DE2045531C3 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Entfernen flüchtiger Bestandteile aus einem kohlenstoff- oder kohlenwasserstoffhaltigen Material - Google Patents

Description

in einen Drehherdofen einführbar und mittels Bett in Berührung steht

über diesem angeordneter, vorspringender Rühr- io Als Material für die erfindungsgemäß?. Vorrich-

schaufeln in Richtung auf eine Auslaßöffnung zu tung kommen beispielsweise in Betracht: Koks,

bewegbar ist, dadurch gekennzeich- Kohle, Erdölkoks und verzögerter Erdölkoks,

net, daß wenigstens ein Teil der Rührschaufeln Da die nach unten vorspringenden Rührschaufeln

(34) als Elektroden ausgebildet ist so eingestellt werdeu können, daß sie tief in das Bett

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- if vorspringen und mit jedem zu kalzinierenden Teilkennzeichnet, daß die Erhitzung des Gutes durch chen in Berührung oder wenigstens in dessen engere einen elektrischen Widerstand zwischen zwei Nachbarschaft gelangen können, führt die spezielle Rührschaufelelektroden (34) erfolgt elektrische Widerstandserhitzung nach der Erfindung

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- zu einer Einheitlichkeit, die allgemein vermittels kennzeichne*, daß auf der Herdoberfläche (11) »o strahlender Erhitzung nicht erreicht wird, wie sie bei Gegenelektioden angeordnet sind. bekannten Ofenanordnungen angewandt wird. Bei

einer derartigen strahlenden Erhitzung wird die

Wärme an das obere Ende des Bettes vermittels Re-

flektion nach unten von den Enden und Seiten der »5 Kammer abgegeben. Somit empfängt das obere Ende

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung des Bettes arteigen mehr Wärme als diejenigen Matezum kontinuierlichen Entfernen flüchtiger Bestand- rialteilchen, die unter der Oberfläche liegen,
teile aus einem kohlenstoff- oder kohlenwasserstoff- Die erfindungsgemäß kombinierten Elektrodenhaltigen Material, das beim Erhitzen flüchtige Be- Rührschaufeln können für Materialien angewandt standteile abgibt, bei welchem das Material durch 3° werden, die lediglich nicht oxydierbare flüchtige Beeine Einlaßöffnung in einen Drehherdofen einführbar standteile liefern. Die Elektroden-Rührschaufeln und mittels über diesem angeordneter, vorspringen- können unter besonderen Umständen als einzige Erder Rührschaufeln in Richtung auf eine Auslaßöff- hitzungsquelle des Materials angewandt werden, und nung zu bewegbar ist. zwar insbesondere dort, wo ein etwas leitfähiges Ma-

Eine derartige Vorrichtung ist aus der britischen 35 terial mit dem Koks vermischt wird, um so bei nied-

Patentschrift 1 055 857 bekannt. Es fehlen jedoch rigen Temperaturen die elektrischen Eigenschaften

Vorkehrungen für eine Widerstandserhitzung des zu verbessern.

Bettes. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es mög-

Aus der USA.-Patentschrift 2 127 542 ist ein Ver- lieh, Kokse hoher Qualität und weitere kalzinierte

fahren zum Karbonisieren von Kohle vermittels Hin- *o Materialien herzustellen. Kohle kann verkokst, Koh-

durchführen eines elektrischen Stromes zwischen lenkokse kalziniert, verzögerter oder fließfähiger Erd-

Elektroden bekannt, die in Berührung mit einer Kon- ölkoks kalziniert und weitere Materialien, die koh-

lebeschickung angeordnet sind. Schließlich ist aus lenstoff- oder kohlenwasserstoffhaltig sind, können

der USA.-Patentschrift 1 680 630 ein elektrischer in der erfindungsgemäßen Vorrichtung entgast wer-

Widerstandsofen bekannt, bei dem eine der Elektro- 45 den.

den umläuft, um so das Material in dem Ofen ver- Bei den Kalzinierungsvorschriften nach dem Stand

mittels eines Gases in Bewegung zu halten, das aus der Technik besteht die Schwierigkeit, ein Erhitzen

öffnungen im Inneren der Elektrode abgegeben über etwa 1370° C vermittels Gasbrennern zu errei-

wird. chen, die hilfsweise Wärme zuführen. Bei vielen indu-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 50 striellen Anwendungen ist die Menge an oxydierba-Vorrichtung der eingangs geschilderten Art derart zu ren, flüchtigen Bestandteilen im Inneren des Mateverbessern, daß eine elektrische Widerstandsbehei- rials ausreichend, um dasselbe auf Temperaturen von zung durchführbar ist. 1200 bis 1320⁰C zu erhitzen. Um die erhöhten

Die Lösung der gestellten Aufgabe durch die Er- Temperaturen zu erzielen, die erforderlich sind, um findung besteht darin, daß wenigstens ein Teil der 55 kalzinierten Koks guter Qualität zu erhalten, wird je-Rührschaufeln als Elektroden ausgebildet ist. Die doch gelegentlich Naturgas in Brennern verbrannt, Rührschaufeln erfüllen somit eine doppelte Funk- die im Inneren der Kammer vorliegen, welche den tion, nämlich einerseits dienen sie nach wie vor dazu, Herd umschließt. Es müssen zusätzliche Mengen an das Material zwischen der Einlaßstelle zu dem Ofen Luft in die Kammer für die Oxydation dieses Gases und der Auslaßstelle aus dem Ofen zu bewegen. Zum 60 eingedrückt werden. Da die Luft allgemein bei eine* anderen wirken sie nunmehr aber auch als Elektro- Temperatur von —28 bis 38° C vorliegt, wird eine den. Der durch diese spezielle elektrische Wider- erhebliche Wärmemenge für das Erhöhen der Tem-Standsbeheizung erzielbare Fortschritt liegt insbeson- peratur der Verbrennungsluft auf die Ofentemperadere in der wirtschaftlicheren Beheizung und besse- tür verbraucht. Bei dem Versuch, das Bett über eine ren Regelbarkeit gegenüber der eingangs als bekannt 65 Temperatur von etwa 1320⁰C vermittels des hilfs vorausgesetzten Vorrichtung. weise angewandten Brennstoffgases zu erhitzen, er-

Die spezielle Widerstandserhitzung nach der Erfin- fordert das Vorerhitzen der zusätzlichen erforderli-

dune wird dadurch erzielt,- daß ein Potential zwi- chen Luftmenge für das Verbrennen des Brennstoff

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gases angenähert 80 »/α der Wärme, die durch das .kung auf der Merdoberfläche U. Es ist eine sich raverbrannte Brennstoffgas abgegeben wird. So müssen dial erstreckende U-förmige Rührschaufelgrube 32 fünf Wärmeeinheiten an Brennstoffgas verbrannt mit elektrisch isolierten Führungen 38 (Fig,2) vorwerden, um die Wärme im Innern des Ofens um eine gesehen, die dazu dient, gleitbar die Rührschaufeln Wärmeeinheit zu erhöhen. Die Vorrichtung nach der 5 34 aufzunehmen. Die Rührschaufeln 34 kennen mas-Erfindung vermeidet dieses relativ unwirksame Arbei- siv oder hohl ausgeführt sein, wobei innere senkten, das das elektrische Widerstandserbitzen ohne An- rechte Ablenkbleche für die Luft- oder Flüssigkeitswenden von Luft erzielt wird. Somit kann die Luft in kühlung vorgesehen sein können, und dies in Abhänausreichenden Mengen für das Verbrennen der oxy- gigkeit von der Temperatur, Jedes Ablenkblech ist dierbaren flüchtigen Bestandteile und für das Erhö- »o mit Einlaß- und Auslaßleitungen 37 für das Kiihlciithen der Bettemperatur auf z, B. 1200° C angewandt tel versehen, die ebenfalls dazu dienen die Rührwerden, ohne daß übermäßige Mengen an Oxyda- schaufeln zu tragen. Ein Kühlmittel, wie Außenluft tionsluft benötigt werden. Die spezielle elektrische wird in den Einlaß ein und in die Rülirschaufel 34 Widerstandserhitzung nach der Erfindung kann also hinein an einer Seite des Ablenkbleches eingeführt, so angewandt werden, daß die Temperatur des Bettes 15 fließt sodann unter dem Ablenkblech zu der gegenbis zu 1370° C erhöht wird, wie es für das Herstel- überliegenden Seite der Rührschaufel und durch das len von kalziniertem Koks hoher Qualität erforder- Auslaßrohr 37 heraus.
Hch ist. Die Träger für die Rührschaufeln weisen senk-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den rechte Einstellschrauben an jedem Ende auf, die an Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden nä- ao den ortsfesten Enden 37 der Kühlrohre für die Rührher beschrieben. Es zeigt schaufeln anliegen, die so vorgesehen sind, daß eine

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen er- Einstellung der Entfernung zwischen dem Ende der

findungsgemäßen Ofen, Rührschaufel und dem Herd 11 möglich ist.

Fig.2 einen Schnitt, der Einzelheiten der Rühr- Es ist ein drehbarer Austragteller 50 unter der

schaufeln und der zugeordneten Halteanordnung »5 Ausgleichsgrube 12 vorgesehen für die Aufnahme

nach F i g. 1 zeigt, des aus der Vorrichtung entfernten Produktes. Ein

Fig. 3 ein schematisches Diagramm, das Einzel- ortsfester Austragspflug 51 ist in dem Rahmen zwi-

heiten bezüglich des Drehofens und der Rührschau- sehen der Ausgleichsgrube 12 und dem Austragetisch

fein nach den F i g. 1 und 2 wiedergibt. 50 angeordnet. Der Pflug 51 ist mit einem Umfangs-

Die F i g. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Ofen 30 trog 52 versehen, der Sand 53 trägt, in den sich der mit einem Drehherdofen 10 mit einer inneren Herd- nach unten geführte Flansch 54 an der Ausgleichsoberfläche 11, die von dem äußeren Umfang aus grube unter Ausbilden einer Sanddichtung erstreckt, nach unten in Richtung auf die Ausgleichsgrube 12, Unter Bezugnahme auf die elektrischen Aspekte die sich mittig axial erstreckt, verläuft, die einstückig des Erfindungsgegenstandes sind die letzten drei mit und von dem Herd 10 aus nach unten geführt 35 Rührschaufeln mit denen das Material bei dessen Bevorliegt. Der Drehherd 10 wird auf Rollen 13 getra- wegung in Richtung auf den Auslaß 10 in Berührung gen, die an dem Ofenrahmen angeordnet sind und kommt, an elektrischen Drähten 81, 82 und 83 befevermittels eines Motors und eines Zahnstangenrit- stigt, und dieselben sind elektrisch gegenüber allen zel-Antriebse in herkömmlicher Weise für den Dreh- anderen Teilen der Vorrichtung isoliert. Eine elektriumlauf von Herdofen abtrieben. Ein Rand 15 er- 40 sehe Isolationsanordnung ist in die Wasssrzufühstreckt sich senkrecht über die Herdoberfläche 11 an rungsleitungen dieser drei Rührschaufeln eingeführt, deren äußeren Umfang und trägt einen Trog 16 mit Die Drähte 81 und 83 werden mit einer Seite einer Sand 17. Gegebenenfalls kann an Stelle von Sand Quelle von Gleichstrom verbunden. Der mit dem eine Flüssigkeit angewandt werden. mittleren der drei Rührschaufel·.! verbundene Draht

Der Ofenrahmen 14 trägt Deckenträger 20, die 45 82 ist mit der anderen Seile der Gleichstromquelle

eine feuerfeste Decke tragen, welche einen mittleren verbunden, und eine entsprechende Potentialdiffe-

Abzug 22 aufweist. Die Decke 21 weist eine nach renz wird in der erforderlichen Weise auf rech terhal-

oben geführte Wand 23 auf, die den Flansch 24 ten, um den Widerstand zwischen der Mitte und je-

trägt. Derselbe erstreckt sich in den Sand 17, der in dem der zwei Enden der drei Rührschaufeln auf-

dem Trog 16 vorliegt, und bildet somit eine drehbare 5" rechtzuerhalten, wodurch sich der erforderliche Tem-

Sandabdichtung !wischen der Decke 21 und dem peraturanatieg ergibt. Die Spannung wird vermittels

Herd 10. Die Decke 21 ist mit Luftöffnungen 25 ver- einer geeigneten elektrischen Ausrüstung an der

sehen, in die von der Leitung 26 aus Luft eingeführt Wechselstromseite der Gleichrichter einreguliert oder

wird, weiche an dem Ofenrahmen 14 angeordnet ist. es kann ein entsprechend einregulierter Wechsel-

Die öffnungen 25 führen Luft nach unten in Rieh- 55 strom ohne Gleichrichter angewandt werden. Wahl-

tung auf den Herd. Die Seitenwände 23 der Decke weise Verfahren, wie eine Verbindung aller der

sind mit Öffnungen 27 versehen, die Luft von der Rührschaufeln mit einem Pol der Gleichstromquelle

Leitung 28 aus aufnehmen, die ebenfalls an dem und G.genelektroclen angeordnet im Inneren des

Rahmen 14 angeordnet ist. Die öffnungen 27 führen Bettes (entweder von oben aufgehängt oder in das

Luft allgemein über den Herd in einer radialen Rieh- 60 Bett eingesetzt) und Verbinden mit dem anderen Pol

tung. Es sind Brenner 29 in der Decke so vorgese- können angewandt werden.

hen, daß der Ofen auf Arbeitstemperatur »ebracht Der oben beschriebene Ofen arbeitet wie folgt. Die wird. Eine Zuführungsschütte 30 tritt durch die Brenner 29 werden in Funktion gesetzt unter Uber-Decke 21 benachbart zu der Seitenwand 23 hindurch führen des Ofens in die angestrebte Kammertempera- und ist mit einem senkrecht einstellbaren Abga- 65 tür, die von der Art des zu entgasenden oder zu kalbeende 31 verseilen, das sich bis zu einer Stelle eir- zinierenden Materials abhängt. Das zu entgasende streckt, die einstellbar ausgewählt werden kann für oder zu kalzinierende Material stellt in diesem Fall die Abgabe einer ausgewählten Dicke der Beschik- verzögerter Erdölkoks dar, der durch Zuführungs-

schütte 30 zugeführt und kontinuierlich auf die ge- hert 25 Minuten. Sobald das durchschnittliche Kokswünschtc Dicke ausgebreitet wird, wobei es sich in teilchen mit der sechsten Rührschaufel in Berührung ,^; diesem Falle um eine Betticfc von angenähert 15 cm kommt, wobei es sich hierbei um die erste elektrisch und Breite längs des äußeren Umfanges des Herd- erhitzte Rührschaufel handelt, belauft sich die Temofens U handelt. Bei Umlaufen des Herdofens trifft 5 peratur desselben auf angenähert 1260⁰C. Da das das Material auf die Rührschaufeln 34. Jeder Rühr- Bett durch die sechste, siebente und achte Rühr- ; schaufcl-Satz lenkt das darauf aufschlagende Mate- schaufel gewendet wird, führt der zwischen der rial in den nächsten benachbarten konzentrischen sechsten und siebten und der siebten und achten Ring ab, so daß der Matcrialfluß von dem Umfang Rührschaufel fließende elektrische Strom zu einem ! der HcrdobcrHäche 11 zu der Ausgleichsgrube 12 io Erhitzen des Bettes zwischen den Rührschaufcln mo- \ allgemein in Form spiraliger konzentrischer Ringe mentan, sobald jedes Teil des Bettes unter den S erfolgt, wobei jeder größere Breite besitzt, so daß die Rührschaufeln hindurchtritt. Die höchste Tempera-Ringe bei Kleincrwerden die Flächen größer werden tür der jedes Teil ausgesetzt wird, beläuft sich durchunter Ausbilden einer einheitlichen Tiefe. Diese kon- schnittlich auf angenähert 137O°C. Diese zusätzli- \ zentrischen spiralförmigen Ringe sind diagrammför- 15 chen 100⁰C Temperatur führen zu einer erhebli-] mig in der F i g. 3 gezeigt zusammen mit der relativen chen Verbesserung der Korndichte und des Endpro-Lage je der Rührschaufel bezüglich dieser Ringe. Die duktes. Die 100° C Temperatursteigerung führt zu ^! senkrechte Lage der Rührschaufeln bestimmt den einem Verbrauch von angenähert 50 kWh pro Tonne ! Restbetrag des Materials, der an jedem Ring bei Um- behandelten kalzinierten Kokses. Im allgemeinen ' laufen des Herdes zurückbleibt. Die Rührschaufeln ao wird der Stromverbrauch sich auf etwa 25 kWh pro neigen dazu zu einem Vermischen und Umwälzen Tonne 50° C belaufen, die der Koks über die Temdcs Bettes mehrfach zu führen, sobald das Material peratur in dem allgemeinen Bereich von 137O°C ernach unten von dem Herdumfang aus zu der Aus- höht erhitzt wird. Verluste in der Umwandlung und glcichsgrubc bewegt wird. Dies ermöglicht ein ein- Verluste in Abhängigkeit von den verschiedenen hcitlichcrcs Erhitzen und Entgasen und führt zu as Charakteristika des zu kalzinierenden Materials köneincm einheitlicheren Produkt. wn zu einer Veränderung der Energieerfordernisse Bei dieser Ausführungsform beläuft sich die Bo- führen, die um ein Mehrfaches schwanken. Im allgegentcmperatur an der heißesten Stelle in der Kammer meinen wird eine zusätzliche Temperatur von auf angenähert 137O⁰C, und an dem oberen Ende 100⁰C eine Strommengc erforderlich machen, die des Koksbettes beläuft sich die Temperatur auf ange- 30 etwa 3 bis etwa 15 DM pro Tonne kostet, bezogen nähert 1260° C. Dies ist eine zu niedrige Tempera- auf einen Strompreis von etwa 4 Pf pro kWh. Wenn tür, um einen qualitativ hochwertigen Koks mit guter dies auch ein relativ kostspieliges Verfahren zum Er-Korndichtc für eine leichte Umwandlung in Graphit zeugen von Wärme ist, ist dasselbe doch konkurrenzzu erhalten, d. h. Graphitanoden für elektrochemi- fähig auf der Kostengrundlage im Vergleich zu dem sehe Anwendungen. 35 wenig wirksamen Erzeugen von Wärme vermittels Sobald der Koks auf jede der ersten fünf Rühr- Hilfsbrennersn bei Temperaturen über 1100⁰C beschaufeln trifft, wird derselbe gewendet und der dingt durch die Energieverluste, die durch die vorer-Wärmc unterworfen, die von der Decke 21 und den hitzte Verbrennungsluft verursacht werden.
Seitenwänden 23 abgestrahlt wird. Die flüchtigen Durch das Anwenden von Isolationstransformato-Anteile werden auf Grund der Einwirkung dieser 40 ren können die Rührschaufeln als Elektroden ange-Wärme entfernt, und dieselben treten in die Ofen- wandt werden, wobei nur geringfügige Isolationsprokammcr ein, wo ein Vermischen mit der aus den Öff- bleme auftreten. Die Steuerung der erforderlichen nungen 25 und 27 kommenden Luft erfolgt. Es er- Energie unter Ausbilden des geeigneten Temperaturgibt sich somit ein Verbrennen an einer Stelle im Ab- anstieges in dem Koks wird durch Anwenden einer stand über der Oberfläche des Koksbettes. Diese 45 elektronischen Steuereinrichtung erzielt. Es kann entVerbrennung ist ausreichend, um die Bogentempera- weder Gleichstrom oder Wechselstrom angewandt tür des Ofens bei 1370⁰C, wie weiter oben angege- werden, jedoch beruht das Prinzip auf der Widerben, aufrechtzuerhalten, so daß sodann die Brenner Standserhitzung. Die elektrischen Schaltdiagramme 29 abgeschaltet werden. der Fig. 2 und la zeigen zwei alternative Schal t-Die gesamte Verweilzeit eines durchschnittlichen 50 kreise, wobei es natürlich auch noch andere entspre-Koksteilchens auf dem Herd beläuft sich auf angenä- chende Möglichkeiten gibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

sehen wenigstens einem Teil der nach unten vorPatentansprüche; springenden Rührscbaufeln, die mit dem Bett m Berührung stehen, und einer im Abstand zu ihnen am

I.Vorrichtung zum kontinuierlichen Entfernen Bett angeordneten Stelle beaufschlagt wird. Diese

flüchtiger Bestandteile aus einem kohlenstoff- 5 elektrische Erhitzung ist relativ lokalisiert und führt

• oder kohlenwasserstoffhaltigen Material, das über eine relativ kurze Zeitspanne zu einem Erhöhen

beim Erhitzen flüchtige Bestandteile abgibt, bei der Temperatur des Materials, das benachbart zu der

welchem das Material durch eine Einlaßöffnung Stelle liegt, an welcher die Rührschaufel mit dem