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Schachtofen zur Erzeugung von Halb- oder Ganzkoks Bekanntlich bereitet
die Erzeugung von festem, stückigem und dichtem Halb- oder Gaskoks aus bituminösen
Brennstoffen, insbesondere aus schlecht backender Kohle, erhebliche Schwierigkeiten.
Ein Übelstand besteht darin, daß bei den bekannten Verfahren die im Preß-ut eingeschlossene
Luft und die entstehenden Schwelgase nicht ungehindert abziehen können. Dies ist
aber ein Haupterfordernis zur Erlangung von qualitativ wertvollem Halb- oder Ganzkoks,
da durch die entstehenden Gasspannungen Hohlräume und Lunkerstellen im Besatz gebildet
werden, durch welche Zerreißungen der glühenden Brennstoffteilchen verursacht werden
und deren Sinterung verhindert wird.
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Die Wichtigkeit des Umstandes hat man auch erkannt und beispielsweise
bei Strangpressen die -Maßnahme getroffen, daß der Preßstempel des Verdichtungsorgans
bei seinem Verdichtungshub einen Teil des Zuführungskanals für den Brennstoff frei
läßt, um der eingeschlossenen Luft und den Wasserdämpfen während der Verdichtung
Gelegenheit zum Entweichen durch die frei gelassene Öffnung zu geben. Diese Einrichtung
genügt aber ebenfalls ihrem Zwecke nur sehr unvollkommen, da zwischen Kolben und
Zuführungskanal infolge des entstehenden Druckwinkels das Gut festgepreßt wird und
nur an der sehr kleinen Oberfläche eine Entlüftung eintreten kann, nicht jedoch
vom Inneren des Brennstoffes aus und von der entgegengesetzten Seite desselben.
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Gegenstand der Erfindung ist ein neuer Schachtofen zur kontinuierlichen
oder diskontinuierlichen Entgasung bituminöser Brennstoffe, bei welchem diese Nachteile
beseitigt sind und der Weg gezeigt wird, wie ein stückiger, dichter und fester Halb-
oder Ganzkoks auch aus schlecht backender Kohle .erzeugt wird und außerdem Verkokungsgase
gewonnen werden können, deren Ausbeute an wertvollen 'Nebenprodukten erheblich günstiger
ist als bei den bisher bekannten Verfahren. Erfindungsgemäß wird der zu verschwelende
oder zu verkokende Brennstoff im neuen Schachtofen durch einen mit Speiseöffnungen
versehenen Verdichter zunächst in an sich bekannter Weise stufen- und Magenweise
verdichtet, wobei aber der Luft und der Feuchtigkeit ausreichende Möglichkeit zum
Entweichen gegeben ist. Der verdichtete Besatz wirft hierauf verschwelt bzw. verkokt
und steht hierbei ständig unter dem Druck der darauf lastenden Brennstoffsäule,
so daß die glühenden Brennstoffteilchen im Ruhezustande dauernd in inniger Berührung
miteinander stehen und eine ungestörte Sinterung der Brennstoffteilchen eintreten
kann.
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Die entstehenden Schwel- bzw. Verkokungsgase werden durch im Besatz
gebildete Hohlkanäle ständig abgeführt, so daß keine schädlichen Spannungen mit
ihren nachteiligen Folgen entstehen können und Lunkerstellen und Hohlräume, welche
die Sinterung der glühenden Brennstoffteilchen hindern oder stören könnten, vermieden
werden. Die Bildung der Hohlkanäle kann in verschiedener Weise, aber stets im Ofen
selbst erfolgen, und zwar bei kontinuierlichem und diskontinuierlichem Betriebe
während der Beschickung mit dem zu
verkokenden Gute, also während
des Einfüllens bzw. Verdichtens desselben. Die Gasabzugskanäle sind ringförmig gestaltet
und können an der Innen- oder an der Außenseite bzw. gleichzeitig an der Innen-
und an der Außenseite des Besatzes zwischen diesem und der Innen- bzw. Außenwandung
des Ofenraumes angebracht sein. Sie können als Hohlkanäle unmittelbar neben der
Brennstoffsäule ausgebildet sein, sie können aber auch durch gelochte oder nichtgelochte
Zwischenwände von der Brennstoffsäule getrennt sein. Stets aber müssen sie geeignet
sein, den entstehenden Schwel- bzw. Verkokungsgasen einen ungehinderten und freien
Abzug aus der Brennstoffsäule zu ermöglichen.
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Bei der Verkokung in Verkokungskammern und Steilretorten mit diskontinuierlichem
Betrieb ist es bereits bekannt geworden, nach Beendigung der Beschickung auf die
Oberfläche des Besatzmaterials ein mit Gasabzugsöffnungen versehenes Belastungsgewicht
zu legen, welches während der Verkokung im Ofenraum verbleibt und während dieser
Zeit einen dauernden Druck auf das Besatzmaterial ausübt. Dieses Belastungsgewicht
ist aber als Gasabsaugungshaube ausgestaltet und kann nicht gleichzeitig zur lagenweisen
Verdichtung des Brennstoffes benutzt werden, da es an den Verschlußdeckeln der Füllöffnungen
hängt und keine Speiseöffnungen besitzt. Auch werden bei diesem bekannten Verfahren
im Besatzmaterial keine Gasabzugskanäle gebildet, deren Anbringung für die Erzeugung
eines qualitativ wertvollen Koksmaterials ein wesentliches Erfordernis bildet.
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Die Heizung des neuen Schachtofens erfolgt in an sich bekannter Weise
indirekt, und zwar gleichzeitig von außen und innen her, so daß die Ausgarung der
Charge in kürzester Frist beendigt und auf diese Weise die Durchsatzmenge des Ofens
vergrößert wird, wodurch sehr erhebliche wirtschaftliche Vorteile entstehen. Außerdem
ist erfindungsgemäß dafür Sorge getragen, daß ein leichtes Entleeren des fertigen
Besatzes möglich ist.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in beiliegender Zeichnung in zwei
Ausführungsbeispielen in schematischer Darstellung veranschaulicht, und zwar zeigt
Abb. i einen vertikalen Ouerschnitt durch die Mittelachse des neuen Ofens bei beginnender
Beschickung, Abb.2 denselben Ofen in einem anderen Vertikalschnitt bei beendeter
Beschickung, Abb. 3 eine weitere Ausführungsform des Ofens in einem vertikalen Ouerschnitt
bei beginnender Beschickung, Abb. ¢ denselben Ofen in gleicher Darstellung bei beendeter
Beschickung.
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Gemäß Abb. i und 2 gelangt der zu verschwelende bzw. zu verkokende,
bituminöse Brennstoff aus der Beschickungsvorrichtung i durch die Öffnungen 2' im
Verdichter 2 in den Verdichtungsraum 3. Hier wird die Kohle durch das Gewicht des
Verdichters 2 stufen-und lagenweise gepreßt. Die Füllöffnungen 2' sind so ausgebildet,
daß das Gut von der oberen Fläche des Verdichters 2 beim periodischen Heben desselben
leicht unter den Verdichter fließt, durch den es bei dem darauf folgenden Senken
desselben auf der Oberfläche des Besatzes gleichmäßig festgepreßt wird. Der Außenmantel
18 des Verschwelungsraumes bzw. Verdichtungsraumes 3 ist bei der vorliegenden Anordnung
zylindrisch und nach der Ausstoßöffnung hin etwas konisch ausgebildet. Er kann natürlich
auch jede andere geeignete Form besitzen. Der Verdichter 2 wird durch eine Heb-
und Senkvorrichtung 4 beliebiger Bauart periodisch aufwärts und abwärts bewegt,
wobei seine Hubhöhe derart geregelt ist, daß dieselbe auch beim Wachsen des Brennstoffbesatzes
dieselbe bleibt. Nach Belieben kann die Hubhöhe aber auch vermindert oder vergrößert
werden.
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Zwischen der inneren, indirekten Heizung 5 (Heizgaseintritt bei 15
und Austritt bei 15') und dem Brennstoffbesatz befindet sich während des Beschickens
des Ofens ein Füllrohr 8, das durch eine Vorrichtung 1o hochgezogen wird, sobald
der Ofenraum mit der zu verschwelenden Kohle bei stufen- und lagenweisem Pressen
derselben gefüllt ist. Der auf diese Weise zwischen der inneren, indirekten Heizung
5 und dem Brennstoffbesatz entstandene Hohlkanal 3' erleichtert die Entleerung
des fertig verschwelten oder verkokten Besatzes aus der Retorte. Außerdem dient
derselbe als Gasabzug und gewährt den Schwel- bzw. Verkokungsgasen einen freien
und ungehinderten Austritt aus der ganzen verdichteten Brennstoffsäule, so daß ein
Zerreißen derselben sowie das Auftreten von Gasspannungen und die Bildung von Lunkerstellen
hierdurch wirksam verhindert wird.
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Durch die gleichzeitige Anwendung einer indirekten Innenheizung 5
(Heizgaseintritt bei 15 und -austritt bei 15') neben der üblichen indirekten Außenheizung
6 (Gaseintritt bei 14 und -austritt bei iq@) wird die zu verschwelende bzw. zu verkokende
Kohle auf die zur Verschwelung bzw. Verkokung notwendige Temperatur gebracht, wobei
diese Anordnung es ermöglicht, eine höhere Ofenleistung zu erzielen als nur bei
Außenheizung, da die Stärke der Kohlensäule ein bestimmtes, jeweils praktisch erprobtes
Maß nicht überschreiten soll, das bei einseitiger Beheizung erheblich kleiner ist
als bei zusätzlicher Innenheizung.
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Nach beendeter Verschwelung bzw. Verkokung
gelangt
das Fertiggut nach öffnung der Austragsschieber 7 in -den darunter befindlichen
Bunker i9, von wo aus dasselbe unter Vorschaltung von zwei Schleusen i i, i i' ausgetragen
wird, deren Zwischenraum 12 zur Verhinderung des Zutritts von atmosphärischer Luft
unter Sperrgas steht. Durch Einblasen von Druckgas in den Ofenraum durch die Rohrleitungen
13 wird der Austrag des Besatzes beschleunigt und Verstopfungen vermieden.
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Der Betrieb des Ofens kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen,
wobei in dem Maße, wie der fertige Teil des Besatzes aus dem Ofen ausgetragen wird,
demselben neuer zu verschwelender oder zu verkokender Brennstoff zugeführt und hierbei
stufen- und lagenweise verdichtet wird.
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Das Füllrohr 8 wird vom Verdichter z beim Heben desselben selbsttätig
nach oben gedrückt, so daß dasselbe gleichmäßig uiid gleichzeitig mit dem Wachsen
der Brennstoffsäule im Ofen nach oben steigt und schließlich aus demselben gänzlich
herausgezogen wird, wobei sich gleichzeitig der als Gasabzugskanal dienende ringförmige
Hohlraum 3' bildet. Die entstehenden Schwel- bzw. Verkokungsgase werden durch die
Absaugungsleitung 9 abgezogen.
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Gemäß Abb. 3 und 4 hat das Füllrohr 8 beispielsweise eine Länge, die
etwas kürzer ist als die Höhe des zylindrischen Außenmantels 18 des Ofens. In diesem
Falle steht das zweckmäßig etwas konisch ausgebildete Füllrohr 8 während der gesamten
Beschickungsdauer auf den Austragsschiebern 7. Durch die am ganzen Umfange desselben
vorgesehene siebartige Durchlochung 8' dieses Füllrohres 8 können die Schwelgase
ungehindert in den Raum 3' ziehen. Die Öffnungen 8' sind vorteilhaft abwärts nach
dem Raum 3 zu gerichtet, damit bei "dem Herausziehen des Rohres 8 keine Verstopfungen
eintreten können. Sobald der Füllraum 3 mit Kohle gefüllt ist, wird das Rohr 8 durch
die Vorrichtung io angehoben. Dieses Anheben kann auch durch den Verdichter :2 mittels
der Heb-und Senkvorrichtung 4 erfolgen, indem der Verdichter bis an das Hubende
gezogen wird.
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Durch die konische Ausbildung des Füllrohres 8 bildet sich beim Anheben
desselben ein Abstand 3' am ganzen Umfang der hohlen Brennstoffsäule 3, wodurch
die Entleerung des Ofens nach Ausgarung der Charge und nach öffnen der Austragschieber
7 erleichtert wird.
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In geringem Abstand 17 vom Außenmantel 18 des Ofens kann weiterhin
zweckmäßig ein Hohlmantel 16 angeordnet werden, der gleichfalls konisch ausgebildet
und siebartig mit Löchern 16' versehen ist, die schräg abwärts nach innen gerichtet
sind. Hierdurch wird erreicht, daß das Druckgas 13 auf den ganzen Umfang des Hohlraumes
17 durch die öffnungen 16' auf den Ofenbesatz wirkt. Während der Verschwelung bzw.
Verkokung des Besatzes dient der Hohlraum 17 ebenso wie der Hohlkanal
3' zum Abzug der entstehenden Ofengase.
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Der Schwelofen kann auch aus einer Mehrzahl von Schwel- bzw. Verkokungsräumen
in beliebiger Gestaltung und Anordnung bestehen. Die Schwel- bzw. Verkokungsräume
können auch drehbar im Ofenraum angeordnet sein. Die Füllung des zu verschwelenden
bzw. zu verkokenden Brennstoffes und der Austrag des fertigen Halb- bzw. Ganzkokses
aus den Ofenräumen kann gemeinsam oder einzeln erfolgen. Zur indirekten Beheizung
der Schwelretorten kann eine Gasheizung oder auch eine andere geeignete Heizung
verwendet werden.