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Verfahren zur Schwelung von rohen Brennstoffen auf einer endlosen, über Saugkästen geführten
Förderkette,
Es ist bekanntlich vorteilhaft, vor der Verbrennung von Brennstoffen diese einer Schwelung zu unterwerfen und den Teer aus den Schwelgasen zu gewinnen. Zahlreiche Verfahren sind bereits hiezu vorgeschlagen worden. Diese Verfahren lassen sich in zwei Hauptklassen einteilen.
Bei den Verfahren der ersten Klasse verfährt man so, dass die zu behandelnde Steinkohle mit dem Heizmittel nicht in Berührung kommt und die Wärmeübertragung durch eine Wand hindurch geschieht. Bei den Verfahren der zweiten Klasse wird die zu behandelnde Kohle von dem Heizmittel durchströmt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren der zweiten Klasse. Der zu behandelnde. vorher getrocknete und auf Schweltemperatur erhitzte Brennstoff wird auf eine für die in Frage kommenden Medien durchlässige Bahn, einen mechanischen Kettenrost, aufgeschüttet. Bekanntlich liegt die günstigste Temperatur für die Gewinnung von Teeren bei der Schwelung zwischen 300 und 500 ; oberhalb der Förderkette befindet sich eine Schwelkammer, in welcher der Brennstoff bis auf die oben erwähnte günstigste Temperatur durch Hindurchführung heisser Verbrennungsgase erhitzt wird.
Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, dass man den zu verschwelenden Brennstoff durch das Schwelgas erhitzt, welches man vorher entweder verbrannt hat oder welches man in einem Rekuperator auf-eine entsprechende Temperatur erhitzt hat und das man in einem Kreislauf durch den Brennstoff und die Förderkette führt. Die von den Wänden der Schwelkammer ausgestrahlte Wärme nimmt natürlich an dieser Erhitzung des auf der Förderkette liegenden Brennstoffes teil. Die Kettenglieder besitzen, wenn sie nach vorn zurückkehren, eine genügende Temperatur, um an der Erhitzung des Brennstoffes gleichfalls teilzunehmen, Die von der Trockenvorrichtung kommende Kohle backt durch diese Erhitzung derart zusammen, dass ein Durchfallen des Kohlengriesses durch den Kettenrost hindurch nicht stattfinden kann.
Die durch die Schwelung erzeugten gasförmigen Produkte werden unter der Brennstoffschicht durch Kasten abgeführt, in welchen man gegenüber der Schwelkammer einen Unterdruck unterhält.
Man hat es somit hier mit einer von oben und von unten sowie in ihrer Masse selbst erhitzten Brennstoffschicht zu tun, die auf einer für die Gase durchlässigen Förderkette liegt. wobei die gasförmigen Produkte unten in Kasten abgeführt werden. Diese gasförmigen Produkte sind zum Teil kondensierbar und ergeben Schwelgase von hohem Heizwert. Diese Gase können. wie oben erwähnt, zur Erhitzung des Brennstoffes in der Schwelkammer verwendet werden.
Die schweren, aus den ersten Kondensiervorrichtungen gewonnenen Teere werden auf den Brennstoff in der Schwelkammer zurückgeleitet ; dieselben tragen zum Zusammenhalt des Kohlengriesses bei und werden in der Brennstoffschicht in Berührung mit den entstehenden leichten Kohlenwasserstoffen wieder destilliert, wobei die gebildeten Gase in der oben erwähnten Weise in die unteren Kasten abgesaugt werden.
An die Schwelkammer schliesst sich eine weitere Kammer an, die entweder die Verbrennungskammer eines Kessels oder eine Kühlkammer für Schwelkoks sein kann ; unter dieser Kammer erstreckt sich die Verlängerung der beweglichen Bahn (d. h. eine Fortsetzung der Förderkette) derart, dass der Brennstoff von selbst und ohne Eingriff von aussen von der ersten Kammer in die zweite übergeht.
Es ist leicht ersichtlich, dass bei einem solchen Verfahren folgende Möglichkeiten
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a) Entweder kann man die primären Teere und Leichtöle einfach ausscheiden und den Schwelkoks sowie die Gase verbrennen, wobei die Destillationsgase zum Teil zur Erhitzung der Schwelkammer dienen und deren übriger Teil in einer Kesselfeuerung verbrannt wird.
Dieser Fall ist in Fig. 1 der Zeichnung erläutert. Man sieht dort nacheinander von links nach rechts : die Trockenvorrichtung S, die Schwelkammer D, die Verbrennungskammer C und den Kessel V. Darunter befindet sich der Kettenrost (Förderkette) G. Man sieht, dass der Kettenrost der Rost ist, mit welchem der Kessel sonst versehen sein würde, nur ist derselbe unter der Schwelkammer und unter der Trockenvorrichtung nach vorn verlängert.
Die beispielsweise angegebene Trockenvorrichtung S kann durch lotrechte Kanäle gebildet werden, durch welche der rohe Brennstoff durch sein eigenes Gewicht herabfällt ; die Kanäle werden durch die Rauchgase der Kesselfeuerung erhitzt.
Der vorgetrocknete und vorgewärmte Brennstoff fällt auf den Rost, wo die Schichtstärke durch die Tür P geregelt wird. Der Brennstoff bewegt sich auf dem Rost durch die Kammer D
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hindurch, die bis auf eine Temperatur von 600 -650 geheizt ist und wird dort verschwelt.
Der Schwelkoks gelangt in die Verbrennungskammer C. wo er durch in die Kasten A eingeblasene Luft verbrannt wird. Durch den Schirm E lässt sich die Wärmemenge regeln, die die Verbrennungskammer durch Ausstrahlung an die Schwelkammer abgibt.
Die durch die Schwelung erzeugten Destillationsgase werden in die Kasten H angesaugt und durch die üblichen Mittel von dem Teer und von den leichten Ölen befreit. B ist eine Vorlage, in welcher die Gase durch heissen Teer hindurchgeleitet werden. Die sich absetzenden schweren Teere fliessen nach L in die Schwelkammer zurück, wo sie den Kohlengriess binden. worauf sie wieder verschwelt werden. Mist eine umlaufende Entteerungsvorrichtung (Ventilator) und N ist eine Kolonne zur Abscheidung der leichten Öle.- ist eine die Bewegung der Gase in Gang haltende Saugvorrichtung.
Die vom Teer und von den leichten Ölen befreiten Gase werden zu den Brennern 0 geleitet, wo sie je nach der der Schwelkammer zuzuführenden Wärmemenge ganz oder teilweise verbrannt werden. Der Gasüberschuss gelangt unter den Schirm E und verbrennt in der Verbrennungskammer C. b) Man kann wie oben die primären Teere ausscheiden, den Schwelkoks in der Ver- brennungska. mmer verbrennen, die gesammelten Destillationsgase aber nicht in die Verbrennungskammer leiten, sondern für eine andre Verwendung in einem Gasometer sammeln. In diesem Fall kann die Erhitzung des Brennstoffes in der Schwelkammer durch einen Teil der vorher in einem Rekuperator bis auf eine genügende Temperatur erhitzten Gase derart erfolgen, dass das erzeugte Gas nicht mit andern Gasen vermischt wird. die dasselbe verdünnen würden.
Der Rekuperator oder Gaserhitzer kann durch alle üblichen Mittel (Generators u. dgl.) und insbesondere durch die heissen Kesselgase oder sogar durch einen Teil des erzeugten reichen Gases erhitzt werden. Der Aufstellungsort des Rekuperators wird so gewählt, dass die Wärmeverluste durch Ausstrahlung auf ein Mindestmass beschränkt werden. Beispielsweise kann derselbe unmittelbar über der Schwelkammer angeordnet werden. Diesen Fall erläutert Fig. 2 der Zeichnung. Hier wird ein Teil der gebildeten Schwelgase im Kreislauf geführt, um die Heizung der Schwelkammer zu gewährleisten.
Diese Gase gelangen in den Rekuperator R, wo sie auf eine genügend hohe Temperatur gebracht werden ; alsdann gelangen sie in die Schwelkammer D, wo sie durch die Brennstoffschicht hindurchströmen, an welche sie ihre fühlbare Wärme abgeben, worauf sie in die Kasten H samt den durch die Schwelung des Brennstoffes erzeugten Kohlenwasserstoffen angesaugt werden. Ein Blechstück Q ruht auf der Brennstoffschicht und verhindert, dass die Gase von der Kammer D in den Raum C gelangen. Der Rekuperator R wird durch Brenner 01 geheizt, die entweder mit durch einen Hilfsgenerator erzeugtem Generatorgas oder mit Schwelgas arbeiten.
Der Rekuperator könnte auch durch die Rauchgase des Kessels vorgewärmt werden. eu Man kann auch die primären Teere in der oben erwähnten Weise ausscheiden, das reiche Schwelgas zum Teil in einem Gasometer auffangen, wie bereits oben erwähnt und mit dem Rest den Schwelkoks löschen, um eine Verbrennung desselben zu verhindern und diesen festen Brennstoff für eine spätere Verwendung aufzuheben. Man kann auch diesen Schwelkoks dadurch dichter machen, dass man denselben während seines Weges durch die Schwelkammer mit Hilfe einer frei auf demselben liegenden, in passender Weise beschwerten Kette zusammenpresst, deren loser Trum ein Zusammenpressen des erweichten Brennstoffes bis zur Erhärtung desselben am Ende der Schwelung bewirkt, ohne dass die Bewegung unterbrochen wird.
Der Druck dieser Beschwerungskette ist nach Belieben durch Erhöhung oder Verringerung des Durchhanges des losen Trums einstellbar. Diese Abänderung ist aus den Fig. 3 und 4. zu ersehen.
Die Fig. 3 zeigt die Gewinnung von Schwelkoks in Staubform. Beim Austritt aus dell Kondensationsvorrichtungen B, M, N wird das gekühlte Schwelgas in den Sammelkasten 1 geleitet, wo es durch die bewegliche Bahn und die Schwelkoksschicht hindurchströmt, wobei der Schwelkoks an das Gas seine fühlbare Wärme abgibt und gekühlt wird. Das so vorgewärmte Gas gelangt dann in den Rekuperator R und strömt weiter in demselben Kreislauf, wie vorher beschrieben. Nach seinem Durchgang durch die Kammer T gelangt der Schwelkoks in eine Zerkleinerungsvorrichtung J, wo er vor dem vollständigen Abkühlen in Staubkoks verwandelt wird.
Die Fig. 4 zeigt die Gewinnung des Schwelkokses in Stückform. Eine endlose Kette K mit einstellbarer Spannung, von gleicher Breite wie die Brennstoffschicht, lastet auf dem Brennstoff in dem Augenblick, wo derselbe erweicht, d. h. während der Verschwelung. Dip Kette bewegt sich mit derselben Geschwindigkeit wie die Förderkette, indem sie durch die Bewegung des Brennstoffes mitgenommen wird. so dass keine gegenseitige Bewegung zwischen der Brennstoffschicht und den beiden Ketten J und G entsteht.
Der hart gewordene Schwel-
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lassen des Rostes G gelangt der Schwelkoks in einen Trichter, nachdem derselbe über ein Sieb U geleitet worden ist, durch welches der Koksgriess abgesondert wird. d) Endlich kann man auch, wie oben erwähnt, primäre Teere und reiche Gase, sowie auch Wassergase und Generatorgas dadurch gewinnen, dass man den Schwelkoks auf einen weiteren Kettenrost oder in einen Schachtofen bringt, wo der Schwelkoks durch Wasserdampf und Luft vergast wird. Diese Verfahrens abänderung ist in Fig. 5 schematisch dargestellt. Die Vorrichtung nach dieser Figur zeigt ebenfalls die Teile S, D, T, G, M, R, B.
Der erhaltene Schwelkoks fällt noch warm in einen Sammeltrichter y und gelangt auf den zweiten Kettenrost Gl. Er wird dort durch Verbrennung in glühenden Zustand versetzt, wobei die nötige Einblaseluft durch den Ventilator W geliefert wird. Der Schwelkoks gelangt dann unter die Gewölbe F, wo er dem Einfluss von über den Rost eingeblasenem Wasserdampf ausgesetzt und vergast wird. Das gebildete Wassergas wird in die Kasten II, angesaugt und gibt dann seine fühlbare Wärme in einem Austauscher Ni ab, der dazu bestimmt ist, die Temperatur des Einblasedampfes zu erhöhen.
Durch zwei Saugdruckvorrichtungen Zi und Z2 kann das durch die Schwelung erzeugte Gas. das vom Rost G kommt, gleichzeitig mit dem auf dem Rost G, erzeugten Wassergas in denselben Gasbehälter geleitet und dort für eine spätere Verwendung aufbewahrt werden.
Nach dem Durchgang unter den Gewölben F, wo die Vergasung mit Wasserdampf stattfindet, verlässt der noch vorhandene Schwelkoks den Rost und fällt in eine Grube, wo er unter dem Einfluss eines eingeblasenen, von dem Ventilator W gelieferten Luftstromes vollständig verbrennt. Die durch diese Verbrennung sowie durch die Verbrennung auf dem ersten Teil des Rostes < ? i erzeugten Verbrennungsgase dienen zum Heizen eines Kessels Pi, der den für die Vergasung nötigen Dampf erzeugt. Der Gaserzeuger mit Kettenrost kann durch einen Wassergas-Schachtofen von der üblichen Bauart ersetzt werden.
Es ist bereits eine Schwelvorrichtung mit endlosem Förderband für das Schwelgut bekannt, bei der die Schwelgase ebenfalls durch Saugkasten abgeführt werden, jedoch erfolgt bei dieser Vorrichtung die Erhitzung des auf der über den Saugkasten geführten Förderkette liegenden Brennstoffes nicht wie bei vorliegender Erfindung mittels verbrannter oder in einem Rekuperator erhitzter, im Kreislauf geführter Schwelgase.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Schwelung von rohen Brennstoffen auf einer endlosen, über Saugkasten geführten Förderkette, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhitzung des Brennstoffes entweder verbrannte oder in einem Rekuperator hocherhitzte, in einem Kreislauf geführte Schwelgase durch den Brennstoff und die Förderkette geführt werden.