Cowper-uuni

Cowper-uuni /ˈkuː.pər/- on laite, jolla masuunin huipulta kerättävä runsaasti hiilimonoksidia sisältävä masuunikaasu poltetaan hiilidioksidiksi. Reaktio on eksoterminen, ja samalla vapautuu lämpöä.

 2 CO + O2 → 2 CO2

Cowper-uuniin syötettävä masuunikaasu on noin 500 °C:n lämpötilassa. Kaasu kerätään masuunin huipulta ja johdetaan ensin pölynpoistimeen (sykloniin) ja puhdistimeen; tämän jälkeen se poltetaan Cowper-uunissa. Tuotteena saadaan kaasua, jonka lämpötila on noin 1000 °C. Se puhalletaan kompressoreilla masuuniin. Kuuma puhallusilma sytyttää koksin. Tällöin kehittyy hiilidioksidia, joka kulkiessaan koksikerroksen jälkeen pelkistyy hiilimonoksidiksi. Koska Cowper-uunista tulevassa kaasussa itsessäänkin on runsaasti hiilidioksidia, tästä saadaan masuuniin lisää hiilidioksidia, joka masuunissa vallitsevassa lämpötilassa pelkistyy Boudouardin tasapainoreaktion mukaisesti hiilimonoksidiksi.

 2 CO2 → 2CO + O2

Näin masuunin koksinkulutus pienenee huomattavasti ja energiatalous paranee merkittävästi.

Cowper-uuni toimii siis sekä masuunikaasun jälkikäsittelimenä että puhallusilman esilämmittimenä.

Nimensä Cowper-uuni on saanut keksijänsä Edward Alfred Cowperin (1865) mukaan. Cowper-uunissa on lämpöä varaavia keraamisia harkkoja järjestettyinä shakkilaudan tavoin kerroksittain niin, että harkkojen välinen ilmatila on yhtä suuri kuin harkon tilavuus. Masuunikaasu ja palamisilma syötetään uuniin alapäästä, ja masuunikaasun hiilimonoksidi palaa hiilidioksidiksi. Syntyvä kuuma kaasu palaessaan luovuttaa Cowper-uunin läpi kulkiessaan lämpöenergiaa keraamisiin harkkoihin, ja jäähtyy. Kun masuunia aletaan reaktiokierron alussa puhaltaa, puhallusilma johdetaan Cowper-uuniin, jolloin palokaasujen lämmittämät keraamiset harkot luovuttavat lämpöenergiansa ja kuumentavat kompressoreista tulevan puhallusilman noin 1000 °C:een. Periaate on sama kuin Siemens-Martin -uunin regeneraattorikammiossa.

Masuuneissa käytetään Cowper-uuneja aina kolmittain niin, että kun yksi on käytössä masuunin puhallukseen, toista lämmitetään ja kolmas on varalla.

Metalliteollisuus
Metallurgia
1800-luvun keksinnöt