DE747027C

DE747027C - Narrow chamber smoldering furnace for two-stage smoldering of baking coal or the like.

Info

Publication number: DE747027C
Application number: DEM146973D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1940-02-01
Filing date: 1940-02-01
Publication date: 1944-09-04

Description

Schmalkammer-Schwelofen zur zweistufigen Verschwelung backender Steinkohle o. dgl. Die Verschwelung von :Steinkohle stellt wesentlich schwierigereAufgaiben als dieVer= schwelung von Braunkohle. Für .die Verschwelung von Braunkohle wird seit Jahren hauptsächlich das Spülgasverfahren mit inerten Gasen angewandt, wobei die Spülgase durch die Kohlenfüllung hindurchgedrückt oder gesaugt werden, unmittelbar mit der Kohle in Berührung kommen und diese umspülen. Diese Spülgase haben eine Temperatnzr von etwa 6oo° und nehmen beim Durchgang .durch die Kohlenfüllung alle flüchtigen Bestandteile der Kohle in sich: .auf, die sich bei der Erwärmung der Kohle bis zu 5oo° in Gasform aus der Kohle ausscheiden.Narrow chamber smoldering furnace for two-stage smoldering of baking hard coal or the like. The smoldering of: hard coal represents much more difficult tasks than the smoldering of lignite. For .the smoldering of lignite will For years mainly the flushing gas process with inert gases has been used, whereby the purge gases are pressed or sucked through the carbon filling, immediately come into contact with the coal and wash it around. These purge gases have a Temperatnzr of about 600 ° and decrease when passing through the coal filling all volatile constituents of coal in itself:. on, which are in the heating of the Separate coal up to 500 ° in gaseous form from the coal.

Die Vorentgasung der Kohle beginnt zwar schon etwas über roo°, jedoch besteht das bis zu einer Temperatur von 3o0° ausgeschiedene Gas in der Hauptsache aus Stickstoff und Kohlensäure, so daB :die Ergeibnisse dieser Temperaturzone weiter nicht interessieren. Erst zwischen 300 und 35o° setzt die eigentliche Entgasung der Kohle ein, und gleichzeitig tritt dann bei der Steinkohle ein teigiger Übergangszustand in Erscheinung, der auf das Backvermögen der Steinkohle zurückzuführen ist und der eine der größten Schwierigkeiten beim Verschwelen, der Steinkohle darstellt. Dieser teigige Zustand der Steinkohle verhindert bei backender Kohle ein einwandfreies Durchwandern ,des Ofens, weshalb dagegen besondere Maßnahmen getroffen werden müssen, um das Verschwelen von Steinkohle im Dauerbetrieb zu :ermöglichen. Bei der Verkokung von Braunkohle tritt der teigige Zustand der Kohle bekanntlich nicht ein, weshalb die Steinkohlenschwelung eine ganz andere Behandlung der Kohle erforäerlich macht.The pre-degassing of the coal begins a little above roo °, but the gas that separates out up to a temperature of 30 ° consists mainly of nitrogen and carbonic acid, so that the results of this temperature zone are of no further interest. The actual degassing of the coal does not begin until between 300 and 35o °, and at the same time a doughy transitional state appears in the hard coal, which is due to the baking ability of the hard coal and which represents one of the greatest difficulties in smoldering, the hard coal. This doughy state of the coal prevents the coal from moving properly through the furnace, which is why, on the other hand, special measures must be taken to enable the coal to melt in continuous operation. It is well known that the doughy state of coal does not occur when lignite is coked, which is why coal smoldering requires a completely different treatment of the coal.

Um das Backen :der Kohle beim Verschwelen zu verhindern, m@uß zunächst eine sorgfältige Auswahl .der Schwelkohle getroffen werden. Man wird nur eine Flam:m- oder Gaskohle verschwelen, weil rdiese an und für sich weniger backen als Fettkohlen, jedoch muß auch die Backfähigkeit dieser Kohlen auf ein Minimum vermindert werden. Es ist nun bekannt, der Kohle Magerungs.mittel, wie Koks, Halbkoks oder Braunkohlenbriketts, zuzusetzen, die .ein Zusaininenbacken der einzelnen Kohlenteile verhindern sollen. Außerdem ist eine thermische und eine oxydative Vorbehandlung der Kohle vor dem Schwelprozeß bekannt. Die thermische Behandlung der Sch:welkohl.e beruht auf der Erkenntnis, daß durch eine langsame Erwärmung der Kohle, während der Zone der Vorentgasung, also etwa in der Temperaturzone zwischen 150 bis 300--, das Backvermögen der Kohle durch eine Zersetzung des Bitumens weitgehend heruntergesetzt werden kann. Allerdings genügt diese Vorbehandlung oft nicht vollständig, um einen einwandfreien Dauerbetrieb des- Schwelers, ohne Gefahr des Festsetzens der Kohle, zu gewährleisten.In order to prevent the charcoal from baking, you must first a careful selection of the carbon black will. Man only one flame will smolder: m or gas coal, because these in and of themselves are less bake as fat coals, but the baking ability of these coals must also be kept to a minimum be reduced. It is now known that coal leaners, such as coke, semi-coke or brown coal briquettes, to add the .ein baking together of the individual coal parts should prevent. There is also a thermal and an oxidative pretreatment known to the coal before the smoldering process. The thermal treatment of the Sch: welkohl.e is based on the knowledge that by slowly heating the coal while the zone of pre-degassing, i.e. in the temperature zone between 150 to 300--, the baking capacity of coal is largely reduced due to the decomposition of the bitumen can be. However, this pretreatment is often not enough to get a flawless continuous operation of the Schwelers, without the risk of the coal sticking, to ensure.

Da während der genanntenTemperaturzon.e nur wenig Sauerstoff zugesetzt werden kann (wegen der Entzündungsgefahr), scheidet eine oxydative Spülgasvorbehandlung der Steinkohle im Schwelofen im großen Maßstäbe aus.Since only a little oxygen was added during the said temperature zone (due to the risk of ignition), an oxidative purge gas pretreatment is eliminated the coal in the smoldering furnace on a large scale.

Ein weiterer maßgebender Gesichtspunkt für die Ausbildung einer Steinkohlensch.welanlage ist die Güte der Schwelerzeugnisse. Hierbei muß heute ganz besonderer Wert auf die Art des anfallenden Teers gelegt werden. Der Steinkohlenschwelteer soll bekanntlich ,die zur Verfügung stehenden Heizölmengen vergrößern, weshalb gefordert wird, daß der Steinkohlen.schwelteer derart anfällt, daß er unmittelbar als Heizöl verwendet werden kann. Der normale Steinkohlenspülgaste,er erfüllt dies-. Forderung nicht, da er nicht lagerungsfähig und pumphar ist. Auch die Weiterverarbeitung eines derartigen Teers ist sehr schwierig.Another decisive aspect for the formation of a hard coal pit is the quality of the smoldering products. Here today must be of particular importance to the Type of tar accruing to be laid. It is well known that the black coal tar is said to be , increase the amount of fuel oil available, which is why it is required that der Steinkohlen.schwelteer accumulates in such a way that it can be used directly as heating oil can be. The normal hard coal scavenger, he fulfills this-. Demand not, as it cannot be stored and is pumpable. Also the further processing of such a Tar is very difficult.

Aus diesen Gründen wird für die Verschwelung von Steinkohle ,ein zweistufiger Ofen vorgeschlagen, wobei der obere Ofenteil für die thermische Vorbehandlung der gegebenenfalls mit Magerungsmitteln vermischten Kohle vorgesehen ist, während die eigentliche Schwelung im unteren Ofenteil mittels Wasserdampf von etwa 500 bis 55o° als Spülmittel erfolgt. Der dann anfallende Dampfteer erfüllt die oben gestellten Anforderungen, weil er ohne weiteres auf Benzin und Schmieräl weiterverarbeitet werden kann. Es kommt ferner noch der Vorteil hinzu, daß die Schwelung mit Wasserdampf die niedrigste Schweltemperatur ermöglicht, bei der wiederum die höchste Teerausbeute .erzielt wird, weil der Teer dabei am schonendsten behandelt wird. Auch fällt bei der Schivelung mit Wasserdampf das erzeugte Schwelgas unverdünnt an.For these reasons, a two-stage furnace is proposed for the smoldering of hard coal, the upper part of the furnace being intended for the thermal pretreatment of the coal, which may be mixed with leaning agents, while the actual smoldering in the lower part of the furnace takes place using steam at around 500 to 55o ° as a rinsing agent . The resulting steam tar meets the requirements set out above, because it can easily be further processed on gasoline and lubricant oil. There is also the advantage that the smoldering with steam enables the lowest smoldering temperature at which, in turn, the highest tar yield is achieved, because the tar is treated most gently. When skiving with steam, the carbonization gas generated is also obtained undiluted.

Bei dem erfindungsgemäßen Ofen wird die hohle durch eine besondere Auflocl@eruiigsvorrichtung beim Eintritt in ihn tuitereu Ofenteil lose geschüttet gehalten. und durch die Ofenkonstruktion ist dafür Vorsorge getroffen, daß die einzelnen Kohlenteile bei ihrer weiteren Fortbewegung unter sich in Bewegung bleiben. Für die danach im unteren Ofenteil anschließende Entgasung und Entteerung der Kohle mittels überhitzten Wasserdampfes als Spülmittel wird dadurch die angestrebte stürmische Entgasung der Kohle und die schnelle Abfuhr der Entgasungserzeugnisse erzielt.In the oven according to the invention, the hollow is characterized by a special Auflocl @ eruiigsvorrichtung on entering it tuitereu part of the furnace loosely poured held. and the furnace construction ensures that the individual Coal parts remain in motion among themselves as they continue to move. For the subsequent degassing and taring of the coal in the lower part of the furnace using superheated steam as a detergent, the desired stormy result is achieved Degassing of the coal and the rapid removal of the degassing products achieved.

Für die thermische Vorbehandlung bleibt die Kohle mehrere Stunden im oberen Ofenteil, und während dieser Zeit kann infolge der Ofenkonstruktion eine Entmischung der Kohle mit dem Magerungs.mittel nicht eintreten.The coal remains for several hours for thermal pretreatment in the upper part of the furnace, and during this time, due to the furnace design, a Do not separate the coal from the lean agent.

Uin die Temperaturen beherrschen zti können und um die Kohle vollkommen gleichmäßig zu verarbeiten, wird die Kohle in verhältnismäßig dünner Schicht durch den Ofen geführt.Uin can control the temperatures and around the coal completely To process evenly, the coal is carried through in a relatively thin layer led the furnace.

Der Austritt dcs Wasserdampfes aus der Schwelzone erfolgt mit einer Temperatur von etwa 300'F, so daß der Dampf nach erfolgter Entteerung wieder aufgeheizt und wieder verwendet werden kann, Der Ofen verarbeitet Nußkohle in der Stückgröße von etwa 2o bis 5o min, wobei die thermische Vorbehandlung der Kohle auf die Oberfläche der Kohlenstücke beschränkt bleibt, und' wobei gleichzeitig erreicht wird, dal-,1 die tiierinisclie Behardlung sicher jedes Kohlenstück erfaßt. Der tägliche Durchsatz des Ofens ist durch das Zusauimenwirken der obigen Einzelheiten sehr hoch.The exit of the water vapor from the smoldering zone takes place with a Temperature of about 300'F, so that the steam is heated up again after the tar has been removed and can be used again, The furnace processes nut charcoal in lump size from about 2o to 5o min, with the thermal pretreatment of the coal on the surface of the coal pieces remains limited, and 'whereby it is achieved at the same time that-, 1 the animalistic behavior reliably seizes every piece of coal. The daily throughput of the furnace is very high due to the cooperation of the above details.

In der Zeichnung ist der Schwelofen in Fig. r im senkrechten Ouerschnitt schematisch dargestellt. Die Fig. ? und 3 sind waagerechte Teilschnitte durch hie Vorbe1iandlungszone bzw. die Schwelzone.In the drawing, the smoldering furnace is in a vertical cross section in FIG shown schematically. The figure? and 3 are horizontal partial sections through here Pre-treatment zone or the smoldering zone.

a ist der obere Ofenteil, in dein die Alterung, d. h. die thermische Vorbehandlung der Kohle durch inerte Gase erfolgt, und b ist der untere Ofenteil, der zum Verschwelen der Kohle mit überhitztem Wasserdampf dient. Im oberen Ofenteil befinden sich mehrere nebeneinanderliegende Kohlenstränge r bis d., die durch je zwei Seitenbleche c, d begrenzt werden. Diese Seitenbleche sind im waagerechten Schnitt gewellt, jedoch können sie auch eben ausgeführt werden. Die gewellte Form soll eine zwangsweise Führung der Kohle und der Heizgase in senkrechter Richtung gewährleisten. Im unteren Ofenteil, also in der Schwelzone, sind die Seitenbleche e, f der Kohlenstränge 5 bis 8 im senkrechten Schnitt gewellt. Hierdurch: soll die Kohle bei ihrer Abwärtsbewegung dauernd abgelenkt erden, wodurch .der Durchgang für das Schwelmittel, also den Wasserdampf, besser freigehalten wird.a is the upper part of the furnace, in which the aging, ie the thermal pretreatment of the coal by inert gases, takes place, and b is the lower part of the furnace, which is used to smolder the coal with superheated steam. In the upper part of the furnace there are several carbon strands r to d lying next to one another, each delimited by two side plates c, d. These side panels are corrugated in the horizontal section, but they can also be made flat. The corrugated shape is intended to ensure a forced guidance of the coal and the heating gases in a vertical direction. In the lower part of the furnace, i.e. in the smoldering zone, the side plates e, f of the coal strands 5 to 8 are corrugated in a vertical section. As a result: the coal should be constantly deflected as it moves downwards, which means that the passage for the smoldering agent, i.e. the water vapor, is better kept free.

Oberhalb der Alterungszone a liegt der gemeinschaftliche Kohlenzuführungstrichter g, der durch den Förderer k mit Kohle oder mit Mischgut aus Kohle und Halbkoks beschickt wird. Die unteren Ausläufe des Kohlentrichters g münden unten in die verschiedenen Kohlenstränge, .denen die Kohle in gleichem Maße zurutscht, wie unten die Kohle abgezogen wird. Um ein gutes Rutschen der Kohle zu gewährleisten, sind die Kohlenstränge stark konisch ausgeführt.The common coal feed funnel is located above the aging zone a g, which is fed by the conveyor k with coal or with a mixture of coal and semi-coke will. The lower outlets of the coal funnel g open into the different ones at the bottom Coal strands, where the coal slides to the same extent as the coal below is deducted. In order to ensure a good slide of the coal, the coal strands are strongly conical.

Am unteren Ende .der Kohlenstränge stützt sich die Kohle auf starke Walzen ab, die in der Pfeilrichtung umlaufen. Bei der Drehung dieser Walzen wird die untere Kohlenschicht mitgenommen und aus dem Kohlenstrang herausgezogen, so daß die Walzen i als Entleerungsvorrichtung der Kohlenstränge der Alterungszone und als Aufgabevorrichtung für den darunterliegenden Auffangtrichter k dienen. Die Regelung der Aufgabemenge kann durch eine Änderung der Umdrehungszahl der Walzen i oder :.durch senkrecht einstellbare Schieber L erfolgen.At the lower end of the coal strands, the coal rests on strong Rollers that rotate in the direction of the arrow. When rotating these reels will took the lower layer of coal with it and pulled it out of the coal strand, like this that the rollers i as emptying device for the coal strands of the aging zone and serve as a feed device for the collecting funnel k below. the The feed rate can be regulated by changing the number of revolutions of the rollers i or:. by means of vertically adjustable slide L.

An den Kohlentrichter k schließen unten die Kohlenstränge für die Schwelzone an. Auch hier erfolgt die Kohlenaufgabe nach Maßgabe der unteren Kohlenentleerung :durch die Walzen m, die die entschwelte Kohle in den Hal@blcolcstrichter n aufgeben, in welchem die Kühlung desselben auf die Austragetemperatur erfolgt.At the bottom of the coal funnel k, the strands of coal for the Smoldering zone. Here, too, the coal feed takes place in accordance with the lower coal discharge : through the rollers m, which feed the de-carbonized coal into the hal @ blcolc funnel n, in which it is cooled to the discharge temperature.

In der Alterungszone a erfolgt die Zuführung der Spülgase durch die Rohrleitungen p und q, die in entsprechender Anzahl und in verschiedener Höhe angeordnet sein können. Die'Absaugung der S#p.ülgase erfolgt durch die Rohrleitungen r, die vorteilhaft innerhalb des Kohlentrichters g unterhalb von dachförmigen Schutzvorrichtungen s angeordnet werden. Diese dachförmigen Sättel dienen gleichzeitig als Leitvorrichtung für die Kohle, :damit diese im Kohlentrichter nicht so hoch stürzt und damit sie in verhältnismäßig dünner Schicht den Vorbehandlun.gsräumen i bis .4 zugeführt Nvi rd.In the aging zone a, the purge gases are supplied by the Pipelines p and q, which are arranged in corresponding numbers and at different heights could be. The suction of the waste gases takes place through the pipes r, which advantageously within the coal funnel g below roof-shaped protective devices s are arranged. These roof-shaped saddles also serve as a guide device for the coal: so that it does not fall so high in the coal funnel and thus it fed in a relatively thin layer to the pretreatment rooms i to .4 Nvi approx.

In .der Schwelzone b sind für die Zuführung des Wasserdampfes die Rohrleitungen t und -ac vorgesehen, Die Absaugung des Schwelmittels erfolgt innerhalb des Kohlentrichters kAurch die Rohrleitungen zf, die hier ebenfalls- unter dachförmigen Sätteln w angeordnet sein können.In .der smoldering zone b are for the supply of water vapor Pipelines t and -ac provided, the evacuation of the smoldering agent takes place inside of the coal funnel kAurch the pipelines zf, which are also roof-shaped here Saddles w can be arranged.

Die Trocknung der aufgegebenen Kohle bis auf etwa o°/,) Wassergehalt kann unmittelbar in den Vorbehandlungsräumen i b:is 4 erfolgen; jedoch kann auch.getrocknete Kohle aufgegeben werden, so daß.dann oberhalb des Förderers h noch eine Trockentrommel liegen würde.The drying of the given coal down to about o /,) water content can take place directly in the pretreatment rooms i b: is 4; However, it can also be dried Coal are given up so that there is still a drying drum above the conveyor would lie.

Die gesamte Entgas,ungs- und Schweleinrichtung ist in einem geschlossenen gemauerten Gebäude untergebracht, wie das in der Zeichnung schematisch angedeutet ist, so daß Wärmeverluste nach außen nicht auftreten können. Die Größe jedes Ofens ist unbeschränkt, und zwar können statt .der gezeichneten vier nebeneinanderliegenden Kohlenstränge eine beliebige Anzahl angeordnet werden. Man wird dann die-Kohlenstränge vielleicht in mehreren Gruppen zu je q. oder 6 Stück nebeneinander anordnen. Auch die Länge der Köhlünstränge kann beliebig sein. Während sich die Höhe der Kohlenstränge nach der erforderlichen Durchsatzzeit für eine vollständige Alterung und Verschwelung der :Kohle richtet, ist die Länge lediglich von. konstruktiven Maßnahmen abhängig. Die Länge eines Ofenhauses wird, je nach der gewünschten Tagesleistung, vielleicht zwischen 5 und 8 m schwanken.The entire degassing, ungs- and carbonization device is in one closed masonry building housed, as indicated schematically in the drawing so that heat losses to the outside cannot occur. The size of each stove is unlimited, and instead of the four drawn, four adjacent Coal strands can be arranged any number. One then becomes the-coal strands perhaps in several groups of q each. or arrange 6 pieces next to each other. Even the length of the Köhlün strands can be arbitrary. While the height of the strands of coal after the required throughput time for complete aging and charring who: directs coal, the length is merely of. dependent on constructive measures. The length of a furnace house, depending on the desired daily output, may be vary between 5 and 8 m.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Narrow-chamber smoldering furnace for two-stage carbonization of baking coal or a mixture of baking coal with leaning agents, characterized in that the upper part of the furnace (i to q.) Forming the first stage is used for the thermal pretreatment of the coal by means of inert, highly heated purging gases: during the The lower part of the furnace (5 to 8) is intended for heat treatment by means of superheated steam. a. Smoldering furnace according to claim i, characterized by a relocation and loosening device (i) for the coal arranged between the pretreatment zone and the smoldering zone. 3. Smoldering furnace according to claim i and ,, z, characterized by .eine in the horizontal th section undulating formation of the side walls (c; d) of the upper part of the furnace. .4. Smoldering furnace according to Claims 1 to 3, characterized by a design of the side walls (e, f) of the lower part of the furnace that is wave-shaped in a vertical section. 5. Smoldering furnace according to claim i to 4, characterized in that the chamber side walls (c, d and e, f) are adjustable to one another. 6. Smoldering furnace according to claim i to 5, characterized in that the passage cross section between the side walls (e, f) of the lower part of the smoldering furnace is greater than the passage cross section between the walls (c, d) of the upper furnace part. To distinguish the subject of the application from the state of the art, the following publications were considered in the granting procedure: German patents .... No. 530 983, 514 317, 6 20 399, 469 379 # 486 074 505369.