine regelbare Überfalleinrichtung (y) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsraum für das Eindampfgut spiralförmig (g2, g3, g4) oder zickzackförmig ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine ringförmige Mulde (d) das Umlaufrohr (b) oberhalb des Bodens der Vorrichtung, jedoch innerhalb des Bades umgibt.

Io. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner an dem Deckel angebracht ist, der mit einem ringförmigen, glockenartigen Ansatz (r) zur Sammlung der Verbrennungsprodukte versehen ist, die durch ein Rohr abgeführt werden.