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Verfahren zum Schwelen von Brennstoffen Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zum Schwelen von Brennstoffen, -,wobei der zu behandelnde Brennstoff auf
einem gasdurchlässigen endlosen Kettenrost befördert wird.
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Erfindungsgemäß bildet der Kettenrost den unteren Teil einer Schwelkammer,
welche am Ein- und Austritt des zu behandelnden Brennstoffes durch auf der Brennstoffschicht
ruhende Schieber oder bewegliche Organe abgeschlossen ist, und die Erhitzung des
Brenn-Z-, in der Schwelkammer erfolgt an allen Stellen der Schicht gleichzeitig
durch mehrfache Mittel, nämlich an der Oberfläche durch Ausstrahlung des Ofengewölbes,
welches insbesondere durch die Verbrennung der gesamten oder nur eines Teiles der
anfallenden Schwelgase auf die gewünschte Temperatur gebracht wird, an der Unterseite
durch die aufgespeicherte Wärme des Kettenrostes, welcher zu diesem Zweck eine genügende
Metallmasse besitzt und in seinem hinteren Teile zweckmäßig als Verbrennungsrost
verwandt wird, und in der Mitte der Schicht durch die durch die Kohleschicht hindurch
in Kästen gesaugten Schwelprodukte oder verbrannten Heizgase, während die abgesaugten
Gase in bekannter Weise von ihren leicht flüchtigen Produkten und Teeren getrennt
werden.
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In an sich bekannter Weise kann der zu behandelnde Brennstoff innerhalb
der Schwelkammer durch das Gewicht einer endlosen Kette zusammengedrückt werden.
Nach dem neuen Verfahren erfolgt die Beheizung der zu schwelenden Brennstoffe durch
eine neuartige Kombination von drei Erhitzungsarten, wodurch in Verbindung mit der
Benutzung eines Kettenrostes eine Reihe von Vorteilen erzielt wird.
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Die Schwelung findet bei niedriger Temperatur statt, und doch wird
ungeachtet dieser Tatsache eine absolut gleichmäßige Erhitzung des Brennstoffes
durch seine ganze Masse hindurch gewährleistet.
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Die durch die Schwelung erzeugten gasförmigen Produkte sind zum Teil
kondensierbar und ergeben Schwelgase von hohem Heizwert. Der verwandte Kettenrost
gestattet durch seine Ausbildung nicht nur die Wiedergewinnung der von ihm aufgenommenen
Wärme, sondern kann gleichzeitig auch als Feuerungsrost in einem sich an die Schwelkammer
unmittelbar anschließenden Feuerungsraum zur Beheizung eines Dampfkessels o. dgl.
dienen, was eine große Ersparnis an Raum und Material bedingt.
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Der Abschluß der Schwelkammer am Ein-und Austritt des zu behandelnden
Brennstoffes durch auf dem Brennstoff selbst ruhende Schieber o. dgl. stellt konstruktiv
eine außerordentlich einfache Lösung dar, durch die komplizierte Abdichtungsanordnungen
vermieden «=erden.
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Die zusätzliche Anordnung einer endlosen, auf dein Brennstoff in der
Schwelkammer aufliegenden
Kette ermöglicht je nach Wunsch die Herstellung
eines leicht brüchigen oder sehr widerstandsfähigen und kompakten Kokses.
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Bei Schwelverfahren von der Art wie dem vorliegenden ist es üblich,
den Brennstoff vor der eigentlichen Schwelung zu trocknen und bis auf eine in der
Nähe des Erweichungspunktes liegende Temperatur zu erhitzen. Diese Erhitzung kann
in einer Kammer vor der Schwelkammer, z. B. durch Verbrennung eines beliebigen gasförmigen,
flüssigen oder festen Brennstoffes in der Kammer selbst, bewirkt werden. Dies hat
gleichzeitig den Vorteil, daß die Kohle derart zusammengeschlossen wird, claß ein
Durchfallen von Kohlengrus durch die Glieder des endlosen Rostes nicht stattfinden
kann.
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Zur Erreichung des gleichen Zieles tragen die schweren staubbeladenen,
aus den ersten Kondensiervorrichtungen gewonnenen Teere bei, wenn man sie auf den
Brennstoff in der Schwelkammer zurückleitet. Sie unterstützen dann das Zusammenschließen
des Kohlengruses und werden selbst von neuem destilliert und abgesaugt.
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Die abgesaugten Schwelgase können ihrerseits wieder zur Erhitzung
des Brennstoffes in der Schwelkammer verwendet werden.
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Der endlose Kettenrost der Schwelkammer kann von der Schwelkammer
naturgemäß auch in eine Löschkammer für den Koks übertreten.
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Im einzelnen sind verschiedene Möglichkeiten gegeben, das neue Verfahren
auszuüben, die im nachfolgenden an Hand der zeichnerisch veranschaulichten Ausführungsbeispiele
beschrieben werden sollen.
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Abb. i zeigt eine Vorrichtung, bei der man nur die primären Teere
und leichten Öle ausscheidet, während die Destillationsgase zum Teil zur Erhitzung
der Schwelkammer dienen und der Rest in dem Kessel verbrannt wird.
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Abb. z zeigt einen zweiten Fall, in welchem man die primären Teere
und die leichten Öle sowie das erzeugte reiche Gas für sich gesinnt, während man
den Halbkoks wie in dem ersten Fall auf demselben Kettenrost, beispielsweise unter
einem Kessel, verbrennt.
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Abb. 3 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der die primären Teere
und die leichten Öle sowie das Schwelgas für sich gewonnen werden, während man den
Halbkoks löscht, um seine Verbrennung zu verhindern und ihn später für beliebige
andere Zwecke verwenden zu können.
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In der Abb. i sieht man nacheinander von links nach rechts: die Trockenvorrichtung
S, die Schwelkammer D, die Verbrennungskammer C und den Kessel V. Darunter befindet
sich der endlose Kettenrost G. Man sieht, daß der Kettenrost der Rost ist, mit welchem
der Kessel sonst versehen sein würde, nur ist er unter der Schwelkammer und unter
der Trockenvorrichtung hinweg nach vorn verlängert.
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Die beispielsweise angegebene Trockenvorrichtung S kann durch lotrechte
Kanäle gebildet werden, in welchen der rohe Brennstoff durch sein eigenes Gewicht
herunterfällt, und die durch die Rauchgase des Kessels erhitzt werden.
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Der vorgetrocknete und vorgewärmte Brennstoff fällt auf den Rost herunter,
wo die Schichtstärke durch die Tür P hindurch geregelt wird. Der Brennstoff bewegt
sich frei durch die Kammer D hindurch, die bis auf eine Temperatur von 6oo bis 65o°
geheizt ist, und wird dort verschwelt. Der Halbkoks gelangt dann in die Verbrennungskammer
C, wo er mittels der durch die Kästen A eingeblasenen Luft verbrannt wird. Durch
den Schirm E läßt sich die Wärmemenge regeln, die die Verbrennungskammer durch Ausstrahlung
an die Schwelkammer abgibt. Diese Wärmemenge kann übrigens für sich genügen, um
die Verbrennungskammer ohne weiteres auf der günstigsten Temperatur zu halten.
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Die durch die Schwelung erzeugten Kohlenwasserstoffe werden in die
Kästen H angesaugt und durch die üblichen Mittel von dem Teer und von den leichten
Ölen befreit. B ist eine Vorlage, in welcher die Gase durch heißen Teer hindurchgeleitet
werden. Die sich absetzenden schweren Teere sind mit Staub beladen; sie werden bei
L in die Schwelkammer zurückgeführt, wo sie den Staub zusammenschließen, worauf
sie wieder verschwelt werden. M ist eine umlaufende Entteerungsvorrichtung, und
Ml ist eine Kolonne zur Abscheidung der leichten Öle.
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Die vom Teer und von den leichten Ölen befreiten Gase werden zu den
Brennern O geleitet, wo sie je nach der der Schwelkammer zuzuführenden Wärmemenge
ganz oder teilweise verbrannt werden. Der Gasüberschuß gelangt unter den Schirm
E und verbrennt in der Verbrennungskammer C.
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In der Abb. a, wo gleiche Buchstaben gleiche Teile wie in der Abb.
i bezeichnen, wird ein Teil der aufgefangenen Gase im Kreislauf geführt, um die
Heizung der Schwelkammer D zu gewährleisten. Diese Gase gelangen in den Rekuperator
R, wo sie auf eine genügende Temperatur gebracht werden, alsdann gelangen sie in
die Schwelkammer D, wo sie durch die Brennstoffschicht hindurchströmen, an die sie
ihre Wärme abgeben, worauf sie in die Kästen H mit den durch die Schwelung des Brennstoffes
erzeugten Kohlenwasßerstoffen angesaugt werden.
Ein Abschlußstück
0 von geeigneter Ausbildung ruht auf der Brennstoffschicht und verhindert, daß die
Gase von einer Kammer in die andere gelangen. Die Gase werden für spätere Verwendung
in einem Gasoineter gesammelt.
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In Abb. :2 wird der Rekuperator R durch Brenner O' geheizt, die entweder
mit durch einen Hilfsgenerator erzeugtem Generatorgas oder einem Teil des Schwelgases
selbst arbeiten. Der Rekuperator könnte ebenfalls durch die Rauchgase des Kessels
beheizt werden. Infolge der Aufstellung des Rekuperators unmittelbar über der Schwelkammer
sind Wärmeverluste durch Ausstrahlung auf ein .Mindestmaß beschränkt.
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Die Anordnung nach Abb. 3 zeigt die Gewinnung des Halbkokses in Form
von Briketten und entspricht im übrigen Abb. 2. Eine endlose Kette K mit einstellbarer
Spannung, von gleicher Breite wie die Brennstoffschicht, lastet auf dem Brennstoff
während der Schwelung. Die Kette bewegt sich frei und wird durch die Bewegung des
Brennstoffes derart mitgenommen, daß keine gegenseitige Bewegung zwischen der Brennstoffschicht
und den beiden Ketten K und G entsteht. Der hart gewordene Halbkoks wird dann in
der Kammer T dadurch gelöscht, daß die aus der Kondensationsvorrichtung austretenden
gekühlten Schwelgase durch den Kettenrost und die daraufliegende Halbkoksschicht
hindurchgeleitet werden. Hierdurch wird der Halbkoks gelöscht, ohne daß hierbei
die Masse des Kettenrostes irgendwie wesentlich auskühlt, so daß sie bei ihrer Rückkehr
in die Schwelkammer noch genügend Wärme zur Erhitzung des zu verschwelenden Brennstoffes
besitzt. Die Schwelgase selbst strömen von der Kammer T in den Rekuperator R und
von hier in demselben Kreislauf wie vorher. Nach Verlassen des Rostes G sammelt
sich der Halbkoks in den Trichtern, nachdem er erst noch über ein Sieb U geleitet
worden ist, durch welches der Koksgrus abgesondert wird.