DE2517841B2 - Austragsvorrichtung für einen Schachtofen zur thermischen Behandlung von stückigem Gut, insbesondere von ölschiefer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine im Oberbegriff des Patentanspruches beschriebene Vorrichtung. Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-PS 2 75 291 bekannt; eine ähnliche Vorrichtung ist ferner in der DE-PS 3 25 650 beschrieben. Bei diesen Vorrichtungen wird jedoch mit dem schwenkbaren Element die gesamte Menge des Austragsgutes bewegt, ohne daß vorher das Wasser von dem Austragsgut ablaufen kann. Dadurch muß eine beträchtliche Antriebskraft auf das schwenkbare Element wirken, was sowohl die Vorrichtung schwerfällig und teuer macht als auch den Betrieb durch großen Energieverbrauch verteuert. Es liegt deshalb der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Austragsvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches beschriebenen Gattung zu schaffen, mit der bei kontinuierlichem, automatischem Betrieb mit geringem Kraftaufwand ein möglichst wasserfreies Austragsgut erhalten wird.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der zylindrische Trogboden in Richtung des auszubringenden Austragsgutes in eine Schrägschurre übergeht und über der Schrägschurre ein durch eine Zugstange mit dem Ausstoßer gegenläufig gekoppelter Schrapper vorgesehen ist, daß der Ausstoßer mittels hydraulischer Hauptzylinder periodisch antreibbar ist, daß der Schrapper mittels hydraulischer Hilfszylinder in das Fördergut absenkbar und vor dem Arbeitshub des Ausstoßers aus ihm hebbar ist und daß die Länge der Zugstange zwischen Ausstoßer und Schrapper kleiner ist als der Weg der wirksamen Kante des Schrappers und des Ausstoßers bis zum Erreichen der Austragkante der Schrägschurre.

Die vorgeschlagene Lösung bedient sich demnach einer neuartigen in zwei Stufen oder Schritten arbeitenden Vorrichtung, bei der zwei Elemente — ein Ausstoßer und eine Schurre — funktionell miteinander gekoppelt sind.

Die hierbei erreichte vorteilhafte Wirkung besteht in einer Verminderung des Transportwiderstandes, die besonders bei schlecht rieselnden und stark backenden aschereichen Gütern, wie sie ölschiefer darstellen, von großer Wichtigkeit ist.

Die Konstruktion der Austragsvorrichtung gewährleistet das Austragen des verbrauchten Brennstoffes aus dem Ofen bei hohem Wasserverschluß der Vorrichtung, der eine Höhe von 1000 mm Wassersäule erreicht Hierdurch werden günstige Bedingungen für das Aufarbeiten von Feststoff, z. B. ölschiefer, bei forcierter Arbeitsweise geschaffen und das Erreichen eines Ofendurchsatzes von 10001 und mehr Schiefer im Laufe eines Tages ermöglicht. Der gleichmäßige Abwärtsgang des Beschickungsgutes im Ofen, der durch das gleichmäßige Austragen des verbrauchten Feststoffes gewährleistet wird, ermöglicht es, auch das gleichmäßige Erwärmen des Schiefers im Schwelschacht zu verbessern sowie hierdurch den thermischen Wirkungsgrad des Prozesses zu erhöhen.

Die Austragsvorrichtung selbst zeichnet sich durch eine einfache Konstruktion und hohe Betriebssicherheit aus, so daß sie bei öfen verwendet werden kann, die im Schwelschacht mehrere Kammern zur Schieferdestillation besitzen. Da die Betriebsgeschwindigkeit der Vorrichtungsteile in weitem Bereich geändert werden kann, wird die Lösung einer ganzen Reihe von Fragen bei der Automatisierung des Prozesses wesentlich erleichtert Die in der Austragsvorrichtung vorgesehene Schrägschurre ermöglicht es, in den Wasserverschluß einen Teil des Wassers aus dem auszuladenden Stoff zurückzuführen und den Wasserverbrauch zum Erzeugen eines konstanten Wasserverschlusses zu verminden.

Im Ergebnis sind bei den beschriebenen öfen im

Vergleich zu den bekannten die Selbstkosten des erhaltenen Harzes während des Aufbereitens von Schiefer um 20 bis 25% niedriger und die Arbeitspro-

duktivität 3 bis 4 mal höher als bei den bekannten Öfen.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch einen Ofen zur thermischen Behandlung von stückigem festen Brennstoff; und

Fig.2 die Austragsvorrichtung in vergrößertem Maßstab.
Der Ofen zur thermischen Behandlung von festem

Brennstoff, insbesondere von ölschiefer, enthält ein Gehäuse 1 (Fi g. 1), in dem in Höhenrichtung hintereinander eine Schwelzone 2, eine Schwelkoksvergasungszone 3 und eine Kühlzone 4 für den verbrauchten Brennstoff angeordnet sind. In der Schwelzone befinden _sich zwei Kammern 5 zur Schieferdestillation. Hierdurch wird die Verwendung von zwei Austragsvorrichtungen erforderlich. Der Ofen kann jedoch auch nur eine Kammer zur Schieferdestillation aufweisen und hat natürlich in diesem Fall nur eine Austragsvorrichtung.

Der Ofen hat eine Kammer 6 (die heiße Kammer) zum Vorbereiten und Verteilen eines Wärmeträgers längs der Schwelzone 2 und Kammern 7 (die kalten Kammern), die zum Sammeln und Ableiten des Dampf-Gas-Gemisches dienen. Die Kammer 6 ist von den Kammern 5 durch senkrechte Wände 8 aus feuerfestem Material mit Düsen 9 für den Durchtritt des Wärmeträgers getrennt. Die Kammern 7 sind von den Kammern 5 durch Metallgitter 10 getrennt. Seitenkammern Il mit Düsen 12 in der Wand 13 aus feuerfestem Material dienen zum Einführen des Vergasungsmittels oder des Wärmeträger» in die Schwelkoksvergasungszone 3. Die Kammern 6 und 11 sind mit Gasbrennern 14 und Einrichtungen 15 zum Zuleiten von Zirkulationsgas

versehen.

Die Beschickung des Ofens mit aus Bunkern 16 kommendem Schiefer erfolgt durch automatische Beschickungsvorrichtungen 17, die zum Dosieren des zugeführten Schiefers in ihrem Oberteil einen Schieber 18 und im Unterteil einen aufgehängten Kegel 19 aufweisen, der die Beschickungsvorrichtung 17 vom Oberteil der Kammer 5 zur Schieferdestillation trennt. Das Dampf-Gas-Gemisch wird über Gasabzüge 20 aus dem Ofen entfernt.

In der Kühlzone 4 für den verbrauchten Brennstoff befinden sirh eine Einrichtung 21 zum Zuleiten des gekühlten Zirkulationsgases und zwei Entladevorrichtungen zur Entfernung des verbrauchten Brennstoffes.

Die Austragsvorrichtungen enthält einen nach unten zu enger werdenden Bunker 22, der in einen Wasserverschluß 23 eintaucht und in einem Abstand über dessen zylindrischem Boden endet. Im Spalt zwischen dem Ende des Bunkers 22 und dem Boden des Wasserverschlusses 23 ist ein sektorförmiger Ausstoßer 24 (Fig. 1, 2) hin- und herbeweglich an dea Seitenwänden 25 (Fig.2) des Wasserverschlusses 23 gelenkig aufgehängt Die Länge des sektorförmigen Ausstoßers 24 und die Öffnungen des Bunkers 22 werden entsprechend den Ofenabmessungen gewählt.

Die Hebel 26 des sektorförmigen Ausstoßers 24 sind mit den Kolbenstangen 27 zweier hydraulischer Hauptzylinder 28 gelenkig verbunden.

Der sektorförmige Ausstoßer 24 ist mit einem Schrapper 29 kinematisch verbunden, der über einer Schrägschurre 30 angeordnet ist, in welche der zylindrische Boden des Wasserverschlusses 23 in der Zone übergeht, in der der Brennstoff aus dem Wasserverschluß 23 austritt. Die kinematische Verbindung des sektorförmigen Ausstoßers 24 und des Schrappers 29 erfolgt durch eine an ihnen angelenkte Zugstange 31, deren Länge so gewählt ist, daß der Schrapper 29 in der äußersten Stellung beim Arbeitshub die Austrittskante der Schrägschurre 30 nicht erreicht. Hierdurch wird der verbrauchte Feststoff wirkungsvoll entwässert.

Der Schrapper 29 ist an zwei Hebeln 32 gelenkig befestigt, welche den Schrapper 29 bei seinem Leerhub heben. Zum Heben dienen zwei hydraulische Hilfszylinder 33. Die Hydraulikzylinderpaare 28, 33 sind hintereinander geschaltet, während jedes Paar für sich parallel geschaltet ist. Ihre Abmessungen sind so gewählt, daß der Druck zum Heben und Senken des Schrappers 29 immer geringer als der Druck zum Verschieben des sektorförmigen Ausstoßers 24 ist. Unter der Schrägschurre 30 ist ein Bandförderer 34 aufgestellt.

Die Funktion der Hilfszylinder 33 besteht in der Bewegung des Schrappers in eine Stellung, aus der heraus er dann durch die Bewegung des Anstoßers mittels der Zylinder 28 weiterbewegt wird. Die erwähnte Schrapperbewegung erfolgt durch die Zylinder 33, wobei der Anlenkpunkt der Stange 31 am oberen Ausleger des Anstoßers als fixer Drehpunkt wirkt und die geknickte Verbindungslinie: Anlenkpunkt des Schrappers am Winkelhebel 32 zum Anlenkpunkt des Schrappers an der Verbindungsstange 31 zum Anlenkpunkt der Verbindungsstange 31 am oberen Ausleger des Ausstoßen; gestreckt wird. Der Grund für diese Wirkung sind die relativ geringeren Kräfte am Schrapper als am Ausstoßer. Konstruktiv kann die Wirkungsweise dadurch erreicht werden, daß die Zylinder 28 und 33 mit gleichem Druck beaufschlagt werden, jedoch die Zylinder 33 eine kleinere wirksame Kolbenfläche besitzen als die Zylinder 28 oder aber daß die Zylinder 33 bei einem bestimmten Druck reagieren, nach ihrer Reaktion der Druck in der für beide Zylinderpaare gemeinsamen Druckleitung steigt und die Zylinder 28 auf den größeren Druck reagieren.

F i g. 2 zeigt die Lage aller Glieder der Austragsvorrichtung nach dem Beenden des Arbeitshubs des sektorförmigen Ausstoßers 24.

ίο Der Ofen zur Aufbereitung von festem Brennstoff, insbesondere von ölschiefer, arbeitet folgendermaßen.

Der aus den Bunkern 16(Fig. 1) kommende, stückige Schiefer wird durch die Beschickungsvorrichtungen 17 in die Kammern 5 geleitet, wo er durch den Strom eines gasförmigen Wärmeträgers mit einer Temperatur von 600 bis 900°C erwärmt wird. Dieser Strom kommt über Düsen 9 in den senkrechten Wänden 8 aus der Kammer 6 und durchströmt die herabsinkende Schieferschicht in Querrichtung. Ein Teil des Wärmeträgers wird durch Verbrennen des im Unterraum der Kammer 6 zirkulierenden Gases erhalten. Zu diesem Zweck sind hier die Brenner 14 und die Gaseinführungseinrichtungen 15 vorgesehen. Der andere Teil des Wärmeträgers kommt aus der Vergasungszone 3.

Aus der Kammer 5 gelangt der Wärmeträger zusammen mit flüchtigen Verschwelungsprodukten in die Kammern 7 und wird bei einer Höchsttemperatur von 150 bis 200⁰C über die Gasabzüge 20 abgesaugt. Der Schwelkoks kommt weiterhin in die Zone 3, wo er durch Einführen eines entsprechenden Vergasungsmittels (Dampf-Luft-, Gas-Luft- oder Rauch-Luft-Gemisches und möglicherweise Rauchgasen) oder eines Wärmeträgers (Gemisch aus Rauchgasen mit gekühltem Zirkulationsgas) vergast oder zusätzlich erwärmt wird. Der Wärmeträger kommt aus den Seitenkammern 11, welche die Brenner 14 und die Einrichtungen 15 zum Einführen von Zirkulationsgas und auch, wenn dies erforderlich ist (aus F i g. 1 nicht ersichtliche), Einführungen für Wasserdampf enthalten.

Die aus der Zone 3 kommenden Gasströme werden sowohl in die Kammer 6 als auch in die Kammern 7 geleitet, wobei sie das Beschickungsgut gleichmäßig erwärmen. Die optimale Arbeitsweise in der Zone 3 wird auf experimentellem Wege gewählt.

Der verbrauchte Brennstoff gelangt aus der Zone 3 in die Zone 4, wo er durch das Zirkulationsgas, weldies über die Einrichtung 21 zugeleitet wird, auf 80 bis 100'C gekühlt und dann durch die Austragsvorrichtung .ms dem Ofen ausgeladen wird.

Die Austragsvorrichtung arbeitet folgendermaßen.

Beim Wechseln von Arbeitshub auf Leerhub wiri.1 der Druck in die kolbenstangenlosen Hohlräume der hydraulischen Hauptzylinder 28 und in die kolbenstangenlosen Hohlräume der hydraulischen Hilfszylinder 33 (F i g. 2) geleitet. Da der erforderliche Druck zum Senken des Schrappers 29 geringer als der zum Verschieben des Ausstoßers 24 ist, wird der Schrapper 29 gesenkt und tritt in den auszuladenden Stoff ein. Nachdem der Schrapper 29 herabgeführt is.t, steigt der

w) Druck in der Hydraulikanlage, die Hydraulikzylinder 28 beginnen ihre Tätigkeit und der Ausstoßer 24 wird in der Richtung verschoben, die der Schrägschurre 30 gegenüberliegt. Hierbei verschiebt der gesenkte Schrapper 29, wobei die Zugstangen 31 in Wirkung

hi treten, einen Teil des Stoffes längs der Schrägschurre 30. Da der Schrapper 29 die Austrittskante der Schrägschurre 30 nicht erreicht, wird der Stoff, welcher auf der Schrägschurre 30 liegenbleibt, wirkungsvoll entwässert.

Der Schrapper 29 reguliert die Verschiebung des auszuladenden Stoffes im Oberteil des Wasserverschlusses 23, begrenzt das Niveau des Stoffes und vermindert hierdurch den Widerstand beim Hervorstoßen des Stoffes unter der Austrittsöffnung des Bunkers 22.

Beim Verschieben des Stoffes längs der Schrägschurre 30 fließt das überflüssige Wasser in den Wasserverschluß 23 zurück, während der verbrauchte und entwässerte Stoff beim folgenden Hub des Schrappers 29 auf den Bandförderer 34 gestoßen wird.

Am Ende des Leerhubes des Ausstoßers 24 wird umgeschaltet. Jetzt stehen die kolbenstangenseitigen Hohlräume der hydraulischen Hauptzylinder 28 und der hydraulischen Hilfszylinder 33 unter Druck. Aus demselben Grund wie im ersten Fall wird zuerst der Schrapper 29 gehoben und dann — als Arbeitshub — der Ausstoßer 24 in Richtung der Schrägschurre 30 verschoben, wobei die nächste Portion des auszuladenden Stoffes herausgestoßen wird, während der Schrapper 29 im angehobenen Zustand in Richtung der Mitte des Wasservei Schlusses 23 verschoben wird, also keine Wirkung hervorbringt.
Beim Betrieb der Austragsvorrichtung sind deren Glieder so miteinander verbunden, daß während des Arbeitshubes des Ausstoßers 24 der Schrapper 29 im angehobenen Zustand einen Leerhub ausführt. Umgekehrt führt beim Leerhub des Ausstoßers 24 der Schrapper 29 im abgesenkten Zustand einen Arbeitshub

ίο aus. Bei einer solchen Verbindung der Glieder wird der Widerstand bei jedem Hub bedeutend vermindert.

Die Leistung der Austragsvorrichtung wird durch ein Drosselventil geregelt, das in den nicht abgebildeten Hydraulikantrieb eingeschaltet ist. Die Hydraulikanlage des Antriebs ermöglicht eine stoßfreie und in weitem Bereich regelbare Arbeitsgeschwindigkeit der einzelnen Glieder der Entladevorrichtung. Hierdurch werden günstige Bedingungen für das automatische Regulieren des Prozesses beim thermischen Aufbereiten von Brennstoff im Ofen geschaffen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Austragsvorrichtung für einen Schachtofen zur thermischen Behandlung von stückigem Cut, insbesondere ölschiefer, mit einem nach unten zu trichterartig sich verengenden Abschnitt, der in einem Wassertrog mit waagrecht zylindrischem Boden endet und einen in Richtung der Bodenkrümmung des Wassertroges schwenkbar antreibbaren Ausstoßer hat, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Trogboden in Richtung des auszubringenden Entladegutes in eine Schrägschurre (30) übergeht und über der Schrägschurre ein durch eine Zugstange (31) mit dem Ausstoßer (24) gegenläufig gekoppelter Schrapper (29) vorgesehen ist, daß der Ausstoßer (24) mittels hydraulischer Hauptzylinder (28) periodisch antreibbar ist, daß der Schrapper (29) mittels hydraulischer Hilfszylinder (33) in das Fördergut absenkbar und vor dem Arbeitshub des Ausstoßers aus ihm hebbar ist und daß die Länge der Zugstange (31) zwischen Ausstoßer und Schrapper kleiner ist als der Weg der wirksamen Kante des Schrappers (29) und des Ausstoßers (24) bis zum Erreichen der Austragkante der Schrägschurre (30).