DE2132809B2 - Elektrischer widerstandsofen, insbesondere zur regenerierung von aktivkohle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Widerstandsofen, insbesondere zur Regenerierung von Aktivkohle, der einen Rumpf aus einem Metallrohr, beispielsweise aus hitzebeständigem Stahl, der von den übrigen Elementen des Ofens isoliert ist und dessen Enden an Pole einer Stromquelle angeschlossen sind, sowie Einrichtungen zum Füllen und Entleeren des Ofens besitzt, in dem das einer Wärmebehandlung zu unterziehende Material in kontinuierlicher oder periodischer Bewegung von einer Beschickungseinrichtung durch die lleizzone zur Entleerungseinrichtung verschoben wird.

Es sind verschiedene Arten von öfen bekannt, die auch zur thermischen Regenerierung von Aktivkohle verwandt werden. Hauptsächlich werden zu diesem Zweck Retortenofen verwendet, die durch Kohlen-, Koks- oder Erdölfeuerung geheizt werden.

Angewandt werden auch Vorrichtungen, in denen die Aktivkohle durch Wärmebehandlung mit überhitztem Wasserdampf regeneriert wird.

Schließlich werden zur Regenerierung von Aktivkohle auch öfen angewandt, bei denen die Wärmebehandlung der Beschickung mit Hilfe von elektrischen Widerstandselenienten erfolgt, die meistens als separate Elemente ausgeführt sind und innen Widerstandsspiralen enthalten, die auf verschiedene Weise im Inneren des Ofens angebracht sind Solche öfen sind z. B. aus der DTPS 9 01 092. der PO-PS 41 792 oder der CH-PS 1 JO 784 bekannt. Die Anwendung dieser Art separater Wärmeelemente kompliziert die Konstruktion des Ofens, verursacht oftmals eine ungleichmäßige Erwärmung der Beschickung und außerdem ist infolge der Anordnung der Heizelemente im Innern des Ofens ein kontinuierlicher Durchsatz der Beschickung durch den Ofen nicht möglich.

/war sind elektrische Wärmeöfen, /.. B. aus der DT-PS 9 69 943 bekannt, in denen spezielle Heizele mente angewandt sind, die von außen den Rumpf des Ofens oder dessen Innenhülle umfassen, jedoch kompliziert die Anwendung dieser Art Heizelemente die Konstruktion des Ofens sehr wesentlich und erhöht dessen Kosten.

Aus den DT-PS 6 12 379 und 7 IO 187 sind elektrische Flüssigkeitserhitzer bzw. Dampfüberhitzer bekannt, in denen die Flüssigkeits- bzw. Dampfrohre selbst als lleizwiderstandselemente dienen, und zwar derart, daß die beiden Enden der Rohre an die Pole einer Stromquelle angeschlossen sind. Der durch die Wände der Rohre fließende elektrische Strom heizt diese auf, wodurch die Flüssigkeit bzw. der Dampf, der durch die Rohre fließt, erwärmt wird. Diese Anlagen sind als Flüssigkeits· und Dampferhitzer geeignet, sie eignen sich jedoch nicht zur Erwärmung von festen Körpern oder Schüttgütern, da die Temperaturverteilung entlang solcher Heizelemente zufällig und sehr unterschiedlich ist. Von besonderem Vorteil ist ferner, daß am Ofeneingang eine lokale Erhöhung der Temperatur nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Widerstandsofen anzugeben, dessen Konstruktion einfach ist und dessen Anfertigungskosten niedrig sind, der eine günstige Temperaturverteilung entlang des Ofenrumpfes sowie eine kontinuierliche oder periodische Bewegung der Beschickung in einer Richtung im Innern des Ofens ermöglicht, der insbesondere, jedoch nicht ausschließlich zur Anwendung im Aktivkohlenregenerierungsprozeß bestimmt ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Rumpf des Ofens im Eingangsabschnitt einen verringerten Wandquerschnitt aufweist, beispielsweise durch Änderung des Außendurchmessers.

Hierdurch wird die Erzielung einer richtigen Temperaturverteilung innerhalb des Metallrohres, das den Ofenrumpf bildet, insbesondere am Eingatigsabschnitt erzielt.

Der Ofenrumpf kam aus zwei gegeneinander

isolierten Rohrteilen angefertigt sein, von denen jeder an seinen beiden Enden an Pole separater Stromquellen von großer Stromstärke und niedriger Spannung ungeschlossen ist. Einer derartige Lösung bei Anwendung einer getrennten Regulierung beider S'romkreise ermöglicht ebenfalls eine günstige Anpassung der GröUe des Speisestroms an die geplante Temperaturv.Tteilung innerhalb des Ofenrumpfes.

Zur Vorerwärmung der dem Ofen /ugeführten Beschickung, woduich die Energiebilanz des Ofens günstig beeinflußt wird, kann hinter der Beschickungseinrichtung dts Ofens ein Vorwärmelemeni angeordnet sein, das einen von einem Mantel begrenzten Ringraum enthalt, in dem durch einen Stützen lleißdainpf eingespeist wird, der das Vorwürmclenient des Ofens nach dein Mebranverfahren erwärmt. Das HeiBdampfkondcnswasser aus dem Ringratim des Vorwä'rmeleincnts kann durch eine Rohrleitung zwischen dem Rumpf und der Entleerungseinrichiung des Ofens in das Innere des Ofens eingespeist werden. Dadurch wird die zur Regenerierung von Aktivkohle erforderliche Zusammensetzung und Feuchtigkeit der Ofenatmosphäre erreicht.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann ein Endschalter enthalten sein, der in den Kreis der Primärwicklung der Stromquelle, die den zweiten Teil des Ofenrumpfes speist, geschaltet ist und derart angeordnet ist, daß ein Flansch oder ein anderes mit dem Teil des Ofenrumpfes fest verbundenes Element nach Überschreiten einer bestimmten Temperatur des Teiles des Ofenrumpfes die Ausschaltung des Stromes in der Primärwicklung der Stromquelle bewirkt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht in Förderelementen in Form von kleinen Scheiben, die in bestimmten Abständen auf einem elastischen, aus hitzebeständigem Material angefertigtem geschlossenen Zugband befestigt sind, welches über mindestens zwei Räder derart gespannt ist, daß die Scheiben durch das Innere des Rumpfes des Ofens hindurchziehbar sind.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt (in schematischer Darstellung)

F i g. I einen Schnitt durch einen vertikal aufgestellten Widerstandsofen mit einteiligem Rumpf,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen horizontal aufgestellten Widerstandsofen mit zweiteiligem Rumpf.

Der Ofen nach Fig. 1 besteht aus einem vorteilhaft aus hitzbeständigem Stahl hergestellten Rumpf I, der gleichzeitig das Heizelement des Ofens bildet. Der Rumpf 1 ist von den übrigen Ofcnelementen durch Isolationseinlagen 2 und 3 isoliert und durch Stromschienen 4 und 5 mit Klemmen der Sekundärwicklung einer Stromquelle 6 (Transformator) von hoher Stromstärke und aus Sicherheitsgründen niedriger Spannung verbunden. In seinem oberen Teil hat der Rumpf 1 im Eingangsabschnitt 7 einen durch Verringerung des Außendurchmessers des Rumpfes 1 verrringerten Wandquerschnitt, um eine vorteilhafte Temperaturverteilung im Innern des Ofens zu erhalten. Oberhalb des Rumpfes 1 ist ein Vorwärmelement 8 befestigt, das von einem Mantel 9 umgeben ist, der einen Ringraum 10 begrenzt, in den durch einen Stutzen 11 Heißdampf eingespeist wird. Das Heißdampfkondensat wird zur Schaffung einer Atmosphäre im Innern des Ofens mit einem Feuchtigskeitsgehalt, der für den Aktivkohleregenerierungsprozeß erforderlich ist, aus dem Ringraum 10 durch eine Rohrleitung 12 in das Innere des Ofens durch ein Ofenelement 13 eingespeist, das unter dem Rumpf I des Ofens angeordnet ist.

Zur Einführung der Beschickung in den Ofen ist eine Beschickungseinrichtung 14 vorgesehen, die im oberen Teil des Ofens auf dem Vorwärnielement 8 angeordnet ist. Die Beschickung wird über eine Enüeerungseinrichtung 15 aus dem Ofen entfernt.

Zur Förderung der Beschickung durch das Ofeninnere dient ein geschlossenes elastisches Zugband 16, das /.. B. in Form einer Kette aus hitzebeständigem Stahl hergestellt ist. Das Zugband 16 ist mit kleinen Scheiben 17 versehen, die in bestimmten Abständen voneinander auf dem Zugband 16 befestigt sind und ist über zwei Rader 18 und 19 gespannt, von denen wenigstens eins als Treibrad dient.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Ausführungsbeispiels des Ofens gemäß der Erfindung ist wie folgt: die Beschickung z. B. zur Regenerierung bestimmte Aktivkohle wird in die Beschickungseinrichtung 14 gebracht, und von dort mit Hilfe der auf dem sich verschiebenden elastischen Zugband 16 befestigten kleinen Scheiben 17 durch den Ofen gezogen und dabei im Vorwärmelement 8 einer Vorwärmung unterworfen und wird dann im Rumpf 1 des Ofens auf die erforderliche Regenerierungstemperatur erwärmt.

Eine entsprechende Feuchtigkeit der Atmosphäre im Innnern des Ofens, die zum richtigen Verlauf des Regenerierungsprozesses erforderlich ist, sichert die Zuführung des Wärmedampfkondensats aus dem Raum 10 des Vorwärmelements 8 in das Ofeninnere durch das Element 13.

Ein anderes Ausführungsbeispiel des Ofens gemäß der Erfindung ist in der Fig. 2 veranschaulicht. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Rumpf I des Ofens ebenfalls aus hitzebeständigem Stahl horizontal aufgestellt und besteht aus zwei Teilen Xa und Xb, die gegeneinander durch eine Isoliereinlage 20 isoliert sind. Der Rumpf 1 ist von den übrigen Ofenelementen durch Isoliereiniagen 2 und 3 getrennt. Der Teil la des Rumpfes 1 ist durch Stromschienen 4a und 5a mit den Klemmen der Sekundärwicklung des Transformators der Stromquelle 6a verbunden, und der Teil Xb des Rumpfes 1 ist durch Stromschienen 46 und 5£> mit den Klemmen der Sekundärwicklung des Transformators der Stromquelle %b verbunden.

Der Eingangsabschnitt 7 des ersten Teils la des Rumpfes I des Ofens hat zur Erzielung einer günstigeren Temperaturverteilung innerhalb des Ofens einen verrringerten Querschnitt der Wände durch Verringerung des Außendurchmessers des Teils la des Ofenrumpfes I.

Mit dem ersten Teil la des Ofenrumpfes 1 ist das Vorwärmelement 8 verbunden, das von einem Mantel 9 umgeben ist, der einen Ringraum begrenzt, in den durch den Stutzen 11 Heißdampf eingespeist wird. Das Heißdampfkondensat aus dem Ringraum 10 wird durch eine Rohrleitung 12 mit Hilfe einer Pumpe 21 durch das hinter dem zweiten Teil Xb des Rumpfes 1 angeordnete Ofenelement 13 in das Innere des Ofens eingeführt, um im Innern des Ofens eine Atmosphäre mit einem Feuchtigkeitsgehalt zu gewährleisten, der für den Regenerierungsprozeß der Aktivkohle erforderlich ist.

Zur Einführung der Beschickung in den Ofen dient eine bekannte Beschickungseinrichtung 14, die vordem Vorwärmelement 8 angeordnet ist. Die Beschickung wird durch eine Entleerungseinrichtung 22 hinter dem Ofenelement 13 aus dem Ofen ausgebracht. Zur Förderung der Beschickung durch das Ofeninnere dient

ein geschlossenes elastisches Zugband 16, z. B. in Form einer Kette aus hitzebeständigem Stahl. Auf dem elastischen Zugband 16 sind in bestimmten Abständen voneinander Scheiben 17 befestigt. Das Zugband 16 ist über Räder 18 und 19 gespannt, von denen wenigstens eins als Antriebsrad dient.

Außerdem besitzt der Ofen in der Ausführung gemäß Fig. 2 eine einfache Vorrichtung zum Regulieren der Temperatur im Innern des Ofens, die einen Endschalter 23 enthält, der in den Kreis der Primärwicklung des in Transformators der Stromquelle 6b geschaltet und mit einem flansch des Teils \b verbunden ist.

Die Wirkungsweise des zweiten Ausführungsbcispiels des Ofens gemäß der Erfindung ist der ersten ähnlich, jedoch wird die Temperatur im Innern des Ofens, ι · insbesondere im Innern des zweiten Teils \b des Ofenrumpfes mit Hilfe eines einfachen Systems mil dem Endschalter 23 geregelt. Der Endschalter 23 ist derart angeordnet, daß er mit einem Flansch oder einem anderen mit dem sich bei Temperaturanstieg ausdehnenden Teil \b des Ofenrumpfes fest verbundenen Element zusammenwirkt und bei Überschreitung eines bestimmten Temperaturwertes, d. h. eines bestimmten Dehnungsausmalks die Unterbrechung des Stromkreises der Primärwicklung des Transformators der Stromquelle 6/> bewirkt, wodurch die Aufheizung des Rumpfes \b unterbrochen wird, so daß die Temperatur absinkt.

Das Absinken der Temperatur des Teils Xb auf einen bestimmten Wert bewirkt wieder die Stromcinschal-Hing in der Primärwicklung des Transformators der Stromquelle 6b und es erfolgt ein erneutes Aufheizen des Teils tb bis zur Grenztemperatur. Dieses einfache Verfahren zur Tcmpcraturreglung gestattet es, die Temperatur in entsprechenden Grenzen, insbesondere für den Aktivkohlcregcnerierungsprozcß aufrechtzuerhalten.

Hierzu 2 Blatl Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   I. Elektrischer Widerstandsofen, insbesondere zur Regenerierung von Aktivkohle, der einen Rumpf aus einem Metallrohr, beispielsweise aus hitzebeständigem Stahl, der von den übrigen Elementen des Ofens isoliert ist und dessen Enden an Pole einer Stromquelle angeschlossen sind, sowie Einrichtungen zum Füllen und Entleeren des Ofens besitzt, in dem das einer Wärmebehandlung zu unterziehende Material in kontinuierlicher oder periodischer Bewegung von einer Beschickungseinrichtung durch die Heizzone zur Entleerungseinrichtung verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf (I) des Ofens im Eingangsabschnitt (7) einen verringerten Wandquerschnitt aufweist, beispielsweise durch Änderung des Außendiirchmessers.
2. 2.Ofen nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf (1) des Ofens aus zwei gegeneinander isolierten Teilen (la, \b) besteht, von denen jeder Teil an beiden Enden an die Pole separater Stromquellen (6a. eingeschlossen ist.
3. 3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ofenrumpf (1) hinter der Beschickungseinrichtung (14) ein Vorwärmelement (8) angeordnet ist, das einen von einem Mantel (9) begrenzten Ringraum (10) enthalt, in den durch einen Stutzen (11) Heißd;impf eingespeist wird.
4. 4. Ofen nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Rohrleitung (12), durch die das Heißdampfkondensal aus dem Ringraum (10) des Vorwärmelementes (8) zwischen dem Rumpf(l)undder Entleerungseinrichtung (15, 22) des Ofens in das Innere des Ofens einspeisbar ist.
5. 5. Ofen nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Endschalter (23), der in den Kreis der Primärwicklung der Stromquelle (6b), die den zweiten Teil (Ib) des Ofenrumpfes (1) speist, geschallet ist und derart angeordnet ist, daß ein Flansch oder ein anderes mit dem Teil (Xb) des Ofenrumples (1) fest verbundenes Element nach Überschreiten einer bestimmten Temperatur des Teiles (lindes Ofenrumpfes (1)die Ausschaltung des Stromes in der Primärwicklung der Stromquelle (6b) bewirkt.
6. 6. Ofen nach einem der Ansprüche I bis 5, gekennzeichnet durch Förderelemente in Form von kleinen Scheiben (17), die in bestimmten Abständen auf einem elastischen, aus hitzebeständigem Material angefertigten geschlossenen Zugband (16) befestigt sind, welches über mindestens zwei Räder (18. 19) derart gespannt ist, daß die Scheiben (17) durch das Innere des Rumpfes (1) des Ofens hindurchziehbar sind.