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Verfahren und Vorrichtung zur Verschwelung gepulverter Kohle Die Erfindung
bezieht sich auf die Verschwelung gepulverter Kohle zur Erzeugung von Koksstaub.
Die Aufgabe der Verschwelung bei niederer Temperatur mit Wiedergewinnung der Nebenprodukte
bietet mancherlei Schwierigkeiten; man hat gewöhnlich Retorten in Gestalt von Türmen
von 25 und mehr Meter Höhe verwendet, in welchen der Kohlestaub im Gegenstrom zu
heißen Gasen niedersinkt und am Boden der Retorte in Gestalt von gepulvertem Koks
abgezogen wird. Es sind weiter Verfahren bekannt, bei acnen die gepulverte Kohle
mit tangential in eine Retorte eingeführten heißen Gasen durchwirbelt wird, wobei
die hierbei entstehenden Gase fraktioniert und zur Gewinnung von Nebenprodukten
abgesaugt werden.
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Die Erfindung schafft einen besonderen Weg der Entfernung der flüchtigen
Bestandteile aus dem wirbelnden Retorteninhalt zu einer Zeit, wo dieser noch auf
den übrigen Inhalt einwirkt.
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Gemäß der Erfindung wird bei der Durchwirbelung ein Teil des Retorteninhaltes
aus dem mittleren Wirbelbereich abgeführt. Die verbleibenden und einer weiteren
Wirbelbewegung unterworfenen Mengen können in folgenden Behandlungsstufen teilweise
in der gleichen Art entfernt werden.
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Das staubförmige Gut wird bei diesem Verfahren sorgfältig mit den
heißen Gasen gemischt ttnrl bleibt genügend lange damit in Berührung, und es gelingt,
in Retorten von verhältnismäßig geringen Abmessungen auch die Trennung der flüchtigen
Bestandteile vorteilhaft durchzuführen. An sich ist die Schwelung in mehreren aufeinanderfolgenden
Stufen bekannt.
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Die Erfindung ist durch die Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.
Darin ist Abb. i ein senkrechter Schnitt durch eine einfache Form eines Retortenraumes
nebst Zuführungseinrichtung gemäß der Erfindung.
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Abb.2 zeigt gleichfalls im senkrechten Schnitt und mehr oder weniger
schematisch eine Vielkammerretorte, die besonders zur Ausführung der fraktionierten
Destillation geeignet ist.
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Abb.3 ist eine ähnliche Darstellung, die eine weitere abgeänderte
Form einer Retorte gemäß der Erfindung zeigt.
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Nach Abb. i ist die Wirbelkammer i umgekehrt birnenförmig und hat
eine Anzahl von Gaseinlaßkanälen -2, die mehr oder weniger tangential in den Wandungen
an der Stelle größeren Durchmessers angebracht sind; das Gas wird durch einen Ring
3 zugeführt, der die Kammer i außen umschließt. Bei dieser Anordnung ist die Achse
des gebildeten Wirbels lotrecht. Es können auch
Schaufeln oder Ablenker
statt der oder neben Iden tangential gerichteten Gaseinlässen für die Wirbelerzeugung
angewendet werden, die in beliebig gewünschter Weise in der Retorte angeordnet sind,
um den eintretenden Gasstrom zu richten, wie ohne weiteres erkennbar ist. Das zu
behandelnde gepulverte Gut wird durch einen Aufgabetrichter d. an der Oberseite
des Retortenraumes i aufgegeben und verläßt diesen nach Behandlung zusarninen mit
den Gasen durch einen Auslaß am Kammerboden.
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Zwecks Regelung der Zufuhr des gepulverten Gutes zur Retorte und zur
Sicherung der gewünschten Verteilung darin wird eine Verteilervorrichtung benutzt,
die einen durch Preßgas betriebenen Rjektor aufweist. Die Verteilervorrichtung ist
am Ende einer Leitung 5 angebracht, die vom Trichter d. bis in die Nähe des Mittelpunktes
der Retorte i reicht. Sie besitzt ein becherförmiges Gehäuse 6, in dessen Mitte
eine Preßgasleitung 7 führt, die konzentrisch mit der Leitung 5 für (las gepulverte
Gut angeordnet ist. Zwischen den oberen Teilen des Bechers 6 und dem unteren Ende
der Leitung 5 sind düsenartige Auslässe 8 gebildet, durch die (las Gut durch (las
Gas herausgeschleudert wir(l. In der dargestellten Ausführung sind sie mit Leitschaufeln
g ausgerüstet, die so gekriimmt sind, daß sie dem ausströmenden Gut eine zu dein
Wirbel mehr oder weniger tangentiale Richtung geben und so die gleichförmige Verteilung
unterstützen.
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Auf dem Ende des Preßgaseinlaßrolires 7 ist ein kugelig gestaltetes
Ventilstück: io angebracht; durch dessen lotrechte Verstellung kann der Zufluß pulverförmigen
Gutes vom Aufgabetrichter geregelt werden. Ferner kann auch eine Regelung in der
Weise be-
wirkt: wer den, daß man die Zufuhr von Preßgas in den Ring 3 drosselt.
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Bei der dargestellten Vorrichtung verlassen feste und gasförmige Bestandteile
die Retorte zusammen durch das Rohr i i am Boden, und das Austragen wird gegebenenfalls
durch einen Ventilator oder sonstige Saugvorrichtungen unterstützt. Das Gut kann
entweder unmittelbar oder nach weiterer Behandlung einem Abscheider zugeleitet werden,
wo in bekannter Weise die Trennung der im Schwebezustand fortgetragenen Festkörper
von den gasförmigen Teilen erfolgt; die Gase werden einer Anlage zur Gewinnung der
wertvollen Nebenerzeugnisse zugeführt, wie es üblich ist. Gegebenenfalls kann aber
auch eine Trennung des festen und gasförmigen Inhalts der Retorte ganz oder teilweise
in der Retorte selbst erfolgen, beispielsweise derart, daß man den unteren Teil
der Retortenkammer als Zyklonabscheider üblicher Art ausbildet oder auch durch Anordnungen
der im folgenden beschriebenen Art.
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Gewünschtenfalls kann das gepulverte Gut mit den Gasen durch eine
Anzahl von Retortenräumen hintereinander strömen, wobei es in einigen oder in allen
der Kreiselwirkung eines Wirbels während der Verschwelung in der oben geschilderten
Weise unterworfen wird; dabei wird die Temperatur vorzugsweise in den aufeinanderfolgenden
Retorten zunehmen. Eine Retorte dieser Art ist in Abb. 2 dargestellt.
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In Abb.2 ist eine Anzahl von Retortenkammern 12, 13, 14 gleichachsig
übereinander angeordnet, die im wesentlichen die Form haben, wie sie dargestellt
und oben beschrieben wurde, und der Boden einer Kammer mündet unmittelbar in die
Oberseite der nächsten. Auf der obersten Kammer 12 ist ein Aufgabetrichter 15 und
eine Zufuhr- und Verteilereinrichtung 16 für (las staubförmige Gut vorgesehen. Durch
den Boden der untersten Retortenkammer 14, die sich nach unten zu einem seitlichen
Auslaß 17 zusammenzieht, geht eine Anzahl von konzentrischen Röhren 18, ig, 2o,
die die Ableitungen für die Teile des Inhalts bilden, die aus den mittleren Teilen
der verschiedenen Kammern abzuleiten sind. Das innerste Rohr 18 niiindet am oberen
Ende in der Nähe der mittleren Zone des obersten Retortenraumes 1 2 und die anderen
Röhren ig, 2o in ähnlicher Weise in den entsprechenden unteren Retortenräumen 13
und 1d.. Unterhalb der Retorte zweigen die Rohre 18, 1g. 20 seitlich ab und können
mit getrennten Rohren verbunden werden, um die abgesaugten Erzeugnisse durch die
verschiedenen Rohre wegzuführen. Unmittelbar über dein oberen Ende jedes Rohres'i8,
ig, 2o ist ein Ablenker oder Schild 21 kegeliger Form angeordnet; weitere Ablenker
22 sind zweckmäßig unmittelbar unter den Einschnürungen an der Verbindungsstelle
der Nachbarretorten angeordnet. Diese Ablenker werden vorteilhaft von den Ableitungsrohren
ig und 18 abgestützt; in der obersten Retorte 12 ist die Ablenkungsvorrichtung 21
am Boden des Verteilers 16 angebracht.
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Bei Verwendung der beschriebenen Retorte, beispielsweise für die fraktionierte
Destillation gepulverter Kohle, werden gemäß der bevorzugten Anordnung die Kohleteilchen
in die oberste Retorte 12 durch Einführungseinrichtungen, wie oben beschrieben,
eingebracht. Sie mischen sich mit heißen Gasen, die durch seitliche Einlässe 2'
der Kammer 12 zuströmen. Die Kohle wird hier in einem gewissen Grade erhitzt, und
einige der leichter flüchtigen Bestandteile werden ausgetrieben.
Infolge
der Fliehkraftwirkung suchen die schwereren Brennstoffteile eine Lage in der Nähe
der Wand im unteren Teil der Kammer einzunehmen, während die leichteren Gase und
Dämpfe die 1Zitte des Wirbels zu erreichen suchen, von wo sie durch das Ableitungsrohr
1e abgesaugt werden können. Die schwereren Teile des Retorteninhalts treten somit
nicht in das Ableitungsrohr ein, sondern strömen hinab zu dem nächsttieferen Retortenraum
13. Am Eingang in diesen werden sie etwas nach außen durch kegelige Ablenker
22 abgelenkt und mischen sich in der richtigen Weise mit den heißen Gasen, die durch
die seitlichen Einlässe 2' dieses zweiten Retortenraumes einströmen. Die Temperatur
des eintretenden Gases ist vorzugsweise etwas höher als die des zur vorangegangenen
Kammer zugeleiteten Gases, und die Behandlung führt in entsprechender Weise zum
Austreiben weiterer flüchtiger Bestandteile durch das zweite Ableitungsrohr i9 sowie
zum Hinabströmen der schwereren Teilchen zu der folgenden Wirbelkam-Iner 14.
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Dieses Verfahren kann in den folgenden Kammern zu Ende geführt werden,
so daß die staubförmigen Brennstoffteilchen die letzte Kammer in Gestalt eines von
flüchtigen Bestandteilen im wesentlichen freien Kokses verlassen.
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Die Gase oder Dämpfe, die durch die verschiedenen Ableitungsrohre
abgesaugt werden, können zu einer Gasbehandlungsanlage bekannter Art zur Gewinnung
der Nebenerzeugnisse geführt werden und können nebenher benutzt werden, das Gas
vorzuwärmen, <las (]en verschiedenen Retortenräumen zugeführt wird. Der gepulverte
Koks und die zugeführten Gase können von der letzten Retorte abgeleitet und außerhalb
der Retorte in beliebig geeigneter Weise getrennt werden. Auch kann die Kreiselwirkung
in der letzten Wirbelkammer benutzt werden, um den Koks endgültig von den Destillationserzeugnissen
abzuscheiden.
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Die Wirkung, die in jedem Retortenraum auftritt, kann genau durch
Einstellung der Einlaßdriicke und Temperaturen der den Kammern zugeführten Gase
sowie des Druckes in den verschiedenen Ableitungsrohren geregelt werden. Die Ableitungsrohre
können auch der Höhe nach einstellbar sein, so daß die Ableitung der Erzeugnisse
von den geeigneten Zonen der Retortenkammern erfolgen kann. So sind bei der Ausführung
nach Abb. 2 die Ableitungsrohre 18, i9, 20 in lotrechter Richtung verschiebbar und
können in geeigneter Weise eingestellt werden, beispielsweise mit Hilfe von Zahnstangen
mit eingreifenden Tr iebliegen, wie bei 2d., 23 und 2o' angedeutet. Stopfbüchsen
25 verhüten Gasverluste.
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Die Anordnung ist vorzugsweise derart, claß die Trennung des gepulverten
Kokses von den Gasen nicht in der Zone einer Kammer eintritt, die unmittelbar den
tangentialen Einlässen für die heißen Gase gegenüberliegt, vielmehr in einer tieferen
Ehene, wo sich die Kammer nach der Achse zu zusammenzieht; die Geschwindigkeit der
Gase und des gepulverten Kokses wächst etwas nach diesem engeren Bereich zu, wodurch
die abscheidende Fliehkraftwirkung stärker wird. Die erwähnten Ablenker, die unmittelbar
über den Öffnungen der Ableitungsrohre angebracht sind, erleichtern die Trennung
und verhindern die schwereren Teilchen in die Rohre einzutreten.
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Aus der an Hand der Abb. r und 2 gegebenen Beschreibung erkennt man,
daß die Erfindung auf verschiedene Weise ausgeführt werden kann, ohne daß vom Erfindungsgedanken
abgewichen wird. Beispielsweise kann eine Mehrzahl von Ableitungsrohren einer einzigen
Retortenkammer zugeordnet werden, wobei die Einlaßöffnungen der Röhren an verschiedenen
Zonen der Kammer münden. Eine solche Anordnung ist in Abb.3 wiedergegeben, die auch
Gaseinlaßeinrichtungen an verschiedenen Zonen der Retortenkammer aufweist.
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Gemäß Abb. 3 ist die Retortenkammer 26 mit einer Brennstoff zufuhreinrichtung
27 versehen, die ähnlich der an Hand der Abb. r beschriebenen sein möge. Ringförmige
Gaszuleitungen 28, 29 umschließen die Retorte an verschiedenen Ebenen und stehen
mit ihr durch mehr oder weniger tangential in den Wandungen der Retorte angebrachte
Einlässe 30, 31 in Verbindung. Ableitungen 32, 33 ragen axial in die
Kammer 26 hinein und münden in verschiedenen Zonen der Kammer. Diese Röhren sind
in der an Hand der Abb. 2 beschriebenen Weise lotrecht einstellbar. Schilde 3d.,
35 sind gleichfalls über den offenen Enden der Ableitungen angebracht. Dadurch,
daß man das Schild oder den Schirm 35 beispielsweise auf dem Ende der Leitung 33
befestigt und mit Gleitsitz die Leitung 32 umschließen läßt, macht man den Abstand
des Endes der Leitung 33 von ihrem Schirm unveränderlich.
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In der dargestellten Ausführung ist der Retortenkammer 26 eine weitere
unter ihr angeordnete Wirbelkammer 36 zugeordnet, die Gaseinlaß- und Abführungseinrichtungen
37 und 38 aufweist und eine Endaustrittsöffnung 39 für die schwereren Teilchen,
die nach der Behandlung verbleiben. Es ist aber klar, daß eine solche weitere Retortenkammer
bisweilen entfallen oder daß sie auch
in anderer Weise gestaltet
werden kann, ohne daß der Erfindungsbereich verlassen wird. Es sind weiter zwei
Sätze von Gaseinlässen dargestellt, deren jeder zur Schaffung der Wirbel in der
Retortenkammer 26 beiträgt. Doch ist klar, daß eine beliebige Anzahl von
Sätzen von Gaseinlässen zu diesem Zweck vorhanden sein kann, wobei die Temperaturen
der Gase, die durch diese Einlässe zuströmen, vorzugsweise, wenn auch nicht notwendigerweise
fortschreitend von den oberen Zonen nach den unteren Zonen der Retorte zu anwachsen.
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Es ist klar, daß das Gas zum Hinausschleudern des pulverförmigen Gutes
in die erste Retortenkammer und zum Behandeln des Gutes in den verschiedenen Retortenkammern
ein solches sein kann, das aus den Behandlungserzeugnissen gewonnen wird, oder aus
einer anderen Ouelle gewonnenes Gas-oder Luft oder ein Gemisch aus diesen Bestandteilen
je nach besonderen Verhältnissen-und Umständen der gewünschten Behandlung. Das gepulverte
Gut kann auch einer Wärmevorbehandlung unterworfen werden, bevor es in die Retorte
gelangt.
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Die Erfindung ist zwar in erster Linie für die Behandlung staubförmigen
Brennstoffes geeignet, ist aber nicht notwendig darauf beschränkt. Sie kann auch
mit Vorteil zum Rösten und Brennen anderen pulverförmigen oder körnigen Gutes dienen,
beispielsweise gepulverten Zements, präparierter Nährstoffe o. dgl.