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Verfahren zum Verschwelen von festen Brennstoffen im Drehrohrofen.
Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung des bekannten Verfahrens zur Verschwelung
von festen Brennstoffen, wie z.B. Kohle, Braunkohle, Lignit, unter Urteergewinnung
im Drehrohrofen mit Innenbeheizung, welche bei weitestgehender wirtschaftlicher
Wänneausnutzung die für die Urteer-,#ewinnung günstigsten Bedingungen schafft.
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Das neue Verfahren kann gemäß der Erfindung je nach den Anforderungen
entweder derart geleitet werden ' daß neben dem Urteer und den Schwelgasen
eine möglichst große Ausbeute an Halbkoks erzielt wird, oder derart, daß ein größerer
oder geringerer Teil des gewonnenen Halbkokses vergast wird, um eine möglichst große
Menge brennbarer Generator-,o*ase zu erzielen.
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Das Wesen des neuen Verfahrens besteht darin, daß die mit den heißen
Verbrennungs-,gasen dem Schwelgute zugeführten verfügbaren Wärmemengen durch ein
aus diesen Verbrennungsgasen und aus an der Verbrennung nicht teilnehmenden kälteren,
brennbaren Gasen gebildetes Gasgemisch auf das im Drehrohr b efindliche Schwelgut
übertra-en werden.
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Da das Verfahren nämlich die weltestllehende Ausnutzung der Wärme
bezweckt, so komm' einerseits für die Entgasung- lediglich die unmittelbare Innenbeheizung
durch die Verbrennun-s-ase in Betra:cht, während anderseits, trotz Beiträschung
der Verbrennungsgase zu den Destillationsgasen, möglichst hochwertige Heizgase in
dein Drehrohr erzeugt werden sollen. Zu diesem Zwecke muß aber der zur Entwicklung
der für die Vergasung nötigen Wärmemengen zu verbrennende Heizstoff möglichst mit
der theoretischen Luftmenge vollkommen verbrannt werden, wodurch eine hohe Flammentemperatur
entsteht, die die Urteergewinnung be,einträchtiü ' t. Deshalb werden erfindungsgemäß
den heißen Verbrennungs-_#asen kältere, brennbare Gase zugemischt, die an der Verbrennung
nicht teilnehmen, also die durch die heiße Flamme erzeugten Wärmemengen bei niedriger
Temperatur auf das Schwelgut übertragen, ohne durch diese Verdünnung den Heizwert
des gewonnenen Gases zu vermindern.
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Die Herabsetzung der Temperatur der das Drehrohr durchströmenden.
Gase bedeutet eine Wärmeersparnis, weil hierdurch die Strahlungsverluste verringert
werden, während die von dem zugen-iischten kälteren Gase aufgenommene Wärmemenge
noch im Innern des Drehrohres beinahe vollkommen wieder an den zu verschwelenden
Brennstoff abgegeben wird und daher kein nennenswerter Verlust
entsteht.
Hauptsächlich wird jedoch erreicht, daß die durch die heißen Ver#rennungsgase als
fühlbare Wärme mitgebrachten Kalorien, die die Verschwelung zu leisten haben, dies
infolge der Beintischung der abkühlenden Gase in jenem Temperaturgefälle bewirken
können, welches der Natur des jeweiligen Brennstoffes am besten entspricht, um die
Ausbeute an Urteer sowohl betreüs dessen Güte als dessen Menge auf den Höchstwert
zu steigern. Die durch das Drehrohr ziehenden Gase nehmen die in diesem entwickelten
Teer- und Wasserdämpfe sowie die permanenten Gase auf. Der Urteer wird in hierzu
geeigneten, hinter dem Drehrohr aufgestellten Apparaten (Desintegratoren, Kondensatoren)
niedergeschlagen.
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Als zuzumisc#hendes kälteres Gas wird am zweckmäßigsten ein Teil des
aus dem Drehrohr abziehenden, von den Teer- und gegebenenfalls von den Wasserdämpfen
befreiten Gases selbst verwendet, welches zu diesem Zwecke durch einen Ventilator
mit der Temperatur, die es beim Verlassen der Entteerungsapparate hat, am heißen
Ende des Drehrohrs im Kreislauf 7urückgefördert wird, während die am Kreislauf nicht
beteiligte, noch brennbare Gasmenge dem jeweiligen Verwendungszweck zugeführt werden
kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführun-sbeispiel einer zur Ausführung
des neuen Verfahrens geeigneten Anlage in schematischem Schnitt dar-estellt.
b ist das zur Ausführung der Entgasung dienende Drehrohr, an dessen oberen
Ende das zu entgasende Gut aus dem Bunker a zugeführt wird. An das untere Ende des
Drehrohrs b schließt sich die Verbrennungskammer c' an, an deren Boden der in dem
Drehrohr b erzeugte Halbkoks aus- und in die Kühltrommel (1 übertritt
und bei e ausgetragen wird. In die Verbrennungskammer c mündet der Brennerkopf,
der im dargestellten Beispiel aus der Verbrennungsdüse n besteht, in deren Inneres
das Zuführungsrohr m für die Verbrennungsluft mündet, während die Düse
n von außen durch die Düse o umgeben -wird, der die Abkühlungsgase zugeführt
werden. An das obere Ende des Drehrohrs schließt sich die Abzugleitung für die Gase
an, in die ein Teer- und Wa sserabscheider i
sowie hinter demselben ein Ventilator
g angeschlossen ist. Hinter dem Ventilator ist die Leitung einerseits zur
Rückleitung i und anderseits zum Ventil li ab-ezweigt, durch welch letzteres die
überschüssigen brennbaren Gase einer Verbrauchsleitung zugeführt werden können.
Aus der Rückleitung i gelangen die Gase einerseits über ein Ventil k zur
Düse o und anderseits über ein Ventil 1 zur Brennerdüse i-t-Die Wirkungsweise
ist die folgende: Beim Anlassen der Vorrichtung wird durch die Ab-
zweigung
P und Ventil 1 aus irgendeiner Gasquelle, z. D. aus, einem, Generator,
brennbares Gas der Düse n zugeführt, während gleichzeitig kaltes, brennbares Gas
aus derselben Quelle durch die Abzweigung w und Ventil k
der Düse o zugeführt
werden kann. Mit der durch das Rohr m eingeführten Verbrennungsluft bildet sich
im Verbrennungsraum die Flamme r. Die Luftzuführung wird zweckmäßig derart geregelt,
daß in der Flamme r eine möglichst vollkommene Verbrennung stattfindet, wodurch
die Temperatur der Flamme eine möglichst hohe wird. Die durch die Düse #o zugeführt#en
kälteren, brennbaren Gase setzen jedoch die Temperatur der Verbrennungsgase auf
etwa 500' C herab. Das aus den Verbrennungsgasen der Flamme r und den durch
die Düse #,o zugeführten kälteren, brennbaren Gasen gebildete Gemisch gelangt also
mit einer Temperatur von etwa 5oo' C in das untere Ende des Drehrohrs
b
und gibt seine Wärme an das Entgasungsgut ab, wobei sich die Gase bei Erreichung
des oberen Endes des Drehrohrs bis auf etwa -2oo' C abkühlen. Beint Durchziehen
durch das Drehrohr b reichert sich das Gasgemisch mit den im Drehrohr entwickelten
Teerdämpfen und brennbaren Destillationsgasen an. Die Gase werden durch den Ventilator
g aus dem Drehrohr abgesaugt und werden über den Teer- und Wasserab:-scheider
J in die Gasleitung gefördert. Die Ventile h, k und 1 werden
derart eingestellt, daß ein Teil des aus dem Drehrohr b, austretenden brennbaren
Gasgemisches in die Brennerdüse ii und ein anderer Teil in die Düse o
ul
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gelangt, so daß sich die weitere Zuführun', fremder, brennbarer Gase durch
die Ab-
zweigungen v und ty erübrigt. Die überschüssigen brennbaren Gase werden
durch entsprechende Einstellung des Ventiles A in eine Verbrauchsleitung geführt.
Durch Drosselung mittelg des Ventiles li und durch geeignete Einstellung der Ventile
k und 1 kaiin man die Menge der durch die Düsen o und n strömenden
Gase dem jeweiligen Bedarfe entsprechend regeln.
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Selbstverständlich kann man auch im regelmäßigen Betriebe die Düsen
n und o ganz oder teilweise aus einer fremden Gasquelle speisen.
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Man kann die Trommel b statt mit Gas auch mittels einer Kohlenstaubfeuerung
mit Kohlenstaub, Koksstaub oder Halbkoksstaub, ,gegebenenfalls einem durch Verrnahlung
des bewonn-nen Halbkokses erzeugten Halbkoksstaub beheizen, wodurch der Heizwert
der aus dem Drehrohr abziehenden Gase gesteigert werden kann.
Selbstverständlich
kann man die Kohlenstaubfeuerun- auch mit der Gasfeuerung kornbinieren oder irgendeine
andere Beheizung benutzen.
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Die Beimen-un- der kälteren, brennbaren, reduzierenden Gase zu den
Verbrennungsgasen vor deren Zusammentreffen mit dem Schwelgute bewirkt neben der
Herab'minderung der Temperatur auf eine für die Urteer-I --eivinnun- zulässi-e Höhe
noch einen Schutz 11 1-1 11 der Teerdämpfe gegen die oxydierende Wirkung der Verbrennungsgase.
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Die aus dem Drehrohrofen abziehenden SchweIgase werden durch die Verbrennungsgase
verdünnt, wodurch ihr Heizwert eine Verminderung erfährt, Dadurch, daß man das den
Verbrennungsgasün C g zuzumischende Gas auf Temperaturen, welche zwischen
der niedrigsten Gastemperatur im Drehrohr und der für',die Ausbeute und Güte des
Urteers günstigsten Temperatur liegen, vorwärmt, wird eine Erhöhung des Heizwerts
der abziehenden Gase erziel-,. weit die bei der Vorwärmung zugeführten Kalorien
die Verschwelung unterstützen, so daß zur Entwicklung einer gewissen Schwelgasmenge
im Falle der Vorwärmung t' C n weniger Brennstoff und weniger Verbrennungsluft
'erforderlich ist, folglich die Schwelgase weniger verdünnt werden. Eine gleichartige
Wirkun- hal- auch die Vorwärmung der Verbrennungsluft sowie des brennbaren Gases,
falls ein solches zur Beheizun- des Drehrohres #enu-z-, wird; es können` auch sämtliche
in das Drehrohr gelangenden Gase vore#ewärmt werden, wodurch der Heizwert der aus
dem Drehrohr abziehenden Gase noch weher gesteigert wird. Zur Vorwärmung kann die
Abwänne des Verfahrens verwer-et werden, indem die abzuführende KonderisaJonswärme
zur Vorwärmung von Luft und Gas benutzt wird, während die Kokswärme durch unmittelbare
Berührung mit dem zu erwärmenden I brennbaren Gas verwende- werden kann.
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Im Bedarfsfalle kann eine wei-ere Vorwärinung der verschiedenen Gase
dadurch bewirkt werden, daß man diese durch besonders heiz-.e Wärineaustauschvorrichtungen,
z. B. Regeneratoren, am zweckmäßigsten durch metallische Röhrenrekuperatoren leitet.
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Auch dadurch wird eine Steig- gerung des Heizwer,es der abziehenden
Gase bewirkt, daß die Beheizung der Trommel mi.- Kohlen- oder Koksstaub erfolgt,
der mittels einer Kohlens'.aubdüse verbrannt wird.
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\Vill man das Schwelverfahren derar-, lehen, dab liebun der ungeschmä'er-en
Ur-eer'gewinnung eine möglichs-, große Menge des festen Brennstoffes vergast wird,
so wird zur Beheizung des Drehrohrofens der in demselben gewonnene, fein gepulverte
Halbkoks unter beschränkter Luftzufuhr in an und für sich bekannter Weise zu einem
möglichst kohlenoxydreichen Gasgemisch verbrannt, während das Verfahren im übrigen
in der oben beschriebenen Weise ausgeführt wird.
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Auch in diesem Falle kann der Heizwert der aus dem Drehrohrofen abziehenden
Generatorgase durch die oben angegebene Vorwürmung der Verbrennungsluft oder der
zwecks Abkühlung beigeinischtea brennbaren Gase erhöht werden.
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Bei Ver,arbei-ung besserer Kohlen und bei Anwendung der oben angedeuteten
Vorwärmung der Verbrennungsluft oder des im Kreislauf befindlichen Gases wird im
Drehrohrofen eine größere Menge Halbkoks erzeugt, als vergast wird, so daß also
ein Halbkoksüberschuß entsteht, der in beliebiger Weise verwertet werden kann. Minderwertige
Brennstoffe, die bisher überhaupt nicht oder nur nach vorausgegangener Vortrocknung
verarbeitet werden konnten, können infolge der Eigenart und dür großen MTärmeölonomie
des Verfahrens in rohem Zustande verarbeitet werden.