Einkammerofen zum elektrischen Brennen von Kunstkohlenkörpern.
Es sind gasbeheizte Kammeröfen bekannt, bei denen die aus den Kohlekörpern entwei chenden brennbaren Teerdämpfe und derglei- chen zur Beheizung des Ofens herangezogen werden. Die Dämpfe sammeln sich unter der Gewölbedecke der geschlossenen Ofenkammern, von wo sie durch eine besondere Leitung abgesaugt und der Verbrennung zuge- führt werden.
Es ist auch ein Verfahren zurWärmerück- oewinnung beim elektrischen Brennen (Bak- ken) von Kunstkohl enkorpern in Mehrkam- merofen, in denen der elektrische Strom durch die zu brennenden Kunstkohlenkorper geleitet wird, bekannt, nach welchem ein Luftstrom durch in den Längswänden der Kammern befindliche Kanäle derart durchgesaugt wird, dass er sich in den Wänden der in der Abkühlung begriffenen Kammern erwärmt und die Wärme den aufzuwärmenden Kammern durch die Kanäle in ihren Wänden zuführt,
wobei die beim Brennen der Kunstkohlenkor- per im Innern der Kammern entstehenden flüchtigen Bestandteile durch in den Längswänden vorgesehene Durchgänge in die Luft zirkulationskanäle eingesaugt werden und in diesen verbrennen. Elektrische VTehrkammer- öfen zur Ausführung dieses Verfahrens sind beispielsweise in folgenden Patenten beschrie- ben : Schweizer Patent Nr. 259950, italienisches Patent Nr. 447835 wd österreichisches Patent Nr. 162615.
Es kommt nun vor, dass beim erwähnten Wärmerückgewinnungsverfahren die Verbren iiung der Teerdämpfe unvollständig ist und die aus dem Ofen austretenden Verbrennungs- gase so stark mit Teerdämpfen und Ratel durchsetzt sind, dass eine Gasreinigungsanlage notwendig ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Einkammerofen zum elektrischen Brennen von Kunstkohlenkörpern, in welchem man auf die Wärmerückgewinnung durch Luftumwälzung von Kammer zu Kammer verzichtet, dafür-aber die Teerdämpfe praktisch vollständig verbrennt. Es wird dam lediglich die Verbrennungswärme der Teerdämpfe ausgenützt.
Beim erfindungsgemässen Ofen sind in den Längswänden waagreehte Kanäle angeordnet, die mit dem Innern des Ofens über Durch- gänge, z. B. Mauerfugen, verbunden sind. Zur Erzeugung von Mauerfugen kann man die Steine, aus denen die Seitenwände und die Kanäle aufgebaut sind, absichtlich undicht zusammenfügen, indem man sie beispielsweise nur an ihren untern und obern Flächen mit Mörtel belegt. Die beiden Enden der waagrech- ten Kanäle münden in lotrechte Sammelkanäle, die an den Stirnwänden des Ofens angeordnet sind. Diese Sammelkanäle münden ihrerseits mit ihrem untern Ende in eine Brennkammer, die mit Kanälen im Of enbodet ver- bmden ist.
Diese Kanäle sind an eine Saugleitung angeschlossen, zweckmässigerweise über einen gemeinsamen Querkanal.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Ofens.
Abb. 1 zeigt einen Querschnitt längs der Linie
I-I von Abb. 3, Abb. 2 einen senkrechten Längsschnitt längs der Linie II-II von
Abb. 1 und Abb. 3 einen waagrechten Sehnitt längs der Linie ICI-ICI von Abb. 2. In der innern Schamotte-Mauerung 1 der Längs- wände sind die waagrechten Kanäle 2 angeordnet. Diese münden an beiden Enden in die lotrechten Sammelkanäle 3, die unten bis in die Brennkammer 4 reiclien. Diese Brennkammer hat eine Öffnung 5, die nach Belie ben geschlossen werden kann. Vier Längs- kanäle 6 durchziehen den Boden des Ofens.
Sie sind in der Mit. te des Ofens mit einem Querkanal 7 verbunden, der an eine gestrichelt angedeutete Saugleitung 8 angeschlossen ist. An der innern Seite der beiden Stirnwände des Ofens befindet sich je ein hier nicht abgebildeter Kohleblock, der die ganze Breite und Hoche einnimmt und in d. en die Stromzuführungen eingelassen sind. Die zu backenden Kunstkohlengegenstände werden in den Raum 9 gelegt und mit dem notwendigen Füllpulver umgeben. Der Ofen kann oben durch einen ein-oder mehrteiligen Deckel abgeschlossen sein.
Anschliessend an die aus Hohlsteinen bestehenden Seitenwände folgt zunächst nach aussen hin eine Zwischenwand 10 aus Isolier steinen,@ sodann eine Wand 11 aus Hohlback- steinen, deren Hohlräume so angeordnet sind, dass sie eine grosse Zahl von verhältnismässig engen, durchgehenden lotrechten Kanälen bilden, die unten bei 12 und oben bei 13 offen sind. Die äussere Verschalung 14, die nicht sehr warm wird, kann z. B. aus einfachen 1 Betonplatten bestehen.
Der Ofen kann beispielsweise folgende Abmessungen haben : lichte Hohe 2 m@ lichte Breite 2 m, Länge 30 m, Stärke der Scha- mottewand 50 cm, Stärke der Backsteinisola- tion zuziiglich äussere Verschalung aus Betonplatten 30 em, Stärke des Bodens 50 cm.
Zu Beginn einer Brennoperation ist der Ofen praktisch kalt. Während der ersten Stunden naeh Einschalten des Stromes steigt die Temperatur im Innern der Beschickung langsam an. Sobald sie so hoch ist, dass sich Terrdämpfe in der Beschickung bilden, wird der Ventilator der Saugleitung in Tätigkeit gesetzt. In sämtlichen Kanälen 2 entsteht dadurch ein Unterdruck, was zur Folge hat, dass die Teerdämpfe vom Ofeninnern durch die llTauerfugen in die Kanäle der Längs- wände gelangen lmd von dort durch die lotrechten Sammelkanäle und über die eine oder beide Brennkammern (je nach Stellung der Schieber) in die Bodenkanäle und schliesslich durch den Querkanal in die Absaugleitung.
Je nach Unterdruck in den Kanälen - der Unterdruck ist durch eine Drosselklappe regu lierbar-wird von aussen durch die Undiel- tigkeiten des Mauerwerkes eine mehr oder weniger grosse Luftmenge angesogen. Anfäng- lich ist die Konzentration der Teerdämpfe so gering, dass diese nicht selbständig verbrennen können. Aus diesem Grunde werden in der einen oder in beiden Brennkammern mit Holz, Koks oder andern geeigneten Brennmaterialien Feuer entfacht. Die Dämpfe werden durch die Brennkammer und daher durch diese F'euer gesaugt, wo sie praktisch vol]städig verbrennen, wenn man die Zugkraft des Ventilators richtig einstellt.
Mit zuneh- mender Temperatur im Ofen steigt die Konzentration der Teerdä. mpfe und es kommt der Augenblick, in welchem ihre Verbrennungswärme genügt, um die Verbrennung aufreeht- zuerhalten. In diesem Augenblick, der beispielsweise nach 24 bis 48 Stunden eintreten kann, schlagen die Flammen durch die vertikalen Sammelkanäle in die Seitenkanäle 2 zurück und das Feuer in den Brennkammern 4 wird überflüssig. Durch die Verbrennung der Teerdämpfe in den Seitenkanälen gewinnt man einen gluten Teil der Wärme zurück.
Ausserdem kann man dann die durch die Saugleitung entweichenden Verbrennungsgase ohne Passieren einer Gasreinigungsanlage in die Luft entweichen lassen. Wenn das Backen der Kunstkohlenstücke im Ofen nahezu be endigt ist, nimmt die Konzentration der Teerdämpfe wieder ab. Das Mauerwerk ist jedoeli in diesem Zeitpunkt so heiss, dass die Verbren nung bis zum Schluss, das heisst bis zum Aufhören der Bildung von Teerdampfen, auf reehterhalten wird. Die Wärmeentwicklung wird durch Vergasung und anschliessende Verbrennung oder durch direkte Verbrennung der in den Kanälen niedergeschlagenen Koks rüekstände unterstützt. Diese Erscheinung ist sehr wichtig, denn dadurch findet immer wieder eine selbsttätige Reinigung der Kanäle statt.
Die durch Hohlsteine gebildete Wand 11 dient nicht nur zur thermischen Isolation, sondern auch zur Kiihlung. Die lotrechten Kanäle üben nämlich eine Kaminwirkung aus.
Die kältere Luft tritt bei 12 ein, erwärmt sich im Innern der Wand, wodurch sie eine Kühlung verursacht, und entweicht bei 13.
Single-chamber furnace for the electrical burning of charcoal bodies.
Gas-heated chamber furnaces are known in which the combustible tar vapors and the like escaping from the coal bodies are used to heat the furnace. The vapors collect under the vaulted ceiling of the closed furnace chambers, from where they are extracted through a special pipe and fed to the combustion.
There is also a method for heat recovery during electrical burning (baking) of charcoal bodies in multi-chamber furnaces, in which the electric current is passed through the charcoal bodies to be burned, according to which an air flow is passed through those in the longitudinal walls of the chambers Channels is sucked through in such a way that it is heated in the walls of the chambers being cooled and the heat is supplied to the chambers to be heated through the channels in their walls,
The volatile constituents arising in the interior of the chambers when the charcoal bodies are burned are sucked into the air circulation channels through passages provided in the longitudinal walls and burn in them. Electric multi-chamber ovens for carrying out this process are described, for example, in the following patents: Swiss patent No. 259950, Italian patent No. 447835 and Austrian patent No. 162615.
It now happens that in the heat recovery process mentioned, the incineration of the tar vapors is incomplete and the combustion gases emerging from the furnace are so heavily permeated with tar vapors and ratios that a gas cleaning system is necessary.
The subject of the present invention is a single-chamber furnace for the electrical burning of charcoal bodies, in which heat recovery by circulating air from chamber to chamber is dispensed with, but the tar vapors are practically completely burned. Only the heat of combustion from the tar vapors is used.
In the furnace according to the invention, horizontal channels are arranged in the longitudinal walls which connect to the inside of the furnace via passages, e.g. B. wall joints are connected. To create wall joints, the stones from which the side walls and the channels are built can be deliberately joined together in a leaky manner, for example only by covering them with mortar on their lower and upper surfaces. The two ends of the horizontal channels open into vertical collecting channels, which are arranged on the end walls of the furnace. These collecting channels for their part open at their lower end into a combustion chamber which is connected to the bottom with channels in the furnace.
These channels are connected to a suction line, expediently via a common transverse channel.
The drawing illustrates an embodiment of the furnace according to the invention.
Fig. 1 shows a cross section along the line
I-I of Fig. 3, Fig. 2 a vertical longitudinal section along the line II-II of
Fig. 1 and Fig. 3 show a horizontal section along the line ICI-ICI from Fig. 2. The horizontal ducts 2 are arranged in the inner fireclay masonry 1 of the longitudinal walls. At both ends, these open into the vertical collecting channels 3, which extend down into the combustion chamber 4. This combustion chamber has an opening 5 which can be closed ben as desired. Four longitudinal channels 6 run through the floor of the furnace.
You are in the mit. te of the furnace is connected to a transverse channel 7 which is connected to a suction line 8 indicated by dashed lines. On the inner side of the two end walls of the furnace there is a carbon block, not shown here, which takes up the entire width and height and in d. en the power supply lines are embedded. The charcoal objects to be baked are placed in space 9 and surrounded with the necessary filling powder. The top of the furnace can be closed by a one-part or multi-part cover.
Subsequent to the side walls consisting of hollow stones, an intermediate wall 10 made of insulating stones, @ then a wall 11 made of hollow bricks, the cavities of which are arranged in such a way that they form a large number of relatively narrow, continuous vertical channels, follow the outside are open at the bottom at 12 and at the top at 13. The outer casing 14, which is not very warm, can, for. B. consist of simple 1 concrete slabs.
The furnace can have the following dimensions, for example: clear height 2 m @ clear width 2 m, length 30 m, thickness of the fireclay wall 50 cm, thickness of the brick insulation plus outer cladding made of concrete slabs 30 cm, thickness of the floor 50 cm.
At the beginning of a firing operation, the furnace is practically cold. During the first few hours after switching on the power, the temperature inside the feed rises slowly. As soon as it is so high that terrestrial vapors form in the feed, the fan in the suction line is activated. This creates a negative pressure in all channels 2, which means that the tar vapors from the furnace interior through the wall joints into the channels in the longitudinal walls and from there through the vertical collecting channels and via one or both combustion chambers (depending on the position of the slides ) into the floor channels and finally through the transverse channel into the suction line.
Depending on the negative pressure in the ducts - the negative pressure can be regulated by a throttle valve - a more or less large amount of air is sucked in from the outside through the leaks in the masonry. Initially, the concentration of the tar vapors is so low that they cannot burn on their own. For this reason, fires are kindled in one or both combustion chambers with wood, coke or other suitable fuel. The vapors are sucked through the combustion chamber and therefore through this fire, where they burn practically all the time, if the pulling force of the fan is set correctly.
As the temperature in the furnace rises, the concentration of tar increases. and the moment comes when the heat of combustion is sufficient to keep the combustion going. At this moment, which can occur after 24 to 48 hours, for example, the flames flash back through the vertical collecting channels into the side channels 2 and the fire in the combustion chambers 4 becomes superfluous. By burning the tar vapors in the side channels, a gluten portion of the heat is recovered.
In addition, the combustion gases escaping through the suction line can then escape into the air without passing through a gas cleaning system. When the baking of the charcoal in the oven is almost finished, the concentration of the tar fumes decreases again. At this point, however, the masonry is so hot that the combustion is maintained until the end, i.e. until the formation of tar fumes has ceased. The heat generation is supported by gasification and subsequent combustion or by direct combustion of the coke residues deposited in the channels. This phenomenon is very important because it means that the channels are cleaned automatically.
The wall 11 formed by hollow stones serves not only for thermal insulation, but also for cooling. The vertical channels have a chimney effect.
The colder air enters at 12, heats up inside the wall, causing cooling, and escapes at 13.