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Ofen zur Destillation von Brennstoffen.
Die Erfindung betrifft einen Ofen zur Destillation von Brennstoffen, welche einen zwischen zwei stehenden Rohren belassenen beheizten Hohlraum durchwandern, der von der Innenseite des inneren Rohres her beheizt wird.
Die bekannten Öfen der angegebenen Art bieten den Vorteil, dass sie einen guten thermischen
Wirkungsgrad und geringe Wärmeverluste aufweisen, weil die Wärme den Ofen und das Behandlung- gut von Innen nach Aussen durchwandert und nur verhältnismässig kalte Teile mit der Aussenluft in
Berührung stehen. Die Erfindung bezweckt, diese an sich günstige Bauart noch weiter zu vervoll- kommnen.
Die bekannten Ausführungen, bei denen das innere Rohr um seine Längsachse ständig rotiert, besitzen nämlich den Nachteil, dass dem mechanischen Angriffe der Antriebsvorriehtung die auf hohe Temperatur gebrachte eigentliche Heizfläche des Ofens ausgesetzt ist und dass durch die
Drehbewegung des inneren Rohres in nur einem Richtungssinn das Behandlungsgut eine allzu geringe
Ruhelagestörung erleidet, so dass auf diese Weise zum Zusammenbacken neigende Kohle, in kontinuierlichem Betriebe, nicht verarbeitet werden können.
Gemäss der Erfindung werden beide obenerwähnten Übelstände in einfachster Weise dadurch beseitigt, dass von den erwähnten beiden Rohren das äussere, also das verhältnismässig wesentlich kühlere Rohr, als Schwenkrohr ausgebildet ist, so dass das Material dieses Rohres sowie seine Lagerungen infolge der Pendelbewegung weniger leiden. Ausserdem erfährt das Behandlungsgut infolge der Pendelbewegung des Rohres eine wiederholte Ruhelagestörung, wodurch die kontinuierliche Verarbeitung auch von zum Zusammenbacken neigenden Stoffen ermöglicht wird.
Die Anwendung einer Pendelbewegung bei Öfen, bei welchen das Behandlungsgut einen zwischen zwei stehenden Rohren belassenen, beheizten Hohlraum durchwandert, ist an sieh wohl bekannt, hiebei erfolgt jedoch die Beheizung an der äusseren Mantelfläche des äusseren Rohres, so dass diese Öfen in thermischer Hinsicht einen niedrigeren Wirkungsgrad aufweisen, es sei denn, dass man den Ofen mit einer weitgehendst wärmeisolierenden Umhüllung umgibt. In diesem Falle besitzen aber die beiden Rohre des Ofens im wesentlichen etwa die gleich hohe Temperatur, so dass es gleichgültig ist, welches von den beiden Rohren als Schwenkrohr ausgebildet ist und vom Antriebe mechanisch angegriffen wird.
Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden mehrere Rohrpaare als Ofenelemente zu einem ein-oder mehrreihigen Bündel zusammengefasst und in einem gemeinsamen Schachte untergebracht, wobei der durch den Schacht umschlossene, ausserhalb dieser Ofenelemente befindliche Raum an Leitungen zum Abführen der flüchtigen Wärmebehandlungsprodukte angeschlossen ist. Auf diese Weise wird ein Ofen äusserst hoher Leistungsfähigkeit bei möglichst geringem Raumbedarf erhalten, der dabei mit äusserst hoher Wirtschaftlichkeit arbeitet.
Die Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der auf der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele genauer erläutert.
Fig. l zeigt im senkrechten Schnitt ein Ausführungsbeispiel des neuen Ofens, das nur ein einziges Röhrenpaar enthält. Fig. 2 zeigt die Art der Aufhängung des einen Ofenrohres. Fig. 3 zeigt im senkrechten Schnitte eine Ausführung, in welcher mehrere Röhrenpaare gemäss Fig. 1 zu einem Bündel zusammengefasst sind. Fig. 4 zeigt den Querschnitt gemäss Linie 4-4 der Fig. 3. In Fig. 5 ist dargestellt, wie der erfindungsgemässe Ofen einer Industriefeuenmg unmittelbar vorgeschaltet werden
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kann. Fig. 6 zeigt die Seitenansicht zu Fig. 5, wobei die Wandung der Feuerung im Schnitte gemäss der Linie 6-6 der Fig. 5 dargestellt ist. Die Fig. 7-9 zeigen im Querschnitte verschiedene erfindungsgemässe Röhrenpaare.
Gemäss dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiele besteht der Ofen aus zwei konzentrischen Rohren a und1, zwischen denen ein Hohlraum A mit Kreisringquerschnitt verbleibt. Das Behandlungsgut, z. B. Kohleklein, del bei einer Temperatur von z. B. etwa 400-600 abzudestillieren ist, gelangt in den Hohlraum A aus einem Trichter 9 und bildet in demselben eine verhältnismässig dünne Schicht, was mit Rücksicht auf die Wärmebehandlung und deren Wirtschaftlichkeit vorteilhaft ist.
Gemäss der Erfindung ist von diesen beiden Rohren a und 1 das äussere Rohr 1 als Schwenkrohr ausgebildet und dabei erfolgt die Beheizung des Ofens von der Innenseite des unverrehbaren Rohres a her, also aus dem Raume B. Am schwenkbaren äusseren Rohre 1 sind zur Abfuhr der flüchtigen Destillationsprodukte Öffnungen f4 vorgesehen.
Die Beheizung von der Innenseite her bietet den Vorteil, dass die Wärmeverluste durch Strahlung geringer sind als in dem Falle, wenn die Heizfläche vom äusseren Rohre f gebildet wird, während die Hin- und Hersechwenkung des direkt nicht beheizten äusseren Rohres j den Vorteil bietet, dass durch die hiefür notwendigen Antriebsorgane (z. B. Schneckenantrieb (f2) mechanisch das kältere Rohr 1 angegriffen wird, dessen Temperatur vielfach um mehrere hundert Grade niedriger ist, als des die Heizfläche bildenden Rohres a.
Das Verbrennungsgemisch kann dem Innenraume B des unverdrehbaren Rohres a, z. B. unten, durch ein Rohr e2 zugeführt werden, so dass es das Rohr a in bezug auf die Wanderungsrichtung des zu verarbeitenden Stoffes im Gegenstrome durchzieht, dabei tritt das Verbrennungsgas in das Rohr e2 bei x und die Verbrennungsluft bei y ein. Um zu erreichen, dass die Heizgase die innere Mantelfläche des Rohres a mit grosser Geschwindigkeit bestreichen und um auf diese Weise eine grössere Heizleistung zu erzielen, wird im Rohr a vorzugsweise ein Einsatz i mit schraubenförmigen Aussenrippen 1 : 1 vorgesehen ; der dadurch gebildete schraubenförmige enge Kanal wird von den Heizgasen durchzogen.
Der Einsatz selbst besteht z. B. aus Schamott.
Die flüchtigen Destillationsprodukte gelangen durch die Öffnungen 14 hindurch in den von der Ofenumhüllung k umschlossenen Raum C und können von dort zu beliebigen Zwecken durch Rohre j hindurch abgeführt bzw. abgesaugt werden. Da sich Öffnungen f4 in verschiedenen Höhenlagen befinden, kann man bei Anbringung von waagrechten Trennwänden die flüchtigen Wärmebehandlungsprodukte eventuell auch voneinander getrennt abführen.
Zur Verhinderung der Verstopfung der Öffnungen 14 greifen aus feststehenden Stangen h hervorstehende Finger h1 in die Öffnungen 14, die sich z. B. auf ein Drittel oder Viertel der Umfläche des Rohres 1 erstrecken, so dass bei Hin-und Herschwenkung des Rohres 1 mit entsprechendem Winkelausschlage die Reinigungsfinger 1z1 die Öffnungen f4 zur Gänze bestreichen und dieselben rein halten.
Aus dem Heizrohre a entweichen die nach oben ziehenden Verbrennungsprodukte durch ein Rohr e1, Das Rohr a ist mit dem feststehend angeordneten Rohr eu vorzugsweise unter Einschaltung einer Dichtung a5'derart verbunden, dass es sich bei seiner Erwärmung nach oben ausdehnen kann. Aus dem gleichen Grunde ist auch das hin-und herschwenkbare äussere Rohr 1 an dem Trichter g oben unter Vermittlung einer Dichtung 16 abgeschlossen, so dass die Wärmeausdehnung auch hier ohne schädliche Spannungen zum Ausgleich kommen kann.
Zur Regelung der Heizung wird in das Heizrohr a ein Regelungsorgan, z. B. eine Drehklappe a3, eingebaut.
Der destillierte Brennstoff wird unten bei k1 entfernt. Aus dem Hohlraum A kann das verarbeitete Material kontinuierlich auch mechanisch entfernt werden. Hiezu ist gemäss Fig. 1 am unteren Ende des feststehenden inneren Rohres a ein in den Raum C ragendes Bodenblech @2 vorgesehen, von welchem der Brennstoff od. dgl. durch am unteren Ende des Schwenkrohres 1 angebrachte Flügel 15 abgestreift wird.
Die Umhüllung k des Ofens kann aus Gussmaterial oder aus Plattenmaterial bzw. Blech bestehen ; es können auch die Rohre a und f aus derartigem Material bestehen.
Es ist zweckmässig, das unverdrehbare innere Rohr a oben, ausserhalb des Ofenraumes, an
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das Eigengewicht des Rohres a durch ein Gegengewicht d mindestens teilweise auszugleichen. Durch die Fixierung des Rohres a an seinem oberen kalten Ende wird erreicht, dass das Material dieses Rohren weniger leidet, als im Falle einer Unterstützung bzw. Festhaltung des Rohres a an seinem unteren heissen Ende. Aus dem gleichen Grunde wird auch das Schwenkrohr 1 durch den Antrieb 13 am oberen kalten Ende betätigt und bei 11 gelagert.
Die Pendelbewegung des Schwenkrohres f erfolgt zweckmässig mit verhältnismässig kleinem Winkelausschlag, z. B. mit etwa 60-90 , damit das Behandlungsgut möglichst oft in verschiedenen Richtungen bewegt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 und 4 ist das Röhrenpaar a und f gemäss Fig. 1 innerhalb eines gemeinsamen Schachtes mehrfach angewendet, so dass ein Schachtofen entsteht, in
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welchem die aus den Röilrenpaaren a und 1 gemäss Fig. 1 bestehenden Ofenelemente zu einem Bündel zusammengefasst zwischen einem gemeinsamen Speisetriehter g und einem gemeinsamen Ofenunter- teilJe1 eingeschaltet sind, in welchem die aus sämtlichen Ofenelementen herauskommenden Materialströme gesammelt werden und aus welchem das ganze wärmebehandelte Gut, z. B. mittels eines drehbaren Zellenrades m, entfernt wird.
Die inneren Heizrohre a sämtlicher Ofenelemente sind an eine gemeinsame Speiseleitung e2 angeschlossen und oben münden sie in ein gemeinsames Abführrohr e1 für die Abgase. Ein Teil dieser Abgase kann gemäss Fig. 3 durch eine Leitung n zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Heizung in die Speiseleitung e2 zurückgeführt werden. Das verhältnismässige
Ausmass dieser Zurückführung kann durch Klappen n1 und 112 eingestellt werden. Die durch die Öffnungen 14 der Schwenkrohre f austretenden flüchtigen Wärmebehandlungsprodukte werden, wie in Fig. 4 dargestellt, in dem Raume C zwischen der Ofenumhüllung k und den äusseren Schwenkrohren jf aufgefangen und durch eine Leitung j abgeführt.
Dieser Raum 0 kann auch im Falle der Fig. 3 und 4 durch auf der Zeichnung nicht dargestellte Querwände unterteilt sein.
Aus Fig. 4 geht hervor, dass die Ofenelemente ein mehrreihiges Bündel bilden, die Ofenelemente könnten jedoch auch in Form eines einreihigen Bündels zusammengefasst werden.
Gemäss Fig. 5 ist der Ofen einer Industriefeuerung, z. B. einer Kesselfeuerung mit Kettenrost, derart unmittelbar vorgeschaltet, dass der am OfenunterteilJe1 bei maustretende Halbkoks oder Koks noch in heissem Zustande auf den Kettenrost o gelangt. Gemäss Fig. 6 können die einzelnen Ofenelemente k in je einem besonderen Ofenunterteil (k1 enden ; in diesem Falle würde der aus dem Ofen kommende heisse Koks auf den Kettenrost o nicht in einer Schicht durchwegs gleichmässiger Dicke gelangen. Mit Rücksicht hierauf wird gemäss der Erfindung ein Gewichtsbalken p vorgesehen, der um einen Zapfen pi drehbar ist und sich quer zum Laufe des Kettenrostes o erstreckt.
Dieser Gewichtsbalken p ist durch ein Gegengewicht r nur teilweise ausgeglichen, und er breitet daher durch sein Eigengewicht die auf den Kettenrost gelangende Kohle in gleichmässiger Schicht aus. Die Menge des auf den Kettenrost o gelangenden Kokses, also die Wärmeleistung der Industriefeuerung, kann z. B. durch Regelung der Umlaufzahl des Entnahmeorganes m des der Industrieheizung vorgeschalteten Ofens geändert werden. Die erfindungsgemässen Destillationsöfen eignen sich infolge ihres kleinen Gewichtes und ihrer kleinen Abmessungen sowie wegen ihrer grossen Heizfläche besonders dazu, um selbsttätigen Heizrosten von Industriefeuerungen vorgeschaltet. zu werden.
Durch diese Öfen kann insbesondere die Wirkung erreicht werden, dass vorhandene Feuerungseinrichtungen mit Halbkoks selbst in dem Falle beschickt werden können, wenn die Einrichtung ansonst staubiges Kohleklein verwendet, während die bisherigen, hiefür bestimmten Einrichtungen staubfreie stückige Kohle verwendet haben, da sie mit Spülgas arbeitende Einrichtungen bzw. Einrichtungen mit derartiger Innenfeuerung dargestellt haben, die wegen der grösseren Gasgesehwindigkeiten staubfreien Brennstoff beanspruchen.
Gemäss den Fig. 7,8 und 9 besitzen die Rohre a und 1 des Ofens, bzw. der Ofenelemente unähnlichen Querschnitt, wodurch auch mit koaxialer Anordnung der Rohre erreicht werden kann, dass bei der Schwenkung des Rohres 1 das im Zwischenraume A befindliche Behandlungsgut periodisch verdichtet wird, was bei manchen Stoffen von Vorteil ist. Dabei kann das Ausmass dieser Verdichtung durch entsprechende Wahl der beiden unähnlichen Quersehnittsformen (z. B. durch Anwendung eines kreisrunden Rohres in Kombination mit einem viereckigen oder elliptischen) auch bei kleinem Winkelausschlag der Schwenkbewegung beliebig erhöht werden, was bei exzentrischer Lagerung zweier kreisrunder Rohre nur in beschränktem Masse beherrscht wird und nur mit erheblich grösserem Winkelausschlag der Hin-und Herbewegung erreicht werden könnte.
Der gleiche Vorteil wird erreicht, wenn beide Rohre a und b mit elliptischem Querschnitt ausgeführt sind.
Die Erfindung kann von den auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen auch vielfach abweichend ausgeführt werden. So kann z. B. das Hin-und Hersehwenken der Rohre in beliebiger Weise, z. B. auch mittels eines hydraulischen Antriebes, erfolgen. Das Heizgas kann die Heizrohre eventuell auch in der gleichen Richtung wie das Material, also nach dem Gleichstromprinzipe, durchziehen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Ofen zur Destillation von Brennstoffen, welche einen zwischen zwei stehenden Rohren belassenen beheizten Hohlraum durchwandern, der von der Innenseite des inneren Rohres her beheizt wird, dadurch gekennzeichnet, dass von den Rohren (a, I) das äussere Rohr (i) um seine Längsachse hin- und herschwenkbar ist.