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Großleistungsofen zum Schwelen von Kohle o. dgl. Man kennt Trockenöfen,
z. B. zum Trocknen von Stärke mit periodisch bewegten Arbeitsflächen, bei denen
die periodisch bewegte Gesamtarbeitsfläche in verhältnismäßig kurze Arbeitsflächen
unterteilt ist, die übereinander zu einem einheitlichen Ofenverband zusammengefaßt
sind und von einer gemeinsamen Zuführungsvorrichtung beschickt werden, die jedoch
in der Form, in der sie bekannt geworden sind, als Schwelöfen insofern nicht geeignet
sind, als zwischen einem Trockenofen und einem Schwelofen sehr erhebliche technische
Unterschiede bestehen, schon im Hinblick darauf, daß es sich um die Gewinnung von
ganz anderen Produkten handelt. Während nämlich beim Trockenofen einzig und allein
das Trockenprodukt gewonnen wird, dagegen die aufsteigenden Dämpfe, reine Wasserdämpfe,
als wertlos anzusehen sind, liegt beim Schwelofen bekanntlich der Fall umgekehrt.
Das feste Produkt, d. h. der entstandene Halbkoks, ist zwar nicht wertlos, aber
immerhin ein Nebenprodukt; der Hauptwert ist auf die Gewinnung der Tieftemperaturteere
zu legen, die gasförmig anfallen und zu deren Gewinnung, Abführung und Weiterverwertung
ganz besondere Einrichtungen notwendig sind, die allerdings an sich bekannt sind,
wie auch die Verwendung von Rütteltischen beim Schwelen an sich bekannt ist.
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Zweck der Erfindung ist die sachgemäße Kombination dieser an sich
bekannten Einzelheiten zur Schaffung eines Großleistungsofens für die Schwelerei.
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In diesem Sinne ist ein neuer Gedanke in der Anordnung derartiger
kurzer Arbeitsflächen in Gruppen parallel nebeneinander angeordneter Arbeitsflächen
zu sehen, die ihrerseits übereinander angeordnet sind. Von diesen Gruppen nebeneinander
angeordneter Arbeitsflächen soll nach der Erfindung jede der übereinanderliegenden
Gruppen zu einer in sich geschlossenen Zelle ausgebildet sein, und zwar derart,
daß jede der Gruppen eine besondere Ummantelung besitzt, und daß diese ummantelten
Gruppen übereinander in einem geschlossenen Mantelraum eingebaut sind. Diese Zelleneinteilung,
die für Trockenöfen sinnlos wäre, weil dort die Trocknungsluft, von unten nach oben
gehend, durch die sämtlichen durchlässigen Trockenbänder hindurchstreichen muß,
bietet für den Zweck der Schwelung ganz wesentliche Vorteile, besonders für das
Abfangen und rasche Abführen der Schwelgase. Es ist bekannt, daß für die Tieftemperaturteere
eine große Gefahr durch die Berührung mit zu heißen oder zu kalten Gehäuse- oder
Leitungsteilen besteht, weil im ersten Fall ein Niederschlagen der von den heißen
Gasen mitgeführten Öle, im zweiten Fall ein Verkracken der Teeröle zu befürchten
ist.
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Eine wesentliche Vorbedingung für einen Erfolg der Schwelung ist die
Möglichkeit, die Schwelgase von der Entstehungsstelle unmittelbar und ohne Umwege
abzuführen, und zwar so rasch wie möglich, um sie der Weiterverarbeitung zuzuführen.
Hierfür bietet offensichtlich die Zelleneinteilung des neuen Schwelofens wesentliche
Vorzüge.
Will man eine besonders schonende Schwelbehandlung erzielen,
so soll nach der Erfindung das Schwelgut auf den kurzen Arbeitsflächen in an sich
bekannter Weise in ungewöhnlich dünnen Schichten, z. B. Schichtdicken unter To mm,
aufgetragen werden.
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Im Zusammenhang mit der allgemeinen Bauart des neuen Ofens hat die
Wahl einer derartig dünnen Schicht eine ganz besondere Bedeutung. Der verfolgte
Zweck kann in optimaler Weise nur erreicht werden, wenn ein vollständiger Schwelvorgang
auf einer einzigen dieser kurzen Flächen durchgeführt werden kann. Dies ist aber
nicht möglich unter Verwendung normaler Schichtdicken. Erst durch die Wahl so ungewöhnlich
dünner Schichten gelingt die Durchführung der Verschwelung auf jeder der kurzen
Arbeitsflächen und nur dadurch wird ein Höchstwert der gewünschten Leistung erzielt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des neuen Ofens sollen an sich
bekannte Rüttelvorrichtungen verwendet werden, um jede Zelle als Ganzes zu bewegen.
Diese Maßnahme ist eine Bedeutung für den Erfindungsgegenstand, die über die Verwendung
von Rütteltischen bei anderen Schwelvorrichtungen weit hinausgeht.
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Durch die Anwendung der Rüttelförderung auf in ungewöhnlich dünner
Schicht ausgebreitetes Behandlungsgut wird nämlich ein Aufwirbeln von Staub, das
sonst unvermeidlich ist, durchaus vermieden. Hierdurch wird einmal die Betriebssicherheit
hinsichtlich der Explosionsgefahr erhöht und zum anderen die in der Schwelerei so
gefürchtete Einverleibung von Staubteilen in die Schwelgase vermieden.
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Die Rüttelvorrichtung erweist sich auch bei einer anderen Ausführungsform
als nützlich, bei der in jeder Zelle nur die Arbeitsflächen bewegt werden.
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Wesentliche Vorteile des neuartigen Großleistungsofens sind zu sehen
in der leicht zu beherrschenden Betriebsweise, die vor allem eine ausgezeichnete
Regelbarkeit des gesamten Behandlungsvorganges einschließt. Da außerdem die gesamte
Ofeneinheit aus einer großen Anzahl schwingender Einzelmassen, die jede für sich
ein verhältnismäßig geringes Gewicht hat, besteht, ergibt sich eine hohe Sicherheit
des Betriebes. Im Zusammenhang damit steht, daß der Aufbau des Ofenverbandes mit
sehr einfachen normalen technischen Mitteln durchführbar ist. Insbesondere ist es
von erheblicher Bedeutung für die Praxis, daß die hohe Betriebssicherheit der neuartigen
Anordnung auch bei allergrößten, durch eine sehr große Anzahl von Zellen gebildeten
Einheiten vorliegt, da etwa vorkommende Betriebsstörungen normalerweise nur an einer
einzelnen Zelle des Ofens auftreten, die dann in einfacher Weise dadurch zu beheben
sind, daß man diese Zelle stillsetzt und ausbaut, während die anderen ungestört
weiter in Betrieb bleiben können.
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Bekanntlich,spielt auch die Wärmebilanz im Schwelbetrieb eine recht
wesentliche Rolle, und die neue Bauweise bringt in dieser Hinsicht den besonderen
Vorteil, daß,die an sich unvermeidlichen Ausstrahlungsverluste dadurch erheblich
verringert werden, daß die einzelnen Zellen zu einem dichten einheitlichen Verband
zusammengefügt sind. Der gesamte Ofenverband als solcher wird durch ein wärmeisolierendes
Mauerwerk o. dgl. gegen Ausstrahlungsverluste geschützt. Innerhalb dieses Verbandes
geht keine Wärme verloren, da die Ausstrahlung von einer Zelle zur anderen von dem
durch den Ofen hindurchgeführten kälteren Behandlungsgut aufgenommen wird. Es ist
auch ohne weiteres zu erkennen, daß die Größe der äußeren Isolierfläche und damit
der Wärmeverlust bei dem neuen Ofenverband wesentlich kleiner ist als bei einer
der bekannten langgestreckten Konstruktionen.
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Das Zusammenwirken der betriebstechnischen, baulichen und wärmetechnischen
Vorteile ergibt einen Großleistungsofen von ausgezeichneten technischen Eigenschaften.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in derZeichnung
dargestellt. Es zeigen Abb. i eine Ofenanlage gemäß der Erfindung in Richtung der
Förderbewegung des zu verschwelenden Gutes geschnitten, Abb.2 einen Querschnitt
der dargestellten Ofeneinheit. Die gezeigte Ofeneinheit ist verhältnismäßig klein
gewählt, um eine übersichtlichere Darstellung zu ermöglichen.
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Der neue Ofen weist einen Kohlenbunker i auf, der durch eine Anzahl
Fülltrichter 2 relativ feinkörnige Kohle Auftragevorrichtungen 3 zuführt. Diese
Auftragevorrichtungen sind so ausgestaltet, daß sie das feinkörnige Schwelgut auf
die ganze Breite der leicht geneigten, kurzen Herdbahnen q am oberen Ende dieser
Bahnen zuführen.
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Die Zuführungsstelle liegt in der Nähe der oberen Schmalkante der
zu je einer Arbeitsfläche verbundenen Herdbahnen q., so daß durch eine geeignete
Rüttelbewegung der Arbeitsflächen eine Wanderung des Schwelgutes in der Pfeilrichtung
erzielt wird. An den tiefer gelegenen Schmalkanten der Herdbahnen q. gelangt das
abgeschwelte Gut in Sammeltrichter 5 und von dort durch eine Verbindungsleitung
in die Stutzen 6, welche das Gut dem Sammelbunker 7 zuführen. Unter dem Sammelbunker
7 ist zum Austragen des abgeschwelten Gutes eine Förderschnecke 8 angeordnet.
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Die Beheizung der durch die Herdbahnen q. gebildeten Arbeitsflächen
wird durch Gasdüsen g bewirkt, die die Heizgase einem Verbrennungsraum io zuführen.
Der Abzug der Heizgase erfolgt durch die Stutzen m. Auf der
Abb.
z sind ferner die Einrichtungen zur Übertragung der Schüttelbewegung auf die Arbeitsflächen
der oberen Reihe zu erkennen. Die entsprechenden Einrichtungen für die unteren Arbeitsflächen
sind der Einfachheit halber in der Zeichnung fortgelassen.
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Eine Exzenterstange 12, von einem Exzenter 13 getrieben, greift an
einem Tragrahmen 17 an, auf dem die gesamte Heizeinrichtung mit den darin liegenden
Arbeitsflächen aufgelagert ist. Es wird somit bei der oben gezeigten Ausführungsform
ein vollständiger Gehäusekörper in-Bewegung gesetzt, der die Heizdüsen 9, die Heizräume
zo mit Abzugstutzen der Heizgase, die Arbeitsflächen (Herdbahnen q.) sowie eine
darüber befindliche Haube 18, die Auftragvorrichtungen 3 und die Sammelstutzen 5
trägt. Es sei besonders bemerkt, daß diese Konstruktion lediglich beispielsweise
angegeben ist.
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In der Abb. 2 sind Stutzen 1a zu erkennen, welche die Schwelgase aus
dem Raum zwischen den Herdbahnen 4. der oberen Reihe und der darüber befindlichen
Haube 18 abzusaugen gestatten. Die entsprechenden Einrichtungen für die unteren
Arbeitsflächen sind der Einfachheit halber in der Zeichnung fortgelassen. Aus den
Stutzen 1q. gelangt das Schwelgas dann durch eine kurze Leitung in die Sammelrohre
15, welche das Schwelgas zweckmäßig einer gemeinsamen Kondensations- und Teergewinnungsanlage
zuführen. In der Abb. 2 sind im übrigen auch die Auftragsvorrichtungen 3 sowie die
Trichter 5 zur Sammlung des abgeschwelten Gutes zu erkennen. Außerdem sind die in
den Sammelbunker 7 einmündenden Zuführungsstutzen 6 dargestellt wie auch die Förderschnecke
B.
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Die Wärmeisolierung der gesamten Vorrichtung ist in den Abb. z und
2 durch die Isolationswände 16 angedeutet, welche die Vorrichtung nach außen hin
gegen Wärmeverluste in ausgezeichneter Weise schützt.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung der beispielsweise angegebenen Ofenkonstruktion
ist dadurch zu erreichen, daß man im Unterschied zu der beschriebenen Vorrichtung
lediglich die aus den Herdbahnen q. gebildeten Arbeitsflächen einer geeigneten Schüttelbewegung
unterwirft, dagegen die Heizräume zo und die Haube 18 zusammen mit den angeschlossenen
Armaturen mit dem Traggerüst des Ofens fest verbindet. Es ist dann im allgemeinen
erforderlich, durch geeignete Tauchbleche an den Arbeitsflächen und durch Sandrinnen
an dem Umfang der Heizkörper die Heizräume io gegen den Raum oberhalb der Arbeitsflächen
abzudichten. Diese Konstruktion hat aber den Vorteil, daß nur noch ganz geringe
Massen der zwecks Förderung des Schwelgutes notwendigen Schüttelbewegung unterworfen
zu werden brauchen und die Armaturen zur Zu- und Abführung des Schwelgutes sowohl
wie die der Schwel- und Heizgase keine gelenkige bzw. nachgiebige Verbindung benötigen.
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Im Zusammenhang damit kann die ganze Ofeneinheit auch auf einen erheblich
kleineren Raum zusammengedrängt werden, weil insbesondere auch die Sammelleitungen
für die Schwelgase außerhalb des Ofenraumes zu verlegen .sind, eine nachträgliche
Überhitzung der Schwelgase also mit Sicherheit vermieden werden kann, auch wenn
der Ofen mit verhältnismäßig hoher Temperatur der Heizräume io betrieben wird.
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Trotz einer relativ hohen Temperatur der Heizräume zo ist es möglich,
die Verschwelung der Kohle äußerst schonend durchzuführen, weil das kalt aufgetragene
Schwelgut in verhältnismäßig schnellem Fluß in den erfindungsgemäß verteilten Parallelströmen
die gesamte Ofeneinheit durchwandert. Es wird mit dieser einfachen technischen Maßnahme
also gewährleistet, daß eine hohe Belastung der Arbeitsflächen, d. h. eine große
Menge Schwelgutdurchsatz je qm Heizfläche, erreicht wird, wobei aber eine unwirtschaftliche
Überhitzung vermieden, zugleich aber eine äußerst wirtschaftliche Ausnutzung der
Vorrichtung erzielt wird.
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Die gesamte Bauweise des Ofens und die darin durchgeführte Verfahrensweise
stellen sich also so dar, daß eine große Anzahl über-und nebeneinander angeordneter,
im wesentlichen waagerecht verlaufender Arbeitsflächen von fließenden Schichten
kalter Kohle überdeckt werden. Es ergibt sich somit eine stetige Erwärmung und Abschwelung
dieser ununterbrochen durch die Heizräume geführten Kohleschichten. Die Einheitlichkeit
der gesamten Vorrichtung gestattet auch, einen einzigen Kohlenbunker anzuordnen,
aus dem jeder einzelnen Arbeitsfläche die genau einzuregelnde Kohlenmenge zugeführt
wird, die nach Wanderung über die Arbeitsfläche wieder mit den übrigen Koksmengen
in einem einzigen Sammelbunker zusammengeführt wird.
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Während die Einheitlichkeit der Beschickung mit Schwelgut und die
Abführung des Kokses durchweg im allgemeinen als wirtschaftlich und notwendig zu
bezeichnen ist, ist es günstig, daß die Beschickung der einzelnen Heizräume mit
Heizgasen unterteilt vorgenommen wird, damit eine sorgfältige Regelung der Temperaturverhältnisse
möglich ist. Ferner ist es günstig, daß die Arbeitsflächen in kleineren Verbänden
oder auch einzeln und nicht in zwangsläufigem Zusammenhang angetrieben werden, weil
damit eine betriebstechnisch höchst einfache Überholung einzelner Zellen gewährleistet
ist. Die Schwelgase werden im allgemeinen einer Weiterbehandlung in einem einzigen
oder doch nur wenigen Einzelapparaten unterworfen, da die Zuführung dieser Gase
aus den einzelnen
Sammelräumen durch Sperrorgane abgeriegelt werden
kann, so daß jede einzelne Zelle aus dem gesamten Ofenverband vollständig zu isolieren
ist, während alle übrigen Zellen weiter in Betrieb erhalten werden.