NO117446B

NO117446B -

Info

Publication number: NO117446B
Application number: NO62145499A
Authority: NO
Inventors: N Keckler; B Johnson
Original assignee: Firestone Tire & Rubber Co
Priority date: 1961-08-25
Filing date: 1962-08-24
Publication date: 1969-08-11
Also published as: ES280276A1; CH466579A; GB968756A; US3363659A; LU42263A1; BE621659A; AT251866B

Description

Apparat til utførelse av eksotermiske reduksjoner.

Denne oppfinnelse angår et apparat til utførelse av reaksjoner mellom stoffer i ut-valgte soner av høy temperatur.

Høytsmeltende, reaktive metaller av

det periodiske systems grupper IV, V og VI som regel fremstilt ved å redusere et halo-genid av vedkommende metall med et alkali- eller jordalkalimetall. Denne opera-sjon utføres i en reaksjonsbeholder hvis temperatur må reguleres riktig hvis man skal ha sikker kontroll over reduksjons-reaksjonen. Uansett hvilken spesiell reduk-sjonsteknikk man anvender blir reaksjonen som regel startet ved å opphete den ene av reaksjonsdeltakerne før de to brin-ges sammen, eller ved å opphete en blan-ding av reaksjonsdeltakerne. Da reaksjonen er eksotermisk kan liten eller ingen videre opphetning være nødvendig, og det kan hende at kjøling blir ønskelig. Hvis reduksjonen utføres porsjonsvis kreves det opphetning utenfra når reaksjonen nær-mer seg sin fullendelse, idet den varme-mengde som reaksjonen da utvikler er av-takende.

For å undertrykke reaksjoner i damp-fase, som kan gi et uønsket findelt metal-lisk produkt, bør ikke hele reaktoren opp-hetes. Det kan i de tidlige trinn av opera-sjonen faktisk være nødvendig å opphete en del av reaktoren mens en annen del kjøles kunstig. For å oppnå dette bør opphetningsovnen som inneholder reaksjonsbeholderen være slik konstruert at varme-kilden omkring en del av reaktoren holdes borte fra den annen del av reaktoren. Enn-videre bør opphetningsovnen være i stand til å opphete alle partier av reaksjonsbeholderen slik at i de siste trinn av reduk-sjonsreaksjonen kan den del av reaksjonsbeholderen, som opprinnelig ble kunstig kjølet, nå bli opphetet.

Alkali- og jordalkalimetallene har stor affinitet til surstoff og vil brenne livlig ved høye temperaturer. Hvis reaksjonsbeholderen skulle bli lekk eller på annen måte slå feil, er det derfor meget ønskelig at det er sørget for at man hurtig kan fjerne slike metaller som kunne unnvike fra reaksjonsbeholderen ut i opphetningssonens oksyder-ende atmosfære.

Den foreliggende oppfinnelses hoved-formål er derfor å skaffe en enkel og ef-fektiv opphetningsovn, som tilfredsstiller alle de ovennevnte fordringer.

I henhold til oppfinnelsen er et apparat til utførelse av eksotermiske reduksjoner, f. eks. for reduksjon av høytsmeltende metaller av det periodiske systems grupper IV—VI med alkali- eller jordalkalimetallér, innbefattende en reaksjonsbeholder som iallfall over sin største del er omgitt av et ovnslegeme som er utstyrt med ved dets omkrets anordnede brennerinnretninger og med utløpsledninger for forbrenningsproduktene karakterisert ved at' ovnslegemet har en ringformet skillevegg, som befinner seg i avstand fra reaksjonsbeholderen og deler rommet inne i ovnslegemet i to kammere, som hvert er utstyrt med særskilte utløp, og en bunn som skråner ned til en åpning som fører til et rom som er utstyrt med et innløp for inert gass og flere luftekanaler som strekker seg inn i ovnsrommet, hvorved det nevnte rom blir egnet til på en ufarlig måte å oppta høyaktivt materiale

som ved et uhell måtte unnvike fra behol-

deren, enten ovenfor eller under skilleveg-

gen.

På tegningen viser:

Fig. 1 et oppriss i vertikalsnitt av en opphetningsovn i henhold til oppfinnelsen,

fig. 2 et snitt etter linjen 2—2 i fig. 1,

fig. 3 et snitt etter linjen 3—3 i fig. 1,

og fig. 4 et partielt snitt etter linjen 4—4 i fig. 1, hvor det sees enkeltheter ved brennerkonstruksjonen.

Den viste ovn F har en bunn 10, side-

vegger 12 og et deksel 14 med en åpning 15,

som kan oppta iallfall det vesentlige av reaksjonsbeholderen 16 i sitt hovedparti 18.

En flerhet av brennere 20, av den i fig. 4

viste art, er anbrakt omkring partiet 18 av ovnen F og går gjennom ovnsveggene 12

inn i ovnen; hver av brennerne kan lede varme mot et bestemt parti av reaksjons-

beholderens 16 overflate. Åpninger dekket med observasjonsanordninger 22 er på lik-

nende måte fordelt rundt partiet 18 av ovnen F, så man kan iaktta fordelingen av varmen som rettes mot partiene av over-

flaten av reaksjonsbeholderen 16. I side-

veggene 12 finnes det uttak 24, gjennom hvilke gassformede ovnsprodukter kan strømme til (ikke viste) vifter og utløp.

Til sideveggene 12 er det nær ved bun-

nen 10 festet en falsk bunn 26, slik at det dannes et rom 28 i den nedre ende av ov-

nen F. Denne falske bunn kan bestå av et hvilket som helst varmemotstandsdyktig konstruksjonsmateriale, men fortrinsvis av meget ildfast materiale. Hvis det anvendes et slikt ildfast materiale kan det nær ved midten anordnes forsterkninger 30 som tar opp vekten av den falske bunn.

Rommet 28 skal tjene til å kunne oppta

og hurtig avkjøle brennbart materiale som måtte slippe ut i ovnspartiet 18 hvis reaksjonsbeholderen 16 begynner å lekke. Der-

for skråner oversiden 32 av den falske bunn 26 nedover mot en aksiell passasje 34 som fører til rommet 28. Utlekket brennbart materiale vil derfor flyte langs flaten 32 og gjennom passasjen 34 til rommet 28.

I sideveggene 12 er det omkring rom-

met 28 anbrakt innløp 36 for innføring av inert gass, f. eks. argon, helium, kvelstoff eller liknende, i rommet 28. Således innført inert gass skaffer i rommet 28 en ikke ok-

syderende atmosfære som hurtig vil slukke brennbart utlekket materiale som måtte ha kommet inn i rommet gjennom passasjen 34. Videre er det anordnet flere vertikale luftekanaler 38, gjennom hvilke inert gass kan passere fra rommet 28 til ovnens F ho-

vedparti 18, og derfra ut gjennom utløpe-

ne 24.

En skillevegg 40 deler ovnens F hoved-

parti 18 i to atskilte, men innbyrdes kom-

muniserende kammere, som skal holdes på

forskjellige temperaturer. En ringformet passasje 42 mellom reaksjonsbeholderen 16

og skilleveggen 40 skaffer en passasje,

gjennom hvilken gassformede ovnsproduk-

ter kan passere til det øvre utløp 24, og gjennom denne passasje kan det også føres en ledning 44 som går fra bunnen av reaksjonsbeholderen 16 og ut av ovnen. Både brennere 20 og utløp 24 er tilknyttet hvert av de kammere som dannes ved hjelp av skilleveggen 40.

Ved å anvende den beskrevne skille-veggkonstruksjon kan man opphete for-

skjellige partier av reaksjonsbeholderen til forskjellige temperaturer, og det blir også

mulig å opphete ett kammer, som innehol-

der en del av reaksjonsbeholderen, mens man samtidig avkjøler det annet ved å lede forholdsvis kold, ikke brennbar gass gjen-

nom de brennere som er tilordnet dette kammer.

' Som vist i fig. 1 er det sørget for gass-

tett forbindelse omkring det område av ovnsdekselet 14 hvor reaksjonsbeholderen 16 er satt inn i ovnen. Dette oppnås ved en

ringformet, renne 46 som er fylt med sann,

salt eller annet kornet materiale 48, i hvil-

ket en koppformet flens 50 på reaksjonsbe-

holderen 16 stikker ned. Derved hindres det at damper av alkali- eller jordalkali-

metaller, eller disses forbrenningsproduk-

ter, kan unnvike til atmosfæren; disse le-

des i stedet gjennom skubbere i ekshaust-

gassystemet (ikke vist) fra utløpene 24.

Ved toppen av reaksjonsbeholderen 16 er

det innløpsledninger 52 og 54 for reak-

sjonsdeltakerne og utløp 56 for dannet reaksjonsgass.

En ovn av den i fig. 1—4 viste art er

med godt resultat blitt anvendt for varme-reaksjonsbeholdere i hvilke titantetra-

klorid ble redusert med natrium.

Claims

Apparat til utførelse av eksotermiske

reduksjoner, f. eks. for reduksjon av høyt-smeltende metaller av det periodiske systems grupper IV—VI med alkali- eller jordalkalimetaller, innbefattende en reaksjonsbeholder som iallfall over sin største del er omgitt av et ovnslegeme som er utstyrt med ved dets omkrets anordnede brennerinnretninger og med utløpslednin-ger for forbrenningsproduktene, karakterisert ved, at ovnslegemet har en ringformet skillevegg (40), som befinner seg i avstand fra reaksjonsbeholderen og deler rommet inne i ovnslegemet i to kammere (18), som hvert er utstyrt med særskilte utløp (24), og en bunn som skråner ned til en åpning som -fører til et rom (28) som er utstyrt med et innløp for inert gass og flere luftekanaler (38) som strekker seg inn i ovns- ] rommet, hvorved det nevnte rom blir egnet til på en ufarlig måte å oppta høyaktivt materiale som ved et uhell måtte unnvike fra beholderen, enten ovenfor eller under skilleveggen.