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Drehofen zur physikalischen oder chemischen Behandlung von körnigem
oder staubförmigem Gut, insbesondere zum Schwelen, Entgasen und Verkoken von bituminösen
Brennstoffen Es ist bereits bekannt, beim Schwelen, Entgasen und Verkoken von bituminösen
Stoffen die einzelnen Bestandteile des Gutes je nach der Korngröße dadurch den mit
ihnen in Berührung kommenden Heizgasen verschieden lange auszusetzen, daß das Gut
durch die Heizgase senkrecht nach oben geblasen wird. Die schwereren Gutteilchen
fallen hierbei immer wieder zurück, während die leichteren mit den Heizgasen mitgerissen
werden und in einer Staubkammer von den Heizgasen getrennt werden.
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Infolgedessen werden die schwereren Bestandteile des Gutes länger
der Heizwärme ausgesetzt als die leichteren. Dieses Verfahren setzt einen gewissen
Überdruck der Heizgase voraus und ist auch gewissen Zufälligkeiten ausgesetzt, weil
das Zurückfallen der einzelnen Kohleteilchen davon abhängig ist, wie dieselben in
der emporzuhebenden Kohlenmasse gelagert sind. Außerdem kann das Verfahren nur für
solches Kohlengut verwendet werden, das bereits sehr geringe Korngröße besitzt.
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In der vorliegenden Erfindung wird nun der Gedanke, daß das zu behandelnde
Gut je nach seiner Korngröße den Heizgasen kürzere oder längere Zeit ausgesetzt
werden müß, um am Ende eine gleichmäßige Beschaffenheit der gewonnenen Endprodukte
zu erreichen, auch für solche Öfen nutzbar gemacht, in denen das physikalisch oder
chemisch mittels Wärme zu behandelnde körnige oder staubige Gut in seiner Zusammensetzung
ganz erhebliche Größenunterschiede aufweist.
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Derartige Öfen müssen auch Vorrichtungen besitzen, um das Gut zwangsläufig
durch den Ofen zu fördern.
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Zu diesem Zwecke besteht der Ofen aus einer sich drehenden Trommel,
Schnecke, Spirale o. dgl., in denen das Gut von der einen Seite des Ofens nach der
anderen zwangsläufig gefördert wird. Die Heizgase durchstreichen hierbei den Ofen
derart, daß sie über das infolge der Drehung ständig umgewälzte Gut streichen. Damit
nun die einzelnen Gutteilchen nur so lange in dem Ofen verweilen, wie dies für ihre
physikalische oder chemische Behandlung durch die Wärme notwendig ist, wird nun
gemäß der Erfindung der von den Heizgasen zu durchlaufende Weg nach dem Ofenende
zu allmählich verengt, so daß die Heizgase eine sich immer steigernde Geschwindigkeit
annehmen. Der Erfolg dieser Einrichtung ist der, daß die Heizgase zuerst die feinen,
sich schon am Anfang des Ofens freimachenden Staubteilchen und dann bei zunehmender
Geschwindigkeit die größeren Kornteile, die schon einen Teil des Ofens durchwandert
haben, mitreißen, so daß diese Teile, wenn sie gleich hinter dem Ofen in Staubsäcken
aus den Heizgasen ausgeschieden
werden, der Heizwärme nicht so lange
ausgesetzt bleiben als die Gutteilchen, die infolge ihrer größeren Schwere den ganzen
Ofen durchwandern. Anstatt die mitgerissenen Gutteilchen aus dem Heizgasstrom abzusondern,
um sie der Wärme desselben zu entziehen, kann man natürlich auch die Heizgas mit
den Gutteilchen hinter dem Ofen abkühlen, wodurch gleichfalls die Wärmeeinwirkung
auf die Gutteilchen aufhört.
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Da es für die Geschwindigkeitszunahme der Heizgase innerhalb des Ofens
wichtig ist, welcher Heizwärme die Gutteilchen an sich ausgesetzt sind, so wird
in weiterer Ausbildung der Erfindung auch die bisherige Beheizung des Ofens durch
unmittelbare Berührung der Heizgase mit den Gutteilchen dahin geändert, daß die
Heizgase vor oder nach ihrer Berührung mit den Gutteilchen im Innern des Ofens auch
noch zur Beheizung der Wandungen des Ofens mit herangezogen werden.
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Hierbei können die Heizgase entweder in einer anderen Anlage erzeugt
sein oder aber erst im Ofen selbst, und zwar zweckmäßigerweise dadurch, daß die
durch die Wärmebehandlung erzeugten Gase oder Kohlenrückstände als Heizmaterial
benutzt werden.
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Verschiedene Einrichtungen zur Ausführung des Verfahrens sind in Abb.
i bis io dargestellt. Der in Abb. z und a im Langs-und Ouerschnitt dargestellte
Ofen ist in erster Linie zum Schwelen, Entgasen usw. von bituminösen Stoffen gedacht,
kann jedoch auch für jede andere Art von physikalischer oder chemischer Behandlung
irgendwelchen Gutes herangezogen werden. Der Ofen besteht aus einer feststehenden
oder drehbar gelagerten Trommel a, um die mit gleicher Achse eine zweite drehbare
Trommel b angeordnet ist. In dem zwischen beiden Trommeln entstehenden Ringraum
sind Schraubengänge c, die an der äußeren bzw. inneren Trommel angebracht sind,
angeordnet. Zwischen den einzelnen Schraubengängen können Hubschaufeln d angebracht
werden. Die Steigung des Schraubenganges wird im Sinne des Gut- bzw. Heizmitteldurchganges
kleiner, so daß der dem Gut und den Heizgasen zur Verfügung stehende Wegquerschnitt
kleiner wird.
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Das Gut wird durch einen Trichter o. dgl. e aufgegeben und dem Ofen
durch eine an sich bekannte Schnecke oder eine ähnliche Einrichtung f zugeführt.
Es läuft in den ersten Schraubengang der zwischen den beiden Trommeln eingebauten
Schraubengänge c und wandert infolge der Drehung der äußeren Trommel langsam durch
den Ofen. Die zwischen den Schraubengängen angebrachten Hubschaufeln heben das Gut
hoch und schütten es in gewollter Höhe entsprechend demWinkel der Hubschaufeln auf
die innere Trommel, auf deren Oberfläche es zum Teil wieder zurückrutscht. Die Heizung
des Ofens erfolgt unmittelbar durch neutrale Gase, z. B. Abgase von Feuerungen,
aufgeheizte Schwelgase, Generatorgase usw. Bei der dargestellten Ausführungsform
werden heiße Gase durch das Rohr g dem Ofen zugeführt und ziehen durch den Ringraum
zwischen beiden Trommeln im Gleichstrom mit dem Schwelgut durch den von den Schraubengängen
gebildeten Kanal. Infolge der nach dem Auslaufende zu kleiner werdenden Steigung
der Schraubengänge wird die Geschwindigkeit; in der die Heizgase durch den Ofen
ziehen, immer größer. Die Heizgase nehmen bereits am Anfang den feinsten Staub auf
und tragen ihn durch den Ofen aus, so, daß dieser Staub nur ganz kurze Zeit im Ofen
verweilt. Entsprechend der nach dem Austragende zu immer höher werdenden Geschwindigkeit
der Heizgase werden immer größere Teile vom Gasstrom mit fortgerissen, während nur
die ganz groben Körner immer wieder in die Schraubengänge zurückfallen und nur durch
deren Einwirkung durch den Ofen befördert werden. Das Gut wird durch die Schnecke
h o.dgl. ausgetragen, während die Heizgase zusammen mit dem Staub und den feineren
Bestandteilen des Gutes durch den Kanal i zur Kondensationsanlage oder einer sonstigen
Verwendungsstelle abgeführt werden. Naturgemäß müßte zwischen dem Ofen und der Kondensationsanlage
ein Staubreiniger angeordnet werden.
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Bei geneigter Anordnung der Hubschaufeln läßt es sich erreichen, daß
auch Gutteilchen, die noch zu schwer sind, als daß sie der Gasstrom mit sich fortreißen
könnte, durch die Einwirkung des Gasstromes schneller durch den Ofen wandern als
die gröberen Bestandteile.
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In der Abb. 3 und .4 ist eine andere Ausführungsforen im Längs- und
Querschnitt dargestellt. Der durch die beiden Trommeln, die Schraubengänge usw.
in Abb. i gebildete Kanal ist hier durch eine Spirale von rundem, eckigem oder sonstigem
Querschnitt ersetzt. Das Gut wird durch einen Bunker o. dgl. a aufgegeben und durch
die Schnecke b der Spirale c zugeführt, die, ebenso wie die Trommel in der Abb.
i, nach außen wärmeisoliert ist. Der Querschnitt der Spirale verjüngt sich im Sinne
der Gut- bzw. Heizgasdurchgangsrichtung. In der Spirale können Hubschaufeln d angebracht
sein. Die Spirale ist drehbar aufgehängt. Dieser Spiralofen arbeitet in der gleichen
Weise wie der in Abb. i dargestellte; eine besondere Beschreibung erübrigt sich
daher. Das Gut wird durch das Fallrohr d o. dgl. abgeführt, während das Heizgas
zusanimen
mit dem Schwelgas, Teerdämpfen usw. durch das Rohr e
abströmt. I Die in den Abb. i bis ¢ dargestellten Öfen können natürlich auch mit
geneigter Achse, gebaut werden. Wenn die Trommeln dann nicht beide zylindrisch,
sondern eine von den Trommeln konisch ausgeführt wird, so daß der Ringraum zwischen
beidenTromnieln nach dem Ende zu kleiner wird, können die Schraubengänge in Fortfall
kommen. Es brauchen dann nur Hubschaufeln angebracht zu werden. Der Ofen arbeitet
dann in der oben beschriebenen Weise, da die Geschwindigkeit der Heizgase nach dem
Ofenende zu höher wird.
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In Abb. 5 und 6 ist eine weitere Ausführungsform angegeben. Der Ofen
besteht aus einer konischen, wärmeisolierten Drehtrommel a mit schräg liegender
Achse b. Die Kohle wird durch Einlauftrichter c und Schnecke d o. dgl. zugeführt.
Im Innern der Trommel a sind Hubschaufeln e angebracht, die das Gut hochheben und
wieder herunterrieseln lassen. Die Heizgase werden durch das Rohr f zugeführt und
strömen durch das Rohr g ab. Das entschwelte Gut wird durch das Fallrohr lt o. dgl.
abgezogen. Die Achse der Trommel ist so geneigt, daß nicht nur ein Heben des Gutes,
sondern auch ein langsames Durchwandern der Trommel erreicht wird. Der feine Staub
wird bereits am Anfang der Trommel von den Heizgasen abgeführt. Durch die Einwirkung
der Heizgase werden auch die gröberen Bestandteile im umgekehrten Verhältnis zu
ihrer Größe schneller durch den Ofen geführt.
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Im Innern der Trommel können natürlich auch Schraubengänge angebracht
werden, entsprechend der in Abb. i dargestellten Ausführungsform.
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Auch bei den in Abb. i bis 4 dargestellten Ausführungsformen kann
die Heizung dadurch unterstützt werden, daß auch durch die innere Trommel bzw. durch
den durch die Spirale gebildeten Hohlrauen Heizgase hindurchgeführt werden. Auch
können die Heizgase erst durch die Mitte des Ofens und dann durch die Schraubengänge
bzw. Spirale oder umgekehrt geführt werden.
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Bei der in Abb. 7 und S dargestellten Anordnung läuft Glas Gut zunächst
durch den Zwischenraum zwischen beiden Trommeln und wird dann in der inneren Trommel
wieder zurückgeführt. Das Gut gelangt durch deii Trichter a und die äußere Schnecke
b in den zwischen beiden T roninieln gelegenen Ringrauen. Beide Trommeln sind durch
die Schraubengänge c fest miteinander verbunden und drehbar gelagert. Das Gut läuft
zwischen den Schraubengängen c in der bei der Ausführung nach Abb. i beschriebenen
Weise durch den Ringrauen zwischen den beiden Trommeln und wird ain Ende in die
innere Trommel gefördert. Zwischen -den Schraubengängen c können, wie oben beschrieben,
Hubschaufeln d angebracht sein. Im Innern der inneren Trommele sind Schraubengänge
f befestigt, durch die das Gut in entgegengesetzter Richtung wie im Ringraum zwischen
beiden Trommeln zugeführt wird, um durch die Schneckeg dem Fallrohr h zugeführt
zu werden: Die Heizgase werden durch den Kanali zugeführt, durchströmen zunächst
spiralförmig den Ringraum zwischen den beiden Trommeln, treten am Ende in die innere
Trommel über und werden gemeinsam mit dem Gut durch die Schnecke g abgeführt. Die
Heizgase werden dann zusammen mit dem feinen Staub, den Schwelgasen und Teerdämpfen
durch das Rohr l weitergeleitet, während der Koks durch das Abfallrohr
lt abgezogen wird.
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Die Abb.9 und io zeigen, wie der Innenraum der inneren Trommel als
Verbrennungsrauin für eine Staub-, Gas-, Ölfeuerung o. dgl. ausgenutzt «-erden kann.
Der Brennstoff und die Verbrennungsluft werden durch dasRohra zugeführt und verbrennen
in dem Raum b, der mit Chamotte c ausgemauert ist. Die Feuerungsabgase strömen durch
die Offnungen d in den Ringkanal zwischen beiden Trommeln, den sie, wie bei Abb.
i beschrieben. durchlaufen. Die Abgase werden gemeinsam finit dem Gut durch die
Schnecke e abgeführt. Die Heizgase werden dann gemeinsam mit den im Ofen entstandenen
Schwelgasen, Teerdämpfen und dein mitgerissenen Staub durch das Rohr f weitergeleitet.
Das Gut wird Tiber Trichter g und Schnecke h dein Ofen zugeführt, den es, wie oben
beschrieben, unter der Einwirkung der Schraubengänge i bzw. der Hubschaufeln k durchwandert,
um am Ende durch die Schnecke e und das Abfallrohr l abgeführt zu werden. Im übrigen
arbeitet der Ofen in gleicher Weise wie oben beschrieben.
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Der durch die Schraubengänge bzw. die Spirale gebildete Hohlrauen
iäßt sich auch als Generator zum Vergasen von Brennstoffen ausbilden, wobei zweckmä
ßigerweise der anfallende Koks ganz oder teilweise als Vergasungsniaterial benutzt
wird. Die entstehenden Generatorgase k<innen als Wärmeträger zur Durchführung
des Schwelprozesses verwendet werden.
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Andere Ausführungsarten, die in der Zcichnung nicht dargestellt sind,
sind z. B. zeilenartige Einbauten in einer Drehtronnnel niit geneigter Achse, deren
Querschnitt sich entsprechend der Durchlaufrichtung des Gutes bzw. Heizgases verjüngt.
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Wie bereits oben gesagt, können die verschiedenen beschriebenen Ausfülirungsforni:ri
des Ofens außer zum Schwelen von bituniinösen Stoffen zii jeder anderen
physi-
kalischen oder chemischen Behandlung irgendwelcher
körniger oder staubförmiger Stoffe, z. B. auch zum Trocknen benutzt werden.