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Konverterartiger Destillationsofen. Die vorliegende Erfindung bezieht
sich: auf einen konverterartigen Ofenfür absetzenden Betrieb, der die Destillation
von kohIenwasserstoffhaltigen Festkörpern (namentlich von Braunkohle, Steinkohle,
Schiefer und Kalkstein) durch die Wirkung von überhitztem Wasserdampf oder einem
anderen gasförmigen Mittel durchzuführen ermöglicht, wobei Katalysatoren zur Verwendung
kommen können oder nicht.
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Der Ofen gemäß vorliegender Erfindung ist gekennzeichnet durch. die
Kombination eines Rohres von im Verhältnis zu seinem Durchmesser großer Länge mit
einem Rohrbündel, das an der inneren Wand des ersteren Rohres angeordnet ist und
die Zuführung der im Innern der behandeltem. Masse erhitzten Flüssigkeit ermöglicht.
Ferner gehört zu der Kombination gemäß der Erfindung ein Sammler für das Gas und
für die Dämpfe, mit dessen Hilfe man die Destillationsprodukte wiedergewinnt. Der
Ofen enthält Anordnungen, die ihn um zwei entsprechend angeordnete Zapfen (hohle
Zapfen, durch die Gase und Dämpfe zu- und abgeführt werden) in der Weise schwingen
lassen, daß er @entweder in die geneigte Lage für das Einbringen des Einsatzes (Öffnung
des Ofens nach oben gedreht) gebracht wird oder daß er in die Entladestellung gebracht
wird (in diesem Fall wird die Mündung des Ofens nach abwärts gedreht) oder daß er
in die Arbeitsstellung übergeführt wird (horizontale Lage). Schließlich kann ,der
Ofen durch die Anordnung von umlaufenden Schaufeln vervollständigt werden, die über
seine ganze Länge reichen
und dazu -dienen, ein Umrühren der behandelten
Masse zu erzeugen.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einer Ausführungsform
dargestellt. Es zeigt Abb. i einen Aufriß mit teilweisem Schnitt mit :den drei Stellungen
des Ofens, Abb. a einen Schnitt nach einer horizontalen. Ebene I-I der Abb. i, Abb.
3 einen Schnitt nach II-II derselben Abbildung.
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Wie man aus dieser Zeichnung ersieht:, besteht der Ofen in ,der Hauptsache
.aus -einem Rohr i von einer im Verhältnis zu seinem Durchmesser großen Länge und
von kreisrundem oder vieleckigem Querschnitt. Dieses Rohr wird von zwei hohlen Zapfen
z und 3 im Gleichgewicht gehalten, deren Achse die Längsachse des röhrenförmigen
Körpers schneidet und zu ihm senkrecht steht. Der Ofen kann sich als Ganzes um die
Achse der Zapfen z und 3 drehen. Diese Drehbewegung kann durch eine beliebige Vorrichtung
gesteuert werden. ` Sie kann erleichtert (und selbst hervorgerufen) werden durch
ein Gegengewicht q., das sieh. in Führungen 5 in. der Längsrichtung des röhrenförnvgen
Körpers des Ofens verschiehen kann. Die 'Bewegungen dieses Gegengewichtes können.
beispielsweise mit Hilfeeiner mit Schraubengewinde versehenen Stange 6 und eines
Handrades 7 gesteuert werden. Wenn das Gegengewicht in der in vollen Linien angegebenen
Lage sich befindet, so nimmt der Ofen die horizontale Stellung oder die Arbeitslage
ein. Wenn er in die in strichpunktierten. Linien gezeichnete Stellung übergeführt
wird, ist der Ofen nasch oben geneigt (Stellung für das', Einbringen des Einsatzes).
Wenn der Ofen schließlich: in die strichliert angegebene Lage gebracht wird, ist
er nach unten geneigt (Entladestellung).
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An einem von seinen Enden. ist das Rohr mit einem entfernbaren Boden
8 nach Art einer Autoklave versehen, der die Einführung der zu behandelnden Masse
oder das Entladen des erschöpften Stoffes zuläßt. Das andere Ende besitzt einen
festen Boden 9.
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Der den Ofen bildende röhrenförmige Körper ist aus Metall und hat
eine innere feuerfeste Ausmauerung. Die metallische Außenhülle besitzt vorteilhaft
eine isolierende Garnitur, die dazu bestimmt ist, -die Wärmeverluste :durch Strahlung
auf ein Mindestmaß zu reduzieren.
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Das zu behandelnde Material wird mit Hilf einer Flüssigkeit erhitzt
(Wasserdampf oder Gas), die man in .den Ofen :durch einen der hohlen Zapfen (z.
B. den Zapfen z) ,einführt. Ein .auf dem Zapfen z (oder am Zuführungsrohr .der heißen
Flüssigkeit vor .dem Ofen) angeordnetes Ventil io ermöglicht die Regelung oder Abstellung
der Zuführung. Die Verteilung der heißen Flüssigkeit in der zu behandelnden Masse
geschieht mit Hilfe eines Rohrbündels i i, das an der inneren Ofenwand angeordnet
ist und mit dem hohlen. Zapfen 2 in Verbindung steht. Die Rohrbündel i i besitzen
an geeigneten Stellen gebohrte Löcher.
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Der Abgang der im Ofenerzeugten Gase und Dämpfe ebenso wie die Ausströmung
der heißen Flüssigkeit gesclieht durch den anderen Zapfen 3, .dem sie durch den
Sammler 12 zugeführt werden. Dieser Sammler bildet einen über die ganze Länge des
Ofens 3 ;sich erstreckenden Kanal, der entweder, wie in der Zeichnung dargestellt
ist, außen oder innen angeordnet wird. In allen Fällen wird der Sammler 12 mit dem
Zapfen 3 durch eine Leitung 13 verbunden, vom Zapfen 3 werden die Gase und Dämpfe
(evtl.,durch Absaugen)-. den Kondensations- und Verbrauchsapparaten zugeführt. Ein
Ventil 14 dient zur Regelung oder für die Absperrung des Auslasses für .die Gase
und Dämpfe.
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Eine mit Rührarmen 15 versehene Welle, die beispielsweise durch einen
am festen Ende des Ofens angeordneten Elektromotor angetrieben wird, ist im Inneren
idesselben vorgesehen, um eine Mischung des behandelten Materials zu erzeugen und
um allmählich alle Partikelchen in Berührung mit dem Rohrbündel für die Einspritzung
der heißen Flüssigkeit zu bringen, was ermöglicht, die aus der schlechten Leitungsfähigkeit
.des behandelten Materials sich ergebenden Nachteile auszugleichen.
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Um den Einsatz in den Ofen einzubringen, überführt man denselben .durch
Einwirkenauf das Gegengewicht q in eine solche Lage, daß seine Längsachse mit der
Horizontalen einen Winkel einschließt, der wenigstens gleich dem natürlichen Böschungswinkel
des zu behandelnden Materials ist (entsprechend der in. Abb. i gestrichelt angegebenen
Lage). Man öffnet dann den abnehmbaren Deckel 8 und läßt aus einem Trichter Moder
Silo 16 das zu behandelnde Material in den Ofen laufen. Das Einbringen -des Einsatzes
wird angehalten, wenn das zu behandelnde Material ein dem inneren Raum des Ofens
entsprechendes Volumen .einnimmt, vermindert um das Volumen des EntL--erungskanales,
des Rohrbündels i i und des für die Handhabung des nach Art eines Autoklavenverschlusses
ausgeführten Deckels B. Man schließt hierauf diesen Deckel und führt, indem man
auf das Gegengewicht einwirkt, .das Rohr in seine Arbeitsstellung, d. h. in .eine
solche Lage, daß seine große Achse horizontal ist. Das zu behandelnde Material 'häuft
sich an, und der Sammler wird freigemacht.
Man öffnet hierauf gleichzeitig
das Zuführungsventil io für die Heizmittel und :das Ventil 1 ¢ für die Entleerung
der erhaltenen Produkte.
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Man läßt die Heizmittel während der ganzen :erforderlichen Zeit unter
den verlangten Temperatur- und Druckverhältnissen wirken, iun die Destillation durchzuführen.
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Während .dieser Operation setzt man die Welle mit den Rührarmen in
Bewegung, um die Einwirkung der Heizmittel auf das behandelte Material zu verstärken.
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Wenn die Operation beendet ist, spült man den Ofen mit ,einem Strahl
von unter Druck stehendem Dampf aus. Hierauf schließt man die Ventile io und 1q..
Durch Einwirkung auf . das Gegengewicht bringt man den Ofen in seine Lage für das
Einbringen des Einsatzes" und man öffnet den Deckel B. Hierauf bewirkt man durch
entgegengesetzte Einstellung des Gegengewichtes eine Drehung des Rohres i etwa um
9o°. Man bringt den Ofen in die Entladestellung, die in Abb. i in gestrichelten.
Linien angegeben ist. Der Halbkoks oder der sterile Rückstand fällt in ein Abzugrohr
17.
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Nach Leerung des Ofens führt man ihn in die Stellung für das Einbringen
des Einsatzes zurück, und die Operation kann von neuem beginnen.
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Der neue Ofen bietet die folgenden Hauptvorteile.
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Dank dem Verfahren der direkten Erhitzung erzielt man: die gleichmäßige
Erhitzung des behandelten Materials, das Unterlassen der Entzündung der gasförmigen
K ohlenwasserstoffe und infolgedessen die Möglichkeit, einen gleichmäßigen, primären,
von den anderen Kondensaten leicht zu trennenden Teer zu gewinnen; .eine merkliche
Erhöhung dererzeugten Menge von kondensierbaren Kohlenwasserstoffen; die Möglichkeit,
die Operation leicht zu fraktionieren und auf diese Weise verschiedene Eigenschaften
:des Gases oder des Teeres zu erzielen; die Erzeugung von; Gas von erhöhtem Heizwert
und ohne Kohlensäureanhydrid, Kohlensäure, Sauerstoff und Stickstoff zu erzeugen;
die Möglichkeit der Gewinnung von Schwefelkohlenwasserstoff, den man zwecks Gewinnung
von, Schwefel bearbeiten kann, wobei @es sich sozusagen um die Gesamtheit des in
dem behandelten Material gebunden enthaltenen Schwefels handelt, ferner einen besonders
rasche Betrieb.
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Anderseits hat man dank des besonderen. Aufbaues des Ofens die Möglichkeit,
kleine Versuchsöfen mit derselben Leichtigkeit zu betreiben wie Öfen von großer
Leistung; nach Belieben die Destillation bei konstanter oder fortschreitender Temperatur
und infolgedeszen richtige- fraktionierte Destillationen durchzuführen, wobei die
Bearbeitung entweder bei gewöhnlichem Druck oder bei Drücken durchgeführt werden
kann, die-oberhalb des atmosphärischen Druckes liegen; die Verbindung mit Wasserstoff
in gewerblichem Maßstab( mit Hilfe von oder ohne( Katalysatoren durchzuführen; die
heizende Flüssigkeit leicht wiederzugewinnen; den Apparat, je nach Bedürfnis, auch:
häufig nachzusehen, was der absatzweise Betrieb ermöglicht, wobei dieses Nachsehen
jedesmal mit der größten Leichtigkeit vorzunehmen ist; man kann ferner auch auf
einfache Weise eine isolierende Schutzdecke einrichten, so daß die Wärmeverluste
durch Strahlung auf einen Mindestwert herabgesetzt werden. Schließlich kann man
nach Bedarf an der Auslaßstelle des Gases und der Dämpfe einen Temperaturaustauscher
anordnen, --der .ermöglicht, den .größeren Teil der von den Produktenmitgerissenen
Kalorien wiederzugewinnen.
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Man sieht, daß die kennzeichnende Form und Anordnung des Ofens seine
Ausdehnung nach allen Richtungen zulassen.
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Ferner besitzt der Ofen infolge seiner Bauweise ,eine vollkommene
Abdichtung; er ist durch- Biegung in der Längsrichtung nicht deformierbar, da das
Rohr wie ein belasteter, in einem Punkte unterstützter Balken berechnet werden kann.
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