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Schwelofen. Gegenstand des vorliegenden Patents bildet eine Eimichtung
zum Verschwelen bituminösen Materials, insbesondere solchen Materials, das infolge
schlechter Wärmeleitung nur schwer homogen zu erhitzen ist. Die physikalischen Eigenschaften,
insbesondere die schlechte Wärmeleitung derartiger Materialien, wie Torf, Braunkohlen
u. dgl., erschweren eine sicher durchzuführende Abschwelung um so mehr, als diese
Materialien, sobald bestimmte Temperaturen überschritten werden, etothezmische Reaktionen
zeigen, die, wenn sie einmal eintreten, schwer zurückzuhalten sind, und von deren
.Eintreten öder Nicht eintreten das Schwelresultat sowohl bezüglich des Rückstandes
wie der entwickelten gasförmigen und kondensierbaren Produkte weitgehend abhängt.
Gelingt es nicht, in den Schwelöfen eine gleichmäßige Wärmeübertragung auf das Gut
herbeizuführen, so besteht die Gefahr, daß durch stellenweise Überhitzung oder auch
sonst ungleichmäßige Erhitzung der Schwelvorgang nach mehrfacher Richtung gestört
wird und sich ganz uneinheitlich gestal tet. Das Ziel für die Schwelung muß das
sein, derartige Materialien so zu behandeln, daß unter möglichster, auch mechanischer
Schonun.g des Materials die Wärmezufuhr wie die Wärmeabführung so gleichmäßig verteilt
geschieht, daß die Betriebsführung jederzeit die Wärmeeinstellung der Gesamtmasse
des zu behandelnden Gutes in der Hand behält.
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Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn
durch das Schwelgut Heiz- oder Kühlkanäle gelegt werden, die eine geeignete Querschnittsgestaltung
haben und im übrigen in richtiger Weise zueinander angeordnet sind. Um allmählich
im Schacht abwärts sinkenden Materialien keine Möglichkeit einer mit lokaler Überhitzung
verbundenen Rast zu geben, müssen die Heizkanäle so gestaltet seien, daß ihre der
Materialbewegung entgegengerichtete Oberkante spitzwinklig dachförmig ausgebildet
ist. Ferner dient dem gleichen Zwecke die Maßnahme, daß der Querschnitt dieser Kanäle
sich nach unten verjüngt, so daß beispielsweise an den seitlichen Dachkanten der
Querschnitt der Kanäle am größte ist. Diese Verjüngung des Querschnitts nach unten,
also nach der Richtung
des abwärts wandernden Gutes, hat ihre besondere
Bedeutung in den Fällen, wo durch Perforation der Kanäle der Wärmeträger direkt
in das Material eingeführt wird. In dieser Richtung bewirkt die Verjüngung der Kanäle,
daß eine Verstopfung der Zuführung der M'ärmeträger, die in: den konvergierenden
Wänden angebracht sind, vermieden wird, so daß :ein gesicherter Austritt des Trockenmittels
in das Trockenmaterial gewährleistet ist.
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Weiter ist es wichtig, und zwar besonders da, wo es sich um indirekte
Zuführung von Wärme, insbesondere um die Zuführung größerer Wärmemengen handelt,
wie z. B. beim Schwelen von Braunkohle, den Heizkanälen einen langgestreckten Querschnitt
zu geben, derart, daß die Höhe einVielfaches der Breite ist. Es gelingt so, in einer
genau zu regulierbaren Weise das Heizmittel zuzuführen. Das ist gerade für das Schwelen
von Braunkohle, und zwar dann, wenn es sich um die Gewinnung veredelten Brennmaterials
neben den Destillaten handelt, von großer Wichtigkeit. Verschwelt man. nämlich die
Braunkohle bei höher:er Temperatur, so daß säe den eigentlichen Braunkohlenteer
abgibt, so ist der Rückstand eine pulv:exig zerfallende Grude, die schon w&geil
-des vom Ablöschen. herrührenden hohen Wassergehaltes nur für bestimmte Zwecke brauchbar
ist. Sehwelt man dagegen. die Braunkohle so, :daß sie außer Gasen lediglich den
sogenannten Urteer abgibt, und unterbricht dann die Schwelung, und zwar besonders
dann, wenn die exothermische Reaktion beginnt, so erhält man einen wertvollen langflammigen,
stückigen Brennstoff, der bei trokkener Abkühlung wasserfrei ist und etwa 6ooo @,@,'ärmeeinlbeiten
besitzt. Diese Einhaltung einer bestimmten Temperaturgrenze bei der Verschwelung
ist aber ziemlich schwierig, und daher ist gerade für diesen Fall die eben beschriebene
Einrichtung von besonderem Wert. Zweckmäßig werden diese Heizkanäle innerhalb des
Schwelofens schichtenweise gekreuzt.
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Bei dieser Art Schwelung ist es aber weiter von Wichtigkeit, daß das
veredelte Rückstandsmateaial in stückiger Form und unter Vermeidung jeder Oxydation,
mithin auch jedes Abbrandes gewonnen wird.
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Bekanntlich wird bisher die Abkühlung des hocherhitzten Koks, wie
er aus den Schwelapparaten kommt, mit Wasser vorgenommen. Eine sofortige Abkühlung
ist bei abdestillierter Braunkohle um so mehr notwendig, als dieses Material schon
bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen an der Luft sofort zu brennen anfängt.
Den Gruidekoks der Braunkohlenschwelere2 hat man bis jetzt direkt in Wasser entleert
und ihm dabei Gelegenheit gegeben, etwa 2o Prozent Feuchtigkeit aufzunehmen. Das
bedeutet aber eine erhebliche Herabsetzung :des Heizwertes. Man hat deswegen auch
bisher schon versucht, derartige Koksprodukte in geschlossenen Gefäßen durch Stehenlassen
an der Luft unter evtl. Kühlung der Gefäße mit Wasser durchzufahren. Abgesehen davon,
daß diese Art Kühlung viel Platz, ein großes Anlagekapital für Gleisanlagen, Wagen
sowie deren Unterhaltung. und Arbeit bedingt, dauert die Abkühlung infolge der schlechten
Wärmeleitung sehr lange und belastet den 'Betrieb in erheblichem Maße. Besser ist
schon die Endkühlung durch ein indifferentes Gas, z. B. entsauerstoffte Luft. Durch
eine derartige Behandlung gelingt es, wenn die verbrauchte Luft immer wieder mit
Wasser herabgekühlt wird, dem Halbkoks innerhalb einiger Minuten so ziel Wärme zu
entziehen, daß man ihn dann der Luft aussetzen kann. Aber auch dieses Verfahren
bedarf eines ziemlichen Arbeitsaufwandes, und es findet allein schon beim Ausfüllen
des Kokses aus dem Ofen schon ein recht erheblicher Abbrand statt. Außerdem ist
aber auch die Wärme des Kokses verloren.
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Die Anwendung des Grundgdankens des vorliegenden Patentes führt auch
hier zu einer durchaus befriedigenden Problemlösung, nämlich dadurch, daß gleiche
Wärmeaustauschkanäle, wie sie im oberen Teil des Schwelofens zur Wärmezufuhr verwendet
werden, im unteren Teil des Ofens zur Wärmeentziehung eingebaut werden. Zu diesem
Zwecke werden in dem untersten Ofenteil an der Stelle, wo der Rohstoff bereits die
gewünschte Halbkoksquaätät hat und eine entsprechende Temperatur von 250 his 35o°
aufweist, mehrere gegeneinander gekreuzte Schichten von Kühlkanälen eingebaut, zwischen
denen der Koks bei seiner Abwärtswanderung hindurchtreten muß und dabei seine Wärme
an die Kühlkanäle bzw. das in ihnen zirkulierende Kühlwasser abgibt. Zweckmäßig
kann dieser untere Ofenteil auch noch mit einem Wassermantel umgeben sein., der
in Verbindung mit den Kühlkanälen steht. Auf diese Weise gelingt es, den abwärts
wandernden Halbkoks schon im Ofen auf Temperaturen herabzukühlen, bei denen er ohne
Gefahr der Entzündung aus ,dem Ofen genommen werden kann. Die egebene Wärme -dient
zur Dampfbildung a bg #el und dieser so kostenlos erzeugte Dampf ist sehr willkommen,
um den Schwelvorgang im Ofen zu unterstützen, insbesondere um für die schnelle Abführung
der schweren Teerdämpfe zu sorgen und damit ihre sekundäre Zersetzung zu verhüten.
Zu dem gleichen Zweck können auch noch perforierte Absaugerohre dienen, die im Schwelteil
des Ofens, und zwar am besten unterhalb der Wärmezuführungskanä1,e angeordnet sind
und die Schwelprodukte
absaugen und der Kondensation zuführen.
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Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt, und zwar gibt die Zeichnung einen senkrechten Querschnitt von einem
Schwelofen, der nach den beschriebenen Grundgedanken eingerichtet ist, In dem Schwelofen
b befinden sich die Heizkanäle g von langgezogenem Querschnitt und geringem seitlichen
Durchmesser. Die einzelnen Reihen Heizkanäle sind gegeneinander um 9o° verkreuzt.
In der dargestellten Ausführungsform sind drei Reihten Kanäle g vorgesehen. In die
untere Verlängerung des Schwelofens ist dann die Kühleinrichtung für das abgeschwelte
Material, den Halbkoks, eingebaut. Dieser untere Teil des Schwelofens g ist von
-einem Wassermantel h umgeben und mit Kü hlkanälen i aulsgestattet. Diese Kühlkanäle
durchsetzen das Kohlenmaterial. Ihr Querschnitt ist ähnlich gestaltet wie der Querschni@t
der Heizkanäle des Schwelers, und die Kanalreihen z sind ebenfalls gegeneinander
tun 9o° verkreuzt. Durch das Rohr k wird Wasser zugeführt. Der entstandene Dampf
wird durch das Rohr l abgeführt und kann in der gewünschten Menge in den Unterteil
des Schwelofens g eingeführt werden. Aus dem Entleerungsrumpf m wird dann das fertige
Material, der Halbkoks, bereits abgekühlt entnommen. Die Destillationsgase werden,
um Wiederkondensation der schnveren Teerdämpfe zu vermeiden, möglichst: unmittelbar
über der Schwelzone abgeführt. Hierzu dient eine Rohrreihe h, deren einzelne mit
Perforation, Schlitzen o. dgl. versehene Rohre ebenfalls das gesamte Kohlematerial
durchsetzen, um gewissermaßen dein ganzen Schachtquerschnitt von Schwelgasen zu
drainieren und die -uin den Kohlenquerschnitt nicht zu verkleinern bzw. tun den
Kohlenstrom nicht zu versperren - direkt unter einer mittleren Reihe der Heizkanäle
g angebracht sein können. Der Durchmesser dieser Abzugsrohre richtet sich nach der
Teerausbeute der Rohkohle; bei Rohkohlen von relativ höherer Teerausbeute sind Rohre
von entsprechend größerem Durchmesser zu wählen. Die aus den Rohren n durch Saugzug
abgenommenen Dämpfe werden in irgendeiner Weise gesammelt und der Kondensation zugeführt.
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Mit der beschriebenen Einrichtung ist es möglich, mit genügender Betriebssicherheit
die Temperaturen innerhalb der Schwel- und Kühlkanäle so zu regeln, daß man die
Veredlung des Materials durch Halbverkokung mit Erfolg durchführen kann. Man erhält
einerseits die jeweils erreichbare Höchstmenge an wertvollen Teerkondensaten und
hat anderseits den Grad der Entgasung und Entleerung des Rohmaterials vollkommen
in der Hand.
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Die gleiche Querschnittsform und Anordnung der das Gut durchsetzenden
Kanäle hat sich auch für das Vortrocknen des grubenfeuchten, zu verschwelenden Gutes
bewährt. Die schlanke Quersehnittsform derartiger in den Trockensilo a eingebauter
Kanäle d gestattet es, letztere in großer Zahl einzubauen, ohne den für den
Durchsatz derartigen schwer gleitenden Gutes sehr groß zu bemessenden freien Siloqwersehnitt
zu; sehr zu verengern. Auch betu der Vortrockmung spielt ferner die oben erläuterte,
bei dieser Gestaltung und Anordnun:g der Kanäle gegebene, leichte Regelbarkeit :der
Wärmezufuhr eine besondere Rolle.