DE2132809C3 - Elektrischer Widerstandsofen, insbesondere zur Regenerierung von Aktivkohle - Google Patents
Elektrischer Widerstandsofen, insbesondere zur Regenerierung von AktivkohleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Widerstandsofen,
insbesondere zur Regenerierung von Aktivkohle, der einen Rumpf aus einem Metallrohr,
beispielsweise aus hitzebesländigem Stahl, der von den übrigen Elementen des Ofens isoliert ist und dessen
F.ndcn 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.
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
ίο 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 Widerstandselementen 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
DE-PS 9 01 092, der PO-PS 41 792 oder der CH-PS 1 30 734 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.
Zwar sind elektrische Wärmeöfen, z. B. aus der DE-PS 9 69 943 bekannt, in denen spezielle Heizelemente
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 DE-PS 6 12 379 und 7 10 187 sind elektrische
JS Flüssigkeitserhitzer bzw. Dampfüberhitzer bekannt, in
denen die Flüssigkeits- bzw. Dampfrohre selbst als Heizwiderstandselemente 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
■r> 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.
w 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 Tempe-
h> raturverteilung innerhalb des Metallrohres, das den
Ofenrumpf bildet, insbesondere am Eingangsabschnitt erzielt.
Der Ofenrumpf kann aus zwei gegeneinander
isolierten Rohrteilen angefertigt sein, von denen jeder an seinen beiden Enden an Pole separater Stromquellen
von großer Stromstärke und niedriger Spannung angeschlossen ist. Einer derartige Lösung bei Anwendung
einer getrennten Regulierung beider Stromkreise ermöglicht ebenfalls eine günstige Anpassung der
Größe des Speisestroms an die geplante Temperaturverteilung innerhalb des Ofenrumpfes.
Zur Vorerwärmung der dem Ofen zugeführten Beschickung, wodurch die Energiebilanz des Ofens
günstig beeinflußt wird, kann hinter der Beschickungseinrichtung.das
Ofens ein Vorwärmelement angeordnet sein, das einen von einem Mantel begrenzten Ringraum
enthält, in dem durch einen Stutzen Heißdampf eingespeist wird, der das Vorwärmelement des Ofens
nach dem Mebranverfahren erwärmt. Das Heißdampfkondenswasser aus dem Ringraum des Vorwärmelements
kann durch eine Rohrleitung zwischen dem Rumpf und der Entleerungseinrichtung 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. 1 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 F i g. 1 besteht aus einem vorteilhaft aus hitzbeständigem Stahl hergestellten Rumpf 1, der
gleichzeitig das Heizelement des Ofens bildet. Der Rumpf 1 ist von den übrigen Ofenelementen 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 1 des Ofens angeordnet ist.
Zur Einführung der Beschickung in den Ofen ist eine Beschickungseinrichtung 14 vorgesehen, die im oberen
Teil des Ofens auf dem Vorwärmelement 8 angeordnet ist Die Beschickung wird über eine Entleerungseinrichtung
15 aus dem Ofen entfernt.
Zur Förderung der Beschickung durch das Ofeninnere dient ein geschlossenes elastisches Zugband 16. das
z. 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
Räder 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 1 des Ofens ebenfalls aus hitzebeständigem Stahl horizontal aufgestellt
und besteht aus zwei Teilen la und \b, die gegeneinander durch eine Isoliereinlage 20 isoliert sind.
Der Rumpf 1 ist von den übrigen Ofenelementen durch Isoliereinlagen 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 Ab und 5b mit den
Klemmen der Sekundärwicklung des Transformators der Stromquelle 6b verbunden.
Der Eingangsabschnitt 7 des ersten Teils la des Rumpfes 1 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 1.
Mit dem ersten Teil la des Ofenrumpfes 1 ist c*is
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 Ii) 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 vor dem
Vnrwärmelement 8 angeordnet ist. Die Beschickung wird durch eine Entleerungseinrichtung 22 hinter dem
Ofenelement 13 aus dem Ofen ausgebracht. Zur Förderung der Beschickung durch das Ofenir.nere 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 Ausführungsbeispiels des Ofens gemäß der Erfindung ist der ersten ähnlich,
jedoch wird die Temperatur im Innern des Ofens, π insbesondere im Innern des zweiten Teils \b des
Ofenrumpfes mit Hilfe eines einfachen Systems mit 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 Dehnungsausmaßes die Unterbrechung des Stromkreises
der Primärwicklung des Transformators der Stromquelle 6b bewirkt, wodurch die Aufheizung des
Rumpfes 1 b unterbrochen wird, so daß die Temperatur absinkt.
Das Absinken der Temperatur des Teils Xb auf einen
bestimmten Wert bewirkt wieder die Stromeinschaltung in der Primärwicklung des Transformators der
Stromquelle 6b und es erfolgt ein erneutes Aufheizen des Teils \b bis zur Grenztemperatur. Dieses einfache
Verfahren zur Temperaturreglung gestattet es, die Temperatur in entsprechenden Grenzen, insbesondere
für den Aktivkohleregenerierungsprozeß aufrechtzuerhalten.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. 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 (1) des Ofens im Eingangsabschnitt (7) einen verringerten Wandquerschnitt aufweist, beispielsweise
durch Änderung des AuBeridurcfcmessers.
2. Ofen nach Anspruch 1, 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, 6b) angeschlossen ist.
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) enthält, in den durch einen Stutzen (11) Heißdampf eingespeist wird.
4. Ofen nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Rohrleitung (12), durch die das Heißdampfkondensat
aus dem Ringraum (10) des Vorwärmelementes (8) zwischen dem Rumpf (1) und der Enileerungseinrichtung
(15, 22) des Ofens in das Innere des Ofens einspeisbar ist.
5. Ofen nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Endschalter (23), der in den Kreis der
Primärwicklung der Stromquelle (6b), die den zweiten Teil (Xb) des Ofenrumpfes (1) speist,
geschaltet ist und derart angeordnet ist, daß ein Flansch oder ein anderes mit dem Teil (\b) des
Ofenrumpfes (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. Ofen nach einem der Ansprüche 1 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.
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Also Published As
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