DE598404C - Verfahren zur Waermebehandlung, insbesondere zur Schwelung und Vergasung von feinstueigem oder staubfoermigem Gut in aussen beheizten Rohren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Wärmebehandlung, insbesondere zur Schwelung und Vergasung von feinstückigem oder staubförmigem Gut in außen beheizten Rohren Es ist bekannt, den Wärmeübergang von der Wandung außen beheizter Behandlungsräume zu dem Behandlungsgut, insbesondere Kohle, durch ständige Umlagerung des Behandlungsgutes zu verbessern. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, das Gut durch außen beheizte Rohre zu führen. Dabei wurde aber der Bewegungsgesch«-indigkeit des Gutes innerhalb der Behandlungsrohre keine Aufmerksamkeit geschenkt. Da die Durchführung einer Wärmebehandlung immer eine gewisse Zeit erfordert, war man eher bestrebt, durch Verlangsamung der Bewegung an Rohrlänge zu sparen.
• Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß durch Erhöhung der Geschwindigkeit des Behandlungsgutes in den Behandlungsrohren ein bedeutend besserer Wärmeübergang, eine schnellere und gleichmäßigere Umsetzung, z. B. Schwelung, und damit ein höherer Durchsatz und bessere Qualität der Erzeugnisse erreicht werden können. Diese Erscheinung macht sich insbesondere dann geltend, wenn der Durchsatz so bemessen wird, daß die Querschnitte der Behandlungsrohre nahezu ganz vom Behandlungsgut ausgefüllt sind. Vorteilhaft werden die Behandlungsrohre oder Kanäle senkrecht angeordnet.
• Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zur Wärmebehandlung, insbesondere zur Schwelung von feinstückigem oder staubförmigem Gut in außen beheizten Rohren,- bei welchem das Behandlungsgut mit einer Geschwindigkeit von etwa io bis 3o m/Sek. durch verhältnismäßig enge Rohre oder Kanäle geführt wird, die senkrecht angeordnet sein können und deren Querschnitte annähernd ganz vom Behandlungsgut ausgefüllt sind.
• Im Einzelfalle richten sich die anzuwendenden Geschwindigkeiten nach den Eigenschaften sowie nach der Korngröße der verwendeten Kohle. Die niedrigen Geschwindigkeiten gelten für grobkörnige Kohle von etwa. 3 bis q mm Korngröße und die höheren Geschwindigkeiten von etwa 2 5 bis 30 m/Sek. für feinkörnige Kohle.
• Bei einem Ausführungsbeispiel des neuen Verfahrens wird Feinkohle von o bis 3 mm Korngröße durch einen 6o m langen außen beheizten Rohrstrang geleitet, dessen innerer Durchmesser 5o mm beträgt und dessen Querschnitt vom Behandlungsgut ganz ausgefüllt ist. Die Einführung des Gutes erfolgt mittels einer Schnecke. Zweckmäßig wird dem Gut auch eine kleine Menge eines brennbaren Gases, z. B. Generatorgas, zugesetzt, um die Kohle bis in die Zone zu bringen, in der durch die Entgasung des Gutes selbst genügende Gasmengen entstehen, die die Weiterbeförderung des Gutes übernehmen können. Der Durchsatz beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel etwa 25o kg/h, die Geschwindigkeit etwa a5 m/Sek.
• Der im Staubscheider ,abgeschiedene Scbwelkoks ist vollkommen ausgeschwelt und hat etwa 150/0 flüchtige Bestandteile.
• In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, die Querschnitte der Rohre oder Kanäle allmählich zu erweitern, um ein unerwünschtes Ansteigen der Geschwindigkeit innerhalb der Rohre oder Kanäle zu verhindern. Statt der allmählichen Erweiterung kann auch eine stufenweise Erweiterung durch Parallelschaltung -weiterer Rohrstränge vorgesehen sein.
• Die Rohre oder Kanäle können waagerecht, senkrecht oder in beliebiger Neigung angeordnet sein. Die senkrechte Anordnung hat den Vorteil geringen Platzbedarfs.
• Die Rohre werden am besten aus einem hochhitzebeständigen Material hergestellt, um Korrosionen zu vermeiden, die zu Abscheidungen im Rohrinnern führen und den Kraftbedarf vergrößern. Als geeignete Werkstoffe haben sich nicke-- und chromhaltige Eisenlegierungen erwiesen. Die Rohrstücke können aus Blechen zusammengeschweißt sein.
• Um Verwerfungen der Rohre zu vermeiden, werden diese .an einem Ende, und zwar am heißeren Ende, fest eingespannt, und die freien Enden werden durch Zug belastet, so daß bei Wärmedehnungen Krümmungen der Rohre nicht eintreten können.
• Abb. i der Zeichnung zeigt schematisch eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, Abb.--> läßt eine Ausführungsform der Zuführungseinrichtung erkennen.
• In einem wärmeisolierten Kanal i, der über oder unter dem Boden angeordnet sein kann, ist ein enges Rohr 2 auf Stützen 3 gelagert. Die Beheizung dieses Rohres erfolgt im Gegenstrom durch Heizgase, die durch öffnungen 4 eintreten und durch die Öffnung 5 austreten. Das heißere Rohrende 6 ist an der Stelle 7, beispielsweise im Mauerwerk, fest eingespannt, während am anderen Ende 9 in Richtung des Rohres ein durch ein Gewicht io belastetes Zugseil i i angreift.
• Das Behandlungsgut, z. B. Kohle, gelangt aus einem Bunker 12 durch eine bewegliche Leitung 13 und ein Zellenrad 14 in den Krümmer 15, dem über eine Leitung 16 eine geringe Gasmenge zugeführt wird, so daß das Behandlungsgut bis zum beheizten Teil des Rohres 2 gelangen kann. Durch eine Zweigleitung 17 der Leitung 16 wird der geschlossene Bunker 12 mit Gas gefüllt und unter einen solchen Druck gesetzt, daß die Kohle in die Schwel- und Vergasungsräume gelangt.
• Das Rohrende mündet in einen Staubscheider 18, in dem sich der Schwelkoks absetzt und aus dem er aus dem Stutzen 19 abgezogen werden kann. An den Staubscheider 18 schließt sich eine elektrostatische Entstaubungsanlage =o an. Bei 2 1 treten die vollkommen gereinigten Gase und Dämpfe aus und können einer üblichen Kondensationsanlage zugeführt werden.
• Gemäß Abb.2 kann die Zufuhr des Behandlungsgutes durch eine Schnecke 22 erfolgen, von deren Gehäuse ein senkrechter Stutzen 23 zum Rohr 2 führt.
• Das Behandlungsgut wird zweckmäßig vor der Einführung in die Apparatur bis auf eine Korngröße von o bis 2 bis 3 mm zerkleinert. Als Zusatzgas wird durch die Leitung 16 zweckmäßig Generatorgas zugeführt. Für eine Tonne Kohle sind nur etwa 20 bis 30 cbm Zusatzgas erforderlich, die gerade ausreichen, um das Behandlungsgut so weit in das Rohrinnere einzuführen, bis die aus dem Gut selbst entstehenden Gase und Dämpfe die Weiterbeförderung übernehmen können.
• Die Beheizung des Rohres erfolgt, wie die Abbildung zeigt, im Gegenstrom, und zwar so, daß die Kohle innerhalb des Rohres bis auf etwa 5oo bis 550° erhitzt und entschweltwird. Durch diese Anordnung gelingt es, die Schwelzeit auf einen geringen Bruchteil der bisher erforderlichen Schwelzeit herabzudrücken. Es hat sich ergeben, daß bereits nach 2 Sekunden eine vollkommene Entschwelung erreicht ist. Diese günstige Wirkung ist durch den durch die höhere Durchgangsgeschwindigkeit beschleunigten Wärmeübergang zu erklären. Zum Teil -wird die Wärme vom Rohr an das Gut auch durch Strahlung abgegeben. Der rasche Wärmeübergang gestattet ferner hohe Feuerungstemperaturen ,an der Heizfläche, und das dadurch ermöglichte höhere Wärmegefälle trägt wieder zur Beschleunigung des Wärmeüberganges und des Schwelvorganges bei, insbesondere ergibt sich eine -wesentlich größere spezifische Belastbarkeit der Heizfläche, ohne daß Überhitzungen des Gutes zu bdfürchten .sind.
• Da an keinem Punkte der Anlage Unterdruck herrscht, ist das Eindringen von Luft bzw. Luft-Sauerstoff ausgeschlossen, und es wird ein vollkommen luftfreies Gas gewonnen.
• Von dem aus der Kondensationsanlage kommenden Schwelgas kann ein Teil als Zusatzgas durch die Leitung 16 eingeführt werden.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: . i. Verfahren zur Wärmebehandlung, insbesondere zur Schwelung und Vergasung von feinstüekigem oder staubförmigem Gut in außen beheizten Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß dieTemperatur, derQuerschnitt der geraden, engen Rohre oder Kanäle und die Art und Zuführung der Kohle derart gewählt werden, _daß das Behandlungsgut durch die bei der Behandlung entstehenden Gase und unter Verwendung einer geringeren Menge Zusatzgas mit einer Geschwindigkeit von etwa io bis 3o m/Sek. durch die Rohre oder Kanäle geführt wird und deren Querschnitt nahezu ganz ausfüllt.
2. 2. Verfahren zur Wärmebehandlung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung in senkrechten Rohren oder Kanälen vorgenommen wird.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre an einem, vorzugsweise an dem heißeren Ende festgespannt und an dem anderen Ende durch eine Zugkraft in Richtung der Rohrachse belastet sind. q..
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre aus zusammengeschweißten Blechen einer nikkel- und chromhaltigen Eisenlegierung bestehen.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und q., dadurch gekennzeichnet, daß das freie, durch Zug belastete Rohrende bei horizontal oder schwach geneigten Rohren nach oben gekrümmt und durch eine biegsame Leitung unter Zwischenschaltung einer Absperrvorrichtung mit einem Bunker verbunden ist.
6. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch eine Leitung, die in zwei Zweige geteilt ist, von denen der .eine Zweig Zusatzgas in den Bunker und der andere Zweig Zusatzgas in das Einführungsende des Behandlungsrohres leitet.