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Vorrichtung zum Schwelen von kohlehaltigem Gut Die Erfindung betrifft
eine besondere Ausbildung einer Vorrichtung zum Schwelen von kohlehaltigem Gut mit
zwei konzentrischen Zylindern, von denen der äußere feststehend und der innere drehbar
ist, sowie mehreren in einem ringförmigen Schwelraum zwischen den Zylindern am inneren
Zylinder mit Abstand übereinander angebrachten, mit öffnungen versehenen ringförmigen
Querwänden, über die das Behandlungsgut in dünnem Strom hinabrieselt, sowie-ferner
Heizmitteln zum Heizen des Innenraumes des inneren Zylinders und Mitteln zur Zuführung
von überhitztem Dampf in den ringförmigen Schwelraum.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine Vorrichtung dieser bekannten
Art zur- Nutzbarmachung nicht backender Schlammkohlen u. dgl. für Kohlenstaubfeuerungen
in der Weise auszustatten, daß die Schlammkohle in eine Art Halbkoks übergeführt
wird, der verbrannt werden soll. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird jedoch der
von der Feuchtigkeit in dem feuchten Schlamm gebildete Dampf durch die Heizmittel
der Vorrichtung überhitzt und in den Boden des ringförmigen Schwelraumes geführt,
wobei keine Vorsorge zur Regelung der Menge dieses Dampfes, der lediglich zur Spülung
des Entgasungsraumes dient, getroffen ist. Diese Vorrichtung, bei der die Temperatur
des Entgasungsraumes verhältnismäßig gering war, mag vielleicht für die Zwecke,
für die sie bestimmt ist, geeignet sein. Sie ist aber nicht geeignet und auch gar
nicht bestimmt für die allgemeine Behandlung von kohlehaltigem Gut verschiedener
Art, z. B. bituminöser Kohle, Tgrf, Braunkohle, Kohlenschiefer, Brandschiefer, Kannelkohle
u. dg1. Diese bekannte Vorrichtung hat auch den Nachteil, daß der Dampf jede Überhitzung
verloren hat, ehe er die oberen Schichten erreicht.
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Bei einem anderen Ofen dieser bekannten Art wird kein überhitzter
Dampf in den ringförmigen Schwelraum eingeführt, dagegen werden hier Spülgase an
verschiedenen Stellen in den inneren Zylinder zugeführt und durch die rieselnde
Schicht des Behandlungsgutes im wesentlichen rechtwinklig zu dessen Bewegungsrichtung
geleitet. Hierbei sind Mittel zur fraktionierten Abfuhr der Gase und Dämpfe aus
einem Mantelraum, der den äußeren Zylinder umgibt und mit dem Schwelraum durch Öffnungen
im äußeren Zylinder in Verbindung steht, vorgesehen. Bei dieser Vorrichtung wurde
das Behandlungsgut im wesentlichen auf die gleiche hohe Temperatur während seines
ganzen Durch-
Banges durch den ringförmigen Schwelraum erhitzt,
und es war hierbei keine wesentliche Abweichung jener Temperatur in den verschiedenen
Zonen des Schwelraumes möglich, wenn Ausgangsstoffe verschiedener Art behandelt
wurden.
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Bei einer anderen Ausfiihrungsforin des Schwelofens für Ölschiefer
wird Dampf am Boden des ringförmigen Schwelraumes, der Flächen zur Aufnahme des
Gutes enthält, eingeführt. Jeder Dampf, der am oberen Teil dieser Vorrichtung finit
den Schwelerzeugnissen austritt, wird mit Destillaten gesättigt sein und infolgedessen
jede Überhitzung, die er möglicherweise ursprünglich besessen hatte, längst bevor
er die oberen Schichten des kohlehaltigen Gutes erreicht hat, verlieren, so daß
der Dampf nur eine geringe oder überhaupt keine Wirkung auf die obersten Schichten
besitzt.
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Bei einer anderen bekannten Ausbildung des Ofens zum Scheuelen von
kohlehaltigem Brennstoff gemäß einer von der vorliegenden Erfindung abweichenden
Art, bei der nicht Dampf als Heizduelle für das kohlehaltige Gut benutzt wurde,
wird ein Körper aus hitzebeständigem Gut von großer Wärmeaufnahinefähigkeit in dem
inneren Zylinder durch aus einem Brenner stammende Heizgase in heißem Zustande gehalten.
Dieser hitzebeständige Körper füllte aber nicht den inneren Zylinder aus, sondern
war mit Allstand von dessen Wänden angeordnet, so daß keine Hitze durch Wärmeleitung
zu den Querwänden, über die das kohlenstoffhaltige Gut herabrieselt, geführt wurde.
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Bei einer Braunkohlenschwelretorte ist ebenfalls vorgeschlagen worden,
gewöhnlichen oder jedenfalls nicht stark überhitzten Wasserdampf in einen senkrechten
Schwelraum mit Hilfe von schraubenförmig angeordneten Dampfrohren oder Dampfkanälen,
die von einer dicken Masse des kohlehaltigen Gutes in einem ringförmigen Schwelrauen
zwischen feststehenden inneren und äußeren Wänden vollkommen eingebettet und umgeben
sind, einzuführen. Bei dieser Konstruktion ist kein dünner Strom von kohlehaltigem
Behandlungsgut vorhanden, und es sind auch keine Mittel zur Regelung der Menge des
den verschiedenen Teilen des Schwelraumes zugeführten Dampfes vorgesehen; der Schwelraum
ist hierbei vollkommen ausgefüllt mit einer dicken Masse von kohlehaltigem Gut.
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Die Erfindung bezweckt, kohlehaltiges Gut verschiedenster Art, -,vie
z. B. Steinkohle, Torf, Braunkohle, Kohlenschiefer, Brandschiefer, Kannelkohle u.
dgl., in einer Vorrichtung der beschriebenen Art in der Weise zu schwelen, daß die
Heizbedingungen in verschiedenen Teilen des Schwelraumes leicht je nach der Art
des Behandlungsgutes geregelt werden können, wobei eine wirksame Behandlung und
eine Höchstausbeute in bezug auf die vorhandene Grundfläche gewährleistet 4v erden.
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Gemäß der Erfindung besitzt die Vorrichtung zum Schwelen von kohlehaltigem
Gut, die wie vorstehend beschrieben, .zwei konzentrische Zylinder aufweist, von
denen der äußere feststeht und der innere drehbar ist, die kennzeichnenden 'Merkmale,
daß mehrere getrennt regelbare 1@anipfeinlaßdiisen im Abstand voneinander und radial
in verschiedener Höhenlage an dem feststehenden Zylinder des Schwelraumes angeordnet
sind und daß sich ferner im inneren Zylinder mehrere Körper aus hitzebeständigeinStoff
von großer Wärmeaufnahmefähigkeit befinden, die durch Heizmittel in heißem Zustande
gehalten «-erden und den inneren Zylinder an mehreren Stellen berühren. Die Anordnung
der Körper aus hitzebeständigem Stoff im inneren Zylinder dient dein Zweck, um die
durch eine wechselnde Zuführung von überliitztein Dampf bedingten Temperaturschwankungen
in dem ringförmigen Schwelraum dadurch zu vermeiden, daß die Querwände unmittelbar
durch Wärmeleitung erwärmt werden. Im Vergleich finit .den bekannten Vorrichtungen,
die eine Dampfeinführungsdüse am Boden besitzen. weist die neue Vorrichtung den
Vorteil auf, daß hierdurch die Behandlung von kohlehaltigem Gut der verschiedensten
Art, so z. B. weiche, höchbitumenlialtige Kohle oder Kannelkohle, in der gleichen
Vorrichtung infolge der Zuführung von iiberhitztern Dampf in verschiedenen Höhenlagen
des Ofens und der Regelung der in jeder Höhenlage zugeführten Dampfmenge ermöglicht
wird. Die Temperaturen und die Menge des in jeder Höhenlage vorhandenen Rohdampfes
kann unabhängig geregelt werden, und es ist daher möglich, eine höhere Vorrichtung
mit einer größeren Leistungsfähigkeit auf einer gegebenen Grundfläche zu errichten.
Da das kohlehaltige Gut in dünnen Schichten oder in einem dünnen Strom herabrieselt
und da dessen 1lerige in der Vorrichtung zu jeder Zeit verhältnismäßig gering ist,
ist die gesamte Wärmeaufnahmefähigkeit des kohlehaltigen Behandlungsgutes gering.
Alle Schwankungen in der '-Menge des durch die Vorrichtung hindurchgehenden kohlehaltigen
Gutes können beträchtliche Änderungen in der Behandlungstemperatur verursachen,
und diese Temperaturschwankungen würden die Gleichmäßigkeit und Wirksamkeit des
Verfahrens beeinflussen. Aus diesem Grunde ist der Körper aus hitzebeständigem Gut
von großer @Värmeaufnalimefähigkeit an sich bekannter
Art vorgesehen,
um durch den überhitzten Dampf beträchtliche Schwankungen der Behandlungstemperatur,
die sonst möglicherweise infolge der Verwendung eines derartigen Dampfes als Heizmittel,
dessen spezifische Wärme gering ist, eintreten könnten, zu vermeiden. Der Wärmekörper
von großer Wärmeaufnahmefähigkeit wird auf erhöhter Temperatur gehalten, so daß
er als Wärmespeicher wirkt; ferner ist er dicht an den Querwänden angeordnet, so
daß er unmittelbar diese durch Wärmeleitung erwärmt und so die Wärmebedingungen
gleichmäßig macht.
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In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung
dargestellt. Die Fig. i und i a zeigen in schematischer Darstellung eine vollkommene
Schwelvorrichtung und enthalten die untere bzw. obere I@älfte der Vorrichtung, die
zum Teil in Ansicht, zum Teil im Schnitt durch die mittlere Achse dargestellt ist.
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Gemäß Fig. i enthält die Vorrichtung ein feststehendes, aufrechtes,
zylindrisches Gehäuse 94, in dessen Inneren sich eine Heizanlage oder Innenkammer
42 um eine aufrechte Achse dreht. Die Innenkammer 4ä besitzt am oberen Ende einen
Kamin 14. Das Gehäuse 94 und die dazugehörigen Teile werden von einem Eisengerüst
getragen, das aus Ständern 126, 1z7 und Quergliedern 12, 124 und 12!5 besteht, wobei
eine Reihe von vollrandigen Bodengliedern 54 das Gewicht der sich . drehenden Innenkammer
42 aufnimmt. Durch das Querglied 12 wird über dem Gehäuse 94 rund um den Kamin 14
ein Trichter ii getragen, der einen abgeschrägten Boden 13 und darunter angeordnete
Auslaßöffnungen 4-i besitzt. In dem Trichter i i sind drehbare Verteiler ig, ferner
ein Drahtnetz 29 und über diesem drehbare Rechen 3o angeordnet. Der Antrieb der
Verteiler i9 und der Rechen 30 erfolgt durch einen Motor 25.
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Der obere Teil der Innenkammer 42 besitzt einen halbkugelförmigen
Deckel 43, der unterhalb der Einlaßöftnungen 41 angeordnet ist und in ein in den
Kamin 14 eintretendes mittleres senkrechtes Verbindungsrohr 44 ausläuft. Das Rohr
44 steht in Verbindung mit dem Inneren der Kammer 42 und dient zur Abführung der
verbrauchten Gase aus dem Inneren der Heizkammer 42 in den Kamin 14 und von da in
die freie Luft. Die Kammer 42 kann durch ein Zahnradgetriebe in Umdrehung versetzt
werden. In der Innenkammer 42 sind feuerfeste Körper 66, 67, 68 und 69 vorgesehen,
die an Speichen 70, 74 72,.73 in der Kammer getragen werden. Die feuerfesten Körper
enthalten alle eine mittlere Öffnung, durch die eine in senkrechter Richtung bewegbare
Stange 74 hindurchgeht. Diese Stange 74 trägt Klappen 75, 76, 77, die zum
Abschluß der mittleren Öffnungen und damit zur Regelung des Durchgangs des
1 eizmittels durch die feuerfesten Körper dienen. Wenn die Klappen in gehobene
Stellung gebracht sind, wird das Heizmittel gezwungen, zunächst rund um die feuerfesten
Elemente zu strömen und dann durch Öffnungen 87 in die mittleren Zwischenräume einzutreten,
bevor es in den Kamin entweicht.
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Die Innenkammer wird durch eine Gruppe von drei Düsen 88 geheizt,
die an ihren unteren Enden durch eine gemeinsame Kammer 89 verbunden sind, die ihrerseits
an eine Gas-oder Dampfleitung go und an eine Druckluftleitung gi angeschlossen ist.
Auf der Außenseite der Kammer 42 sind eine Reihe von übereinander angeordneten kreisförmigen
Querwänden 92 angebracht, von denen jede eine Öffnung 93 besitzt. Die Querwände
sind so_ angeordnet, daß die Öffnungen in benachbrten Querwänden im Kreisumfang
verschieden liegen. Die Innenkammer 42 ist umgeben von dem Gehäuse 94, wobei zwischen
diesem und der Kammer 421 eine Schwelkämmer gebildet ist. Das Gehäuse 94 trägt-
eine Mehrzahl von Schaufeln oder Kratzern 9,5, die sich nach innen zu den Querwänden
92 erstrecken und gerade ohne Berührung mit diesen auslaufen. Die feinzerteilten
kohlehaltigen. Massen, die von den Auslaßöffnungen 41 zugeführt werden, fallen auf
den halbkugelförmigen Deckel 43 und werden hiervon auf die oberste Querwand verteilt.
Bei Umdrehung der Kammer 42 werden die Massen durch die oberen Rechen durchgeführt
und umgewendet und fallen gegebenenfalls durch die erste Öffnung 93 auf die zweite
Querwand, von wo sie in der Schwelkammer abwärts von Querwand zu Querwand weitergeführt
werden. Während ihres nach unten führenden Durchganges werden die kohle-. haltigen
Massen der Hitze unterworfen und durch die Querwände weitergeleitet. Gleichzeitig
werden sie dem Einfluß der Strahlungswärme des aus den feuerfesten Elementen in
der Innenkammer 42 gebildeten Wärmespeichers. unterworfen. Außerdem wird gleichzeitig
überhitzter Dampf in Berührung mit den kohlehaltigen Massen durch die Düsen 96,
196, 296, 396 und 496 eingeführt. Diese Düsen sind in vier senkrecht angeordneten
Reihen, wovon jedoch in der Zeichnung nur zwei dargestellt sind, vorgesehen und
über Zuleitungen 97, 197, 29.7, `397 und 497 mit senkrechten Dampfleitungen 198
verbunden.-Die Dampfleitungen 198 sind ihrerseits durch Rohre igg und 20o an eine
ringförmige Hauptleitung toi und 2902 angeschlossen, die zur Zuführung von
überhitztem Dampf für jede Reihe aus einem Überhitzer dient. Jedes
der
Röhre ic;9 und Zoo ist mit einem Schließventil 203 bzw. 2o4 ausgestattet, so daß
der Dampf entweder gleichzeitig zu beiden Enden der senkrechten Rohre 198 oder nur
an einem Ende desselben zugeführt werden kann. Außerdem besitzen die Dampfleitungen
97 bis 497 je ein Schließventil, so daß die Menge und der Ort der Dampfzuführung
geändert werden kann, um in verschiedenen Zonen der Schwelkammer die Temperaturbedingungen
zu regeln. Die Schwelerzeugnisse gehen durch eine ringförmige Öffnung 98 am oberen
Ende der Schwelkammer in einen Verdichter 99, der mit einem Sammeltrog ioo ausgestattet
ist.
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Das Gehäuse 9d. ist umgeben von einem äußeren Gehäuse ioi, dessen
oberer Teil offen in den Verdichter eintritt und das in beliebiger Weise gekühlt
wird. Ferner ist das Gehäuse 94 durch eine Anzahl Öffnungen io2 durchbrochen, durch
die flüchtige Schwelerzeugnisse aus der Schwelkammer in das äußere Gehäuse ioi und
von hier in den Verdichter 99 entweichen können. Aus dem äußeren Gehäuse ioi treten
Gasrohre 103 heraus, die durch Rohrarme iod. miteinander verbunden sind. Der hier
durchgehende Gasstrom wird durch Ventile io5, io6 und 107 überwacht. Die Gasrohre
führen in einen Behälter i i i, in den eine Verlängerung des Rohres 112 unter Wasser
oder eine andere Sperrflüssigkeit taucht. Am Boden der Schwelkamtner ist ein ringförmiger
Kasten 115 angeordnet, der durch ein Gitter 116 abgedeckt ist. Über diesem Gitter
streichen mehrere Rechen 117, die zur Durchrührung der verkokten, von der letzten
Querwand herunterfallenden Massen dienen. In dem Gitter 116 ist eine Öffnung 118
vorgesehen, unter der eine Förderschnecke i i 9 zur Abführung der verkokten Stoffe
angeordnet ist. Das abgeführte Gut wird von Zeit zu Zeit durch eine Verschlußklappe
121 abgelassen.
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Bei der praktischen Benutzung der Vorrichtung wird das über die Querwände
92 fortgeführte Gut während seines. Durchganges durch den Schwelraum nach unten
der Einwirkung von Dampf (überhitzt auf etwa z. B. 5oo° C) unterworfen, der durch
die Düsen 96 zugeführt wird. Dieser zugeführte Dampf liefert einen Teil der notwendigen
Hitze. Gleichzeitig wird Hitze von der Innenkammer ausgestrahlt und dient zurAufrechterhaltung
der für die Schwelkammer notwendigen, Hitzebedingungen. Unter dieser vereinten HitzeeinwirkungundDampfeinwirkung
unterliegt das kohlehaltige Gut der Destillation. Die entwickelten Gase und einige
Schwelerzeugnisse entweichen durch die Öffnungen. 98 und 10z. Die kondensierbaren
Erzeugnisse werden hauptsächlich in dem Verdichter 99 kondensiert und in dem Sammeltrog
ioo gesammelt. Durch zweckmäßige Regelung der Temperatur der Innenkammer und des
Überhitzungsgrades des zu den Dampfleitungen 97 zugeführten Dampfes ist es möglich,
die in der Schwelkammer herrschenden Temperaturen zu überwachen und hierin ansteigende
Erhitzungszonen zu schaffen. Hierdurch wird es ermöglicht, die Temperaturbedingungen
den verwendeten kohlehaltigen Stoffen anzupassen.