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Verfahren und Vorrichtung zur Verkohlung von in Schachtöfen o. dgl. gleichmässig fortbewegten festen Brennstoffen mittels eines kreisenden Gegenstromes neutraler Gase.
Die Destillation fester Brennstoffe mit Hilfe eines als Wärmeträger dienenden neutralen Gasstromes auszuführen, ist wiederholt versucht worden. Gewöhnlich wird hiebei das Gas nach Abgabe der von ihm aufgenommenen kondensierbaren Destillationsprodukte wieder verwendet, so dass es im ständigen Kreislauf arbeitet. Es ist nicht bekannt geworden, dass eines dieser Verfahren praktische Bedeutung gewonnen hätte. Die Ursachen hiefür liegen teils in der Verkennung der Grenzen, die einem solchen Destillationsverfahren praktisch gezogen sind, teils in der Unvollkommenheit der vorgeschlagenen Arbeitsmethoden. Nach den vorliegenden Erfahrungen ist z. B. ein vollständiger Destillationsprozess (Verkokungsprozess), der also verhältnismässig hohe Temperaturen erfordert, auf dem angegebenen Wege im grossen kaum durchführbar.
Dagegen ist eine Verkohlung im kreisenden Gasstrom bei niedriger Temperatur mit praktischem und wirtschaftlichem Erfolge durchzuführen, wenn gewisse Vorbedingungen beachtet werden. Ein derartiges Verfahren wird im folgenden beschrieben. Dieses Verfahren ermöglicht es, geeignete Brennstoffe, wie z. B. lignitische Braunkohle, Torf und Holz im kontinuierlichen Grossbetrieb zu verkohlen und das verkohlte Gut im gekühlten Zustande zu gewinnen.
Die Behandlung des in einem Schachtofen o. dgl. kontinuierlich fortbewegten Gutes erfolgt, wie üblich, durch einen Gegenstrom neutraler Gase, die im kalten Zustande unten in den Ofen eingeführt und zwecks Kühlung des verkohlten Gutes durch dasselbe hindurchgeleitet werden, wobei sie Wärme aufnehmen. Erfindungsgemäss wird der Gasstrom nun nach Verlassen der Kühlzone in-geeigneter Weise auf die erforderliche Verkohlungstemperatur (zweckmässig 300-3500) weiter erhitzt und hierauf durch das Frischgut geleitet. Nach üblicher entsprechender Reinigung, Rückkühlung und Entfernung des Gasüberschusses wird sodann der Gasstrom dem unteren Teil des Ofens erneut zugeführt.
Die Wiedererhitzung des Gasstroms auf die Verkohlungstemperatur kann auf verschiedene Weise erfolgen, z. B. dadurch, dass der Gasstrom nach Verlassen der Kühlzone ganz oder teilweise aus dem Ofen herausgezogen, durch einen Erhitzer beliebiger Bauart getrieben und hierauf dem Ofen dicht unterhalb der Verkohlungszone wieder zugeführt wird.
Liefert der Destillationsprozess genügende Mengen brennbarer, unkondensierbarer Heizgase, so können diese zum Betrieb des Erhitzers'verwendet werden. Diese Arbeitsweise hat den Vorzug der Einfachheit und Zuverlässigkeit ; ausserdem kann hierbei die aus dem Betrieb des Erhitzers anfallende Abwärme zur Vortrocknung des Rohstoffes in einer besonderen Vorrichtung ausgenutzt werden.
Eine zweite Möglichkeit zur Wiedererhitzung des Gasstromes besteht darin, dass dem Gasstrom nach Verlassen der Kühlzone und vor seinem Eintritt in die Verkohlungszone eine entsprechende Menge frischer neutraler Gase zugesetzt wird, deren Temperatur selbstverständlich so hoch sein muss, dass die Mischung die erforderliche Verkohlungstemperatur aufweist.
Die Wiedererhitzung des Gasstromes kann endlich auch durch ständige Zuführung einer geringen Luftmenge in die Verkohlungszone des Ofens bewirkt werden. In diesem Falle kann jede anderweitige Wärmezufuhr unterbleiben Die erhebliche Verdünnung der dem Gasstrom beigemengten Luft verhindert eine weitgehende Verbrennung von Material, so dass der Wert der erzeugten Kohle kaum beeinträchtigt wird.
Die Bewegung des Gasstromes erfolgt in bekannter Weise mechanisch, z. B. mittels Ventilatoren. Da infolge der Entgasung fortwährend eine Vermehrung der Gase stattfindet, muss an einer bestimmten Stelle des Kreislaufes eine mit dem Zuwachs übereinstimmende Gasmenge abgezogen werden.
Der Druck im Ofen vermindert sich naturgemäss in der Bewegungsrichtung des Gasstroms, also von unten nach oben. Man kann aber das Druckniveau im Ofen im Verhältnis zum Druck der Aussenluft regeln, wenn man den Gasauslass mehr oder weniger drosselt. Bei genügender Grösse der Abzugsöffnung für den Gasüberschuss wird an dieser Stelle des Kreislaufs ungefähr die Spannung der atmosphärischen Luft herrschen. Von diesem Umstand wird vorteilhaft Gebrauch gemacht, indem man z. B. die Austragöffnung für das verkohlte Gut gleichzeitig als Abzugsöffnung für den Gasüberschuss benutzt. In diesem Fall ist es nicht nötig, eine besonders konstruierte Austragvorrichtung anzuwenden, die den Eintritt von Luft in den Ofen verhindert.
Dagegen muss das Rohgut durch eine Begichtungsvorrichtung mit doppeltem Abschluss (nach Art der Generatorenbeschickung) eingebracht
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werden. Versieht man die Beschickungs-und die Austragöffnung des Ofens je mit einem einfachen Abschluss, so können beide Öffnungen abwechselnd als Gasauslass dienen. Die Beschickungsvorrichtung bleibt geschlossen, während verkohltes Gut ausgetragen wird und umgekehrt unterbleibt das Austragen während der Beschickung. Sind beide Vorrichtungen geschlossen, sox kann das Kreislaufsystem ohne Gefahr schädlichen Lufteintritts an beliebiger Stelle geöffnet werden.
Eine Vorrichtung zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens veranschaulicht die Zeichnung. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus den beiden übereinander liegenden Ofen schächten 1 und 2 mit dazwischen liegender Verengung 3, aus dem Kondensator 4 und dem Erhitzer 5. Als Aufgabevorrichtung für das Verkohlungsgut dient der Doppelverschluss 6, als Austragvorrichtung der Drehtisch 7 mit feststehendem Abstreicher 8. Das durch den Gichtverschluss 6 eingebrachte Material wird während des Herabsinkens im Ofenschacht 1 ve kohlt und im Ofenschacht 2 gekühlt. Ein Ventilator 9 saugt das neutrale Gas aus dem Ofenschacht 1 durch den Kühler 4 und drückt es in den Ofenschacht 2.
Ein zweiter Ventilator 10 entnimmt den vorgewärmten Gasstrom unterhalb der Verengung 3 aus dem Ofenschacht 2 und drückt das im Erhitzer 5 auf die Verkohlungstemperatur gebrachte Gas oberhalb der Verengung 3 in den Ofenschacht 1. Die Verengung 3 hat den Zweck, die Herausnahme des Gasstromes aus dem Ofen und seine Wiedereinführung zu erleichtern.'Der durch den Verkohlungsprozess entstehende Gasüberschuss entweicht in der dargestellten Ausführungsform durch die Öffnung 11, die gleichzeitig als Austragöffnung für das verkohlte Material dient.
Die Vorteile des beschriebenen Verfahrens bestehen hauptsächlich in einer guten Wärmeausnutzung, in der Einfachheit des Betriebes, die trotz der Verschiedenheit der aufeinanderfolgenden Prozesse erreicht wird, in der zweckmässigen Druckregelung gegenüber der Aussenluft sowie in der kontinuierlichen Gewinnung einer gleichmässig beschaffenen, bereits ab- gekühlten Kohle.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Verkohlung von in Schachtöfen o. dgl. gleichmässig foitbewegten festen Brennstoffen mittels eines kreisenden Gegenstromes neutraler Gase, die zwecks Kühlung des verkohlten Gutes im kalten Zustande unten in den Ofen eingeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die neutralen Gase nach Verlassen der Kühlzone ganz oder teilweise auf mässige Verkohlungstemperatur erhitzt und hierauf durch das Frischgut geleitet werden. worauf der Gasstrom in bekannter Weise nach entsprechender Reinigung, Rückkühlung und Entfernung des Gasüberschusses dem unteren Teil des Ofens erneut zugeführt wird.