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Verfahren und Vorrichtung zum Schwelen bituminöser Stoffe Wenn man
nicht mit heißen Gasen schwelt, sondern feste, strahlende oder Wärme ableitende
Wärmeträger benutzt, hat man zum Schwelen bisher die Wahl zwischen i. gemauerten
oder eisernen ruhenden Schwelöfen, 2. ausgemauerten oder eisernen Drehöfen mit Außenbeheizung,
3. ausgemauerten oder eisernen Drehöfen nach dem Wärmespeichergrundsatz, die abwechselnd
aufgeheizt und durch das Schwelgut .gekühlt werden, q.. Mischung heißer steinerner
oder eiserner Kugeln, die der Kohle ihre Wärme abgeben. Von diesen Mitteln bleiben
die unter i genannten Rolleschen Schwelöfen mit einem Schamottezylinder von i o
bis 12 m Höhe und 1,70 m Durchmesser, der durch 50 m lange Heizzüge
beheizt wird, erfahrungsgemäß nicht dicht; ihr Gas wird mit Rauchgas verunreinigt,
sofern sie nicht Teer und Schwelgas in die Feuerzüge verlustbringend austreten lassen.
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Außenbeheizte eiserne,senkrechte Zylinderöfen, ruhende wie bewegte,
haben - erstere früher, letztere in neuerer Zeit - zwar Aufsehen erregt, aber dazu
geführt, daß. immer teuerere Gußsorten, immer kleinere Zylinderbauschüsse gewählt
werden mußten, weil kein eisernes Material bisher auf die Dauer ohne Verziehungen
oder Sprünge, ohne Veränderung der Lagerung bleibt und aus diesem Grunde die gleichen
Nachteile erwachsen wie beim Schamottezylinderofen. Insbesondere deshalb, weil die
beheizten Wärmeübertragungskörper zugleich tragende Bauelemente sind, und wäre es
auch nur, daß sie ihr eigenes Gewicht tragen müssen. Die Schäden treten - insbesondere
dann auf, wenn die eisernen Zylinder bewegt werden. DiaT emperaturhöhe und damit
die Leistungsfähigkeit ist bei zu geringen Werten begrenzt.
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Ofen nach 2 haben zu geringen Wärmedurchlaß, d. h. geringe Schwelleistung,
wenn man sie .auf zulässige Höhe beheizt, und gehen zu Bruch, wenn man höhere Temperaturen
versucht. Deshalb ist der außenbeheizte Drehofen praktisch wieder verlassen worden.
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Öfen nach 3 harren noch ihrer Bewährung für Ofengrößen großtechnischer
Abmessungen; man rechnet mit Materialzermürbung beim Bewegen der notwendigerweise
großen Massen und mit Abblätterungen bei dem regelmäßig wiederholten Temperaturwechsel.
Der Betrieb ist nur intermittierend durchzuführen.
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Alle drei -Ofentypen verlangen nach heutigem Stand der Theorie und
der Praxis Gasbeheizung, die teuer im Betrieb ist. Dagegen kommen vorteilhafterweise
mit Beheizung durch feste Brennstoffe Öfen nach q. aus. Sie sind jedoch nicht praktisch
angewendet worden. Benutzt man Sand und Steine, so ist ihre Abtrennung. unmöglich
oder schwierig. Verwendet man größere Körper,
etwa Steine oder Stahlkugeln,
zo zerdrücken oder zerreiben diese den Brennstoff, der als zerkleinerter Koks auskommt.
Sie folgen der Bewegung des Brennstoffes nicht zuverlässig, durchlaufen den Ofen
mit anderer Geschwindigkeit als die Kohle, wobei eine Relativbewegung zwischen dem
Schwelgut und den Kugeln usw. stattfindet, ohne Gewähr dafür zu bieten, daß die
Kohle gleichmäßig ausgeschwelt wird und daß; sie während des Prozesses ihre Wärme
dort und so schnell abgeben, wo sie unerläßlicherweise ganz gleichmäßig verteilt
gebraucht wird. Dieser Vorgang ist nur im Gleichstrom von Kohle und Wärmeträger
durchführbar. Der Wärmeträger ist am heißesten, wo hohe Temperatur zur Entwässerung
nicht gebraucht wird, er ist zu kalt, wo man zum Ausschwelen hohe Temperaturen braucht.
Versucht man ihn sehr heiß anzuwenden, dann sprüht und verstaubt die Kohle (Leidenfrost-Phänomen)
und zerfällt unter der Wirkung hohen Dampfdruckes an Stelle der Überhitzung; der
Koks wird auch .aus diesem Grunde zu stark zerkleinert. Schließlich muß der Wärmeträger
dem Prozeß mit mehr als der höchsten Temperatur, die das Schwelgut annimmt, entnommen
werden, was die Wärmeleistung je Gewichtseinheit stark vermindert.
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Die Führung der Wärmeträger kann nicht bei ausgeglichenem Gewicht
vorgenommen werden, sie müssen mit ihrem vollen Gewicht gehoben werden; z. B. verlangt
i t Rohbraunkohle mit 5oo ooo WE Wärmebedarf Fallen und Heben von etwa
17 t Stahlkugeln, die zwischen 7oo und q.5o° benutzt werden.
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Alle diese Nachteile vermeidet das folgende Verfahren, bei dem erhitzte
endlose Ketten .oder Bänder aus Metall oder Metall und Stein im Gegenstrom zur Kohle
durch einen Erhitzer und durch einen ruhenden, an sich nicht direkt beheizten Schacht
so hindurchgezogen werden, daß die absinkende Kohle die in ihr aufsteigende Kette
abkühlt und selbst dabei ausgeschwelt wird. Die Ketten sind zweckmäßig als Gelenkketten
ausgebildet; man gibt ihren Gliedern z. B. Platten- oder Hohlzylinderform und gestaltet
ihre Oberfläche z. B. durch Riffelung möglichst groß. Man kann die- Ketten und Bänder
als Ganzes in der Kohle laufen lassen oder ihre Halteglieder zur Schonung in. Aussparungen
an den -Ofenseitenwänden führen. Auch im Heizschacht kann man die Halteglieder der
direkten Flammeneinwirkung-auf gleiche Weise entziehen. Im übrigen, erfolgt die
Beheizung in einem 'beliebigen Ofen, durch den das jeweils außerhalb des Schwelraumes
befindliche Trum hindurchgeführt wird. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten wird =
der Heizofen zweckmäßig unmittelbar an den Schwelofen angebaut (oder Schwelraum
und Heizraum bilden zusammen den Ofen).
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Die Abdichtung der Ketteneintrittsstelle gegen den Heizraum kann entweder
durch beschwerte Klappen oder ähnliche mechanische Vorrichtungen oder aber durch
pulverförmiges Material, wie Koks, Kohle, Asche, Sand, erfolgen. Dies wird durch
die Zeich--" nung beispielsweise erläutert.
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Der SchachtofenA besitzt in seinem Innern einen jalousieeinbau B,
innerhalb dessen das Schwelgut C hinabgleitet. Die erzeugten Gase und Dämpfe treten
in den aus der Ofenwand und den Jalousien gebildeten RaumD, aus welchem sie durch
die öffnungen E und E' in die Kondensation ziehen, wobei man die durch E oder E'
abgezogenen Gasmengen abstufen kann. Unmittelbar an den Ofenschacht angebaut ist
ein zweiter Raum von vertikaler Ausdehnung F. Durch den Raum F und den Raum innerhalb
des jalousieeinbaues G, die miteinander an ihren unteren Enden in. Verbindung stehen,
wird ,eine endlose Kette H. gelegt, die durch oberhalb des Schachtofens angebrachte
Mitnehmerscheiben I( bewegt wird. Das innerhalb des Raumes F befindliche Trum der
Kette wird durch eine Heizvorrichtung J, deren Gase durch L in den Raum F
eintreten, erhitzt. Innerhalb des Ofens sind noch einige Führungselemente, wie Führungsrolle
M und Gleitschiene N, angebracht. Das Innere des Ofens ist gegen die Außenluft
durch den unverschwelten Brennstoff C, durch den die Kette nach Abgabe ihrer restlichen,
nicht im Schwelraum abgegebenen Wärme austritt, abgedichtet; gegen den Heizraum
F erfolgt die Abdichtung durch den. ausgeschwelten Brennstoff, der sich im untersten
Teil des Ofens ansammelt und nach Maßgabe der Ausschwelung mittels. der Schieber
O und P in den Wagen R ausgetragen wird. Ein Teil des Schwelkokses kann durch S
-unmittelbar der Feuerung J zugeführt werden.
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In besonderen Fällen können Kette und Kohlen auch im Gleichstrom geführt
werden, insbesondere, wenn bei stark vorgetrockneter Kohle die Wärme bei dichter
beieinanderliegenden Temperaturen verbraucht wird, wenn z. B. die Trocknung eine
zu starke Abkühlung des Wärmeträgers nicht notwendig mit sich bringt.
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Hiermit werden folgende wesentliche technische Vorteile erzielt Man
braucht keine teuren. Sonderbaustoffe, sondern kann beliebige billige Schamotte-oder
Gußglieder wählen, da Formänderungen weitgehend belanglos sind. Der Schwelofen an
sich nimmt nur die Temperatur des- Teers und Wasserdampfes bis etwa 25.o0
bzvr. etwa
¢0o bis q.5o° des Schwelkokses im Unterteil an, er hat
keine erhitzten tragenden Bauelemente; er bleibt dicht, obwohl er leicht gebaut
ist. Man kann deshalb die Temperatur der Ketten vor Eintritt so hoch wählen, wie
es Eisen und Schamotte vertragen, und erzielt daher besonders hohe Wärmeumsätze
und Durchsatzleistungen. Nur die untersten Verbindungsglieder sind - und auch nur
mit diesem Teil der Last - auf Festigkeit beansprucht.
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Überhitzung der Kohle tritt nicht ein, weil man die Geschwindigkeit,
mit der Kohle und Kette aneinander vorbeigeführt werden, durch ihre zwangläulige
Bewegung nach Wunsch regeln kann, was z. B. bei herabsinkenden Steinen oder Kugeln
nicht unabhängig und zwangläufig möglich ist. Dazu kann man die Kohle je nach Ausbildung
der Kette beliebig wenden und durchrühren. Je nach Weite des Schwelraumes G, die
von oben nach unten wechseln kann, kann man auch die Geschwindigkeit des Kohlenstromes
der örtlich erwünschten Temperatur anpassen. Man kann die billige Wärme fester Brennstoffe,
z. B. des Schwelkokses, anwenden und braucht nicht die teure Gasfeuerung, die sich
bei allen Schwelverfahren, sei es als einzige oder zusätzliche Beheizung, als nötig
erwiesen hat.
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Man braucht nicht das hohe Temperaturgefälle zwischen Rauchgasen und
Zugwand und Schwelgut wie bei indirekt beheizten Schamotte- und Eisenöfen. Vielmehr
werden einerseits die Rauchgase von der kalt zurückkehrenden Kette bis beinahe zu
theoretischer Wärmeausnutzung gekühlt. Andererseits wird der Wärmeinhalt der Kette,
die oben wasserhaltige Kohle trocknet, fast bis auf ioo° ausgenutzt. Der Koks gleitet
schnell genug am einlaufenden heißen Trum vorbei, um nicht höher erhitzt zu werden,
als die restlose Ausschwelung verlangt, d. h. etwa q.oo°. Die mechanische Beanspruchung
und Zerkleinerung der Kohle ist gering, weil die durch die Jalousien getragene Kohle
überall seitlich ausweichen kann. Der Kraftaufwand ist klein, weil die Kette mit
ausgeglichenem Gewicht läuft, nicht aber Steine oder Kugeln frei gehoben werden
müssen.
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Wesentlich ist die Relativbewegung zwischen den Wärmeträgern und dem
Schwelgut, die an sich bei der Verwendung von Stahlkugeln usw. bekannt ist. Die
Erfindung erstreckt sich demgemäß nicht auf die Benutzung endloser Bänder, Ketten
o. dgl., die als Tragorgane für das Schwelgut dienen, da hier das Schwelgut auf
den Bändern oder Ketten aufliegt, also nicht relativ zu ihnen bewegt wird.