146066. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés cinkgőzöknek kemencéből a hűtőbe való vezetésére
ú Megjelent: I960, január 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 146.066 SZÁM 40. a. 18—51. OSZTÁLY — NA—535. ALAPSZÁM Eljárás és berendezés cinkgőzöknek kemencéből a hűtőbe való vezetésére The National Smelting Company Ltd., London A bejelentés napja: 1958. július 14. 1000 C° között fekszik és a gáz összetételétől függően változik. A fentebbi megfontolások folytán a kohó töltetének felső részén szükséges magas hőmérséklet nem alkalmas a kohó üzeméhez, mert járulékosan tisztítatlan ólomfémet eredményez cink mellett, mert az ólomszulfid nem párolog el kellő mértékben. Ügy találtuk, hogy a Zn + C02 = ZnO + CO (2) vagyis az (1) reakció fordítottja, csupán a kivezető füstgázcsatorna falainak közelében megy végbe. A találmány tárgya olyan füstgázcsatorna cinkgőzöknek kemencéből a hűtőbe való továbbítására, melynél a füstgázcsatorna falait fűteni lehet, úgy, hogy azt ama egyensúlyi hőmérséklet fölötti hőmérsékleten tudjuk tartani, melynél a cinkgőzöket és a széndioxid gázt a füstgázcsatornán átvezetve szénmonoxid jelenlétében stabil egyensúlyban tudjuk tartani. Ha a fűtött gázcsatornát pl. kohóknál használjuk, a kemence töltetének a felső részén a hőmérsékletet sokkal alacsonyabb értékre csökkenthetjük, mint aminőt csupán cink és nem ólom ömlesztésére használt kemencékben a cinkgőzök újbóli oxidálásának elkerülése végett használtak. Amint azt a 741 258 sz. angol szabadalmi leírásban kifejtettük, a kemence töltetének tetején az alacsony hőmérséklet lehetővé teszi, hogy az ólomszulfid elpárologtatását csökkentsük. Az ólomszulfid elgőzölögtetése nemcsak csökkenti a kemence alján megcsapolható ólom mennyiségét, hanem eltömi a hűtőt, minek következtében az üzemet tisztítási műveletek céljából le kell állítani. Ügy találtuk továbbá, hogy ha a füstgázcsatorna falait az egyensúlyi hőmérséklet fölé hevítjük, a kemencét úgy működtethetjük, hogy a gázok a töltetet jóval az egyensúlyi hőmérséklet alatti hőmérsékleten, 800—850 C°-on hagyják el. A fenti felismerés alapján a találmány értelmében további cinkgőzöket a kemencéből a hűtőbe úgy viszünk át, hogy a kemence töltetének felületét oly hőmérsékleten tartjuk, melynél a gáz a töltetet ama egyensúlyi hőmérsékleten, vagy az alatt hagyja el, melynél a cinkgőz és a széndioxid gáz stabil egyensúlyban maradhat és a gázokat a hűtőbe oly füstgázcsatornán át vezetjük, melynek falait az említett egyensúlyi hőmérsékletnél nagyobb hőmérsékletre hevítettük. A találmány tárgya cinkgőzöknek kemencéből hűtőbe való átvezetésére vonatkozik, különösen oly esetben, midőn a kemencéből távozó gázok széndioxidot tartalmaznak! Különösen előnyösen alkalmazható cinkkohóknál, melyeknél a széndioxid tartalom általában 5—12% és a cinktartalom 5—7%. Használható elektromos kemencékhez is, melyeknél a széndioxid tartalom kisebb, ugyanakkor a cinktartalom pedig magasabb. A cinkgőz és a széndioxid egymás mellett stabilis egyensúlyban csupán szénmonoxid jelenlétében és meghatározott kritikus hőmérséklet fölött maradhatnak meg, mely kritikus hőmérséklet függ a reakció egyensúlyi állandójának megfelelő gázösszetételtől. ZnO (szilárd) + CO (gáz) = Zn (gáz)+ C02(gáz) (1) Az egyensúlyi állandót a következő egyenlettel fejezhetjük ki: _ (Zn) (CQ 2 ) K~ (CO) ahol (Zn) (C02) (CO) e gázok parciális nyomását atmoszférában kifejezve jelenti. A K a hőmérséklettel a következőképpen változik: K Hőmérséklet C° 0,007 902 0,008 912 ,009 920 ,010 927 ,012 939 ,014 949 ,016 959 ,018 967 ,020 • 974 ,022 981 ,024 987 ,026 993 ,028 998 ,030 1004 5,3% Zn, 10%- C02 és 20% CO tartalmú gáznál K = 0,053 x 0,10/0,20 = 0,0265, úgy, hogy az egyensúlyi hőmérséklet 995 C°. Effajta gáz fejlődhet kohóban. Elektrotermikus kemencénél ha a gáz 40% Zn, 2% C02 és 50% CO tartalmú, a K = = 0,4 x 0,02/0,5 = 0,016, úgyhogy az egyensúlyi hőmérséklet 959 C°. Az egyensúlyi hőmérséklet, mely alatt a cinkgőzt széndioxid oxidálhatja, rendszerint 900 és
