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Schwelretorte- zur Verkohlung und trockenen Destillation des Holzes
und anderer Stoffe Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwelretorte zur Verkohlung
und trockenen Destillation des Holzes, sonstiger cellulosehaltiger Stoffe, essigsauren
Kalkes, zur Vexkohlung von Knochen oder zu anderen derartigen Zwecken.
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Die Verkohlun.g bzw. die trockene Destillation des Holzes sowie anderer
cellulosehaltiger Stoffe erfolgt bis heute fast.durchweg in Retorten verschiedener
Form und Größe oder in retortenähnlichen Einrichtungen durch unmittelbare Beheizung
mit Kohlen-, Holz- oder Gasfeuerung. Durch die Erfindung sollen die Nachteile, .die
mit einer unmittelbaren Beheizung derartiger Retorten verbunden sind, dadurch vermieden
werden, daß die Retortenwandung mittelbar durch einen Stoff beheizt wird, welcher
die Wärme vom Wärmeerzeuger auf die Retortenwandung überträgt. Solche Schwelretorten
hat man bereits vorgeschlagen, doch waren diese infolge ihrer konstruktiven Durchbildung
nicht für die Bearbeitung solcher Stoffe geeignet, für die die neue Schwelretorte
bestimmt ist, insbesondere nicht für .die Verarbeitung von Holz, welches in großstückiger
Form zur Verarbeitung kommt und demzufolge geräumige Retortenkammern voraussetzt,
so daß man insbesondere auf diesem Gebiet heute fast in der ganzen Welt zu Großraumretorten
übergegangen ist. Will man bei solchen Retortenkammern das Mittel der mittelbaren
Wärmeübertragung anwenden, so ergeben sich große Schwierigkeiten für eine ausreichende
Erhitzung des gesamten Innenraumes auf die erforderlichen Schweltemperaturen. Zwar
lassen sich diese Schwierigkeiten zum Teil dadurch überwinden, daß die Retortenwände
ganz oder teilweise durch die Wandungen der Kanäle oder Rohre für das W ärmeübertragungsmittel
gebildet werden. Beispielsweise können die Retortenwände aus nebeneinander verlegten
Rohren beliebigen Querschnittes bestehen, oder es werden zur Bildung der Kanäle
für das Wärmeübertragungsmittel Profilelemente, beispielsweise in [)-Form, auf die
Retortenwände aufgeschweißt: Es ist auch möglich, ,die Retortenwände durch zwei
.Platten zu bilden, die zur Bildung der Kanäle für das Wärmeübertragungsmitteldurch
entsprechend angeordnete Stege miteinander verbunden sind. Die hierdurch ermöglichte
Intensivierung .der Wärmeeinstrahlung ist jedoch noch nicht in allen Fällen ausreichend.
Außerdem ist der Bau solcher, yvenigstens von den beiden Seitenwänden, vom Boden
und von .der Decke mittelbar beheizten Retorten ziemlieh kostspielig.
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Hier setzt die Erfindung ein, die darin besteht, daß die Retorte eine
oder mehrere nach dem Aufbau der Retortenwände hergestellte und beheizte Teilungswände
erhält. Man hat zwar bereits vorgeschlagen, bei Schweleinrichtungen Heizkörper kernartig
im Schwelgut anzuordnen, hat .dabei aber die Erhitzung des dauernd durchläufenden
Schwelgutes nur mit Hilfe dieser mitten im Gutstrom liegenden
Heizkörper
,durchgeführt. Eine solche Einrichtung wäre für die Zwecke der Erfindung unbrauchbar,
bei denen auf die allseitige mittelbare Erhitzung des Schwelgutes:. von den Wandungen
aus keinesfalls zichtet werden kann und die beheizten I`eilwände lediglich ein zusätzliches
Mittel dar stellen, um eine ausreichende Wärmeeinwirkung in allen Teilen des Retortenraumes
sicherzustellen. Da die erfindungsgemäßen Teilwände ihre Wärme nach beiden Seiten
in den Retortenraum ausstrahlen können, wird bei einer Retorte, die von ihren beiden
Wandungen, vom Boden und von der Decke aus beheizt ist, durch Einbau einer mittleren
Teilwand von der Größe einer Wandfläche die Wärmezufuhr um die Hälfte vergrößert.
Dabei können die erfindungsgemäß ausgebildeten Teilungswände entweder so angeordnet
werden, daß die gebildeten Teillängskammern miteinander in Verbindung stehen oder
daß vollständig voneinander getrennte Teillängskammern entstehen. Die letztgenannte
Ausführungsform ist beispielsweise da zweckmäßig, wo die Beschickung und Entleerung
der Teilkammern unabhängig voneinander, beziehungsweise in zeitlicher Aufeinanderfolge
geschehen soll. Ungeachtet der Trennung der einzelnen Kammern voneinander bereitet
es keine Schwierigkeiten, an allen Punkten vollkommen gleiche 'Temperaturbedingungen
aufrechtzuerhalten. Es ist klar, daß dies mit einer Batterie nebeneinandergestellter
Retorten nicht möglich wäre, ganz abgesehen davon, daß diese an den benachbarten
Wänden den doppelten Materialaufwand hinsichtlich der Ausbildung der Wände, der
Isolation usw. erforderlich machen würden. Hinzu kommt, daß bei der erfindungsgemäßen
Ausbildung an .den gemeinsamen Zwischenwänden naturgemäß überhaupt keine Strahlungsverluste
auftreten können, sondern die gesamte, den Zwischenwänden zugeführte Wärme durch
Abstrahlung an das Schwelgut übertragen wird. Die gemeinsamen Zwischenwände ermöglichen
es aber, mit großer Wirtschaftlichkeit die einzelnen ketortenabteilungen zu beheizen
und gleiche Wärmebedingungen in allen Abteilungen zu schaffen. Die volle Fortschrittlichkeit
einer solchen Anordnung macht sich da geltend, wo die durch die Teilwände gebildeten
Ab@eilungen miteinander in Verbindung stehen. Es können sich dann nämlich nicht
nur die Wärme-, sondern auch die übrigen Reaktionsbedingungen (Gasdruck usw.) der
nebeneinanderliegenden Retortenräume völlig miteinander ausgleichen, so .daß eine
absolut gleichmäßige Behandlung größter Gutmengen möglich wird. Dies kann z. B.
da wesentlich sein, wo das Destillationserzeugnis, beispielsweise Holzkohle, später
gemeinsam einem einheitlichen neuen Verwendungszweck, beispielsweise im Hochofen,
zugeführt werden soll.
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:Die besonders hohe Wirtschaftlichkeit im Bau °Iund Betrieb solcher
Retorten liegt ohne wei-"ieres auf der' Hand.
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Die Erfindung ist mit einigen weiteren Merkmalen im nachstehenden
an Hand der zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiele veranschaulicht.
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Fig. i ist ein schematischer Längsschnitt durch eine, vollständige
Anlage.
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Die Fig. 2, 3 und 4 veranschaulichen im Querschnitt verschiedene Ausführungsformen
der neuen Retorte.
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Fig. 5 und 6 veranschaulichen in Schnittform andere Ausbildungsmöglichkeiten
der Retortenwände.
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Aus dem Wärmeentwickler b (Fig. i), der mit einer kleinen Feuerungsanlage
b1 versehen ist, strömt der Wärmeträger, dessen Umlauf mit oder ohne Anwendung von
Pumpen oder sonstigen Beförderungsmitteln bewerkstelligt werden kann und durch die
Absperrvorrichtungen o, o1 usw. zu regeln ist, in die an oder in der Wandung der
Retorte a angebrachten Heizelemente ein.
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Die Vorrichtung b, bf ist die Haupterzeugungsstelle für den
Wärmebedarf einer Retortenanlage. Man kann erfahrungsgemäß eine größere Anzahl auch
von Großraumretorten an die Vorrichtung b anschließen. In diesem Falle braucht die
Vorrichtung b nur entsprechend groß gebaut und mit der erforderlichen Heizfläche
versehen zu werden. In jedem Fall ist eine absolut -sichere Beheizung -der Retorte
unter genauester Regelung der gewünschten Temperatur möglich.
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Die Retortenwände werden ganz oder teilweise durch die Wandungen der
Kanäle oder Rohre für das Wärmeübertragungsmittel gebildet. In Fig. 3 und 4. sind
die Außenwandungen der Retorte a beispielsweise dadurch gebildet, daß auf die metallische
Außenwandung der Retorte Halbrohrprofile, die entweder eckig, cl, oder abgerundet,
c=, sein können, aufgeschweißt sind. Natürlich können sich diese aufgeschweißten
Rohre auch an der Innenseite der Retortenwandung befinden.
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Die Retorte ist erfindungsgemäß .der Länge nach durch eine oder mehrere
Wände d geteilt, die in gleicher Weise ausgebildet sind wie die eigentliche Retortenwand
und ebenfalls durch das Wärmeübertragungsmittel beheizt werden. Beispielsweise können
die Teilwände aus doppelwandigen schmiedeeisernen Platten, deren Innenraum in ein
beliebiges Kanalsystem unterteilt sein kann, aus Rohrgardinen aus runden oder eckigen
Rohren bestehen oder auf beliebige andere Weise derart hergestellt sein, daß der
Wärmeträger in
ihnen umlaufen kann. Auf diese Weise ist eine Zerlegung
des Kernes des Verkohlungsgutes. möglich. Findet beispielsweise eine senkrecht stehende
Zwischenwand d Verwendung, so trifft die Wärmestrahlung nicht mehr nur vier Flächen,
sondern sechs Flächen ,des Destillationsgutes. Es liegt auf der Hand, daß hierdurch
eine starke Beschleunigung des Destillations- oder Verkohlungsvorganges erzielt
werden kann.
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Nach der Ausführungsform von Fig. 2 und 3 ist die beheizte Teilungswand
mit der Decke und dem Boden der Retorte fest verbunden, so daß zwei vollständig
voneinander getrennte Räume e, e1 entstehen. Wird die Trennungswand auch noch mit
der.Rückwand g der Retorte verbunden, so entstehen zwei vollständig getrennte Retortenräume,
idie auch eine wechselseitige Beschickung ermöglichen, was in manchen Fällen erforderlich
sein kann.
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In Fig. ¢ verbleibt zwischen Decke bzw. Boden und der Teilungswand
d ein Zwischenraum i bzvr. il. Ebenso braucht sich selbstverständlich die Teilungswand
nicht über die ganze Länge der Retorte zu erstrecken, sondern .es kann ein ähnlicher
Abstand auch zwischen dem rückwärtigen Ende der Teilungswand und der Rückwand g
bzw. dem vorderen Ende der Teilungswand und der Tür f gelassen werden. Hierbei bildet
der Innenraum der Retorte einen einzigen Raum, in dem sich die Temperaturen', Drücke
und sonstigen Verhältnisse vollständig aus= gleichen. Dabei ist es sogar möglich,
nur einen einzigen Transportwagen für das Destillationsgut zubenutzen. In sämtlichen
Ausführungsformen der Fig. 2 bis 4 bleibt jedoch der Grundsatz gewahrt,. den Kern
;des Verkohlungsgutes zuteilen und die ausstrahlende Wärme auf mehr Flächen einwirken
zu lassen.
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Die Einmauerung der Retorte kann vollständig in Fortfall kommen. Ein
weiterer Vorteil des neuen Verfahrens. besteht darin, daß man in dem Umlaufsystem
des Wärmeträgers nach Abschaltung desselben ein Kühlmittel umlaufen lassen kann,
wenn der Verkohlungsprozeß beendet ist und die verkohlte Masse abkühlen soll.
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Es ist klar, daß die Rohre und Durchflußkanäle für den Wärmeträger;bzw.
das Kühlmittel in sinngemäßer Weise derartig untereinander verbunden sind, daß ein
zwangsläufiger Umlauf des Heiz- oder Kühlmittels ,erfolgt. Sind die vom Heizmittel
durchströmten Rohre an der Innenseite der eigentlichen Retortenwandung angeordnet,
so kann der Abkühlungsvorgang auch in der Weise durchgeführt werden, daß man die
dann völlig glatte Außenfläche einer solchen Retorte entweder mit Wasser als Kühlmittel
berieselt oder kalte Luft durch ein Gebläse über die Oberfläche führt. Zweckmäßiger
wird es allerdings sein, wie schon angedeutet, nach Abschaltung des Wärmeträgers
ein Kühlmittel durch die Umlaufkanäle selbst laufen zu lassen. Entsprechende Abschlußvorrichtungen
o, o1, o2 usw. ermöglichen eine sofortige Drosselung des Umlaufes des Wärmeträgers.
Entsprechende Absperrvorrichtungen ermöglichen den Umlauf des Kühlmittels.
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In Fig. 3 und 4 bestehen die Teilungswände d beispielsweise aus zwei
Platten dl und d2, in denen durch zwischengelegte Steges die gewünschte kanalartige
Unterteilung für den Umlauf des Wärme- oder Kühlmittels geschaffen ist. Fig.5 veranschaulicht
diese Ausführungsform, die auch für die Außenwände der Retorten Anwendung finden
kann, in vergrößerter Darstellung.
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Fig. 6 veranschaulicht noch eine Ausführungsform, bei welcher die
Retortenwandung oder auch die Teilungswände d aus einer Reihe nebeneinander verlegter
und zweckmäßig durch Schweißung verbundener, beispielsweise viereckiger Rohre c3
besteht. Diese Rohrgardinen können entsprechend dem Zuvorgesagten auch an der Innenseite
einer glatten Außenwandung der Retorte angeordnet sein.
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Umeine Verkokung (des besonders bei manchen Holzarten reichlich anfallenden
Teers in der Retorte zu vermeiden, erhält die Retorte in der ganzen Länge am Boden
eine Teerrinne h, die nach der Richtung des Ab-. laufes hin gegebenenfalls ein wenig
Neigung besitzen kann. Der flüssige Teer scheidet -aus dem Temperatureinfluß aus,
kühlt sich in der tiefgelegenen Rinne ab und gelangt in ein Gefäß mit Syphonverschluß.
Ohne irgendeine Zwnscherischaltung von Rohren nifit engen Querschnitten oder Absperrvorrichtungen,
die sich beim Teer schnell verstopfen, wird der fortlaufende Abfluß des Teers gewährleistet.
Das weite Rohr n1 der Vorrichtung it läßt man nach Bedarf so tief in den als- Flüssigkeitsverschluß
wirkenden Teer in dem Behälter n eintauchen, @daß von außen keine Luft in die Retorte
.eindringen kann. Man kann andererseits die Höhe des Flüssigkeitsverschlusses so
wählen, daß man gegen den Austritt von Destillationsgasen aus der Retorte völlig
gesichert ist. Der Teer tritt aus der Retorte durch die Öffnungen z, z 1 usw. am
Boden (Fig. z, z, 3 und q.) usw. aus und kann durch das Rohr n2 abgezogen werden.
.Sowohl ,die ganze Rinne h als auch der Behälter it können von einem Mantel
in bzw. 7z3 umgeben sein, um den Teer nach Belieben abkühlen oder erwärmen zu können.
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Es können entweder, wenn die Retorte in zwei getrennte Räume e und
e1 unterteilt ist, zwei Teerrinnen 1z Anwendung finden (Fig. 2),
oder
es findet, wie es in Fig. 3 und d. angedeutet ist, nur eine Teerrinne 7a Verwendung.
Die Teerrinne kann entweder mit der Neigung nach der Rückwand g zu angeordnet werden
oder auch umgekehrt, je nachdem wie dies durch den Destillationsvorgang erforderlich
wird.
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Wie die vorstehende Beschreibung erkennen läßt, schaltet die Erfindung
also die bisherige unsichere Beheizungsart derartiger Retorten vollkommen aus. An
ihre Stelle tritt die absolut sichere Beheizung durch einen Wärmeträger, der in
einem Wärmeerzeuger erhitzt wird, wobei man die Regelung der Temperaturen genau
in der Hand hat. Diese Temperaturregelung kann auch dadurch geändert werden, daß
man die Anzahl der Heizkanäle im ganzen oder nur an einzelnen Stellen der Retorte
ändert und dadurch eine mehr oder minder starke Wärmestrahlung erzielt. Durch die
Teilung des Massekernes im Verkohlungsgut wird eine große Beschleunigung des Verkohlungs-
oder Destillationsvorganges erreicht. Die lästige Verkokung des Teers und die Verstopfung
von Abschlußvorrichtungen ist vollkommen ausgeschlossen durch die Anwendung der
Flüssigkeitsverschlußeinrichtung. Es werden bessere Destillationserzeugnisse erzielt
dadurch, daß eine Überhitzung der sonst mit Feuergasen beheizten Ummantelung der
Retorte nicht eintreten kann, und demzufolge, weil nur durch die Überhitzung Zersetzungen
und Rückbildungen der Destillationserzeugnisse eintreten, werden die Ausbeuten aus
dem Verkohlungsgut verbessert.
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Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Fließrichtung des Wärmeträgers
eine beliebige sein und den jeweiligen Zwecken angepaßt werden kann. Der Wärmeträger
kann im Gleichstrom oder Gegenstrom durch die Wandung geleitet werden, d. h. also
entweder mit der Richtung der in die Retorte eingeführten, - mit Verkohlungsgut
befrachteten Wagen oder gegen diese in Richtung der Tür f umlaufen.
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Die Retorte .kann in frei schwebender Weise angebracht werden, indem
man sie in entsprechender Weise an einer Eisenkonstruktion aufhängt, oder sie kann
durch an irgendeinem Teil der Retorte angebrachte Unterstützungen auf dem Fußboden
fest gelagert werden.