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Außenbeheizter, senkrechter Kammerofen aus keramischen Baustoffen
zum Entgasen von .Brennstoffen bei niedrigen und mittelhohen Temperaturen Die Erfindung
betrifft einen Ofen zum Entgasen von Brennstoffen bei niedrigen und mittelhohen
Temperaturen, bei dem die aus keramischen Baustoffen bestehenden Entgasungsräume,
Kammern, von außen beheizt werden. Der Ofen nach der Erfindung kann nach Wahl mit
niedrigen oder mittelhohen Temperaturen betrieben werden, wobei die Beheizung in
weitgehenden Grenzen auf innerhalb dieser Grenzen liegende bestimmte Temperaturen
eingestellt werden kann. Der Ofen ist demnach anpassungsfähig an die zur Bearbeitung
gelangenden Brennstoffe bzw. einstellungsfähig für die Gewinnung gewünschter Erzeugnisse
aus den Brennstoffen während des Entgasungsvorganges. Insbesondere ist der Ofen
geeignet für die Schwelung von Kohlen, wobei er sich wieder besonders für die Schwelung
nicht oder schlecht backender Steinkohle eignet. Auf der Zeichnung. ist ein Ausführungsbeispiel
nach der Erfindung dargestellt, und zwar ein senkrechter, stetig betriebener Kammerofen
zur Entschwelung von Steinkohlen.
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Abb. r zeigt einen senkrechten Längsschnitt, Abb. ? einen @vaageredhten
Schnitt durch den Ofen.
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r ist die senkrechte Entgasungskammer, in welcher der Brennstoff gelagert
wird. Die Kammer wird im dauernden Strom von dein Brennstoff durchwandert (stetig
betriebener Ofen). Es kann aber auch die Entgasung der Brennstoffe in der Kammer
in einem unterbrochenen Arbeitsgang stattfinden. 2 ist die Beheizungswand der Kammer,
die hier aus mehreren übereinanderliegenden waagerechten HIeizzügen 3 besteht. .4
ist eine Verbrennungskammer, die vor der Beheizungewand 2
bzw. vor
den Heizzügen 3 angeordnet ist. 5 ist die Gaszuführun, in :dein vorliegenden Beispiel
Starkgas, das, aus der Rohrleitung 6 kommt und unter Druck durch die Öffnung 7 in
die Verbrennungskammer. einströmt. Die Öffnung 7 hat Anschluß an einen Luftkanal
£, aus dem die Luft, durch das strömende Gas mit, diesem vermischt, durch die Öffnung
7 hindurch in den Verbrennungsraum .4. eingesaugt wird. Der Kanal 8 hat Anschluß
an einen Luftvorwärmer 9 und ist mit Öffnungen io und i i mit der Verbrennungskammer
verbunden, aus welcher Verbrennungsgase in den Luftkanal 8 einströmen, die sich
mit der Luft vermischen und als Luft-Rauch-Gas-Gemisch von dem einströmenden Gas
bei 5 durch die öffnung 7 in den Verbrennungsrauen d. gelangen. 12 sind Schieber
zur Mengenregelung der zugeführten Verbrennungsgase. Der Verbrennungsraum -. hat
außerdem noch Lufteinführungsöffnungen 13, durch welche ebenfalls ein Luft-Rauch-Gas-Gemisch
zuströmt. Die Öffnungen 13 sind zu @diasem Zweck an einen durch Schieber regelbaren
Zuführungskanal 14 angeschlossen, in den die mit Rauchgas gemischte Luft zuströmt.
Die Verbrennungsgase aus den Heizzügen 3 gehen durch die Rekuperatoren 9, wo sie
ihre Wärme an die Verbrennungsluft abgeben, die durch den Kanal 8 in den Verbrennungsraum
gelangt.
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ach dem Austritt aus dem Rekuperator 9 werden die Abgase in einer
Leitung 15 abgeführt. Von dieser Leitung 15 geht ein Teilstrom zu dein Zuführungskanal
1d., dem ebenfalls aus dem Rekuperator 9 Luft zuströmt. Für jede Beheizungswand
ist ein Verbrennungsraum .4 mit zugeordnetem Rekuperator vorgesehen. Die Abführung
der aus dem Rekuperator strömenden Abgase und ihre teilweise Rückführung zu dein
Kanal 14. kann für jede Beheizungswand für sich abgeschlossen durchgeführt werden.
Es kann aber auch eine gemeinsame Abgasleitung 15 für alle Rektiperatorabgase angeordnet
werden, von der dann ZweigleitungenRauchgas in den Kanal 14 jeder Verbrennungskammer
zuführen.
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Das bei 5 ausströmende Heizgas verbrennt mit der aus dem Kanal 8 eingesaugten
Luft beim Eintritt in den Verbrennungsraum d.. Da aber hier nur ein Teil der zur
vollständigen Verbrennung des Heizgases notwendigen Luft zugeführt wird, die außerdem
noch durch Rauchgas v erdfnnt ist, entsteht nur eine Teilverbrennung des Gases,
und die hierbei entwickelte Wärme gibt der ?nsgesamt vorhandenen Gasmenge eine niedrige
Temperatur. Die Entflaminung am Beginn des Verbrennungsraumes .f kann so eingestellt
werden, @daß die Temperatur der dort befindlichen Gase etwas über dem Zündpunkt
&s Heizgases liegt, also die niedrigstmögliche Temperatur zustande kommt. Die
Verdünnung der Luft mit dem Rauchgas bewirkt eine zusätzliche verzögernde Verbrennung,
d. h. die Verbrennung wird sich nicht an einem Punkt an der Einführung des Gases
abspielen, sondern sie wird sich in der Strömungsrichtung auf die Menge des Verbrennungsgases
verteilen. Auch dadurch ist die erhaltene niedrige Temperatur in dem Verbrennungsraum
mitbedingt. Die weitere durch den Kanal 1.1 zugeführte Luftmenge. um den noch fehlenden
Bedarf an Luft für die vollständige Verbrennung des Heizgases zu decken, wird ebenfalls
mit Rauchgas vermischt. Durch dieses zweite Luft-Rauch-Gas-Geinisch wird eine weitere
verzögernde Verbrennung der restlichen Heizgasinengen bewirkt. Die Verbrennung erstreckt
sch dann aus dein Flaminenrauni (Verbrennungsraum ,4) heraus noch in die Beh eizungswan.d
hinein. Die gesamte Verbrennung-des Heizgases wird demzufolge auf einer sehr langen
Strecke bewirkt, und auf dem ganzen Weg entsteht nur eine niedrige Temperatur. In
der Beheizungswand. gegebenenfal:ls nur in den untersten Heizzügen, können zur Erzielung
einer Durchwirbelung der Verbrennungsgase Prallsteine angeordnet sein.
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Durch Bemessung der Erstluftinenge und der dadurch möglichen Beeinflussung
der Temperatur der ersten Verbrennung, ebenso durch die Bemessung der schon der
ersten Verbrennungsluft zugesetztenRauchgase kann die Ersttemperatur in dein V erbrennungsrattni
auf eine verschieden Hohe Stufe gebracht werden. Durch entsprechende Beinessung
der zugeführten Zweitluftmenge bzw. der dieser beigemischten Rauch:gasmenge kann
eine Beibehaltung dieser .erreichten Temperatur oder eine Steigerung oder eine Erniedrigung
-derselben erreicht werden. Man ist also in der Lage, die Temperatur in dem Verbrennungsraum
-1 verschieden hoch und auch die Wegstrecke der Verbrennung kürzer oder länger
zu gestalten. Diese Temperaturregelung und Temperaturbemessung, verbunden mit einer
großen Menge Verbrennungsgase, Rauchgase, -welche die Heizzüge voll ausfüllen, wird
trotz der geringen Temperaturspanne zwischen dem zu erhitzenden Brennstoff und der
Kammerwand eine große Wärmemenge 'an den Brennstoff abgegeben. Dadurch findet eine
schnelle Erhitzung des Brennstoffes bei niedriger oder mittelhoher Temperatur statt.
Krackungserscheinungen, die bei anderen Beheizungsarteninfolge der hohen Temperatur
an der Kammerwand innerhalb der Entgasungskanimer eintreten, werden auf diese Weise
vermieden. -Die Ausbeute an Gas und Dämpfen hei diesem Entga,sungsvorgang ist so,
daß nur wenige
Krackungserzeugnisse entstehen. Der _ Ursprungszustand
der Entgasungserzeugnisse bleibt erhalten, und die auftretenden Umwandlungen der
entstandenen Gase und Dämpfe, insbesondere letzterer, verlaufen in einer Richtung,
die ih-ehr ölige `Anteile in den Dämpfen ergeben als Ko!hlen:stloffverbiul@dungen,
die unter dem Begriff Teer zusammengefaßt werden.
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Durch die Verwendung der Abgase des eigenen Ofens als Zusatz zu der
Luft wird ein Wärmekreislauf geschafften, der sich wärmewirtschaftlich vorteilhaft
au@snvirkt.
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Bei der baulichen Au,sgestaltung,der Verbrennungskammer -ist darauf
zu achten, daß diese die richtige Raumgröße besitzt.- Eine solchz ist im allgemeinen
dann vorhanden, wenn die Länge der Kammer etwa (der primär gobildeten Flammenlänge
entspricht. Die Verbinidunigsöffnunigen zwischen der Verbrennungskammer und dem
Erstluftkanal werden zweckmäßig in der Neigung zur Strömung der Luft angeordnet,
ebenso sollen die Zweitzuführungen der Luft geneigt zu der Strömungsrichtung der
Gase in der Verbrennungskiarnmer angeordnet werden. Durch Schieber und Einsätze
können sowohl die Austrittsöffnungen als auch (die Neigung der Rauchgaszüfü'hrungenverstelltwerden.
Durch die geneigte Anondnung der Zrweitluftzuführungsöffnurngen wird die Vereinigung
der Zweitluft mit dem noch in der Verbrennungskammer vorhandenen unv erbrannten
Heiz-gas dauernd -verzögert, und es wird dadurch auf eine lange Wegstrecke eine
allmählich erfolgende Verbrennung erzielt.
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Bei Schwelöfen mit aus keramischem Baustoff errichteten Kammern hat
man zur Erziolung von .dem Schwelvorgang angepaßten Beheizungstemperaturen schon
vorgeschlagen, das Heizgas mach Art von Buns,enbrennern mit einem Teil der Luftmenge
zu mischen und die restliche Luftmenge (durch die Austrittsströmung des Gas-Luft-Gemisches
ansaugen zu lassen, woboi das Heizgas mit kurzer Flamme in einer Vorkammer verbrannte
und die Schwelkammern mit der Abgaswärme beheizt wurden, oder man hat die Heizgasverbrennunig
unter Abgasrückführung nach dem Kreisstromprin.zip durchgeführt. Nach beiden Vorschlägen
verbrannte .das Heizgas also an einer Stelle mit voller Flamme. Demgegenüber ist
bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag eine verzögerte Verbrennung des Heizgases vorgesehen,
die nicht nur durch eine stufenweise Luftzuführung ermöglicht ist, sondern bei der
darüber hinaus jede zugeführte Luftmenge in regelbarer Weise :mit Rauchgas versetzt
ist. Die sich dabei. ergebenden Teilverbrennungen halten nicht nur die 'insgesamt
vorhandene Gasmenge -in gewollter Weise auf niedriger Temperatur, sondern bewirken
auf eine sehr lange Wegstrecke eine verzögernde Verbrennung.des Heizgases, so,daß
eine große Fläche der einzelnen Kammer mit gleichmäßig niedriger oder mittelhoher
Temperatur beheizt werden kann.