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Senkrechter Ofen zur Wärmebehandlung von Kohlen und bitumenhaltigen
Stoffen Die Erfindung betrifft eine neue Ausbildung senkrechter Ofen zur Wärmebehandlung
von Kohlen und bitumenhaltigen Stoffen. Solche Ofen mit hohlen, zweckmäßig rotationskörperförm,igen,
innenbeheizten Kieselkörpern sind bekannt, auch ist die Anordnung eines wellenförmigen
Führungskörpers mit durchbrochenen Wandiungen innerhalb des Kieselkörpers vorgeschlagen
worden. Erfindungsgemäß. wird durch eine günstigere Anordnung der Heizfläche anal:
Ausbildung des Führungskörpers die Wärmeausnutzung im Ofen verbessert, und es werden
Betriebsstörungen durch Wärmedehnungen verhindert.
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Bei dem Ofen nach der Erfindung ist -der hohle Kieselkörper nur unten
offen, und die Heizgase oder Brennstoffe werden durch das untere offene Ende in
den hohlen Kieselkörper einsgeführt. Bei einer besonders geeigneten Ausführungsform
ist der Kieselkörper nur an dem unteren offenen Ende abgestützt, sonst aber freistehend
angeordnet. Dadurch werden Verziehungen, Klemmjungen und Beschädigungen am oberen
Teil des Kieselkörpers, der dem größten Temperaturwechsel ausgesetzt ist, vermieden.
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Der neue Ofen ist in erster Linie zum Schwelen geeignet, kann aber
naturgemäß auch zum Trocknen und zu jeder anderen Wärmebehandlung von verschiedenem
Gut dienen.
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Der Ofen besteht in seinen Hauptteilen aus dem Heizrohr i, das oben
durch eine Haube 2 abgeschlossen ist und unten mit einer Drehscheibe 3 sich. auf
Rollen q, stützt. Um das gewellte Heizrohr sind; Leitringe S herumgebaut;- die zur
Führung des zu behandelnden Gutes beim Heruntergleiten im, Ofen dienen. Der ganze
Ofen ist umschlossen von einem wärmeisolierten Mantel 6, der oben einen kleinen
Vorbunker 7 trägt. Die feststehenden Teile stützen sich. auf Säulen &, die auf
einer Grundplatte g stehen. Im Innern des Ofens ist ein Schamottezylinder io zentral
eingebaut, der zur Führung der Heizgase dient und zu gleicher Zeit als Strahlkörper
wirkt. In den Schamottezylinder sind zwei Feuerbrücken i i- und 12 eingebaut; im
unteren Teil des Schamottezylinders befindet sich der Gasbrenner i3.
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Der Arbeitsgang bei der Wärmebehandlung ist folgender: Das Schwelgut
wird ungefähr in. .der Mitte des Vorbunkers dem Ofen zugeführt, :bedeckt die Haube
des Heizrohres und legt sich mantelartig um die Heizwand herum, entsprechend seinem
Böschungswinkel entlang den schrägen Flächen- des Heizrohres und der Führungsringe.
Im unteren Ofenteil stützt sich das Gut zunächst, solange der Ofen in Ruhe ist,
auf den am Heizrohrunterteil angebrachten, sich mit dem Heizrohr drehenden Austrageteller
i4.. Das Gut wird bei der Lagerung im Ofen abwechselnd von den nach oben gerichteten
schrägen Flächen :des Heizrohres und der Leitringe getragen. Sobald das Heizrohr
gedreht wird (die Drehung erfolgt
durch einen Schneckenantrieb
15 oder eine ähnliche, an sich bekannte Antriebsvorrichtung, z. B. Ritzel und Zahnkranz),
wird (las auf dem Austrageteller sich mitdrehende, wärmebehandelte Gut durch die
einstellbaren Schaufeln 16 über den Austrageteller in die Koksrinne 17 heruntergestreift
und dort durch. die an dem Austrageteller angebrachten Schaufeln; 18 in der Koksrinne
bis zum Auslauf für .das Schwelgut ig herumgeschleppt, von wo es Jurch den Kühler
20. ausgetragen wird. Der Vorbunker 7 endet mit .gerin-em --Abstand über der Haube
2, :damit das Gut bereits dem obersten Heizrohrteil in dünner Schicht zugeführt
wird. Da das Gut sich abwechselnd auf die feststehenden Leitringe und das sich drehende
Heizrohr stützt, findet eine langsame, dauernde Umwälzung des Gutes statt, durch
die immer neue Gutteilchen an die Heizfläche herangebracht werden, so daß die Wärmezuführung
:denkbar günstig ist. Außerdem: findet, wie sich- gezeigt hat, eine Durchmischung
:des Gutes in senkrechter Richtung statt" die das Eindringen der Wärrne weiter begünstigt.
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Die Haube ist, wie auf der Zeichnung dargestellt, im Innern ausgemauert,
und zwar ist das Eisen zunächst mit einer wärmeisolierenden Schicht verkleidet,
die nach dem Feuerraumi hin :durch eine Schamottebrücke abgeschlossen ist. Diese
Ausmauerung hat den Zweck, das Eisen der Haube gegen die Stichflamme der Feuerurig
zu schützen. Gegebenenfalls kann die Ausmauerung der Haube wegfallen,- wenn nämlich
das zugeführte Gut so kalt. ist bzw. gleich zu Anfang infolge hohen Wassergehaltes
so viel Wärme beansprucht, daß durch das Gleiten des Gutes über die Haube das Eisen
genügend abgekühlt wird. Der Wegfall der Ausmauerung bringt den Vorteil mit sich,
daß die Fläche der Haube als. Heizfläche mit ausgenutzt wird.
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Das Heizrohr besteht, wie auf der Zeichnung dargestellt, aus einzelnen
zentrierten, aufeinandergesetzten Ringen. Naturgemäß kann das Heizrohr auch in größeren
Gußstücken hergestellt und irgendwie in bekannter Weise aufeinandergesetzt oder
durch Schrauben o. dgl. verbunden werden. Zweckmäßigerweise werden die Ringe mit
senkrechten Rippen versehen, um die Tragfähigkeit der Ringe .zu erhöhen. Der Einbau
der Rippen ist vor allen Dingen für die unteren Ringe, etwa bis zur halben Höhe
des Ofens, von Vorteil.
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Das Heizrohrunterteil2i stützt sich vermittels der Drehscheibe 3 auf
die Rollen q., so daß die gesamte Heizfläche gedreht werden kann. Die Drehscheibe
wird durch Führungsrollen 22 zentriert.
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Das zur Führung des Gutes und zum Gasabzug dienende Leitsystem besteht
aus einzelnen Ringen 5, die aufeinandergestellt und durch: Schraubenbalzen o. dgl.
miteinander verbunden, sind. Naturgemäß kann das Leitsystem ebenfalls in größeren
Gußstücken oder aus Blech (z. B. durch Zusammenfassung von drei oder mehreren Ringen:)
hergestellt werden, nur muß, dann (las Ringsystem aus .mindestens zwei halbzylindrischen
Hälften bestehen, um einen Umbau um das Heizrohr zu ermöglichen.
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Die nach oben gerichteten Führungsflächen des Heizrohres :und derLeitringe
haben zweckmäßigerweise die gleiche oder annähernd gleicheNeigung, die sich nach
demBöschungswinkel der Kohle richtet. Dagegen. ist es günstig, der nach unten gerichteten
Führungsfläche des Heizrohres eine geringere oder größere Neigung zu gehen, als
die gegenüberstehende Führungsfläche des Leitringes hat, um eineOuerschnittsveränderung
beirnDurchgang des Schwelgutes zu erreichen. Selbstverständlich können auch sämtliche
Neigungen gleich sein.
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Die aus dem Gut entstehenden Gase und Dämpfe entweichen .durch in
.den Führungsringen angebrachte Schlitze in den ringförm.igeri, Zwischenraum, der
durch die Leitringe und den Mantel 6 gebildet wird, von wo aus die Gase und Dämpfe
durch d.ieAbzugsstutzen 2.4 abgezogen werden. 'Ein Kracken der Teerdämpfe ist unmöglich,
da die Dämpfe sofort nach ihrem Entstehen in kältere Zonen (zwischen Leitringen:
und Mantel) entweichen können.
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Ein fraktionierter Gasabzug wird durch Einbau einer Trennungswand
25 in geeigneter Höhe zwischen Leitring und Mantel möglich. Die über der Trennungswand
entstehenden Gase und Dämpfe würden dann gesondert von den anderen abgezogen: werden.
Läßt man die Trennungswand fort, so erfolgt der Abzug sämtlicher Gase und Dämpfe
durch einen oder mehrere Stutzen.
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Sowohl das Leitringsystem wie auch der den Ofen nach außen abschließende
Mantel sind durch Isoliersteine oder Wärmeisolationsmasse 26 gegen Wärmeausstrahlungen
geschützt. Falls erforderlich, kann die Wärmeisolierung natürlich auch auf den in
der Zeichnung nicht isoliert dargestellten unteren; Teil des Ofens (Koksrinne) ausgedehnt
werden.
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Sowohl -das Leitringsystem wie auch der Mantel sind nach allen Seiten
frei beweglich, sie hängen mit anderen Bauteilen des Ofens, abgesehen von der Lagerung,
in keiner Weise zusammen, so daß eine Verschiebung der einzelnen Bauteile gegeneinander,
die infolge verschiedenen Wärmegrades eintreten wird, ohne weiteres möglich ist.
Der
Mantel und die Leitringe stützen sich auf den mit einem Ringraum versehenen untersten
Leitring 27, in den, durch den Stutzen 28 Dämpfe, Gase usw. eingeführt werden können,
die zum schnelleren Heraustreiben der Schweldämpfe und -gase benutzt werden. Dieser
unterste Leitring ruht durch Vermittlung ,der Koksrinne, 17 auf den Säulen
8, die als Träger für den gesamten feststehenden äußeren Ofenteil dienen.
Um Wärmespannungen, die infolge der Erhitzung des äußeren L eitringsystemes entstehen
könnten, zu vermeiden, ist die Lagerung zwischen Koksrinne und Säulen beweglich
ausgeführt, derart, daß die Keksrinne mit ebenen Pratzen mit seitlichem Spiel auf
den Säulen ruht. Die Zentrierung - wird durch aus der Zeichnung nicht ersichtliche,
radial in der Trennungsfläche zwischen Pratzen und oberer Säulentragfläche angebrachte
Bolzen, Nut und Feder o. dgl. erreichen.
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Der Zwischenraum zwischen den Führungsflächen des Heizrohres und der
Leitringe kann durch Heben oder Senken des Leitringsystemes vermittels der Druckschrauben
29 eingestellt werden.
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Die .Heizung des Ofens erfolgt .durch den Brenner 13. Das zur
Unterfeuerung benutzte Gas (Generatorgas, Schwelgas u. dgl.) wird durch. die Rohrleitung
30 zugeführt und tritt durch die Düse 31 in das Führungsrohr 32 ein.
Die gegebenenfalls zur Verbrennung erforderliche Primärluft kann durch Verstellen
des Schiebers 33 zugeführt werden. Die Sekundärluft tritt durch Öffnungen 34 ein,
deren Querschnitt ebenfalls durch Schieber verstellt werden kann. Das Gasführungsrohr
3.2 trägt am. oberen Ende den Brennerkopf 13,
aus dem das Gas in feinverteilten
Strahlen oder .auch in einem Ringkranz o. dgl. austritt und sich ,mit der Sekundärluft
mischt. Die Feuerbrücken. ii und 12 dienen zu einer möglichst innigen Durchmischung
des Gases und der Verbrennungsluft und damit zur Erreichung einer möglichst vollkommenen
Verbrennung.
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Weiter haben die Feuerbrücken den Zweck, selbst bei sehr hoher Ström.geschwindigkeit
des Gasluftgemisches die Verbrennung nicht abreißen zu lassen. Das Gasluftgemisch
wird sich, selbst bei hoher Strömgeschwindigkeit, die weit über der Zündgeschwindigkeit
liegt, an den .glühenden Flächen der Feuerbrücken immer von neuem entzünden.
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Zweckmäßigerweise werden die Feuerbrücken nicht in den Zylinder eingemauert,
sondern lose eingesetzt, damit sie nicht durch Ausdehnung infolge ihrer hohen Temperatur
den Schamottezylinder sprengen.
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Die Verbrennungsgase treten aus dem als Strahlkörper gedachten Schamottezylinder
io oben aus, werden umt 18ö° umgelenkt, streichen an den Heizringen entlang und
verlassen den Ofen unten durch den Fuchs 35.
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Der Schamottezylinder ist außen wellenförmig ausgebildet entsprechend
der Formgebung des. Heizrohres, um eine .möglichst innige Berührung der Heizgase
mit der Heizfläche und urn eine Wirbelung der Heizgase zur Erreichung möglichst
hoher Wärmeübertragung zu erzielen.
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Infolge der Anordnung des Strahlkörpers im Innern des Ofens ist die
Wärmeübertragung auf das Gut denkbar günstig, da die Verbrennungsgase einerseits
ihre Wärme durch Leitung an das Heizrohr abgeben, andererseits aber auch an den
Schaniottezylinder, der seinerseits durch Strahlung die Wärme an das Heizrohr übermittelt.
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Die Wärmewirtschaft des Ofens ist denkbar gut, eia nur verhältnismäßig
kalte Teile außen liegen, die gut gegen Strahlungsverluste geschützt werden können;
und da außerdem, sämtliche Wärme, die von innen nach außen gelangt, durch das zu
behandelnde Gut hindurchtreten muß.