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Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betriebe diskontinuierlicher Kammeröfen zur Erzeugung von Gas und Koks unter gleichzeitiger Herstellung reinen (blauen) oder karburierten Wassergases durch Einführung von Wasser bzw. Wasserdampf, allein oder zusammen mit Teer, Teerölen oder andern Karburierungsmitteln oder von Gemischen davon, in dieVerkokungskammern gegen Ende der Garungszeit und Umsetzung dieser Stoffe mit dem glühenden Kammerinhalt.
Die Verwendung von Teeren, Teerölen und ähnlichen Mischungen schwerer Kohlenwasserstoffe zur zeitweisen Erhöhung der Gasausbeute aus Destillationskammern hat insbesondere für Gaswerke mit stark schwankendem Gasbedarf eine grosse Bedeutung, da diese Stoffe aus dem Destillationsgase anfallen, zeitweilig schwer verkäuflich sind und in grösserer Menge auf Lager gehalten werden können.
Die Einführung von Teer, Mittelölen und ähnlichen Stoffen in den bereits glühenden Inhalt von Verkokungskammern ist an sich bekannt, jedoch geschah sie bisher entweder durch im Ofenmauerwerk vorhandene Kanäle, die in den unteren Teil der Kammer münden oder durch eiserne Rohre, die beispielsweise von einer Schmalseite des Ofens her in den glühenden Kammerinhalt eingeführt wurden.
Der auf diese Weise eingeführte Teer traf naturgemäss zunächst nur auf eine geringe Menge glühenden Brenn- stoffes, die er infolge seiner niedrigeren Temperatur und der Wärmeentziehung durch den Umsetzungs- vorgang rasch abkiihlte ; sobald der Koks aber eine gewisse Temperatur unterschritten hatte, setzte er sich sehr schnell mit Teer zu. so dass Störungen eintraten (Hängenbleiben des Kokses beim Ausdrücken) und die Ausbeute an karburierten Gasen bei dieser Arbeitsweise verhältnismässig gering blieb.
Um möglichst den ganzen Kammerinhalt für die Umsetzung des Wasserdampfes und des Teeres u. dgl. auszunutzen, sollen bei dem Verfahren zum Betriebe diskontinuierlicher Kammerofen zur Erzeugung von Gas und Koks unter gleichzeitiger Herstellung reinen oder karburierten Wassergases durch Einführung von Wasser-bzw.
Wasserdampf, allein oder zusammen mit Teer oder andern Karburierungsmitteln oder von Gemischen davon, in die Ofenkammer und Umsetzung dieser Stoffe mit dem glühenden Kammerinhalt gemäss der Erfindung die umzusetzenden Stoffe in feiner Verteilung auf die glühende
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jenigen Teile des oberen Gassammelraumes, in denen die umzusetzenden Stoffe verteilt werden, werden von demjenigen Teil, aus dem die Gasabsaugung stattfindet, auf eine weiter unten zu beschreibende Art abgetrennt und die eingeführten Stoffe (Wasserdampf, Teer usw.) gezwungen, ein beträchtliches Wegstück durch den glühenden Kammerinhalt zurückzulegen.
Es hat sich bei praktischen Versuchen ergeben, dass die Berührungsdauer des Teernebels mit dem Kammerinhalt zu einer vollständigen Um- setzung hinreicht, wenn der Weg des Teeres durch den Kokskuchen etwa eine Länge von 2 m hat.
Die Unterteilung des oberen Gassammelraumes lässt sieh sowohl bei senkrechten als auch insbesondere bei Schrägkammer-und waagrechten Öfen dadurch erreichen, dass von der Kammerdecke her nach weitgehender Ausgarung der Kohlefüllung in die Kammer ein feinkörniger, kohlenstoffhaltiger, aber nicht backender oder ausgesprochen verkokbarer Stoff, der für das Entleeren der Kammer kein
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gasdichten Abschluss zwischen den beiden Hälften des Gassammelraumes zu sehaffen.
Mit der Einführung der umzusetzenden Stoffe wartet man dann noch so lange, bis die Trennsehicht aus dem kohlen- stoffhaltigen Stoffe glühend geworden ist, so dass sich seine Oberfläche bei Beginn der Erzeugung des karburierten Gases mit einer Teerhaut überzieht, die den Gasabschluss noch vollkommener macht.
Durch Änderung der Zusammensetzung des Teer-Dampf-Gamisches hat man es weitgehend in der Hand. den Heizwert des erzeugten Umsetzungsgases auf der gewünschten Höhe zu halten. Da jedoch
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Menge eingeführt wird, kann die geschilderte Abkühlung zu stark werden.
Will man eine solche verhindern und den Kokskuchen auf die ganze Länge der Verkokungskammer hin gleichmässig für die Umsetzung in Anspruch nehmen, so kann man dieses erreichen, indem man durch mehrere Füllocher den kohlenstoffhaltigen Stoff, vorzugsweise Koksgrus, einfüllt und auf diese Weise den oberen Gassammelraum in mehr als zwei Teilsrämr unterteilt. In denjenigen Teilraum des oberen Gasgammelraumes, der von dem mit dem.
Steigrohr in Verbindung stehenden Teilraum am weitesten entfernt ist, wird dann Wasserdampf eingeführt, in den oder die dazwischenliegenden Teilräume ein
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verhältnisse in der Kammer so beeinflusst werden, dass die eingeführten Stoffe nicht durch den Gassammelraum selbst unmittelbar zum Gasabgang ziehen, sondern erst eine für die rmsetzung für erforderlich gehaltene Wegstrecke durch den glühenden Kammerinhalt zurücklegen müssen, ehe sie zum Gasabgang gelangen. Die Einführung der umzusetzenden Stoffe in den oberen Gassammelraum geschieht hiebei durch Düsen, deren. Ausstromöffnung vom Steigrohr abgewendet ist.
Die Austrittsgeschwindigkeit der eingeführten dampfförmigen Stoffe muss so gross gewählt werden, dass unmittelbar hinter der Aus-
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und sich dabei zersetzt.
Diese. Arbeitsweise ist in einem senkrechten Längsschnitt durch die Ofenkammer in Fig. 3 der Zeichnung schematisch dargestellt. Bei den beiden, dem Gasabgang"zunächst liegenden Fullochern n können die üblichen Füllochdeekel entfernt und durch besonders ausgebildete Füllochdeckel b ersetzt werden, durch die Dampfeinführungsrohre c hindurchgehen, denen durch auf der Ofendecke verlegte
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inhaltes geblasen und sein Eindringen in diesen begünstigt wird.
An welcher Stelle der Wasserdampf bzw. Teer in die Kammer eingeführt wird, richter sich nach
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rechten Teil vermieden wird, sondern darüber hinaus die Injektorwirkung so gross machen, dass aus dem mit dem Gasabgang verbundenen Teil des Gassammelraumes ein teilweises Zurückströmen des Gases in den vom Steigrohr entfernter liegenden Teil und somit ein teilweiser Kreislauf der umzusetzenden Stoffe innerhalb der Kammer stattfindet. Damit wird der Weg dieser Stoffe durch den glühenden Kammerinhalt verlängert und der Zersetzunsgrad erhöht.
Neben der Beeinflussung der Druckverhältnisse innerhalb der Kammern durch die geschilderte
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kommen auch heransnchmbare metallene Wände, z. B. geloehte Bleche. in Frage, insbesondere können die Dampfeinführungsvorrichtungen mit solchen Trennwänden zu einem Konstruktionselement ver-
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den Fig. 9 und 10 dargestellt sind. auf einer als Trennwand wirkenden, gegebenenfalls gelochten Blechplatte anordnen : dabei ist das zum Einsetzen der Trennwand dienende Fülloch so verbreitert, dass es sich über die ganze Breite der Kammer erstreckt.
Fig. 4 a der Zeichnung zeigt in einem teilweisen senkrechten Längsschnitt durch die Kammer.
Fig. 4 b in einem senkrecht zu Fig. 4 geführten Schnitt eine solche Trennwand t, die aus einem gelochten Blech besteht, auf das ein mit einer Düse e versehenes Dampfzuleitungsrohr e aufgesetzt ist. Das Füllloch, in das die Trennwand t eingesetzt wird. hat die gleiche Breite wie die Ofenkammer. Statt eines Fülloches kann eine zwischen den Fiillöelierti liegende schlitzartige Öffnung der Kammerdecke zur Einführung von Dampfdiisc und Trennwand benutzt werden, die dann in der gleichen Weise wie die Füll-
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bildung zunimmt.
Um Wasserdampf während der Zuführung zu überhitzen, kann die Zuführungsleitung nach Art eines Dampferhitzers ausgebildet sein : so kann die Zuführungsleitung innerhalb der Einführungsöffnung in Windungen hin- und hergeführt, z. B. als Rohrspirale, ausgebildet sein. Die Windungen des Dampfzuführungsrohres können dabei gleichzeitig einen Teil der Trennwand bilden. die den oberen Gassammelraum unterteilt oder sie können in eine solche Trennwand eingebaut sein.
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aufeinanderliegend und bilden die Trennwand im Gassammelraum, die durch das seitlich an die Windungen angesetzteBlechhvervollständigtwird.
Wenn trotz der grossen Oberfläche einer solchen Rohrspirale die zugeführte Wärmemenge xur gewünschten Überhitzung nicht ausreichen sollte. so kann ein entsprechend ausgebildetes bewegliches tberhitzerrohr in ein anderes Fülloeh oder auch in das Steigrohr eingehängt und mit dem mit der Austrittsdüse versehenen Rohr durch einen Panzerschlaueh verbunden werden, um den Weg des Dampfes ) zu verlängern und damit den Überhitzungsgrad zu erhöhen. Die Einrichtungen zur Überhitzung des
Wasserdampfes oder anderer Stoffe brauchen bei einer Ofengruppe nur in bedeutend geringerer Anzahl vorhanden zu sein, als Ofenkammern in Betrieb sind.
Die Trennwand im oberen Gassammelraum kann auch als Hohlwand ausgebildet werden, wie
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herum auf der vom Steigrohr abgewandten Seite Schlitze angebracht sind, die die Ringdüse e bilden.
So wünschenswert es ist, den Dampf möglichst überhitzt in den oberen Gassammelraum ein- zuführen, so wünschenswert ist es anderseits auch, die Temperatur des Teeres oder anderer Karburierungs- mittel vor der Umsetzung mit dem Kammerinhalt so niedrig zu halten, dass sie nicht zu weitgehend verkracken. Man wird daher im Falle der Uberhitzung des Wasserdampfes den Teer nicht durch die Überhitzungseinriehtung führen, sondern die Mischung von Teer und Wasserdampf erst unmittelbar vor dem Austritt beider Stoffe in den Gassammelraum stattfinden lassen.
Die Teerzuleitung kann dabei von der Dampfzuleitung derart umgeben sein, dass sie nach Möglichkeit vor der strahlenden Wärme der Ofenkammer geschützt ist : z. B. kann ein Doppelrohr Verwendung finden, bei dem das innere Rohre für die Teerzuleitung, das äussere für die Dampfzuleitung dient. Ein solches Doppelrohr ist in Fig. 7 angedeutet. Durch das innere Rohr s wird Teer zugeführt und tritt durch die Düsen f. aus : der "Wasserdampf wird durch ein das Rohr s umgebendes Rohr 'geleitet und reisst, da er mit höherem Druck eingeführt wird als der Teer, beim Austritt ans der Düse t den Teer mit und bewirkt eine feine Zerstäubung des Karburierungsmittels.
Eine besonders geeignete Vorrichtung zur Einführung von Wasserdampf und Teer ist in Fig. 11 dargestellt, bei der die durch das innere Rohr s fliessende Teermenge vor ihrem Austritt in die Misehdüse t durch einen geeignet ausgebildeten Körper einen Drall erhält. Zur Herstellung des günstigsten Mischungsverhältnisses von Teer und Wasserdampf kann die in die Diise t eintretende Teermenge durch einen verstellbaren Dorn geregelt werden.
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mittelbar an den Teerraum der Gasvorlage angeschlossen werden.
Wenn von dem bekannten Mittel der Innenabsaugung der Destillationsgase aus der Mitte des JKohlekuchens Gebrauch gemacht wird, fällt gewöhnlich ein Teer an, der sehr viel saure Öle (Phenole.
Kresole u. dgl.) enthält, die nur geringen Wert besitzen. An diesem Umstande ist bisher vielfach die Einführung der Innenabsaugung gescheitert. Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden diese sauren Öle zusammen mit Wasserdampf in den glühenden Koks, wie nach Fig. 1 und 7, eingeführt. Zweckmässig werden dabei die wertvollen, durch Innenabsaugung gewonnenen Schwelgase getrennt aufgefangen.
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gasherstellung in der vorliegenden Art erforderliche Menge, übersteigt, zugesetzt werden.
Ein entsprechender Teil der sauren Teeröle wird dabei zusammen mit dem Wasserdampf zu karburiertem Wassergas umgesetzt, während der Rest zu wertvolleren Kohlenwasserstoffen (Benzol, Benzin und Leichtolen zerfällt. Auf diese Weise gelingt es, die Vorzüge der Innenabsaugung voll beizubehalten, aber ihre Nachteile, den Anfall saurer Teeröle, durch Umsetzung dieser minderwertigen Erzeugnisse zu wertvollen Kohlenwasserstoffen und Gas aufzuheben.
Bei der Einführung der umzusetzenden Stoffe in den einen Teil des oberen Gassammelraumc- ! werden diese innerhalb des Kammerinhaltes Wege zurücklegen, deren Form Ähnlichkeit hat mit den Köpfen von Parabeln. die in einer zur Längsrichtung der Kammer parallelen Ebene liegen und deren Achsen in senkrechter Richtung verlaufen. Da, die einzelnen Dampfteilchen sich gegenseitig verdrängen.
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ein geringer Teil der umzusetzenden Stoffe an den beiden Enden der Kammer in die tieferen Schichten des Kammerinhaltes gelangen.
Diese unteren, bei waagrechten Ofen also in der Nähe der Ofentüren liegenden, Teile sind daher an den beabsichtigten Umsetzungen nicht beteiligt, wodurch einerseits eine
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Kammerinhalt eingeführt werden. In bekannter Weise können hier entweder besondere waagrechte Kanäle sogleich nach dem Einfüllen in der Kohle geschaffen werden, in die man die umzusetzenden Stoffe einbläst, oder es können gelochte Rohre oder auch ungelochte kurze Rohre eingeführt werden.
In Fig. 8 ist im teilweisen senkrechten Längsschnitt durch die Ofenkammer dargestellt, wie in bekannter Weise durch die auf der Seite des Gasabgangcs liegende Ofentür k ein kurzes waagrechtes Rohr u eingeführt ist, durch das ebenfalls Wasserdampf in den glühenden Kammerinhalt eingeblasen wird.
Bei der Einführung umzusetzender Stoffe in den untersten Teil des Kammerinhaltes treten diese durch eine verhältnismässig kleine Rohröffnung in ein zunächst. sehr geringes Volumen des Kammer- inhaltes ein ; damit ist der Nachteil verbunden, dass dieses verhältnismässig kleine Koksvolumen einer starken Abkühlung ausgesetzt ist : würden daher Teer und andere hochsiedende Stoffe in dieser Weise eingeführt, so könnte es vorkommen, dass sie sich in der Nähe der Rohröffnung niederschlagen und Verstopfungen sowohl des Kokses als auch der Öffnung herbeiführen.
Gemäss der Erfindung sollen daher die höhersiedenden Stoffe in Mischung mit Wasserdampf über die grosse Koksoberfläche des (ras- sammelraumes verteilt werden, während in der Nähe der Kammersohle nur niedrig siedende Stoffe. insbesondere also Wasserdampf, in den Kammerinhalt eingeführt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren des Durchleitens von Wasserdampf durch den glühenden Kokskuchen in der Weise, dass möglichst alle Kokspartikelehen an der Umsetzung sich betiligen, hat besondere Vorteile, wenn auf einen möglichst schwefelfreien Koks Wert gelegt wird. Es ist ja bekannt, dass Koks in glühendem Zustande durch Wasserdampf, insbesondere aber durch Wasserstoff, des grössten Teiles seines Sehwefelgehaltes beraubt wird. der sich im Gase in Form von Schwefelwasserstoff vorfindet.
Im Entstehungszustande ist die entsehwefelnde Wirkung des Wasserstoffes besonders gross : mit dem erfindungsgemässen Verfahren gelingt es daher ohne weiteres, selbst aus Kokskohle, die zwar an sich gut kokbar ist, aber wegen ihres hohen Schwefelgehaltes zur Erzeugung metallurgischen Kokses bisher nicht herangezogen werden konnte, einen Koks zu gewinnen, der weniger als 1"" Schwefel enthält.
Da die Temperatur des Kaml1lerinhalte nach beendeter Ausgarung bei modernen Öfen beträchtlich über 900 C liegt, also oberhalb derjenigen Temperatur, die für die Umsetzung von Teer und ändern Kohlenwasserstoffgemischen mit dem glühenden Kammerinhalt geeignet ist. so wird zweckmässig nach Ausgarung des Kokskuchens zunächst sowohl in den Gassammelraum als auch in den unteren Teil der Kammer nur Wasserdampf eingeführt : erst nachdem die Temperatur des Kammerinhaltes auf unter
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eingeführt, während in den unteren Teil der Kammer weiterhin nur Wasserdampf eingeleitet wird.
PATENT-ANSPRUCHE : ]. Verfahren zum Betrieb diskontinuierlicher Kammeröfen zur Erzeugung von Gas und Koks unter gleichzeitiger Herstellung reinen oder karburierten Wassergases durch Einführung von Wasser bzw. Wasserdampf, allein oder zusammen mit Teer oder andern Karburierungsmitteln oder von Gemischen davon, in die Ofenkammcr und Umsetzung dieser Stoffe mit dem glühenden Kammerinhalt, dadurch gekennzeichnet, dass die umzusetzenden Stoffe in nebelförmig feiner Verteilung auf die glühende Ober- fläche des weitgehend ausgegarten Kammerinhaltes in einem Teil des oberen Gassammelraumes auf-
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findet,
dass die umzusetzenden Stoffe ein beträchtliches Stück ihres Weges durch den Kokskuchen zurücklegen müssen.