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Verfahren und Vorrichtung zum Verschwelen von Brennstoffen in Mehrkammeröfen
Gegenstand der Erfindung ist die Verschwelung von Brennstoffen in Mehrkammeröfen
mit Kreislaufbewegung eines Teiles der verbrannten Heizgase.
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Zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Verbrennung in Verschwelungsöfen
ist vorgeschlagen worden, die Heizgase, deren Temperatur die zur Verschwelung erforderliche
Höhe übertrifft, nicht mit kalter Luft, sondern mit Verbrennungsgasen zu verdünnen,
die man am Ausgang des Ofens übernimmt, um sie durch eine mit einem Gebläse versehene
Leitung in den Ofen zurückzuführen. Dieses Verfahren erfordert die Verwendung eines
Gebläses, das bei hohen Temperaturen betrieben werden kann, und arbeitet nur bei
kleinen Öfen, insbesondere solchen mit einer Kammer, in denen der Kreislauf der
Gase sehr kurz ist; vorzüglich. In diesem Fall verlieren die Gase durch Strahlung
nur einen verhältnismäßig kleinen Teil ihrer fühlbaren Wärme. Da diese Verluste
aber im wesentlichen der Länge des Weges proportional sind, würden sie die Wirtschaftlichkeit
des Verfahrens ausschließen, wenn es auf einen großen Mehrkammerofen angewendet
würde, in dem die Gase einen sehr langen Weg außerhalb des Ofens zurücklegen müssen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Heizgase; welche
aus den Verschwelungskammern eines großen Ofens austreten, wieder in diese zurückzuführen
und dennoch die Wärmeverluste durch Strahlung innerhalb der Kreislaufleitung so
herabzudrücken, daß die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens nicht wesentlich beeinträchtigt
wird.
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Man erreicht dieses Ergebnis, indem man die Gase nach dem Austritt
aus den Verschwelungskammern in Wärmeaustauscher leitet und von hier in eine Sammelleitung
überführt, aus der sie unter Zwischenschaltung eines Gebläses in Wärmeaustauscher
zurückgelangen, in denen sie vor Wiedereintritt in die Verschwelungskammern wieder
aufgeheizt werden. Demnach trennt man einerseits die von den Gasen und andererseits
die von der fühlbaren Wärme zurückgelegten Wege. Infolgedessen werden verhältnismäßig
kalte Gase in Umlauf versetzt und die Wärmeverluste durch Strahlung weitgehend herabgesetzt.
Man kann dabei ein gewöhnliches Gebläse und eine Leitung von vermindertem Durchmesser
verwenden, die ohne besondere Hilfsmittel vor Wärmeverlusten geschützt ist.
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In dem zur Ausführung des Verfahrens dienenden Ofen wird jede Verschwelungskammer
mit einer Rückführungsleitung ausgestattet, die einen Wärmeaustauscher enthält,
in dem die Wärme der die Kammer verlassenden Gase auf die in die Kammer zurückgelangenden
Gase übertragen wird. Hierbei wird in den Sammelleitungen ein Druck zwischen festliegenden
Grenzen mit Hilfe von Glockenreglern aufrechterhalten,
welche die
Menge der dem Kamin zugeführten bzw. der in die Leitung zurückgeführten Gase regeln.
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Der zur Durchführung des. Verfahrens d nende Ofen ist in den Zeichnungen
dli@ gestellt, und zwar stellt Abb. i zwei Retortenkammern des Ofens, im Längsschnitt
durch Linie I-I der Abb. 3 dar; Abb.2 ist ein Querschnitt durch einen Wärmeaustauscher
nach Linie II-II der Abb. i ; Abb.3 stellt zwei Retortenkammern der Abb. i im waagerechten
Schnitt durch die gebrocheneLinieIII-III dieserAbbildung dar.; Abb. 4 und 5 lassen
-im Schnitt und im Grundriß den beweglichen Boden ,einer Retortenkammer erkennen;
Abb.6 ist eine schematische Darstellung einer Batterie von Retortenkammern und des
Umlaufsystems für die Brenngase.
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In den verschiedenen Abbildungen sind mit i die Retortenkammern bezeichnet,
deren jede vier Retorten #z. enthält, die paarweise in der Richtung der Ofenbreite
angeordnet sind. Die Kammern i sind durch eine Scheidewand 3 getrennt und haben
neben sich einen Wärmeaustauscher 4, der sich über einer Gegenkammer 5 erhebt, die
mit einem Brenner-6 versehen ist und am Fuße der Kammer i mündet.
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Mit den aus dem Brenner 6 austretenden Brenngasen mischen sich Brenngase,
die, wie nachstehend beschrieben, in Umlauf versetzt sind und unter Druck du.reh
einen gegabelten Kanal 7, der beiderseits eines Mittelstücks 8 mündet, in die Gegenkammer
5 gelangen. Der durch das Mittelstück.8 zerteilte Strom von brennenden und verbrannten
Gasen, die innig miteinander gemischt sind, wird noch durch zwei weitere Trennstücke
9 -in sich verengende Ströme zerteilt, welche um die beiden ersten Retorten 2 und
ein Mittelstück äo- abgeleitet werden, und zwar mit einer wachsenden Geschwindigkeit,
mit der sie die der Kammer i gegenüberliegende Wandung erreichen, deren ganzen Querschnitt
sie ausfüllen, 'bevor sie aufsteigen. Die vier Retorten 2 der Kammer werden also
gleichmäßig durch die Gase erhitzt, welche um sie herum aufsteigen. Da andererseits
die Gase bei ihrem Aufstieg kein Hindernis antreffen, so strömen -sie rasch ab,
und die Temperatur der Kammer ist unten im wesentlichen die -gleiche wie oben. --Hierdurch
wird eine regelmäßige Verschwelung des Retorteninhalts über die ganze Höhe derselben
gewährleistet.
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Von den oberenTeil der Kammer i .(Abb. i) gelangen die@nochsehr heißen
Gaseunmittelbar durch eine -Öffnung i -i in die -Rohre i2 -des Wänneaustausc'hers
4, hierauf durch eine Verbindung 13 mit Regelvorrichtung 13' in eine Sammelleitung
14, welche längs der gangen Kammerbatterie i angeordnet ist (Abb. 6) xr"#d in der
ein Gebläse 15 eine Ansaugung ' .erhält. Beim Absteigen in die Rohre 12 "
eiere die heißen Gase ihre Wärme an die kälteren Gase ab, die durch eine Leitung
16, die dem -Druck des Gebläses 15 unterworfen ist, zurückgeführt werden und durch
eine Leitung 17 (-Abb. i) mit Regelung 18 in den Wärmeaustauscher 4 eindringen,
wo sie um Rohre 12 aufsteigen, indem sie sich erhitzen, um hierauf durch einen gegabelten
Kanal 7 (Abb. 2) in die Verbrennungskammer 5 herabzusteigen und sich mit den Brenngasen
des Brenners 6 zu vermischen.
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Durch Einschaltung des Wärmeaustauschers 4 wird. die Wärme der aus
dem oberen Teil der Kammer i austretenden Gase unmittelbar am Fuße der Kammer wiedergewonnen,
und zwar im Kurzschluß zu dem Wege, den die Gase in. den Leitungen 14 und 16 zurücklegen,
um durch das Gebläse 15 hindurchzugehen, das ihren Umlauf unterhält. In dieser Anordnung
findet also der Wärmeumlauf in -geschlossenem Kreis in der Kammer i und dem Wärmeaustauscher
4 statt. und zwar ohne merklichen Verlust nach außen, so daß der Brenner 6 nur eine
geringe zusätzliche Wärme liefern muß, um die Verschwelungstemperatur in der Retortenkammer
zu unterhalten. Die so erzielte Wirtschaftlichkeit beim Verbrauch der Heizgase besitzt
einen Höchstwert, wenn man, wie vorstehend ausgeführt, eine Abkühlung der Kammer
beim Herausnehmen und Wiederbeschicken der Retorten vermeidet und vielmehr ohne
Unterbrechung den Umlauf der heißen Gase ebenso wie die Erhitzung durch den Brenner
aufrechterhält. .
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Die Leitungen 14 und 16 besitzen einen größeren Querschnitt, als unbedingt
notwendig ist, um die Ofenkammern zu bedienen. Sie 'bilden zusammen einen Sammler
für die Brenngase, -dessen Aufnahmefähigkeit durch einen mehr oder minder größere
Gaszufluß die Änderungen auszugleichen ,gestattet, die im Volumen und der Temperatur
der in den Kammern i enthaltenen Gase auftreten, wenn die Wände der Retorten für
kurze Zeit beim Herausnehmen und Wiederbeschicken abgekühlt werden.
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An dem dem Gebläse entgegengesetzten Ende werden die Sammelleitungen
14 und 16 durch eine Nebenleitung 19 (Abb. 6) verbunden, die je nach een Druckschwankungen
in der Ansaugeleitung 14 durch eine Klappe 2o geöffnet oder geschlossen @ wird.
Die Klappe wird durch eine Flügsigkeitsglocke 21, die der Ansaugung -unterliegt,
geregelt. Eine zweite Flüssigkeitsglocke 22, die dem in der
Leitung
16 herrschenden Druck unterworfen ist, regelt die Ableitung des Gasüberschusses
zum Rauchfang 23. Das. Spiel dieser Glocken sichert selbsttätig die Aufrechterhaltung
des, Umlaufs der gelieferten Gasmenge, indem man entweder in den Umlauf durch die
Ableitung i9 einen Teil der zu dem Rauchfang gehenden Gase eintreten läßt, wenn
der Rauminhalt der in den Kammern i enthaltenen Brenngase nicht ausreicht, oder
indem man den Überschuß in den Rauchfang führt, wenn ein Überdruck in der Leitung
16 vorhanden ist.
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Uni den Eintritt von Luft in den Kreislauf zu verhindern, unterhält
man in den Kammern und in dem Sammler 14 und 16 ebenso vor wie hinter dem Gebläse
einen Überdruck.
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In dem beispielsweise beschriebenen Ofen sind zweckmäßig noch folgende
Vorrichtungen enthalten, die nicht zur Erfindung gehören: Die Schwelretorten enthalten
Mittelteile 24, die mit Löchern versehen sind, um den Austritt der Schwelgase zu
ermöglichen. und die zum Zwecke der Entfernung des Halbkokses axial beweglich sind.
Diese Mittelteile sind über dem beweglichen Boden 25 der Kammer i aufgehängt. Zum
Festhalten dienen Riegel 26 mit Handgriffen 27 (Abb. 5). Leitungen 28, die in der
Wandung des Bodens 25 angebracht und durch ein nachgiebiges Rohr 29 mit einer Wasser-
oder Dampfquelle 30 verbunden sind, ermöglichen die Einführung von Wasser
oder Dampf durch ihre Öffnungen 31 in die Retorten 2, um den Halbkoks abzukühlen,
bevor die Herausnahme erfolgt, die, wie schon erwähnt, zweckmäßig vorgenommen wird.,
ohne daß man die Erhitzung der Kammer i unterbricht.
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Zum Herausnehmen nimmt eine Winde 32 des Wagens 33, der unter den
Kammern i be weglich ist, den Boden 25 nach Aufhebung der Verriegelung heraus. Durch
die Bewegung des Wagens gelangen andere Winden 34 desselben unter die Retorten 2,
um die Mittelteile 24 aufzunehmen. Diese fallen durch das Aufklinken ihrer Halteeinrichtungen
senkrecht herab. Ein Trichter 35 des Wagens sammelt den Halbkoks, der von dem Mittelteil
24 durch den Aufschlag losgelöst ist. Hierauf führen die Winden 34 die Mittelteile
24 in die Retorten zurück, und die Winde 32 setzt den Boden 25 wieder ein.
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Über den Retorten befinden sich Haltevorrichtungen 36 für die Mittelteile
der Retorten und die Deckelteile 37, die man fortnimmt, um die Retorten mit Hilfe
von Ladeeinrichtungen 38 wieder zu füllen.
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Man kann auch die Retorten i gruppenweise miteinander in Verbindung
setzen.