DE585543C - Schachtofenanlage zur Behandlung von festen Stoffen mit Gasen - Google Patents

Schachtofenanlage zur Behandlung von festen Stoffen mit Gasen

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DE585543C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/02Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces with two or more shafts or chambers, e.g. multi-storey
    • F27B1/04Combinations or arrangements of shafts

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Description

  • Schachtofenanlage zur Behandlung von festen Stoffen mit Gasen Bei Reaktionen zwischen festen Stoffen und Gasen ist es von großer Bedeutung, daß die Gase möglichst direkt mit der gesamten Oberfläche der festen Stoffe in Berührung kommen. Am besten ist dies dadurch erreicht worden, daß man die Gase durch das geschichtete feste Material hindurch hat strömen lassen. Da die festen Stoffe indessen meistens längere Zeit brauchen,- um sich mit den Gasen vollständig umzusetzen, ist der übliche Schachtofen mit hohem Schacht entstanden als die einfachste und in vielen Fällen die beste Vorrichtung zu dem genannten Zwecke. Obwohl das Prinzip des Schachtofens demnach rein theoretisch als ein ideales für die Ausführung von Reaktionen zwischen Gasen und festen Stoffen anzusehen ist, ist nichtsdestoweniger das Anwendungsgebiet dieser Ofenbauart praktisch sehr eingeschränkt worden. Dies. ist auf verschiedene Eigenschaften der festen Stoffe zurückzuführen, und zwar ganz besonders auf Eigenschaften, die bei höherer Temperatur in Erscheinung treten. So zeigen viele festen Stoffe bei höherer Temperatur große Neigung zu sintern und zu backen, wodurch das sogenannte Hängen der Beschickung eintritt, das einen regelrechten Betrieb erschwert oder gar unmöglich macht. Andere Stoffe zeigen die. Eigenschaft, bei Gasbehandlung ihre mechanische Festigkeit einzubüßen und unter dem Einfluß des im unteren Teil des Schachtes herrschenden großen Druckes zu Pulver zu zerfallen, das ein Versetzen des Schachtes bewirkt, wodurch ebenfalls oft die Anwendung des Schachtofens unmöglich gemacht wird. Pulveriges Material kann selbstverständlich nicht ohne weiteres in einem Schacht behandelt werden; wenn derartige Stoffe zur Behandlung vorliegen, müssen sie erst in stückige Form gebracht werden, und zwar müssen die Stücke eine solche mechanische Festigkeit besitzen, daß die eben genannten Übelstände nicht eintreten. Da das Agglomerieren oder Brikettieren auf sehr hohe Widerstandsfähigkeit in der Regel eine schwierige und immer eine verhältnismäßig kostspielige Operation darstellt, ist für eine ganze Reihe pulverförmiger Materialien die Anwendung des Schachtofens ganz ausgeschlossen.
  • Für Stoffe, die sich nicht in dem gewöhnlichen Schachtofen behandeln lassen, ist eine Anzahl Ofenbauarten ausgebildet worden, die unter der Bezeichnung mechanische Ofen zusammengefaßt werden können. Dazu gehören z. B. Rotieröfen, Etagenöfen mit Rührvorrichtungen, Fortschaufelungsöfen usw. Alle diese- Ofen haben das gemeinsam, daß sie durch mechanische Bewegung des Materials das Zusammenbacken desselben zu verhindern suchen und daß sie gleichzeitig immer neues Material mit den Gasen in Berührung bringen, die in diesen Ofen nicht mehr durch das Material hindurch, sondern stets über dasselbe hinweg strömen-. Die Materialschicht kann deshalb niemals besonders hoch sein und muß in stetiger oder in oft wiederholter Bewegung gehalten werden. Ihrer ganzen Natur nach sind diese Ofen zur Förderung einer Reaktion zwischen dem Gas und dem festen Material weniger geeignet, vor allem ist die Berührungsfläche- zwischen dem Gut und dem Gas sehr gering im Verhältnis zur großen Raumbeanspruchung solcher Ofen, und sehr oft muß man sich mit einem äußerst niedrigen thermischen Wirkungsgrad und einer sehr schlechten Ausnutzung der Gase begnügen.
  • Die Erfindung betrifft eine Schachtofenbauart, bei der der Schacht aus mehreren aufeinanderstehenden, mit durchlochtem Boden versehenen Behältern aufgebaut ist, in denen die zu behandelnden festen Store eingebracht sind, so daß der Schacht in seiner ganzen Höhe von den Gasen durchströmt werden kann.
  • Es ist allerdings schon bekannt, beim Rösten und Sintern von Erzen zwei und mehr Röstpfannen mit durchlochtem Boden aufeinanderzusetzen und sodann Luft durchzuleiten. Der Betrieb wird dabei so durchgeführt, daß nach einer gewissen Zeit die unterste, fertig gesinterte Pfanne entfernt und eine neue, mit Erz gefüllte Pfanne oben aufgesetzt wird.
  • Gemäß der Erfindung werden drei derartige Schächte, die beziehungsweise als Vorwärmeschacht für das zur Behandlung gehende Gut, als Reaktionsschacht und als Kühlschacht für das fertig behandelte Gut dienen, zu einer Schachtofenanlage vereinigt.
  • Die Erfindung wird durch die beiliegende Zeichnung veranschaulicht, in der Abb. i einen .schematischen senkrechten Schnitt durch den Reaktionsschacht und Abb.2 einen ähnlichen Schnitt durch die aus drei zusammenarbeitenden Schächten bestehende Schachtofenanlage darstellt.
  • Gemäß Abb. i besteht der Reaktionsschacht A aus einem Bodenstück B und einem Kopfstück C sowie aus einer Anzahl dazwischenliegender Behälter. (Gemäß Abb. i sind acht Behälter vorgesehen, die als VI bis XIII bezeichnet sind.) Diese Behälter VI bis XIII haben einen durchlochten Boden, auf dem das zu behandelnde Gut angebracht wird, worauf die Behälter auf dem Bodenstück B aufeinander aufgebaut werden und das Kopfstück C aufgesetzt wird.
  • Das für die Behandlung benutzte Gas wird zweckmäßig oben durch die Zuleitung D in dem Kopfstück zugeführt und unten durch die Leitung E im Bodenstück 13 abgeführt.
  • Die mit durchlochten Böden ausgestatteten Behälter VI bis XIII werden mit einer geeigneten Menge Gut beschickt. Wenn dies in, Form von Grieß oder kleinstückig vorliegt, kann es unmittelbar in die Behälter gefüllt werden. Pulveriges Material wird zuerst agglomeriert oder brikettiert. Doch brauchen das Agglomerat oder die Brikette keine größere mechanische Festigkeit zu besitzen. Die Abdichtung zwischen den einzelnen Behältern kann auf verschiedene Weise erfolgen. So kann beispielsweise zwischen den Behältern ein Sandverschluß vorgesehen werden, indem längs des oberen Randes der Behälter eine Rinne und längs der unteren Kante ein Flansch angeordnet werden, oder es können andere Abdichtungsvorrichtungen benutzt werden. Es hat sich übrigens herausgestellt, daß eine vollkommen zufriedenstellende Abdichtung schon durch passende Planbearbeitung der anliegenden Flächen erreicht werden kann. Eine besondere Dichtungseinlage ist entbehrlich.
  • Um die Behälter in regelmäßiger Reihenfolge auswechseln zu können, worüber weiter unten Näheres angegeben wird, ist der Schacht so angeordnet, daß er gehoben und gesenkt werden kann. Zu diesem Zwecke ist der Schacht gemäß Abb. i beispielsweise auf einem hydraulisch bewegten Kolben F angebracht. Wie weiter unten näher erläutert wird, erfolgt die Auswechslung der Behälter durch waagerechte Verschiebung derselben. Zu diesem Behufe sind die Behälter beispielsweise mit Rädern oder Rollen ausgestattet. Durch eine Senkung des Schachtes kommen bei den auszuwechselnden Behältern diese Räder auf Schienen zu ruhen, die an zwei Seiten des Ofens horizontal verlaufen (in der Abbildung nicht gezeigt), worauf der betreffende Behälter, z. B. XIII, in waagerechter Richtung hinausgeschoben «erden kann, beispielsweise durch die Bewegung eines hydraulischen Kolbens G. Bei der Einschaltung neu beschickter Behälter wird in analoger Weise verfahren. Durch eine geringfügige Senkung des Schachtes wird dieser, von dem Behälter V I einschließlich ab, zum Aufsitzen auf den etwas unterhalb der unteren Kante dieses Behälters angeordneten Schienen gebracht. Bei einem darauffolgenden weiteren Niedergehen des Kolbens F wird dieser das Bodenstück B nach unten mitnehmen, so daß zwischen diesem und dem Behälter ein freier Raum entsteht, in den ein neu beschickter Behälter V eingeschoben «.erden kann. Darauf wird der ganze Ofen um so viel gehoben, als der Höhe eines Behälters entspricht, und der Ofen ist wieder in normalem Betrieb.
  • Durch die oben angegebenen mechanischen Vorrichtungen kann das Auswechseln der einzelnen Behälter in sehr kurzer Zeit erfolgen, so daß die Ofenanlage praktisch ununterbrochen betrieben wird. Abb. a ist die Schachtofenanlage, die aus dem eigentlichen. Gasbehandlungsschacht A, dem Vorwärmeschacht A1 für das zur Behandlung gehende Gut und dem Kühlschacht A2 für fertig behandeltes Gut besteht. Diese beiden Schächte sind aus Behältern von der gleichen Bauart wie die des Gasbehandlungsschachtes zusammengesetzt und besitzen ähnlich wie dieser Kopfstücke Cl bzw. C° und Bodenstücke BI bzw. B2. Gemäß der Abbildung wird vorausgesetzt, daß das Vorwärmegas durch den Schacht Al von unten nach oben geleitet wird, und das gleiche gilt für das Abkühlungsgas in dem Schacht A°-.
  • Wenn die Gase in der oben angegebenen Weise geführt werden, nämlich von oben nach unten im Gasbehandlungsschacht und von unten nach oben in den Vorwärme- und Kühlschächten, ist leicht einzusehen, daß im Gasbehandlungsschacht es der oberste Behälter sein wird, der das fertig behandelte Material enthält und herausgenommen wird, während ein Behälter mit neuer vorgewärmter Beschikkung als unterster eingesetzt wird. In dem V orwärmeschacht Al- ist es umgekehrt der unterste Behälter, der fertig vorgewärmt ist und in den Gasbehandlungsschacht hinübergeführt wird, während der Behälter mit frischem Material oben in den Schacht eingeführt wird. In dem Kühlschacht A2 sind die Verhältnisse entsprechend. Der unterste Behälter enthält das fertig gekühlte Gut, während der Behälter mit dem im Gasbehandlungsschacht _A fertig behandelten noch heißen Gut oben eingesetzt wird.
  • In Abb. z sind die verschiedenen Operationen der Verschiebung der Beschickungsbehälter im System schematisch angedeutet. Nachdem die Gaszufuhr zu den verschiedenen Schächten abgesperrt bzw. an eine Umlaufsleitung angeschlossen ist, werden die Kopfstücke Cl und C2 um eine Behälterhöhe gehoben und in dieser Lage aufgehängt. Gleichzeitig wird der Boden des Gasbehandlungsschachtes um eine Behälterhöhe gesenkt, wodurch einerseits der oberste Behälter XIII frei gemacht wir d, und andererseits unter dem Behälter VI ein freier Raum entsteht für die Aufnahme eines Behälters. Jetzt wird die Verschiebung der Behälter durchgeführt. Der Behälter XIII wird in den Kühlschacht als oberster Behälter in diesem hinübergeschoben, der fertig gekühlte Behälter XVII unten im Kühlschacht wird herausgenommen, der fertig vorgewärmte Behälter unten im Vorwärmeschacht wird in den Gasbehandlungsschacht eingeführt als der unterste Behälter in diesem, und der mit neuem, kaltem Gut beschickte Behälter I wird oben in den Vorwärmeschacht eingeführt. Wenn diese Verschiebungen be= endet sind, werden die Bodenstücke BI und B= des Vorwärme- und des Kühlschachtes bis an den untersten Behälter dieser Schächte gehoben. Eine ganz geringe weitere Hebung dieser Schächte macht die Verriegelungen der untersten Behälter frei. Der Vorwärme- und der Kühlschacht werden jetzt um eine Behälterhöhe gesenkt und gleichzeitig der Gasbehandlungsschacht um eine Behälterhöhe gehoben bis an das Kopfstück C, wodurch das ganze System aufs neue im Betrieb ist und alle Schächte die für die nächste Verschiebung nötige Ausgangslage einnehmen.
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, erfolgen die Bewegungen in der Weise, daß eine Hebung des Gasbehandlungsofens gleichzeitig mit einer Senkung des Vorwärmeschachtes und des Kühlschachtes erfolgt. Dadurch werden die bewegten Massen ausbalanciert, so daß die Bewegungen im ganzen nur geringen Kraftverbrauch erfordern.
  • Es ist ohne weiteres verständlich, daß der oben beschriebene Betrieb der Anlage an vielen verschiedenen Punkten abgeändert werden kann, so beispielsweise ganz besonders in bezug auf die Vorrichtungen, die zum Festhalten der Behälter in bestimmten Lagen sowie zu deren Verschiebung und zur Vermittlung ihrer Gleitbewegungen dienen. Ebenso ist es selbstverständlich, daß die Bewegungsrichtung der Gase in den verschiedenen Schächten nicht notwendigerweise im Gasbehandlungsschacht eine absteigende und in dem Vorwärme- und Kühlschacht eine aufsteigende sein muß, sondern daß ebensogut die entgegengesetzten Strömungsrichtungen benutzt werden können.
  • Die oben beschriebene Schachtofenanlage kann ganz allgemein für die Behandlung fester Stoffe mit Gasen Verwendung finden, so beispielsweise für Röstoperationen jeder Art, für Reduktionen mittels Gase, für Behandlung von Gasgemischen mit festen Katalysatoren usw. Die Anlage kann für Material jeder Korngröße benutzt werden, für pulverförmiges Gut nach vorangehendem Agglomerieren oder Brikettieren. Die Verteilung der' Beschickung auf viele Behälter bewirkt, daß nur unerhebliche Drücke auf das Material auftreten. Eine Zerkleinerung desselben, die in den gewöhnlichen Schachtöfen so. leicht eintritt, wird vollständig vermieden.. Beim Agglomerieren oder Brikettieren des Materials genügt schon ein schwaches Einbinden, um ein Zerbrechen und Krümeln des Gutes zu verhindern. Schon ein Brikettieren durch Pressen allein, ohne darauffolgendes Brennen, ist vollkommen ausreichend. Ferner befindet sich das Material in den Behältern völlig in Ruhe. Der Durchgang der Gase wird infolgedessen während der Behandlung nicht verändert, wie es bei den gewöhnlichen Schachtöfen der Fall ist, wo das Material in ganz unregelmäßiger und unkontrollierbarer Weise niedergeht. Alle Betriebsstörungen, die sich hieraus ergeben können, werden vermieden. Die Gasbehandlung des Materials wird durch die ganze Masse desselben eine gleichförmige.
  • Ausbesserungen an den Schächten können ohne Unterbrechung des Betriebes vorgenommen werden, da etwa schadhaft werdende Behälter durch neue in Bereitschaft stehende Reservebehälter ersetzt werden können.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Schachtofenanlage für die Behandlung von festen Stoffen mit Gasen, gekennzeichnet durch drei nebeneinander angeordnete Schächte (Vorwärme-, Reaktions-und Abkühlschacht), die aus mehreren aufeinanderstehenden heb- und senkbaren, mit durchlochtem Boden versehenen Behältern bestehen und je ein für die Zu-und Abführung der Gase dienendes Kopf-und Bodenstück besitzen.
DEA55068D 1927-08-22 1928-08-14 Schachtofenanlage zur Behandlung von festen Stoffen mit Gasen Expired DE585543C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO585543X 1927-08-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE585543C true DE585543C (de) 1933-10-11

Family

ID=19906151

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DEA55068D Expired DE585543C (de) 1927-08-22 1928-08-14 Schachtofenanlage zur Behandlung von festen Stoffen mit Gasen

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