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Verfahren und Ofen zur Verarbeitung bitumenhaltiger Stoffe. Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung von Urteeren und Urgasen aus bitumenhaltigen
Stoffen, wie z. B. Kohle, Torf, Schiefer. Es ist bereits bekannt, einen luftdicht
abgeschlossenen Raum, den das Gut durchwandert, zonenweise und regelbar zu beheizen
und gleichzeitig die entstehenden Schweldämpfe zonenweise abzuführen. Es ist weiterhin
bekannt, für die entstehenden Schwelgase Schutzgase, z. B. Wasserdampf, beim Abziehen
zu verwenden. Es ist schließlich auch bekannt, das Schwelgut in dünner Schichthöhe
ununterbrochen durch den Schwelraum hindurchzuführen und dabei in ständiger Bewegung
zu erhalten.
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Das neue Verfahren zeigt gegenüber der bisher üblichen Arbeitsweise,
bei der die Trennung .der Vorgänge des Trocknens, Entschwelens usw. in gesonderten
Vorrichtungen für erforderlich gehalten wurde, den Unterschied, daß alle Arbeitsvorgänge
in einem einzigen Ofenraum durchgeführt werden. Dabei finden die bekannten Maßnahmen
Verwendung, insbesondere die ununterbrochene Wanderung des Gutes in dünner Schichthöhe
auf einer von unten beheizten Fläche von möglichst großer wagerechter Ausdehnung,
die ständige Bewegung und Durchrüttelung des Gutes und die zonenweise gesteigerte
Erwärmung des Gutes bei entsprechender Ableitung der an den einzelnen Zonen entstehenden
Dämpfe und Gase. Es handelt sich demnach bei dem neuen Verfahren um eine Vereinigung
bekannter Maßnahmen.
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Gegenüber dem Bekannten entfallen die baulich umständlichen, kostspieligen
und unwirtschaftlichen Mehrfachanlagen., bei denen in getrennten Vorrichtungen und
Arbeitsgängen die Verarbeitung der bitumenhaltigen Stoffe geschah. Es bietet das
neue Verfahren den Vorteil, daß in einem Arbeitsgange in der Trockenzone das Austreiben
der Feuchtigkeit des Gutes geschieht, in einer Zwischen-. tone die Abspaltung der
Ballaststoffe, insbesondere der Kohlensäure, durch entsprechend lange Einwirkung
der geeigneten Temperatur im wesentlichen bewirkt wird (Inkohlung), wonach das Gut
in die Schwelzone eintritt, in welcher nur die Teerdämpfe und heizkräftigen Gase
mit wenig Kohlensäure entstehen. Die in der Zwischenzone austretenden gasförmigen
Ballaststoffe sowohl als auch die in der Schwelzone austretenden heizkräftigen Gase
enthalten sodann bei der Verarbeitung von schwefelhaltigen Brennstoffen den Schwefelwasserstoff
in 'verhältnismäßig so großer Menge, daß auch die Schwefelgewinnung aus ihnen lohnend
zu werden verspricht.
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Das Ziel des neuen Verfahrens ist, selbst aus minderwertigen, reichlich
feuchten, bitumenhaltigen Stoffen hochwertiges Schwelgas zu gewinnen, und zwar auf
wirtschaftliche Weise in einem Verfahrenszuge.
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Zur Erreichung dieses Zieles waren die Schwierigkeiten zu überwinden,
daß in der Regel vor der Verschwelung viel Feuchtigkeit aus dem minderwertigen Gut
zu entfernen ist, daß weiter die Schwelgase viel Ko'hlens säure enthalten, wenn
diese nicht vorher durch vorsichtiges, genügend langes Erhitzen bei gewissen niederen
Temperaturen möglichst verjagt wird, sowie schließlich, daß die Schwelgase gegen
die ihnen durch die Einwirkung der zu ihrer Erzeugung nötigen Hitze sofort nach
ihrem Entstehen drohende Zersetzung geschützt werden müssen.
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Außerdem muß der einheitliche Durchsatz große Massen bewältigen können,
auch müssen Ofen und Fördexvorrichtung die erforderliche
lange
Erstreckung und solche Einrichtung haben, daß das dünn liegende, ständig umgewälzte
Gut einen genügend langen Weg in dem einzigen Ofenraum in solchem Tempo zurücklegt,
daß die für das Trocknen, das Abtreiben der - Ballaststoffe und das Schwelen je
erforderlichen Zeiten innegehalten werden. Dabei müssen mindestens die Zonen der
Trocknung, Ballastabtreibung und des Schwelens getrennte Abzüge für die Gase und
Dämpfe haben.
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Allen diesen Bedingungen wird durch die erfindungsgemäße neue - Verfahrenskombination
entsprochen, wonach das Gut in dünner Schütthöhe unter ständigem Durchrütteln mittels
der Vor- und Zurückbewegung eines langgestreckteri wagerechten, von unten beheizten
Herdes, auf dem das Gut frei aufliegt und der für sich in dem Ofen bewegt wird,
durch einen einzigen kanalartigen Ofenraum unter zonenweiser Beheizung des Herdes,
so daß eine Trockenzone, eine Zone der Abscheidung der Ballaststoffe und eine Schwelzone
innegehalten werden, und unter getrenntem. Abzug der Gase und Dämpfe aus diesen
Zonen hindurchgeführt wird, und ferner einerseits die Länge von Herd und Ofenraum,
sowie der genannten einzelnen Zonen und anderseits die Fördergeschwindigkeit so
bemessen werden, daß die dünne Gutschicht in jeder Zone die erforderliche Zeit über
verweilt.
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Zur Ausführung des neuen Verfahrens wird ein Ofen mit einem sägezahnartig
profiliertem Herd bekannter Art benutzt, der nach Art einer Schüttelrutsche eine
hin und her gehende Bewegung ausführt. Die Herdplatte ist an beiden Enden unmittelbar,
im übrigen mittels in gleichmäßigen Abständen seitlich nach unten ragender Lappen
auf Rollen gelagert und trägt an beiden Längskanten U-förmig gebogene, die Seitenwände
des Ofenmauerwerkes übergreifende Bleche, deren längere Außenschenkel in Wassertröge
eintauchen und so den Heizkanal sowohl gegen den Arbeitsraum als auch gegen die
Außenluft abschließen.
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Die Abb. i ist ein senkrechter Längsschnitt durch den Ofen.. Die Abb.
2 und 3 stellen in vergrößertem Maßstabe die beiden Ofenenden, ebenfalls in senkrechtem
Längsschnitt, dar. Die Abb. 4 bis 7 sind senkrechte Querschnitte nach den entsprechenden
Querschnittslinien IV bis VII der Abb. i.
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. Das Gut, z. B. Braunkohle, wird in den Fülltrichter i gebracht,
welcher es durch den senkrechten Schacht 2 unter Luftabschluß nach unten auf eine
Platte 3 befördert. Diese Platte wird gegen den feststehenden Fülltrichter in später
noch zu beschreibender Weise wagerecht hin und her bewegt. Dabei gelangt das nach
Maßgabe des Böschungs-Winkels auf die Platte niedersinkende Gut über den vorderen
Rand 4 der Platte hinweg nach unten. Um die Beschickungsmenge regeln zu können,
ist die Platte in der Längsrichtung verschiebbar, d. h. also einstellbar gelagert.
Es greift an den die Platten tragenden U -Schienen eine Stange 5 an, deren zutage
tretendes Ende mit Gewinde versehen ist und gegen einen Anschlag 6 festgestellt
werden kann.
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Das von der Platte 3 niedersinkende Gut gelangt auf den sägezahnartig
profilierten Herd, der sanft ansteigende Flächen 7 aufweist, die bei 8 senkrecht
abfallen. Das unter dem Fülltrichter i befindliche Ende c) des Herdes ist in einem
Kopfstück io befestigt, dessen äußeres Ende mit Ausladern i i auf Rollen 12 ruht.
An den Kopf greift eine Zugstange 13 an, die die Hin- und Herbewegung - des Herdes
besorgt. Das verstärkte Austragende 14 des Herdes wird gleichfalls von einer Walze
15 - getragen. Außerdem weist die Herdplatte in regelmäßigen Abständen seitliche,
nach unten ragende, durch Winkel:eisenbesetzung verstärkte Traglappen 16 auf, deren
untere, durch Winkelschienen verstärkte Enden sich auf Rollen 17 aufsetzen. Demnach
wird der gesamte Herd, der eine Länge bis zu 6o Metern aufweisen kann, allenthalben
auf Rollen geführt, so daß dadurch seine Hin- und Herbewegung erleichtert wird.
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Das auf die erste sägezahnartige Schräge 7 des Herdes gelangende Gut
wird dort in dünner Schicht ausgebreitet und wandert infolge der Hin- und Herbew
agung des Herdes auf der Schrägfläche nach oben, bis es bei 8 jäh unter Umwälzen
abfällt und die Wanderung auf der nächsten Schräge von neuem beginnt. Schließlich
gelangt das Gut nach Durchwandern des gesamten Herdes in einen senkrecht abfallenden
und nach außen luftdicht abgeschlossenen 'Schacht 18, von dem es unmittelbar in
den Generator, in Weiterbeförderungsmittel o. dgl. weitergeleitet werden kann.
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Der sägezahnartig profilierte Herd bildet die Decke eines Heizkanals
i9, dessen übrige Wände durch das Mauerwerk A des Ofens gebildet werden. Es müß
der- über der Herdplatte 'liegende Raum luftdicht von diesem Heizkanal abgeschlossen
werden. Zu diesem Zwecke weist der Herd an den beiden Längskanten Umbörtelungen
2o auf, mit denen z.13. durch Vernietung Bleche 21 verbunden sind. Diese Bleche
sind U-förmig gebogen, derart, daß ihre äußeren längeren Schenkel 22, welche das
Mauerwerk A übergreifen,, mit den unteren Enden in Tröge 23 eintauchen, die teilweise
mit Wasser angefüllt sind. Diese am Mauerwerk luftdicht abgeschlossenen
Tröge
bilden also im Verein mit den Blechen 22 einen Wasser.abschluß des Heizraumes gegen
den Schwelraum und auch gegen die Außenluft.
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Die Beheizung des Kanals z9 geschieht in der Weise, das regelbar durch
Leitungen 2:1 Gas, z. B. Generatorgas, gemischt mit Luft in Kammern 25 zur Verbrennung
gebracht wird, wobei den Heizgasen nach dem Austritt aus der Kammer zwecks Regelung
der Temperatur kalte Luft oder kalte Abgase vermittels der Leitung 26 in der Mischkammer
27 zugesetzt werden können. Derartige Heizgaszuführungen sind mehrfach auf die Länge
des Ofens verteilt, um im Heizkanal nach Belieben streckenweise verschiedenartig
abgestufte Temperaturen erzeugen zu können.
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Der vordere, dem Fülltrichter r zugekehrte Teil des Ofens ist durch
eine den Fortgang des Gutes nicht hindernde Querwand 28 abgetrennt; er dient als
Trockenraum. Im Bereich dieser Scheidewand 28 sind abwärts gerichtete Kanäle 29,
3o vorgesehen. Der außerhalb des Trockenraumes liegende Kanal 29 dient zum Abziehen
der überschüssigen heißen Gase, de für den Schwelvorgang erforderlich sind, während
der Kanal 30 zur Zuführung von Kühlgasen dient, da ja zwischen Schwel- und
Trockenraum ein erheblicher Temperatursturz erforderlich ist.
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Der Ofenraum wird durch eine Haube abgedeckt, welche mit Doppelwandungen
31,
32 ausgerüstet ist. Die zwischen d;esen Doppel-,vandungen befindliche
Luftschicht bildet einen guten Isolator, um die im Schwelraum befindliche Temperatur
aufrechtzuerhalten-Die Haube setzt sich auf das Mauerwerk A-lose auf, wobei der
luftdichte Abschluß des Schwelraumes gegen die Außenluft dadurch herbeigeführt wird,
daß die Außenwandungen der Wassertröge 23 mit der Haube luftdicht verbunden sind.
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In der Haube sind in dem Bedürfnis entsprechenden Abständen mittlere
Rohrstutzen 33 vorgesehen, welche das sofortige Abziehen der entstandenen Gase am
Entstehungsorte ermöglichen. Zur Vermeidung des Eindringens von Staub in die anschließenden
Rohrleitungen können diese Stutzen mit feinmaschigen Sieben und einer A,usblasevorrichtung
zu deren zeitweiliger Reinigung versehen werden. Es sind außerdem noch seitliche
Rohrstutzen 3-., 35 vorgesehen, welche zur Einführung von Gasen dienen. Die in den
Trockenraum ragenden Stutzen 34 dienen zur Einführung von sauerstofffreien oder
sauerstoffarmen Gasen, um beim Trocknen den schädlichen Einfluß des Sauerstoffes
hintanzuhalten. Die Stutzen 35 dienen zur Einführung von Schutzgasen, z. B. überhitztem
Dampf, welche imstande sind, die entstehenden Schwelgase sofort' aufzunehmen, um
sie gegen Zersetzung zu schützen. Selbstverständlich kann man "bei der feststehenden
Haube an jeder Stelle 'des Schwelraurries die Temperaturen messen und danach die
Beheizung des Herdes regeln, welche entsprechend den Verfahrensbedingungen mindestens
in den vorderen Zonen genau abgestuft sein muß.