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Drehofen Wie Erfindung betrifft einen Drehofen zum kontinuierlichen
Erhitzen von Materialien, insbesondere schüttfähigen Materialien.
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Bekannte Drehöfen besitzen allgemein gesprochen ein langes geneigt
angeordnetes zylindrisches Stahlgebäuse, das mit feuerfestem Material ausgekleidet
ist. Das zu erhitzende Material wird kontinuierlich in das höherliegende Ende des
sich drehenden Gehäuses eingegeben, wahrend der Brennstoff am Auslaßende dieses
Gehäuses verbrannt wird, so daß die Flammen und heißen Gase von unten nach oben
durch das Gehäuse wandern und aus dem Einlaßende itir das zu erhitzende Material
austreten. Somit kommt bei diesen bekannten Drehöfen das zu erhitzende Material
in direkten Kontakt mit den Flammen und Itauchgasen.
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Beim Verkoken von Kohle ist es bekannt und üblich, die Kohle in größeren
Chargen zu erhitzen und somit zu verkoken. Hierbei wird jeweils eine Charge bzw.
eine bestimmte Menge Kohle in einen Ofen oder eine Retorte eingegebene Öfen werden
indirekt durch in anliegenden Kammern verbrennende Gase erhitzt, während man Retorten
von außen beheizt. Derartige Öfen und Retorten werden abgedichtet, um einen Luftzutritt
zu verhindern. Dabei ist wenigstens ein Auslaß vorgesehen, durch den die von der
Kohle abgegebenen flüchtigen Gase gesammelt und abgeleitet werden. nachdem die flüchtigen
Bestandteile abgegeben sind und der Koks seine gewünschte Endtemperatur erreicht
hat, wird die im-Ofen befindliche Koks-Charge aus demselben entfernt.
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Das Ziel der Erfindung besteht darin, Materialien kontinuierlich heizen
zu können, ohne daß diese Materialien in Kontakt mit den Heizgasen kommen müssen.
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Es ist bekannt, daß einige Materialien wie Kohle ihren Aggregatzustand
beim Erhitzen verändern. Beispielsweise ist Kohle bis zu einer Temperatur von etwa
3500C fest und wird in einem emperaturbereich von 3500 bis 4500 C plastisch.
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In diesem Temperaturbereich wird der größte Teil der flüchtigen Bestandteile
aus der Kohle herausgetrieben. Über 4500C wird die Kohle wieder fest und bildet
Kokos0
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Ofen zu schaffen,
in dem Materialien wie Kohle erhitzt werden können, ohne daß dieselben in Kontakt
mit Heizgasen kommen rund bei dem eine Ausgleichzeit in einem Zwischentemperaturbereich
beim kontinuierlichen Heizen von Materialien möglich ist. Der Begriff "Ausgleichzeit"
soll besagen, daß das Material in der gewünschten Temperaturzone für eine bestimmte
Zeit gehalten wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein Drehofen vorgeschlagen,
der ein inneres und ein äußeres Gehäuse aufweist, die im Abstand voneinander angeordnet
sind, wobei zwischen diesen beiden gehäusen eine reihe von voneinander getreimten
Durchgangskanälen vorgesehen sind, die sich über die Länge des Ofens erstrecken,
wobei ferner eine Reihe von Brennern am Auslaßende des Drehofen vorgesehen ist,
um erhitzte Gase durch die Kanäle hindurchzufAhren, und wobei ein Fuchs oder sonstiger
hauchgasabzug nahe oder an dem Beschikkungsende des Ofens vorgesehen ist, der mit
den zwischen den beiden Gehäusen vorgesehenen Kanälen in Verbindung steht.
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Die Durchgangskanäle können gerade oder auch wendelförmig angeordnet
sein und erstrecken sich von den einzelnen Brennern zum Beschickungsende des Ofens.
Am Beschickungsende des Ofens ist eine mit einem bruchs oder sonstigem Xauchgasabzug
in Verbindung stehende Sammelhaube vorgesehen, in welche die Kanäle für die Heizgase
münden.
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In der Zeichnung sind AusfUhrungsbeispiele eines Drehofens gemäß der
Erfindung schematisch dargestelltp und swar zeigt Fig. 1 einen Längs schnitt durch
den gesamten Drehofen, Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie X - X in Fig. 1, Fig.
3, 3 A und 3 B Teilausschnitte aus einem Drehofen, wobei unterschiedliche Ausführungsbeispiele
für eine im mittleren Bereich des Drehofens vorgesehene beckenartige Vertiefung
des inneren Gehäuses zu erkennen sind, und Fig. 4 einen weiteren Querschnitt nach
Linie Z - Z aus Fige 1.
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Der Drehofen besitzt ein äußeres Gehäuse A, das mit einer Auskleidung
B aus feuerfestem Material versehen ist. Ausserdem bestitzt der Drehofen ein inneres
Gehäuse D, welches das zu erhitzende Material E aufnimmt. Die beiden Gehäuse A und
D werden mit Hilfe geeigneter Abstandshalter aus feuerfestem Material im Abstand
voneinander gehalten. Diese Abstandshalter bilden eine Reihe von in Längsrichtung
verlaufenden Kanälen C, die gerade oder wendelförmig über die Lange des Drehofens
geführt sein können. Durch eine Vielzahl von Brennern F, die in einer feststehenden
Brennkammer mit einem Lufteinlaß H und einem Zufuhrrohr I für gasförmigen Brennstoff
untergebracht sind, werden heiße Gase in die Kanäle C eingeleitet. Vorzugsweise
ist jedem der kanäle C jeweils ein
Brenner F zugeordnet, wobei die
von den Brennern ausgehenden Flammen und heißen Gase durch die einzelnen Kanäle
C vom Entleerungsende zum Beschiokungsende des Drehofens strömen.
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Am Beschickungsende des Drehofens wird schtittfähiges Material durch
einen Ftillschacht J mit doppeltem Gichtverschluß Ja eingegeben. Vom Füllschacht
gelangt das Material mit Hilfe eines Förderers wie einer Schnecke J2 durch ein Förderrohr
J4 direkt in den Drehofen. Das Förderrohr J4 erstreckt sich durch eine feststehende
Scheibe K, die am Beschickungsende des Drehofens angeordnet und gegendber dem drehbaren
Teil des Drehofens durch Dichtungen S abgedichtet ist, um ein unerwünschtes Entweichen
von Gasen aus dem Drehofen zu verhindern. Die während des Erhitzens des Materiales
entwickelten Gase werden vielmehr durch ein Sammelrohr L abgeleitet.
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Am Beschickungsende des Drehofens ist außerdem eine zu einem Fuchs
oder einem sonstigen Kamin bzw. Rauchgasabzug führende feststehende Gassammelhaube
M angeordnet, in welche die tanäle C durch Öffnungen M' im äußeren Gehäuse A münden.
Dabei ist die feststehende Gassammelhaube M gegenüber dem drehbaren äußeren Gehäuse
A durch weitere Dichtungen 5 abgedichtet, um ein unerwünschtes Entweichen von Rauchgasen
zu verhindern.
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Am Auslaßende des Drehofens ist am äußeren Gehäuse A ein in der Zeichnung
nicht naher dargestellter Absatz A1 angebracht,
wo weitere Dichtungen
S der ebenfalls feststehenden Brennkammer G am äußeren Gehäuse zur Anlage kommen,
Das erhitzte Material wird in einer Auslaßkammer N geführt, die einen Einlaß O zum
Einführen von unter Druck stehendem Gas besitzt. Außerdem besitzt die Auslaßkammer
Im einen in der Zeichnung angedeuteten doppelten Gichtverschluß PO Der Drehofen
ist wenigstens in seinem inneren Gehäuse D miteiner beckenartigen Vertiefung Q versehen,
in der das zu erhitzende Material etwas länger liegen bleibt, so daß sich eine bestimmte
Verweilzeit ergibt, während der das zu behandelnde Material eine etwa konstante
mittlere Temperatur besitzt. Diese Vertiefung kann entweder dadurch erzielt werden,
daß man den Durchmesser des inneren Gehäuses D abgestuft verringert (Fig. 3B) oder
indem man den Durchmesser des inneren Gehäuses erweitert (Fig. 3) oder indem man
eine Venturidüse bildet (Fig. 3A).
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Kohle entwickelt ein Maximum an Gasen im kritischen Temperaturbereich
von 35000 bis 45000. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kohle in diesem
Temperaturbereich eine genügend lange Zeit bleibt um den Verkokungsprozeß zu beendens
Es ist aber auch mögliche den Koks auf der Endtemperatur von 100000 eine zeitlang
verweilen zu lassen, wenn man die Durchmesser des Drehofens entsprechend wählt
Die
Gassammelhaube M kann die in Fig. 4 dargestellte Ringform besitzen.
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Der Drehofen ist geneigt angeordnet und auf Rollen R in tblicher Weise
gelagert. Er kann vorzugsweise zum Verkoken von Kohle verwendet werden, wobei zerkleinerte
Kohle ohne Kontakt mit Heizgasen und Luft kontinuierlich erhitzt wird.
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Die Endtemperatur liegt bei Hochtemperaturverkokung im allgemeinen
bei etwa 1000 bis 11000C und im Ball von Verkokung bei niedriger Temperatur bei
750 bis 8000C7 Wenn Kohle ohne Kontakt mit Luft erhitzt wird, wird sie erst im kritischen
Temperaturbereich von etwa 3500 bis 4500C plastisch oder halbflüssig. In diesem
Zustand kann die Kohle gemäß der Erfindung in der Vertiefung Q für die erforderliche
Zeit verweilen. Beim Erhitzen werden die flüchtigen Bestandteile aus der Kohle abgegeben,
und der zurtokbleibende Koks ist harter oder weicher Koks, was von der Natur der
Kohle und der Endtemperatur des Verkokungsvorganges abhängt. In der Vertiefung Q
werden wegen der Oberflächenspannung und der Drehbewegung des Ofens gleichförmige
Kugeln oder kügelohen gebildet.
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Die Kohle wandert durch den Drehofen, wahrend sie von Heizgasen erhitzt
wird, die durch die in Längsrichtung des Ofens verlaufenden Kanäle C strömen. Der
Wärmeübergang findet also
im perfekten Gegenstrom statt.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Drehofens können für die Verkokung
von Kohle folgendermaßen zusammengefaßt werden: a) Der "Verkokungaofen" benötigt
keine kostspielige feuerfeste Auskleidung und keine Regeneratoren; b) Die bei üblichen
Verkokungsbatterien benötigten zahlreichen Vorrichtungen wie Beschickungsloren,
Koksausstoßvorrichtungen, Koksführungsschilde und Kokskühlwagen werden nicht benötigt;
c) Der Koks wird in Form von Kugeln oder Kügelchen von im wesentlichen gleichförmiger
Größe gebildet, die durch Veränderung der Drehgeschwindigkeit des Drehofens und
der Kohlenbeschickungsmenge gesteuert werden kann; d) Die von der Kohle ausgehenden
Gase werden stets in -Bereiche geringerer Temperatur abgezogen, so daß wertvolle
Kohlenwasserstoffe nicht zerstört werden; und e) Es kann auch stark quellende oder
aufgehende Kohle leicht verarbeitet werden.
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PatentansrUche: