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Verfahren und Vorrichtung zur Oxydation der Kohle f Es ist bekannt,
daß die Oxydation der Kohle deren Backfähigkeit herabsetzt. Diese Oxydation findet
in unerwünschter Weise oft beim Lagern von Feinkohle statt, wobei sie infolge der
dabei auftretenden positiven Wärmetönung zur Selbstentzündung der Kohle führen kann.
Diese Oxydation der Kohle wird jedoch auch bewußt dazu verwandt, um die backenden
Eigenschaften von Kohle herabzusetzen, sei es, um das Blähen während der Koksbildung
herabzumindern oder um das Kleben der Kohle bei der nachfolgenden Tieftemperaturverkokung
zu vermeiden.
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Es hat sich gezeigt, daß die Oxydation der Kohle unter Umständen zu
großen Betriebsschwierigkeiten Anlaß geben kann, wenn die zu oxydierende Kohle feinsten
Kohlenstaub enthält. Es ist bekannt, daß Kohlenstaub sehr leicht zu Explosionen
Anlaß geben kann, sei es in den Gruben bei der Gewinnung der Kohle, sei es bei der
Verwendung des Kohlenstaubes, beispielsweise in Kohlenstaubfeuerungen. Diese Gefahren
treten bei der Oxydation von staubhaltiger Kohle in erhöhtem Maße auf.
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Gemäß der Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch vermieden,
daß die Kohle vor der Oxydation einer Entstaubung unterzogen wird, die um so notwendiger
ist, als die Kohle vor der Entstaubung zwecks wirksamer Oxydation weitgehend zerkleinert
wird, um ein Maximum der wirksamen Oberfläche zu erreichen. Es ist bei der Aufbereitung
der Kohle für die Verkokung bekannt, die Kohle vorher zu entstauben. Da die Kohle
dieser Entstaubung in grubenfeuchtem Zustande unterwörfen wird, ist es hierbei nicht
möglich, den Staub so weitgehend aus -der Kohle zu entfernen, daß die Oxydation
der Kohle gefahrlos durchgeführt werden kann.
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Es ist bereits bekannt. die wenn auch nur teilweise entstaubte Kokskohle
in Bunkern mit der Abwärme von Koksöfen vorzuwärmen. Eine Oxydation tritt jedoch
hierbei nicht ein, da die Abgase keinen oder nur geringen Gehalt an Sauerstoff besitzen.
Außerdem ist die Berührung zwischen diesen Gasen und der Kohle in einem Bunker derart
mangelhaft, daß eine wirksame Oxydation auf diesem Wege überhaupt nicht erzielt
werden kann. Bei dem bekannten Verfahren wird lediglich die Kohle getrocknet und
gegebenenfalls vorgewärmt, um eine Leistungssteigerung zu erzielen.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung zeichnet sich demgegenüber durch
eine wirksame Entstaubung der Kohle mit nachfolgender Oxydation aus.
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Diese Entstaubung der Kohle erfolgt zweckmäßig mittels eines Stromes
von Kohlensäure oder eines kohlensäurereichen Gases, dem in einer Heizeinrichtung
so viel Wärme aufgeladen wird, als zur Erwärmung der Kohle und zur Verdampfung des
Wassers erforderlich ist. Die gleichzeitige Trocknung der Kohle ist notwendig, da
der Wassergehalt der Kohle den Staub festhält und eine wirksame Entstaubung verhindert.
Zweckmäßig wird der Kohlenstaub aus dem heißen Gasstrom, beispielsweise durch Prallwirkung,
wieder abgeschieden. Eine Erniedrigung der Gastemperatur unter dem Taupunkt muß
bei der Staubabscheidung vermieden
werden, da sich sonst Schmieren
bilden, die die Entfernung des abgeschiedenen Kohlenstaubes erschweren. Hierauf
wird der Gasstrom zweckmäßig in einem Wärmeaustauscher gekühlt, um das aufgenommene
Wasser wieder abzuscheiden. Darauf wird das Gas mittels eines Ventilators durch
den Wärmeaustauscher und einen nachgeschalteten Erhitzer wieder über die Kohle im
Kreisstrom geleitet. Der Gasstrom befindet sich also dauernd im Kreislauf, weswegen
auch wertvolle Gase, wie beispielsweise Kohlensäure, zur Verwendung gelangen können.
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"@ Nach dieser Entstaubung kann die Kohle gefahrlos oxydiert werden.
Die Oxydation der Kohle findet zweckmäßig über ioo ° und unter dem Erweichungspunkt
der Kohle statt. Da bei dieser Temperatur eine Erweichung der Kohle vermieden wird,
tritt auch während der Oxydation kein Kleben des Brennstoffs ein. -'Zum Oxydieren
der Kohle wurden bislang Trommeln verwandt. Bei der Verwendung dieser Trommeln zeigte
sich, daß der Sauerstoff der durchgeleiteten Luft nur zu einem verhältnismäßig geringen
Teil zur Oxydation der Kohle verwandt wird, was auf die mangelhafte Berührung der
Kohleteilchen mit dem Sauerstoff zurückzuführen ist.
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Es wird deshalb weiter vorgeschlagen, die Oxydationstrommel .mit an
sich bekannten Rieseleinbauten zu versehen, durch die eine Aufteilung der Kohle
und Luft in Einzelströme erzielt wird. Durch die Drehung der Trommel werden die
Einzelströme der zerkleinerten Kohle in innige Berührung mit der durchströmten Luft
gebracht, wodurch eine wirksame Oxydation der Kohle erreicht wird. Der Einbau von
Rieselbauten bei Trommeln zur Oxydation der Kohle war bisher deshalb noch nicht
möglich, weil bislang die Kohle vor der Oxydation nicht wirksam entstaubt wurde.
Die Explosionsgefahr durch den Kohlenstaub ist naturgemäß bei einer derartigen feinen
Aufteilung der Kohle, wie es in Trommeln mit Rieseleinbauten der Fall ist, besonders
groß, so daß erst die vorhergehende Entstaubung der Kohle die Möglichkeit der Verwendung
von Rieseleinbauten schafft. Ist die Verwendung von Rieseleinbauten z. B. wegen
der ausschließlich von außen erfolgenden Beheizüng, die ein zu großes Temperaturgefälle
von der Trommelwand nach dem Kern erfordert, wodurch die an der Trommelwandung anliegende
Kohle überhitzt wird, unzweckmäßig, so können diese Rieseleinbauten auch durch andere
Einrichtungen ersetzt werden, die eine innige Mischung der Kohle mit der durchgeleiteten
Luft gewährleisten. Es kann z. B. in der Trommel eine zweite Trommel von etwas geringerem
Durchmesser als der der Außentrommel angeordnet werden, wobei an der Innenseite
der Außentrommel und an der Außenseite der Innentrommel in an sich bekannter Weise
gegeneinander versetzte, parallel zur Trommelachse verlaufende Leisten befestigt
sind. Diese Leisten fördern die Kohle bei der Drehung der Trommel durch den ganzen
Ringraum, wobei infolge des Abgleitens der Kohle von den an der Außentrommel befestigten
Leisten auf die an der Innentrommel befestigten Leisten und umgekehrt die Kohle
in innige Berührung mit der Luft gebracht wird.
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Eine besonders vorteilhafte Verbindung der Oxydation der Kohle mit
der vorausgehenden Trocknung und Entstaubung wird dadurch erreicht, daß man die
zur Oxydation der Kohle verwendete heiße Luft unmittelbar zur Entstaubung der Kohle
verwendet, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens in hohem Maße gehoben wird.
Die die Oxydiertrommel verlassende heiße Luft dient dann beispielsweise in einer
zweckmäßig über der Oxydiertrommel angeordneten Entstaubungstrommel zur Entfernung
des in der Kohle enthaltenen Staubes, worauf die staubhaltige Luft, beispielsweise
auf elektrischem Wege, entstaubt wird.
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Bei dem bekannten Verfahren der Trocknung und gegebenenfalls Vorwärmung
der Kohle in Bunkern werden die von den Ofen kommenden Abgase lediglich zur Vorwärmung
der Kohle verwendet, nicht aber zur Entstaubung der Kohle. Wenn überhaupt eine Entstaubung
der Kohle hierbei vorgenommen worden ist, so kann diese nur im Rahmen der Kohlenaufbereitung
stattgefunden haben, ohne daß die zur Trocknung und Vorwärmung der Kohle dienende
Luft zu diesem Arbeitsvorgang irgendwie verwendet wird.
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Die staubfreie heiße Luft wird in einer weiteren Trommel zur Trocknung
der Rohkohle verwendet und in mit Wasserdampf angereichertem Zustande ins Freie
abgeblasen.
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Um die Staubabscheidung zwischen der Entstaubungs- und Trockentrommel
zu ersparen, kann die von der Oxydiertrommel kommende heiße Luft auch in zwei Teilströme
zerlegt werden, deren einer zur Entstaubung der Kohle dient, während der andere
Teilstrom in die Trockentrommel geleitet -wird, worauf die beiden Teilströme, nachdem
der von der Entstaubungstrommel kommende Luftstrom in einen mechanischen Staubabschneider
beispielsweise .seinen Staub abgegeben hat, vereinigt werden und ins Freie abgeblasen
werden.
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Eine wärmewirtschaftlich besonders günstige Lösung -wird dadurch erreicht,
daß man Trockentrommel und Entstaubungstrommel konzentrisch anordnet und die von
der Oxydiertrommel kommende heiße Luft in zwei Teilströme zerlegt, deren einer die
Trockentrommel und deren anderer die Entstaubungstrommel passiert. Der in der von
der Entstaubungstrommel kommenden
Luft enthaltene Staub kann in
einem mechanischen Staubabschneider abgeschieden werden und mit der von der Trockentrommel
kommenden Luft vereinigt und ins Freie ausgeblasen werden. Die konzentrische Anordnung
von Trocken- und Entstaubungstrommel verhindert Wärmeverluste. Zweckmäßig wird die
Trockentrommel innen angeordnet und die Entstaubungstrommel außen, so daß dieTrockentrommel
durch die darum angeordnete Entstaubungstrommel vor Wärmeverlusten geschützt ist.
Außerdem genügt für die Trocknung der Kohle ein verhältnismäßig kleiner Raum, der
in der inneren Trommel zur Verfügung steht, während die Entstaubungstrommel einen
größeren Querschnitt erfordert, um mit Sicherheit Staubablagerung zu vermeiden.
Auch ist die hohe Temperatur in der Entstaubungstrommel nicht so wichtig wie in
der Trockentrommel, da ja Trockenkohle entstaubt wird.
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Die Verwendung von Trommeln zur Durchführung des Verfahrens gemäß
der Erfindung ermöglicht überhaupt erst die Anordnung von Rieseleinbauten, die aber
zur wirksamen Ausnutzung der Oxydationsluft notwendig sind. Andere Einrichtungen,
um die Kohle in innige Berührung mit der Oxydationsluft zu bringen, sind nicht bekannt
oder besitzen andere Nachteile, wie z. B. die Zerstäubung der Kohle in einem Raum.
Diese Zerstäubung der Kohle würde jedoch neuen Staub in der Kohle bilden, der zu
Explosionsgefahren Anlaß gibt. Außerdem läßt sich hierbei die Berührungsdauer zwischen
Luft und Kohle schlecht regeln.
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Ausführungsformen der Verfahren und Einrichtungen zur Verwendung der
Oxydationsluft zur Trocknung und Entstaubung der Kohle sind in den Abb. i, 2 und
3 enthalten. In Abb. i wird die durch den Aufgabetrichter i in die Trockentrommel
-, mittels der Einschleußvorrichtung 3 aufgegebene Kohle getrocknet und mittels
der Einschleußvorrichtung 4 in die Entstaubungstrommel5 übergeleitet, worauf die
Kohle mittels der Einschleußvorrichtung 6 in die Oxydiertrommel7 gelangt, aus der
sie durch die Einschleußvorrichtung 8 abgezogen wird, um dann zu dem nicht gezeichneten
Tieftemperaturverkokungsofen beispielsweise zu gelangen oder für andere Zwecke verwendet
zu werden. Die Oxydationsluft wird durch die Leitung g und die Öffnung io in die
Oxydiertrommel7 eingeführt, die zweckmäßig mit nicht gezeichneten Rieseleinbauten
oder anderen Einrichtungen zur feinen Verteilung der Kohle versehen ist. Zweckmäßig
wird die Oxydierluft in bereits vorgewärmtem Zustande in die Oxydiertrommel eingeleitet
und verläßt sie durch die Öffnung i1, um bei 12 in die Entstaubungstrommel 5 eingeführt
zu werden. Die staubhaltige Luft verläßt die Entstaubungstrommel 5 durch die Öffnung
13 und gibt den aufgenommenen Staub in der Entstaubungsvorrichtung 14 ab. Die staubfreie
Luft wird durch die Leitung 15 in die Trockentrommel 2 eingeleitet und verläßt sie
in wasserdampfb°ladenem Zustande durch Öffnung 16. Bei diesem Verfahren wird in
vorteilhafter Weise die Wärme der Oxydationsluft zur Entstaubung und Trocknung der
Kohle verwendet.
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Um den Staubabscheider zwischen Trockentrommel und Entstaubungstrommel
zu vermeiden, der zu Wärmeverlusten führen kann, ist in Abb.2 ein anderes Ausführungsbeispiel
dargestellt, bei dem die von der Oxydiertrommel 7 kommende heiße Luft bei 17 in
zwei Teilströme 18 und i9 zerlegt wird, deren Mengenverhältnis durch die Schieber
2o und 21 beliebig variiert werden kann; der Teilstrom 18 gelangt durch die Öffnung
13 in die Entstaubungstrommel 5 und verläßt die Entstaubungstrommel durch die Rohrleitung
22. Der zweite Teilstrom i9 gelangt in die Trockentrommel 2 und verläßt sie in mit
wasserdampfbeladenem Zustande durch Öffnung 16. Zweckmäßig wird in dem von der Entstaubungstrommel
5 kommenden Teilstrom 22 in einem beliebig ausgebauten Staubabscheider, der nicht
gezeichnet ist, der Staub entfernt und die Abluft mit dem von der Trockentrommel
kommenden Teilstrom'-93 vereinigt und ins Freie abgeblasen. Eine besonders vorteilhafte
Ausführungsform ist in Abb. 3 dargestellt, bei der die Trockentrommel -, konzentrisch
in der Entstaubungstrommel5 angeordnet ist, da hierbei Wärmeverluste der Trockentrommel
,-2 in hohem Maße vermieden werden. Die Kohle wird zunächst in Trockentrommel -,
eingeführt und gelangt am Ende dieser Trommel in die äußere Entstaubungstrommel
5. Die staubfreie Kohle wird dann in die Oxydiertrommel7 übergeführt. Die Oxydationsluft
wird im Gegenstrom zur Kohle zunächst in die Oxydiertrommel7 eingeleitet und vor
dem Eintritt in die Entstaubungstrommel 5 und die Trockentrommel 2 in zwei Teilströme
zerlegt, deren einer den Staub der Kohle in der Entstaubungstrommel 5 entfernt und
deren anderer die Kohle in der Trockentrommel 2 trocknet. Der von der Entstaubungstrommel
5 kommende Teilstrom der Oxydationsabluft wird beispielsweise in einem Staubabscheider
24 abgeschieden, vom Staub befreit und die staubfreie Luft mit dem von derTrockentrommel
2 kommenden Teilstrom vereinigt und durch einen Ventilator 25 ins Freie ausgeblasen.
Die konzentrische Anordnung der Trocken-und Entstaubungstrommel verhindert Wärmeverluste
und eine vorteilhafte Ausnutzung der in der Oxydationsluft enthaltenen Wärme.
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Durch das Verfahren und die Einrichtung gemäß der Erfindung ergibt
sich der Vorteil, daß infolge der Entstaubung der Kohle die
Oxydation
gefahrlos durchgeführt werden kann, wobei gleichzeitig die Oxydationstrommel mit
Einrichtungen versehen wird, um die innige Berührung der einzelnen Kohleteilchen
mit dem Sauerstoff der durchgeleiteten Luft zu befördern. Infolge der hierdurch
erzielten Beschleunigung der Oxydation der Kohle ergibt sich als weiterer Vorteil
eine Verkürzung der notwendigen Aufenthaltsdauer der Kohle in der Oxydiertrommel
und damit eine erhebliche Leistungssteigerung. Eine besonders vorteilhafte Verbindung
der einzelnen Arbeitsvorgänge wird durch Verwendung der von der Oxydationstrommel
kommenden heißen Luft zur Trocknung und Entstaubung der Rohkohle erreicht, wobei
die Luft die Apparate nacheinander oder in zwei Teilströme zerlegt durchströmt.