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Anlage zur Verkokung oder Tieftemperatur-Destillation.
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Verkokung oder Halbverkokung bzw. TieftemperaturDestillation von Kohle, Ligniten und bituminösem Schiefer.
Eine gemäss der Erfindung ausgeführte Anlage umfasst im wesentlichen eine Reihe von viereckigen, z. B. quadratischen. Ofenkammern, von denen jede zur Aufnahme einer Anzahl von Destillationsretorten dient. Zu beiden Seiten jeder Ofenkammer befindet sich je eine Verbrennungskammer, welche mit der ersten durch geeignete Öffnungen kommuniziert, wobei die Ofenkammern und Verbrennungskammern der Reihe nach hintereinander angeordnet sind.
Weiters enthält die Anlage eine Reihe von Kokskühlkammern, von denen jede einen Retortenkörper. d. li. die Gesamtheit der in einer Ofenkammer untergebrachten und mittels einer Tragoder Kopfplatte zu einem starren Körper vereinigten Retorten. aufnehmen kann. Die Ofen- kammern und Verbrennungskammern werden zweckmässig In mehreren, beispielsweise zwei Reihen oder Gruppen angeordnet, welche auf dem Boden aufruhen und die zweckmässig im Boden versenkten Kühlkammern umgeben.
Die einzelnen Retorten sind zylindrisch, können aber zweckmässig auch die Form eines nahezu zylindrischen Kegelstumpfes haben, dessen grössere Basis nach oben gekehrt ist, um durch Umkehrung leicht entleert werden zu können. Die Anordnung ist derartig, dass man den ganzen Retortenkörper samt dem auf der Tragplatte aufruhenden Gassammlerdeckel aus der Kammer herausheben kann. ohne dass dabei die zwischen der Tragplatte und dem Deckel befindlichen Destillationsgase entweichen können.
Beiderseits jeder Kammerreihe laufen Rohrleitungen, welche das Heizgas und die Verhrennungsluft zuleiten und die Verbrennungsgase und Destillationsgase ableiten. Alle diese Rohre bilden ein Zirkulationssystem. durch welches die verschiedenen Kammerreihen sowie die einzelnen Kammern einer und derselben Reihe in Verbindung gesetzt werden können. In dieser Weise wird das bekannte Prinzip des Ringofens ausgenutzt, wie dies auch bei der Anordnung nach dem Patente Nr. 117498 der Fall ist. Die Wirkungsweise dieser Rohre ist nachstehend beschrieben.
Über der ganzen Anlage ist ein Laufkran angebracht, mittels welchen die Retortenkörper samt Tragplatte und Gassammlerdeckel aus den Ofenkammern herausgehoben und in die Kühlkammern gebracht werden können.
Die Anlage weist gegenüber den bekannten, ähnlichen Zwecken dienenden Anlagen bedeutende Vorteile auf, welche zu einem beschleunigten Arbeitsgang, erhöhter Ausbeute au Destillationsprodukten und Ersparnis an Heizmitteln führen. Dieses günstige Ergebnis wird dadurch erzielt, dass der Zeitaufwand zum Entladen und Beschicken der Ofenkammern auf ein Minimum beschränkt ist. Das Ausheben des gesamten Destillationsgutes jeder Ofenkammer geschieht nämlich in einer Operation, zusammen mit den das Gut enthaltenden Retorten, worauf dann sofort ein anderer, im voraus beschickter Retortenkörper in die noch heisse Ofenkammer eingebracht wird, während man in den bekannten Anlagen meist die Ofenkammer abkühlen lassen muss. um die Beschickung vorzunehmen. Es wird somit ein bedeutender
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Verlust an Zeit und Heizstoff vermieden.
Die aus einer Ofenkammer ausgehobenen Retorten gelangen sofort in eine besondere Kühlkammer, wo ihre Wärme nicht verlorengeht, sondern zum Vorwärmen der Verbrennungsluft voll ausgenutzt wird. Die noch in der Kühlkammer abgeschiedenen Destillationsgase werden gleichfalls verwertet, indem sie erfindungsgemäss durch eine an jede Kühlkammer anschliessbare Leitung abgeführt werden. Dadurch schliesslich, dass das Entladen der Ofenkammern nicht, wie gewöhnlich, von unten, sondern von oben oder seitwärts geschieht, können dieselben direkt auf dem Boden aufruhen, wodurch der Bau der Anlage erheblich vereinfacht und verbilligt wird.
In der Zeichnung ist durch Fig. 1-6 ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Anlage veranschaulicht, u. zw. zeigt Fig. 1 in vertikalem Querschnitt eine Anlage mit zwei Reihen auf dem Boden aufruhender Ofenkammern und mit dazwischen, aber unterhalb derselben angeordneten Kühlkammern, Fig. 2 einen Grundriss bzw. Horizontalschnitt, Fig. 3 zwei benachbarte Ofenkammern mit den dazugehörigen Verbrennungskammern im Schnitt nach der Linie A-B und die Kühlkammern im Schnitt nach der Linie C-D der Fig. 2, Fig. 4 Einzelheiten der Retorte und Teile der Kopfträgerplatte im vertikalen Schnitt, Fig. 5 die ganze Trägerplatte im Schnitt und Fig. 6 eine Draufsicht auf diese Platte.
Durch die Fig. 7 und 8 ist im horizontalen und vertikalen Schnitt eine andere Ausführungsform der-Destillationskammern veranschaulicht, Fig. 9 zeigt schematisch den Weg der Gasströmungen während der Destillation.
Bei der Anlage nach den Fig. 1-6 ist angenommen, dass sie zwanzig in zwei Reihen angeordnete, Retorten enthaltende Ofenkammern al bis a20 umfasst, von denen sechs, nämlich drei in jeder Reihe, in der Zeichnung dargestellt sind. Zwischen den Ofenkammern sind Verbrennungskammern bl bis b20 und Cl bis C20 angeordnet, deren Anzahl doppelt so gross ist wie die der Ofenkammern ; jede Ofenkammer ist in der Längsachse der Anlage von je zwei zu ihr allein gehörigen Verbrennungskammern begrenzt, welche gleichzeitig die zwischen ihnen gelegene Ofenkammer beheizen. Jede einen Retortensatz enthaltende Ofenkammer steht mit den beiden zugehörigen Verbrennungskammern durch Öffnungen j in Verbindung, die am oberen Teil der Zwischenwände vorgesehen sind, während die verbrannten Gase die Ofenkammern durch an deren unterem Teil gelegene Öffnungen verlassen.
Die Flammen sind somit in jeder Ofenkammer stets von oben nach unten gerichtet. Dieses Zusammenwirken der Ofenkammer mit den dazugehörenden Verbrennungskammern ist am besten aus Fig. 3 zu ersehen.
Von den tiefliegenden, nämlich im Boden versenkten Kühlkammern dl bis d8 sind vier dargestellt. Diese Kühlkammern haben die gleiche Form und dieselben Abmessungen wie die Destillationskammern a.
Jede Ofenkammer a enthält eine Anzahl von Retorten, im dargestellten Falle sechzehn. die in Quadratform angeordnet sind (Fig. 2,4 und 6). Die Retorten e können, wie in Fig. 8 dargestellt, Kegelstumpfform, mit dem breiteren Ende oben, haben, damit ihre Entleerung durch Umkehren des ganzen Retortenblockes leicht vor sich geht. Bei der Anlage nach Fig. 1-6 sind sie zylindrisch dargestellt. An jeder Retorte e sitzt gemäss Fig. 4 unten ein Flanschring 1, der eine in der Mitte nach oben ausgebauchte Scheibe 2 trägt. Auf dieser ruht das gelochte Rohr 3 auf, welches als Abzugskanal für die Destillationsgase dient und oben, nämlich in dem über den Rand der Retorte hinausragenden Teil, durch einen innen eingesetzten Ring 7 verstärkt ist.
Der untere Rand 4 der Retorten e besteht aus einem zugeschärften Blech, so dass er sich leicht in Sand einsenken lässt. Am oberen Ende der Retorte sitzt aussen ein Flansch 5, mittels welchem die Retorten an der einen Deckel der Ofenkammer bildenden Vereinigungs- bzw. Kopfplatte t angeschraubt sind. Seitlich sind die Retorten durch ihrer Höhe nach verlaufende T-Eisen 6 versteift.
Die in Fig. 5 im Schnitt dargestellte Kopfplatte t hat passende Öffnungen 71 zur Aufnahme der Retorten. Die Ränder dieser Öffnungen sind so bearbeitet, dass die Flanschring 5 der Retorten dicht aufgesetzt werden können, zu welchem Zwecke beispielsweise Asbestdichtungen u. dgl. eingefügt werden. Nahe dem Rande der Platte t läuft aussen rundherum eine Rinne 10, in welche der Rand eines alle Retorten einer Kammer überdeckenden Gassammlerdeckels 11 eingesenkt werden kann, wobei Sand als Abdichtungsmittel dient.
Weiters sitzt unten an der Kopfplatte ein Kragen 12, welcher sich beim Aufsetzen der Platte in eine entsprechende, mit Sand gefüllte Ausnehmung eines gusseisernen, oben auf der Wand der Ofenkammer a befestigten Auflagerahmens 24 od. dgl. einsenkt, so dass sich hier eine Abdichtung zwischen Platte und Kammerwand ergibt. Schliesslich ist jede Platte t noch mit Ösen 13 zum Aufheben des Retortenblockes versehen. Unten sind die Retorten e durch Querstücke 14 (Fig. 1) so verbunden, dass sich ein vollkommen starrer Block ergibt.
Der Boden jeder Ofenkammer a ist mit einer Sandschicht von beispielsweise 30 C) ii Höhe bedeckt, in welche die zugesehärften unteren Enden 4 der Retorten beim Einsetzen des Blockes eindringen und so eine Abdichtung bewirken.
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Der auf der Kopfplatte t des Retortenblockes in der Sandrinne j ! 0 dicht aufruhende Gassammlerdeckel 11 ist mit einer durch das Vetitil 17 absperrbaren Leitung 16 (Fig. 1) für die Abfuhr der Destillationsgase versehen.
Zu beiden Seiten der Kammerreihen laufen die Rohrleitungen, nämlich die Leitung 18 für die zur Verbrennung nÖtige Luft, die Leitung 1. 9 finir das Heizgas, die Leitung 20 für die heissen Verbrennungsgase, eine Sammelleitung für die gasförmigen Destillationsprodukte und eine Leitung 20'für die Abfuhr der abgekühlten Verbrennungsgase. Die Luftleitung 1 H ist durch die Abzweigungen gl bis g40 (Fig. 9) mit den verbrennungskammern b1 bis b20 sowie mit den Verbrennungskammern ri bis ('20 verbunden. Diese Abzweigungen münden, wie ans Fig. 1 und 3 ersichtlich, in den untersten Teil der Verbrennungskammern, ebenso auch die Abzweigungen f1 bis f40 der Heizgasleitung 19. Alle Abzweigungen und g sind mit Absperrorganen 22 (Fig. 2) ausgestattet.
Die Leitung 20 für die Abgase steht durch die mit Absperrorganen versehenen Verbindungsleitungen Ai bis Ago mit den Ofenkammern al bis a20 und durch die gleichfalls mit Absperrorganen ausgestatteten Verbindungsleitungen 11 bis 720 mit den Verbrennungskammern b1 bis bio in Verbindung. Schliesslich sind auch noch in der Leitung 20 zwischen jeder Abzweigung li und l die Ventile m1 bis m20 eingeschaltet, so dass durch entsprechende Einstellung der betreffenden Absperrorgane jede beliebige Ofenkammer aus dem Strom der Verbrennungsgase ausgeschaltet werden kann.
An der Stelle jeder Abzweigung h kommuniziert das Rohr 20 mit dem Abgasrohr 20'durch Verbindungsrohre, welche mittels der in Fig. 9 angedeuteten Ventile @ abgesperrt werden können. Die oberste Leitung 21 für die Abfuhr der Destillationsgase ist an die Rohrstutzen 16 der Kammerdeckel 11 angeschlossen und ebenfalls mit Absperrventilen 17 ausgestattet (s. Fig. 1). Zu beiden Seiten der Kühlkammern d1 bis ds laufen Leitungen 26 für das Destillationsgas, welche den Leitungen 21 entsprechen und an die Rohrstutzen 16 angeschlossen werden, wenn sich die Retortenblöcke in den Kühlkammern befinden.
Mittels des Laufkranes 25 können'die Retortenkörper samt dem Deckel 11 ausgehoben und in die Kühlkammern übergeführt werden. Die Anlage arbeitet wie folgt :
Es sei angenommen, dass alle Retortenkammern mit Destillationsgut beschickt sind und einige Kammern, z. B. 1, 5 usw., geheizt werden. Die Ventile sind so eingestellt, dass sich folgender Verlauf der Gasströmungen ergibt : Das Heizgas strömt aus einem Hauptzuleitungsrohr in das Rohr 19 (Fig. 9) und dringt durch die Abzweigungen f in jede der in Tätigkeit befindlichen Kammern. Gleichzeitig wird diesen Kammern die für die Verbrennung erforderliche Luft durch das Rohr 18 und die Abzweigungen g zugeführt, nachdem sie durch Hindurchströmen durch die Kühlkammern d selbst vorgewärmt wurde und daselbst die heissen Koks enthaltenden Retorten abgekühlt hat.
In Fig. 9 sind die Strömungswege des Heizgases und der Luft durch einfache Pfeile angedeutet, jener des verbrannten Gases durch doppelte Pfeile und der Weg der Destillationsgase durch dreifache Pfeile.
Die Verbindungen f und g der nicht beheizten Ofenkammern sind durch entsprechende Ventile geschlossen. Die heissen Gase gelangen in jede Ofenkammer a durch die Öffnungen j in den Wänden, welche eine Kammer a von den Verbrennungskammern b und c jeder Gruppe scheiden. Die verbrannten Heizgase strömen in das Rohr 20, dessen Ventile m ebenso wie die Ventile n der Verbindungen zwischen den Rohren 20 und 20l geschlossen sind. Sie sind daher gezwungen, nacheinander alle Kammern b und a der nicht beheizten Gruppen zu durchziehen, wodurch sie das Material in diesen Kammern vorwärmen. Die Ventile l der nicht beheizten Kammern sind zu diesem Zwecke offen. Nach Austritt aus der letzten, nicht geheizten Kammer a stossen die Gase auf das geschlossene Ventil l einer geheizten Kammer.
Dagegen ist an dieser Stelle das Ventil it zwischen den Rohren 20 und 201 offen. Die Gase gelangen daher in das Rohr 20'und entweichen durch dieses in den Schornstein.
Während der Heizung einer Kammer sammeln sich die Destillationsprodukte in dem Raum oberhalb der Retorten an und entweichen durch das Rohr 21. Wenn die Destillation beendet ist, wird der alle Retorten einer Kammer enthaltende Block in eine Kühlkammer transportiert, wo die Retorten ihre Wärme an die Verbrennungsluft abgeben und so gekühlt werden. Das Destillationsgas aus den in der Kühlung befindlichen Kammern d entweicht durch Rohr 26 nach 21.
Zweckmässig beträgt die Anzahl der vorhandenen Kühlkammern das Doppelte der jeweils gleichzeitig geheizten Destillationskammern.
Die beschriebene Ausführungsform lässt natürlich verschiedene Abänderungen zu, beispielsweise die in den Fig. 7 und 8 veranschaulichte, gemäss welcher die Retortenkörper seitlich aus der Kammer entfernt werden können. Die Ofenkammer ist hier mit a bezeichnet und die beiden dazugehörigen Verbrennungskammern mit bx und cx. Die Kopfplatte t des Retortenkörpers wird von einem kleinen Karren 27 getragen. und dieser rollt auf Schienen 28, welche seitlich in den Ofen hineinführen. Die eine Wand. 3. 9 der Kammer e, kann nach oben oder
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unten herausgezogen werden, um dann den Retortenkörper seitlich herausziehen zu können.
Die Dichtungen dieser Wand müssen natürlich derart sein, dass ihre Beweglichkeit durch dieselben nicht beeinträchtigt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anlage zur Verkokung oder Tieftemperatur-Destillation mit einer Anzahl von Ofenkammern, in welchen je eine Anzahl von miteinander starr verbundenen Retorten untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Retortenbündel mittels einer die oberen Retortenenden vereinigenden Platte (t) über dem Boden der Kammer frei schwebend festgehalten sind, wobei die Kammer mit der abnehmbaren Platte (t) als Kammerdeckel oder mit einer entfernbaren Seitenwand ausgestattet ist, so dass der ganze Retortenkörper unverzüglich nach Beendigung der Destillation aus der Kammer herausgenommen werden kann.