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Verfahren zur trockenen Destillation und Verkokung von Rohtorf u.
dgl. in einem geschlossenen Druckgefäß. - Rohtorf enthält bekanntlich bis zu 95
Prozent Wasser. Die Verkokungstemperatur der im Rohtorf enthaltenen organischen
Substanzen beginnt etwa bei 2oo°. Demgemäß gründen, sich alle Verfahren, welche
den Zweck verfolgen, Torf in Kohle bzw. in Koks zu verwandeln, entweder auf die
Erhitzling des Rohtorfes in geschlossenen Gefäßen unter Druck ohne vorherige Entfernung
des Wassers oder in solche Verfahren, welche vorher das Wasser teilweise oder ganz
entfernen und dann den entwässerten Torf erhitzen, bis die organische Substanz in
Kohle bzw. Koks umgewandelt ist.
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Bei den ersteren Verfahren wird Druck angewendet und der Torf bei
Temperaturen von etwa 300° so lange erhitzt, bis sich im geschlossenen- Gefäß Trennung
des festen Rückstandes, Kohle in Pulverform, von dem wässerigen Teil von selbst
vollzieht. Eine Destillation des Torfes findet hier nicht statt, ebensowenig die
Gewinnung fester, dichter Koksstücke.
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Bei der zweiten genannten Art der vorbekannten Verfahren wird bei
einigen Druck, bei anderen Vakuum angewendet.
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Bei den Verfahren, welche mit Druck arbeiten, wird u. a. Formtorf
in geschlossenen Behältern erhitzt und dann der Abkühlung überlassen, derart, daß
die dabei entwickelten flüchtigen Übergänge während des Verfahrens nicht abgeleitet
werden. Sie bleiben vielmehr möglichst in den Behältern und verdichten sich zu teerartigen
Stoffen, welche von den Torfkohlenteilchen aufgesaugt werden, um das Erzeugnis ohne
weitere Bindemittel in eine feste, dichte Masse zu verwandeln. Also auch hier findet
eine Destillation unter Gewinnung von Nebenprodukten nicht statt.
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Letzteres ist theoretisch möglich bei den vorbekannten Verfahren,
welche mit Vakuum arbeiten; praktisch aber ist es bei auschließlicher Anwendung
von Vakuum nicht möglich, aus Rohtorf von z. B. 95 Prozent Wassergehalt einen dichten
und auch nur einigermaßen druckfesten Torfkoks zu erzielen, dpa jede Verdichtungsmöglichkeit
des entwässerten Torfes, von welch letzterem die Dichtigkeit und Festigkeit des
entstandenen Kokses abhängt, fehlt.
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Demgegenüber bezweckt das neue Verfahren, unter Au@sschluß all dieser
Nachteile Rohtorf mit beliebigem Wassergehalt bis zur völligen Verkokung unter Abscheidung
des Wassers und: der Gewinnung der entstehenden Destillationsprodukte in ununterbrochenem
Betrieb bis zur Erzielung eines dichten, druckfesten Koks zu destillieren.
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Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß die Erhitzung der
Torfmasse abwechselnd unter Druck und Vakuum erfolgt. Wird hierbei ein Druckgefäß
miit durchgehenden Heizkörpern verwendet, so kann der Grad der Erhitzung jedes einzelnen
Heizkörpers und damit der ihn unmittelbar umgebenden Torfzone unabhängig von den
anderen bis zur gänzlichen Ausschaltung geregelt werden, so daß die bei der trockenen
Destillation und
Verkokung entstehenden Gase und Dämpfe aus erhitzten
Zonen unter Hindurchleiten durch kältere oder wärmere Zonen abgeführt werden können.
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Ein zur Ausübung des neuen Verfahrens vorteilhaftes, in! seinem Wesen
bekanntes Druckgefäß ist in der Zeichnung in Fig. i im Längsschnitt, in Fig. 2 im
Querschnitt dargestellt.
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Hierbei ist a ein. in, geeigneter Weise mit Füll- und Entleerungsöffnung
versehenes zylindrisches Druckgefäß, das in der Längsrichtung von den Röhren h durchzogen
ist. Dieselben sind in. entsprechenden Abständen symmetrisch und konzentrisch angeordnet
und zur Aufnahme des Heizmittels oder der Wärmequelle bestimmt. Wie ersichtlich,
sind die Heizröhren b allseitig .von der in den Kessel eingebrachten Torf- o. dgl.
Masse umgeben. Hierbei ist die Einrichtung so .getroffen, daß jede der Heizröhren
b unabhängig von der anderen. bedient werden kann. Man hat es auf diese Weise in
der Hand, entweder alle Heizröhren und damit alle Zonen des Kessels gleichzeitig
mit gleicher Temperatur zui beheizen oder die Temperaturen in einzelnen Zonen je
nach Bedarf zu ändern oder einzelne Heizkörper ganz abzustellen. Dlie Heizung kann
dabei mittels beliebigen Heizmittels erfolgen (z. B. Gas, überhitzter Dampf, Elektrizität).
Die Form der Heizkörper b ist natürlich nicht an die in der Zeichnung dargestellte
Röhrenform gebunden, ebenso wie auch der Querschnitt des Druckgefäßes sich nach
Belieben, ändern: kann.
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c sind die Abzugsröhren, welche bei der dargestellten Ausführungsform
an das Druckgefäß im Bereich: der oberen und unteren Zonen angeschlossen und j e
mit Abschluß-oder Regelorgan d versehen sind. Auch im Bereich der übrigen Zonen
können derartige Abzugsröhren mit A.bschluß- oder Regelorganen im Druckgefäß angeordnet
sein. Diese Abzugsröhren mit Abschluß- oder Regelorganen ermöglichen das oben zum
Ausdruck gebrachteVerfahren, die bei der trockenen Destillation und Verkokung entstehenden
Gase undDämpfe aus den erhitztem Zonen entweder unmittelbar oder unter Hindurchleiten
durch kältere oder wärmere Zonen abzuführen. e ist ein Manometer.
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Im nachstehenden sei das oben gekennzeichnete Verfahren in seiner
Ausführung in einem derartigen Druckgefäß an einem Beispiel näher erläutert.
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Der Rohtorf wird in einem geschlossenen Druckgefäß mit durchgehenden
Heizröhren zunächst unter ungleichmäßiger Wärmezuführung derartig erhitzt, daß nur
die unrteren Zonen der Torfmasse stark erwärmt werden, während die die Mitte und
den oberen Teil des Kessels ausfüllende Torfmasse schwächer erhitzt wird, und zwar
n ur so hoch, daß eine Kondensation des entstehenden Wasser-.dampfes nicht mehr
eintreten kann. Durch diese ungleichmäßiäge Erhitzung wird erreicht, daß nur ein
Teil des Wassers in überhitzten Dampf verwandelt wind und der Druck im Kessel sehr
rasch steigt. Im Gegensatz zu bisher bekannt gewordenen, mit Druck arbeitenden Verfahren,
welche mindestens 16 Atin. als zur Entwässerung von Rohtorf notwendig angeben, genügt
es im vorliegenden Fall, den Druck auf 6 bis 8 Atm. zu bringen. Ist dieser Atmosphärendruck
erreicht, so wird das in der untersten Beheizungszone liegende Ventil, das zweckmäßig
mit einer in die Beheizungszone der unteren Torfmasse reichenden Dampfableitungs.röhre
verbunden ist, geöffnet und hierdurch der im Kessel befindliche Dampf gezwungen,
durch die Torfmasse hindurch seinen Weg durch das Ableitungsrohr und das Ventil
zu nehmen. Durch das Öffnen des Ventils wind eine Druckverminderung'-und gleichzeitig
durch den austretenden Dampf eine saugende Wirkung erzielt, welche zur Folge hat,
daß ein Teil des nicht in Dampf verwandelten Torfwassers mitgerissen wird. Der abströmende
Dampf kann entsprechend seinem Atmosphärendruck in Energie umgesetzt werden zur
Erzeugung von Kraft- und Wärmeeffekten. Bei dem beschriebenen Vorgang wird eine
Verminderung des Wassergehaltes des Torfes erreicht, und zwar je nach dem ursprünglichen
Wassergehalt der Torfmasse bis auf ungefähr 5o Prozent. Dieser Vorgang wird ein
oder mehrere Male wiederholt, bis der gewünschte Wassergehalt erreicht ist.
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Bei dieser Art der Entwässerung hat sich gezeigt, d:aß es keineswegs
nötig ist, die Temperatur, wie bei anderen Verfahren angegeben, unter entsprechend
höherem Druck als den bei diesem Verfahren angewendeten, auf mindestens igo° oder
höher zu bringen und bei dieser Temperatur mehrere Stunden zu bleiben, sondern je
nach dem Wassergehalt der Torfmasse läßt sich die Entwässerung nach diesem Verfahren
schon bei einem Druck, der 8 Atm. nicht zu überschreiten braucht, und bei einer
Temperatur, die an der heißesten Stelle der ungleich erhitzten Torfmasse stets unter
igo° liegt, sehr rasch herbeiführen. So gelingt es, bei einem Torf von 9o Prozent
Wassergehalt innerhalb drei Stunden denselben auf 30 Prozent seines Wassergehaltes
herabzumindern. Selbstverständlich kann durch starke oder geringere Erhitzung und
entsprechende Steigerung des Druckes die Zeitdauer der Entwässerung wesentlich vermindert
werden.
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Ein bedeutender Vorteil dieses Einhaltenkönnens
niedriger
Druck- und Temperaturverhältnisse ist es, daß die Temperatur ständig unter der unteren
Grenze der Verkokungstemperatur von aoo° gehalten werden kann. Da wertvolle Destillationsprodukte
erst bei der Verkokung der Torfmasse auftreten, so können auch, solange die Temperatur
so niedrig gehalten wird, solche mit diem Wasserdampf nicht übergehen.
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Ist der Torf in der beschriebenen Weise dann auf einen Wassergehalt
von z. B. 30 Prozent gebracht worden, so kann man die Erhöhung der Temperatur
durch Einschalten der übrigen Heizkörper vornehmen, von der ungleichmäßigen Erhitzung
zu einer die ganze Torfmasse gleichmäßig erwärmenden Behleizung übergehen und nun
den eigentlichen Verkokungsprozeß einleiten. Hierbei kann man, je nachdem man leicht
zersetzbare Destillationsprodukte mitge-,vinnen will, unter Vakuum oder, wenn man
Destillationsprodukte, z. B. höhere Kohlenwasserstoffe, ,zersetzen will, um z. B.
eine größere Gasausbeute zu erzielen, unter Druck arbeiten. Man hat es also in der
Hand, durch Anwendung von Druck und Vakuum mehr oder weniger Neffenprodukte zu gewinnen,
eine Möglichkeit, die bekanntlich für die Wirtschaftlichkeit der Torfverkokung von
großer Bedeutung isst.
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Wie ersichtlich, wird ferner der ganze Vorgang in ein und demselben
Druckgefäß bis zur völligen Verkokwrng unter Ausschluß jedier weiteren Apparatur
durchgeführt.