DE615011C

DE615011C - Process for rapid degassing and de-taring of bituminous raw materials in moving rotating devices with external heating

Info

Publication number: DE615011C
Application number: DEW91716D
Authority: DE
Original assignee: WERSCHEN WEISSENFELSER BRAUNKO
Current assignee: WERSCHEN WEISSENFELSER BRAUNKO
Priority date: 1927-12-16
Filing date: 1927-12-16
Publication date: 1935-06-25

Description

Verfahren zum schnellen Entgasen und Entteeren von bituminösen Rohstoffen in bewegten Drehapparaten mit Außenbeheizung Die ersten in der Technik gebrauchten Schwelapparate waren aus Eisen gefertigt. Man ist jedoch nach kurzer Zeit zu feuerfestem Material als Baustoff für die Schwelapparate übergegangen, weil einerseits infolge der damals noch wenig entwickelten Feuerungstechnik die eisernen Gefäße einem schnelleren Verschleiß unterlagen, andererseits auf großen Durchsatz noch nicht soviel Gewicht gelegt wurde. Als in neuerer Zeit die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Apparate stiegen, kam man wieder auf Eisen als Baumaterial für die Schwelapparate zurück. Man schwelt bituminöse Rohstoffe in schmiedeeisernen Drehtrommeln großen Durchmessers, desgleichen hat man stehende Schwelapparate aus Gußeisen gebaut. Bei den letzteren treten die Gase nicht durch die hohe Kohlenschicht, sondern durch seitliche Öffnungen der beheizten Schwelräume aus. Man hat auch vorgeschlagen, einen weiten Zylinder an der Außenwand mit unterteilten Kammern zu versehen., deren Querschnitte im Verhältnis zum Gesamtquerschnitt des Schwelapparates klein sind. Man hat schließlich auch Rohre kleineren Durchmessers, zu Bündeln angeordnet, sogenannte Rohrbündeldrehöfen angewendet. Das Ziel der Schwelindustrie, schnell große Mengen in kontinuierlichem Betrieb durchzusetzen, ist mit allen genannten Apparaten nicht erreicht worden. Drehöfen mit großen Abmessungen und mehr als 5o bis 6o t Trockenkohlendurchsatz (.entsprechend etwa ioo bis iao t Naßkohle) in 2q. Stunden sind bisher nicht bekanntgeworden. Der Erstellungspreis solcher Öfen belastet die Schwelung in hohem Maße, da der Durchsatz je cbm Schwelraum in allen bekannten Fällen zu klein ist. Obgleich weiter der a4 bis 36 Stunden dauernde Aufenthalt der Kohle in Rolleöfen auf etwa i Stünde in den neueren bekannten Schweleinrichtungen zurückgegangen ist, ist dieser Aufenthalt immer noch genügend, um Teerzersetzungen zu bedingen.Process for the rapid degassing and de-taring of bituminous raw materials in moving rotating devices with external heating. The first used in technology Smoldering devices were made of iron. However, after a short time you are too refractory Material passed over as building material for the smoldering apparatus because on the one hand as a result the iron vessels to a faster one of the firing technology, which was still little developed at that time Subject to wear, on the other hand not so much weight due to high throughput was laid. As recently as the demands on the performance of the Apparatus increased, iron was used again as a building material for the smoldering apparatus return. Bituminous raw materials are smoldered in large wrought-iron rotating drums In the same way, standing smoldering devices have been built from cast iron. at In the latter, the gases do not pass through the high layer of coal, but through side openings of the heated smoldering rooms. One has also been suggested to provide wide cylinders on the outer wall with subdivided chambers., their cross-sections are small in relation to the total cross-section of the smoldering apparatus. You finally have also tubes of smaller diameter, arranged in bundles, so-called tube bundle rotary kilns applied. The goal of the smoldering industry is to rapidly produce large quantities in continuous To enforce operation has not been achieved with any of the devices mentioned. Rotary kilns with large dimensions and more than 50 to 60 tons of dry coal throughput (.Accordingly about 100 to 100 tons of wet coal) in 2q. Hours have not yet become known. The production price of such ovens is a heavy burden on the Schwelung, since the throughput per cubic meter of smoldering space is too small in all known cases. Although the a4 Coal stays in roller furnaces for about 1 hour in the up to 36 hours newer known smoldering facilities has declined, is this stay still sufficient to cause tar decomposition.

Die fachmännische Anschauung war bisher die, daß. die Schwelung ein gewisses Geschwindigkeitsmaß nicht überschreiten dürfe. Z. B. schreibt G r a e f e zur Erlangung höchster Teerausbeute bei Retortenschwelung vor, daß die Ausschwelung nicht unter q. bis 6 Stunden vorgenommen werden soll.The professional opinion so far has been that. the swelling should not exceed a certain speed limit. E.g. G r a e f e to achieve the highest tar yield with retort smoldering before that the smoldering not under q. up to 6 hours.

Arbeiten der Erfinderin führten zu dein überraschenden Ergebnis, daß man Kohle in wenigen Minuten ausschwelen und, ohne zu unwirtschaftlichen Ausbeuten und Betriebsverhältnissen zu kommen, erheblich größere Durchsätze je qm beheizter Fläche erzielen kann durch Anwendung eines um seine Achse gedrehten Schwelrohres -von nicht mehr als Zoo mm .0-. Die Anwendung eines solchen engen Rohres gestattet es, das Verhältnis von dauernd mit Kohle belegter Heizfläche zu nicht belegter Heizfläche größer zu halten, und gibt dadurch die Möglichkeit, die Wärmedurchsätze durch die Heizflächen und damit den Kohledurch.satz durch das Rohr auf ein erheblich größeres Maß zu bringen, als es bisher als möglich angesehen wurde. Man kann mit heißerem Heizgasen an die Schwelrohre herangehen, weil sich i.@ wider Erwarten erwies, daß bewegte Kohle die Wärme von der Rohrwand viel schneller abnimmt, als vorausgesetzt wurde, und weil 2. die Abstände zwischen den jeweils heißesten, nicht durch Kohle gekühlten und damit der Überhitzung am meisten ausgesetzten Stellen von den mit Kohle in Berührung stehenden Stellen so klein sind, daß die günstige Wärmeleitung von Eisen oder auch sonstigen für diesen Zweck geeigneten Baustoffen gefährliche überhitzungen aufhebt.Work of the inventor led to your surprising result that coal can be burned out in a few minutes and without uneconomical yields and operating conditions, significantly higher throughputs per square meter of heated Achieve area can be rotated around its axis by applying a Smoldering cane -of no more than Zoo mm .0-. The use of such a narrow pipe makes it possible not to increase the ratio of the heating surface permanently covered with coal to keep the occupied heating surface larger, and thus gives the opportunity to reduce the heat throughput due to the heating surfaces and thus the coal throughput through the pipe to a considerable extent to bring greater measure than was previously thought possible. You can go with hotter heating gases approach the smoke tubes, because i. @ turned out to be contrary to expectations, that moving coal removes the heat from the pipe wall much faster than assumed was, and because 2. the distances between the hottest, not by coal areas that are cooled and therefore most exposed to overheating from those with Coal in contact are so small that the favorable heat conduction of iron or other building materials suitable for this purpose that are dangerous overheating cancels.

Es gelingt so, nie vorhergesehene Wärmedurchsätze zu erzielen, ohne den Schwelapparat kritisch zu beanspruchen. Das Ausschalten von Überhitzungen trotz hohen Wärmedurchsatzes verhindert in erwünschtem Maße die Gefahr des Krackens, falls man auf hohe Teerausbeute hinarbeitet. Andererseits kann man, unbesorgt um die Standfestigkeit der Apparatur, auch absichtlich Kracktemperaturen anwenden aus dem bereits genannten Umstand geringer Abstände bei gutem Wärmeausgleich. Die besondere Anordnung erlaubt weiterhin, die anzuwendenden Temperaturen dadurch in jedem zweckdienlichen Grade zu beeinflussen, daß man die Heizelemente mit Rippen versieht. Man kann so eine erwünschte Wärmemenge je nach Verhältnis von Rippenoberfläche zur Rohrinnen-:Räche durchsetzen bei Temperaturgefällen, die nur von dem Verhältnis Rippenfläche zu Innenfläche abhängig sind. Das bedeutet Schonung eiserner Schweleinrichtungen und' gibt die Möglichkeit, drehende Trommeln mit hohem Durchsatz anzuwenden.It is thus possible to achieve heat throughputs never anticipated without to stress the smoldering apparatus critically. Turning off overheating despite high heat throughput prevents the risk of cracking to a desired extent, if one works towards a high tar yield. On the other hand, you can, unconcerned about the stability of the apparatus, also deliberately applying cracking temperatures from the ones already mentioned The fact that there are small gaps with good heat balance. The special arrangement allows furthermore, the temperatures to be used thereby in every appropriate degree to influence that one provides the heating elements with ribs. You can do that Desired amount of heat depending on the ratio of the fin surface to the inside of the pipe: area prevail at temperature gradients that only depend on the ratio of the rib area to the inner area are dependent. That means protection of iron smoldering facilities and 'gives the Ability to use rotating drums with high throughput.

Der Bündeldrehrohrofen von F e l l n e r & Ziegler erhöht zwar den Anteil der dauernd mit Kohle besetzten Fläche, beschränkt aber das Durchbiegungsbestreben des Ofens durch Anwendung von Bündeln engerer Rohre. Es fehlten bisher die Erkenntnisse, daß man mit dem Einzelrohr zum Ziel kommt, ohne die Nachteile der Bündelanordnung in Kauf zu nehmen, nämlich ohne kompliziertere Konstruktion, ohne die Gefährdung des gleichmäßigen Durchsatzes durch besondere Bekohlungs- und Entleerungsvorrichtungen, ohne die Gefährdung für das Rohrrnaterial wie für Kohle und Teer durch örtliche kritische Überhitzung. Nicht erkannt war, daß die Bündelanordnung eine gewollte, kontrollierte, gleichmäßige Erhitzung jeden Einzelrohres bis zum Höchstmaß nicht oder nur unzureichend gestattet, während beim Einzelrohr dieser Erfolg auf einfache Weise erzielt werden kann.The rotary kiln from Fele lne r & Ziegler increases the proportion of the area permanently occupied with coal, but limits the tendency to deflect of the furnace by using bundles of narrower tubes. So far the knowledge was missing that you get to the goal with the single tube without the disadvantages of the bundle arrangement to accept, namely without a more complicated construction, without the endangerment the even throughput through special coaling and emptying devices, without endangering the pipe material such as coal and tar from local critical overheating. It was not recognized that the bundle arrangement was a deliberate, controlled, even heating of each individual tube up to the maximum level or only inadequately permitted, while with the single tube this success is simple Way can be achieved.

Die Steigerung des Kohledurchsatzes kann sehr leicht auch deshalb erzielt werden, weil ein enges Rohr von höchstens Zoo mm -0' mit viel höheren Umdrehungsgeschwindigkeiten laufen kann als die bekannten großen Schwelrohre mit i bis 3 n i,0# oder auch die bekannten Rohrbündelöfen. Schwelapparate, gleichgültig, ob es sich um große Trommeln oder Rohrbündel handelt, unterliegen bekanntlich im Betrieb sehr schweren Beanspruchungen. Zu der ständigen beträchtlichen Biegungsbeanspruchung unter dem Eigengewicht des Apparates und dem Gewicht der Kohle kommt die scharfe Erhitzung durch die heißen, unmittelbar auf die Rohre auftreffenden Flammen hinzu. Man kann es nicht wagen, derart hoch beanspruchte Apparate mit höheren Drehzahlen als 3 bis q. je Minute zu betreiben, ohne Gefahr zu laufen, daß die zusätzlich auftretenden Fliehkräfte zu schädlichen Deformationen der Rohre führen.Increasing the coal throughput can therefore also be very easy can be achieved because a narrow tube of at most Zoo mm -0 'with much higher speeds of rotation can run as the well-known large corrugation pipes with i to 3 n i, 0 # or even the known tube bundle furnaces. Smoldering machines, regardless of whether they are large drums or tube bundles are known to be subject to very heavy loads during operation. To the constant considerable bending stress under the own weight of the Apparatus and the weight of the coal, the sharp heating comes from the hot, flames hitting the pipes directly. You can't dare Such highly stressed apparatus with speeds higher than 3 to q. per minute to operate without running the risk of the additionally occurring centrifugal forces lead to harmful deformation of the pipes.

Diese Rücksichten brauchen bei den erfindungsgemäß angewendeten Rohren nicht genommen zu werden. Die Umfangsgeschwindigkeit ist auch bei höheren Drehzahlen geringer als bei bohren von i bis 3 m er*, die mit geringer Drehzahl laufen, und überdies ist die Gefahr örtlicher Überhitzung bei engen Rohren geringer als bei weiten Rohren. Die günstigere Wärmeableitung und die Möglichkeit, enge Rohre mit hoher Drehzahl zu betreiben, tragen mithin in doppelter Weise dazu bei, daß die Durchsätze gesteigert werden können.These considerations are necessary in the case of the pipes used according to the invention not to be taken. The peripheral speed is also at higher speeds less than when drilling from i to 3 m er *, which run at low speed, and In addition, the risk of local overheating is lower with narrow pipes than with wide pipes. The cheaper heat dissipation and the possibility of using narrow pipes To operate high speed, therefore contribute in two ways to the fact that the Throughputs can be increased.

Beispielsweise besteht der Entteerungsapparat für das vorliegende Verfahren aus einem gußeisernen Rohr mit einem Durchmesser von Zoo mm oder darunter, das außen mit Rippen versehen sein kann, am oberen Ende eine bekannte Eintragvorrichtung, am unteren eine Austrägvorrichtung aufweist. Das Rohr wird in einer geeigneten Ummantelung von außen beheizt. Das ganze System wird mit beliebigem Antrieb gedreht und macht etwa 12 bis 1q. Umdrehungen in der Minute.For example, there is de-taring apparatus for this one Method from a cast iron pipe with a diameter of zoo mm or less, which can be provided with ribs on the outside, at the upper end a known entry device, has a discharge device at the bottom. The pipe is wrapped in a suitable sheath heated from the outside. The whole system is rotated and made with any drive about 12 to 1q. Revolutions per minute.

Zur Unterstützung der Gasbewegung können gewisse Mengen Spülgase gleichzeitig durchgeleitet werden. Die dadurch bedingte Steigerung der Gasgeschwindigkeit wirkt sich dank dem Verhältnis von Fallhöhe zu Geschwindigkeit im vorliegenden Fall weniger kritisch aus als bei Drehtrommeln größeren Durchmessers. An Stelle des Rohres mit rundem Querschnitt kann auch der Kanal mit eckigem Querschnitt treten. Zur weiteren Unterstützung des Wärmedurchsatzes können Rohre oder Kanäle auch innen mit Leitrippen versehen sein.To support the gas movement, certain amounts of purging gases can be used at the same time be passed through. The resulting increase in gas velocity takes effect Thanks to the ratio of the height of fall to the speed, less in the present case critical than with rotary drums of larger diameter. Instead of the tube with a round Cross-section can also occur the channel with an angular cross-section. For further assistance of the heat throughput, pipes or channels can also be provided with guide ribs on the inside be.

Selbstverständlich können mehrere Rohre, von denen jedes sich um seine Längsachse dreht, zu Batterien vereinigt werden, wobei den Rohren die Heizgase von einer oder mehreren Heizstellen aus zugeführt werden. Rohrbündelöfen, d. h. solche Ofen, bei denen eine Mehrzahl von Rohren, im festen Abstand voneinander gelagert, sich um eine gemeinsame Achse drehen, bilden dagegen nicht den Gegenstand der Erfindung.Of course, several pipes, each of which is his Longitudinal axis rotates, to be combined into batteries, with the heating gases from the tubes one or more heating points are supplied from. Tube bundle furnaces, d. H. such Furnaces in which a plurality of tubes, supported at a fixed distance from each other, rotate about a common axis, however, do not form the subject of the invention.

Claims

PATENT CLAIM: Process for rapid degassing and de-taring of bituminous raw materials in moving rotating devices with external heating, characterized in that that the degassing and de-taring in an externally heated, around its longitudinal axis turned pipe or duct is made, the diameter of which is not larger than zoo mm.