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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von hochwertigem Halb- oder
Ganzkoks aus Brennstoffen beliebiger Art Bei der Verschwelung bzw. Verkokung von
Brennstoffen war es bisher üblich, die letzteren lose oder verdichtet, in Form eines
von Hand oder maschinell gestampften Kohlenkuchens, in die Schwelretorte bzw. Verkokungskarnmer
einzuführen, wo die Brennstoffe je nach dem gewünschten Grade der Verschwelung bzw.
Verkokung durch allseitige Erwärmung auf Schwel- bzw. V erkokungstemperatur erhitzt
wurden. Die Schwelretorten oder Verkokungskammern @-:aren zu diesem Zweck von Heizkammern
umgeben, welche ihre Wärme zunächst an die Wandung der Schwelretorte bzw. Verkokungskainmer
und von da aus an den Brennstoffbesatz abgaben. Infolge der schlechten Wärmeleitfähigkeit
der Brennstoffe erhitzten sich hierbei zunächst die äußeren Schichten des Besatzes,
während die Wärme nur ganz allmählich bis in das Innere des Kohlenkuchens eii1drang.
In den äußeren Zonen begann demnach das Brennmaterial bereits zu sintern und zusammenzubacken,
während im Innern des Besatzes infolge der dort herrschenden iel niedrigeren Temperatur
noch nicht einmal die in dem Brennstoff enthaltene Feuchtigkeit völlig verdampft
war. Der Wasserdampf und die Schwelgase konnten daher infolge der schrumpfenden
und sinternden Oberfläche des Kohlenkuchens nicht frei entweichen, sond;rn mußten
sich ihren Weg ins Freie mit Gewalt bahnen. Die sinternden und zusammenbackenden
Kohlenteilchen wurden daher durch den entstehenden Überdruck explosionsartig auseinandergerissen,
und es entstand auf diese Weise ein Koks, dessen mechanische Festigkeit häufig nicht
allen an denselben zu stellenden Anforderungen genügte. Eine weitere Folge der geschilderten
Vorgänge ist die Bildung der sogenannten Koksnaht, welche darin besteht, daß im
Inneren des Kohlenkochens eine schlitzartige Höhlung entstand, von welcher aus das
Gefüge des Kokses sich strahlenförmig nach außen bildete.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Erzeugung von Halb- oder Ganzkoks, bei welchen die vorerwähnten Nachteile völlig
vermieden werden und ein Enderzeugnis entsteht, welches den an dasselbe zu stellenden
Anforderungen in jeder Hinsicht, insbesondere hinsichtlich seiner mechanischen Festigkeit,
genügt. In der Erkenntnis, daß es insbesondere darauf ankommt, den bei der Verschwelung
bzw. Verkokung entstehenden Schwel- oder Kokereigasen stets einen möglichst ungehinderten
Abzug aus dem Brennstoffbesatz zu ermöglichen, besteht das neue Verfahren darin,
den Brennstoff nach seiner allgemeinen Vorwärmung nicht weiterhin allseitig gleichmäßig,
sondern nur an einzelnen Stellen zusätzlich zu erhitzen bzw. den Brennstoff lediglich
im ganzen gleichmäßig vorzuwärmen, hierauf
aber die weitere zusätzliche
Erhitzung auf einzelne Stellen zu beschränken, so daß die sich bildenden Schwel-
bzw. Glühzonen lediglich von den zusätzlich erhitzten Stellen aus konzentrisch oder
linear fortschreiten. Die Heizquellen für die zusätzliche Erhitzung werden hierbei
derart angeordnet, daß die von denselben ausgehenden Schwel- bzw. Glühtonen sich
nicht überschneiden und die Verschwelung bz-%v. Verkokung an allen Stellen des Besatzes
gleichzeitig beendigt ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Verschwelung bzw.
Verkokung nicht gleichzeitig an der gesamten geheizten Außenfläche des Brennstoffbesatzes
beginnt und gleichmäßig in das Innere des Brennstoffes fortschreitet, sondern nur
an den zusätzlich erhitzten Stellen der Außenfläche und nur von dort aus in der
erwähnten Weise fortschreitet. Die entstehenden Schwel- oder Kokereigase haben dann
stets die Möglichkeit, von den Glühzonen aus durch das noch nicht verschwelte bzw.
v erkokte, also nicht verkrustete und noch gasdurchlässige Material ungehindert
nach außen zu strömen, ohne daß im Inneren des Brennstoftbesatzes ein schädlicher
Überdruck entsteht, welcher die Sinterung bzw. -das Zusammenbacken der Brennstoffteilchen
stören oder hindern könnte. Je nach der verwendeten Kohlensorte erfolgt die Vorwärmung
des Brennstoffes bei der Verschwelung etwa bis 3oo° bis 3Z-0° C, bei der Verkokung
etwa bis 6oo° bis 7oo° C, gegebenenfalls auch bis dicht unterhalb der Verkrackungsgrenze,
welche etwa bei 8oo° liegt. Das Verfahren ist bei Ofen mit rundem oder rechteckigem
Querschnitt anwendbar. Die Heizung des Brennstoffbesatzes an einzelnen Stellen kann
auf elektrischem Wege oder auf andere Weise, beispielsweise auch durch Gas, erfolgen.
Die Vorwärmung des Brennstoffbesatzes kann in der Kokskammer selbst oder auch außerhalb
derselben auf beliebige Weise vorgenommen werden.
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Es ist bereits eine Vorrichtung bekannt geworden, bei welcher der
Brennstoff durch einige an der äußeren Peripherie derselben angebrachte Heizkörper
erwärmt wird. Die Heizung erfolgt aber hier nicht derart, daß nach Vorwärmung des
gesamten Besatzes einzelne Stellen desselben höher erhitzt werden, um die Verschwelung
bzw. Verkokung an diesen Stellen einzuleiten, sondern so, daß sich die Erwärmung
möglichst gleichmäßig auf den Besatz verteilt. Zu diesem Zweck ist die Retorte in
einzelne Kammern unterteilt, wobei sich in der Mitte ein Sammelraum für die abziehenden
Schwel- bzw. Verkokungsgase befindet. Dieser Einrichtung gegenüber besteht das Neue
der Erfindung darin, daß die Heizkörper derart angeordnet sind, daß der Besatz mittels
derselben an den betreffenden Stellen lokal bis auf die Verschwelungs- bzw. Verkokungstemperatur
erwärmt wird, so daß von hier aus die Verschwelung bzw. Verkokung eingeleitet werden
kann und die Glühzonen von diesen Stellen aus konzentrisch oder linear fortschreiten.
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Der Gegenstand der Erfindung ist auf beiliegender Zeichnung in einigen
Ausführungsbeispielen veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i einen horizontalen
Querschnitt durch einen Rundofen mit F-lektrodenerhitzung. wobei die Verkokungskammer
mit einer Heizkammer zum Anheizen umgeben ist, Abb. 2 einen horizontalen0Querschnitt
durch einen ähnlichen Ofen wie Abb. i unter Wegfall der Heizkammer, Abb. 3 einen
horizontalen Querschnitt durch einen Batterieofen mit rechteckigen Verkokungskammern,
zwischen denen und unterhalb deren Heizkammern angeordnet sind.
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Bei den in Abb. i und :2 dargestellten Rundöfen wird der Brennstoff
entweder in Einsatzkörben oder aber in Form eines verdichteten Kohlenkuchens eingesetzt.
Die Elektroden a können hierbei als Randelektroden oder aber als Innenelektroden
innerhalb des Brennstoffbesatzes angeordnet sein. Statt einer Innenelektrode können
auch deren mehrere vorhanden sein, jedoch ist stets darauf zu achten, daß beim Fortschreiten
der Verkokung kein Überschreiten der Glühzonen stattfindet, so daß .die Schwel-
bzw. Kokereigase stets ungehindert ins Freie entweichen können. Auf der Zeichnung
ist der ungefähre Verlauf derGlühzonen angedeutet, wie dieselben von den Erhitzungsstellen
aus fortschreiten. Die Randelektroden sind so angeordnet, daß sie beim Wechseln
des Besatzes an Ort und Stelle verbleiben können und vor Beschädigungen geschützt
sind. Im Gegensatz zu der Ofenausführung nach Abb. 2 ist der Besatz bei der Ofenausführung
nach Abb. i mit einer Heizkammer b umgeben, so daß also die Vorwärmung des Besatzes
hier im Ofen selbst erfolgen kann. Bei der Ofenausführung nach Abb. 2 kann der Besatz
außerhalb des Ofens auf beliebige Weise vorgewärmt und in diesem Zustande in den
Ofen eingeführt werden.
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Bei der Ofenausführungform nach Abb. 3 wird der Brennstoffbesatz in
der bisher üblichen Weise in Form eines verdichteten Kohlenkuchens in die Kokskammern
c eingeführt. Zwischen und unterhalb der Kokskammern befinden sich Heizkammern d,
welche zum Anheizen bzw. Vorwärmen des Besatzes dienen. In den Wandungen e des Ofens
befinden sich außerdem noch besondere Heizkanäle f, durch welche nach erfolgter
Anwärmung des Besatzes hochtemperierte Heizgase geleitet werden. Da die Wandungen
dieser
Kanäle f aus wärmedurchlässigem Material bestehen, werden
hierbei die diesen Kanälen benachbarten Stellen des Kohlenkuchens intensiv erhitzt,
so daß die Verschwelung bzw. Verkokung an diesen Stellen beginnen und in der in
der Zeichnung angedeuteten Art im Brennstoffbesatz fortschreiten kann. Auch hierbei
ist den Schwel- oder Kokereigasen die freie Abzugsmöglichkeit aus dem Brennstoffbesatz
gewährleistet.
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Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die in -der Beschreibung
erläuterten und in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele beschränkt.
sondern umfaßt auch alle übrigen Ausführungsformen, welche auf dem gleichen Grundgedanken
der Erfindung beruhen. .