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Lotrechter Schwelofen Die Erfindung bezieht sich auf einen lotrechterf
Schwelofen für die Verschwelung bituminöser Stoffe mit einem von innen beheizten
glattwandigen, in Umdrehung versetzten Rohr und dieses umgebenden Rieselflächeri
für das Schwelgut nach Patent 647 6i7. Der Aufbau dieser öfen bringt es mit sich,
daß bei der Verarbeitung gewisser Schwelgutarten eine Entmischung des Schwelgutes
nach seiner Korngröße derart eintritt, daß die feinkörnigen Bestandteile an der
glatten Heizwand verhältnismäßig schnell herunterrieseln, während die gröberen Teilchen
nach außen in die Taschen der Rieselflächen gedrängt werden. Dabei kann es vorkommen,
daß. die gröberen Teilchen in einer bestimmten Höhenlage so lange verbleiben, daß
sich Blasenkoks bildet, der an den Rieselflächen anbackt und eine innerhalb dieser
Schwelzone selbsttragende Schicht bildet, während die darunter befindlichen Schwelgutschichten
allmählich weiter nach unten sinken. Das weitere Nachrutschen der durch Blasenkoksbildung
verkrusteten Schicht ist dann Zufälligkeiten unterworfen und erfolgt erst, wenn
der auf dieser Schicht lastende Druck den Zusammenhang der Schicht sprengt. Hierdurch
ergibt sich eine plötzliche Schwelgutbewegung, stoßartige Schwelgasbildung sowie
eine Ungleichmäßigkeit hinsichtlich der Wärmeverteilung im Schwelofen.
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Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gemacht, eine gleichmäßige
Förderung auch ungünstiger Schwelgutarten zu gewährleisten
und Blasenkoksbildungen
sowie Verstopfungen im Schwelofen unmittelbar bei ihrer Entstehung zu zerstören,
so daß die beschriebenen Mängel nicht eintreten können.
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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß auf der Außenseite
des glattwandigen Heizrohres, in verschiedenen Höhenlagen und über den Umfang des
Heizrohres verteilt, in die rieselnde Schwelgutschicht hineinragende Schaufeln angeordnet
sind, deren radiale Ausdehnung kleiner ist, als es den engsten Stellender Rieselflächen
entspricht. Die in verschiedenen Höhenlagen befindlichen Schaufeln zerstören jede
Blasenkoksbildung in der Nähe der ortsfesten Rieselflächen sofort bei ihrer Entstehung.
Da das hinter dem Schaufelrücken herunterfallende Schwelgut sich entsprechend der
Geschwindigkeit des übrigen Gutes weiter nach unten durch den Schwelofen bewegen
kann, so können Ungleichmäßigkeiten hinsichtlich der Bewegungsverhältnisse des Schwelgutes
nicht eintreten. An dem glattwandigen, in Umdrehung befindlichen Heizrohr können
sich Ansätze nicht bilden, weil die Reibung des an dieser Wand herabrieselnden Schwelgutes
dies verhindert. Dadurch, daß die Schaufeln am glattwandigen Heizrohr befestigt
sind, ergibt sich weiterhin der Vorteil, daß der Entmischung des Schwelgutes entgegengewirkt
wird, weil das dem glatten Heizrohr zustrebende feinkörnige und staubförmige Gut
keinen freien Durchgang in der Spaltzone zwischen Heizrohr und Rieselflächen vorfindet,
sondern bei jedesmaligem Auftreffen auf eine Schaufel wieder mit den äußeren gröberen
Schwelgutteilchen durchmischt wird. Das stark staubhaltige Gut kann also nicht durch
den Schwelofen hindurchschießen und zu Verstopfungen des unteren Teils des Ofens
oder zu einem Überfließen über die Rieselflächen führen. Dem Erfindungsmerkmal,
die radiale Ausdehnung der Schaufeln kleiner zu bemessen, als es den engsten Stellen
der Rieselflächen entspricht, kommt insofern besondere Bedeutung zu, als sonst die
Schaufeln in die wellenförmigen Nischen der Rieselflächen hineinragen müßten. Dann
würde aber das Schwelgut leicht in die zwischen den Rieselflächen angeordneten Schwelgasabzugsschlitze
hineingedrückt werden, so daß diese verstopft werden könnten.
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Es ist ein lotrechter Schwelofen mit äußerem Heizrohr und inneren
Rieselflächen bekannt, bei dem die Schwelgase durch Schlitze zwischen den Rieselflächen
nach innen abgesaugt werden. Hierbei werden die inneren Rieselflächen in Umdrehung
versetzt. Soweit bei diesen bekannten Schwelöfen die Rieselflächen einen Schraubengang
bilden, der außen durch ein glattes Heizrohr begrenzt wird, tritt eine natürliche
Entmischung ein, wobei das nach außen wandernde feinkörnige Gut rasch nach unten
sinkt und im unteren Teil des Schwelofens eine Stauung bewirkt. Dies hat zur Folge,
daß das Schwelgut im unteren Ofenteil gleichsam festgewalzt wird. Damit tritt aber
in diesem Teil des Schwelofens eine Störung der Schwelgasentwicklung ein, zumal
auch dem sich bildenden Schwelgas die Möglichkeit genommen ist, den Weg durch das
festgewalzte Gut in den Gassammelraum hinein zu finden. Schaufeln im Sinne des Erfindungsvorschlags,
welche diese Mängel beheben könnten, sind bei diesem Schwelofen nicht vorhanden.
Soweit der bekannte Schwelofen derart abgewandelt ist, daß die Rieselflächen ringförmig
gestaltet, das äußere Heizrohr dagegen wellenförmig ausgebildet ist, läßt sich mangels
der erfindungsgemäßen Schaufeln wiederum nicht vermeiden, daß besonders im oberen,
unter 'dem Einfluß der Wasserdampfentwicklung verhältnismäßig stark gekühlten Teil
des Gasabzugsrohres Blasenlooks gebildet wird, der die Gasabzugskanäle rasch zusetzt
und Verkrustungen hervorruft, die dann zu den beschriebenen stoßartigen Bewegungs-
und ungleichmäßigen Wärmeverhältnissen im Schwelofen führen. Die ringförmigen, als
Rutschflächen dienenden Vorsprünge des äußeren Heizrohres können überdies nicht
im Sinne der erfindungsgemäßen Schaufeln wirken, weil sie um den ganzen Umfang des
Rohres herumreichen und daher ein Aufbrechen etwaiger Verkrustungen nicht hervorrufen
können.
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Bei einem anderen bekannten lotrechten Schwelofen trägt ein inneres
Heizrohr übereinander angeordnete ringförmige Teller, auf denen das Schwelgut ruht,
während an einer äußeren ortsfesten Wand Kratzer befestigt sind, welche die Aufgabe
haben, das auf dem jeweiligen Teller befindliche Schwelgut durch eine segmentförrnige
öffnung des Tellers hindurch auf den nächsten darunterliegenden Teller zu befördern.
Das Schwelgut führt hierbei keine freie Eigenbewegung auf Grund seiner Schwerkraft
durch den Schwelofen aus, da das von einem Teller abgestreifte Gut auf den nächsten
Teller fällt und dort liegenbleibt, bis es wieder durch einen Kratzer' absatzweise
weiterbefördert wird. Bereits hieraus ergibt sich, daß die bekannten Kratzer hinsichtlich
ihrer Wirkung mit den erfindungsgemäßen Schaufeln nicht gleichwertig sind, da die
Vermeidung von Entmischungen und die Erzwingung eines gleichförmigen Rieselns des
Gutes durch den Schwelofen überhaupt nicht erstrebt wird. Auch die Aufgabe, Blasenkoksbildungen
sofort zu zerstören, erfüllen die Kratzer des bekannten Schwelofens nicht; denn
in den Ecken und
Nischen zwischen den ortsfesten übereinanderliegenden
Kratzern können sich Ansätze bilden, die beim bekannten Schwelofen besonders deswegen
in hohem Maße auftreten werden, weil dort eine vereinigte mittelbare und unmittelbare
Beheizung durch Wasserdampf vorgesehen ist. Ordnet man dagegen in erfindungsgemäßer
Weise Schaufeln an dem in Umdrehung befindlichen Heizrohr an, so werden die Schaufeln
selbst ebenso wie das sich drehende Heizrohr an allen Stellen infolge ihrer Bewegung
durch das rieselnde Schwelgut von Ansätzen freigekratzt. Schließlich besteht ein
grundsätzlicher Unterschied zwischen den erfindungsgemäßen Schaufeln und den bekannten
Kratzern insofern, als letztere notwendigerweise in den Raum zwischen benachbarten
Tellern hineinragen müssen, da sie sonst ihre Aufgabe, das Schwelgut auf den nächsten
Teller abzustreichen, nicht erfüllen könnten. Beim Schwelofen gemäß der Erfindung
sollen die Schaufeln gerade eine kleinere radiale Ausdehnung haben, als es den engsten
Stellen ' der Rieselflächen entspricht, weil sonst Verstopfungen der Schwelgasabzugsschlitze
zu befürchten sind.
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Zur Wahrung vollkommener Symmetrie der Ofenverhältnisse werden erfindungsgemäß
die in gleicher Höhenlage befindlichen Schaufeln gleichmäßig über den Umfang .des
Heizrohres verteilt. Die Schaufeln in verschiedenen Höhenlagen werden zweckmäßig
derart versetzt zueinander angeordnet, daß die über das hintere Ende einer Schaufel
herabfallenden Schwelgutteilchen auf das vordere Ende der darunterliegenden nächsten
Schaufeln zu liegen kommen. Besonders günstige Umlagerungsverhältnisse des Schwelgutes
ergeben sich dann, wenn die Schaufeln jeweils in derjenigen Höhenlage angeordnet
sind, in der sich die Rieselflächen dem inneren Heizrohr am weitesten nähern. Um
das Fließen der feinkörnigen Bestandteile des Schwelgutes unter allen Umständen
zu vermeiden, werden die Schaufeln in radialer Richtung bis dicht an die Rieselflächen
herangeführt. Zur Verringerung des mechanischen Widerstandes werden die Schaufeln
im sekantalen Schnitt in Bewegungsrichtung des Heizrohres von vorn nach hinten keilförmig
verbreitert ausgeführt. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Schaufeln besteht noch
darin, daß die Spaltweiten zwischen Heizrohr und Rieselflächen größer als sonst
üblich sein können, ohne daß bei einem Schwelgut mit einem erheblichen Anteil an
feinkörnigen Bestandteilen die Gefahr des Schießens des Schwelgutes besteht. Gegenstand
vorliegender Erfindung ist daher ferner die Anwendung des mit den erfinaungsgemäßen
Schaufeln versehenen. Schwelofens auf die Verarbeitung feinkörnigen Schwelgutes
unter Benutzung engster Spaltweiten zwischen dein äußeren Heizrohr und den Rieselflächen
von etwa So rnrn. Infolge der großen Spaltweiten lassen sich mit verhältnismäßig
stark feinkörnigem oder staubhaltigem Schwelgut erheblich größere Durchsätze erzielen.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Die Zeichnung stellt den unteren Teil des neuen Schwelofens im
Schnitt dar.
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Das innere glattwandige, d. h. nicht wellenförmige Heizrohr i ruht
auf dem Gestell das durch einen Antrieb 3 in Umdrehung versetzt wird. Im unteren
Teil des Heizrohres ist ein Verdrängerkörper 4 angeordnet, durch den eine Steigerung
der Heizgasgeschwindigkeit in diesem Ofenteil bezweckt ist. Zur Vermeidung eines
Durchbrennens des Verdrängerkörpers an der der höchsten Temperatur ausgesetzten
Stelle ist ein Schamottekopf 5 vorgesehen. Die im oberen Ofenteil zugegebene Kohle
6 rieselt an der Heizwand i entlang nach unten und gelangt auf einen Austragteller
7, von dem der ausgeschwelte Koks in Abführungsrinnen gelangt. Der Durchsatz des
Schwelofens wird zweckmäßig durch entsprechende Bemessung der Austragung vom Teller
7 derart geregelt, daß die auf den Austragteller gelangende Kohle gerade vollkommen
ausgeschwelt ist.
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Mit 8 sind doppelwandige Rieseleinsätze bezeichnet, die der Höhe nach
in einzelne aufeinandergesetzte Schüsse unterteilt sein können. Die innere Wand
9 dient als Rieselfläche für die Kohle, während außerhalb der äußeren Wand ie die
durch die Schlitze i i' entweichenden Schwelgase bzw. Schweldämpfe in dem Sammelraum
1a bis zu ihren @lbsaugstutzen 13 befördert werden.
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Die im Ringraum 1q. nach unten geförderten Verbrennungsgase werden
durch den Hohlraum der doppelwandigen Rieseleinsätze 8 wieder von unten nach oben
geführt. Die Wärmeausnutzung der Abgase ist daher eine günstige, da die Außenbeheizung
nicht nur infolge Wärmeübertragung durch die Wand 9 auf das Schwelgut heizend wirkt,
sondern gleichzeitig auch infolge Wärmeübertragung durch die Wand io, welche in
diesem Falle wellenförmig ausgebildet ist, eine weitgehende Erwärmung der im Gassammelraum
1z befindlichen Schwelgase hervorruft. Es ist daher bei Vermeidung jeglicher
Kon-
densationsgefahr der Schwelgase möglich, die unteren in der Zeichnung
dargestellten Gasabzugskanäle 13 wegzulassen und die Absaugung der Schwelgase
nur im mittleren oder gar nur im oberen Ofenteil vorzunehmen. Hierdurch vermeidet
man, daß die Schwelgase mit dem stark staubhaltigen Rauin dicht
oberhalb
des Austragtellers 7 in Berührung kommen.
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Auf dem äußeren Umfang des Heizrohres sind nebeneinander und in verschiedenen
Höhenlagen versetzt gegeneinander Schaufeln 15 angeordnet. Die in gleicher Höhenlage
befindlichen Schaufeln sind über den Umfang des Heizrohres- gleichmäßig verteilt;
hierdurch werden einseitige Verziehungen des verhältnismäßig langen Heizrohres i
vermieden. Die Schaufeln, welche im sekantalen Schnitt in Bewegungsrichtung des
Heizrohres von vorn nach hinten sich keilförmig verbreitern, können mit dem Heizrohr
durch Schweißen, Nieten o. dgl. verbunden sein. Sie sind in radialer Richtung bis
dicht an die Rieselflächen g herangeführt, wodurch in Verbindung mit ihrer in verschiedenen
Höhenlagen gegeneinander versetzten Anordnung trotz verhältnismäßig großer Spaltweiten
zwischen dem Heizrohr i und der inneren Rieselflächenwandung 9 das gefürchtete Fließen
des Schwelgutes nicht eintreten kann. Als engste Spaltweiten zwischen dem Heizrohr
und den Rieselflächen kommen beispielsweise solche von etwa 5o mm in Betracht. Die
Schaufeln bewirken eine dauernde zwangsläufige Umschichtung des Schwelgutes, so
daß die Schwelgutteilchen mit verschiedenen Korngrößen immer wieder miteinander
vermischt werden. Da das Schwelgt:: unbeschadet seiner dauernden Umlagerung sich
von oben nach unten frei durch den Schwelofen hindurch bewegen kann, so erfolgt
die Regelung des Durchsatzes am einfachsten durch entsprechende Bemessung der Austragung
des ausgeschwelten Gutes, d. h. durch entsprechende Einstellung der Austragschaufeln;
diese sind als an sich bekannt in der Zeichnung nicht dargestellt.
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Die Schaufeln 15 können abweichend. vom Ausführungsbeispiel der Zeichnung
auch schräg, also in Bewegungsrichtung entweder ansteigend oder abfallend, angeordnet
sein.