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Verfahren und Einrichtung zum Absaugen der Destillationserzeugnisse
aus im Innern der Brennstoffmasse von Kammeröfen angeordneten Hohlkanälen Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, bei Kammeröfen zur Gas- und Kokserzeugung die flüchtigen
Destillationserzeugnissie aus dem Innern der Brennstoffmasse unter Anwendung von
Unterdruck bei Benutzung lediglich des oberen Gassammelraumes der Ofenkammer, d.
h. unter Vermeidung besonderer, in die Brennstoffmasse eingeführter Gasabsaugrohre,
mit Hilfe von im Innern der Brennstoffmasse angeordneten Hohlkanälen, die in den
Gassammelraum münden; abzusaugen.
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Die bekannte Absaugung der Destillationsprodukte aus inneren Hohlkanälen
der Brennstoffbeschickung durch Anwendung von Lösbar durch den Gassammelraum hindurch
in die Hohlkanäle eingeführten Gasabsaugrohren ermöglicht zwar die Anwendung von
geringeren oder größeren Unterdrücken, schafft jedoch erhebliche Verumständlichungen
für Einrichtung und Betrieb der Ofen, namentlich durch das im Betrieb notwendige
Einsetzen und Wegnehmen der lösbaren Rohre und das gasdichte Anschließen an die
feststehende Abzugsleitung sowie durch den unvermeidlichen Verschleiß der Rohre.
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Man hat bereits unter Weglassung von solchen Absaugrohren den Gassammelraum
der Ofenkammern dadurch zur Abführung der aus dem Innern der Brennstoffmasse entweichenden
Gase und Dämpfe benutzt, daß in der Brennstoffmasse schlitzartige Hohlräume oder
senkrechte Kanäle vorgesehen werden, die bis zur Oberfläche derselben hindurchreichen,
also in den Gassanunelraumeinmünden, Bei dieser bekannten Anordnung gelangen jedoch
in den Gassammelraum nicht nur die aus den inneren Hohlräumen abziehenden Destillationserzeugnisse,
sondern auch die an den Außenbegrenzungen der Brennstoffbeschickung abziehenden,
durch die hohe Temperatur der äußeren glühenden Kokspartien und der Heizwände hocherhitzten
Destillationsgase und -dämpfe hinein, so daß im Gassammelraum hohe Temperaturen
herrschen, wodurch die aus dem Innern der Beschickung entbundenen Diestillationserzeugnisse
nachteiligen Veränderungen und Schädigungen ausgesetzt werden, so daß also das unbeeinträchtigte
Erhalten von eigentlichen Innenabsaugungserzeugnissen .überhaupt nicht möglich ist.
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Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, Ü4 bei Absaugung
der Destillationserzeugnisse aus im Innern der Brennstoffmasse angeordneten Hohlkanälen,
die in den Gassammelraum münden, die Temperatur der obersten Schichten der Brennstoffmasse
während des größeren Teiles der Garungszeit so niedrig gehalten wird, daß die Bildung
von Teernähten nicht oder nur verspätet eintritt. Unter Teernähten versteht
man
bekanntlich die beim Verkoken einer bituminösen Kohle an der Grenze zwischen verkoktem
und unverkoktem Brennstoff durch genügend starke Beheizungswirkung ausgeprägt auftretenden
verhältnismäßig schmalen Zonen, die ein mehr oder weniger fest verbackenes Gemenge
aus geschmolzenen Bitumenbestandteilen und teilweise verkokten Kohlepartikeln darstellen.
Durch die Niedrighaltung der oberen Schichten der Brennstoffmasse gemäß der Erfindung,
d. h. durch die an diesen Stellen nur beschränkte Einwirkung der Ofenhitze, wird
hier der Brennstoff über den größeren Teil der Garungszeit in einem Zustande erhalten,
wo das Bitumen der Kohle erweicht oder teilweise geschmolzen ist und dadurch den
oberen Teil des Kohlekörpers gegen das ebenfalls nur mäßig warme Ofenmauerwerk abdichtet.
Dadurch ist für die Dauer dieses Zustandes den Diestillationsgasen, die normalerweise
nach und entlang den Außenpartien der Brennstoffmasse abziehen, der Weg nach dem
Gassammelraum versperrt, und andererseits ist durch die inneren, nach dem Gassammelraum
ausmündenden Hohlkanäle der Brennstoffmasse ein dauernd freier Abzugsweg geschaffen,
durch den, gegebenenfalls bei Anwendung eines entsprechenden Unterdruckes im Gassammelraum,
die in jedem Augenblick frei gemachten flüchtigen Destillationsprodukte sämtlich
nach dem Gassammelraum abgeführt werden.
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Eine zur Ausführung des Verfahrens der Erfindung geeignete Einrichtung
an Kammer-.öfen ist die Kombination eines an sich bekannten, gegenüber der ganzen
Kammerbreite verengten Gassammelraumes, der durch Wärmeisolierschichten kühl gehalten
oder durch besondere Mittel ,gekühlt wird" mit den im Innern der Brennstoffmasse
angeordneten, über die ganze Kammerhöhe sich erstreckenden Hohlkanälen oder Schlitzen,
die in ihn münden. Bei dieser erfindungsgemäßen Einrichtung -wird vorteilhaft der
übergang von der breiteren Ofenkammer zu dem ob.enliegenden schmaleren Gassaminelr
aum durch schräge Flächen des Ofenmauerwerks geschaffen, die in bekannter Weise
steiler als der natürliche Böschungswinkel der Brennstoffmasse geneigt sind. Gegen
diese schrägen Übergangsflächen legt sich die Brennstoffmasse nach dem Einfüllen
und Einebnen durch den abwärts -wirkenden Druck der Einebnungsstange gut schließend
an, wodurch der dichte Abschluß des Gassammelraum@es gegen die eigentliche Ofenkammer
begünstigt wird. Dieser verschmälerte Gassammelraum und die an ihm anschließenden
schrägen übergangsfl:ächen bleiben schon dadurch, daß sie von der Heizquelle, d.
h. den befeuerten Teilen der Heizwände, entfernt liegen, verhältnismäßig kühl; außerdem
schafft die Verschmälerung des Gassammelraumes an diesen Stellen Platz für die Unterbringung
von wärmeisolierend wirkenden Schichten oder kühlend wirkenden Räumen.
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Diese erfindungsgemäße Einrichtung kann noch dadurch verbessert -werden,
daß der verengte Gassammelraum unter Zwischenfügung eines mit ihm verbundenen, in
oder auf der Ofendecke liegenden, an sich bekannten- Gassammelkanals an die unter
Unterdruck stehende Vorlage angeschlossen ist. Dieser zwischengefügte Gassammelkanal
ist ein Mittel, um die in dem verengten Gassammelraum zusammenströmenden frischen
und immerhin mäßig warmen Destillationsgase auf kürzestem und schnellstem Wege aus
dem Gassammelraum zu entfernen und dadurch den letzteren in verstärktem Maße verhältnismäßig
kühl zu halten. Eine zweckmäßige Ausführungsform hierfür besteht darin, daß der
besondere Gassammelkanal senkrecht über dem verengten Gassammelraum angeordnet ist
und daß die Deckenfüllöfnungen der Ofenkammer, die von oben her in den Gassammelraumeinmünden,
schräg nach einer Seite gezogen sind, um den Gassammelkanal nicht zu kreuzen. Diese
Merkmale der Anordnung und Anwendung eines besonderen Gassammelkanals in der Ofendecke
und der Schrägstellung der Füllöffnungen sind an sich bekannt.
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Es ist bei Kammeröfen bekannt, den oberen Gassammelraum auf etwa die
halbe Kammerbreite zu verengen und ihn durch nebenliegende wärmeisolierende Schichten
oder Kühlkanäle kühl zu halten. Bei diesem bekannten Kammerofen wird jedoch die
übliche Gasabsaugung aus dem Gassammelraum" ohne Benutzung von in den Gassammelraum
einmündenden Hohlkanälen der Brennstoffmasse, angewendet. Wenn man für diesen Kammerofen
unterstellt, daß auch hier am oberen Teil der Brennstoffüllung ein Abdichten derselben
gegenüber der Kammerwand stattfindet, etwa durch erweichendes oder schmelzendes
Bitumen, so ist dies in dem hekannten Falle ein nachteiliger und sogar betriebsgefährlicher
Zustand deswegen, weil den nach den Außenpartien der Brennstoffmasse hindrängenden
Destillationsgasen der direkte Weg an den Außenbegrenzungen entlang nach dem Gassammelraum
hin versperrt ist und gleichzeitig ein Abfiußweg nach der Innenseite der Brennstoffbeschickung,
wie er bei der Erfindung durch die senkrechten auch noch die obersten verbackenen
Brennstoffschichten durchsetzenden Hohlkanäle gegeben ist, völlig fehlt. Es ist
daher gerade der beim Erfindungsgegenstand durch die erläuterte Kombination gegebene
Unterschied gegenüber
der bekannten Einrichtung entscheidend für
das Erzielen der Absaugungswirkung und für die praktische Brauchbarkeit überhaupt.
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Da es durch die Mittel der Erfindung ermöglicht wird, im Gassammelraum
einen stärkeren Unterdruck zum Absaugen aufrechtzuerhalten, als ohne Anwendung dieser
Mittel denkbar wäre, so wird nach einer Ausführungsform des Verfahrens im Gassammelraum
und zugleich in den damit in Verbindung stehenden Hohlkanälen der Brennstoffmasse
ein regelbarer Unterdruck von solcher Höhe aufrechterhalten, der eine genügende
Absaugung von Destülationserzeugnissen sichert, ohne daß gleichzeitig ein Unterdruck
auf den Außenseiten der Brennstoffmasse, d. h. an den Ofenkammenvänden, auftritt.
Für diese Verfahrensdurchführung wird vorteilhaft die Einrichtung getroffen, daß
die den Gassammelraum und die unmittelbar benachbarten Kammerpartien begrenzenden
Mauerwerksteile gegen stärkere Unterdrücke hinreichend gasdicht hergestellt werden,
z. B. in einer fugenlosen Stampfmasse oder durch Anwendung von Dichtungsmitteln
in den Steinfugen.
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An Hand der Zeichnung mögen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen
Verfahrens und .der besonderen Einrichtungen an Kammeröfen näher erläutert werden.
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Abb. i stellt zwei senkrechte Querschnitte durch zwei benachbare Kammern
und zugehörige Heizwände einer Batterie liegender Koks.ö,fen nach den Schnittlinien
A-B und C-D, der Abb.2 dar. Abb.2 ist ein Längsschnitt durch einen Teil eines Horizontalkammerofens
nach der Linie 1-I( der Abb. i. Abb. 3 zeigt zwei Querschnitte einer anderen Aus=
Führungsform nach den E-F und Gr-H der Abb. q., welch letztere wiederum einen Längsschnitt
nach der Linie L-M der Abb.3 darstellt. Übereinstimmende Teile der verschiedenen
Abbildungen sind durch gleiche Bezugsziffern bezeichnet.
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Die durch senkrechte Seitenwände i begrenzten Ofenkammern, welche
die Kohlefüllung 2 enthalten, wechseln in üblicher Weise mit den Heizwänden ab,
deren jede in den Beispielen aus senkrechten, von unten beflamxnten Heizzügen 3
mit einem darüberliegenden waagerechten Sammelkanal 4. besteht. Der obere Teil jeder
Ofenkammer wird durch einen waagerechten Gassamm:elkanal5 gebildet, dessen lichte
Breite, wie aus Abb. i und 3 hervorgeht, erheblich kleiner als die der Ofenkammer
ist. Den Übergang von der breiteren Ofenkammer zu dem schmaleren Gassammelraum schaffen
Schrägflächen 6, deren Neigung steilet als der Böschungswinkel der Brennstoffmasse
2 ist. Nach Abb. 3 werden die sich dabei bildenden Mauerwerksecken abgerundet. Der
Gassammelkanal5 steht bei der Ausführungsform nach Abb. i und 2 durch eine Deckenöffnung
7 mit dem üblichen Steigrohr 8, das in eine (nicht gezeichnete) Vorlage einmündet,
in Verbindung. Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 und q. @dagegen ist oberhalb
des Gassammelraumes 5 ein besonderer, in oder auf der Ofendecke liegender Sammelkanal
9 vorgesehen, der mittels einer Anzahl in Abständen angeordneter Durchbrechungen
i o mit dem Gassammelraum 5 verbunden ist. Die Decke des Sammelkanals 9 ist dabei
in der Verlängerung jeder Durchbrechung io mit einer durch Dekkel i i verschließbaren
öffnung versehen, während die Ableitung der flüchtigen Destillationsprodukte aus
dem Sammelkanal 9 durch das Steigrohr 8 erfolgt. Wegen der einseitigen Stellung
des Steigrohrs 8 an dem einen Ende des Sammelkanals 9 werden die lichten Durchgangsöffnungen
der Dur chbrechungen i o etwa vermittels besonderer Einsätze derart kalibriert,
daß sie nächst dem Steigrohr 8 am engsten und mit zunehmender Entfernung weiter
sind, damit an allen Stellen des Sammelkanals g bzw. Gassammelraumes 5 gleich stark
abgesaugt wird. Zum Abführen der flüssigen Kondensate ist an der Ofenstirnseite
ein Fallrohr 12 an den Sammelkanal g angeschlossen (vgl. Abb. q.). Die weiter bei
Abb. 3 und q. in der Ofendecke vorgesehenen Füllöffnungen 13 sind wegen des Vorhandenseins
des Sammelkanals g schräg nach der Seite herübergezogen. Bei Abb. i und 2. sind
statt dessen senkrecht stehende Füdlö;ffnungen 1q. der üblichen Ausführungsweise
angeordnet. Zwischen diesen De ckenfüllöfnungen 14 (vgl. Abb. 2) befinden sich weitere
rohrartige Durchbrechungen 15, die durch Stopfen 16 verschlossen werden können.
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In der Kohlefüllung 2 werden eine Anzahl senkrechter Hohlkanäle 1
7 angeordnet, die bis zur Oberfläche 18 der Brennstoffmasse 2 hindurchreichen
und hier in den Gassammelraum 5 einmünden. Zur Herstellung dieser Hohlkanäle werden,
nachdem die Brennstoffmasse durch die Deckenöffnungen 13 bzw. 14 eingefüllt und
in üblicher Weise durch eine in dem Gassammelraum 5 bewegbare Planierstange eingeebnet
ist, zylindrische, unten zugespitzte Stangen oder iähnliche Formkörper 19, wie in
Abb.2 und q. links dargestellt, durch die Deckendurchbrechungen 15 bzw. i o und
die Füllöffnungen 14. von oben her @ein-,gesenkt und wieder herausgezogen. Beim
Beschicken der Ofenkammern mit einem außerhalb der Kammer hergestellten Stampf-
oder Preßkuchen können die Hohlkanäle 1 7 vor dem Beschicken in demselben hergestelltwerden.
Es ist vorteilhaft, die durch die Füllöffnungen 13, 14 einzubringende Brennstoffmasse
so zu bemessen, daß die nach beendetem
Einebnen gebildete Oberfläche
18, wie in Abb. i und 3 gezeichnet, ein Stick weit in den Gassammelraum 5 hineinragt.
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Die zwischen Ofenkammern angeordneten Heizwände reichen mit ihren
höchsten beheizten Teilen, d. h. den waagerechten Sammelkanälen 4, nicht höher hinauf
als die unvexengten, durch die senkrechten Wandf@ä#chen begrenzten Teile der Ofenkammer.
Zu beiden Seiten neben den Gassammelkanäa:en 5 und den übergangsQächen 6 können,
wie Abb. i angibt, Schichten 2o aus wärmeisolierendem Baustoff: oder statt .dessen
auch leere Gasräume, die isolierend bzw. fühlend wirken, angeordnet werden. In letzterem
Falle kann man z. B. Außenluft oder andere Gase, wie kühle Rauchgase, als Kühlmittel
anwenden, indem man in geeigneter Weise für ihren Durchzug .sorgt.
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Durch die geschilderte Verschmälerung des G.assammelkanals 5 und durch
dessen Entferntbleiben von den nächstliegenden beheizten Teilen 4 der Heizwände,
gegebenenfalls unterstützt durch die Hinzunahme derwäxmeisolierenden Schichten 2o
bzw. kühlend wirkendex Räume, wird dafür gesorgt, daß in diesen Gassammelräumen
5 keine besonders hohen, d. h. Verkokung bewirkenden Temperaturen herrschen können.
Dazu kommt, daß sich nahe und an den schrägen übexgangsflächen 6 sowohl durch die
Querschnittsform des Kohlekörpers 2 als auch durch .die stark gemäßigte Beheizungswirkung
aus dem Kohlebitumen durch dessen Erweichen oder Schmelzen dichte Abschlüsse der
Brennstoffmass 2 in sich und gegenüber den Kammerwänden bilden, welche zugleich
den heißen Diestillationsgasen, die an den Außenseiten Ües Brennstoffkörpers 2 in
der Nähe der beheizten Kammerwände i frei gemacht werden, das unmittelbare Übertreten
in den Gassammelkanal5 verwehren oder doch stark erschweren.
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Infolge dieser Bedingungen werden bei dem Absaugen der Diestillationsermugnisse
aus dem Gassammelraum 5 durch das Steigrohr 8, entweder direkt nach Abb. i und 2
oder unter Vermittlung des Sarnm.elkanals 9 nach Abb.3 und 4, die Destillationserzeugnisse
vorwiegend aus den Hohlkauälen 17 abgesaugt und, da sie sofort in einen Sammelraum
5 bzw. 9 von verhältnismäßig niedrigen Temperaturen übertreten, vor nachteiligen
Überhitzungen und Zersetzungen bewahrt. Dieser Erfolg wird bei der Anordnung nach
Abb. 3 und 4 dadurch besonders -begünstigt, daß in diesem Falle die aus den Hohlkanälen
17 des Brennstoffes in den Gassammelraum 5 übergetretenen Diestillationserzeugnsse
sofort, ohne längere Wege in diesem Gassammelraum zurückzulegen, durch die Durchbrechungen
i o der Ofendecke in den vollständig kühl liegenden Sammelkanalg abgeführt werden.
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Wegen der eigenartigen, dicht anschließenden Lagerung der nicht oder
nur verspätet zur Verkokung gelangenden Brennstoffmasse 2 in dem oberen, verengten
Teil der Ofenkammer kann man für das Absaugen aus dem Gassammelkanal5 stärkere Unterdrücke
als sonst üblich anwenden. Es ist dann aber für diesen Fall zweckmäßig, den Gassammelraum
5, die Mauerwerksteile 6 und die FüJl-Öffnungen und Durchbrechungen der Ofendecke
13, 14, i S., i o in einer solchen Bauweise herzustellen, daß Undichtigkeiten zufolge
von Mauerwerksfugen unterdrückt werden. Man kann zu diesem Zwecke beispielsweise
die fraglichen, den Gassammelraum 5 und die unmittelbar benachbarten Kammerpartien
begrenzenden Mauerwerksteile entweder ganz einheitlich in Stampfmasse und somit
fugenlos herstellen oder sie aus einer möglichst geringen Anzahl von einheitlichen
Steinblöcken, die etwa ebenfalls durch Stampfung hergestellt sein können, in der
Weise zusammensetzen, daß die verbindenden Fugen durch zwischengefügte nachgiebige
Dichtungsmittel, z. B. Asbestplatten, eine solche Abdichtung erhalten, die auch
gegenüber Bewegungen des Mauerwerkes durch Wärmedehnungen beständig bleibt. Man
wird: bei Anwendung stärkerer Unterdrücke vorteilhafterweise auch eine Regelung
derselben vorsehen, die etwa durch eine in dem Steigrohr 8 angeordnete Drosselklappe
2i bewirkt werden kann.