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Kontakterhitzer zur Wärmebehandlung von Schüttgütern aller Art, insbesondere
zum Schwelen von Brennstoffen Die bekannten Kontaktöfen zur Wärmebehandlung von
Massengütern, z. B. zum Schwelen, Trocknen, Kalzinieren, Sengen, Sintern und Rösten
u. dgl., welche die Wärme der Heizgase mittels umlaufender Wärmeaustauschkörper
an das Gut herantragen, wurden bisher mit gleichartigen Wärmeaustauschkörpern hergestellt.
So bestand z. B. der Honigmannsche Kontaktofen aus einer Anzahl gleichartiger, gelochter,
auf einer gemeinsamen Welle befestigter Scheiben, die in dem zylindrischen Ofengehäuse
umlaufen. Bei diesen Öfen nimmt die Temperatur der Scheiben in der Reihenfolge,
in der sie von den Heizgasen getroffen werden, stetig ab, während die Temperatur
des Gutes stetig ansteigt. Man hat es somit nicht in der Hand, die Temperaturänderung
des Gutes, während dasselbe den Ofen durchläuft, beliebig zu beeinflussen. In vielen
Fällen ist es aber erwünscht, dieTemperaturänderungen zu beherrschen und den Eigenarten
der für das Gut erforderlichen Wärmebehandlung anzupassen. So ist es z. B. sehr
häufig erforderlich, das Gut möglichst schnell auf eine bestimmte Temperaturstufe
zu bringen oder, wie es insbesondere beim Schwelen von Brennstoffen erwünscht ist,
letztere nach Erreichung der Schweltemperatur möglichst lange auf derselben zu halten.
Schließlich ist es auch oft erforderlich, das Gut innerhalb einer eng begrenzten
Temperaturspanne auszutragen. Um dieses zu erreichen, wird erfindungsgemäß die Oberflächengröße
jedes Wärmeaustauschkörpers mit Rücksicht auf die von ihm an das Gut zu übertragende,
die vorgeschriebene Temperatur desselben gewährleistende Wärmemenge bemessen.
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Die Erfindung sei beispielsweise an Hand des auf der Zeichnung dargestellten
Honigmannschen Kontaktofens erläutert. Von den Abbildungen zeigen: Abb. i einen
Längsschnitt durch den Ofen, Abb. a und 3 Wärmeaustauschscheiben, Abb.4 und 5 eine
regelbare Wärmeaustauschscheibe, Abb. 6 ein Temperaturschaubild.
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Gemäß Abb. i besteht der Honigmannsche Kontaktofen im wesentlichen
aus einer Anzahl gleich großer, mit Abständen voneinsnder auf einer Antriebswelle
a befestigter gelochter Scheiben b, die in dem Ofengehäuse c umlaufen. Das zu behandelnde
Gut wird durch den Einlaßstutzen d an einem Ende des Ofens oben eingeführt und durch
den Auslaßstutzen e am anderen Ende des Ofens unten abgeführt. Die Heizgase werden
oberhalb des Gutsspiegels durch den Stutzen f zugeführt und am anderen Ofenende
durch den Stutzen g wieder abgeführt. Sie können sowohl im Gleichstrom als auch
im Gegenstrom zum Gut die Wärmeaustauschscheiben b umspülen, um dabei ihre fühlbare
Wärme an dieselben abzugeben. Im weiteren Verlauf der Drehung kommen dann die Scheiben
b mit dem Gut in Berührung und geben die
von dem Heizgas aufgenommene
Wärme an dasselbe ab. Es ergab sich dabei eine stetige Temperaturzunahme des Gutes
vom Aü£r', gabeende nach dem Austragende hin. Des;, ist darauf zurückzuführen,,
daß man bi.."@t: " sämtliche Wä rmeaustauschscheiben b g1 artig ausführte. ''`°
Ausgehend von der Gesetzmäßigkeit, daß die übertragene Wärmemenge von der Größe
der die Wärme abgebenden Fläche und dem Volumen des die Wärme abgebenden Körpers
abhängt, wird nun erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Gesamtoberfläche der Scheiben
b durch mehr oder weniger sie durchbrechende Löcher lt zu verändern und damit
die von den Scheiben an das Gut abzugebende Wärmemenge nach Belieben festzulegen.
Anstatt die-Zahl der Durchbrechungen in den Scheiben zu verändern, kann auch die
Größe der Durchbrechungen mit dem gleichen Erfolg verändert werden. Es können natürlich
auch Anzahl und Größe der Durchbrechungen gleichzeitig verändert werden. So kann
man z. B., wenn es die Umstände erfordern, die ersten zehn Scheiben am Aufgabeende
des Ofens mit sechzig Löchern, die nächsten zwanzig mit dreißig und den Rest der
Scheiben mit zehn Löchern versehen. Man hat es somit in der Hand, den Temperaturverlauf
im Gute während des Durchganges desselben durch den Ofen beliebig zu gestalten,
da ja die Temperaturzunahme eines Körpers von der von ihm aufgenommenen Wärmemenge
abhängt.
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In Abb. d. und 5 ist eine aus zwei flach aufeinanderliegenden Scheiben
h und in bestehende Wärmeaustauschscheibe dargestellt. Von` den zweckmäßig mit gleichartiger
Lochung versehenen Scheiben ist die eine auf der Welle a befestigt, während die
andere lose um die Welle drehbar und mittels einer an ihr befestigten Schraube rt,
die in einen der Lochteilung entsprechenden Schlitz o der festen Scheibe eingreift,
mit letzterer gekuppelt ist. Die Scheiben können somit gegeneinander verdreht und
in beliebiger Stellung zueinander festgestellt werden. Der Zweck dieser Einrichtung
ist, die Oberfläche der Doppelscheibe und damit die Wärmeabgabe derselben in weiten
Grenzen einstellen zu können. Wenn z. B. die Scheiben derart zueinander stehen,
daß ihre Löcher zur Deckung kommen, so weisen sie die geringste Oberfläche auf.
Je mehr man sie aber gegeneinander verdreht, um so größer wird ihre Oberfläche,
da die Scheiben je nach ihrer Stellung zueinander gegenseitig ihre Löcher mehr oder
weniger verdecken. Mit' Rücksicht darauf, daß die Heizgase durch die Scheiben hindurchströmen
müssen, wird gemäß Abb. 4 die Teilung der Löcher so bemessen, daß bei gegenseitiger
Abdeckung der Löcher eine Mindestdurchtrittsöffnung z für das Gas %rerhalten bleibt.
Die Verwendung dieser ;,bppel-scheibe in Kontaktöfen hat den Vor-,,il, daß man ohne
bauliche Veränderung y;es Ofens die Wärmeabgabe der Scheiben ''nachträglich so einstellen
kann, daß die gewünschten Temperaturänderungen des. Gutes erreicht werden.
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Wenn man z. B. eine Gasflammkohle mit hohem Konstitutionswasser- und
Kohlendioxydgehalt von beiden befreien will, um entweder den Heizwert der Kohle
zu verbessern oder sie sonstwie zur Weiterbehandlung geeignet zu machen, so ist
es erforderlich, die Kohle möglichst lange einer Temperatur auszusetzen, die einerseits
unter der Schweltemperatur liegt, andererseits aber hoch genug ist, um das Wasser
und das Kohlenoxyd auszutreiben. Keinesfalls darf man hier durch stetiges Steigern
der Temperatur, wie es in den alten Kontaktöfen mit gleichartigen Wärmeaustauschkörpern
der Fall ist, die Abwanderung der störenden Bestandteile erzwingen, weil man sonst
Gefahr läuft, wertvolle Dämpfe aus der Kohle auszutreiben. Der der obigen Wärmebehandlung
eigene Temperaturverlauf läßt sich mit dem Erfindungsgegenstand ohne Schwierigkeiten
erzielen. (Vg1. hierzu Abb. 6, auf der der Temperaturverlauf des Gutes über die
Länge des Kontaktofens dargestellt ist.) Man führt die Scheiben am Gutseintrittsende
längs des Teiles A der Ofenlänge mit großer Oberfläche z. B. gemäß Abb. 2 aus und
läßt die Oberfläche der restlichen Scheiben längs des Teiles ß der Ofenlänge nach
dem Gutsaustrittsende hin stetig oder gemäß Abb. z stufenweise abnehmen. Dadurch
wird es erreicht, daß das Gut im Teil A schnell auf die erforderliche Temperatur
T erwärmt wird, dann aber im Teil B des Ofens von den Scheiben geringerer Oberfläche
z. B. gemäß Abb. 3 nur so viel Wärme aufnimmt, als zur Austreibung des Konstitutionswassers
und des Kohlendioxydes und zum Ersatz der durch Leitung und Strahlung verlorenen
Wärmemenge erforderlich ist.
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Anstatt einen einzigen Ofenraum vorzusehen und in diesem die Gruppen
verschieden gelochter Scheiben entsprechend dem zu erzielenden Temperaturverlauf
des Gutes unterzubringen, kann man mehrere Ofenräume hintereinanderschalten und
in jedem von ihnen eine oder mehrere der verschieden gelochten Scheibengruppen unterbringen.
So kann man z. B. den ersten Ofen mit stark gelochten Scheiben ausstatten, um das
Gut dort nur auf Temperaturen bis zu etwa 300° zwecks Austreibung von Konstit4ionswasser
und Kohlendioxyd zu erhitzen. Der zweite
Ofen kann mit weniger stark
gelochten Scheiben ausgestattet sein, um das Gut dort auf höhere, zur Austreibung
etwa leicht flüchtiger Öle geeignete Temperaturen zu bringen. Der dritte Ofen schließlich
kann mit Scheiben versehen sein, die nur wenige Löcher aufweisen, so daß dort die
Erhitzung des Gutes bis zu den Temperaturen getrieben wird, die erforderlich sind,
um etwa Peche oder Gasöle aus dem Brennstoff auszutreiben. , Das Gut durchwandert
nacheinander sämtliche Öfen, während das Heizgas jedem Ofen getrennt zugeführt und
auch aus jedem Ofen getrennt abgeführt wird. Das hat den besonderen Vorteil, daß
man trotz gleicher Drehzahl der Scheiben- und trotz gleicher , Eintrittstemperatur
des Heizgases in die einzelnen Ofen eine stufenweise, aber in den. einzelnen Stufen
völlig getrennte Behandlung' eines Gutes durchführen kann. Diese Einrichtung ist
z. B. dann von Vorteil, wenn es sich um die Schwelüng eines Brennstoffes handelt
und dabei die bei verschiedenen Temperaturen austretenden Gase und Öle getrennt
voneinander gewonnen weiden sollen.