DE218778C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Ja 218778 KLASSE 10«. GRUPPE

SAMUEL B. SHELDON in BUFFALO, New-York.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. Oktober 1907 ab.

Für diese Anmeldung ist bei der Prüfung gemäß dem Unionsvertrage vom

20. März 1883 die Priorität

14. Dezember 1900 auf Grund der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 2. Oktober 1906 anerkannt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verkokung und Destillation von Kohle zwecks Herstellung von Koks und Erzeugung von Gas unter gleichzeitiger Gewinnung der Nebener-Zeugnisse. Das Verfahren besteht darin, daß die zu verkokende Kohle durch Anwendung von Druck und Hitze zu einer fest zusammenhaltenden Masse zusammengebacken wird, ehe sie der eigentlichen Verkokung unterworfen wird. Man bedient sich zu diesem Zwecke einer Vorheizkammer, deren Querschnitt in seiner ganzen Länge gleich bleibt, und in den die Kohlen, vorzugsweise in Pulverform, durch einen an sich bereits bekannten Kolben eingepreßt werden. Die Vorheizkammer besteht vorzugsweise aus metallischen, von außen beheizten Wänden, die die Hitze schnell auf die Kohle übertragen und infolge ihrer glatten Oberfläche ein Verschieben der zunächst noch nicht zusammenbackenden Kohlen gestatten. Erst wenn die Kohle zu einer festen Masse zusammengebacken ist, gelangt sie in die Verkokungskammer. Man hat bereits den Versuch gemacht, durch Ausübung von Druck auf die Kohle einen Koks von festerem Gefüge zu erzielen; man bediente sich hierzu gleichfalls eines Kolbens, der die Kohle in ununterbrochenem Betrieb durch den Koksofen hindurchschob. In diesem Falle jedoch fand das Zusammenpressen und Erhitzen der Kohle im Koksofen selbst statt. Der Querschnitt der Verkokungskammer erweiterte sich von. der Einlaßöffnung an nach hinten, so daß sich die Kohlen unter dem Drucke während des Erhitzens seitlich, nach unten oder nach oben aufeinander verschoben, um den Verkokungsraum voll auszufüllen. Durch dieses fortgesetzte Verschieben der Kohlenteile aufeinander war ein Zusammenbacken ausgeschlossen. Abgesehen davon, daß hierdurch Koks von festem Gefüge kaum erzielt werden konnte, preßte sich die Kohle fest gegen die rauhe Seitenwandung des Koksofens, so daß zur Fortbewegung der Kohlen- und Koksmasse eine' außerordentlich große Kraft erforderlich war. ■

Eine besondere Ausbildung des Verfahrens besteht darin, daß in der Kohlenmasse innerhalb der Vorheizkammer Längskanäle gebildet werden, die ein Entweichen der Gase aus dem Innern der Masse ermöglichen und eine gleichmäßige Verkokung herbeiführen. Man bedient sich zu diesem Zwecke mehrerer Stangen, die in der Längsrichtung durch die Vorheizkammer hindurch bis in den Koksofen hineinragen. Die Kohle bzw. Koksmasse wird erst über die Stange weggeschoben, wenn sie hinreichend fest zusammengebacken ist, um ein Zerstören der Kanäle zu verhindern. Bei Öfen mit ununterbrochenem Betriebe hat man bereits in der noch kalten Kohle Kanäle ahn-

licher Art hergestellt. Ehe ein Erhitzen und Zusammenbacken der Kohlenmasse eintrat, mußten die Stangen aus der Kohlenmasse herausgezogen werden. Für die Ausführung des neuen Verfahrens ist dieses Verfahren nicht anwendbar, da die Kanäle durch den auf die Kohlen ausgeübten Druck zusammengedrückt werden würden, wenn die Stangen vor Eintritt des Zusammenbackens aus der Masse

ίο herausgezogen würden.

Für den Zweck des Pressens der Kohle in der Vorheizkammer hat sich eine Form der Vorheizkammer als zweckmäßig erwiesen, bei der der Druckkolben sich in einem Raum, dem Füllraum, bewegt, dessen Querschnitt etwas größer ist als derjenige des eigentlichen Vorheiz- und Druckraumes. Die Kohlen werden durch sich verjüngende Wandungen auf den Querschnitt des Druckraumes zusammengepreßt.

Der für die Ausführung des Verfahrens benutzte Ofen ist ein Koksofen nach der Art der Koksöfen mit Gewinnung der Nebenerzeugnisse, in welchem die Kohle während der Verkokung in geschlossenen Kammern enthalten ist und der durch die Wände der Kammern übertragenen Wirkung der Hitze unterworfen wird.

Besonders hat sich zur Ausführung des Verfahrens ein sogenannter »Otto-Hoffmann-Ofen« bewährt, bei welchem die Verkokungskammer wagerecht . angeordnet oder wagerecht verlängert ist, und der die Einrichtung besitzt, . daß die Kohle an einem Ende eingeführt und der Koks am entgegengesetzten Ende abgezogen wird.

. Im folgenden wird das Verfahren an der Hand eines solchen Ofens geschildert.
In den Zeichnungen stellt

Fig. ι den Ofen im Schnitt auf einer durch die Mitte einer Verkokungskammer gelegten Ebene nach der Linie 1-1 von Fig. 3 dar.

Fig. 2 ist ein Schnitt auf einer durch die Heizkanäle einer Kammer gehenden Ebene nach der Linie 2-2 von Fig. 3.

Fig. 3 ist ein wagerechter Schnitt nach der Linie 3-3 von Fig. 1 und 2.

Fig. 4 ist ein wagerechter Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 1 und 2.

Fig. 5 ist ein Grundriß der Fig. 3 und 4 an der Aufgebeseite, wobei die Teile für die Zuführung, Zusammenpressung und Vorwärmung der Kohle in wagerechtem Schnitt nach der Linie 5-5 von Fig. 6 dargestellt sind.

Fig. 6 zeigt die Teile an der Aufgebeseite teilweise in Seitenansicht und teilweise im senkrechten Schnitt nach Linie 1-1 von Fig. 3.

Fig. 7 ist ein Querschnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 1 und 2.

Fig. 8 ist ein Querschnitt nach der Linie 8-8 von Fig. ι und 2.

Fig. 9 ist eine Endansicht der mit einer der Kammern verbundenen Teile nach der Linie 9-9 von Fig. 6.

Fig. 10 ist ein Querschnitt nach der. Linie 10-10 von Fig. 6.

Fig. 11 ist ein Querschnitt nach der Linie 11-11 von Fig. 6.

Fig. 12 ist ein Schnitt durch eine abgeänderte Form der Zusammenpressungs- und Vorwärmevorrichtung.

Fig. 13 ist ein Querschnitt nach der Linie 13-13 von Fig. 12.

Der veranschaulichte -Koksofen besitzt eine Reihe von Verkokungskammern 1, welche, wie bei den »Otto-Hoffmann-Öfen« üblich, nebeneinander angeordnet sind. Jede der Verkokungskammern ist an der Aufnahmeseite mit Vorrichtungen zum Zuführen, Zusammenpressen und Vorwärmen der Kohle und an der Entleerungsseite mit einer Entleerungsvorrichtung versehen. Auf der Zeichnung ist nur eine Verkokungskammer vollständig mit ihrem Zubehör dargestellt. In den Wänden jeder Verkokungskammer sind senkrechte Heizkanäle 2 gebildet; während die Verkokungskammern 1 in üblicher Weise der Länge nach ununterbrochen verlaufen, bestehen dagegen ihre Heizwände aus je zwei durch eine senkrecht zur Längserstreckung .der Kokskammern errichtete Wand getrennten Teilen, von denen jeder mit vollständigen Heizvorrichtungen getrennt von der Heizvorrichtung der anderen Abteilung versehen ist, so daß die in beiden Abteilungen herrschende Temperatur für sich unabhängig geregelt werden kann.

Die Vorrichtungen zum Erhitzen der beiden Abteilungen jeder Verkokungskammer sind gleich und werden mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Unter jeder Verkokungskammer 1 sind je zwei Längskanäle 3 und 4 angebracht, die voneinander durch eine senkrechte Querwand getrennt sind. Mit diesen Kammern 3 und 4 sind je zwei Wärmespeicher 5 und 6 durch mit Schiebern oder Ventilen 9 und 10 versehene Kanäle 7 und 8 verbunden. Die vier Wärmespeicher 5 und 6 befinden sich unter den Verkokungskammern und erstrecken sich quer unter diesen. Sie enthalten das übliche Ziegelgitterwerk. Mit den unteren Teilen der Wärmespeicher sind Kanäle 11 und 12 verbunden, die entweder mit einem Schornsteinkasten oder einem Kamin oder einem Lufteinlaßkanal, wie bei Koksöfen mit zwei Wärmespeichern üblich, verbunden werden können.

Zwischen den Kanälen 3 und 4 sind zwei längsgerichtete Kanäle 13 und 14 angeordnet, welche mit den unteren Enden der senkrechten Kanäle 2 in Verbindung stehen. Die Kanäle 13 und 14 werden voneinander durch eine senkrechte Wand 15 und durch eine wagerechte,

sich von dem Boden der Wand 15 nach der äußeren Seitenwand des Ofens erstreckende Wand 16 getrennt, so daß der untere Teil der Kammer 14 sich über die volle Länge jeder Abteilung einer Kammerheizwand erstreckt. Die Kammer 3 ist mit der Kammer 13 durch Öffnungen 18 verbunden, welche in der Längswand zwischen den Kammern gebildet sind. Die Kammer 4 ist mit der Kammer 14 durch ähnliche Öffnungen 19 verbunden. Die Kammern 13 und 14 stellen Verbrennungskammern dar, in denen gasförmiger Brennstoff verbrannt wird. Die Luft zur Verbrennung wird von den Kammern 3 oder 4 durch die Öffnungen 18 oder 19 zugeführt. 20 und 21 stellt die Hauptgaszuführung vor, die mit Zweigleitungen 22 und 23 versehen ist, wodurch Gas zu den äußeren Enden der Kanäle 13 und 14 durch die Seitenwand des Ofens geführt wird.

Der Betrieb der Wärmespeicher und der mit ihnen verbundenen Kanäle entspricht dem Betriebe eines »Otto-Hoffmann-Ofens«. Es sei angenommen, daß der. Wärmespeicher 5 mit einer Lufteinlaßleitung und der Wärmespeicher 6 mit dem Schornsteinkanale verbunden sei. Die in die Kanäle 11 des Wärmespeichers 5 eintretende Luft geht nach oben durch das vorher erhitzte Ziegelgitterwerk. Eine große Menge erhitzter Luft geht durch den Kanal 7 in die Kammer 3 und von hier durch die Öffnungen 18. in die Kammer 13. Das aus dem Rohre 23 in die Kammer 13 eingeführte Heizgas wird verbrannt. Die Verbrennungsgase steigen durch die senkrechten Kanäle 2 über die Kammer 13 und gehen wagerecht längs des Kanales 17, worauf sie durch die Kanäle 2 oberhalb der Kammer 14 herabsteigen, und dann durch die Öffnungen 19, 19 in die Kammer 4, von hier durch den Kanal 8 zu dem Wärmespeicher 6 und dann durch die Kanäle 12 in den Schornstein gelangen. Nachdem das Ziegelgitterwerk in dem Wärmespeicher 5 abgekühlt und dasjenige in dem Wärmespeicher 6 durch den Durchgang der nach außen gehenden Verbrennungsgase erhitzt ist, wird der Wärmespeicher 5 mit dem Schornstein und der Wärmespeicher .6 mit der Luftzuführungsleitung verbunden. Es tritt dann in der Kammer 14 Verbrennung ein, und die Verbrennungsgase gehen aus dieser Kammer durch die Kanäle 2 in die Kammer 13 und von hier durch die Kammer 3 und den Wärmespeicher 5 in den Schornstein.

Die Heizvorrichtungen für die gegenüberliegenden Endteile oder Abschnitte des Ofens sind gleicher Art und enthalten die üblichen Vorrichtungen zur Regelung der Hitze sowie die Ventile in den Gaszuführungsrohren 22 und 23. Eine höhere Temperatur kann in dem an die Aufnahmeseite der Verkokungskammer angrenzenden Teile innegehalten werden als in dem an die Entleerungsseite dieser Kammer grenzenden Teile. Die Anwendung von Mitteln ■ zum gesonderten Regeln der Temperatur in den beiden Heizwandabteilungen jeder Verkokungskammer ist von großer Wichtigkeit. Die besten Erfolge beim Verkoken werden nämlich dadurch erhalten, daß man zuerst die Kohle auf genügend hohe Temperatur erhitzt, um eine vollständige Verkokung zu erreichen, und daß man nachher die Koksmasse für eine beträchtliche Zeit einer niedrigeren Temperatur, aussetzt, um ein beträchtliches Abkühlen vor der Entleerung aus dem Ofen herbeizuführen.

Die Vorrichtungen zum Zuführen der Kohle, zum Zusammenpressen und Vorwärmen an der Aufnahmeseite des Ofens bestehen aus Metall und werden im folgenden näher beschrieben.

24 ist eine Aufnahmekammer für die Kohle, 25 ein sich verjüngender Kanal zum Zusammenpressen der Kohle, 26 eine Vorwärmekammer. Die Aufnahmekammer, der verjüngte Kanal zum Zusammenpressen und die Vorwärmekammer sind miteinander verbunden, so daß ein zusammenhängender Raum gebildet wird, durch welchen die Kohle von der Aufnahmekammer zu dem Ofen vorgebracht wird. Die Bodenwand der Vorwärmekammer ist in gleicher Höhe mit dem Boden der Verkokungskammer, während ihre Seitenwände parallel miteinander sind und etwas weniger voneinander entfernt sind, als die Entfernung zwischen den Seitenwänden der Verkokungskammer beträgt. Es wird so an den Seiten der aus der Vorwärmekammer in den Ofen geführten Kohlenmasse ein Spielraum gegeben. Die Decken wand der Vorwärmekammer liegt etwas unterhalb der Höhe der Decke des Verkokungsraumes, so daß an der Decke des Ofens auch ein Spielraum gelassen wird.

An der Deoke der Aufnahmekammer 24 ist ein Einlaßkanal 27 angebracht, der einen Trichter 28 und einen wagerecht gleitenden Schieber 29 besitzt. Letzterer liegt neben der Deckenwand der Aufnahmekammer. Die Seiten- und Bodenwände der Aufnahmekammer sind bzw. miteinander parallel. In der Aufnahmekammer ist ein in wagerechter Richtung hin und her gehender Kolben 30 angebracht, der in Berührung mit den Seiten-, Decken- und Bodenwänden der Kammer gleitet. Zur Kraftübertragung für die hin und her gehende Bewegung des Kolbens 30 kann irgendeine geeignete Einrichtung benutzt werden. In der auf der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsform besteht diese Einrichtung aus zwei wagerechten Stangen 31, die in einem aufrechten Kreuzkopf 32 angebracht sind, der seinerseits an einem doppelseitigen Kolben 33 befestigt ist. Die entgegengesetzten Enden des letzteren gleiten ineinander gegenüber angeordneten hydraulischen Zylindern 34 und 35,

denen Flüssigkeit unter Druck zum Vorwärtstreiben und Zurückziehen des Kolbens 30 zugeführt wird.

Die Seitendecken und Bodenwände des sich verjüngenden Kanales 25 verbinden die entsprechenden Wände der Aufnahmekammer 24 und der Vorwärmekammer 26. Die Neigung der Wände des sich verjüngenden Kanales ist derartig, daß ein bestimmter gewünschter Grad der Zusammenpressung der von der Aufnahmekammer durch die Wirkung des Kolbens 30 durchgetriebenen Kohlenmasse gegeben wird. Bei der Vorwärtsbewegung des Kolbens 30 wird die Kohlenmasse durch den Kolben von der Aufnahmekammer durch den Kanal 25 in die Vorwärmekammer 26 getrieben. Die schrägen Seiten-, Boden- und Deckenwände des Kanales dienen zum seitlichen Zusammenpressen der Masse in allen Richtungen von außen nach der Mitte. Die Seiten-, Decken- und Bodenwände der Vorwärmekammer 26 sind bzw. miteinander parallel und werden durch einen Metallmantel gebildet, der vorteilhaft aus zwei Teilen auf einer senkrechten Längsebene geteilt hergestellt wird. Die Vorwärmekammer wird von einem Verbrennungsräume 36 umgeben, in welchem eine Mischung von Gas und Luft verbrannt wird, um die Kohle während ihres Durchganges durch die Vorwärmekammer zu erhitzen. Der Verbrennungsraum 36 ist an der Decke mit Auslaßröhren 37 zur Fortführung der Verbrennungsgase versehen. Zum Boden des Verbrennungsraumes 36 wird Heizgas aus dem Gasrohr 38 mittels der Zuleitungsröhren 39 zugeführt. Die Wände der Vorwärme- und Verbrennungskammern bestehen vorteilhaft aus zwei hohlen Mänteln, die längs der Mittellinie vereinigt sind. Die Verbrennungskammer und der Verbrennungsraum 36 ist mit einem Wassermantel 40 versehen. Aus dem Wasserrohr 41 wird Wasser vermittels der Leitungen 42 zugeleitet. Ein Auslaßrohr 43, das mit dem Wassermantel 40 durch die Leitungen 44 verbunden ist, dient zur Fortführung des Wassers, nachdem es durch den Mantel gegangen ist. Der Raum 36 wird mit Wasser gekühlt, um eine Beschädigung des Metalles durch die aus der Verbrennung hervorgehende hohe Hitze zu vermeiden.

45 ist eine hohle, mit Wasser gekühlte Schutzplatte aus Metall, welche wagerecht unter der .Deckenmauer der Verkokungskammer an dem Aufnahmeende angebracht ist. Die Bodenwand der Platte bildet eine wagerechte Fortsetzung der Deckenwand der Vorwärmekämmer. Die Platte 45 erstreckt sich etwas in den Ofen und bewirkt, daß der obere Teil der zusammengepreßten Kohlenmasse daran verhindert wird, unter dem vom Kolben 30 ausgeübten Drucke nach oben in Berührung mit der Deckenwand der Verkokungskammer zu kommen. Die wassergekühlte Platte 45 hat die Form einer hohlen Metallbüchse und bildet vorteilhaft einen Teil bzw. die Fortsetzung eines hohlen, mit Wasser gekühlten Ringes 46, der zwischen der Verbrennungskammer 36 und der daran grenzenden Mauerung des Ofens angebracht ist. Die Kühlung bezweckt, eine Beschädigung durch die von den hocherhitzten Ofenwänden übertragene Hitze zu vermeiden.

47 und 48 sind Wasserzuführungs- und Abteilungsröhren für den mit Wasser gekühlten Ring 46 und sind mit den oben erwähnten Zuführungs- und Ableitungsröhren 42 bzw. 44' verbunden.

Die Wasserkühlung der Verbrennungskammer 36 und der Platte 45 und des Ringes 46 schädigen die Vorwärmung der Kohle nicht, weil durch die Wasserkühlung nur die Metallteile auf derartig niedrige Temperatur gehalten werden, daß eine Beschädigung nicht eintritt, ' während die auf die Kohle übertragene Wärmemenge zur passenden Vorwärmung dieser nicht verringert wird.

Von der inneren Fläche des Kolbens 30 gehen mehrere Stäbe 50 aus, die miteinander und mit den Seiten der Aufnahme- und Vorwärmekammern parallel angeordnet sind. In der in den Fig. 1 bis 11 dargestellten Ausführungsform sind die Stäbe 50 an dem Kolben 30 befestigt und bewegen sich mit ihm. Sie erstrecken sich von der Fläche des Kolbens nach vorwärts durch die Aufnahmekammer, den Kanal 25 und die Vorwärmekammer 26. Die Stäbe sind vorteilhaft lang genug, um auf einige Entfernung in den Verkokungsofen zu reichen, wenn der Kolben vorgezogen ist. Die Kohle, welche in Pulverform in die Aufnahmekammern vor dem Kolben eingeführt ist, umgibt die Stäbe. Bei der Vorwärtsbewegung des Kolbens wird die Kohle fest um die Stäbe gepreßt, so daß letztere in der Kohlenmasse eine Reihe von Längskanälen bilden. Wenn die Kohlenmasse durch den Kanal 25 getrieben wird, erfolgt eine Zusammenpressung. Unter der in der Vorwärmekammer angewendeten Wärme wird zwischen den Kohlenteilchen Zusammenhang erzeugt, so daß die Masse ihre feste Form behält, wenn sie in die Verkokungskammer eintritt. Die von den Stäben erzeugten Längskänäle bleiben dementsprechend in der Masse, nachdem diese über die freien Enden der Stäbe hinaus nach vorwärts gebracht ist.

In den Fig. 12 und 13 ist eine etwas abgeänderte Form der Vorrichtung zur Erzeugung der Längskanäle und für die Erzielung der Vorwärmung veranschaulicht. In dieser Ausführungsforin gehen die Stäbe 50,50 durch Öffnungen in den Kolben 30 und sind an einem hin und her gehenden Kreuzkopf 51 befestigt. Der Kreuzkopf 51- wird nach hinten weit ge-

nug bewegt, daß die hinteren Enden der Stäbe in eine Ebene mit der inneren arbeitenden Fläche des Kolbens 30 kommen. Der Kreuzkopf 51 wird in dieser Stellung während der Einführung der Kolbenbeschickung in die ■ Aufnahmekammer gehalten. Nach Einführung einer Kohlenbeschickung wird der Kreuzkopf 51 nach vorwärts gebracht, so daß er die Stäbe 50 nach vorwärts durch die frisch eingeführte Kohle und in die vorher in der Kohlenmasse gebildeten Längskanäle drängt. Der Kolben und der Kreuzkopf werden dann zusammen nach vorwärts geführt. In den Fig. 12 und 13 umgibt die Verbrennungskammer 36 den Kanal 25, die Aufnahmekammer 24 und den Zuführungskanal 27. Die dargestellte Einrichtung erzeugt eine erhöhte Wirksamkeit der Vorwärmevorrichtungen. Die Vorwärmung wird bei verhältnismäßig niederer Temperatur

ao vorgenommen. Je länger nun die Kohle der Hitze vor Eintritt in die Verkokungskammer ausgesetzt ist und je größer die Heizfläche ist, um so größer wird auch die auf die Kohle übertragene Wärmemenge sein.

Die Vorrichtungen an dem Entleerungsende des Ofens zur Abführung des Kokses besteht aus einem senkrecht angeordneten Entleerungsrohr 52, dessen oberes Ende mit dem Entleerungsende des Ofens verbunden ist, während der untere Teil sich unterhalb des Bodens des Ofens erstreckt und mit senkrecht getrennten Ventilen 53 und 54 versehen ist. Das Ventil 53 besteht vorzugsweise aus einem wagerecht gleitenden Schieber, während das Ventil 54 einen konischen Verschluß umfaßt, der gegen einen kreisförmigen Sitz am Boden des Rohres 52 paßt, und mit einem bewegenden Hebel 55 verbunden ist, der an dem Rohre angelenkt ist und einen beschwerten Arm 56 hat, welcher den Ventilverschluß im Allgemeinen in Berührung mit seinem Sitz halten kann. Das Ableitungsrohr 52 besteht vorteilhaft aus einem äußeren Mantel aus Metallblech mit einer Auskleidung aus feuerbeständiger Masse.

Ein mit Wasser gekühlter Ring 57 ist vorteilhalt zwischen dem Rohre 52 und der angrenzenden Seite des Ofenmauerwerkes angebracht. Die Vorrichtung zur Sicherung des Wasserumlaufes besteht aus der Zuleitung und Ableitung 58 und 59, die mit dem hohlen Ringe durch Röhren 60 und 61 verbunden sind.

Die beiden Ventile 53 und 54 in der Entleerungsseite des Rohres 52 bezwecken, eine Entleerung des Kokses aus dem Ofen ohne Zutritt von Luft zu gestatten. Wenn die Koksmasse die Entleerungsseite erreicht, ist sie teilweise gekühlt und zerfällt. Die Koksteile fallen durch die Leitung 52 und sammeln sich auf dem gewöhnlich geschlossenen Ventil 53.

Wenn sich dort eine beträchtliche Menge von Koks angesammelt hat, so wird das Ventil gezogen, so daß der angesammelte Koks auf das untere Ventil 54 fallen kann. Das Ventil 53 wird dann geschlossen und das Ventil 54 geöffnet, um die Abführung des Kokses aus dem unteren Ende des Rohres zu gestatten. »

Wenn beim Betriebe der Vorrichtung der Kolben 30 nach vorwärts gebracht ist, um die Kohlenbeschickung aus der Aufnahmekammer in den Kanal 25 und die Vorwärmekammer 26 zu treiben und dann zurückge- ' zogen wird, so bleibt ein Raum zwischen dem Kolben und der hinteren Fläche der vorher in den Kanal 25 gepreßten Kohlenmasse. Der Raum vor dem Kolben wird dann mit einer neuen Beschickung gepulverter Kohle angefüllt, die durch den Einlaßkanal 27 eingeführt wird. Bei der nächstfolgenden Vorwärtsbewegung des Kolbens wird die Kohlenbeschickung innerhalb der Aufnahmekammer in und durch den Kanal 25 gepreßt, während die in diesem Kanal befindliche .Kohlenmasse durch die Vorwärmekammer und die Verkokungskammer geführt wird. Beim Durchführen der Kohlenmasse durch den verjüngten Kanal 25 dienen dessen Wände zur seitlichen und senkrechten Zusammenpressung der Masse, so daß die durch die Vorwärmekammer eintretende. Masse dicht zusammengepreßt wird und den gewünschten Grad von Festigkeit besitzt. Die von den Wanden der Vorwärmekammer auf die Kohlenmasse übertragene Wärme erweicht die bituminösen Bestandteile der Kohle oder bewirkt ein teilweises Verkoken der Masse. Die einzelnen Kohlenteilchen in der Masse gehen zusammen, so daß die Masse bei einer darauffolgenden Vorwärtsbewegung in und durch die Verkokungskammer die durch die Hindurchführung durch den Kanal 25 und die Vorwärmekammer erhaltene Form beibehält.

Bei der ersten Inbetriebsetzung des Ofens wird er mit Kohle von der Decke der Kammer durch zu diesem Zwecke dort angebrachte Öffnungen 62 eingefüllt. Es wird in der üblichen Weise geheizt und die. Kohlenmasse in der Verkokungskammer verkokt. Inzwischen ist die Aufnahmekammer mit Kohle durch die Einlaßöffnung in ihrer Decke gefüllt, zu welchem Zwecke der Kolben 30 fortgezogen ist. Die Verkokungskammer wird dann mit Koks gefüllt und die von der Vorwärmekammer und der Zusammenpressungskammer gebildete Fortsetzung des Ofens mit durch die Wirkung des Kolbens zusammengepreßter Kohle gefüllt. Die Kohle wirkt als ein Verschluß, welcher das Entweichen von Gas aus der Aufnahmeseite der Verkokungskammer verhindert und die Außenluft ausschließt. Das in dem Ofen erzeugte Gas wird abgesaugt, so daß die Verkokungskammer keinem höheren inneren Drucke als demjenigen der Außenluft unterworfen ist. Jede Kokskammer ist mit Auslaß-

kanälen 63 versehen, durch welche die Verkokungsgase abgeführt werden.

Beim Betriebe des Ofens arbeitet der Kolben mit irgendeiner gewünschten Geschwindigkeit; beispielsweise erzeugt eine Kammer von 10 m 42 674 kg Koks in 24 Stunden. Die Bewegung durch den Ofen würde in diesem Falle etwa 0,0065 m in der Minute betragen. Während des Betriebes geht die Verkokung in der Verkokungskammer von den Seiten und dem Boden aus vor sich. Die vorgewärmte Kohle wird in den Ofen gegen den glühenden Koks getrieben. Wenn die vorgewärmte Kohle in die Verkokungskammer eintritt, geht die Verkokung von. den Seiten aus vor sich von dem glühenden Teile der Masse gegen den eintretenden und verkokten Teil. Die Gaserzeugung wird stetig und gleichförmig ebenso wie \ die Kokserzeugung sein, während ein größerer Betrag an Hitze dadurch bewahrt wird, daß die Verkokungskammern niemals geöffnet und entleert werden. Indem man jede Kammer mit 'zwei Heizableitungen versieht, die mit gesondert regelbaren Heizvorrichtungen versehen sind, kann der Aufnahmeteil der Kammer mit sehr hoher Hitze arbeiten, während

~ der Entleerungsteil, der den Koks enthält, bei sehr viel niederer Temperatur gehalten werden kann. Es wird hierdurch ein teilweises Kühlen des Kokses erreicht, bevor er die Kammer verläßt. Die Folge hiervon ist auch eine Gasersparnis.

Bei den älteren Verkokungsverfahren ohne Vorwärmung geht die Verkokung von außen gegen die Mitte der Masse, ebenso wie von den Seiten der Masse nach innen. Die innere Masse ist also während eines beträchtlichen Teiles des Vorganges kühl, wodurch Teer und Pech sich im Innern der Masse niederschlagen.

Die Mitte ist der zuletzt verkokte Teil. Bei einer Kammer des üblichen Querschnittes und der üblichen Abmessung von etwa 0,42 m bis 0,62 m Breite und etwa 1,5 m Höhe wird eine senkrechte Spaltungslinie erzeugt. Auf jeder Seite dieser Linie wird der Koks aus der schließlichen Destillation des Teeres oder Peches, welche in ihrer Nachbarschaft infolge der niedrigen Temperatur der Mitte der Masse niederschlagen, sehr porös sein. Durch die Vorwärmung der Kohle in zusammenhängender Masse und während der Vorwärtsbewegung der Masse gegen und in den Ofen wird die Verflüssigung des Teeres und Peches in der Mitte der Masse bedeutend verringert, so daß die Vorwärmung eine gleichförmige Beschaffenheit des Kokses durch die Masse hervorruft. Die Bildung von Längskanälen in dem Kokskörper verhindert gleichfalls eine Verflüssigung des Teeres und Peches in der Mitte der Masse und verleiht dem Erzeugnis Gleichförmigkeit, während weiterhin eine schnellere Verkokung bewirkt wird, da die Gase und flüchtigen Bestandteile der Kohle aus dem Innern der Masse bei der Verkokung leichter entweichen können.

Ein wichtiges Merkmal des neuen Verfahrens besteht in der Vorwärmung der Kohle unter Druck in der vor der Verkokungskammer angeordneten Vorheizkammer von gleichbleibendem Querschnitt. In dieser Hinsicht unterscheidet sich das neue Verfahren von dem Verfahren der Verkokung der Kohle in aufrechten Verkokungskammern, in die die Kohle oben eingeführt und der Koks unten abgezogen wird; denn bei diesen Öfen findet ein gleichzeitiges Zusammenpressen und Vorwärmen der frischen Kohle nicht statt. Das Verfahren unterscheidet sich durch dieses Merkmal aber auch von dem in senkrechten Verkokungskammern stattfindenden Verfahren, bei dem die Kohle von unten in einem nicht erhitzten Zylinder und durch einen Kolben in die Verkokungskammer hineingepreßt und oben nach der Verkokung und teilweisem Abkühlen abgezogen wird. Denn bei diesem Verfahren wird die nicht vorgewärmte, also noch nicht zusammenbackende Kohle in die Verkokungskammer hineingepreßt. Infolge ihres losen Gefüges wird sie durch den Druck der auf ihr lastenden Koksmasse gegen die Wandung der Verkokungskammer gepreßt und setzt hier der Bewegung der Kohle durch Reibung an den rauhen Ofenwänden einen so großen Widerstand entgegen, daß das Nachschieben der frischen Kohle nur unter Anwendung eines außerordentlich großen Druckes möglich wird. Dieser Reibungswiderstand wird dadurch noch besonders groß, daß der Hub des Kolbens groß ist und die ganze Füllung des Zylinders bei jedem Hub in die Ver- ioo kokungskammer befördert werden muß. Bei der Ausführung des neuen Verfahrens ist der Hub des Kolbens klein. Er beträgt nur einen Bruchteil der Länge der Vorheizkammer. Der Reibungsdruck der noch nicht zusammenbackenden Kohle ist also gering. Zudem wird bei der Ausführung des älteren Verfahrens das Gefüge der im unteren Teil der Verkokungskammer teilweise verkokten und zusammenbackenden Kohle durch die nachrückende Kohle deshalb wieder zerstört, weil der Querschnitt des zur Förderung der Kohle dienenden Zylinders kleiner ist als derjenige der Verkokungskammer, so daß der von der Kohle ausgeübte Druck in der Mitte angreift, und weil andererseits die Koksmasse an den rauhen Wänden der Verkokungskammer festgehalten wird.

Bei der Ausführung des neuen Verfahrens spielt die Schwere der Kohle keine Rolle für die Bewegung und Zusammenpressung, da die Kohlenmasse wagerecht in den Ofen oder die

Claims (5)

Retorte durch Druck auf das äußere Ende der Masse bewegt wird. Das Ergebnis ist, daß die Kohle in der Masse zu der Zeit, in welcher die Hitze für das Vorwärmen angewendet wird, im zusammengepreßten Zustande gehalten ist. Die Kohle wird für die Verkokung vorbereitet, indem sie sowohl zusammengepreßt wie vorgewärmt wird, um ein Zusammenhaften der Kohlenteilchen zu einer festen Masse, die dann ίο unzerkleinert in den Ofen gebracht wird, zu erreichen. Während der Druck auf das äußere Ende der Kohlenmasse bei ihrem Gange in den Ofen angewendet wird, wird er zusammen mit dem Widerstände gegen die Vorwärtsbewegung der Masse infolge ihrer Reibung mit den Kanalwänden bei einigen Kohlenarten eine genügende Zusammenpressung der Masse bewirkt. Das Merkmal der seitlichen Zusammenpressung, durch welche die Masse von außen gegen die Mitte zusammengepreßt wird, ist auch dann von großer praktischer Bedeutung, weil hierdurch ein solcher Betrag der Zusammenpressung gesichert wird, daß die einzelnen Kohlenteilchen in der Masse bei der Einwirkung der Wärme für die Vorwärmung zusammenhaften. Von großer Wichtigkeit ist es, daß das Durchbohren der Kohlenmasse zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Verkokung stattfindet, während dieselbe erhitzt und zusammengepreßt wird; denn hierdurch wird die Masse so fest zusammengebacken, daß die Kanäle durch den beim Einführen in die Verkokungskammer auftretenden Druck nicht zerstört werden. Die Richtung der Bewegung der Masse der Kohle bei ihrer Zuführung in den Verkokungs ofen ist als »wagerecht« bezeichnet worden. Selbstverständlich ist aber damit nicht gesagt, 40 daß die Kohle vollkommen wagerecht* sich bewegen muß. Pate NT-A ν Sprüche:

1. Verfahren zum Verkoken von Kohle in ununterbrochenem Betriebe, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle vor Einführung in die Verkokungskammer durch Druck und Hitze in einer Vorheizkammer 5η von gleichbleibendem Querschnitt in eine fest zusammenhängende Masse verwandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Zusammenpressens und Erhitzens Kanäle in der Kohle gebildet werden.

3. Ofen zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine vor dem Verkokungsraum angebrachte Vorheizkammer von gleichbleibendem Querschnitt, in der die Kohle mittels eines Kolbens zusammengepreßt und weitergeschoben wird.

4. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorheizkammer enger als der ihr vorgelagerte Füllraum ist und mit diesem durch einen Raum mit schrägen Wänden in Verbindung steht.

5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch an dem Druckkolben befestigte, durch die Vorheizkammer hindurchragende wagerechte Stangen, durch die die. Kanäle während des Pressens und Erhitzens in der Kohle gebildet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Berlin, gedruckt in der reiChsdruCkerei.