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Ringofenbatterie für die Destillation von Stein- oder Braunkohle Die
Erfindung betrifft eine Ofenbatterie für die Destillation von Stein- oder Braunkohle
bei hoher oder niedriger Temperatur zur Gewinnung von Stückkoks oder Halbkoks und
von hochwertigen \Tebenprodukten. Wesentlich ist hierbei die Verwendung von Einzelöfen
mit derart wechselweise über-oder nebeneinanderliegenden Kammern zur Verbrennung,
Destillation und zum Niederschlagen der Nebenprodukte, daß die Beheizung der Destillationskaminer
nur von einer einzigen Seite aus stattfindet. Die Kohle wird in den Destillationskammern
von auswechselbaren, gegebenenfalls unterteilten Formen mit oder ohne durchbrochenen
Deckel zur Gewinnung von fertigem Stückkoks oder von nach dem Ausbringen beliebig
zu teilendem Halbkoks aufgenommen. Die Gase werden vor dem Abzug in den Kamin zur
bestmöglichen Ausnutzung ihres Wärmeinhalts durch mehrere Einzelöfen geleitet. Zwischen
je zwei Einzelöfen befinden sich Vorkammern zur unabhängigen Temperaturregelung
jedes I'_inzelofens. Ferner sind Gasleitungen mit Absperrklappen vorgesehen, die
von jedem Einzelofen und den Vorkammern zum Kamin führen und die Einzelöfen bzw.
deren Vorkammern untereinander verbinden. An jedem Einzelofen befinden sich Einrichtungen
zum Abscheiden und Trennen der verschiedenen Destillationsprodukte, wie phenolhaltigen
Ölen, gereinigten Teeren usw., in den einzelnen Heizstufen.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt, und zwar zeigen Abb. r einen senkrechten Schnitt durch eine Ofenbatterie,
Abb. 2 einen Grundriß hierzu.
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Die Ofenbatterie ist aus gleichartigen Einzelöfen zusammengesetzt,
die mit ihrer großen Achse tangential zu einem Kreis mit dein Kamin als Mittelpunkt
angeordnet und an diesen jeweils einzeln angeschlossen sind. Jeder Ofen besitzt
Verbrennungskammern T, Destillationskammern 2 und Niederschlagskammern 3 für die
Nebenprodukte. Die Gasbrenner .I befinden sich in Vorkammern 5. die Lufteintrittsöffnungen
mit verstellbaren Klappen oder Schieberiff zur Regelung der Temperatur jedes Einzelofens
besitzen. Die Kohle wird in den Destillationskaminern in Fornien 6 aus Eisen, Gußeisen,
feuerfesten Baustoffen o. dgl. aufgenommen, die würfelförmig, rechteckig oder sonstwie
unterteilt sein können. Dabei liegt die Kohle unmittelbar auf der Sohle der Destillationskammern
auf, die durch gegebenenfalls mit Lehm verkittete
Türen abgeschlossen
sind. Die die Kohle enthaltenden Formen können mit durchbrochenen Deckeln aus Metall
oder einem anderen Baustoff abgedeckt sein, die einen ungehinderten Abzug der Gase
und der Nebenprodukte gestatten und ein Aufblähen und Ouellen des Inhaltes der Formen
verhindern. Die Sohle der Verbrennungskammern und die Decke der Niederschlagskammern
können mit feuerfestem Material ausgekleidet sein, das eine Entflammung der entstehenden
Gase und des Teeres verhindert.
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Die heißen Gase jedes Einzelofens können entweder durch Abzugsleitungen
- bei geöffneter Klappe 8 - einem Kamin 7 oder aber der Vorkammer 5 des benachbarten
Ofens zugeleitet werden, von wo sie nach entsprechender Temperaturregelung in die
Verbrennungskammer eintreten.
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Durch Seitenkanäle 9 können die heißen Gase oder die heiße Luft eines
Ofens in einen der nächstfolgenden Öfen - unter Ausschaltung des unmittelbar anschließenden
- übergeführt «erden, wobei die Klappen f; und io geschlossen und die Klappe i i
geöffnet sein muß.
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Die Ofenbatterie (s. Abb. a) arbeitet folgendermaßen: Wenn sich in
der Kammer a etwa die Kohle in voller Verkokung befindet, streichen die heißen Gase
von dort nacheinander durch die Öfen b, c, d, e, wobei sie jeweils zur Temperaturregelung
in den entsprechenden Vorkammern herangezogen werden. @'on der Kammer e aus werden
sie dein Kamin 7 zugeführt.
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Die Ofen g und lt befinden sich dabei im Erkalten, und der
Ofen f wird entleert. Die zur Verbrennung der Gase des Ofens ca erforderliche Lust
wird in den Verbrenungskaminern des Ofens f, durch den sie eintritt, sowie der Öfen
g und la, durch die sie hindurchstreicht, vorgewärmt. Bei Tieftemperaturverkokung
ist diese Luftvorwärmung nicht nötig, denn eine geringer e Ausnutzung der Gase wird
in diesem Falle durch eine entsprechende größere Ausbeute ausgeglichen, -wenn man
die Öfen durch unmittelbaren Anschluß der Kühlluft an den Kamin genügend schnell
abkühlt.
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Vor dein zu entleerenden Ofen f befindet sich ein Wagen 13, der um
die gesamte Ofenbatterie auf Schienen zur Entleerung sämtlicher Einzelöfen vierfahrbar
ist. Der `Vagen besitzt eine in Höhenrichtung verstellbare Tragplatte, auf die die
Formen herausgezogen -werden. Der Koks wird seitlich - oder auf irgendeine andere
Weise - derart aus der Form ausgebracht, daß die Koksstücke oder Tafeln durch einen
Trichter auf ein rollendes, irr< Kreis geführtes Band und von diesem zu einem
gemeinsamen Stapelplatz geführt werden. Die auf der Tragplatte befindliche leere
Form kann finit Kohle gefüllt und diese mechanisch oder von Hand festgestampft werden.
Nach Ausfüllung der Form -wird ihre gegebenenfalls durchbrochene Abdeckplatte wieder
darauf befestigt und das ganze von neuem in die zugehörige Destillationskaminer
eingeführt. Nun wird die Tafel auf den Wagen 13 zurückgebracht und dieser
derart verfahren, daß die Platte vor eine andere Kammer des Ofens gelangt, die in
der gleichen Weise entleert und gefüllt wird.
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Wenn so schließlich der Ofen f wieder gefüllt und der Inhalt des Ofens
a vollkommen verkokt ist, werden die Brenner des Ofens d ausgelöscht, dafür die
des Ofens b angezündet und die Klappen für die Gase so verstellt, daß der Ofen a
abgekühlt, der Ofen b beheizt und dessen Verbrennungsluft in den üfen g,
lt
und a vorgewärmt wird. Die heißen Gase gehen von dem Ofen f aus in den
Kamin. bewährend die Verkokung im Ofen b stattfindet, wird der Ofen g entleert und
gefüllt usw.
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Die heiße Luft oder die heißen Gase eines Ofens können durch die Leitung
9 unter überspringen des unmittelbar benachbarten Ofens einem nächstfolgenden zugeführt
werden. Auf diese Weise kann ein ununterbrochener Dauerbetrieb der ganzen Anlage
auch dann aufrechterhalten werden, wenn der eine oder andere Ofen, etwa für Ausbesserungen,
außer Betrieb gesetzt werden muß.
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Die Arbeitsweise eines Einzelofens ist folgende: hach dem Füllen werden
die Verbrennungskammern i von den heißen Gasen, die bereits vier Öfen bestrichen
haben, durchzogen. Zunächst verdunstet das Wasser, das entweder ins Freie oder durch
Offnen eines Ventils 14 und Schließen eines Ventils i; in einem Behälter aufgefangen
wird. Nach Austreibung des Wassers wird das Ventil 14 geschlossen und das Ventil
15 geöffnet. Der Ofen wird stärker beheizt, und es beginnt das Destillieren
des Teeres.
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Auf dem Austrittsrohr 12 für die Nebenprodukte jeder Kammer befindet
sich ein Oherflächenkiihler, der den Teer niederschlägt, sowie ein Schauglas zum
Beobachten des in die Vorlage abfließenden Teeres. Auf diese Weise kann man ohne
Pvronieter den Destillationsvorgang in jeder Iaminer beobachten und die Stellung
der Ventile 14 regeln, tun in allen Kammern eines Einzelofens den gleichen Verbrennungszustand
einzuhalten.
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Die Teere enthalten aber auch Phenole, die finit den mittleren Ülen
destillieren. Einen großen Teil dieser Phenole kann man dadurch aus dem Teer abscheiden,
daß man das Vent 11 16 schließt und das Ventil 17 öffnet, so daß der phenolhaltige
Teer in eine besondere Vorlage abfließt.
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,Die aus den Teervorlagen abziehenden Gase
können
in einem Gasometer angesammelt «-erden, gegebenenfalls nach Ausscheidung weiterer
Nebenprodukte (Benzol, Ammoniak, Wasserstoff).
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Die dargestellte Ofenbatterie besteht aus acht Einzelöfen. Ihre Zahl
kann natürlich Wechseln. Für eine Destillation bei hoher Temperatur ist sie zweckmäßig
größer, da der Isrcislauf der Gase lang sein muß, um sie vor dein Abziehen in den
Kamin genügend abzukühlen. Bei Tieftemperaturverkokung genülen weniger Ofen, da
der Kreislauf der Gase zur Erreichung desselben Zwecks kürzer sein kann.
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Die gesamte Anlage kann schließlich aus einer etwa doppelten, dreifachen
oder mehrfachen Anzahl von Einzelöfen wie die beschriebene einfache Ofenbatterie
bestehen. Die Ofen können auch anders angeordnet sein, etwa um eine dichtere Gesamtanordnung
zu erzielen. Entweder liegen die Ofen waagerecht und mit ihrer großen Achse tangential
zu einem den Kamin umgebenden Kreis (s. Abb. 2), oder die großen Achsen sind radial
gerichtet, wobei das Ein- und Ausbringen der horinen an den Schmalseiten erfolgen
muß. Die üfen können senkrecht übereinanderliegen, wobei entweder die kleine Achse
- bei seitlicher Entleerung - oder die große Achse -- bei Entleerung von oben -
radial gerichtet ist. Zur Verbindung der Einzelöfen mit dem Kamin genügt jeweils
eine einzige Abgasleitung.
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Die leichte Trennung von Wasser, reinem Teer und plienolhaltigein
Teer ist vom Standpunkt der Auswertung der Nebenprodukte sehr wichtig. Diese Trennung
kann leicht noch «-eiter getrieben werden, da jede Destillationsstufe eines Ofens
für sich allein erfolgen kann.
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Die Seitenkanäle g sind für den Dauerbetrieb von Bedeutung. da sie
die Ausschaltung von Einzelöfen ermöglichen, ohne den Gesamtbetrieb zu stören.
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Die Ofenzahl hängt von dem zu verkokenden Material, von der Art der
Verkokung und der Produktionsleistung ab.
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Die Anordnung der Austrittsleistung für die Gase und den Teer an den
Schmalseiten gestattet ein schnelles Abfließen, so daß der "Teer sich weder auf
der Abdeckplatte der Form noch auf der verkokenden Kohle ansainmelt. Das ist sehr
beachtlich, denn die Berührung mit dein Teer macht den Koks blasig und porös.
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Ein weiterer «-ichtiger Vorteil besteht darin, daß durch entsprechendes
Auswechseln der Formen der gleiche Ofen zur Herstellung von Koks verschiedener Stückgröße
und Stärke verwandt werden kann. Es kommt nur darauf an. daß die Formen leicht in
den Ofen eingebracht und aus diesem entfernt werden können. Lediglich die Dauer
der Verkokung und die Art der Beheizung müssen veränderlich sein. Auch kann eine
beschädigte Form sofort ersetzt werden. Die Deckplatte der Formen kann bei jedem
Ausbringen gereinigt werden.
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Alle Teile des Ofens sind vollkommen zugänglich.
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Die Ofenbatterie besitzt keine beweglichen Teile mit Ausnahme des
außerhalb der OfenaiZlage befindlichen und nach Bedarf auszugestaltenden Beschickungswagens
13.
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In den Gasstrom kann keine Luft eindringen, vorausgesetzt, daß die
Türverschlüsse in Ordnung und die Kittstellen sorgfältig ausgeführt sind. Da etwa
der vierte Teil des Ofenraumes von verkokender Kohle eingenommen wird, ist eine
verhältnismäßig große Ausbeute zu erzielen.
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Schließlich ist für die verlustlose Kokserzeugung, selbst von Hüttenkoks,
die Anwendung von Kohle mit großem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen möglich. Durch
die stufenweise Beheizung, die Aufnahme der Kohle in die Form und das Feststampfen
erhält man in der neuen Anlage selbst mit in gewöhnlichen Koksöfen nicht verwendbaren
Kohlen gute Endprodukte. Eine Verkokung bei hoher Temperatur liefert darin, außer
Gas, alle «richtigen und wertvollen Nebenprodukte der Tieftemperaturverkokung.