DE882124C

DE882124C - Elektroofen zur Erhitzung von Gasen und zur Durchfuehrung endothermischer chemischer Reaktionen

Info

Publication number: DE882124C
Application number: DER609A
Authority: DE
Inventors: Vaclav Dr Rajtora
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-01-26
Filing date: 1949-12-20
Publication date: 1953-07-06

Description

Elektroofen zur Erhitzung von Gasen und zur Durchführung endothermischer chemischer Reaktionen Der Gegenstand .der Erfindung ist ein elektrischer Ofen zur Erhitzung von Gasen und zur Durchführung endothermischer, chemischer Reaktionen bei hohen Temperaturen, besonders zur keduktion von Erzen, zur Herstellung von Wassergas, Synthesegas, Schwefel aus Schwefeldioxyd, Schwefelkohlenstoff, Calciumkarbid, zur Verkokung von Kohle, zum Schmelzen und Destillieren von Metallen usw. Bis jetzt bekannte Elektroofen, die das Füllgut selbst als Heizwiderstand benutzen, werden vor allem da verwendet, wo es gilt, wärmeverzehrende Prozesse bei relativ hohen Temperaturen durchzuführen, wobei das Füllgut an der chemischen Reaktion teilnehmen kann oder nur als Heizwiderstand dient.
Solche Öfen sind bereits in der Metallurgie, in der Fabrikation von Calciumkarbid und Siliciumkarbid eingeführt.
Die Hauptvorteile der elektrischen Heizung liegen abgesehen von den durch elektrische Verhältnisse bedingten, eventuell billigeren Kalorienpreisen darin, daß die Prozesse nicht durch die der Wärmeerzeugung dienende Fremdstoffe, wie Kohle, Brenngase, Luft oder Sauerstoff, belastet werden, wie z. B. bei gewöhnlichen Hochöfen oder bei Erzeugung von Wassergas. Weitere Prozesse werden heute noch unter schlechter Wärmeausnutzung in starkem Verschleiß unterworfenen Retorten, wie z. B. bei der Herstellung von Schwefelkohlenstoff, oder in Kammern wie bei der Kohlenverkokung ausgeführt.
Die bereits bekannten elektrischen Öfen weisen aber gewisse Nachteile auf, die ihre Verwendung stark einschränken. So treten beispielsweise die höchsten Temperaturen an den Elektroden selbst auf, was zur Folge hat, daß sich die chemischen Reaktionen vorwiegend an den Elektroden abspielen und diese dadurch stark beansprucht werden.
Die Elektrodendurchführungen durch den Ofenmantel und den Ofendeckel sollten zwecks Verhin-, derung der meist sehr unerwünschten Gasverluste oder umgekehrt des Anziehens von Luft gasdicht geschlossen und gleichzeitig elektrisch isoliert sein.
Der Ofen der vorliegenden Erfindung besitzt eine obere horizontale ringförmige, vorzugsweise metallische, und eine untere beliebig ausgebildete Elektrode. Er kann entweder mitEinphasenwechselstrom oder mit Gleichstrom betrieben werden. Bei ihm soll die Ofenwand vor Überhitzung geschützt und der Elektrodenverschleiß auf ein Minimum reduziert werden, was erfindungsgemäß dadurch erreicht wird, daß die obere ringförmige Elektrode und besonders deren mit dem Schüttgut in Berührung stehendeKontaktflächen ,durch ein eingebautes Kühlsystem mittels eines wärmeabführenden Mediums, vorzugsweise Wasser oder 01 gekühlt und die Kontaktflächen der Elektroden soweit ins Ofeninnere verlegt werden, daß an -der Ofenwand nur sehr wenig Strom fließt. Die Elektrode kann so auf unschädlich tiefen Temperaturen gehalten werden, ohne daß der .Gesamtwirkungsgrad des Ofens wesentlich zurückgeht. Die Elektrode muß daher sehr selten ersetzt werden, und es ist möglich, die Stromdurchführung durch den Ofenmantel absolut gasdicht abzuschließen. Die Elektroden werden oft mit Vorteil mit einer leitenden Schutzmasse belegt Fig. i (Aufriß) und Fig. a (Grundriß) zeigen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ofens. Die obere Elektrode wird durch einen zylindrischen Ring gebildet. Dieser sowie die Querträger :a und die Stromzuführung 3 sind vorzugsweise mit eingebauten Metallröhren. versehen, durch welche eine Kühlflüssigkeit strömt, .die die unerwünschte Wärme nach außen abführt. Die untere Elektrode q. ist eine Metallplatte, .die eventuell auch gekühlt wird, 5 ist eine Öffnung, durch welche die zu erhitzenden Gase oder zu verdampfenden Flüssigkeiten zugeführt werden können. 6. ist die Entleerungsöffnung und 7 der Ausgangsstutzen für die gasförmigen Reduktionsprodukte. Durch die Chargieröffnung 8 wird das Schüttgut aufgegeben. Das- aus feuerfestem keramischen Material aufgebaute Mauerwerk 9 wird durch den Eisenmantel i.o gasdicht- umhüllt.-In diesem Beispiel ist die Elektrodea so eingebaut, daß sie mit den Querträgern z und der Zuführung 3 vertikal verschoben werden kann, um den Widerstand des Ofens zu regulieren.
Fig. 3 zeigt ein anderes Beispiel eines erfindungsgemäßen Ofens. Die obere Elektrode i. wird wiederum durch einen Ring gebildet, der wie die Stromzuführung 3 mit eingebauten Metallröhren i z versehen ist, durch welche eine Kühlflüssigkeit strömt, die ,die unerwünschte Wärme nach außen abführt.
Der Elektrodenring wird durch eine im Ofen eingebaute Verengung aus Mauerwerk, e@ getragen. Die untere Elektrode q. ist eine Metallplatte, die eventuell auch gekühlt wird. 5 ist eine Öffnung, durch welche die zu erhitzenden Gase oder zu verdampfende Flüssigkeiten zugeführt werden können. 6 iss die Entleerungsöffnung und 7 der Ausgangsstutzen für die gasförmigen Reaktionsprodukte. Durch die Chargieröffnung 8 wird das Schüttgut aufgegeben. Auch hier ist das aus feuerfestem, keramischem '.Material aufgebaute Mauerwerk 9 durch den Eisenmantel io gas;dicht umhüllt.
Fig. q. zeigt -einen Querschnitt .durch diesen Ofen auf der Linie II-II.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektroofen zur Erhitzung von Gasen und zur Durchführung endothermer chemischer Reaktionen in einem zwischen zwei übereinanderliegenden Elektroden geschütteten Füllgut, dadurch gekennzeichnet, daß die- Kontaktfläche der oberen, als horizontaler Ring ausgebildeten Elektrode, :die mit dem Schüttgut in Berührung steht, künstlich gekühlt wird, und daß diese Kontaktfläche so weit von der Ofenwand nach dem Ofeninnern entfernt ist, daß der Strom hauptsächlich im Ofenkern fließt. z. Elektroofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring auf einer Verengung des Ofenschachtes liegt. 3. Elektroofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Elektrode durch eine gekühlte Platte gebildet wird, die auf dem Schachtboden liegt. q.. Elektroofen gemäß Anspruch -i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Ringelektrode aus metallischen Röhren besteht, die von einem Kühlmittel durchströmt werden.