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Von außen beheizter geneigter Drehrohrofen Die Erfindung bezieht sich
auf yon außen beheizte Drehrohröfen mit zur äußeren Trommel gleichachsig angeordnetem
innerem Oxydationsrohr zur Vorerhitzung von bituminösen Brennstoffen unter gleichzeitiger
Oxydation mit im Gegenstrom geführten geregelten Luftmengen, in denen das Oxydationsrohr
mit Umwälzvörrichtungen zum »ördern des Brennstoffes versehen ist.
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Die durch die Erfindung zu lösende Aufgabe liegt darin, in dem Oxydationsofen
die Oxydation mit genau bestimmbaren Mengen von oxydierenden Gasen vorzunehmen,
insbesondere das Eindringen von Falschluft in die Oxydationsräume zu verhindern.
Die bisher bekannten Einrichtungen zur Oxydation von bituminösen Brennstoffen gestatten
keine einwandfreie Oxydation. Nach der Erfindung durchdringt die Luft die Kohle
infolge der Umwälzvorxichtungen im Oxydationsrohr besser als bei den bekannten Einrichtungen;
sie führt auch eine gewisse Trennung des Staubanteils von dem gröberen Gut herbei.
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Die Erfindung besteht nun in erster Linie darin, daß vom oberen geschlossenen
Ende des Oxydationsrohres in einen Trichter mündende Brennstoffauslaßrohre das Gehäuse
des an der Tiefstelle geschlossenen und am oberen Ende mit einem Gassauger verbundenen
Drehrohrofens gasdicht durchsetzen und daß das Gehäuse an demselben Ende mit Öffnungen
für die Oxydationsluft versehen ist.
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Die wesentlichen Vorteile dieses Erfindungsgegenstandes sind darin
zu sehen, daß ein Eindringen von Ntbenluft in den Oxydationsraum ausgeschlossen
ist, weil das sich drehende Rohr des Ofens in sich vollständig bis auf die als Lufteinlässe
dienenden Brennstoffausläufe und das Einlaufende geschlossen ist, während bei den
bekannten Drehrohröfen die sich drehende offene Ofentrommel gegen die feststehenden
Ofenköpfe abgedichtet werden muß. Am Einlaufende des Ofens kommt es auf eine vollkommene
Abdichtung beim Erfindungsgegenstand nicht an, weil das Ofengehäuse dort durch den
frisch eintretenden Brennstoff kühl gehalten und die etwa eindringende Falschluft
sogleich in das Gasabzugsrohr abgezogen wird, wo nichpnur eine sehr hohe, über der
Explosionsgrenze liegende Staubkonzentration, sondern auch eine hohe, die Ausbreitung
von Verpuffungen hindernde Gasgeschwindigkeit herrscht.
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Ein weiterer wichtiger Erfindungsgedanke von grundsätzlicher Bedeutung
erstreckt sich darauf, daß das Gasabzugsrohr des Oxydationsofens
in
einen Staubabscheider mündet, der einerseits mit dem Gassauger und andererseits
mit dem Auslauftrichter des Ofengehäuses derart verbunden ist, daß sich die im~,
Staubabscheider absetzenden feinen Antekf des Brennstoffes mit dem oxydierten Brerii
stoff vereinigen.
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Die aus der in dem Drehrohrofen behandelte Kohle sich abscheidenden
feinsten Anteile, Staub, verlieren, wie bekannt, bereits nach kurzem Aufenthalt
in der heißen oxydierenden Ofenatmosphäre ihre Backfähigkeit so weit,-wie es für
die nachfolgende Umwandlung in Halbkoks notwendig ist. iSTach der Erfindung wird
eine wesentliche Entlastung des Oxydationsofens dadurch erzielt, daß die , feinen
Anteile durch das Oxydationsgas aus dem Drehtromrnelofen ausgetragen werden, und
zwar an dessen oberen Einlaßende, ohne daß der Staub die Trommel ganz durchwandert.
Ferner ist es mit der neuen Einrichtung möglich, den Staub ohne weitere Behandlung
als gewissermaßen inertes Material unmittelbar in den Schwelofen einzuführen.
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Schließlich besteht die Erfindung noch darin, daß bei Oxydationstrommelöfen
mit angeschlossener Schweltrommel zum Einführen des oxydierten Gutes in die Schweltrommel
eine in diese teilweise hineinragende Schnecke vorgesehen ist, an die der Staubauslaß
des mit der Oxydationstrommel verbundenen Staubabscheiders angeschlossen ist, so
daß oxydiertes Gut und die feinen im Staubabscheider abgesetzten Anteile zusammen
in die Schweltrommel gelangen, wobei an die Schnecke ein absperrbares Abzugsrohr
angeschlossen ist, durch welches nicht genügend oxydiertes Gut für sich abgezogen
werden kann.
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Der Vorteil dieser Maßnahme ergibt sich aus folgendem: Es ist notwendig,
-daß die Backfähigkeit des Brennstoffes vor dem Einschleusen in die Schweltrommel
auf einen bestimmten Wert erniedrigt wird. Dabei kommt es nicht so. sehr auf die
Backfähigkeit jedes einzelnen Brennstoffkörnchens, als auf die Durchschnittsbackfähigkeit
des Gutes an. Das Schwelgut besteht nun gemäß der Erfindung aus oxydiertem Brennstoff,
der die Oxydationstrommel durchlaufen hat und aus feinen Anteilen, die, ohne die
Oxydationstrommel ganz zu durchströmen, in die Schweltrommel übergeführt werden.
Wenn diese Mischung von gröberem und feinerem Gut eine bestimmte Durchschnittsbackfähigkeit
aufweisen soll, muß der Anteil an grobem und feinem Gut genau bemessen sein. Die
reibungslose Durchführung der Oxydation und Schwelung im Dauerbetrieb setzt also
eigentlich eine stets gleichbleibende Kornzusammensetzung des Brennstoffes voraus,
eine Maßnahme, die praktisch nicht mit der genügenden Genauigkeit ausführbar ist.
Die °=Einrichtung nach der Erfindung gestattet nun, 2#*m-ohst die Vereinigung des
grobkörnigen v,Ae%nstoffes mit den feinen Anteilen in einer 'Schnecke unter entsprechend
guter Durchmischung und damit Erzielung einer befriedigenden Durchschnittsbackfähigkeit
. vorzunehmen und schließlich an die Schnecke ein besonderes Abzugsrohr für das
Gut anzuschließen, durch das zu wenig oxydiertes Gut abgezogen werden kann, wenn
unerwartet die Kornzusammensetzung und damit die Durchschnittsbackfähigkeit des
zu verarbeitenden Brennstoffs schwanken. Diese Maßnahme sichert also einerseits
eine hinreichendeDurchmischung des den Oxydationsofen ganz durchlaufenden grobkörnigen
Gutes mit den vorher abgeschiedenen feinen Anteilen und damit einen möglichst gleichbleibenden
Wert der durchschnittlichen Backfähigkeit des in die Schweltrommel eingeführten
Gutes und gibt andererseits die Möglichkeit, bei Betriebsschwankungen sofort wirksame
Gegenmaßnahmen zu treffen, die ein Zusammenballen des zu wenig oxydierten Brennstoffes
in der Schweltrommel und damit eine Beschädigung der Trommel verhüten.
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Die Zeichnungen veranschaulichen eine beispielsweise Ausführungsform
der Erfindung: Abb. i und Ibis zeigen zusammen den Längsschnitt der Anlage.
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Abb.2 ist ein Querschnitt nach der Linie II-II der Abb. i.
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Abb.3 ist die Endansicht an dem oberen Ende.
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Abb. q. ist die Endansicht an dein unteren Ende.
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Die Vorrichtung enthält zwei vorzugsweise zylindrische Rohröfen i
und 2, welche sich in ein und demselben Feuerraum 3 befinden. Das obere Ofenrohr
i nimmt das Oxydationsrohr 21 auf, welch letzteres einen mehreckigen Querschnitt
besitzt und koaxial mit dem Rohr i verläuft, mit welchem es auch fest verbunden
ist, so daß das Rohr 21 und das Ofenrohr i gemeinsame Drehbewegung erhalten. Diese
Anordnung ist zweckmäßig, um die Wärmeleitung des Rohres 21 zu verbessern, denn
es ist gegen Wärmeverluste geschützt, während andererseits die Vorrichtung dadurch
vereinfacht wird. Die Rohre i und 2 dienen als Vorerhitzungsofen bzw. als Verkokungsofen
bei Tieftemperatur, wobei zwischen diesen beiden Öfen die teilweise Oxydation in
dem Rohr 21 eingeschaltet ist.
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Die Anlage arbeitet in folgender Weise: Diebin dem Trichter 29 zugeführten
Brennstoffe werden mittels des Drehschiebers 16 in gleichmäßig regelbarer- Menge
zu dem ringförmigen
Raum des oberen Ofenrohres i geführt, in welchem
sie infolge der Neigung des Rohres und seiner Drehbewegung allmählich nach abwärts
gefördert werden, wobei sie auf etwa 35o° erhitzt werden und im allgemeinen bis
auf eine Temperatur, welche etwas geringer als die Erweichungstemperatur der betreffenden
Kohle ist. Diese Temperatur wird erreicht, wenn der Brennstoff an dem unteren Ende
des Ofenrohres i angelangt ist.
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Radiale Schaufeln 22, welche an dem Rohr befestigt sind und sich mit
ihm drehen, ermöglichen. den Durchgang des Brennstoffes aus dem ingförmigen Raum
in das axiale Oxydationsrohr 21. In diesem letzteren sind Schaufeln 37 in der Weise
angeordnet, daß bei der Drehbewegung der Brennstoff von. dem unteren Ende nach dem
oberen Ende entsprechend dem Pfeil 3o gefördert wird. hTach Erreichen des oberen
Endes fällt der Brennstoff in den Trichter 32 mittels der in Abb. 2 dargestellten
Vorrichtung, die aus drei Leitkanälen 3 i besteht.
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Während des Durchlaufes durch das Rohr 21 wird die Kohle der oxydierenden
Wirkung eines Luftstromes ausgesetzt, welcher durch das Gebläse igc erzeugt und
in folgender Weise geführt wird: Die Luft gelangt in den oberen Ofen an seinem oberen
Ende durch die Öffnung 33 und tritt in das Oxydationsrohr durch die Leitkanäle
3 1 ein, worauf sie sich in Richtung des Pfeiles 34 bewegt; sie tritt dann
am unteren Ende des Rohres in den ringförmigen Raum ein und wird gemäß Pfeil 3o
geführt. Nach dein Austritt aus dem ringförmigen Raum wird die verbrauchte Luft
zu dem Rohr 35 und dann -. zu dem Zyklonreiniger 36 geführt, in welchem die mitgerissenen
Staubteilchen ausgeschieden werden, worauf die entstaubte Luft zu dem Gebläse igc
gelangt. Infolge der Drehung des Ofens und der Schaufeln 37 im Oxydationsrohr wird
der Brennstoff mit Luft energisch durchgerührt und die Berührung der Luft mit dem
vorerhitzten Gut und somit die erforderliche Oxydationswirkung gesichert. Dies hat
zur Folge, daß das Backen oder die Sinterungskraft im gewünschten' Maße derart vermindert
wird, daß die Kohle in den unteren- Verkokungsofen treten kann, ohne daß Nachteile
infolge des Zusammenbackens eintreten. In der Tat bildet dieses Zusammenbacken eine
der größten Schwierigkeiten bei der Verkokung bei Tieftemperatur der bituminösen
Kohle in den kontinuierlichen Ofen dieser Art. Um die Oxydation regelbar zu machen,
kann die Menge der zutretenden Luft durch einen Drehschieber 38 am Gebläse igc _
eingestellt werden.
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Das oxydierte und demnach nicht mehr zusammenbackende Material fällt
alsdann in den Trichter 32, welcher unten durch ein entlastetes Ventil
39 abgeschlossen ist. Gleichzeitig sammeln sich die im Zyklonreiniger 36
ausgeschiedenen Staubteilchen auf einem ähnlichen Ventil 4o. Diese beiden Ventile
öffnen sich unter einer entsprechenden Belastung und lassen das Gut in das endlose
Schneckenrohr 2o fallen. Wenn in dem unteren Verkokungsofen zufällig die Gase und
Teerdämpfe sich im Überdruck befinden sollten, so verhindern diese Ventile, daß
diese Gase und Dämpfe in den oberen Ofen einerseits und den Zyklonreiniger 36 anderseits
gelangen.
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Das Schneckenrohr 2o dringt in den unteren Ofen 2 durch eine Trennwand
41 hindurch und ist mittels einer Stopfbüchse 42 abgedichtet. Das oxydierte Gut,
welches aus der Förderschnecke 2o austritt, wird in dem Ofen 2 infolge seiner Neigung
und Drehbewegung nach abwärts gefördert und befindet sich in unmittelbarer Berührung
mit einer Menge von Stahlkugeln 9, welche durch das Gitter io zurückgehalten werden.
Diese Stahlkugeln haben folgende Wirksamkeit; a) die Kohle durcheinanderzurühren
und gleichmäßig zu beheizen, wodurch eine rasche und regelmäßige Entgasung erfolgt,
b) in die Kohlenmasse infolge der wesentlichen Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität
rasch die erforderliche Wärmemenge zuzuführen und zu verteilen, c) durch die mechanische
Wirkung die innere Wandung des Rohres in reinlichem Zustande zu halten, welche Bedingung
vom Standpunkt der Wärmeübertragung von außerordentlicher Bedeutung ist, d) sich
durch mechanische Wirkung dein etwaigen Backen des Materials entgegenzusetzen.
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Das Gut tritt dann durch das Gitter i o hindurch und gelangt zu dem
unteren, durch die Stopfbüchse 43 abgedichteten Ende des Rohres 2. Dieses offene
Ende ist durch einen Kasten 14 abgeschlossen. Das Material fällt in den Kanal 44
und wird selbsttätig durch den Drehschieber 45 zu der einen oder der anderen Fördervorrichtung
46 oder 47 geführt.
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Die mit dem Halbkoksstaub beladenen Gase und Teerdämpfe treten aus
dem Kasten 14 unter der Wirkung des in dem Sammelrohr 48 künstlich erzeugten Unterdruckes
durch das Rohr 49 aus und gelangen zu dem Zyklonreiniger 50, in welchem der Staub
ausgeschleudert und ebenfalls dem Drehschieber 45 zugeführt wird. Die entstaubten
Gase und Teerdämpfe steigen dann durch das senkrechte Rohr des Zyklonreinigers auf
und gelangen zu dem Rohr 51 und dann zu der `Waschtrommel 5a. Eine Wasserdüse 53
bewirkt eine intensive Kondensation der Dämpfe in dem Rohr 51, so daß die teilweise
entteerten
Gase aus der Trommel 52- zu dem Sammelkanal 48 und dann
zu Kondensatoren gelangen. Das Rohr 49; der Zyklonreiniger 50 und dessen
senkrechtes Rohr sowie auch der Kanal 5 i sind mit Reinigern, z. B. Abkratzern 54,
55, 56, 57 ausgestattet.
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Die mechanischen Arbeitsteile des Ofens bestehen in folgendem:.
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Die beiden Ofenrohre i und 2 sind in der Nähe der beiden Enden mit
Rollringen 4 versehen, welche auf Tragwalzen 5 und 6 ruhen, die durch geeignetes
Gerüst abgestützt sind. Die Rollringe an dem oberen Ende werden durch die Tragwalzenpaare
5, deren Drehachsen lotrecht sind, derart seitlich abgestützt, daß die oberen Enden
der Rohre gegen axiale Verschiebung gehindert sind, so daß diese Enden ortsfest
bleiben und die Wärmeausdehnung nach abwärts erfolgt. Die Tragwalzen 6 an den unteren
Enden sind dagegen auf Schlitten 6a (Abb. 4) angebracht, welche sich gegenseitig
nähern oder voneinander entfernen können, so daß die Neigung der Ofenrohre dadurch
geregelt werden kann. Die Drehbewegung der Ofenrohre wird durch den Motor 58 (Abb.
i) bewirkt, auf dessen Vorgelegewelle ein Zahnrad 59 befestigt ist, das ein Zahnrad
8 an dem unteren Ofenrohr angreift, während das Zahnrad 8 seinerseits mit einem
Zahnrad 7 an dem oberen Ofenrohr in Eingriff steht, und zwar durch Vermittlung eines
Zwischenrades 7a, wodurch die beiden Ofenrohre sich im gleichen Sinne drehen. Derselbe
Motor 58 treibt eine mit Geschwindigkeitswechsel versehene Vorgelegewelle 6o (Abb.,3),
und zwar durch Zahnräder, Gallsche Ketten usw., an. Diese Welle treibt in geeigneter
Weise die endlose Förderschnecke 2o, wobei eine Kupplung vorgesehen ist, deren Hebel
mit 61 bezeichnet ist. Die Welle 6o treibt ebenfalls den Drehschieber 16 für die
Zuführung des Materials@zu dem'oberen Ofen mittels eines Exzenters an, dessen Exzenterstange
62 (Abb. i) mit dem Hebel 63 in Verbindung steht. Der Hebel 63 trägt an seinem Ende
eine Klinke eines Klinkenrades 64, welches mittels eines Vorgeleges die Welle des
Drehschiebers 16 betätigt. Der verschwenkbare Hebel 63 bildet eine Gleitführung,
in welcher sich ein auf einer Schraubenspindel bewegender Schlitten verschiebt,
mit welchem die Exzenterstange 62 angelenkt ist. Durch Betätigen des auf der Leitspindel
sitzenden Handrädchens 65 kann man dem Schlitten jede beliebige Lage erteilen, welche
durch die Grenzlagen 62a und 62b gegeben ist, wobei die Lage 62a der geringsten
Speisemenge und die Lage 62b der größten Speisemenge entspricht.
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Die Drehung der Ofenrohre wird ebenfalls durch den Motor 58 bewerkstelligt,
der gleichzeitig den Drehschieber 45 für die selbsttätige Entleerung des Halbkokses
betätigt.
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Wenn angenommen wird, daß z. B. beim Anlassen des Ofens infolge der
ungenügenden Temperatur die aus dem oberen Ofen anlangende Kohle nicht genügend
oxydiert ist, um ohne Zusammenbacken in den unteren Ofen zu gelangen, so wird eine
besondere Einrichtung in Betrieb gesetzt, welche diese ungenügend oxydierte Kohle
aus dem Umlauf beim Austritt aus dem oberen Ofen entfernt. Zu diesem Zweck wird
die Förderschnecke ao ausgeschaltet und gemäß Abb. 2 der Schieber 74 geöffnet, damit
diese Kohle aus dem Kanal 32 zu dem Rohr 75 und dann zu dem Förderfahrzeug 76 gelangt.
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Die zur Oxydation verwendete Luft enthält bei ihrem Austritt nicht
nur Staubteilchen, sondern auch Wasserdampf, welcher, selbst wenn die Kohle vorher
getrocknet worden ist, aus den die Oxydation begleitenden Reaktionen herstammt.
Dieser Wasserdampf hat die Neigung, sich in dem senkrechten Rohr zu kondensieren,
welches den Zyklonreiniger 36 mit dem Gebläse igc verbindet. Zur Ableitung dieses
kondensierten Wassers dienen Auffangtrichter 77, aus welchen das kondensierte Wasser
mittels der Rinne 78 nach außen geleitet wird.
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-Die Ofenanlage ist in einem feuerfesten Mauerwerk eingeschlossen,
in welchem entsprechende Gasfeuerungen angeordnet sind, die auf die erforderlichen
Temperaturen eingestellt werden.