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Vorrichtung zum Regeln des Druckes in den Kondensatoren eines Zinkofens
mit einer Vielzahl von Muffeln Die Erfindung bezieht sich auf zum Herstellen von
Zink durch Reduktion von Zinkoxyden, insbesondere von Zinkoxyderzen, dienende Öfen,
die im allgemeinen mehrere Hundert Muffeln enthalten, die durch die Flammen eines
den Ofenkörper bildenden, mit Brennstoff und Verbrennungsluft gespeisten Brennraumes
erhitzt werden. Die Muffeln sind nach den gegenüberliegenden Außenseiten des Brennraumes
hin offen, und die sich entwickelnden Zinkdämpfe werden in Form von flüssigem Zink
und/oder von Zinkstaub in den Kondensatoren niedergeschlagen, die jeweils einzeln
einer Muffel oder gemeinsam mehreren Muffeln zugeordnet sind.
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Es ist bekannt, daß die Muffeln eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer
von im allgemeinen 20 bis 80 Tagen haben, die mit der Qualität der Muffeln, der
Temperatur des Brennraumes und der Zusammensetzung der Beschickung wechselt. Die
am häufigsten vorkommenden Beschädigungen der Muffeln bestehen aus Lochbildungen
oder Rissen bzw. Sprüngen, die bei der Reduktion des Erzes entstehen, unvorhersehbar
sind und sich sogar kurz nach dem Einsetzen der Muffeln bilden können.
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Durch derartige Beschädigungen wird jeweils eine Verbindung zwischen
dem Brennraum und den bescliädigten Muffeln sowie auch mit dem Kondensator, der
mit der Muffel verbunden ist, und den anderen Muffeln hergestellt, mit denen der
Kondensator verbunden sein kann.
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Wenn in dem Brennraum im Vergleich zu der beschädigten Muffel Unterdruck
herrscht, können die bei der Reduktion entstehenden Gase, also insbesondere gasförmiges
Zink und CO, in den Brennraum gelangen und gehen damit, wenigstens teilweise, für
das Niederschlagen verloren. In Wechselbeziehung hiermit wird durch die sehr exotherme
Verbrennung dieser Gase, insbesondere im Fall eines für eine Vielzahlvon Muffeln
gemeinsamen Kondensators, in der Umgebung jeder beschädigten Muffel ein gefährlicher
Temperaturbereich gebildet, der ernsthafte Schäden an einer oder mehreren benachbarten
Muffeln hervorrufen kann.
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Wenn dagegen in dem Brennraum Überdruck herrscht, werden die Verbrennungsschwaden
in die beschädigte Muffel und den mit ihm verbundenen Kondensator zurückgedrückt
und verunreinigen die Reduktionsgase, gegebenenfalls auch diejenigen von dnderen
Muffeln, die an denselben Kondensator angeschlossen sind. Hierdurch wird das Niederschlagen
ungünstig beeinflußt und kann sogar völlig unwirksam werden. Die sich aus Loch-
bzw. Rißbildungen und Sprüngen von Muffeln ergebenden Nachteile sind besonders schwerwiegend,
wenn mehrere Muffeln mit einem gemeinsamen Kondensator verbunden sind. Die Erfindung
betrifft insbesondere einen solchen Fall.
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Die angeführten Beschädigungen der Muffeln sind unvermeidlich und
unvorhersehbar. Der einzige Schutz gegen die erwähnten Schwierigkeiten besteht darin,
stets für einen Ausgleich der Drücke zu sorgen, die in dem Brennraum sowie in den
Muffeln und ihrem Kondensator herrschen. Die Praxis hat gezeigt, daß dieser Druckausgleich
sehr genau sein muß und kaum einen Druckunterschied von etwa 0,1 mm Wasserdruck
zulassen soll. Es liegt auf der Hand, daß alle mit einem gemeinsamen Kondensator
verbundenen Muffeln, wenn in allen diesen Muffeln praktisch der gleiche Druck herrschen
soll, eine Verbindung aufweisen müssen, die keinen praktisch meßbaren Druckverlust
ergibt.
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Durch die Erfindung soll eine in einfacher Weise ausgebildete Vorrichtung
geschaffen werden, durch die der Druck des Kondensators und der mit ihm verbundenen
Muffeln selbsttätig immer dem Druck in dem Brennraum des Ofens angeglichen wird.
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Demgemäß besteht die Erfindung bei einer Vorrichtung zur Regelung
des Druckes in den Kondensatoren von eine Vielzahl von Muffeln enthaltenden Zinköfen
darin, daß ein geschlossener, mit Wasser bis zur Höhe eines überlaufes gefüllter
Kessel angeordnet ist, in den eine mit ihrem oberen Teil an einen Sauglüfter angeschlossene
Glocke eintaucht, in weicher der Wasserspiegel durch den Sauglüfter
höher
als in dem Kessel gehalten ist. und in die ein mit dem Kondensator verbundenes,
paktisch: äuif der Höhe des Wasserspiegels im Kessel endendes Tauchrohr eingeführt
ist, wobei der die Glocke umgebende Raum des Kessels durch einen Saugheber von der
Außenluft getrennt ist ünd der Wasserspiegel in dem Kessel durch Zuführung,von Wasser
ständig aüf. der gleichen Höhe gehalten wird.
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Eine in dieser Weise 'ausgebildete Vorrichtung gewährleistet, daß
die in dem BrennraunY.'sowie indem Kondensator und den Muffeln herrschenden Drücke
selbsttätig praktisch gleich gehalten werden, so daß eine an einer Muffel eintretende
Beschädigung nicht mehr zu den erwähnten Nachteilen führt. -Weitere Merkmale der
Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der -in der Zeichnung
lediglich als Beispiel dargestellten Ausführungsform der Regelvorrichtung.
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F i g. 1 zeigt die Regelvorrichtung im senkrechten Schnitt, und F
i g. 2 zeigt eine Ausführungsform eines Tauchrohres der Regelvorrichtung im waagerechten
.Schnitt nach der Linie 11-II der F i g. 1.
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Die Vorrichtung weist einen Kessel 1" auf, der bis zu einer durch
einen Überlauf 2 bestimmten Höhe mit Wasser gefüllt ist und dessen Wasserfüllung
durch eine beliebige Wasserzuführung, z. B. einen Wasserzerstäuber-3, ständig auf
dieser Höhe gehalten wird.' Der Überlauf 2 führt in einen Saugheber 4, von dem das
überschüssige Wasser aus dem Kreislauf entzogen wird und der das Wasser des Kessels
1 gegenüber dem Atmosphärendruck abschließt.
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In das Wasser des Kessels taucht eine Glocke 5 ein, die durch ein
Rohr 6 mit dem Saugstutzen eines Sauglüfters 7 verbunden ist. Ferner ist in die
Glocke 5 eine mit dem Kondensator verbundene Leitung 8 eingeführt, die mit einem
Verlängerungsrohr 9 praktisch bis zur Höhe des Wasserspiegels in dem Kessel 1 reicht.
Eine Leitung 10 verbindet * den Kessel 1 mit dem nicht dargestellten Brennraum
des Ofens.
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Wenn der Sauglüfter 7 in Betrieb ist, wird der Wasserspiegel in der
Glocke 5 auf eine durch die Saugkraft des Lüfters bestimmte Höhe angehoben. Die
durch die Leitung 8 zugeführten Reduktionsgase, die in dem Kondensator von gasförmigem
Zink befreit wurden und praktisch nur noch CO enthalten, entweichen aus dem unteren
Ende des Tauchrohres 9 praktisch mit dem gleichen Druck, wie er durch die mit dem
Brennraum des Ofens verbundene Leitung 10 bestimmt wird.
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Versuche haben gezeigt, daß die Vorrichtung nach der Erfindung eine
Regelung mit einem Druckunterschied von mehr oder weniger 0,1 mm Wasser zwischen
dem Brennraum des Ofens und dem Kondensator ermöglicht.
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Um ein solches Ergebnis zu erhalten, ist es wesentlich, daß die Abwicklung
des Umrisses des Tauchrohres 9 im Verhältnis zum Volumen des aus diesem Rohr austretenden
Gases groß ist und insbesondere etwa 0,5 m für den in der Sekunde aus dem Kondensator
abgegebenen Liter Gas beträgt. Die Zahl der Sekundenliter soll der Abgabe im Augenblick
der intensivsten Reduktion entsprechen, wobei Versuche gezeigt .haben,, daß die.
Enipfindlichkeit'der Regelvorrichtung auch konstant bleibt, wenn nur sehr wenig
Gas abgegeben wird.
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F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Querschnittsgestaltung
des" Taüchrölires ' 9, die ' diesein eine größtmögliche. Umrißlänge für einen verhältnismäßig
kleinen Außendurchmesser, insbesondere -durch -' eine - sägezahnförmige Wandungsgestaltung
gibt: Das durch das Tauchrohr 9 zugeleitete Gas geht durch die in der Glocke 5 enthaltene
Wasserschicht in Form von Blasen hindurch und bildet eine sehr wirksame Emulsion
zum Befreien des Gases von den letzten in ihm enthaltenen Staubresten. Der Lüfter
7 saugt somit im wesentlichen aus CO bestehendes Gas an und fördert es zur Verwendungsstelle.
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Der'sich in -der 'Vorrichtung -bildende '.Schlämm kann über die Ventile
11'und 12 entfernt werden. Wenn es aus irgendeinem Grund erwünscht 'sein sollte,
den überlauf 2 und das untere- Ende des Tauchrohres in etwas verschiedener Höhenlage
anzuwenden, so kann der überlauf öder das Tauchrohr höheneinstellbar angeordnet
werden.
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Es ist zu bemerken, daß mehrere der beschriebenen Vorrichtungen an
einen gemeinsamen Lüfter angeschlossen werden können, indem mehrere Rohre 6 als
Zweigrohre finit dem Saugstutzen des Lüfters verbunden werden. Die verschiedenen
Vorrichtungen bleiben jedoch sonst getrennt, so daß die Gefahr der Rückleitung oder
Mischung von Gas nicht besteht. -