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Geneigter Rohrbündeldrehofen zum Schwelen kohlenstoffhaltiger Materialien
Es ist bekannt, zum Schwelen kohlenstofflialtiger 'Xlaterialien Drehrohröfen zu
verwenden. Die in solchen Ofen durchsetzbare Menge Schwelgut ist indessen gering
im Verhältnis zu dem Rohrvolumen. Da der Durchsatz bei gegebener Temperatur u. a.
von der Größe der Heizfläche abhängt, so ist schon der Vorschlag gemacht worden,
den Drehrohrofen zu unterteilen, indem z. B. statt eines Rohres von 2 m -0- ein
Rohrbündel aus sechs Rohren von j e 1/. m .s' empfohlen wurde, wodurch man 5o °j,
Heizfläche gewinnen würde. Aber auch dieser Rohrbündelofen hat noch einen kleinen
Durchsatz; will inan größere Durchsätze erzielen, so müßten sehr lange, etwa -o
bis 5o in lange Rohre gewählt werden, was jedoch, insbesondere wenn voti außen geheizt
werden soll, große technische Schwierigkeiten bietet. Bei Anwendung kürzerer Ofen
darf immer nur eine beschränkte Menge Schwelgut in die einzeliien Rohre gebracht
werden, damit das Schwelgut völlig ausgeschwelt den Ofen verläßt: hierzu sind komplizierte
Aufgabevorrichtungen für das Schwelgut, z. B. eine Art Hickethierapparat o. dgl.,
erforderlich.
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Es wurde nun gefunden, daß man auch in verhältnismäßig kurzen Rohrbündelöfen
ohne besondere Aufgabevorrichtungen leicht einen befriedigenden Durchsatz erzielen
kann, wenn man das geneigte Rohrbündel an der Seite, auf der das Schwelgut eingetragen
werden soll, sich in einem mit dem Schwelgut gefüllten feststehenden Bunker drehen
läßt. Diese Art der Schwelgutzuführung gestattet nämlich, den Durchmesser der einzelnen
Rohre so eng und ihre Zahl so groß zu wählen, daß unter entsprechender Neigung des
Ofens selbst bei geringer Längenausdehnung und hoher Umdrehungszahl des Ofens ein
weitgehendes Ausschwelen und gleichzeitig ein großer Durchsatz des Schwelgutes erreicht
wird. Es können z. B. Rohrbündelöfen von 3,5 m .E", die aus .40o Rohren von
80 mm -(D' und etwa i m Länge oder aus i2oo bis i5oo Röhren von 5o mm -0'
und 5 m Länge bestehen, benutzt werden. Derartige Rohrbündelöfen sind z. B. sehr
gut geeignet zum Schwelen getrockneter Braunkohle, wie sie durch Trocknen von mulmiger
mitteldeutscher Braunkohle erhalten wird.
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Es ist zwar ein Röhrentrockner bekannt, bei dem das Gut aus einem
Einfalltrichter in einen den ganzen Rohrboden bedeckenden, feststehenden Füllkasten
fällt, aber hierbei ist eine besondere Beschickungsvorrichtung erforderlich, um
ein Verschmieren der Rohröffnungen und eine ungleichmäßige Zuführung des zu behandelnden
Gutes zu vermeiden. Eine solche Beschickungsvorrichtung wird durch die vorliegende
Erfindung erübrigt. Bei Verwendung entsprechend vorgetrockneter
Braunkohle,
z. B. solcher mit 15 bis 25 % Wasser, wie sie bei der Schweluni vorteilhaft
zur Anwendung gelangt, treten beim Betriebe der vorliegenden Vorrichtung die erwähnten
Schwierigkeiten nicht auf. Die vorgetrocknete Kohle backt nicht nur nicht zusammen,
sondern sie wird auch ohne Schwierigkeiten, im Gegensatz zu der früheren Arbeitsweise,
jedem einzelnen Rohr des Rohrbündels in der Zeiteinheit genau in der gleichen Menge
zugeführt, gleichgültig, wie weit das einzelne Schwelrohr vom Drehpunkt des Rohrbündels
entfernt ist. Dies ist praktisch von besonderer Bedeutung, denn das gleichmäßige
Durchwandern des Schwelgutes durch die Rohre gestattet an jedem einzelnen Ouerschnitt
des Rohrbündels gleiche Wärmezufuhr pro Flächeneinheit,- da durch die dort vorhandene
Kohle eine gleichmäßige Wärmeabnahme erfolgt.
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Das Arbeiten mit solchen Rohrbündelöfen ist ferner mit dem erheblichen
Vorteil verbunden, daß die besonders bei Braunkohle sonst sehr lästige Staubplage
gemildert wird. Da das Schwelgut in den engen Rohren keine große Fallbewegung ausführt
und daher der Abrieb der Schwelgutteilchen geringer ist als in den üblichen Drehrohröfen,
so tritt nur wenig Staub auf, selbst bei Verwendung sehr feinkörnigen Schwelgutes.
Beim Schwelen in einem Rohrbündelofen gemäß der vorliegenden Erfindung sind die
einzelnen Rohre an der Eintragseite auf eine kurze Strecke vollständig mit Schwelgut
angefüllt, das zufolge der Drehung und der Neigung des Rohrbündels zum Ausfallende
hin langsam weiterbefördert wird. Mit kalter Kohle lassen sich die Rohre leicht
bis zu do % und mehr ihres Volumens füllen. Beim Schwelen gibt die Kohle während
des Transportes zum Ausfallende hin Wasser, Teer und Gase ab, so daß der Füllungsgrad
des einzelnen Rohres beim Schwelen stark sinkt. Erforderlichenfalls kann man zwecks
weiterer Verstärkung der Förderung des Schwelgutes die Rohre an der Eintragseite
mit Förderspiralen, Schaufeln o. dgl. versehen.
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Der Durchsatz ist bei den gemäß der vorliegenden Erfindung gestalteten
Ofen bei gegebener Neigung proportional der Umdrehungszahl; diese kann so hoch gewählt
werden, wie es die Festigkeit des Ofens oder die Zentrifugalkraft, die unter Umständen
an der Peripherie des Rohrbündels der Förderung des Schwelgutes in den Rohren entgegenwirken
kann, zuläßt.
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Das Rohrbündel ist zweckmäßig in einer gemauerten Kammer oder in einem
gegen Wärmeübertagung von innen nach außen isolierten Mantel angeordnet. Die Heizung
erfolgt vorteilhaft mit Gasen oder Dämpfen; dem frischen Heizgas kann man vor seinem
Eintritt in die Kammer Abgabe zumischen, um so die Temperatur in der Kammer zu regeln.
Die Heizgase können im Gegenstrom oder Gleichstrom mit dem Schwelgut geführt werden.
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Beispiel Durch das Folgende und die beiliegende Zeichnung, die einen
senkrechten Schnitt durch einen Rohrbündeldrehofen nach der Erfindung darstellt,
wird die Erfindung weiter erläutert.
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Etwa 55o bis 6oo ° heiße Heizgase treten durch das Rohr J in die Heizkammer
H ein, die sie durch das Rohr K mit einer Temperatur von d.00° verlassen. Das Rohrbündel
besteht aus 6o Rohren R, die einen lichten Durchmesser von 8o mm und eine Länge
von 5,8 m aufweisen und die mit den Enden in die mit Löchern versehenen Walzen a
und a1 eingepaßt sind. Das Rohrbündel ist mittels der der Laufringe C und Cl auf
den Rollen D und D1 gelagert; es dreht sich in der mittels der Stopfbüchsen s und
s, gasdicht gemachten Heizkammer H i21/2mal in der :Minute, wobei die erforderliche
Drehung der Rollen D und D1 durch einen Antrieb bewirkt wird, der in der Zeichnung
nicht dargestellt ist. Der die Grude aufnehmende Bunker E, der mittels der Stopfbüchse
s, abgedichtet ist, ist am unteren Ende des etwa um i i ° geneigten Rohrbündels
angebracht. Die festen Produkte verlassen den Bunker E durch das Rohr G, während
die-gasförmigen Produkte durch das Rohr F der Teerkondensation zugeleitet werden.
Das obere Ende des Rohrbündels ragt in den mittels der Stopfbüchse s1 abgedichteten
Bunker B, aus dem das zu schwelende Gut in die Schwelrohre gleitet.
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Der Bunker B . wird mit getrockneter mitteldeutscher Braunkohle von
etwa io bis 15 °%o Wassergehalt und einer Korngröße von bis zu io mm (30 °1o der
Braunkohlenkörner haben einen Durchmesser von weniger als i mm) gefüllt, so daß
der Kopf des Rohrbündels vollständig mit Kohle bedeckt ist. Zufolge der Drehung
des Rohrbündels wird die in die Rohrenden hineinrutschende Kohle in den Schwelrohren
weitergefördert; durch jedes Schwelrohr geht die gleiche Menge Kohle hindurch, und
zwar i t täglich, so daß durch das Rohrbündel täglich 6o t durchgesetzt werden.
Auf ihrem Wege durch die Rohre verliert die Kohle zuerst ihr Wasser, dann das Bitumen,
das Teer und Schwelgas liefert. Die Kohle verläßt die Rohre am unteren Ende völlig
ausgeschwelt als Grude, die durch G abgezogen wird, während der Teer gasförmig zusammen
mit dem Wasserdampf und den Schwelgasen durch F dem
Teerabscheider
zugeleitet wird. Die Temperatur der die Rohre verlassenden Grude beträgt etwa .[6o
bis 47o°. Die Ausbeute an Teer beträgt So bis 9o °jo der im Schwelapparat nach F.
F i s c h e r (vgl. z. B. H o 1 d e, Kohlenwasserstofföle und Fette. 6. Auflage,
S. 3$z) erhältlichen Teermenge. Der "Leer ist nicht überhitzt; er hat einen Stockpunkt
von 52° und enthält nur 3 % Staub.
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Die Schwelrohre können aus Eisen oder Stahl hergestellt sein, sie
können auch mit Aluminium oder anderen Materialien ausgekleidet sein. Will man bei
höheren Temperaturen schwelen, z. B. bei 6oo bis boo°, so verwendet man zweckmäßig
hitzebeständige Stahlsorten, wie VZ A-, Nichrotherm-, WTII-Stahl, siliziertes Eisen
o. dgl. Die Heizkaireiner kann z. B. aus Schamotte- oder Ziegelmauerwerk oder einem
Eisenmantel bestehen, der gegen Wärmeüberträgung nach außen durch Wärme schlecht
leitende Materialien isoliert ist.