147233. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kemence üzemeltetésére, melyben a betétanyag redukálandó

<••' Megjelent 1960. július 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.233. SZÁM 18. a. 3—10. OSZTÁLY — GA—501. ALAPSZÁM Eljárás kemence üzemeltetésére, melyben a betétanyag redukálandó Dr. Graziadéi Gusztáv, Salzburg (Ausztria) A bejelentés napja: 1958. február 10. A találmány olyan kemence üzemeltetésére vonatkozik, amelyben a betétanyagot redukálják, pl. aknás kemencékre, így fémredukáló- kemencére, vasszivacskemencére, stb. Ilyen típusú kemencék, illetve aknás kemencék rendszerint szilárd tüzelőanyagokkal, mint szén és különösen koksz, üzemelnek. Az ilyen ismert típusú kemencéknél a szilárd tüzelőanyag egy része csupán mint redukáló anyag, fejti ki hatását. A szilárd tüzelőanyagszükséglet ennélfogva az égéshez szükséges tüzelőanyag mennyiségéből és a redukáló anyag mennyiségéből tevődik össze. A találmány lényege abban nyilvánul meg, hogy az ilyen kemencéknél a redukáló gázt, különösen földgázt vagy olajokat, porlasztott, elgőzölögtetett vagy elgázosított formában az égéshez szükséges levegőt vezető fúvóka felett bevezetik, s a kemence reakciós zónájában mint redukáló anyagot befújják. A redukáló anyagok a szokásos szilárd tüzelőanyag egy részét helyettesítik. A találmány szerint továbbá a redukáló zónának a kemencében elfoglalt helyzetét és nagyságát úgy befolyásoljuk, hogy oxigént és vízgőzt fúvatunk be azoknak a fúvókáknak a körzetében, amelyeken keresztül az égési levegőt a kemencébe bocsátjuk. Az oxigént és a vízgőzt elsősorban az égési levegőhöz keverjük. A redukáló gáznak a légfúvókák fölött a kemence redukáló zónájába való ilyen befúvása alapvetően különbözik a gáz alakú tüzelőanyagokkal mint ilyenekkel működő kemencék üzemétől, melynél ugyanis a gáz a levegővel együtt közvetlenül a kemencébe áramlás alkalmával ég el és fűtőközegként szerepel. Minthogy ezeket a redukáló gázokat vagy más efféléket a kemence redukáló zónájába fúvatjuk be — mégpedig a találmány egyik előnyös kiviteli alakjának megfelelően az égési levegőt vezető fúvókák fölött akkora magasságban, hogy a befúvó hely körzetében nem áll rendelkezésre szabad oxigén és így a redukáló gázok teljes mennyiségét a betétanyag redukálására hasznosítjuk — ezáltal a gáznak a kemencén átáramló mennyisége módosul, mert hiszen az égési levegőn kívül még a redukáló gáz vagy más efféle is a kemencébe jut. .Ennek következtében a kemencében az áramlási viszonyok ellenőrizhetetlen módon megváltoznának. Az égési levegőt oxigénnel dúsítva azonban az égési levegő mennyiségét azonos ozigénmennyiség mellett csökkenteni lehet. Azáltal, hogy a találmány kitűzött céljának megfelelően az égési levegőhöz O-2-t adunk, az időegységben azonos elgázosított C-mennyíség mellett a -távozó gázok mennyisége (a kisebb N2 tartalom következtében) csökken, minek folytán az elgázosító illetve elégési zónában a hőmérséklet növekszik, azonban a felszálló gázok lehűlése kisebb térfogatuk miatt lényegesen gyorsabban megy végbe. Ezek szerint a hőmérséklet egyidejű növekedése mellett a reakciós zóna kisebbé válik. Oxigén egyedüli hozzáadása mellett tehát a kemencében végbemenő folyamatok ismét ellenőrizhetetlen módon változnának. Ezen úgy segítünk, hogy a légfúvókák körzetében ezenfelül még vízgőzt is adagolunk be. A vízgőz az izzó koksszal, érintkezve H.2-re és C02-re bomlik, mely utóbbi az izzó C-vel tovább érintkezve CO-vá redukálódik. A vízgőz ezen disszociációja a hőt megköti és a reakciótér hőmérsékletét ennélfogva csökkenti, •mimellett egyidejűleg nascens szabad H2

keletkezése folytán erősen redukcióképes gáz képződik. Ezenkívül az adalékos, nagyobb gáztérfogat (Co és II2) folytán a felszálló gázok hőtartalma és a reakciós zóna növekszik. Azzal, hogy a légfúvókák körzetében egyidejűleg adagolunk oxigént és vízgőzt, most már módunkban áll a kemencebeli viszonyok ellenőrizhető szabályozása az oxigénadag és a vízgőzadag közötti, arány kellő megszabásával. Most tehát a redukáló gázok vagy más effélék befúvása ellenére a kemencén átáramló gázmennyiséget a kívánt határok közé szoríthatjuk és emellett egyúttal a reakciós zóna és a redukáló zóna helyzetét is helyesen tudjuk beállítani. Ily módon a találmány a folyamatok ellenőrizhető irányítása mellett lehetővé teszi a szilárd tüzelőanyagokkal való takarékosságot, aminek különösen olyan országokban van jelentősége, ahol nincs elegendő szilárd tüzelőanyag-lelőhely, valamint ott, ahol a szállítási költségek tetemesek. Ezenkívül a redukáló anyagoknak redukáló gázok vagy elgőzölögtetett, porlasztott, vagy elgázosított olajok alakjában való. alkalmazása, melynél egyidejűeg használunk vízgőzt és oxigént, lehetőséget