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Vorrichtung zum ununterbrochenen Verarbeiten von Brennstoffen und
Erzen in mehreren voneinander getrennten, von außen beheizten Kammern Den Gegenstand
der Erfindung bildet eine Vorrichtung zum ununterbrochenen Verarbeiten von Brennstoffen
und Erzen in mehreren voneinander getrennten, von außen beheizten Kammern. Die neue
Vorrichtung kann insbesondere vorteilhaft zum Vortrocknen von grubenfeuchter, mulmiger
Braunkohle dienen, z. B. um dieselbe auf die Entgasung vorzubereiten.
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Es ist bereits ein Destillationsapparat für Kohle bekanntgeworden,
bei welchem die Kohle durch ein Schleuderrad mit vertikaler Achse zunächst in ein
verhältnismäßig enges Fallrohr gelangt, aus dem das Material dann in Form eines
geschlossenen Strahles nach unten in die Retorte fällt. In der Retorte streicht
der fallenden Kohle ein heißer Gasstrom entgegen, so daß die Kohle mit verhältnismäßig
hoher Temperatur am Boden der Retorte anlangt.
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Ferner ist auch bereits eine Anlage zur Entgasung fein verteilten
Brennstoffs vorgeschlagen worden, bei welcher das Material im oberen Teil der Retorte
in Form eines über den ganzen Querschnitt verteilten Schauers herabfällt. Am unteren
Ende des Apparates wird das herabgefallene Material dann durch eine drehbare Walze
entfernt.
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Demgegenüber soll erfindungsgemäß eine durchaus gleichmäßige Behandlung
jedes Teilchens des Materials, z. B. der Braunkohle, dadurch ermöglicht werden,
daß man das Material in die Arbeitsräume der Kammern in der Mittelebene derselben
kontinuierlich als vorhangartig, frei herabfallenden - Rieselschleier zuführt und
es aus dem unteren Teil der Arbeitskammern, in welchem es sich beiderseits nach
den Wänden zu ablöscht, in entsprechender Menge ebenfalls kontinuierlich abführt.
Die strahlende Wärme der KammerwÄnde wirkt auf einen. solchen Rieselscbleier von
beiden Seiten aus in gleicher Weise ein, so daß bei der geringen Stärke des. Schleiers
jedes Teilchen durchaus gleichmäßig behandelt und z. B. getrocknet wird. Zu diesem
Zweck wird erfindungsgemäß die Vorrichtung so ausgestaltet, daß in der senkrechten
Achse von mehreren voneinander getrennten, - mit einer regelbaren Außenbeheizung
und mit Öffnungen zum Zuführen von Spülgasen oder Dämpfen versehenen Kammern Mischwalzenpaare
oder ähnlich wirkende Speisevorrichtungen zum Einführen des Gutes vorgesehen werden.
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Vorteilhaft kann man die Vorrichtung z. B. derart ausbilden, daß mehrere
durch die Mischwalzenpaare miteinander verbundene Kammern, untereinanderliegend
angeordnet sind. Auch können mehrere Gruppen von untereinander angeordneten Kammern
parallel
zueinander angeordnet werden, so daß das aus ihren ausgetragene-Gut
einer gemeinsamen Kammer zugeführt wird.
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Besonder-e`praktische Bedeutung besitzt die neue Vorrichtung in Verbindung
mit der Leuchtgasgewinnung aus feuchter Braunkohle. Hier kann die Vorrichtung zum
Trocknen der feuchten Braunkohle dienen, da es mit ihrer Hilfe möglich ist, den-Feuchtigkeitsgehalt
der Braunkohle, bevor sie in den eigentlichen Entgasungsprozeß eintritt, abzustimmen.
Gleichzeitig ist es möglich, unter kontinuierlichem Durchsatz verhältnismäßig große
Braunkohlenmengen bei kleinen Dimensionen der Trocknungskammer zu verarbeiten. Weitere
vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich bei Destillationsanlagen, Röstanlagen
und ähnlichen Anlagen der 'Iüttenilidustiie, da auch hier die Arbeitsvorgänge sich
so ausgestalten,lassen, daß sie sich in jeder Arbeitskammer unter konstant bleibenden
Bedingungen, insbesondere unter konstanten Wärmeahvwirkung auf die durchgesetzte
Menge, vollzieht. Durch die hohe Gleichmäßigkeit der Arbeits- und Behandlungsbedingungeri
ergibt sich in jedem Falle eine entsprechende Gleichmäßigkeit der erhaltenen Produkte
sowie weiter eine Beschleunigung der Arbeitsvorgänge unter außerordentlicher Vereinfachung
der Apparatur und ihrer Bedienung.
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.Es ist bereits ein Verfahren zur stetigen Destillation von gepulverter
Kohle bekanntgeworden, nach welchem die Kohle in verhältnismäßig geringer Schichtstärke
über die erhitzten schrägen Wandungen einer Destillationskammer herabgleitet. Die
Kohle tritt hierbei aus der unteren verengten, durch die schrägen Wandungen gebildeten
Öffnung der Kammer aus. Gegenüber diesem Verfahren bietet die Anordnung gemäß der
Erfindung den Vorteil, daß man bei der Kammergestaltung -vollständig unabhängig
von der Breite derselben ist und auch beliebige Kammer= höhen anwenden kann, während
man -bei der bekannten Anwendung schräger berieselter Kammerwandungen praktisch
immer an eine gewisseKammerbreite gebunden ist und schon dadurch in der Höhe der
Kammer wesentlich beschränkt ist. Ein weiterer Vorteil der Anordnung gemäß der Erfindung
liegt darin, daß der in der Mitte des Kammerquerschnitts erzeugte Rieselschleier
sowohl von den erhitzten Wänden der Kammer aus gleichmäßig bestrahlt .wird als,
auch gleichmäßig der Wärme der in der Kammer entstehenden Gase unterliegt. ` Ferner
findet auch eine stärkere Nachbestrahlung der seitlich nach außen abfallenden Böschungsflächen
des im unteren Teil der Kammer sich anhäufenden Gutes statt. Bei der bekannten Vorrichtung
besteht demgegenüber, abgesehen von der Möglichkeit des Anbackens der auf den schrägen
erhitzten Wänden herabgleitenden Teile, keine Gewähr für eine gleichmäßige Wärmebehandlung
dieser Teile von allen Seiten. Die Wärme der aufsteigenden Gase wird nicht ausgenutzt,
auch findet keine Nachbestrahlung des Gutes statt.
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In den Abbildungen ist eine Reihe von nach der Erfindung ausgebildeten
Öfen schematisch dargestellt.
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Abb. z zeigt einen Ofen entsprechend der Erfindung in senkrechtem
Querschnitt mit längs der Wandung quer verlaufenden Heizkammern.
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Abb. z zeigt denselben Ofen mit vertikal angeordneten Heizkammern.
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Abb. 3 stellt denselben Ofen, jedoch mit einer Austragsvorrichtung
versehen, dar. Abb. 4 veranschaulicht eine _ Batterie senkrecht übereinander angeordneter
Kammeröfen. Abb. 5 zeigt den schematischen Aufbau von mehreren Öfen nebeneinander
und übereinander, um verschiedene Rohstoffe in getrennten Prozessen vorbehandeln
und dann einer gemeinsamen Kammer zuführen zu können.
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In Abb. z und z bezeichnet im einzelnen z die Kammer- .oder Retortenwandung,
die z. B. in üblicher Weise aus feuerfestem Material gebildet ist. Die Zufuhr der
Wärme erfolgt mittels der Heizkammern 2, die zweckmäßig durch Ventilklappen 3 (siehe
Abb. 2) mit einer Luftzuführung verbunden sein können, um die Regulierung der Temperatur
zu ermöglichen. Am oberen Teil der Kammer befindet sich der Aufgabebunker4, dessen
Mundstück ein gegenläufiges Walzenpaar 5 und 5a aufnimmt. Bei größerer Länge der
Kammer können auch mehrere hintereinanderliegen.de Walzenpaare oder ähnliche Speisevorrichtungen
angeordnet sein. Das Gut, z: B. Kohle oder Erz, wird durch die Walzen zerkleinert
und rieselt in Form eines Schleiers auf die Böschungsfläche 6 herab. Auf dieser
rollt es bis an die Wände des Ofens hinunter. 7 und 7a sind Gasabzugkanäle.
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Abb. 3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Ofenkammer, welche
noch an ihrem Bodenende eine stetig betriebene Austragevorrichtung aufweist. Diese
ist entsprechend dem Aufgabebunker in der Form eines gegenläufigen Walzenpaares
8 und 8a ausgebildet, welches den Kammerinhalt nach vollendetem Heizprozeß nach
unten abführt. Ferner sind am unteren Teile des Ofens noch Kanäle 9 und 9a angeordnet,
durch welche Gase verschiedener Art eingeblasen werden können.
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In Abb. 4 sind mehrere Arbeitsräume hintereinandergeschaltet, und
zwar sind sie in diesem Beispiel senkrecht übereinander angeordnet.
Das
Gut wird hier von oben eingeführt, tritt nach seiner Verarbeitung im obersten Arbeitsraum
in den Barunterliegenden und darauf aus dem mittleren Arbeitsraum in den dritten;,
zuunterst liegenden Raum ein, um dann abgeführt zu werden. In derselben Weise können
natürlich auch zwei oder auch eine größere Anzahl als drei Arbeitsräume in beliebiger
Anordnung hintereinandergeschaltet Werden.
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Die untereinanderliegenden Arbeitskammern sind hier mit i o, i i,
r2 bezeichnet. Das Gut gelangt aus dem Trichter 13 .durch die Speise- und Zuteilungsvorrichtung
14 in den Arbeitsraum io und wird von diesem durch die Zuteilungsvorrichtung 15
in den Arbeitsraum i i und von diesem durch die Vorrichtung 16 in den Arbeitsraum
ia befördert, aus dem es durch die Vorrichtung 17 nach unten hin ausgetragen wird.
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In Abb. 5 sind zwei Gruppen von Arbeitsräumen 18, i9 sowie 2o,
21 parallel miteinander angeordnet. Das aus den Arbeitsräumen i9 und 2i austretende
Material wird in dem Barunterliegenden Arbeitsraum 22 zusammengeführt.
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Durch die beschriebene Art der Zufüllung hat man es in der Hand, das
Durchsatzgut bei verschiedenenTemperaturen verschiedenen Wärmestufen auszusetzen.
Handelt es sich z. B. um die Entgasung der Steinkohle, so muß zur Erzielung eines
guten, porösen Kokses dafür gesorgt sein, daß die Kohleteilchen einer möglichst
gleichmäßigen und hohen Temperatur unterworfen sind. Die durch das Walzenpaar fallenden
Regenschleier werden teils durch die entgegenströmenden Gase, teils durch die regelbare
Kammerheizung und die von den Kammerwänden ausgehende Strahlung vorgewärmt. Wenn
die Kohleteilchen auf der Böschung angelangt sind, befinden sie sich in der heißesten
Zone und verwachsen dort mit der Oberfläche des Kokskuchens zu einer teigigen Masse.
Der Entgasungsprozeß vollzieht sich somit im wesentlichen in der glühenden Oberflächenschicht,
wodurch den entwickelten Teergasen die Möglichkeit weitgehender Zersetzung zwecks
Bildung von Kohlenstoff gegeben ist, der sich in den Poren des Kokses absetzt.
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Die Stärke der jeweils vorwiegend in Verarbeitung befindlichen Schicht
kann dabei weitgehend durch Einstellung der Tätigkeit der Speisevorrichtung und
der zugeführten Kohlenmenge geregelt werden.
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Will man andererseits aus Steinkohle Leuchtgas gewinnen, so hat man
darauf zu achten, daß die schweren Kohlenwasserstoffe möglichst unzersetzt dem Gase
erhalten bleiben. Demgemäß ist hier eine so intensive Beheizung der Böschungsoberfläche
wie im ersten Falle nicht am Platze. In diesem Falle reguliert man deshalb einerseits
.die Temperatur der Heizkammern durch Luftzufuhr, andererseits beschleunigt man
den Durchsatz der Kammer duirch vermehrte Geschwindigkeit der Speisevorrichtung,
so daß die Oberfläche der Böschung durch das nachfallende, kältere Gut eine bestimmte
Temperatur nicht überschreiten kann. Will man das entstandene Leuchtgas s.trecken,
so kann man durch die Kanäle 9 und 9a Wasserdampf einblasen, so daß Wassergas entsteht.
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Das beschriebene Heizverfahren und die entsprechende Ofenbauart lassen
sich auch vorteilhaft in der Hüttentechnik für Röstprozesse verwenden, namentlich
wenn es darauf ankommt, das Röstgut auf möglichst großer Oberfläche einer gleichmäßig
heißen Temperatur auszusetzen. In diesem Falle kann man vorteilhafterweise unter
Fortfall einer äußeren Kammerbeheizung die Flammengase durch die oberen Kanäle,
z. B. 7 und 7a, einblasen und durch die unteren abführen. Hierbei empfiehlt sich
die Anbringung von mehreren übereinander angeordneten Abstichöffnungen für den Ablauf
der Schlacke und des geschmolzenen Röstguts.
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Bei der Verhüttung von Kupferkies. z. B. kann man sich einer nach
Abb. 5 aufgebauten Anlage bedienen: In der Oberkammer 18 der einen Seite wird das
rohe Erz einer teilweisen Verröstung unterworfen, wie sie sonst in Haufen oder Kilnöfen
vorgenommen wird. Zu gleicher Zeit wird in der Oberkammer 2o der anderen Seite durch
Entgasung von Kohle Koks erzeugt. Sobald die beiden Prozesse genügend vorgeschritten
sind, läßt man das vorgeröstete Gut und den Koks unter Ausnutzung ihrer latenten
Wärme von beiden Bunkern durch die Förderwalzen in die Schmelzkammer 22 stetig hinabfallen,
in der sich das Niederschmelzen zum Kupferstein vollzieht. Stein und Schlacke fließen
stetig und gesondert durch Abstichöffnungen ab.
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Eine Unterteilung der Oberkammern ist bei der hier in Rede stehenden
Verhüttung von Kupferkies im allgemeinen nicht nötig, so daß man die zweite Abteilung
i9 und 2o aus der Anlage nach Abb. 5 fortlassen kann.
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Durch die doppelte Möglichkeit der Temperaturregelung vermittels der
Heizkammern einerseits und der auf sie abstimmbaren kontinuierlichen Zulaufgeschwindigkeit
des Heizgutes andererseits sowie durch die schichtenweise Erhitzung der Füllung,
durch die eine äußerst günstige und gleichmäßige Wärmeaufnahme gewährleistet ist,
wird es möglich, in jedem einzelnen Behandlungsprozeß die Temperatur jeweils aufs
genaueste abzustimmen. Wegen dieser Vorteile eignet sich die geschilderte Vorrichtung
für die verschieden
sten Verwendungszwecke und gestattet daher
in-fortschrittlicher und einfacher Weise einen stetigen Betrieb technologisch zusammenhängender
Anlagen, wie er durch die organische Verbindung von Hütten- und Kohlenindustrie
aus 'wirtschaftlichen Gründen zu fordern ist.