DE28068C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Zur Behandlung von Stein- oder Braunkohle, Schieferthon, Holz, Torf oder Moos, Sägemehl und anderen kohlenstoffhaltigen oder bituminösen Substanzen behufs Erzeugung von Koks, Gas, OeI, Theer und Ammoniakflüssigkeit, insbesondere aber, wenn es sich um die Fabrikation von Koks handelt, benutze ich einen Ofen oder eine Kammer von ziemlich der Form des Systems Coppde. Jedoch ist mein Ofen oben weiter als am Boden und zudem viel höher als der Coppee-Ofen. Auch der Innenraum desselben ist nicht, wie bei Coppde, direct mit den Zügen verbunden, sondern von ihnen getrennt und bildet daher in Wirklichkeit eine grofse Retorte.

Für Kohle, welche nicht leicht backt, mache ich den Ofen sehr eng und gebe ihm unten beispielsweise nur etwa 20 bis 25 cm und oben 30 bis 45 cm Breite bei 1,8 bis 2,7 m Höhe und 1,8 bis 5,4 m Länge.

Anstatt den Ofen in der soeben charakterisirten Art auszuführen, kann man ihn auch nach Art des Appolt'schen Ofens bauen und ihn in derselben'Weise wie den Coppöe'schen als geschlossenen Ofen betreiben. ^;

Während des Processes der Verkokung leite ich in den Raum oberhalb der Kohle, überhitzten Dampf ein. Die Destillationsproducte aber entnehme ich durch ein vom Boden ausgehendes Rohr. Der Grund hierfür ist, eine Klasse von Kohlenwasserstoffverbindungen zu erhalten, welche wesentlich anders sind, als wenn man die Destillationsproducte am oberen Ende der in Behandlung befindlichen Materialien abführt. Die so gewonnenen Producte condensire und reinige ich, um von ihnen den Theer, die Kohlenwasserstoffe und Ammoniakfiüssigkeit zu scheiden. Ich benutze . dazu z.B. die in Gasanstalten und Eisenwerken in gleicher Weise gebräuchlichen Einrichtungen; insbesondere aber, um die flüchtigen Substanzen und leichten OeIe zu absorbiren, wasche ich, wie gegenwärtig bei der Mineralölfabrikation Brauch, die Gase mit kaltem Theer und Oelen, welche (angenommen, dafs die Gase für Beleuchtung verwendet werden sollen) von flüchtigen Beimengungen befreit sind.

Der Cop ρ έβ 'sehe und Appolt'sche Ofen und andere Koksöfen ähnlicher Art sind insofern mangelhaft, als sie unter starker Saugwirkung betrieben werden, so dafs durch Undichtheiten oder Sprünge im Mauerwerk Luft in den Verkokungsraum eindringt und nicht nur die Verbrennung eines Theiles der Kohle oder der Koks verursacht, sondern auch die Temperatur in schädlichem Mafse herabmindert. Diesen Uebelständen begegne ich dadurch, dafs ich die Luft, anstatt sie einsaugen zu lassen, in die Züge, wo die Verbrennung der Gase stattfindet, hineintreibe und durch kleine Löcher in den Seitenzügen austreten lasse. Der Ofen arbeitet also immer unter einem gewissen Druck und nicht, wie sonst der Fall, unter Zug. Als Mittel zur Einführung der Luft kann ein gewöhnliches Gebläse, ein Ventilator, ein Dampfstrahl- oder Wassergebläse benutzt werden.

Manche Kohlensorten beginnen nur zu backen, wenn dieselben plötzlich stark erhitzt werden. Hierin liegt es begründet, dafs der C op de-Ofen und ähnliche Oefen gewisse magere Kohlen nicht verkoken. Um diese Oefen auch für solche mageren Kohlen verwenden zu können, führe ich andere

Gase als diejenigen, welche in den Oefen selbst erzeugt werden, in die Züge ein, und zwar sowohl, wenn die Charge kein Gas mehr giebt, als auch erforderlichenfalls während der Zeit, wo die Kohle verkokt, oder sobald die Füllung eingebracht ist, oder endlich, wenn dieselbe herausgeholt wird. In letzterem Falle bringen die von aufserhalb zugeführten Gase den Ofen auf, die nöthige Temperatur für die nächstfolgende Charge. Mit den Gasen wird auch die Luft, welche vorzuwärmen sich empfiehlt, eingetrieben.

Wenn der Coppde'sche oder Appolt'sche Ofen oder ähnliche Oefen von Hand auf dem gewöhnlichen Wege entleert werden, so. haben sie eine grofse Thür vorn und eine hinten, und diese beiden Thüren besitzen eine sehr dicke Ziegelbekleidung. Nach gengenwärtiger Erfindung ist jedoch nur eine kleine Thttr hinten erforderlich, denn die Entleerung wird bewerkstelligt mit Hülfe einer keilförmigen Platte, Fig. ι. Diese Platte, welche vorn in eine Spitze ausläuft und hinten vorteilhaft mit einem aufrechten Theil versehen ist, wird zwischen Ofensohle und dem darauf liegenden Material eingeführt und mittelst einer geeigneten Vorrichtung vorwärts geschoben. Sie hebt dann den Koks en masse hoch und bewegt ihn aus der Verkokungskammer heraus. Hierauf wird vor der Front des Ofens eine Stange quer auf die Platte gelegt und letztere zurückgezogen, wodurch der Koks abgestrichen wird und aufsen liegen bleibt. Dieses Entleerungsverfahren kann auch für andere Ofentypen und z. B. für Gasretorten verwendet werden.

Zur Behandlung von Kohle und anderen kohlenstoffhaltigen und bituminösen Substanzen zwecks Erzeugung von Gas, Oelen, Theer, Koks, Harz, Schwefel, Bitumen, Asphalt oder Cyanverbindungen, Ammoniak und Ammoniakfiüssigkeiten, sowie zur Verwandlung von Koks in Gas für Heizungszwecke benutze ich zwei oder mehrere Kammern, wie z. B. die beiden in Fig. 2, welche ich vertical anzuordnen pflege. Eine dieser Kammern (No. i, wie sie der Kürze wegen genannt werden soll) wird, nachdem sie mit Kohle oder anderem kohlenstoffhaltigen oder mit bituminösem Material gefüllt ist, unten angezündet. Oben aber werden durch das Rohr A mittelst Aspiration die flüchtigen Substanzen abgeführt. Indessen kann man diese Substanzen auch durch Einblasen vorgewärmter oder kalter Luft mittelst einer oder mehrerer der Düsen B austreiben.

Bei Inbetriebsetzung des Apparates führe ich die genannten flüchtigen Substanzen entweder sogleich durch die Kammer No. 2, welche auch mit Kohle oder bituminösem Material gefüllt ist, oder ich condensire und sammele ihre Kohlenwasserstoffe nebst Ammoniak, ohne sie durch die zweite Kammer zu leiten. Immer aber wird Wasser oder Dampf zugegeben. Eine Modification des Verfahrens ist, dafs man, sobald fast alle kohlenwasserstoffhaltigen Gase ,aus der Füllung der Kammer No. 1 ausgetrieben sind, den Schieber C öffnet und einen Theil (oder die ganze Quantität) des so producirten permanenten Gases in die Kammer No. 2 eintreibt oder einziehen und in erhitztem Zustande niederwärts durch das Material in der zweiten Kammer passiren läfst. Hierdurch werden die in diesem Material enthaltenen Substanzen, wie Theer, OeI, Wasser u. dergl., ausgetrieben und können nun durch das Rohr D abgeführt und gewünschtenfalls condensirt, gewaschen und absorbirt werden.

•Sobald alles permanente oder Kohlenoxydgas aus der Füllung der Kammer No. 1 ausgetrieben ist, schliefse ich den Schieber nach No. 2 sowie die Leitung nach den Condensatoren und öffne den Kanal H, welcher von No. 2 nach No. 3 führt. Sodann lasse ich, sei es mittelst Exhaustors oder mittelst Druckes an der Sohle der Kammer No. 2, Luft eintreten, gerade wie bei No. i, und wenn alle flüchtigen Bestandtheile darin abgetrieben sind, öffne ich das Ventil nach dem Rohr, durch welches das permanente Gas nach No. 3 gelangt. In dieser Weise kann der Betrieb durch eine ganze Reihe von Apparaten fortgeführt werden; sind jedoch die Kammern einzeln angeordnet, so können sie auch abwechselnd betrieben werden. Andererseits ist es zulässig, die Gase durch mehr als zwei solcher Kammern hinter einander zu führen; es werden dann Tropf- und Syphonröhren mit den Röhren D in Verbindung gebracht und Röhren angeordnet, welche die flüssigen Producte entfernen, während ein anderes Rohr das Gas vom Boden der einen Kammer nach dem oberen Theil der nächsten leitet. Diese Röhren, sowie auch die Röhren A sind mit Ventilen versehen, welche nach Bedarf geöffnet oder geschlossen .werden.

Anstatt die Apparate in der vorstehenden Weise zu benutzen, kann man sie oben anzünden und reihenweise oder einzeln betreiben. Auch in diesem Falle wird Luft mit Wasser oder Dampf eingetrieben. Wenn die Kammern einzeln arbeiten und speciell wenn sie von oben nach unten angefeuert werden und die Luftzufuhr oben stattfindet, mache ich sie so hoch wie eben möglich, ohne den Weg der Verbrennungsproducte abwärts durch die Materialschicht zu beeinträchtigen.

G, Fig. 2, sind Röhren zur Einführung von Wasser oder überhitztem Dampf. Diese Röhren können auch durch ihre Injectionswirkung dazu benutzt werden, um (womöglich vorgewärmte) Luft einzuführen. In gewissen Fällen empfiehlt sich, das Wasser oder den Dampf weiter oben oder am oberen Ende der Kammern einzuführen, um das Verbrennen der

Kohlenwasserstoffe zu verhindern und den Gasen ihren Weg durch die heifsen Materialien zu erleichtern.

Sofern die Kammern mit Exhaustoreii betrieben und Luft und Dampf unten zugelassen werden, pflege ich im unteren Theil eine gemauerte Kammer mit abwärts gerichteten Schlitzen oder Löchern anzuordnen. In der Mitte dieser Kammer steigen Luft und Dampf empor, und durch Vermittelung von Hähnen und Röhren, welche nach verschiedenen Theilen der Kammer führen oder durch von aufsen zu regulirende Ventile bin ich im Stande, die Luftzufuhr genau zu bemessen und in verschiedenen Höhen zu bewerkstelligen, so dafs, sollten einige der unteren Luftlöcher sich verstopfen, der Zugang zu den höheren geöffnet und folglich der Procefs ununterbrochen fortgeführt werden kann. Sind die Substanzen sehr reich an Bitumen oder flüssigen Producten, so werden sie mit Ziegelsteinen, Klinkern oder dergleichen vermischt, damit sie nicht zusammenbacken und undurchlässig für die Gase werden.

Handelt es sich darum, Theerverbindungen darzustellen, so kehre ich, anstatt in der beschriebenen Weise zu verfahren, die Arbeit um und führe die Luft nicht unten, sondern oben ein. Auch der überhitzte Dampf wird nach Mafsgabe des Fortganges der Verbrennung oben eingeführt, während die Gase am Boden durch die Röhren D, Fig. 2, abgeleitet werden.

Die Apparate können aus Mauerwerk gefertigt und mit Reifen umgeben werden. Indessen ziehe ich es vor, dieselben aufsen mit einem eisernen Mantel zu bekleiden oder sie aus Eisen oder anderem Metall herzustellen und sie mit einem weiten Mantel aus Metall zu versehen, so dafs ein Raum zur Aufnahme von Wasser gebildet wird,· wie in Fig. 3 im Verticalschnitt veranschaulicht. Das hier erhitzte Wasser kann für beliebige Zwecke verwerthet oder in Dampf verwandelt werden. Auf diese Weise ist ■ alle Schwierigkeit mit der Asche und den Schlacken vermieden, da dieselben nicht wie bei Mauerwerk sich festsetzen, sondern sich leicht von den Metallplatten loslösen. Im übrigen sind dieselben Anordnungen, wie sie bei Fig. 2 zur Entfernung der Asche und Rückstände und zur Einführung von Dampf oder von Dampf und Luft angegeben wurden, auch bei Fig. 3 vorgesehen. Aber sowohl in Fig. 2 wie in Fig. 3 kann gewünschtenfalls mehr Dampf oberhalb der Düsen zugegeben werden. Die Gase werden wie früher behandelt.

Die vorstehende Art des Betriebes kann auch für Schieferthon, Braunkohle und andere kohlenstoffhaltige oder brennbare Substanzen Anwendung finden Dasselbe gilt für Eisenstein, Kalkstein, Kreide und kohlenstoffhaltige oder bituminöse Materialien und die daraus gewonnenen Producte, und wenn Eisenstein, in welchem gebundener Kohlenstoff verbleibt, zu behandeln ist, sowie wenn Erze zu Oxydulen reducirtwerden sollen, führe ich Luft mit ein wenig Dampf ein. Ist noch Ammoniak oder Schwefel geblieben, so wird condensirt oder absorbirt, ist aber Ammoniak oder Schwefel nicht vorhanden, so lasse ich nur Luft zii und verwandele den gebundenen Kohlenstoff in CO. Auf gleiche Weise kann der gebundene Kohlenstoff, Schwefel und Ammoniak von Schieferthon Und anderen bituminösen Materialien gewonnen werden.

Wenn grofse Quantitäten Kohlen zu verkoken sind, pflege ich die Böden der Oefen auf einem eisernen Gestell, welches mit offenem Mauerwerk versehen ist, anzuordnen und dieses auf Rädern zu placiren. Ich construire einen Tunnel in Ziegeln oder Stein und lege darin Schienen vortheilhaft unter einem kleinen Winkel. Ferner versehe ich jedes Ende mit Doppelthüren aus Eisen, welche mit Ziegeln oder Thon bekleidet sind. Längs der Seite des Ofens findet sich ein Sandverschlufs, um die Gase zurückzuhalten, in derselben Weise wie bei einigen Ziegelöfen. Ich stelle die Wagen in diesen Tunnel und lasse die Kohlen von oben in dieselben einlaufen. Der Boden des Tunnels ist mit Röhren versehen, welche nach Condensatorenscrubbern und Absorptionsapparaten führen und Ventile enthalten, so dafs die Geschwindigkeit der Gase in verschiedenen Theilen des Ofens controlirt werden kann. Sobald die Kohlen eingelassen sind, führe ich den heifsen Gasstrom ein und treibe ihn abwärts durch die Masse, so dafs diese verkokt, während die flüchtigen Substanzen nach dem Condensator entführt werden. Anstatt indessen den Bodentheil auf Rädern zu montiren, kann man ihn auch stationär machen, ohne den Betrieb zu alteriren, oder man theilt eine lange Kammer durch Scheidewände in mehrere Abtheilungen, welche unter einander in Communication gesetzt werden können. Sind diese Abtheilungen alle mit Kohle gefüllt, so läfst man die heifsen Kohlenoxydgase eintreten und mit voller Kraft auf die erste Abtheilung wirken. Wenn dann die Materialien hier hinreichend verkokt sind, öffnet man den Schieber nach der nächsten Abtheilung, schliefst aber das Ventil am Boden und treibt nun die heifsen Gase nach No. 2 u. s. f. Es mögen auch heifse Gase in Röhren zugeführt und in jeder Kammer die Gase gleichzeitig abgetrieben werden. In allen Fällen giebt man, wenn Ammoniak und Schwefel zu gewinnen gewünscht wird, Wasser oder überhitzten Dampf zu. Auf solche Weise werden die Gase langsam abgekühlt und ermöglichen ein langsames Vorwärtsschreiten der Destillation aus roher Kohle, so dafs Producte gewonnen werden, welche nach der gewöhnlichen Destillationsmethode nicht zu erhalten sind.

Es empfiehlt sich, die Kammern unten weiter zu machen als oben, damit das verkokte Material leicht herausfällt. Die Oefen sind seitlich von einander angeordnet. Die Böden der Kammern sind mit perforirten Ziegeln, die nach Kanälen unterhalb führen, versehen. Sobald der erste Ofen A oben angefeuert ist, schliefse ich seinen Ausgang und treibe alle Verbrennungsproducte abwärts durch das zu verkokende Material und in den Kanal E im Boden. Dieser Kanal, welcher mit Träufelrohr F verbunden ist, führt die heifsen Gase hinauf nach dem oberen Ende des zweiten Ofens A, von wo sie wieder abwärtsstreichen und in ähnlicher Weise nach dem dritten Ofen gelangen u. s. f. die ganze Reihe durch. Sobald es gewünscht wird, können die flüchtigen Substanzen aus dem Material im Ofen No. 2 gezogen werden. Man schliefst dann die Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Ofen, stellt den Wind nach No, ι ab und führt ihn nach No. 2 u. s. f. wieder die Reihe durch. Anstatt die Gase, wenn der Wind angestellt ist, von einem Ofen das Material im nächsten Ofen von oben nach unten durchdringen zu lassen, kann man sie auch in No. 2 aufwärts führen und in No. 3 wieder abwärts u. s. w. Der Züge C sind nach Bedarf leicht mehrere anzuordnen. Will man die Oefen einzeln betreiben, so macht man sie möglichst hoch und führt die von oben nach unten getriebenen Gase am Boden ab. In den Fig. 5 und 6 bezeichnet Έ' das Rohr, durch welches die Gase nach dem Condensator gelangen. Zur Gewinnung von Ammoniak u. s. w. wird Dampf und Wasser zugegeben. Statt der durchbrochenen Ziegel im Boden können auch Röhren oder perforirte Röhren angewendet werden.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Die Einführung von überhitztem Dampf in den Raum oberhalb der Kohle während des Verkokungsprocesses, sowie das Hindurchtreiben desselben sammt den Destillationsproducten abwärts durch die Füllung nach dem vom Boden des Ofens ausgehenden Rohr oder Kanal zum Zweck der Erzielung von Kohlenwasserstoffverbindungen, welche sich von denjenigen unterscheiden, die man erhält, wenn die Destillationsproducte in der Füllung aufwärts steigen.

2. Die Entleerung von Koksöfen oder Retorten durch Hochheben und Fortbewegung ihres Inhaltes en masse mit Hülfe einer keilförmigen Platte, wie mit Bezug auf Fig. 1 erläutert.

3. Die Combination der Destillations- oder Gaserzeugungskammer und eines Kessels oder Wassererhitzungsapparates nach Art derFig. 3.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.