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Schwe lofen
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Die Erfindung betrifft einen Schwelofen, bei dem das Sehwelgut durch
sich von der obenliegenden Gutaufgabe zum unteren Austrag erstreckende Kanäle geführt
ist, die zwischen von innen mittels Gas beheizten Elementen gebildet sind.
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Bekannte Schwelöfen dieser Art weisen verhältnismäßig breite, von
oben nach unten glatt durchgehende Kanäle auf, die zwischen gemauerten, die Heizgase
führenden Ilohiwänden gebildet sind.
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Hierbei verharrt das Korn des Schwelgutes ständig etwa in seiner gleichen
Lage und sackt mit der Gesamtmasse des Gutes während des Schwelvorganges langsam
ab. Eine gleichmäßige Durchwärmung des Gutstromes wird hierbei nicht erreicht. Es
können sich hierdurch Stauungen ergeben. Ferner können lokale Überhitzungen und
dadurch eine Verkrakung von Destillaten und Schwelpartikel entstehen.
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Da man bei den bekannten Öfen die bei der Schwelung enstehenden Destillate
oben abzieht, werden sie durch das kältere Schwelgut gepreßt, wobei ein Teil der
Destillate durch Kondensation das Schwelgut verkrustet und dessen Poren verstopft.
Außerdem ist der Aufbau der bekannten Öfen umständlich und praktisch jeweils nur
für ein bestimmtes Gut verwendbar.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ofen einfachen und variierbaren
Aufbaues zu schaffen, bei dem der Gutstrom gleichmäßig durchwärmt wird, so daß Verkrakungen,
Verkrustungen und dgl.
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nicht entstehen können.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Kanäle, im Vertikalschnitt
gesehen, wellenartig verlaufen. Man erhält gewissermaßen hierdurch einen Ofen mit
Dünnschicht-Schwelkanälen, da durch die sich ständig wiederholende Wellenform der
Schwelkanäle das Schwelgut in sich fortlaufend gewendet wird, wodurch jedes Schwelkorn
an die Heizflächen der Schwelkanäle gerät und alle Partikelflächen gleichmäßig erhitzt
werden. Da ferner der Ofen kontinuierlich arbeitet, ist das Schwelgut dauernd in
Bewegung.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die die Kanäle
bildenden Heizelemente aus einzelnen, über- und nebeneinandersetzbaren Formsteinen
bestehen, die mit wenigstens einer quer zur Schwelgutbewegung verlaufenden Öffnung
zur Durchleitung des-Heizgases versehen sind. Die Formsteine haben zweckmäßig einen
rautenartigen Querschnitt und sind etwa mit ihren Spitzen aufeinanderstehend angeordnet.
Der konstante Druck in der hohen Schwelgutsäule in den abgewinkelten bzw. wellenförmigen
Kanälen wird immer wieder unterbrochen und abgeleitet, so daß Stauungen vermieden
werden und das Schwelgut in den stark geneigten Winkeln der Kanäle gut absinkt.
Die Sinkgeschwindigkeit des Schwelgutes, die zwar kontinuierlich, aber durch einen
gasdichten Austrag am Fuß des Ofens regulierbar ist, beträgt etwa 1 mm/sec.
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Die schwache gegenseitige Reibung der Schwelpartikel verursacht
weder
Staubwirbel, noch nennenswerten Abrieb. Dadurch daß die Heizgase durch die Formsteine
hindurchgeleitet und die EIeizflächen der Schwelkanäle in allen Zonen von innen
her gleichmäßig aufgeheizt werden, hat der neuartige Ofen ein lineares Wärmegefälle,
so daß lokale überhitzungen und Verkrakungen von Destillaten und Schwelpartikeln
nicht entstehen.
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Die Destillate in jeder dafür vorgesehenen Etage der einzelnen Formsteinregister
durch die Kanäle werden aus dem schwelenden Gut abgesaugt und aus dem Ofen geleitet.
Ebenso können in einzelnen Etagen der Formsteinregister Reaktionsgase in das schwelende
Gut eingeführt werden, die den Schwelvorgang beschleunigen und eine Umsetzung der
Destillate bewirken. Man erhält hierdurch größere und wertvollere Gasmengen und
durch den separaten Gasabzug in den Registern eine vorfraktionierte Gewinnung von
Ölen, die ohne weitere Aufspaltung markt fähig sind, und schließlich ein reines
Schwelprodukt ohne Verkrakungen. Bei einer Hochtemperaturschwelung mit etwa 850
- 9500, wie sie bei hartem lignitischem Schwelgut erforderlich ist, werden die Destillate
aus den oberen Etagen der Formsteinregister in die untere Etage, die die höchste
Temperatur aufweist, eingeführt, wobei Wasserdampf und kohlensäurehaltige Gase eine
Umsetzung erfahren und der Schwelkoks aktiviert und gleichzeitig gekühlt wird, ehe
er in die Kühlzone vor den kontinuierlichen Austrag gelangt.
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Es ist von ganz besonderer Bedeutung für den äußerst einfachen und'vor
allem beliebig variierbaren Aufbau des neuartigen Ofens, daß zwischen den übereinander
befindlichen Formsteinen quer zur Schwelgutbewegung verlaufende Rohre mit in der
Rohrwand befindlichen Öffnungen zur Zu- oder Ableitung von Gasen angeordnet sind.
Da andererseits die Formsteine lösbar, die Kanäle bildend in einem Gestell angeordnet
sind, kann das Gestell durch die der Zu- und bzw. oder Ableitung von Gasen dienenden
Rohre gebildet werden. Schließlich kann im Rahmen der Erfindung der Abstand der
Rohre und damit die Kanalweite veränderbar gemacht werden.
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Man kann so beim Zusammenbau des Ofens je nach Körnung des
Schwelgutes
die Kanalabmessungen vergrößern oder verkleinern.
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Bei grusigem oder feinkörnigem Schwelgut ist ein Breitenquerschnitt
von 30 mm bis 45 mm, bei stückigem Gut eine Breite von 55 mm bis 85 mm geeignet.
Die Tiefe der Schwelkanäle entspricht der Baulänge der Formsteine. Die Anzahl der
zu Registern übereinandergesetzten Formsteine richtet sich nach der erforderlichen
Ofenhöhe, die ebenfalls durch die Beschaffenheit des Schwelgutes und der damit zusammenhängenden
Länge bzw. Höhe der Schwelkanäle bestimmt wird. Die Anzahl der Register und somit
die Anzahl der Schwelkanäle wird durch die erforderliche Kapazität des Ofens bestimmt.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigen: Fig. 1 einen Längsschnit durch einen erfindungsgemäßen Ofen in
schematischer Darstellungsweise; Fig. 2 ein um 900 gedrehter Längsschnitt durch
den Ofen der Fig. 1; Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Darstellung der Fig. 1 in etwas
vergrößertem Maßstab; Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Ofens mit elektrisch beheizten Formsteinen; Fig. 5 ein um
900 gedrehter Längs schnitt durch den Ofen nach Fig. 4.
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Der dargestellte Ofen besteht aus einem Gestell, das sich aus einzelnen
Rohren 1 und 2 zusammensetzt, die seitlich in Höhenrichtung versetzt waagerecht
angeordnet sind. Die Rohre 1 sind an einer Absauganlage oder dgl. angeschlossen,
während die Rohre 2 mit einer Druckquelle in Verbindung stehen, um Reaktionsgase
durch die Rohre zu leiten. Die Rohre 1 und 2 des Gestells
bilden
gleichzeitig die Träger für die Formsteine 3, die mit Öffnungen LI zur Durchleitung
der Heizgase versehen sind. Die Formsteine 3 haben etwa einen rautenförmigen Querschnitt
und sitzen jeweils mit ihrer Spitze aufeinander. Am unteren Ende haben sie eine
Aussparung 5, mit der sie sich auf die entsprechenden Rohre 1 oder 2 aufsetzen.
Die Steine sind ferner so bemessen, daß die Spitze des einen Steines in die genannte
Aussparung 5 des darüber befindlichen Steines so eingreift, daß spaltförmige Durchlässe
6 gebildet werden. Da, wie schon oben erwähnt, die Rohre seitlich in Höhenrichtung
versetzt sind, ergibt sich auch eine von Reihe zu Reihe versetzte Lage der Formsteine
zueinander, und durch ihre Abmessungen entstehen die zwischen den Formsteinen von
oben nach unten wellenförmig durchlaufenden Kanäle 7. Durch diese Kanäle wird das
Schwelgut von oben nach unten durchgeführt und gelangt nach Abschluß des Schwelvorganges
in den Austrag 8. Die Rohre 1 und 2 sind auf ihrer Unterseite mit schlitzförmigen
Öffnungen 9 versehen, um in dem einen Fall die Schwelgase durch die Rohre 1 abzusaugen
und im anderen Fall die Reaktionsgase durch die Rohre 2 zuzuleiten und dem Schwelgut
zuzufügen. Die in waagerechter Richtung angeordneten Durchgangsöffnungen 4 der Formsteine
3 sind an den am Gestell befindlichen Zuführungsleitungen 10 und Abführungsleitungen
11 für die Heizgase angeschlossen. Das Gestell kann so ausgebildet sein, daß die
Formsteine auf einer Seite des Ofens ein- und ausschiebbar sind, um sie ggf. zu
ersetzen oder auszutauschen. Hierbei ist lediglich eine geringe Demontagearbeit
der Gestellteile auf dieser Seite erforderlich.
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Gemäß der neuen Erfindung können auch die als Heizelemente dienenden
Formsteine 3a gemäß den Figuren 4 und 5 mit elektrischen Heizleitern 12 versehen
werden, und zwar können in jedes Element mehrere dieser Heizleiter eingegossen werden,
die den Heizkern zum Glühen bringen. Als Material für die Heize. -mente dürfte sich
in diesem Fall am besten Schamotte oder dgl.
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eignen, während bei dem vorhergehenden Beispiel die vorgeformten Heizelemente
aus jedem feuerfesten Material wie Schamotte, Keramik, Metall, Steingut usw. bestehen
können.
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Der neue Schwelofen kann, je nach der erforderlichen Ofenhöhe, die
die Länge der Schwelkanäle ergibt, aufgestockt werden.
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Während sich Schwelöfen in der Art der Fig. 1 bis 3 für alle schwelwürdigen
Brennstoffe eignen, wird man einen Schwelofen entsprechend den Figuren 4 und 5 im
wesentlichen für ein Schwelgut verwenden, das verhältnismäßig wenig oder gar kein
Schwelgas entwickelt. Ein derartiger Ofen kann beispielsweise für Röstungen aller
Art benutzt werden.