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Verfahren zur Verbesserung der Ausbeute an Nebenerzeugnissen bei der
Destillation fester Brennstoffe in liegenden Kammeröfen Bei der Destillation fester
Brennstoffe in liegenden, von außen beheizten Kammeröfen ist es bekannt, zur Verbesserung
der Ausbeute an Nebenerzeugnissen, besonders K.ohlenwasserstoffen,einen Teil der
Destillationserzeugnisse durch die Türen an den Stirnenden der Ofenkammern abzusaugen.
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Das Verfahren der Erfindung unterscheidet sich von den bekannten Ausführungen
dadurch, daß sämtliche Destillationseraeugnisse durch die von der Brennstoffmasse
bedeckten Flächen der Ofentüren abgesaugt werden, wobei praktisch die Gesamtheit
dieser Flächen, jedenfalls gerechnet in der Breitenrichtung, für die Absaugung benutzt
wird.
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Zur Erläuterung des Verfahrens und seiner Wirkungen diene die Zeichnung,
in teer die Abb. i einen senkrechten Längsschnitt, die Abb. z einen wagerechten
Schnitt eines nach der Erfindung ausgebildeten und betriebenen Koksofens zeigt,
von dem nur ein Teil- und Endstück der ganzen Länge dargestellt ist.
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Die Koksofenkammer a ist an der einen gezeichneten Stirnseite durch
eine in besonderer Weise ausgebildete Tür b verschlossen. Am entgegengesetzten,
nicht gezeichneten Stirnende befindet sich die zweite Verschlußtür, die von gleicher
Konstruktion wie die Tür b sein oder als gewöhnliche Tür ausgebildet werden kann.
Die Koksofenkamniera ist mit Kokskohle c angefüllt, deren Schichthöhe bis zu der
Oberfläche i reicht. Die Koksofentür b besitzt einen über dem, größten Teil. ihrer
Höhe und über ihre ganze Breite sich erstreckenden Hohlrauen e; dieser ist nach
der Kammerseite hin durch jalousieartige Leisten/ begrenzt. Die von diesen Leisten/
eingenommene Fläche endigt oben ein gewisses Stück unterhalb der Füllungsoberfläche
i, unten geht sie bis zur Kammersohle. In der wagerechten Breite umfaßt sie die
ganze lichte Weite der Ofenkammera. Der Hohlraum e der Tür reicht bis zu ihrer Unterkante
hindurch. An der Stelle, wo sich diese Unterkante auf die Ofenkammersohle aufsetzt,
ist in letzterer ein Durchlaß h vorgesehen, der in einen im Bodenmauerwerk angeordneten
und über die ganze Länge der Ofenbatterie reichenden Absaugkanal k mündet und mit
einer Absperrklappe m ausgerüstet ist. Bei dieser Anordnung wird ine Betriebe durch
bloßes Einsetzen der Tür b die Verbindung zwischen dem Kammerinnern und dem Absaugkanal
k hergestellt.
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Für die Beurteilung der Erfindung ist der Umstand wichtig, daß sich
in derartigen, von außen beheizten Ofenkammern zur Destillation fester Brennstoffe
bei deren Entgasung und Verkokung parallel zu den beheizten Wänden (vgl. Abb. a)
zwei als sogenannte Verkokungsnähte bezeichnete Schichten s vorwiegend aus bituminösen
Bestandteilen der zu verkokenden Kohle bilden, und daß diese Verkokungsnähte für
den Durchtritt von Gasen oder
Dämpfen schwer durchdringlich, ja
beinahe dicht sind. Auf der Innenseite zwischen diesen beiden Verkokungsnähten liegt
rohe, unveränderte Füllkohle c von niedriger Temperatur, die selbst in unmittelbarer
Nähe der Verkokungsnähte kaum ioo° C beträgt; auf beiden Außenseiten befindet sich
fertiger Koks-(i von hoher Temperatur, die in -der Nähe der Kammerwände iooo° C
und mehr erreicht, und von festem und dichtem Gefüge, durchsetzt :mit einem Netzwerk
von wagerechten und senkrechten, mehr ;oder weniger tiefgehenden Schrumpfrissen.
In dem Innenraum c zwischen den beiden Verkokungsnähten s entwickeln sich zahlreiche
flüchtige Entgasungserzeugnisse, insbesondere Kohlenwasserstoffe,außerdem natürlich
.der Was erla.mpf aus dem Feuchtigkeitswasser der Kahle; in den mit glühendem Koks
angefüllten. Außenräumen d entwickeln sich hauptsächlich permanente Gase, insbesondere
Wasserstoff, und die Hauptmenge des Ammoniaks aus dem Stickstoff der Kohle.
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Die in c entwickelten Gase und Dämpfe sind wegen ihrer niedrigen Temperatur
und wegen ihrer stofflichen Beschaffenheit von verhältnismäßig hohem spezifischen
Gewicht, die in den Außenräumend entwickelten Gase dagegen wegen ihrer hohen Temperatur
von verhältnismäßig niedrigem spezifischen Gewicht. Da die Räume c und d an der
Oberfläche i, wa die beiden Verkokungsdrähte s endigen, unmittelbar zusammenhängen,
also hier zweifellos unter gleichem Gasdruck stehen, so ergibt sich, daß unterhalb
der Oberfläche i auf der ganzen Höhe der Kohlefüllung e ein Überdruck der spezifisch
schwereren Gase und Dämpfe in c gegenüber dien Gasen in d herrscht. Es besteht daher
innerhalb !der ganzen Füllung der Ofenkammer a die Neigung zur Bildung einer Gasströmung,
die ;innerhalb des Innenraums c abwärts, quer durch die Undichtheiten der Verkokungsnähte
s hindurch und in den hocherhitzten Räumen d aufwärts geht, und so fort im Kreislauf.
Bei dem durch -diese Strömung erfolgenden Übertritt der Gase und Dämpfe aus dem
kühlen Innenraum c nach dem. heißen Außenräumend und an den Heizwänden der Ofenkammer
entlang werden wertvolle Anteile der Destillatiomserzeugnisse zersetzt und ihre
Ausbeute dadurch vermindert; anderseits wirkt auch das Herüberdringen von heißen
Gasen aus den Außenräumen d durch die freie Oberfläche i in den kühlen Innenraum
c zurück in gleichem Sinne schädigend auf die hierselbst entwickelten Erzeugnisse.
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Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung wird der Bodenkanal
h (Abt. i) mit einer Gasabsaugvorrichtung in Verbindung gesetzt. Dadurch werden,
sobald die Absperrklappe m in h geöffnet ist, die sämtlichen in der Füllung der
Ofenkammer entwickelten Gase und Dämpfe in wagerechter Richtung zwischen den Jalousieleisten
f hindurch in den Hohlraum c der Tür b hinein und weiter durch den Durcblaß h in
den Bodenkanal h abgesaugt. Aus Abb.2 ersieht man hierbei, daß die sämtlichen Gase
und Dämpfe, sowohl die aus den Innenräumen c als auch. .die aus den Außenräumen
d, frei und ohne gegenseitige Störung durch die Tür b abgesaugt werden, weil. deren
freie Durchtrittsfläche und ihr Hohlraum e über die ganze Breite der Ofenkammer
hinwegreichen. Dieser Zustand bleibt daher auch bestehen, wenn die beiden Verkokungsnähte
s irn weiterem. Verlauf des Destillationsprozess.es ieinander immer näher rücken.
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Bei Berücksichtigung der ,obigen Schilderung der Vorgänge und Bedingungen
innerhalb der Kohlefüllung der Ofenkammer erkennt man nun auch die Vorteile des
neuen Verfahrens. Da nämlich die sämtlichen Destillationserzeugnisse sowohl aus
dem Innenraum e zwischen den Verkokungsnähten s als auch aus den Räumend außerhalb
derselben auf - den einfachsten und bequemsten Wegen parallel zu diesen Scheidewänden
s durch die Tür b nach außen abgeführt werden, so wird die Gelegenheit und Neigung
zur Ausbildung der gebildeten Nebenströmungen zwischen den Räumen e und d weitestgehend
unterdrückt. Dies ist aber nur dadurch möglich, daß sämtliche Destillationserzeugnisse
auf diesem geraden Wege durch die Tür b unmittelbar nach außen abgesaugt werden.
Man braucht hierzu nur am Eintritt in den Durchlaßh durch entsprechend eingestellte
Gasabsaugung einen Gasdruck zu halten, der kleiner als jeder der beiden, unter sich
verschieden großen Gasdrücke der Räume c und d, gemessen in Höhe der Ofenkammersohle,
ist, um zu sichern, daß die Gase aus c und d unmittelbar nach. )e und
h abströmen, statt zwischen c und d überzutreten. Würde Tran statt
der beschriebenen Verfabrensweise z. B. nur aus dem mittleren Teil der Ofenkammer,
:d. h. aus den Innenräumen c durch die Tür b absaugen, so müßten die in den Außenräumend
entwickelten Gase nach wie vor an den Heizwänden entlang senkrecht hochsteigen,
um durch die Oberfläche i hindurch den Absaugraum c zu @errechen, und würden bei
diesem Vorgang einerseits das Nachströmen von Gasen und Dämpfen aus c nach d hinein
begünstigen, anderseits unmittelbar durch ihre hohe Temperatur Schädigungen in dem
Raum c hervorrufen. Würde man im Gegensatz hierzu nur aus den --'£ußenräumen d in
die Tür b hinein absaugen, so würden sämtliche im Innenraum c entwickelten Gase
und Dämpfe ihren Weg durch die
hocherhitzten Räume d hindurch nehmen
müssen, gehe sie aus der Ofenkammer entfernt würden. In beiden Fällen wären. Schädigungen
und Ausbeuteverminderungen wertvoller Entgasungserzeugnisse der Kohle, insb@esandere
der Kohlenwasserstoffe, unvermeidlich. Die Erfindung beseitigt diese Nachteile und
bietet damit durch Verbesserung der Ausbeute an Nebenerzeugnissen, sowohl was deren
Menge als auch deren Güte anbetrifft, wertvolle Vorteile.
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Die Absaugung kann entweder nur an dem einen Ende der Ofenkammer oder
an beiden Kammerenden zugleich durch die Türen erfolgen.
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Die beschriebene Einrichtung zum Abführen der Destillationsgase aus
dem Hohlraume der Tür in einen Bodenkanal k hinein bildet den Gegenstand :des deutschen
Patents 447 83 i. Ihre Anwendung gemäß nachstehendem Anspruch ? wird daher hier
nur in Verbindung mit dem Anspruch i als zweckmäßige Ausgestaltung des Gegenstandes
des letzteren beansprucht.