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Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von stückigem Material mittels Dampf
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von stückigem Material mittels Dampf. Eine Dampfbehandlung von stückigem Material wird üblicherweise in Dämpfern, Diffuseuren, Autoklaven od. dgl. Druckbehältern durchgeführt, welche chargenweise betrieben werden. Es können beispielsweise Holzstoff oder Ziegel einer Dampfbehandlung unterworfen werden. Weiters ist es üblich, lignitische Kohle durch Behandlung mit Wasserdampf zu trocknen.
Da beim Betrieb derartiger Druckbehälter im Rahmen eines Verfahrens zur Dampfbehandlung von stückigem Material Perioden des Füllens, des Unterdampfsetzens und des Entleerens dieser Druckbehälter abwechseln, ist der diskontinuierliche Betrieb derartiger Druckbehälter mit Nachteilen, insbesondere hinsichtlich der hohen Anlagekosten und hinsichtlich einer nicht ökonomischen Wärmewirtschaft, verbunden. Bei einem derartigen Verfahren, wie beispielsweise bei der Trocknung von Kohle, werden pro Zeiteinheit grosse Materialmengen durchgesetzt und es müssen daher derartige Druckbehälter gross dimensioniert sein. Bei einer Kohletrocknung weisen derartige Druckbehälter Durchmesser und Höhen von mehreren Metern auf. Der Druck des bei Durchführung des Verfahrens verwendeten Dampfes beträgt bis 16 atm und sogar noch mehr.
Derartige Druckbehälter müssen daher verhältnismässig grosse Wandstärken aufweisen und zu ihrer Herstellung sind verhältnismässig kostspielige Arbeitsverfahren erforderlich. Weiters ist die Lebensdauer derartiger Druckbehälter ziemlich gering, da beim abwechselnden Erwärmen und Abkühlen, beim Füllen, Dämpfen und Entleeren starke Wärmespannungen auftreten, welche eine Materialermüdung zur Folge haben. Weiters wirkt auch die scheuernde Wirkung des zu behandelnden Materials beim Einfüllen in diese Druckbehälter sehr nachteilig, da die Fallhöhe des zu behandelnden Materials beim Füllen des Druckbehälters verhältnismässig gross ist. Hiebei tritt der weitere Nachteil ein, dass schlagempfindliche Stoffe, wie beispielsweise lignitische Kohle, beim Aufprallen zerfallen, wodurch naturgemäss das Endprodukt an Wert einbüsst.
Durch die verhältnismässig grosse Füllhöhe und den dadurch bedingten Druck kann es weiters zu einem Zusammenbacken des zu trocknenden Materials im Druckgefäss kommen, wodurch dann die Entleerung des Druckgefässes auf Schwierigkeiten stösst oder besondere Austragvorrichtungen erforderlich macht.
Der wesentlichste Nachteil der bisher bekannten Verfahren zur Behandlung von stückigem Material mittels Dampf besteht jedoch in wärmewirtschaftlicher Hinsicht und es besteht somit das wesentlichste Ziel der vorliegenden Erfindung in der Senkung des Wärmebedarfes eines derartigen Behandlungsverfahrens. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Vermeidung der oben angegebenen Nachteile hinsichtlich der hohen Anlagekosten, hinsichtlich des grossen Materialverschleisses und hinsichtlich der auftretenden Betriebsstörungen.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Dampfbehandlung von stückigem Material, beispielsweise zur Trocknung von Kohle, bei welchem das zu behandelnde Material zunächst in Stufen erwärmt und dann in Stufen abgekühlt wird, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsgut kontinuierlich durch mehrere in Reihe hintereinandergeschaltete Zonen verschiedenen Dampfdruckes geführt wird, wobei der Dampfdruck in den einzelnen Zonen derart eingestellt wird, dass er, in der Bewegungsrichtung des Behandlungsgutes gesehen, vom Beginn der Reihe gegen ihren mittleren Bereich hin zunimmt und von dort zum Ende der Reihe hin wieder abnimmt.
Es wird auf diese Weise ein kontinuierliches Verfahren mit hoher Wärmewirtschaftlichkeit geschaffen, welches in äusserst einfacher Weise von einer geringen Anzahl Bedienungspersonen durchgeführt werden kann und welches eine wirksame Dampfbehandlung ermöglicht, wobei gleichzeitig Betriebsstörungen so weit als möglich ausgeschlossen sind.
Die bei Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens erreichbare Ersparnis an Wärmeenergie in Gegenüberstellung zum Trocknungsverfahren gemäss der österr. Patentschrift Nr. 185349 wird im folgenden aufgezeigt.
Bei Trocknung von Lignit mit einem Wassergehalt von 43% auf einen Restwassergehalt von 16% nach dem Verfahren nach der österr. Patentschrift Nr. 185349 bei Sattdampfbetrieb mit 16 atm wurden pro Tonne erzeugter Trockenkohle 160 kg Dampf verbraucht.
Demgegenüber kann der Dampfverbrauch bei Durchführung des vorliegenden Verfahrens durch Verminderung zweier beträchtlicher Verlustposten wesentlich verringert werden. Es werden nämlich beim vorliegenden Verfahren alle Strömungs- und Wärmeverluste vermieden, welche eine Überleitung
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des Dampfes und des Kondensates von den Druckgefässen zu den Speichern und von den Speichern zurück zu den Druckgefässen nach dem Verfahren nach der österr. Patentschrift Nr. 185349 unvermeidbar mit sich bringt. Beim erfindungsgemässen Verfahren tritt der Entspannungsdampf fast verlustfrei in die nächst niedrigere Stufe ein und es kann hiedurch gegenüber dem Verfahren nach der österr. Patentschrift Nr. 185349 eine Dampfersparnis von 5 bis 8% erreicht werden.
Weiters ist die Rückgewinnung der von den Gefässwänden aufgenommenen Wärme bei Ausführung des Verfahrens nach der österr. Patentschrift Nr. 185349 stets mit Verlusten verbunden. Beim vorliegenden Verfahren hingegen sind die einzelnen Zonen keinen Temperaturschwankungen unterworfen und es werden somit auch die Wärmeverluste geringer. Der hiedurch erzielte Minderverbrauch an Dampf kann von 3 bis 6% betragen, wobei dieser Minderverbrauch von der Dauer des Trockenprozesses abhängt.
Bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann auf diese Weise der Dampfverbrauch von den oben angegebenen 160 kg Dampf, welche bei Durchführung des Verfahrens nach der österr.
Patentschrift Nr. 185349 verbraucht wurden, auf 147 kg, in günstigen Fällen sogar auf 138 kg heruntergedrückt werden.
Zweckmässig wird so vorgegangen, dass einer Zone im mittleren Bereich der Reihe Dampf mit einem über Atmosphärendruck liegenden Druck, insbesondere überhitzter Dampf, zugeführt wird, welcher nach der Einwirkung auf das in dieser Zone befindliche Behandlungsgut mit diesem zum Teil in zumindest eine dahinter geschaltete Zone unter Expansion übergeführt wird und der expandierte Dampf in zumindest einer der Zone im mittleren Bereich vorgeschaltete Zone geleitet und dort zur Vorwärmung des darin befindlichen Behandlungsgutes verwendet wird. Es wird somit das zu behandelnde Gut im wesentlichen durch drei Bereiche geführt, u. zw. durch einen Vorwärmbereich, einen eigentlichen Dämpfungsbereich und durch einen Nachbehandlungsbereich. Die für die Behandlung des Materials im eigentlichen Dämpfungsbereich erforderliche Wärme stammt von dem in diesem Bereich eingeführten Dampf.
Beim weiteren Fortschreiten des Behandlungsmaterials und beim Austritt dieses Materials aus der eigentlichen Dämpfungszone expandiert der zusammen mit dem Material austretende Dampf und wird in eine dem eigentlichen Dämpfungsbereich vorgeschaltete Zone geführt, in welcher dieser expandierte Dampf für die Vorwärmung des dort befindlichen Materials verwendet wird. Zwischen dem hinter dem eigentlichen Dämpfungsbereich liegenden Bereich und dem vor dem eigentlichen Dämpfungsbereich liegenden Bereich besteht, im ganzen gesehen, ein geringes Druckgefälle, da das hinter dem eigentlichen Dämpfungsbereich befindliche Behandlungsgut Wärme abgibt, während das vor dem eigentlichen
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für den Dampftransport.
Eine vorzugsweise Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass das in den einzelnen Zonen anfallende Wasser getrennt gesammelt und, gegebenenfalls nach Abscheidung von Schlamm, von Zonen höheren Dampfdruckes zu Zonen niedrigeren Dampfdruckes geleitet wird, wo es in für die Behandlung des Behandlungsgutes verwendbaren Dampf übergeht. Es wird auf diese Weise somit auch das bei Durchführung des Verfahrens anfallende Heisswasser im Sinne einer möglichst ökonomischen Durchführung des Verfahrens zur Behandlung des Behandlungsgutes verwendet, wobei eben das unter höherem Druck stehende anfallende Heisswasser expandiert wird und der so erhaltene Dampf für die Behandlung des Behandlungsgutes ausgenützt wird.
Da das aus den letzten Zonen der Reihe austretende Behandlungsgut, welches mit niedergespanntem und teilweise gesättigtem Dampf in Berührung steht, noch immer einen gewissen Restgehalt an Feuchtigkeit aufweist, so hat es sich insbesondere bei der Trocknung von Kohle als zweckmässig erwiesen, das Behandlungsgut zwischen zwei im Endbereich der Reihe angeordneten Zonen einer Nachbehandlung mit einem heissen Gas, beispielsweise Heissluft, zu unterwerfen. Auf diese Weise wird erreicht, dass das aus den letzten Zonen der Reihe austretende Behandlungsgut praktisch vollkommen trocken anfällt.
Wenn die in dem ersten nachgeschalteten Bereich vorhandene Dampfmenge Wärme im Überschuss enthält, kann diese Dampfmenge durch Verdichtung auf den Betriebsdruck gebracht werden. Ebenso ist in diesem Falle mit dem Sammelwasser des eigentlichen Dämpfungsbereiches zu verfahren.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens, bestehend aus Zu- und Abführvorrichtungen für das zu behandelnde Material und für Dampf sowie Abführvorrichtungen für Wasser, ist im wesentlichen gekennzeichnet durch undicht abgeschlossene Behälter für das Behandlungsgut, eine sich durch mehrere Behandlungsräume erstreckende Führung für die Behälter und zwischen den Behandlungsräumen vorgesehene, einen Durchtritt der Behälter gestattende und mit diesen zusammenwirkende Abdichtungen. Es sind somit bei dieser Vorrichtung gegenüber den üblichen grossvolumigen Druckbehältern, in welche das zu behandelnde Material eingeführt wird, einzelne verhältnismässig kleine Behälter vorgesehen, welche in einer sich durch mehrere Behandlungsräume erstreckenden Führung geführt sind.
Die einzelnen Behandlungsräume sind voneinander durch Dichtungen abgeschlossen, die durch das Zusammenwirken der Behälter mit den Durchtritt der Behälter gestattenden Abdichtungen bewirkt sind.
Zweckmässig ist die Führung als rohrförmiges Druckgefäss ausgebildet und die Behälter sind als an einem Ende dicht verschlossene und am andern Ende mittels eines undichten Deckels abdeckbare, lösbar
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miteinander verbundene Hohlzylinder ausgebildet, wobei die Aussenflächen des Hohlzylinders mit den als Stopfbüchsen ausgebildeten Abdichtungen des rohrförmigen Druckgefässes zusammenwirken. Die undichte Abdeckung des einen Endes der Hohlzylinder gestattet den Ein- und Austritt des Dampfes in bzw. aus diesen Zylindern. Diese Abdeckungen können beispielsweise aus durchlochten Deckeln bestehen, welche das Behandlungsgut im Behälter halten.
Für die Zuleitung von überhitztem Dampf zum mittleren Bereich der Führung ist eine Zuleitung vorgesehen und es ist weiters je ein, in der Bewegungsrichtung des Behandlungsgutes gesehen, hinter dem mittleren Behandlungsraum liegender Behandlungsraum über eine Leitung mit je einem vor dem mittleren Behandlungsraum liegenden Behandlungsraum verbunden. Die miteinander verbundenen Behandlungsräume sind hiebei in bezug auf den mittleren Behandlungsraum spiegelbildlich angeordnet.
Es führt also beispielsweise eine Leitung von dem ersten hinter dem mittleren Behandlungsraum liegenden Behandlungsraum zu dem unmittelbar vor dem mittleren Behandlungsraum liegenden Behandlungsraum, während der zweite hinter dem mittleren Behandlungsraum liegende Behandlungsraum mit dem zweiten vor dem mittleren Behandlungsraum liegenden Behandlungsraum verbunden ist. Man müsste nun annehmen, dass zwischen den jeweils zueinander gehörigen und miteinander verbundenen Behandlungsräumen hinter und vor dem mittleren Behandlungsraum kein Druckgefälle vorhanden ist.
Dieses für den Dampftransport von den Behandlungsräumen hinter dem mittleren Behandlungsraum zu den Behandlungsräumen vor dem mittleren Behandlungsraum erforderliche Druckgefälle ergibt sich aber durch eine teilweise Kondensation des Dampfes, wodurch eben in den Behandlungsräumen vor dem mittleren Behandlungsraum Drücke herrschen, welche niedriger sind als die in den entsprechenden hinter dem mittleren Behandlungsraum liegenden Behandlungsräumen herrschenden Drücke, wodurch die erforderliche Dampfströmung gewährleistet ist.
Zweckmässig sind, um auch das in den einzelnen Behandlungsräumen anfallende Wasser wärmewirtschaftlich im Verfahren zu verwenden, die einzelnen Behandlungsräume mit Wassersammelgefässen versehen, welche je eine Zuleitung aus dem betreffenden Behandlungsraum, eine Wasserableitung und eine Schlammableitung aufweisen. Die einzelnen Schlammableitungen münden hiebei über Ventile in einem gemeinsamen Abfluss. Auf diese Weise wird es ermöglicht, den jeweils anfallenden Schlamm, den Gegebenheiten entsprechend, aus den Wassersammelgefässen abzulassen.
Die Wasserableitung der einzelnen Wassersammelgefässe der hinter dem mittleren Behandlungsraum liegenden Behandlungsräume sind mit den Wasserableitungen der einzelnen Wassersammelgefässe der vor dem mittleren Behandlungsraum liegenden Behandlungsräume miteinander verbunden. Das in den Gefässpaaren anfallende Wasser kann durch Druckentlastung in für die Vorbehandlung des zu behandelnden Gutes in der nächst niedrigeren Druckstufe verwendbaren Dampf verwandelt werden. Zu diesem Zwecke ist beispielsweise die Wasserableitung der beiden vor und hinter dem mittleren Behandlungsraum liegenden Behandlungsräume mittels einer besonderen Rohrleitung mit der Wasserableitung des zweiten vor dem mittleren Behandlungsraum liegenden Behandlungsraumes verbunden.
Durch den in den beiden erstgenannten Behandlungsräumen herrschenden höheren Druck gegenüber dem zweiten Behandlungsraum vor dem mittleren Behandlungsraum tritt beim Eintritt des unter höherem Druck stehenden Wassers in das mit dem unter niedrigerem Druck stehenden Behandlungsraum verbundene Wassersammelgefäss eine Verdampfung des Wassers ein. Dieser Dampf tritt in den unter niedrigerem Druck stehenden Behandlungsraum ein und wird dort zur Vorbehandlung des zu behandelnden Gutes verwendet.
Für manche Trocknungszwecke erweist es sich als vorteilhaft, die Restfeuchtigkeit des Behandlungsgutes vor dem Verlassen der Anlage möglichst zu vermindern. Zu diesem Zwecke kann an einem der letzten hinter dem mittleren Behandlungsraum liegenden Behandlungsraum eine Zuleitung für Heissluft und eine Ableitung für ein Heissluft-Dampf-Gemisch vorgesehen sein. Dies gibt die Möglichkeit, das noch eine gewisse Restfeuchtigkeit aufweisende Behandlungsgut mittels Heissluft zu trocknen, wobei eben durch die Ableitung das hiebei entstehende Luft-Dampf-Gemisch abgeführt werden kann. Es ist natürlich auch möglich, für diese Nachtrocknung statt Heissluft überhitzten Dampf zu verwenden, welcher ja in ähnlicher Weise wie Heissluft Wasserdampf aufnehmen kann.
Um eine lösbare Verbindung zwischen den einzelnen im rohrförmigen Druckgefäss geführten Behältern zu erreichen, ist die Anordnung so getroffen, dass die einzelnen Behälter an ihren Enden mit sich axial vom Umfang der Behälter erstreckenden Zungen ausgebildet sind, zwischen welchen Ausnehmungen vorgesehen sind und dass im mittleren Bereich der Zungen an ihrer Aussenfläche eine Ringnut für den Eingriff eines Federringes vorgesehen ist. Die einzelnen Zungen an dem dicht verschlossenen Ende des einen Behälters greifen hiebei in die zwischen den Zungen am undicht abgedeckten Ende des benachbarten Behälters vorgesehenen Ausnehmungen ein und der Federring verbindet, nachdem er in die Nut der ineinandergesteckten Zungen eingelegt wurde, benachbarte Behälter miteinander.
Diese zur Verbindung der einzelnen Behälter miteinander dienenden Federringe sind geschlitzte Ringe in Art von Kolbenringen, welche nach innen vorgespannt sind. Die Zungenverbindung von zwei miteinander verbundenen Behältern muss undicht sein, um dem Dampf die Möglichkeit zum Eindringen in das Behälterinnere zu geben. Die Verbindung der einzelnen Behälter miteinander dient lediglich dazu, um einen aus einer Vielzahl von derart miteinander verbundenen Behältern zusammengesetzten Strang durch Zug an einem Ende der Führung durch diese Führung hindurchziehen zu können. Nach Austritt der einzelnen
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Behälter aus der als rohrförmiges Druckgefäss ausgebildeten Führung, wird die Verbindung zwischen den einzelnen Behältern gelöst, um das Entleeren der einzelnen Behälter zu ermöglichen.
Der, in der Bewegungsrichtung des zu behandelnden Materials gesehen, letzte Behandlungsraum kann mit einer Dampfkondensationsvorrichtung verbunden sein, in welcher der aus diesem Behandlungsraum austretende Restdampf niedergeschlagen werden kann. Es ist selbstverständlich auch möglich, diesen Restdampf ins Freie abzuführen.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch den mittleren Bereich einer erfindungsgemässen Vorrichtung. Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch zwei lösbar miteinander verbundene, in der erfindungsgemässen Vorrichtung verwendete Behälter für das Behandlungsgut. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eines der Enden eines derartigen Behälters. Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Einrichtung und zeigt insbesondere die die einzelnen Behandlungszonen miteinander verbindenden Leitungen. Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Einrichtung in ihrer Verwendung für die Kohletrocknung.
In Fig. 1 ist mit 1 die Wandung eines rohrförmigen Druckgefässes bezeichnet. 2 sind in Form von Stopfbuchsen ausgebildete Dichtungen, welche zu beiden Seiten eines Rohrabschnittes 3 angeordnet sind. Die Stopfbuchsen 2 sind aus einer Vielzahl von in Einzelsegmente aufgeteilten Ringen zusammengesetzt, welche durch Ringfedern nach innen gedrückt werden und auf diese Weise eine stopfbüchsenartige Wirkung hervorrufen. Der rohrförmige Abschnitt 3 ist in der Mitte einer Reihe von links und rechts dieses Abschnittes 3 liegenden ähnlichen Abschnitten angeordnet. Dieser mittlere Abschnitt oder mittlere Behandlungsraum 3 ist mit einer Zuleitung 4 für überhitzten Wasserdampf versehen.
Weiters weist dieser mittlere Behandlungsraum 3 eine Ableitung 5 auf, durch welche im Behandlungsraum 3 anfallendes Wasser in ein Wassersammelgefäss 6 abgeleitet wird, welches einen Anschluss 7 für eine Wasserableitung und einen Anschluss 8 für die Schlammableitung aufweist. Im Inneren des rohrförmigen Druckgefässes 1 sind Rollenlagerungen 9 vorgesehen. Diese Rollenlagerungen 9 dienen zur Führung und Abstützung von durch den Behandlungsraum 3 und die vor und hinter diesem Behandlungsraum liegenden Behandlungsräume geführten Gefässen 10, welche zur Aufnahme des zu behandelnden Materials vorgesehen sind. Diese Gefässe 10 sind, wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, in Form von Hohlzylindern ausgebildet.
Die Aussenfläche dieser Gefässe 10 wirkt mit den Stopfbüchsen 2 im Sinne einer Abdichtung des Behandlungsraumes 3 gegenüber den übrigen Behandlungsräumen zusammen. In Fig. 2 sind zwei lösbar miteinander verbundene derartige Behälter 10 dargestellt. Das eine Ende eines jeden derartigen Behälters ist dicht abgeschlossen, während das andere Ende mit einer undichten Abdeckung, wie beispielsweise einen mit Löchern versehenen Deckel 11, abdeckbar ist. Dieser Deckel 11 dient dazu, das in den Behältern befindliche Behandlungsgut 12 in diesen Behältern zu halten und ermöglicht gleichzeitig den Eintritt von Dampf und den Austritt von Wasser durch die im Deckel vorgesehenen Löcher.
An beiden Enden eines jeden Gefässes sind zungenförmige Vorsprünge 13 vorgesehen, welche mit entsprechenden Ausnehmungen 14 abwechseln. Diese Zungen 13 sind an ihrer Aussenseite im mittleren Bereich mit einer Ringnut 15 versehen, in welche ein kolbenringartiger Federring 16 eingesetzt werden kann. Zur Verbindung von zwei Behältern 10 miteinander werden die zungenartigen Vorsprünge 13 des einen Behälters in die Ausnehmungen 14 des andern Behälters eingeführt, bis sich die Nuten 15 der beiden Behälter miteinander decken, worauf dann in diese gemeinsame Nut der Federring 16 eingesetzt wird. Man erhält auf diese Weise eine jederzeit lösbare und den Transport eines aus einer Vielzahl von Behältern 10 zusammengesetzten Behälterstranges durch das rohrförmige Druckgefäss durch Zug an einem Ende dieses Stranges ermöglichende Verbindung.
Diese Verbindung durch die Zungen 13 und den in die Nut 15 eingreifenden Federring 16 muss undicht sein, um das Eindringen von Dampf von aussen in das Behälterinnere durch die Löcher des Deckels 11 zu ermöglichen.
In Fig. 4 sind die mit den Bezugszeichen 1-16 bezeichneten Teile dieselben wie die entsprechenden Teile in den Fig. 1-3. Mit den Bezugszeichen 17, 17', 17" sind die links vom mittleren Behandlungsraum 3 vorgesehenen Behandlungsräume und mit den Bezugszeichen 18, 18', 18"sind die rechts vom mittleren Behandlungsraum 3 liegenden Behandlungsräume bezeichnet. Die von dem rohrförmigen Druckgefäss 1 gebildete Führung für die Behälter 10 weist bei der Ausführungsform nach Fig. 4 eine Neigung von links oben nach rechts unten auf. Diese Neigung begünstigt den Wasserabfluss in den einzelnen Behandlungsräumen zu den diesen Behandlungsräumen zugeordneten Wassersammeigefässen 6, 6', 6" und 6 a, 6 a', 6 a".
Die von dem rohrförmigen Druckgefäss 1 gebildete Führung kann jedoch auch in jeder beliebigen Neigung gegenüber der Waagrechten verlaufen und es kann die Anordnung auch so getroffen sein, dass das rohrförmige Druckgefäss senkrecht verläuft.
Aus einer Vielzahl von Behältern 10, welche miteinander durch die Zungen 13 und die Federringe 16 verbunden sind, ist nun ein Behälterstrang gebildet, welcher durch ausserhalb der letzten Behandlungzone 18" angewendeten Zug in Richtung des Pfeiles 19 durch das rohrförmige Druckgefäss 1 gezogen werden kann.
Im mittleren Behandlungsraum 3 befindet sich nun zu einem gegebenen Zeitpunkt eine bestimmte Anzahl von Behältern 10, wobei durch das Zusammenwirken der an beiden Enden dieses mittleren Behandlungsraumes 3 vorgesehenen Stopfbüchsen 2 mit der Aussenwandung der im Bereich dieser Stopfbüchsen befindlichen Behälter 10 eine Abdichtung des Behandlungsraumes 3 gegenüber den vor und
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hinter diesem Behandlungsraum liegenden Behandlungsräumen bewirkt wird. Durch die Rohrleitung 4 strömt nun überhitzter Wasserdampf in den Behandlungsraum 3 ein und gelangt durch die in den Deckeln 11 der einzelnen Behälter 10 vorgesehenen Löcher in die mit dem Behandlungsgut 12 gefüllten Behälter.
Der Wasserdampf bewirkt eine Aufschliessung des Behandlungsgutes und das dabei gegebenenfalls anfallende Kondenswasser läuft durch die Leitung 5 in das Wassersammelgefäss 6. In diesem Wassersammelgefäss kann sich etwa vorhandener Schlamm absetzen, welcher periodisch durch Öffnen eines in der Ableitung 8 vorgesehenen Ventils in einen gemeinsamen Abfluss 20 für alle Wassersammelbehälter 6, 6', 6", 6 a, 6 a', 6 a" abgeführt wird.
Wenn nun durch Zug an dem durch die einzelnen miteinander verbundenen Behälter 10 gebildeten Behälterstrang in Richtung des Pfeiles 19 der im Behandlungsraum 3 am weitesten rechts befindliche Behälter durch die den Behandlungsraum nach rechts abdichtende Stopfbüchse 2 gebracht wird, tritt unter Expansion der in dem betreffenden Behälter befindliche Dampf in den Behandlungsraum 18 ein.
Der Behandlungsraum 18 ist nun über eine Leitung 21 mit dem unmittelbar vor dem Behandlungsraum 3 liegenden Behandlungsraum 17 verbunden und es verteilt sich daher der in den Behandlungsraum 18 expandierte Dampf auf beide Behandlungsräume 18 und 17. In analoger Weise ist der Be- handlungsraum 18'mit dem spiegelbildlich zu ihm angeordneten Behandlungsraum 17'über Leitungen 21' verbunden. Die Zahl der vor und hinter dem mittleren Behandlungsraum 3 vorgesehenen Behandlungsräume ist selbstverständlich nicht durch die in der Zeichnung angegebene Anzahl der Behandlungsräume begrenzt, sondern kann vielmehr je nach den Erfordernissen variieren.
Der Dampfdruck in den hinter dem mittleren Behandlungsraum 3 gelegenen Behandlungsräumen 18, 18', 18"usw. sinkt von dem im Behandlungsraum 3 herrschenden Wert stufenweise ab und da die hinter dem mittleren Behandlungsraum 3 gelegenen Behandlungsräume 18 und 18'über die Leitungen 21 und 21'mit dem vor dem mittleren Behandlungsraum 3 liegenden Behandlungsräumen 17 und 17'verbunden sind, so sinkt auch der in diesen letzteren Behandlungsräumen herrschende Druck in der Richtung entgegen der Bewegungsrichtung (Pfeil 19) des zu behandelnden Materials stufenweise.
Das zu behandelnde Material durchläuft somit die verschiedenen Behandlungsräume, wobei der Druck in diesen Räumen in der Bewegungsrichtung gesehen vom Behandlungsraum 17'über den Behandlungsraum 17 zum Behandlungsraum 3 ansteigt und von dort ab in der Reihenfolge Behandlungsräume 18, M' absinkt. Die Durchgangszeit der Behälter 10 durch die einzelnen Behandlungsräume des rohrförmigen Druckgefässes 1 wird so abgestimmt, dass die Zeitdauer der Dampfeinwirkung auf das zu behandelnde Material in den Behältern dem verlangten Wirkungsgrad, beispielsweise dem verlangten Trocknungsgrad, entspricht.
Durch die Rückleitung des in den Behältern zusammen mit dem Behandlungsgut unter Expansion in die hinter dem mittleren Behandlungsraum 3 gelegenen Behandlungsräume eingebrachten Dampfes in die vor dem mittleren Behandlungsraum 3 gelegenen Behandlungsräume wird in den letzteren eine Vorwärmung des darin befindlichen Behandlungsgutes bewirkt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der Behandlungsraum 18'mit einer Zuleitung 22 für Heissluft bzw. überhitzten Dampf versehen. Die Heissluft bzw. der überhitzte Dampf dienen zu einer Nachtrocknung des im Behandlungsraum 18'befindlichen Materials. Die Heissluft bzw. der überhitzte Dampf nehmen die Restfeuchtigkeit des Behandlungsgutes auf und es strömt durch eine Ableitung 23 bei Verwendung von Heissluft als Nachtrocknungsmedium eine mit Feuchtigkeit mehr oder minder gesättigte Luft bzw. bei Verwendung von überhitztem Dampf ein mehr oder weniger gesättigter Dampf ab. Auf diese Weise kann die Restfeuchtigkeit des Behandlungsgutes vor Verlassen der Anlage vermindert werden.
Bei einer derartigen Nachtrocknung im Behandlungsraum 18'ist es natürlich erforderlich, dass alle andern Leitungsanschlüsse zu diesem Behandlungsraum 18'abgesperrt werden. Der hinter dem Behandlungsraum 18'liegende Behandlungsraum 18" ist mit einer Abdampfleitung 24 versehen, durch welche der in diesem Behandlungsgefäss anfallende niedergespannte Dampf ins Freie abgelassen oder einer Kondensationsvorrichtung zugeführt werden kann.
In gleicher Weise wie der in den hinter dem mittleren Behandlungsraum 3 anfallende Dampf für die Vorwärmung des eingebrachten Materials herangezogen wird, kann auch das im Behandlungsraum 3 und in den dahinter gelegenen Behandlungsräumen 18, 18'und 18" anfallende Heisswasser verwendet werden. Dem Wassersammelgefäss 6 des mittleren Behandlungsraumes 3 fliesst Kondenswasser aus dem mittleren Behandlungsraum 3 über die Leitung 5 zu. Der mit dem Wasser gegebenenfalls in das Wassersammelgefäss eingebrachte Schlamm kann nach dem Absetzen durch die Leitung 8 in die gemeinsame Schlammableitung 20 periodisch abgelassen werden.
Der Wasserinhalt des Wassersammelgefässes 6 steht über eine Leitung 25 mit dem dem Behandlungsraum 3 nachgeschalteten Behandlungsraum 18 oder mit dem Behandlungsraum 17 in Verbindung (der letzte Fall ist in der Zeichnung nicht dargestellt).
Der in diesen Behandlungsräumen herrschende niedrigere Druck bewirkt, dass das Heisswasser verdampft, wodurch für die Erwärmung des in diese Behandlungsräume eintretenden Materials nutzbare Wärme zur Verfügung steht. Auch aus den Behandlungsräumen 18 und 17 fliesst Kondenswasser in die entsprechenden Wassersammelgefässe 6 bzw. bzw. 6'. Dieses Wasser gelangt über eine Leitung 26 in den Behandlungsraum 17', wo es ebenfalls verdampft und wo sein Wärmeinhalt für die Vorwärmung des dort befindlichen Behandlungsgutes verwendet werden kann.
Der in der Bewegungsrichtung des Behandlungsgutes (Pfeil 19) erste Behandlungsraum 17" ist über eine Leitung 27 mit den Wassersammelgefässen 6'und 6 a'verbunden. In dieser Leitung 27 ist vor ihrem Eintritt in den Behandlungsraum 17"
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ein gesteuertes Einlassventil 28 vorgesehen. Durch Öffnen dieses Ventils ist es möglich, den Behandlungsraum 17" mit Heisswasser zu überfluten und das darin befindliche Material zu waschen und vorzuwärmen. Jeweils vor dem Austritt eines Behälters 10 aus dem Behandlungsraum 17"wird das Einlassventil 28 geschlossen, worauf sich der Wasserinhalt des Behandlungsraumes 17"durch eine Ablaufleitung 29
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handlungsraum 17'eingeführt werden.
Wenn es aus wärmewirtschaftlichen Erwägungen erforderlich sein sollte, ist es auch möglich, durch eine an die Dampfleitung 21 des Behandlungsraumes 18 angeschlossene Entnahmeleitung 30 einen Teil des im Behandlungsraum 18 expandierten Dampfes abzuzweigen und durch Verdichtung oder Wärmezufuhr wieder auf den in der Leitung 4 herrschenden Druck zu bringen. Weiters ist es auch möglich, durch eine an das Wassersammelgefäss 6 angeschlossene Leitung 31 Heisswasser aus diesem Wassersammelgefäss abzuzweigen und an einer andern Stelle zu verwenden.
In Fig. 5 ist nun eine schematische Gesamtansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt.
Mit 32 ist ein Bunker für die Lagerung des zu behandelnden Materials bezeichnet, welcher mit einer Abfüllschnauze 33 versehen ist. Durch diese Schnauze werden die einzelnen Behälter 10 mit dem Behandlungsgut gefüllt und hierauf mit den durchlöcherten Deckeln 11 abgedeckt. Die Behälter werden hierauf gekippt und miteinander mittels der Zungen 15 und der Federringe 16 verbunden und in das rohrförmige Druckgefäss 1 gebracht, in welchem sie die Behandlungsräume 17",17',17,3,18,18' und 18" durchlaufen. Das in den Behältern 10 befindliche Material tritt dann am Ende des rohrförmigen Druckgefässes 1 zusammen mit den Behältern aus.
Zum Durchziehen des aus den einzelnen Behältern 10 bestehenden Behälterstranges durch das rohrförmige Druckgefäss 1 wird eine Vorrichtung 34 verwendet, mittels welcher die Behälter über ein Rollenbett 35 aus dem Druckgefäss 1 ausgezogen werden. Das Rollenbett 35 stellt die Fortsetzung der von den Rollen 9 im Inneren des Druckgefässes 1 gebildeten Bahn dar. Die Ausziehvorrichtung 34 besteht aus einem zangenartigen Organ, welches beispielsweise mittels eines Dampfkolbens 36 betätigt wird. Unter dem Rollenbett 35 ist ein becherwerkartiges Transportgerät 37 vorgesehen, auf welchem jeweils ein Behälter vom Behälterstrang entkuppelt wird und mittels welchem die Behälter an eine Stelle gebracht werden, an welcher ihre Deckel 11 abgenommen werden.
Die einzelnen Behälter gelangen dann der Reihe nach über einen Bunker 38, über welchem sie gestürzt werden, wobei das in ihnen befindliche Behandlungsgut in den Bunker 38 fällt. Über ein Förderband 39 werden die Behälter einer Fördervorrichtung 40 zugeführt, welche diese Behälter in Richtung des Pfeiles 41 wieder unter die Schnauze 33 des Bunkers 32 bringt, wo sie von neuem gefüllt werden.
Es ist nun auch möglich, eine grössere Anzahl von Druckgefässgruppen zu einer Anlage zusammenzubauen. Bei der Zusammenfassung mehrerer Druckgefässgruppen muss auf die Zugänglichkeit zu den Behandlungsräumen mit ihren Stopfbüchsen geachtet werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht noch in der geringeren Korrosionsanfälligkeit der Vorrichtung gegenüber den bisher verwendeten grossvolumigen Druckbehältern. Weiters ist das Problem der Abdichtung leichter zu lösen, da jeweils nur gegen geringe Druckunterschiede von Stufe zu Stufe abgedichtet werden muss.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Behandlung von stückigem Material mittels Dampf, beispielsweise zur Trocknung von Kohle, bei welchem das zu behandelnde Material zunächst in Stufen erwärmt und dann in Stufen abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsgut kontinuierlich durch mehrere in Reihe hintereinander geschaltete Zonen verschiedenen Dampfdruckes geführt wird, wobei der Dampfdruck in den einzelnen Zonen derart eingestellt wird, dass er, in der Bewegungsrichtung des Behandlungsgutes gesehen, vom Beginn der Reihe gegen ihren mittleren Bereich hin zunimmt und von dort zum Ende der Reihe hin wieder abnimmt.