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Anlage zum Behandeln von Holz, Torf, Braunkohle und anderen verkohlungsfähigen,
mehr oder weniger wasserhaltigen Stoffen. Die Erfindung betrifft eine Anlage zum
Behandeln von Holz, Torf, Braunkohle und anderen v erkohlungsfähigen, mehr oder
weniger wasserhaltigen Stoffen.
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Die Verkohlung holziger Stoffe erfordert im wesentlichen drei scharf
unterschiedene Arbeitsvorgänge i. die Entwässerung, 2. die eigentliche Verkohlung,
3. die Löschung oder Abkühlung unter Luftabschluß.
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Um diese drei verschiedenen Arbeitsv orgänge zu bewirken, werden häufig
bewegliche Körbe verwendet, die nacheinander in einen Trockner, Verkohlungsofen
und Löscher eingeführt werden. Es ist ferner vorgeschlagen worden, die Behälter
mit einem Abzugsrohr für die Destillationsprodukte zu versehen, die zur Vermeidung
einer weiteren Zersetzung auf möglichst schnellem Wege abgeführt werden müssen.
Auch ist es bekannt, bei Retorten mit zentralem Abzugsrohr die Wandungen gelocht
auszuführen, so daß die Destillate sofort in den Hohlraum eintreten und abfließen
können.
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Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Anlage
zu schaffen, die bei unmittelbar aufeinanderfolgender Entwässerung, Verkohlung und
Löschung des zu behandelnden Stoffes einen äußerst wirtschaftlichen Betrieb ermöglicht.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der zu behandelnde Stoff bei
allen Arbeitsvorgängen in einem und demselben Behälter bleibt, der mit undurchlässigen
Außenwänden und gelochter Innenwandung ausgeführt und mit für die einzelnen Arbeitsstufen
zweckentsprechenden Zubehörteilen versehen ist. Die Zubehörteile sind derart ausgebildet
und werden in solcher Anordnung im Behälter verwendet, daß bei der Wasserentziehung
die Trocknungsgase den ganzen Füllraum durchstreichen, bei der Verkohlung die flüchtigen
Produkte, ohne mit den heißen Außenwänden in Berührung zu kommen, sofort durch den
Hohlraum des Behälters abgeführt werden und bei der Löschung ein vollständiger Luftabschluß
erzielt wird. Es wird also durch die Kombination bereits bekannter Elemente und
durch die Hinzufügung neuer Vorrichtungen ein Verfahren zur Trockendestillation
holziger Stoffe ermöglicht, das für sämtliche Arbeitsstufen die günstigsten Arbeitsbedingungen
schafft.
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Auch in wärmewirtschaftlicher Beziehung gestaltet sich das Verfahren
äußerst vorteilhaft, da Löscher und Trockner vollständig gleichmäßig gebaut sind
und wechselweise benutzt werden können, so daß die bei der Abkühlung aufgespeicherte
Wärme für den Trocknungsvorgang wieder verwendet werden kann.
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In der beiliegenden Zeichnung sind die einzelnen Teile der Anlage
beispielsweise dargestellt. Es zeigen: Abb. i einen Korb in schaubildlicher Ansicht
mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung, Abb.2 ebenfalls im Schaubild einen Verschlußzylinder,
der ins Innere des Zylinders eingesetzt wird, Abb. 3 einen Verschlußpfropfen aus
Metall, Abb. q. den Korb mit dem Verschlußzylinder im Schnitt, Abb.5 den Korb im
Schnitt mit dem Pfropfen aus Metall, Abb. 6 und 7 einen ringförmigen und einen vollen
Deckel, Abb.8 im senkrechten Schnitt den Korb in der Verkohlungsretorte, Abb. g
ebenfalls im senkrechten Schnitt den Korb im Verdampfungstrockner, Abb. io Anordnung
der wagerechten Körbe auf Wagen, Abb. i i eine Endansicht eines wagerechten Korbes.
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Die Vorrichtung besteht aus einem Korb oder Behälter, der von einem
zylindrischen Raum a mit ebenen Seitenwänden aus Blech, Kupfer oder anderem Metall
gebildet wird. Der untere Boden b des Behälters oder Korbes hat im Mittelpunkt eine
kreisförmige
Öffnung c. Ein Zylinder d mit gelochten Wänden ist
im Zylinder a in dessen Mittelachse so angeordnet, daß er über der Öffnung c steht,
so daß auf diese Weise ein innerer Abzugskanal gebildet wird.
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Das Ganze kann aus einem oder aus mehreren Teilen bestehen und wird
mittels einer beliebigen Aufhängevorrichtung aufgehängt.
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Ein voller Deckel 1a (Abb. 7), der beispielsweise mit einem Ring lal
für einen Haken versehen sein kann, bildet oben den Verschluß beim Einschieben in
den Ofen.
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Zum Korb gehören noch folgende Teile: Ein Zylinder i (Abb. z) mit
geschlossenen Seitenwänden und Boden, der infolgedessen vollkommen dicht ist. Dieser
kann in den Zylinder des Kanals d, der gelochte Seitenwände hat (Abb. i), eingeführt
werden.
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Ein Metallpfropfen k (Abb. 3) wird beim Herausnehmen aus dem Ofen
unten in den Zylinder oder Kanal mit gelochten Wänden d eingesetzt (Abb. 3). Er
ist versehen mit einer Hakenstange j.
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Zwei bewegliche Deckel, ein ringförmiger und ein voller 1a, können
abwechselnd, je nach Bedarf, auf den Korb gesetzt werden, um auf diese Weise entweder
die ganze obere Öffnung des Korbes zu verschließen oder nur den das Gut enthaltenden
Teil.
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Folgende Arbeiten können mit dieser Vorrichtung vorgenommen werden:
A. Schnelle Entziehung des Wassers aus Holz, bevor es zur Destillation in den Ofen
kommt; dabei werden die im Laufe der nachfolgenden Arbeiten des Verkohlens der vorher
behandelten Stoffe erzeugten oder aufgespeicherten Kalörien wiederverwendet.
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B. Verkohlung mit Entziehung der gas-oder dampfförmigen Produkte auf
einem von den heißen Wandungen-entfernten Wege.
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C. Löschung nach geringster Verbrennung unter Wiedergewinnung der
in der verkohlten Masse aufgespeicherten Kalorien. A. Wasserentziehung.
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Der Korb a wird in dem ringförmigen Teil mit dem brennbaren, zur Verkohlung
bestimmten Gut beschickt. In den inneren, gelochten Zylindern d wird der
Zylinder i mit den dichten Wänden und dem dichten Boden eingesetzt, der dann
auf dem Anschlag l (Abb. 4) aufsitzt. Auf diese Weise können die Heizgase nur durch
den unteren Teil (Abb. d.) und durch den Ringteil des Korbes, in dem das Gut sich
befindet, gehen.
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Das Ganze wird in einen Raum gebracht, der entweder als Trockner oder
als Löscher dient. Seine Wände können von außen geheizt werden oder am einfachsten
aus Wärme nicht leitenden Stoffen bestehen. In beliebiger Weise «-erden heiße Gase
entweder aus dem Feuerraum der Verkohlungsvorrichtung oder sonstwoher eingeführt.
Diese das Gut durchziehenden Gase bewirken die Wasserentziehung. Das geschieht um
so leichter, je kleiner die Holzstücke sind und Renn die Wände des Behälters bei
der vorhergehenden Entleerung bereits Wärme gespeichert haben. Man kann beispielsweise
den in Abb. g dargestellten Ofen benutzen, der sowohl als Wärme speichernder Löscher
als auch als Trockner benutzt werden kann. Er besteht aus einem Mauerwerkskörper
o mit einem Deckel p und einer runden, gut Wärme leitenden Wand q. Zwischen der
Wand q und dem Mauerwerkskörper o bleibt ein Ringraum r frei, der mit irgendeiner
als Wärmespeicher dienenden Füllung ausgestattet ist. Durch diese Füllung läßt man
bei der Wasserentziehung heiße Gase gehen, die in den Kanal s eingeleitet werden,
der im unteren Teil der Vorrichtung ausgespart und mit einem Gaszuleitungsrohr t
mit Klappe 2t. versehen ist. Die aus der Füllung austretenden Gase nehmen den durch
Pfeile angedeuteten Weg in das Gut a1 im Korb a. Die Gase werden unten durch die
Öffnung v abgeführt. In der Füllung können roch besondere Vorrichtungen vorgesehen
werden, die die Gase zwingen, die gesamte Vorrichtung zu durchlaufen, wie groß ihre
Eigengeschwindigkeit auch sein mag.
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Diese Vertrocknung bildet- einen sehr großen Vorteil, denn sie vermindert
das Volumen des wasserhaltigen Destillats, das im Laufe der Verkohlung B erhalten
wird. Sie gestattet daher eine leichtere und wirtschaftliche Konzentration und Reinigung
der Nebenprodukte. Ferner wird die bei der Entleerung und Abkühlung der verkohlten
Masse abgehende Hitze wieder verwendet. Diese Nutzbarmachung ist am vorteilhaftesten,
wenn man die Geschwindigkeit des Gasstromes je nach seinen wasseraufnehmenden Eigenschaften
am Ausgang regelt. B. Verkohlung.
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Nach Austrocknung der Masse wird der Korb in eine Retorte oder einen
Ofen gebracht, in dem die Verkohlung vor sich gehen soll. Der Verschlußzylinder
i wird fortgenommen. Bei der V erkohlung kann nun mit aufsteigender und absteigender
oder auch nur mit- absteigender Destillation gearbeitet werden. Im ersteren Falle
gehen die gasförmigen Produkte am oberen Teil des Behälters ab, während die flüssigen
durch eine Bodenöffnung austreten. Im letzteren entweichen sowohl die gasförmigen
als auch die flüssigen Produkte durch eine Bodenöffnung des Behälters. Wenn ein
Ofen mit senkrechten Wänden (Abb. 8) vorhanden ist, setzt man
bei
der Anwendung absteigender Destillation den vollen Deckel h auf, so daß der ganze
Korb bedeckt ist. Wenn man dagegen mit aufsteigender und absteigender Destillation
arbeiten will, benutzt man den Deckel g, der nur den Ringraum mit dem Gut bedeckt.
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Wird mit auf- und absteigender Destillation gearbeitet, so wird der
Ofen vorteilhaft mit einem Deckel x verschlossen, der einen konischen Boden hat
(Abb. 8). Durch diese Gestaltung wird erreicht, daß sich die am Deckel x niederschlagenden
gasförmigen Produkte im tiefsten Punkt bei y sammeln, um dann durch den Mittelkanal
d auszutreten, ohne irgendwelche Zersetzungen infolge der Hitze zu erleiden. .
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Bei Arbeiten mit auf- und absteigender Destillation braucht der ringförmige
Deckel g überhaupt nicht aufgesetzt zu werden. C. Löschung.
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Wenn die Verkohlung beendet ist, öffnet man den Ofen und führt in
den gelochten Zylindern d den Pfropfen k ein, der dann bei l
(Abb.
5) aufruht. Der volle Deckel h, der den Korb vollständig abschließt, wird aufgesetzt,
und der letztere wird in den Verdampfer gebracht, der für jeden Ofen doppelt oder
mehrfach vorhanden sein kann. Diese Vorrichtung kann wie die in Abb. 9 dargestellte
und beschriebene sein. Die Klappe u wird geschlossen, um den Eintritt heißer Gase
zu verhindern. Der heiße Brennstoff ist also auf diese Weise vor der Berührung mit
der Luft geschützt und gibt seine Wärme an die Wände q ab, die sie für die folgenden
Arbeiten, wo die Vorrichtung als Trockner dient, aufspeichern.
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Wenn Verkohlungsöfen benutzt werden, die wagerecht oder geneigt sind,
werden vorteilhaft Körbe verwendet, deren gelochte Mittelzylinder d, eine etwas
konische Form haben (Abb. io). Außerdem wird zweckmäßig eine Sammelrinne zu vorgesehen,
die das Ausfließen der Kondensationsprodukte zu einem nicht dargestellten Sammler
hin gestattet, der an einem nicht heißen Ende des Ofens angebracht ist.
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Bei horizontalen Ofen, die eine Reihe von beweglichen Körben aufnehmen
können, deren gelochte Innenzylinder dl wachsenden Querschnitt haben und so angeordnet
sind, daß ihre Enden ineinander eingreifen, wie es in Abb. io dargestellt ist, werden
die Körbe auf Wagen angeordnet, die dazu dienen, die Körbe in die öfen<und Trockenvorrichtungen
zu schieben und herauszuholen. Diese Ausführungen sind alle selbstverständlich nur
Beispiele und können verschiedene Änderungen erfahren, ohne den Rahmen der Erfindung
zu überschreiten.
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So können die Körbe und dementsprechend auch die Ofen anstatt ringförmig
auch prismatisch oder roch anders geformt sein.