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Verfahren zum Verdichten der Kohle innerhalb der Verkokungskammem
von Koksöfen Bekannt ist ein Verfahren zur diskontinuierlichen Herstellung von festem,
stückigem Halb-oder Ganzkoks, bei welchem der in der üblichen Weise in verdichtetem
oder losem Zustande in die Verkokungskammer des Koksofens eingeführte Brennstoff
während der Verkokung sich in einem dauernden, der guten Sinterung förderlichen
Ruhezustaude befindet und während der ganzen Dauer der Verkokung dem Drucke eines
Druckorgans ausgesetzt wird, so daß die durch das Entweichen der entstehenden Dämpfe
und Gase im zusammenschrumpfenden Brennstoffbesatz sich bildenden Hohlräume und
Lunkerstellen beseitigt und die glühenden Koksteilchen in innige Berührung miteinander
gebracht werden, damit sie leichter zusammenbacken können. Dieses Druckorgan besteht
aus einem plattenförmigen, mit Löchern für den freien Gasdurchgang versehenen und
die ganze Oberfläche des Brennstoffbesatzes in der Verkokungskammer bedeckenden
Belastungsgewicht genügender Schwere, welches innerhalb der Verkokungskammer an
Ketten o. dgl. aufgehängt ist und auf die Oberfläche des Besatzes herabgelassen
wird. Statt dessen kann der erforderliche Zusammenpressungsdruck auch durch eine
entsprechend mit Löchern versehene Preßplatte maschinell erzeugt werden, beispielsweise
durch hydraulische Preßzylinder o. dgl. Diese Art der Verdichtung hatte den Nachteil,
daß die hierbei zu leistende Verdichtungsarbeit verhältnismäßig groß war und leicht
eine übermäßige Beanspruchung der Kammerwandungen eintreten konnte, die die Lebensdauer
derselben ungünstig beeinflußte. Gegenstand der Erfindung ist es daher, den Weg
zu zeigen, wie bei der Anwendung derartiger Belastungsgewichte bzw. Preßplatten
diese Nachteile vermieden und eine ausreichende Verdichtung des Brennstoffes in
der Verkokungskammer unter gleichzeitiger Verdrängung der Luft und der Feuchtigkeit
erreicht werden kann. Bei der Verdichtung durch das bekannte Stampfen oder Pressen
des Brennstoffes werden nämlich die Brennstoffteilchen ohne gegenseitige Lageänderung
lediglich in vertikaler Richtung zusammengepreßt, wodurch zwar Hohlraum- und Brückenbildung
im Besatz vermieden, im übrigen aber das freie Entweichen der Luft und der dampfförmigen
Bestandteile nicht unerheblich gehindert wird. Es ist deshalb zweckmäßig, die Verdichtungsarbeit
so vorzunehmen, daß die einzelnen Teilchen des Brennstoffes durch Herbeiführung
einer vorzugsweise horizontalen oder annähernd horizontalen Bewegung zu einer gegenseitigen
Lageänderung veranlaßt werden. Die Brennstoffteilchen legen sich dann gemäß ihrer
natürlichen Beschaffenheit Seite an Seite eng aneinander, so daß auf diese Weise
ohne Aufwendung erheblicher Arbeitsleistung der Brennstoff auf ein viel geringeres
Volumen verdichtet werden kann, als es bisher bei Durchführung der bekannten Stampf-
oder Preßarbeit möglich war.
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Erfindungsgemäß geht das neue Verfahren derart vor sich, daß nach
Beendigung der Füllung der Ofenkammer und Niedersenken des oder der Belastungsorgane
durch die vorhandenen, dem neuen Gebrauchszweck anzupassenden Durchbrechungen derselben,
welche
im übrigen nach wie vor dem freien Gasabzug dienen, Verdichtungskörper
in die Brennstoffmasse eingepreßt werden, wobei die Schwere bzw. der Preßdruck der
Belastungsorgane beim Eindringen der Verdichtungskörper in das Innere des Besatzes
das freie Ausweichen der einzelnen, nunmehr allseitig eingeschlossenen Besatzteilchen
nach oben hindert und eine vorzugsweise seitliche Lageänderung derselben erfolgt.
Hierbei dient das Belastungsorgan bei bestimmter Schwere oder bestimmtem eingestelltem
Preßdruck als Sicherung gegen übermäßig hohen Druck, da dasselbe bei Erreichung
des zulässigen Höchstdruckes durch den Auftrieb des Brennstoffes gegebenenfalls
gehoben wird. In die durch die Verdrängung des Materials infolge des Einpressens
der Verdichtungskörper entstehenden Hohlräume fällt nach dem Herausziehen derselben
von oben her Material nach unten und füllt dieselben wieder aus, so daß bei ein-
oder mehrfachem Einpressen der Verdichtungskörper das Belastungsorgan, entsprechend
dem- durch die Verdichtung verringerten Volumen des Brennstoffbesatzes, allmählich
tiefer herabsinkt. Werden nach Beendigung der Verdichtungsarbeit die Verdichtungsorgane
gänzlich aus der Ofenkammer entfernt, dann verbleiben im Besatz Hohlkanäle, durch
welche nicht nur die Luft und die Feuchtigkeit aus dem Besatz entweichen können,
sondern auch die nach der Inbetriebsetzung des Ofens entstehenden Schwel- und Verkokungsgase.
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Die Gestaltung der zur Verdichtung des Besatzes dienenden Verdichtungskörper
ist völlig beliebig, sofern sie nur dem Zweck der Erfindung genügt.- Sie können
daher aus massiven oder hohlen Stangen runden, ovalen, quadratischen oder rechteckigen
Querschnitts bestehen, sie können aber auch plattenförmig ausgebildet sein und durch
entsprechend gestaltete Schlitze, welche parallel. oder quer zur Längsachse der
Ofenkammer verlaufen können, eingeführt werden. Um beim Herausziehen dieser Verdichtungskörper
zu vermeiden, daß die dadurch gebildeten Hohlräume glatte Wandungen besitzen, welche
den freien Abzug der flüchtigen Bestandteile des Besatzes erschweren .könnten, können
diese Stangen, Platten o. dgl. auch, mit buckelförmigen oder sonstwie gestalteten
Erhöhungen versehen sein, durch welche beim Herausziehen des Verdichtungskörpers
die Oberfläche der Gasabzugskanäle in zweckentsprechender Art aufgerauht wird, so
daß die flüchtigen Bestandteile nunmehr leichter entweichen können. Die Anzahl der
Verdichtungskörper, welche gleichzeitig oder je für sich in den Brennstoffbesatz
hineingepreßt werden, ist gleichfalls völlig beliebig und richtet sich nach der
Größe des Ofens bzw. dem Querschnitt der Verdichtungsorgane. Die Verdichtungsorgane
können auch als Hohlkörper mit durchlöcherten Wandungen ausgebildet sein, wobei
bereits während oder nach dem Einführen derselben in den Brennstoff die flüchtigen
Bestandteile desselben durch die durchlöcherten Wandungen in die Hohlräume der Verdichtungsorgane
eintreten und von hier aus entweichen können.
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Es ist zweckmäßig, die Verdichtung des Brennstoffbesatzes an allen
Stellen der Ofenkammer möglichst gleichmäßig zu gestalten und die Verdichtung so
vorzunehmen, daß die Ofenwandungen von dem seitlichen Druck des Brennstoffes möglichst
entlastet werden. Man kann dies dadurch erreichen, daß man die Verdichtungsorgane
baulich so gestaltet, daß die Verdichtungsbewegung der Brennstoffteilchen hauptsächlich
in der Längsrichtung der Kammer erfolgt. Zu diesem Zweck können die Verdichtungskörper
am unteren Ende oder im ganzen keilartig ausgebildet sein, wobei die Keilflächen
in der Längsrichtung der Kammer wirken, die bei der Verdichtung unwirksamen Parallelflächen
dagegen den Kammerwandungen zugekehrt sind.
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Damit die Verdichtung des Brennstoffbesatzes möglichst gleichmäßig
erfolgt, ist es zweckmäßig, die Verdichtungsorgane nur bis zur Erreichung eines
bestimmten einstellbaren Gegendruckes in den Besatz einzuführen, beispielsweise
mittels einer Preßvorrichtung, welche nur bis zur Erreichung dieses Maximaldrucks
wirksam ist. Beim ersten Einpressen in den noch unverdichteten Besatz wird dann
das Verdichtungsorgan annähernd bis zu den untersten Schichten desselben vordringen
und dann stehenbleiben, bei mehrmaligem Einpressen aber, der fortschreitenden Verdichtung
folgend, immer weniger tief, bis schließlich bei Beendigung der Verdichtung das
Verdichtungsorgan überhaupt nicht mehr in den Besatz eindringt und aus der Ofenkammer
entfernt werden kann.
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Die Verdichtungsarbeit kann von Hand oder maschinell bzw. automatisch
erfolgen. Im letzteren Falle wird bei Beendigung der Verdichtungsarbeit der Antriebsorganismus
automatisch ausgeschaltet. ° Bei der Verdichtungsarbeit und während sich dieselben
in der Brennstoffmasse befinden, können die Verdichtungsorgane auch durch seitliche
Schläge auf dieselben von Hand oder maschinell in Vibration versetzt werden, was
die Verdichtungsarbeit beschleunigt und erleichtert, da hierdurch die zur Verdichtung
erforderliche gegenseitige Lageänderung der Brennstoffteilchen beschleunigt wird.
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Die als Verdichtungsorgane dienenden, am unteren Ende zugespitzten
oder keilförmig gestalteten Stangen können zylindrisch sein bzw. gleichen Querschnitt
von oben bis unten besitzen, sie können aber auch nach oben oder
zweckmäßiger
nach unten hin etwas verjüngt sein, damit sie leichter aus dem Brennstoff herausgezogen
werden können. Es ist auch möglich, Organe an den Stangen anzubringen, welche beim
Hineinstoßen des Besatzes sich innerhalb der Stangen befinden und nach dem Hineinstoßen
seitlich austreten, so daß diese Organe, die beispielsweise mechanisch, aber auch
durch Preßluft usw. betrieben werden können, eine vorzugsweise senkrechte, aber
auch anders gerichtete Bewegung gegenüber der Stange ausführen können.
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Beim letztmaligen Herausziehen der Verdichtungsorgane verbleibt dann
im Besatz entweder ein Hohlkanal oder aber ein solcher, in welchen von oben her
teilweise lockerer, unverdichteter Brennstoff hineingefallen ist, ohne daß im letzteren
Falle der freie Gasabzug behindert würde. Da demnach die der Verdichtung dienenden
Durchbrechungen der Preßorgane ganz besonders dem ungehinderten Gasabzug dienen,
werden sie an den nicht nur zur Verdichtung, sondern auch zur Gasabführung besonders
geeigneten Stellen, und zwar hauptsächlich in den mittleren Zonen des Brennstoffbesatzes,
angeordnet.
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Das oder die Belastungsorgane können ganz aus Metall bestehen und
in bekannter Weise an Ketten hängend auf die Oberfläche des Besatzes herabgelassen
werden bzw. eine oder mehrere Preßplatten bilden, welche maschinell auf die Oberfläche
des Besatzes aufgepreßt werden; sie können aber auch in an sich bekannter Weise
mit Schamotte bekleidet sein, um die Metallteile vor der unmittelbaren Eihwirkung
der Hitze zu schützen. Die Metallteile der Belastungsorgane können auch hohl sein
und während des Betriebes durch Luft, Wasserdampf o. dgl. gekühlt werden.
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Die Erfindung hat den Vorzug, daß mit den einfachsten Mitteln bei
Benutzung der bekannten, auf die Oberfläche des Besatzes in der Ofenkammer herabgesenkten
Belastungsorgane sowohl bei bereits vorangegangener lagenweiser Verdichtung desselben
oder aber bei lose eingefülltem Brennstoff eine Nachverdichtung desselben in außerordentlich
zweckentsprechender Form vorgenommen werden kann, bei welcher dasVolumen desBrennstoffes,
unterAufwendung nur geringer Verdichtungsarbeit auf das erreichbare Mindestmaß beschränkt,
Luft, Feuchtigkeit usw. aus dem Besatz verdrängt und gleichzeitig Gasabzugskanäle
geschaffen werden, welche den flüchtigen Bestandteilen des Besatzes den freien Abzug
ermöglichen. Da die Verkokung an den der Hitzwirkung am meisten ausgesetzten äußeren
Schichten des Brennstoffes, welche den geheizten Ofenwandungen benachbart sind,
beginnt und zugleich eine den Gasabzug hindernde Verkrustung dieser äußeren Brennstoffzonen
eintritt, wird hierbei den Terkokungsgasen stets eine Abzugsmöglichkeit nach der
kühleren Mitte des Besatzes und von da nach oben gewährt, so daß dieselben mit den
heißen Ofenwandungen, an welchen sie sich zersetzen könnten, nicht in Berührung
kommen, sondern unzersetzt gewonnen werden. Bekanntlich ist die Ausbeute derartiger
hochwertiger Verkokungsgase an wertvollen Nebenprodukten besonders günstig, ohne
daß hierbei der Hauptzweck des Verfahrens, nämlich einen festen, stückigen und dichten
Halb- oder Ganzkoks auch aus schlecht backender Kohle zu erzeugen, beeinträchtigt
wird.
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Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Koks aus bituminösen
Brennstoffen bekanntgeworden, bei welchem in der Ofenkammer eine keilförmige Verdichtungsplatte
heb- und senkbar an Ketten oder Stangen aufgehängt ist, deren Keilflächen den Seitenwandungen
der Kammer zugekehrt wird. Dieses Verdichtungsorgan bleibt während des Verkokens
in der Retorte und wird periodisch oder in größeren Abständen aufwärts und abwärts
bewegt bzw. durch rasche Hin- und Herbewegung in eine Rüttelbewegung versetzt, wobei
die einzelnen Brennstoffteilchen durch die keilförmigen Seitenflächen der Platte
gegen die Ofenwandungen gedrängt werden. Diese Rüttelbewegung findet jedoch hier
in der gleichen Richtung statt wie die normale Verdichtungsbewegung der Verdichtungsplatte.
Bei der Erfindung dagegen erfolgen die Vibrationen vorzugsweise horizontal, während
die Verdichtungsbewegung der Verdichtungsorgane vertikal gerichtet ist. Die Verdichtung
durch seitliche Verdrängung ist bei der Erfindung in Richtung der Kammerlängsachse
und nicht gegen die Kammerwandung gerichtet und findet nicht während der Verkokung
statt, so daß sich der Brennstoff während der Verkokung in dauernder Ruhe befindet
und keine die gute Sinterung störenden oder hindernden Bewegungen und Lageveränderungen
der einzelnen Brennstoffteilchen eintreten können.