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Verfahren zur Destillation der Kohle. Durch das vorliegende Verfahren
soll es ermöglicht werden, Koks, Leuchtgas, Teer und Ammoniak in einem Apparat,
und zwar hauptsächlich mittels Innenheizung durch heiße Gase zu gewinnen.
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Wesentlich ist dabei, daß das Leuchtgas, ebenso wie bei der Nachbarheizung,
nicht verdünnt wird und daß trotzdem jedes Produkt der Destillation hauptsächlich
im Stadium seiner Entstehung, also ohne Überhitzung oder Zersetzung gewonnen wird:
Teer, z. B. bei niedrigen Temperaturen, als sogenannter Tieftemperaturteer, Leuchtgas
bei mittleren Temperaturen als hochwertiges heizkräftiges Heizgas, Ammoniak ebenfalls
bei mittleren Temperaturen aus dem Stickstoff und Wasserstoff der Kohle ohne weitere
Zersetzung und Koks bei hohen Temperaturen, aber mit einem regelmäßigen Mindestwasserstoffgehalt
und entsprechend großer Reaktionsfähigkeit für Reduktions- und Verbrennungszwecke.
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Bei der bisher üblichen Nachbarheizung für
die Darstellung
von Koks oder Leuchtgas ist eine derartig individuelle Fixierung der Destillationsprodukte
nicht möglich, da bei der Außenheizung viel mehr Hitze als theoretisch erforderlich.
aufgewendet werden muß, um den Kern des Destillationsgefäßinhalts auf die Reaktionstemperatur
zu bringen.
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Man muß also dort das Gefäß überhitzen, was gleichbedeutend ist mit
einer weitgehenden Zersetzung der Destillationsprodukte.
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In einem von außen beheizten Gefäß ist der Inhalt sozusagen in »einen
Topf« geworfen und unterliegt einer Behandlung, welche nur auf das Hauptprodukt,
also entweder auf Koks oder auf Leuchtgas oder höchstens auf beide, Rücksicht zu
nehmen sucht. Aber auch diese Produkte erfahren keine individuelle Behandlung, sie
werden vielmehr durch die äußere Wärme ganz roh angepackt und derselben wahllos
in verschiedenen Zeiten und Destillationsstufen unterworfen.
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Noch weit schlimmer ergeht es den wertvollen Nebenprodukten, auf welche
die äußere Überhitzung ohne Berücksichtigung des Wärmebedarfs eindringt.
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Um die durch Nachbarheizung hervorgerufene schädliche Überhitzung
der Destillationsgefäße und ihres Inhalts zu vermeiden, sind Vorschläge gemacht
worden zur Innenheizung der Gefäße mittels heißer, reduzierend wirkender Gase.
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Diesen Vorschlägen eigentümlich war das Erhitzen von Destillationsgasen
in großräumigen Erhitzern und die regelbare Zuführung des erhitzten Gases zu den
Destillationsgefäßen. Will man jedoch erhitzte Gase durch ein mit Kohle gefülltes
Gefäß drücken, so stehen naturgemäß auch die Regelungsorgane für die heißen Gase
unter demselben Druck. Die Technik hat aber bisher noch keine praktische Lösung
dafür gefunden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Destillationsgase in kaltem
Zustande dem heißen Ende des Destillationsgefäßes zuge. drückt. Damit ist eine leichte
Regelbarkeit gewährleistet. Die kalten Gase erhitzen sich am heißen Koks, indem
sie ihn durchströmen. Der Koks wird ferner durch Außenheizung auf die für die Wärmeabgabe
an die Destillationsgase erforderliche Temperatur gehalten.
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Die Außenheizung bezieht sich nur auf die Zone, welche bereits entgast
ist oder nahezu entgasten Koks enthält. Sie ist also nicht zu verwechseln mit der
üblichen Außenheizung, welche Anwendung findet zur Destillation der Kohle selbst.
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Die in das Destillationsgefäß eingeführten Destillationsgase sind
in der folgenden Beschreibung als Reduktionsgase bezeichnet, da sie die Aufgabe
haben, die Kohle vor dem Verbrennen zu schützen. Der Koks wird trotz der Wärmezufuhr
von außen nicht überhitzt, da die durchstreichenden Reduktionsgase als Kontaktkörper
für die Wärme wirken.
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Bei seiner gleichmäßigen Entstehung vermittels heißer Gase wird also
der Koks trotz der örtlichen Außenheizung eine große Reaktionsfähigkeit behalten,
die ihn zur Verwendung als Hüttenkoks, zu Zentralheizungen und zum rauchlosen Hausbrand
vorzüglich geeignet macht.
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Das neue Verfahren ähnelt, rein wärmemechanisch betrachtet, der Meilerverkokung.
Wärmetechnisch ist es aber dadurch weit überlegen, daß bei den alten Meiler- oder
Bienenkorböfen ein Teil der Kohle verbrannt werden mußte, um die heißen Gase für
die Innenheizung zu liefern, während nach dem neuen Verfahren die spezifische Wärme
und die spezifische Eigenschaft des Heißgases ohne Verbrennung von Kohle und Koks
die Verkokung herbeiführt.
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Als ein weiterer grundsätzlicher Unterschied ist hervorzuheben, daß
bei der Meilenverkokung die wertvollen Nebenprodukte verlorengehen, während das
Verfahren gemäß der Erfindung eine erhöhte Ausbeute an Nebenprodukten selbst im
Vergleich mit der modernen Kokerei in Koksöfen mit Nachbarheizung gewährleistet.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt nun weiter, mittels Innenheizung
einen dem Meilenkoks ebenbürtigen Koks darzustellen, indem die Kohle in Eiform oder
in ähnlicher Form brikettiert und die Entgasung mittels hindurchgeleiteten Heißgases
nur so weit getrieben wird, daß noch der erforderliche Wasserstoff im dargestellten
Koks enthalten ist. Zur gleichmäßigen Entgasung der Kohle ist im vorliegenden Falle
die Eiform deshalb besonders vorgesehen, weil der Koks gleichmäßig durch die Innenheizung
entgast und die Form des Kohlenbriketts beibehalten werden soll.
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Koks mit Wasserstoffgehalt und Kohlenbriketts in Eiform hat man bereits
hergestellt, und die Erfindung bezieht sich nur darauf, sie durch die Innenheizung
für den Reduktionsprozeß zusammenzufassen und nutzbar zu machen. Die Innenheizung
gibt dazu das Mittel, den Wasserstoffgehalt bei der Entgasung der Eiformbriketts
zu binden, die Eiform das Mittel, die Innenheizung gleichmäß-.g auf einen bestimmten
Teil des mit Briketts gefüllten Entgasungsraumes durchzuführen.
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Es wurde festgestellt, daß sich bei der Entgasung von brikettierter
Kohle mittels Innenheizung ein Koks erzielen läßt, welcher im wesentlichen die Form
der Kohlenbriketts beibehält.
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Diese Form ist aber für den Reduktionsprozeß, z. B. für den Hochofen,
besonders
günstig, w.-il sie den gerings:en Widerstand beim Durchwandern
durch den Ofen bietet und dementsprechend erhalten bleibt, dinn aber auch, weil
sie eine große Cberfläche für die Reaktion des Kohlenstoffes im Reduktionsraum bietet
und infolge der besonderen Zusammensetzung und des Wasserstoffgehaltes des Kokses
einen hohen Wirkungsgrad ergibt.
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Wenn der Koks verbrannt, z. B. im Küchenherd oder in der Zentralheizung
verfeuert wird, so ergeben sich Bedingungen ähnlicher Art wie bei der Verwendung
für Reduktionszwecke. Denn auch bei diesen Feuerungen ist eine große Reaktionsfähigkeit
des Kokses Bedingung seiner leichteren Entzündbarkeit.
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Ferner wurde festgestellt, daß gewöhnliche Flammkohle, welche im Koksofen
mit Außenheizung schlechten Koks ergibt, durch die Innenheizung ähnlich dem Anthrazit
oder dem Grudekoks wird. Dies liegt an der eigenartigen Wirkung der Innenheizung,
mittels welcher man imstande ist, den Grad der Entgasung der Kohle gemäß dem Verwendungszweck
des Kokses zu begrenzen.
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Während also, wie eingangs erwähnt, der heiße Koks als Kontaktkörper
wirkt für die Erhitzung der Reduktionsgase, findet durch die letzteren selbst eine
beschleunigte Verkokung der über dem Koks ruhenden Kohlensäule statt. Zugleich wird
die Kohle entgast und in ihrer oberen Lage vom Teer befreit.
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Die Teerabscheidung findet natürlich bei verhältnismäßig niedriger
Temperatur statt, da das Reduktionsgas bei seinem Aufsteigen durch die Kohlensäule
infolge Wärmeabgabe an die Kohle kälter wird und sich dabei mit dem entstehenden
neuen Destillationsgase mischt.
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Die Mischung bildet wiederum Leuchtgas, welches, mit Teerdämpfen beladen,
zur Vorlage bzw. zur Reinigungsanlage gedrückt bzw. gesaugt wird.
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Die Teerdestillation findet also bei niedriger Temperatur statt, während
das Leuchtgas bei mittlerer Temperatur gewonnen wird. Der Koks erhält verhältnismäßig
die meiste Hitze. Der auch in ihm enthaltene Stickstoff wird jedoch durch den Wasserstoffgehalt
des Reduktionsgases gebunden.
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Sollte der Wasserstoffgehalt des Reduktionsgases nicht genügen, so
wird durch einen Dampfanschluß an den unteren Teil des Gefäßes eine geringe Menge
Dampf zugeführt, welche vom glühenden Koks zersetzt und zum Teil als Wasserstoff
für die Ammoniakbildung wirksam wird. In der Zeichnung ist das Verfahren schematisch
dargestellt.
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Darin bedeutet .a den Destillationsraum und a1 die Kohlenaufgabe,
b den mit Nachbarheizung versehenen Heizraum. b1 enthält die Brenner und
b2 den Rekuperator, c ist der Koksraum, d der Koksaustragraum, e und
f
bedeuten die Apparate zur Ausscheidung der Nebenprodukte, g den Gasbehälter.
Die Kohle wird bei I aufgegeben und bei II als Koks gewonnen. Durch die Rohgasleitung
III gelangt das Rohgas zur Teerabscheidung e und dann zur Reinigungsanlage f, schließlich
als gereinigtes Gas in den Gasbehälter g. Vom Gasbehälter g wird durch die regelbare
Gasleitung IV Heizgas entnommen zur Beheizung des Raumes b und durch die regelbare
Leitung V Reduktionsgas zur Einführung in den heißen Koks. Vom Gasbehälter g zweigt
auch eine Leitung VI ab mit verfügbarem Leuchtgas. Durch den Verdampfer VII werden
mittels der Leitung VIII die Abgase ausgeschieden. Vermittels der Leitung IX wird,
soweit erforderlich, Dampf in den Koksraum d eingeblasen.