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Vorrichtung und Verfahren zur Abführung von Gasen und Dämpfen aus
dem Innern der Brennstoffmasse von Destillationsöfen Bei Öfen, die zur Destillation
fester Brennstoffe dienen, z. B. liegenden und stehenden Kammeröfen oder Koksöfen,
Gaserzeugungsretorten usw. bereitet die Abführung der Gase, Dämpfe und anderen flüchtigen
Destillationserzeugnisse aus dem Innern der Brennstoffmasse nach außen hin beträchtliche
Schwierigkeiten.
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Man hat für den genannten Zweck schon Rohre benutzt, die in die Brennstoffmasse
eingeführt und mit .den äußeren Bauteilen des Ofens . fest verbunden werden. Diese
stören aber alle zum Betrieb gehörenden Bewegungen der Brennstoffmasse, insbesondere
das Beschicken und Entleeren derselben erlieblich.
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Man hat auch bereits bei stehenden Gasretorten eine rohrartige Gasabführungsvorrichtung
benutzt, die aus zwei ineinandersteckenden konzentrischen Rohren von ver= schiedener
Länge bestand. Die beiden Rohrteile waren untereinander und mit einem Aufbau am
Kopf der Retorte fest verbunden und dazu bestimmt, aus dem Innern der Brennstoffmasse
mehrere Sorten von Destill_ations--asen aus verschiedenen Höhenzonen getrennt abzuführen.
Bei dieser bekannten Vorrichtung ist jedoch der erwähnte Nachteil des Störens der
Bewegungen der Brennstoffmasse ebenfalls vorhanden.
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Es ist ferner ebenfalls bei senkrechten Gasretorten oder Kokskammern
die Anwendung eines zentralen Gasabführrohres @ an teleskopartiger Gestaltung bekannt,
das über wesentlich die ganze Höhenerstreckung der Kohlebeschickung reicht und vor
der Entleerung der Retorte, bei Verarbeitung von stark blähenden Kohlen auch schon
vor Beendigung des Entgasens, herausgezogen werden kann. Die im letzteren Fall vorzeitig
auftretende Offenlegung des zentralen Abzugskanals in der Kohle bedeutet eine störende
Beeinflussung der Innenabsaugung, und im übrigen besteht auch bei dieser Anordnung
nach wie vor der Mangel, daß die zum Entleeren notwendige Loslösung des zentralen
Abzugsrohres von der umgebenden Brennstoffmasse infolge des durch den Destillationsprozeß
eintretenden Verbackens beider große Schwierigkeiten bereitet.
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Die Erfindung betrifft demgegenüber eine Vorrichtung und Verfahren
zum Abführen von Gasen und Dämpfen aus dem Innern der Brennstoffmasse von Destillationsöfen,
insbesondere Horizontal- oder Vertikalka.mmeröfen,welche zugleich mit der Lösung
dieser Aufgabe die vorerwähnten Nachteile und Schwierigkeiten vermeiden und ein
leichtes und ungestörtes Beschicken und Entleeren der Brennstoffmasse ermöglichen.
Die Vorrichtung besteht ebenfalls aus mehreren längs aneinander schließenden Rohrteilen,
ist jedoch ihrem Wesen nach von dem Bekannten dadurch unterschieden, daß die beiden
Rohrteile gegeneinander beweglich sind. Dies wird nach der Erfindung dadurch geschaffen,
daß
der eine Rohrteil- itti-wesentlichen durch die Brennstoffmasse gehalten wird, der
andere Rohrteil-aber in lösbarer Verbindung mit dem erstgenannten dadurch steht,
daß er' zurückziehbar durch die äußeren-Bauteile des;; Ofens gehalten wird.
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Durch diese Anordnung wird, weil der durch die äußeren Bauteile des
Ofens gehaltene Rohrteil ohne -jede Schwierigkeit in jedem beliebigen Destillationsstadium
in Stellung gebracht und wieder entfernt werden kann, ein leichtes und ungestörtes
Beschicken und Entleeren der Brennstoffmasse bei jeder beliebigen Bauart der Ofen
ermöglicht.
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Vorteilhaft kann dabei der Anschluß des durch die äußeren Bauteile
des Ofens gehaltenen, zurückziehbar in ihnen angeordneten Rohrteils an die Gasabführungsleitung
mit Hilfe eines an sich bekannten Tauchverschlusses bewirkt werden, wobei fernerhin
der Tauchverschluß behälterartig ausgebildet und als Sammelraum für die durch ihn
hindurchziehenden gasförmigen und flüssigen Destillationserzeugnisse ausgenutzt
werden kann.
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Der in die Brennstoffmasse einzubettende Rohrteil kann gegebenenfalls
aus mehreren in der Längsrichtung aneinanderstoßenden Rohrstücken bestehen. Bei
der Beschickung von Kammeröfen mit außerhalb der Kammer gestampften oder gepreßten
Kohlekuchen kann der erwähnte Rohrteil bereits vor dem Einbringen des Kuchens in
diesen eingebettet .werden, so daß also die Erfindung für die Beschickung der Öfen
sowohl mit Schüttkohle als auch mit fertigen. Kohlekuchen geeignet ist.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung in Anwendung
auf einen liegenden Koksofen dar. Abb. i ist ein senkrechter Längsschnitt durch
die Mitte einer Koksofenkammer,%von der'nur ein das Stirnende umfassendes Teilstück
gezeichnet isf. Abb.2 ist ein senkrechter Ouerschnitt, der zwei benachbarte Ofenkammern
umfaßt. Abb. 3 ist ein in vergrößertem Maßstabe gehaltener senkrechter Achsenschnitt
durch den oberen Teil der Vorrichtung.
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Die Ofenkammer i, die in üblicher Weise durch Heizwände 2 (Ab'6. 2)
von beiden Seiten her beheizt und an ihren Stirnseiten durch Türen 3 verschlossen
wird, besitzt in der Ofendecke 4 die üblichen Füllöffnungen 5 zum Einbringen der
Beschickkohle und eine Gasabzugsöffnung 6, die durch ein Steigrohr 7 mit einer Gas-
und Teervorlage 8 verbunden ist. .
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In der Ofendecke 4 sind zwischen den Deckenöffnungen 5 und 6 über
die ganze Kammerlänge eine Anzahl eiserne Kästen i2 von der aus Abb. 3 näher erkennbaren
Bauart eingelassen, die dazu bestimmt sind, die ;erfindungsgemäßen, durch die äußeren
Baule des Ofens zu haltenden beweglichen Uhrteile zum Abführen von Gasen und .
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2jampfen aus dem Innern der Brennstoffmasse fo zu tragen. Diese Kästen
1a sind zugleich Sammelkästen für die abzuführenden und durchzuleitenden Gase, Dämpfe
und ihre Kondensate. Sie sind deshalb oben durch einen Deckel 13 mit Tauchverschluß
14 gasdicht abgeschlossen. Das Sperrwasser für diesen Tauchverschluß 14 wird durch
einen Stutzen 15 aus Rohrleitungen 16, die auf der Ofendecke liegen, zugeführt.
Zur Abfuhr der Gase, Dämpfe und ihrer Kondensate aus dem Kasten 12 dient ein Seitenstutzen
17. Die Stutzen z7 führen (vgl. Abb. 2) zu einer Sammelleitung i9, die für die sämtlichen
Kästen i2 bzw. Gasabführvorrichtungen je zweier benachbarter Ofenkammern gemeinsam
ist und sich demgemäß wesentlich über die ganze Länge der Ofenkammer erstreckt (vgl.
Abb. i). Zwischen jeden Stutzen 17 und die Sammelleitung i9 sind Absperrhähne 18
eingefügt; diese Hähne 18 können auch als Reguliervorrichtungen benutzt oder es
können zum Ersatz dafür besondere Reguliervorrichtungen, z. B. Stauscheiben, mit
bestimmt bemessenen Öffnungen daneben eingebaut werden. - Die Sammelleitung i9 ist
von der Stirnseite des Ofens durch ein Kniestück 2o mit dein über die ganze Batterielänge
reichenden Gassammelrohr 9 verbunden und an diesem Ende mit einem an der tiefsten
Stelle angebrachten Ablaßrohr 21 für die flüssigen Kondensate versehen.
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Der Boden des Kastens 1a trägt (vgl. Abb. 3) ein in seinem Innern
hochgezogenes Rohrstück 22 und ein nach unten ragendes Verlängerungsrohr 23 von
gleichen Lichtweiten. ' Diese Rohrstücke 22 und 23 bieten die-Führung und den Halt
für ein konzentrisch in ihnen stehendes Rohr 24, das den zurückziehbaren Rohrteil
der erfindungsgemäßen Gasabführungsvorrichtung bildet. Dieses Rohr 24 trägt an seinem
oberen Ende eine Glocke 25 sowie zwei gegenüberstehende Osen 26. Die Glocke 25,
die mit Füßen 27 am Boden des Kastens 12 aufruht, bildet zusammen mit dem Gehäuse
des Kastens 12 und dem Innenrohr 22 einen Tauchverschluß, durch den die Innenseite
des Abführrohres 24 und seine Außenseite gegeneinander abgesperrt sind. Die Sperrflüssigkeit
für diesen Tauchverschluß wird teils aus dem überschüssigen Sperrwasser des Tauchverschlusses
14, teils aus den Kondensaten der abgeführten Gase und Dämpfe gebildet. Die überschüssigen
Flüssigkeitsmengen fließen
durch den Seitenstutzen 17 in die Gassainnielleitung
i9 und aus dieser durch den Ablaß 21 weg. Der Tauchverschluß kann durch eine andere
Dichtung, etwa durch Lehmschmierung ersetzt werden.
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Konzentrisch innerhalb des oberen Gasabführrohrs 24 befindet sich
ein unteres Gasabführrohr 28. Während das Rohr 24, wie die Abb. i und 2 zeigen,
durch den oberen Gassammelraum i i der Ofenkammer i -nur ein mäßiges Stück weit
unter die Oberfläche der Brennstoffmasse io hinabragt, reicht das imtere Gasabführrohr
28 in der durch Abb. i und 2 wiedergegebenen Betriebsstellung bis nahe zum Boden
der Kammer i. Bei dieser Anordnung der Rohre 24 und 28 wird die Verbindungsfuge
beider von der Brennstoffinasse io umschlossen. Das Rohr 28 besitzt für den Übertritt
der Gase und Dämpfe am Umfang, über seine ganze von Brennstoffmasse umgebene Höhe,
Schlitze 29, die zweckmäßig in- der Längsmitte der Ofenkammer (Abb. 2) angeordnet
sind und eine vom oberen nach dem unteren Rohrende hin zunehtnende Lichtweite haben.
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Die Rohrteile 24 und 28 können in ihre durch Abb. i und 2 dargestellte
Betriebsstellung entweder vor dem Füllen der Ofenkammer mit Schüttkohle oder nach
dem Einfüllen und Einebnen derselben eingebracht werden.
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Im erstgenannten Falle werden, während die Sammelkästen 12 durch Abliebei,
der Deckel 13 offengelegt und durch die Absperrhähne 18 von den zugehörigen Gassammelleitungen
i9 abgeschaltet sind, zunächst die sämtlichen oberen Rohrteile 24 in die leere Ofenkammer
etwa mittels eines Flaschenzuges, der an einer über den Öfen vierfahrbaren Laufkatze
befestigt ist und mit seinem Lasthaken in den äsen 26 angreift, von oben her durch
das Führungsrohr 22, 23 herabgelassen, bis sie mit den Füßen 27 der Tauchglocken
-25 sich aufsetzen. Sodann v,erden die sämtlichen unteren Rohrteile 28 durch die
bereits eingesetzten Rohrteile 24 hindurch mit Hilfe der Hubstange 32, die mit ihrem
Haken 31 unter den Steg 3o des Rohres 28 greift, in die noch leere Ofenkammer
hinabgelassen, zweckmäßig bis sie mit ihren Fußenden auf die Sohle der Kammer i
aufstoßen. Hiernach erfolgt das Einfüllen der Beschickkohle io in die Kammer und
das Einebnen, wonach die Rohre 28 mittels der Hubstange 3 2 zweckmäßig noch ein
kurzes Stück wieder hochgehoben werden, so daß sie von der Ofensohle wieder freikommen.
Damit sind die unteren Rohre 28 im wesentlichen ganz und die oberen Rohrteile 24
mit ihrem unteren Teil in die Kohlebeschickung io ringsum eingebettet. Wenn nun
schließlich noch die Dekkel 13 der Sammelkästen r2 wieder aufgesetzt und
die vorher geschlossenen Absperrhähne 189 wieder geöffnet sind, so befinden sich
die Rohre 28 und z4 in dem Betriebszustand, wo sie zur Abführung von Gasen und Dämpfen
aus dem Innern der Brennstoffmasse io dienen.
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Beim Betriebe schafft, solange als der Rohxteil24 eingesetzt ist,
der Tauchverschluß 25 die Möglichkeit, einerseits innerhalb des Gasabführrohres
24 und andererseits in dem Raum außerhalb desselben, d. h. in dem Gassammelraum
i i der Ofenkammer, Unterdrücke von verschiedener und solcher jeweils zum Absaugen
geeignetster Höhe aufrechtzuerhalten, daß gleichzeitig und gesondert aus den inneren
Partien der Brennstoffmasse Gase und Dämpfe durch die Gassammelleitung i9 in das
Gassammelrohr 9 und Destillationsgase aus den äußeren, den Heizwänden anliegenden
Partien der Breilnstoffmasse durch die Deckenöffnung 6 und das Steigrohr 7 in die
Gas- und Teervorlage 8 abgeführt werden. Man kann überdies die beiden verschiedenen
Unterdrücke so einstellen, daß durch die Rohre 28 und 24 außer den im Innern der
Brennstoffmasse entwickelten, verhältnismäßig kühlen Gasen und Dämpfen auch ein
Teil der in den äußeren Partien, d. h. außerhalb der Verkokungsnähte entwickelten,
sehr heißen Gase mit abgeführt wird. Diese in das Innere der Brennstoffmasse eindringenden
heißen Gase wirken auf die Kohle trocknend und vorwärmend und auf den Ablauf des
Destillationsprozesses beschleunigend ein.
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Beim weiteren Betriebe werden entweder dann, wenn die Brennstoffmasse
io in der Kammer i fertigdestilliert, also bei dem im Beispiel vorgesehenen Koksofen
vollständig in Koks verwandelt worden ist, die Sammelkästen i_ durch die Absperrhähne
18 von der Gassammelleitung i9 abgeschaltet, die Dekkel 13 geöffnet und die
Gasabführrohre 24 nach oben herausgezogen, während die Rohre 28 in dem Kokskuchen
verbleiben, oder es werden schon vor Beendigung des Destillationsprozesses die Rohre
28, sei es allein, sei es zugleich mit den Rohrteilen 24, aus der Brennstoffmasse
entfernt. Das Herausziehen der Gasabführrohre 24 gelingt in jedem Fall ohne Schwierigkeit,
da dieselben nur ein verhältnismäßig kurzes Stück in die Brennstoffmasse hineinragen.
Die Entfernung der Rohre 28 dagegen muß zu einem Zeitpunkt erfolgen, bevor die von
den Heizwänden der Kammer nach der Mitte der Beschickung vorrückenden Verkokungsnähte,
d. h. die Zonen, in denen das Bitumen der Kohle zum Schmelzen kommt, die Oberflächen
der Rohre 28 erreichen und sich mit ihnen verbacken. Diese
verschiedenartigen
Entfernungsmöglichkeiten der Rohre 28 und 24 werden durch das erfindungsgemäße,
gegenseitig lösbare Anordnen derselben geschaffen.
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Wenn die Rohre 28 im Kokskuchen verbleiben, werden dieselben bei dem
in üblicher Weise erfolgenden Ausstoßen des Kohlekuchens aus der Ofenkammer i, während
dessen die sonst dafür hinderlichen Rohrteile 24 in jedem Fall entfernt sind, aus
der Kammer herausgebracht, gelangen mit dem Koks auf den Koksplatz und können nach
dem Ausbreiten des Kokses herausgelesen 'und; zum erneuten Gebrauch für die nächste
Beschikkung bereit gehalten werden.
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Das Entfernen der Rohrteile 24 vor Beendigung des Destillationsprozesses
ist, wie ohne weiteres zu übersehen, in der Wirkung gleichbedeutend damit, daß für
den damit geschaffenen Zustand die Abfuhr von Destillationsgasen und Dämpfen, die
bekanntlich in jedem Stadium des Prozesses entwickelt werden, überhaupt nur durch
den Gassammelraum i i erfolgt. Dies schafft den Vorteil weiterer Variationsmöglichkeiten
für die Gasabführung über den Verlauf des ganzen Destillationsprozesses.
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Wenn das Einbringen der Rohrteile 24, 28 gemäß der obenerwähnten zweiten
Alternative, d. h. nach dem Einfüllen der Brennstoffbeschickung in die Ofenkammer
und nach dem Einebnen erfolgt, so kann dies gegebenenfalls durch das mittels besonderer
Dorne vorzunehmende Einstechen von Löchern in die Kohle, in welche hinein die Rohre
zu treiben sind, erleichtert werden. Diese Einbringungsweise der Rohre nach dem
Beschicken der Ofenkammer hat den Vorteil, daß die Vornahme des Kohleeinebnens bedeutend
erleichtert wird. Auch bei dieser Benutzungsweise der Rohre 28 und a4 ergibt sich
die schon anderweitig erörterte vorteilhafte Wirkung, daß für ein gewisses Stadium
eine Abführung der sämtlichen entwickelten Destillationsgase und Dämpfe allein durch
den Gassammelraum i i nach außen erfolgt und dadurch die Gasabführung im ganzen
weiter variiert werden kann.
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Durch die beschriebene Benutzung der Absperrhähne i8 als Reguliervorrichtungen
oder besonderer Reguliervorrichtungen läßt sich eine Veränderbarkeit des Unterdrucks
für jeden einzelnen der verschiedenen, über die Ofenkammerlänge verteilten Sammelkasten
12 erreichen.
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Die hiermit- geschaffene Möglichkeit, durch die einzelnen, über die
Ofenkammerlänge verteilten Gasabführrohre 28, 24 mit verschiedener Stärke abzusaugen,
kann dazu ausgenutzt werden, um gemäß dem oben Gesagten eine örtlich verschiedene
Beschleunigung des Destillationsprozesses herbeizuführen und beispielsweise dadurch
die Einflüsse der unterschiedlichen, durch die übliche Längskonizität der liegenden
Koksöfen bedingten Schichtdicke des Brennstoffs auf die Gärungsdauer auszugleichen,
oder auch dazu, um die Gärung nahe den Ofenköpfen zu beschleunigen und dadurch ungare
Ofenköpfe zu vermeiden.
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Bei der eingangs mitangegebenen Anwendung der Erfindung auf die Beschickung
von Kammeröfen mit außerhalb der Kammer gestampften oder gepreßten Kohlekuchen werden
die außerhalb des Ofens, vor dem Einbringen des Kohlekuchens in ihn eingebetteten
Rohrteile 28 mit den anzuschließenden Rohrteilen 24 nach dem Einbringen des Kuchens
in die Ofenkammer in Verbindung gebracht, worauf der weitere Betrieb in der gleichen
Weise, wie vorstehend für das Beschicken mit Schüttkohle beschrieben, durchzuführen
ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die als Beispiel beschriebene Ausführungsform,
bei der die Gasabführrohre senkrecht von oben in die Destillationskammern hineinragen,
beschränkt. Beispielsweise kann auch die waagerechte Lage der Rohre in solcher Ausbildung,
daß die nach außen hin entfernbar angeordneten kurzen Rohrteile von den die Seiten
der Ofenkammer begrenzenden Bauteilen gehalten werden, in Betracht kommen. Statt
der im Zeichnungsbeispiel angenommenen liegenden Destillationskaminern können auch
stehende Kammern oder Retorten, insbesondere auch solche mit Entleerung des Destillationsrückstandes
nach unten, für die Anwendung des Erfindungsgegenstandes vorgesehen werden.