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Verfahren zum Verkoken von Brennstoffbriketts Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zum Verkoken von Brennstoffbriketts auf einem umlaufenden
Herd von kreisförmigem Grundriß, der von einem Gewölbe überlagert ist, das eine
Heizkammer enthält, durch welche die auf dem Drehherd befindlichen Briketts von
oben her mittelbar erhitzt werden.
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Es ist gefunden worden, daß, wenn das in bestimmter Dicke auf dem
Drehherd befindliche zu verkokende Gut nur von oben her erhitzt wird, die für den
Durchtritt der Wärme durch die ganze Dicke des Gutes erforderliche Zeit erheblich
mehr als das Doppelte von der Zeit beträgt, die notwendig ist, wenn das Gut gleichzeitig
auch von unten erhitzt wird.
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Gemäß der Erfindung werden daher aus der in dem Ofengewölbe enthaltenen
Heizkammer heiße Gase in geregelter Menge abgezogen und in das Innere eines hohlen
Drehherdes geführt, so daß die Briketts nicht nur von oben, sondern auch von unten
mittelbar erhitzt werden können. Falls es erwünscht ist, die Briketts gleichzeitig
auch unmittelbar zu erhitzen, kann eine weitere geregelte Menge heißer Gase aus
der Heizkammer abgezogen und in den Raum zwischen dem Drehherd und dem Gewölbe geführt
werden: Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Verbrennungsluft für
den Heizraum in einer über dem Heizraum des Gewölbes liegenden Kammer vorgewärmt
und durch Öffnungen der Heizraumdecke in den Heizraum eingeführt werden. Ein Ofen
zur Ausführung des Verfahrens gemäß der-. Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise
dargestellt.
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Fig. r ist ein teilweise schematischer senkrechter Längsschnitt durch
den Ofen, wobei die Schnittebene in die Zeichenebene geklappt ist. Fig. 2 ist eiri
Grundriß und Fig. 3 ein Querschnitt des Ofens.
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Bei der dargestellten Ausführungsform des Ofens werden die zu behandelnden
Briketts in einen Trichter A durch ein Beschickungsventil A' geführt, welches gleichzeitig
zum Verschließen des Trichters A dient. Der Trichter A kann im Innern mit einer
schraubenförmigen Führung (nicht gezeichnet) ausgestattet sein, um Bruch oder sonstige
Beschädigungen der Briketts zu verhindern. Die Briketts gelangen aus dem Trichter
A in geregelten und gleichmäßigen Mengen durch einen Auslauf A 2 auf den wandernden
Ofenherd B. Das Auslaßende A,' des Speisetrichters A ist mit einer geneigten
wassergekühlten Platte A4 versehen, die der Umlaufrichtung des wandernden Herdes
oder Rostes B zugekehrt ist und dazu dient, die Briketts zu fühen, während sie aus
dem Trichter A auf den Wanderherd B laufen. D ist eine wassergekühlte
Tür, welche die Höhe der Belegung regelt. Die Tür ist im Verein mit dem unteren
Ende der geneigten Führungsplatte A4 angeordnet, so daß durch Heben des unteren
Endes der wassergekühlten Tür D durch einen geeigneten Mechanismus die Tiefe des
festen
Gutes oder die Zahl von übereinanderliegenden Briketts, die
auf den wandernden Rost oder Herd B laufen, geregelt werden kann. C ist; eine vor
der Beschickungsvorrichtung A4liegen4@: Anzeigevorrichtung. Diese wird von einer
neigten Platte gebildet, welche entspreche ,:.
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dem Grade ihrer winkligen Ablenkung durch die auf die Oberseite des
Wanderrostes B geführten Briketts auf einem Anzeiger die Zahl von übereinanderliegenden
Briketts oder die Tiefe von kohlenstoffhaltigem Gut auf dem Wanderherd B angibt.
Dadurch wird der Bedienungsmann darauf aufmerksam gemacht, daß es notwendig oder
sonstwie angemessen ist, die Stellung des senkrecht einstellbaren Schiebers D zu
verändern, der vor der einen Teil der Beschickungsvorrichtung bildenden geneigten
Platte A4 angeordnet ist. Nachdem die Briketts von dem Einlaß A2 abgewandert oder
fortgeführt und einer unmittelbaren, mittelbaren oder einer vereinigten unmittelbaren
und mittelbaren Erhitzung unterworfen sind, werden sie in irgendeiner geeigneten
Weise von dem Rost oder HerdB ausgetragen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
wird die Austragvorrichtung z. B. von einer geneigten bzw. wassergekühlten Platte
bzw. einem Schaber E gebildet, der quer zu dem Wanderherd B angeordnet ist und hinter
dem Beschickungsende A 2 liegt. Diese wassergekühlte Platte bzw. Pflugplatte dient
dazu, die Briketts von dem wandernden Rost oder Herd B zu einer Austragöffnung F
zu bewegen oder zu führen. Die Austragöffnung ist mit einem Trichter und Ventil
ausgestattet.
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0l ist ein Lufteinlaß und P1 ist ein Gasauslaß. An den Seitenwänden
der Kammer, die den Wanderherd enthält, können vor der genannten Platte bzw. dem
Schaber E Führungsplatten angebracht sein. Der Schaber E kann mit einer geneigten
Pflugfläche an seiner Unterkante versehen sein, welche die Briketts selbsttätig
von dem Wanderherd abhebt und auf Grund des Umlaufs des Wanderherdes die Briketts
seitlich aus dem Ofen austrägt. Die ausgetragenen Briketts bzw. das feste kohlenstoffhaltige
Gut können in einen Behälter geführt werden, aus welchem die Briketts oder die festen
kohlenstoffhaltigen Stoffe in geregelten Mengen durch ein Drehventil oder eine sonstige
Verschlußvorrichtung in einen Wassertrog oder -tank abgegeben werden, in denen sie
abgeschreckt werden. Anstatt eine geneigte Platte E zu benutzen, die sich quer zu
dem Wanderherd erstreckt, um die Briketts aus dem Ofen auszutragen, kann der Schaber
für das selbsttätige Austragen der Briketts auch aus einer Kette bestehen, die mit
einer Anzahl von Schabvorrichtungen besetzt ist und durch Kettenräder angetrieben
wird, welche ihrerseits von dem umlaufenden Ofenherd durch Kegelräder und Ketten
angetrieben werden. Aus dem erwähnten Behälter können die Briketts durch ein Drehventil
oder Sternrad in einen Wassertrog geführt oder sonstwie entnommen werden. Die Seiten-'".nde
der das Beschickungs- und Austrag-» iabe enthaltenden Kammer werden, wie
. e erwähnt, umkapselt, um zu verhindern, -'iä@ die entwickelten Gase an anderen
Stellen als an der gewünschten oder den gewünschten Sammelorten einen Ausweg finden
oder entweichen. Diese Umkapselung kann mit geeigneten gasdichten Übez-uachungstüren
ausgestattet sein, damit man erforderlichenfalls jederzeit zu der Beschickungsvorrichtung
und der Austragvorrichtung gelangen kann.
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Der wandernde Herd kann aus einer Reihe von Gußstücken zusammengesetzt
sein, die durch Bolzen miteinander verbunden und mit einer ringsum laufenden Zahnschiene
versehen sind. Die letztere läuft auf einer unter dem Ofen liegenden Anzahl von
Walzen. Die Walzen sind in geeigneten Walzenlagern gelagert, die von Gußeisenständern
getragen werden. Um das Entweichen von Gasen aus dem Ofen zu verhindern, kann die
Unterplatte des umlaufenden Wagens mit Tauchwänden F2 ausgestattet sein, die in
einen Wasserverschluß oder sonstigen Gasverschluß F1 tauchen. Der letztere wird
von Ständern getragen, die in regelmäßigen Abständen rund um den Ofen stehen. Die
Tauchwände F2 können anstatt dessen an den stationären Muffelwänden befestigt und
der Verschlußkanal kann von dem rotierenden `Vagen getragen werden. In diesem Fall
wird alles feste Material an einem bestimmten Punkt durch einen festliegenden Pflug
entfernt. Die Verschlußflüssigkeit kann in einen Sammelkanal überfließen, der in
dem Fundament der Muffel gebildet ist. Der Verschluß kann aus gußeisernen Segmenten,
die durch Bolzen fest miteinander verbunden werden, aufgebaut werden. An einer Seite
des Verschlusses kann ein Abteil angeordnet werden, in das aller Staub usw. von
dem Wagen hineinfallen kann. Dieser Staub wird durch Flügel, die seitlich an dem
Wagen befestigt sind, in Taschen geführt, in denen er sich absetzt und aus denen
-er von Hand oder mit Hilfe geeigneter, in die Taschen eingebauter Türen entfernt
wird.
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Für den Antrieb des Herdes kann ein kontinuierlich mit geregelter
Geschwindigkeit laufender Motor vorgesehen sein. Der Motor kann unmittelbar mit
einem Zahnraduntersetzungsgetriebe gekuppelt sein, das auf einer gußeisemen reit
einem Außenbrettlager versehenen Grundplatte gelagert ist. Der Motor kann mit dem
Untersetzungsgetriebe durch eine biegsame Kupplung verbunden sein. Das Untersetzungsgetriebe
kann ein Exzenter treiben, das mit einem Antriebsklinkenarm verbunden ist, der in
eine an der Unterseite des umlaufenden Herdes befestigte Zahnstange eingreift. Dieser
Gesamtantrieb
ist für einen Betrieb unter kontinuierlichen Bedingungen geeignet, da er besonders
kräftig in der Konstruktion ist und wenig Beaufsichtigung erfordert. Die Umlaufgeschwindigkeit
des Herdes kann verändert werden, um sie den Arbeitsbedingungen anzupassen.
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Die Briketts werden während ihres Umlaufs durch den Ofen einer allmählich
steigenden Temperatur ausgesetzt, wodurch alle flüchtigen Pechbestandteile abgetrieben
werden, die dann durch Kühler und die kondensierten Flüssigkeiten gehen. Die Wärme
wird den Briketts auf folgende Weise zugeführt: Durch Öffnungen El wird Erzeugergas
in die in dem Ofengewölbe enthaltene Heizkammer H eingeführt, in welcher das Gas
durch Luft; die durch die Lufteinlaßöffnungen G in der Heizkammerdecke G1 zugelassen
wird, verbrannt wird. Das verbrannte Gas strömt längs der Kammer H entgegen der
Bewegung der Briketts und gibt an diese durch den aus Ziegelwerk bestehenden Gewölbeboden
J strahlende Wärme ab. Das verbrannte Gas erreicht nach vollständigem Umlauf um
den Ofen den Kamin K, der das verbrannte Gas durch das Ventil L in die Außenluft
abführt, wenn nur mittelbare Heizung verlangt wird. Wenn es erwünscht ist, den Briketts
unmittelbar Wärme zuzuführen, wird das Ventil L geschlossen, und das verbrannte
Gas strömt durch die Umführungsleitung M, in welcher es bei N mit einem Teil des
durch den Kondensator gegangenen gekühlten Gases zusammentrifft, das aus dem Ofen
durch den Exhaustor 0 abgezogen ist und sich mit ihm mischt. Dieses gereinigte kühle
Gas dient dazu, das heiße verbrannte Gas auf eine gewünschte Temperatur zu bringen,*
und mit dieser Temperatur wird die Gasmischung durch Öffnungen Q des Gewölbebodens
J in den Verkokungsraum P geführt. Eine Prallwand Q1 teilt die Verbrennungskammer
und bildet über den Öffnungen Q eine Mischkammer Q2. Dieses auf eine bestimmte Temperatur
eingestellte Gas wird dann in unmittelbarer Berührung mit den Briketts vollständig
ringsum durch den Ofen gesaugt und mischt sich mit den flüchtigen Pechbestandteilen.
Das Gas strömt dann unter dem Zug des Exhaustors 0 durch den Kondensator R, in dem
die verflüssigbaren Produkte kondensiert werden. Schließlich wird das Gas durch
den Exhaustor durch die Leitung S getrieben. Das Ventil T dient dazu, denjenigen
Teil dieses gereinigten Gases, der nicht für das Temperieren des verbrannten heißen
Gases benötigt wird, in die Außenluft abzuführen.
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Die Luft kann dadurch vorgewärmt werden, daß sie durch einen über
dem Heizraum H des Gewölbes liegenden Raum hindurchgeführt wird, aus dem sie in
die über den Gaseinlässen El befindliche Kammer U gelangt. Die Luft tritt dann in
die Verbrennungskammer H durch die kleinen Öffnungen G ein, die in gleichmäßigen
Abständen in der Decke Gl der Heiz- oder Verbrennungskammer H angeordnet sind. Das
in den Heizraum H unmittelbar unter der Decke Gl durch geneigte Zuleitungen eingeführte
Brenngas bildet unter der Decke eine mehr oder weniger ruhende Schicht. Die Luft
tritt in die Verbrennungskammer in Form zahlreicher Strahlen ein, die durch die
erwähnte Gasschicht niedersteigen, so daß die Verbrennung derart stattfindet, daß
die Flamme gleichzeitig über die ganze Länge und Breite der Heizzone erzeugt wird.
Die in der Flamme erzeugte Wärme wird praktisch vollständig nach abwärts gegen den
Gewölbeboden J geführt. Die nach oben gerichtete Wärmestrahlung der Flamme bewirkt
die Erwärmung des Gases und der Luft, die sich darüber befinden. Es wird somit ein
großer Teil dieser Wärme in den Ofen zurückgeführt.
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Die Anordnung und Ausführung der Auslässe im einzelnen kann geändert
werden, um sie den Verbindungen mit einem Trockner o. dgl. anzupassen, wo die Abwärme
verwertet werden kann.
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Damit erfindungsgemäß die Briketts nicht nur von oben, sondern auch
von unten mittelbar erhitzt werden können, ist der die Briketts tragende Herd B
als hohler Drehherd ausgebildet (Fig. 3), durch dessen Inneres Q4 heiße Gase aus
der Heizkammer geführt werden. Zu diesem Zweck wird ein Teil der zum Kamin strömenden
verbrannten Heizgase über die Leitung M aus der Heizkammer H zunächst in die Mischkammer
Q2 abgezogen und nach Erfordern an der Stelle N temperiert. Aus der Mischkammer
Q 2 strömen die Gase durch einen mit Steinen ausgekleideten Kanal Q3 in einen Kanal,
der in Höhe des Herdes B liegt und mit dessen Hohlraum Q4 in Verbindung steht. Die
heißen Gase strömen ringsum durch diesen Hohlraum in beiden Richtungen und werden
durch einen dem Einlaßkanal Q3 ähnlichen Kanal in die Außenluft abgesaugt. Der letztere
liegt dem ersteren diametral gegenüber und ist mit einem besonderen Kamin verbunden,
der mit einer einstellbaren Klappt versehen ist.
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Ein Sandverschluß Q' verhindert, daß Destillationsgase sich mit den
Gasen mischen, die zu dem Hohlraum Q4 des Drehherdes B strömen.
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Wenn nur mittelbares Erhitzen verlangt wird, strömen alle verbrannten
Heizgase aus der Heizkammer H durch den hohlen Herd, worauf sie durch ihren Kamin
in die Außenluft gesaugt werden.
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Wenn mittelbares und unmittelbares Erhitzen verlangt wird, wird die
Klappe des Heizgaskamins ganz oder teilweise geschlossen, und dann können die verbrannten
temperierten Gase ganz oder teilweise aus der MischkammerQ2 durch die Öffnungen
Q des Gewölbebodens J in den Verkokungsraum P treten.
Es
ist ersichtlich, daß durch Einstellen der Relativdrücke in der MischkammerQ2 und
in dem Verkokungsraum P mittels des Ventils L und eines (nicht dargestellten) Exhaustors,
der die Destillationsprodukte aus dem Raum P abzieht, es auch möglich ist, die temperierten
verbrannten Heizgase in der Kammer Q 2 zu zwingen, entweder den einen oder den anderen
gewünschten Weg zu nehmen. D. h. entweder können alle Gase durch den hohlen Herd
und dann in die Außenluft ziehen, so daß mittelbar erhitzt wird, oder alle Gase
gehen durch die Öffnungen Q und dann durch den Raum P, so daß mittelbares und unmittelbares
Erhitzen erfolgt, oder ein Teil der Gase kann durch den hohlen Herd und dann in
die Außenluft und ein Teil der Gase durch die Öffnungen Q und dann durch den Raum
P strömen. Diese letztere Art ist hauptsächlich ein unmittelbares Erhitzen. Sie
gestattet aber, daß ein kleines Gasvolumen in unmittelbarer Berührung mit den Briketts
strömt und so als Träger für die Destillationsprodukte dient.
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Das Verfahren, die verbrannten Gase ganz oder zum Teil unter den Herd
zu führen, verhindert Wärmeverluste an der Unterseite der Brikettschicht. Solche
Verluste treten gewöhnlich auf, selbst wenn ein höchst wirksamer Isolator verwendet
wird. Durch das angegebene Verfahren wird die Zeitdauer für das Verkoken einer Schicht
von Briketts von gegebener Dicke ganz erheblich verringert.