DE847946C - Verfahren und Vorrichtung zur trockenen Destillation in Retortenoefen - Google Patents

Description

• Verfdhren und Vorrichtung zur trockenen Destillation in Retortenöfen

  1)ir Vc@1-1>1-@#illlllll@ i11 i'tf<#n, in v:clcilcn Brennstoff",

  wie 1e1111- . Holz :ler @cllieferl«@hle, der t,!cl,eli(-ii

  1)estill,tti(,ii, z.13. iil eitler Retorte. unterworfen

  @@'('r@l@il, \vob'#i dif- `\ cll)re@lllllllg in Sch;iChten l-rfolgt

  und d;l@ alt< zier Retorte ahgmaugt

  wird, w1hrcnd cla@ Itauchga; @th.triilllt und die für

  den trockunen l>e@tilla ticlusvorgang erforderliche

  W;irnie ahgillt, li;ii"t von drei wichtigen l'aktclren ah,

  »;unlicli i. vier Imaiufuhr, =. der Brennst;>efruhthr

  und ,;. vier .\lllcitltn@@ rIcr W;irine ath der I)c#;tillatic@ns-

  mclc#r @ crhrmmttn@@k;mnmc@r.

  I)lc M( 'i1(# der zti"Ctllllrwn Luft hä"t ab von (Im

  @-erfügl>ar@n 1)rli(-klultcrUhied ( 1 ?) und dein M-icler-

  a;ilid l)ciin I)nrc!iariinl@#n der Luft oder des Ver-

  l;ren@ui@l,`s,;l:c#: @lurc!t clic Breimstofflage, c1.11. in

  i,«cit<r I.ini## von der Dicke der Lage und von (h°I-

  I@c@ru,@@iil3c @Ic": Brennsto@ffc@.

  Rci (leli zur 7cit \'crwclltletell Einrichtungen ist 1 a

  gleich denl L-nt@ratnle@sphärendruck ini Ofenschacht

  über der I,renn:;tOlfflage. Die Hühe de, Unter-

  wird durch den Uni-#iand bc#-

  grcilzt. O(3 hei einem he:.timmten Druck unter einer

  @tul@@@llll;ire I)e@tillaticms,@as aus der Retorte ah,"c-

  _:augt wird.

  I)ic Erlllhning des Druckunterschiedes kann auf

  zwei verschiedene Arten erfolgen, und zwar durch

  A. einen erhiihten Unterdruck irn Schacht, ß. einen

  L'iwrdruck unter den Aschenahführwalzen.

  Die Alter-iative A wird e-möglicht durch Atim;gleicli

  cler I)riick^ z@aiscllen dein Rauchgas und (leih I)c-

  stillationsgas.

  Für die Erzielung der Alternative R

  mill-

  destens folgende drei Lösungen: a) ein IA'asser<th-

  sch11113 unter den _Vbführorganen, b) ein intermittie-

  rendes Abführen der Asche aus einer geschlossenen Tasche, c) Erzeugen eines Überdruckes im gesamten Abführungsraum, wie im Kesselraum von Dampfschiffen.
• Die Methoden wund b bieten den Vorteil, daß sehr hohe Drücke über dem Atmosphärendruck zulässig sind und daß die Ofen individuell bedient werden können.
• Die Methode c ist jene, welche in der einfachsten Weise ausgeführt werden kann. Der ganze Hohlraum oder die Feuerungskammer ist dicht abgeschlossen. Das abgeführte Material wird durch die Abschlußwand, z. B. mittels eines Tauchrohres, weggeleitet, welches gewünschtenfalls mit Schleusenklappen versehen sein kann. Wenn irgendein Ofen oder eine Gruppe von Ofen außer Betrieb genommen wird, muß in der Zwischenzeit ein Abschluß erfolgen, damit nicht auf diese Weise ein Ausströmen aus dem Hohlraum hervorgerufen wird.
• Wie die Verbrennung immer geregelt wird, es besteht die Gefahr, daß die Temperatur bi; zum Sintern steigt.
• Das Eintreten des Sinterns kann gemäß der Erfindung dadurch vermieden werden, daß die Zuführung von Verbrennungsluft und die Abführung der Wärme mittels eines die Wärme aufnehmenden Mediums so geregelt wird, daß die Abkühlung auf die gewünschte Temperatur, z. B. durch Verhütung der Spaltung des Brennstoffes und des Sinterns des Brennstoffes, annähernd vollständig durch das die Wärme aufnehmende Medium bewirkt wird.
• Die Figuren erläutern das erfindungsgemäße Verfahren und zeigen Ausführungsbeispiele der Einrichtung zur Durchführung der Verfahrens.
• Fig. i zeigt einen Schachtofen mit zwei Retorten in senkrechtem Schnitt, Fig.2 einen Grundriß einer Anlage mit einer in Gruppen kombinierten größeren Anzahl Ofen; Fig.3 zeigt einige zylindrische Kühlelemente im Querschnitt; Fig. 4 einige andere Kühlelemente im Querschnitt; Fig.5 zeigt einen Querschnitt zylindrischer mit Kühlrippen versehener Retorten; Fig. 6 zeigt eine rechteckige Retorte im Querschnitt; Fig. 7 und 8 zeigen in größerem Maßstab rechtwinklig zueinanderliegende Schnitte und Fig. 9 einen Horizontalschnitt eines Doppelschachtes nach Linie IX-IX in Fig. 7; Fig. to zeigt eine Einzelheit.
• In Fig. i bezeichnet i den Ofenschacht, in welchen zwei Retorten 2 eingesetzt sind; 3 ist der Rauchabzugskanal und 4 dasAbzugsrohr für das Destillationsgas. 5 .ist die Verbrennungszone, deren Höhe in der Figur durch eine Klammer bezeichnet ist. Die Kreise 6 unten am Boden stellen Walzen zum Abführen der Asche dar.
• Im Betrieb werden die Retorten von oben durch den Aufgabetrichter 2a mit dem zu destillierenden Material beschickt, z. B. Schieferkohle. Nach Maßgabe des Absinkens derselben zur Verbrennungszone wird dieselbe erst vorgewärmt und wird dann entgast, um schließlich in der Zone verbrannt zu werden. Das Verbrennungsgas strömt aufwärts im engen Zwischenraum zwischen der Schachtwandung i und den Retortenwandungen 2, bis es aus dem Schacht durch einen Auslaß auf der Rückseite austritt. Die Retorten sind oben gegen die Schachtwandung mittels wärmeisolierenden, feuerfesten Materials 7 abgedichtet.
• Das Destillationsgas wird durch die Röhren 4 ;ins der Retorte in die Hauptleitung 8 abgesaugt.
• Um das Material auf der für die Verbrennung geeigneten Temperatur, z. B. unter dem Sinterungspunkt zu halten, muß der Ofen mit Kanälen in Form von Röhren to für ein Wä rni^aufnahmemedium, wie z. B. Wasser und/oder Dampf, ausgerüstet sein. Einige Röhren ragen fingerartig aufwärts in die Retorten zur Verringerung der Gefahr einer Spaltung durch Abkühlung in denselben. Ferner sind die Retorten unten auf der Außenseite mit Kiihlsclilangen 1i für ein Kühlmittel versehen.
• Im Betrieb wird die Zufuhr vom Verbrennungsluft und das Ableiten von Wärme mittels des Kühlmediums so geregelt, daß die liühlung des Brennstoffes auf die gewünschte Temperatur ganz oder doch annnähernd durch das Wärmeaufnahmemedium erfolgt. Es ist noch darauf zu achten, daß der Unterdruck über dem Verbrennungsschacht oder der Ü berdruck unter der Brennstofflage so bemessen wird, daß der Gehalt an CO.) des Rauchgases so nahe wie möglich beim Optimum liegt. Ain einfachsten wird ein gewisser Überdruck unter der Brennstofflage aufrechterhalten.
• Es ist wichtig, daß die Gasdrücke in der Retorte und außerhalb derselben sich stets das Gleichgewicht halten, so daß sich die Rauchgase und das Destillationsgas nicht vermischen. Durch die Verwendung eines solchen Ausgleiches zwischen <lern Rauchgas und der Destillationsseite kann der Unterdruck so hoch gehalten werden, daß eine erhöhte Durchgangsmenge, d. h. ein erhöhter Durchgang von Luft durch die Brennstofflage erzielt werden kann, und zwar ohne die Notwendigkeit eines Überdruckes unter der Abfuhrvorrichtung.
• Fig. i zeigt einen Mechanismus zur automatischen Herbeiführung dieses Ausgleiches. Dieser besteht aus einer Regulierklappe 12 im Rauchkanal 3, welche mittels eines Servomotors 14 bewegt wird, der Ausgleichsimpulse von einem Ausgleichsapparat 15 durch eine Impulsleitung 14a erhält, und zwar ist der Ausgleichsapparat in Form einer Membrandose dargestellt. In dieser steht die Membran 13 auf einer Seite unter dem Druck des Rauchgases im Schacht durch eine Leitung 16 und auf der anderen Seite unter dem Druck des Destillationsgases durch die Leitung i8. Der Servomotor erhält die für die Regelung der Klappe 12 erforderlichen Impulse durch den Druckunterschied zwischen den beiden Gasen.
• Eine größere Anzahl Ofen der beschriebenen Tvpe können in einer Anlage nach Fig.2 gruppenweise parallel zueinander angeordnet werden mit einem gemeinsamen Abfuhrkanal 20 für das Destillationsgas und einer gemeinsamen Reguliervorrichtung für die Gasdrücke, wie vorstehend beschrieben. Die Gruppen 21, in welchen jeder Ofen durch ein Quadrat angedeutet ist, sind in zwei Reihen zii beiden Seiten des Kanals 2o angeordnet. Der Kanal 20 ist mit einer

  Regulierklappe 22 und i'incm ',-,atiggebl;ise 23 ver=

  sehen. V()n der Retorte einer Gruppe (in der ersten,

  Obersten Gruppe links angegeben) geht eine Leitung 8

  von den Abfiilirungsrö liren 4 zum Kanal 20, und von

  Gien Scü;ichten der gleichen Gruppe geht ein Rauch-

  kanal ,; 1,11 eill('ni Hauptkanal 25. Wie in der vorher-

  gehenden Figur beziehen ,ich die Zahlen 12, 14 und 15

  auf eine Regtilierkhtlipe für das Rauchgas, einen

  Servomotor und einen Ausgleichsapparat, während

  14a, iii und i5 die erforderlichen Leitungen dafür

  bezeichnen.

  Die Vuraussetzung für einen befriedigenden Betrieb

  des oben beschriebenen _\usgleichsmechanismus für

  eine Anzahl parallel geschalteter Einheiten besteht

  darin, llaß die Querschnittsfl<ichen der Kanäle sowohl

  für die I)cstill@itionsgase als auch für die Rauchgase

  so reichlich bcniessen sind, (laß die Reibungsverluste

  keinen Eintluß auf die Verteilung zwischen den ver-

  schiedenen parallel ge,cli2ilteten Schächten oder Re-

  torten haben, oxler die Verteilung muß mittels in den

  betreffenden li;in;ilen v@>rgeseliener Drosselklappen

  ausgeglichen werden.

  Fig. 3 zeigt die :\usrüstung der Kühlkanäle io mit

  Hüllen i(>'E, wie in der Einleitung beschrieben. Jeder

  Kanal kann :eine I>esl@ndere Hülle haben, es können

  aber zwei ()der mehr Kanäle in einer gemeinsamen

  Hülle eingesetzt sein. IM Betrieb werden diese Kanäle

  auf einer liiilieren Temperatur als jener des Kühl-

  mittels gclialten, w@>aurch die Kühlwirkung modi-

  fiziert #,vird. I)er Temperaturunterschied kann bis zu

  einem grwi>,en Eirad durch Regelung der Temperatur

  des Kühlmittels geregelt werden.

  Fig. 4 zeigt die :\lu>l-lintll1g vcnl Rippen ioa auf den

  Wandungen der I@iililleiturigeii. Diese Rippen nehmen

  \\":irme aus den entferntesten Partien der Brennstoff-

  lage auf. Diese Rippen werden zweckmä ßigerweise

  aus feuerfestem Material (Legierung) hergestellt, uni

  den müt;lietic#rweise auftretenden hohen Temperaturen

  widerstehen zrl ki>iineii.

  Fig. 5 zeigt die :\nt>r(Iniiiig vl>n wärineaufnehnien-

  den Rippen 2#' sOwo111 außen als auch ihnen auf den

  Retorten. Die 1)cstillatioriszone wird so in beträcht-

  lichem Maße verringert. Uni die Gefahr eines Hängen-

  bleiben, ()der _\nli:itif(#ns des Beschickungsmaterials

  zli verhüten, ist es allgezeigt, die Retorte oder die

  Kühlleitung ()der beide zu vibrieren.

  1n ni)rmalcn Fällen erhalten die Retorten einen

  kreisförmigen Otil#1-sl'liilitt derart, (laß der Abführ-

  kanal für die Dcstillati(>nsgase in (ler Mitte der Retorte

  liegt. Wenn im gleichen Ofen eine Anzahl Retorten

  angeordnet sind, können diese Retorten einen gemein-

  samen Unterteil haben. Ferner können eine Anzahl

  Retorten zusainniengebaut werden, vorzugsweise mit

  einer l;ingliclien Uuer,chilitt,ftäche, und mit mehreren

  Gasauslaßkanälen versehen sein, und ihre Rauchgas-

  kanäle kiinrieii durch entere hindurchgeführt sein,

  um die Wärmeübertragung zu erhöhen. Fig. 6 zeigt

  eine ,(ilche Reti)rte im 11()rizontalsclinitt. Wie oben,

  sind eile :\11,1211ikatl;ile' Mit 4 Und die Rauchgaskanä 1e

  mit 26 bezeichnet.

  Die Fig. 7, S und t) zeigen einen Ofen mit zwei

  Retorten 2 vOnl länglicher nuerschnittsform und Aus-

  4 v"11 ,:;Ieicll('r Qu_r,chnitt>form. Ferner

  sind um den unteren Teil der Retorten Kühlschlangen

  ii und Kühlschlangen io in der Verbrennung,zolie und

  im unteren "heil der Retorten (vgl. Fig. i) vorgesehen.

  Fig. io zeigt eine innere Kühlung der Abführ-

  leitung 4, welche außen wärmeisoliert ist, damit die

  Temperatur der I)°stillationszone trotz der Kühlung

  aufrechterhalten werden kann, um eine Spaltung im

  unteren Ende der Auslaßleitung zu verhüten. Zu

  diesem Zweck ist die Leitung 2 unten von einer

  doppelwandigen Hülle 3o umgeben, in welcher ein

  Kühlmedium umläuft, z. B. in Richtung der Pfeile.

  Außerhalb dieser Hülle ist die Leitung mit Wärme-

  isolierungsmaterial 31 gekleidet.

Claims (1)

1. PATE`TANSPRt.CtiE: i. \"erfahren zur trockenen Destillation in Re- tortenöfen, in welchen Brennstoffe, wie Kohle, Holz Ader Schieferkohle, der trockenen Destillation und Verbrennung unterworfen werden, während die säulenförmige Brennstofflage durch da, Ab- führen von Wärme aus derselben mittels eines Wärmeaufnahmemediums durch Wände der Medium führenden Kanäle unter der Sinter- temperatur gehalten wird, dadurch gekennzeich- net, (laß die Zuführung ven Verbrennungsluft und die Abführung der Wärme so geregelt wird, daß die Abkühlung auf die gewünschte Temp;#ratur, z.13. zur Verhütung der Spaltung des Brenn- stoffes und des Sinterns d --s B r, nnstoffcs, mindestens annähernd gänzlie'z durch das W;irme- atifnaliineme(liuni bewirkt wird. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekenn- zeichnet, (laß die Verbrennungsluft dadurch ge- regelt wird, daß der Unterdruck über der Brenn- stofflage oder der LTberdruck unter der Brennstoff- lage s() bemessen werden, daß der Co,-Gehalt in den Rauchgasen möglichst nahe seiner (>)timalen Grenze gehalten wird. 3. \"erfahren nach Anspruch r, dadurch gekenn- zeichnet, (laß man das Wärmeaufnahmemedium durch eine den Kanal o:ler die Kanäle (io) des- selben umgebende Hülle (ioa) wirken läßt. 4. \-erfahren nach Anspruch i, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Wärmeaufnahmefläche pro Ein- heit Schachtv()lumen der Natur des Brennstoffes angepaßt wird, indem entweder die "Zahl der Kanäle (io) oder deren Wandungsoberfl;iche ent- sprechend bemessen wird. 5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekenn- zeichnet, (laß die Verbrennungsgase mit einer hohen Strömungsgeschwindigkeit durch den Raum zwischen der Schachtwandung und der Retorten- w-andung geführt werden, wobei dieser Abstand zwischen den beiden im Verhältnis zum Volumen des Verbrennung>schachtes eng ist. E>. \-erfahren nach Anspruch i, dadurch gekenn- zeichnet, (laß sehr feinkörniger Brennstoff zur Erhöhung ;()wohl der Destillationsquote als auch der Verbrennung verwendet wird. ;. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Retorte des Ofens am unteren Teil mittels eines Kiihlniediunis (Dampf o#?er Wasser oder beides), welches durch Kati<ilc leitet wird, gekühlt wird. 8. Vorrichtung zur Ausführung des l"erfahrens nach Anspruch i in #,olchen Retorteniifen, in welchen Brennstoffe, wie Kohle, Holz oder Schiefen k# Alle, der trockenen Destillatirni und Verbrennung unterworfen werden, während die s@iulenförinige Brennstofflage durch das Abführen von Wärme aus derselhen mittel; eines \V<irnicaufnahnw- niecliunis über Kanalwände unter der Süden teniperntttr gehalten wird, gekennzeichnet durch Mittel für die Regelung der Zufuhr von \lr- brennungsluft sowie durch Mittel zur Regelung der Wänneabführung, derart, daß die Abkühlung auf die gewünschte Temperatur, z.13. zur \'er- hütimg de; Spaltens und Sinterns, mindestens an- nähernd gänzlich durch das Würineaufnahme- medium bewirkt wird. d. Vorrichtung zur Ausführung der Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, r1:1(3 der Ofen mit einem @lecliaiiisniils für die Regelung der Gasdrücke innerhalb und außerhalb der Re- tone verseben ist, derart, daß sich diese beiden Drücke ausgleichen, um cin_ _', :.tausch zwischen den beiden Gasen zu verhüten, @vobei beispicis- weise in einem einer Anzahl Öfen geincinsamen Abführkanal für eines der Gase eine Regulierklappe cingeK ut ist, welche mittels eifies '.-,ervoniotlirs durch von einem Ausgleichsapparat ausgehende Impulse betätigt wird, welche durch den Druck- unterschied zwischen den beiden Gasen erzeugt werden. io. Vorrichtung nach Anspruch ;3 und d, dadurch gekennzciclinet, daß einer oder mehrere Kan;ile für (las Medium in einer Hülle zur @crab,ctzun der Kühlwirkung eingeschlossen sind. i i. Verrichtung nach An<pruch 8 bis in, da- durch ,gekeinizeichnet, daß die Wcoidungen der Kanäle für (1;;s Medium mit in L;in @sriclitu@i liegenden KühlAlspen \Tl-Wien sind, welche angeordnet sind, (.i13 clit Zwhcheiw;imne zwhchen den Rippen und den Kanälen tingef;ilir gleich sind. 1z. \'orriclatung nach :\nsprucli R bis Ir, da- durch gekeniizeiclilic t, dal3 die Fl,*iche de: Ranines zwischen der Scliachtwaluhlng und der Retortei- wandung im @er?i;iltilis zur Fläche des Verbren- nungsschachtes i crhiiltnismußig klein 11 cl. h. daß das Verhältilis zwischen dun freien Flächen der beiden ungefähr ztv i;cheli ei und o,7 liegt. 13, 1'rlrriclitung flach Anspruch .S bis 1?, gekenn- zeichnet durch Kühlrippen iuinrlestens auf der Außenseite der Retorte, (hirdl welche die Wärmt- Übertragung der IZr^t@)rtc über den durch dio ge- wülinliche Kreisduersdinitt;ilüclie erzielten Wert erhöht wird. 14. @-crrichtung nach _\ii'llruch S bis 1,3, dadurch gekennzeichnet, dal3 der Schacht und die Retorte eine im wesentlirlien reclirecki@e Querschnitts- fläche haben, uni) die lZetortc Kanäle für die Rauchgase aufweist. 15. 1Wclnung MAI Anspruch 8, 1,3 uncl 14, dadurch gekennzeichnet, d;iß der Schacht mehrere Retorten voll l;illglicher ()nerse@mitt@- fläche besitzt. ifi. Vorrichtung nach Anspruch his ij5, dadurch gekennzeichnet, dal3 rlic Reto@ite unten mit Kühl- kanälen versehen ist, rlie als Rohrschlangen atts- gehiiclet sind, tvelclit= dicht llin deli unteren Teil der Retorte gelegt sind. 1;. Vorrichtung r<ic )i .\ii-.i@rucl; s und, ij5, kennzeichnet durch l;ühlr@illrcii, welche voel unten aus der \-erbre1mw1;;#t)ne in den unteren Teil (!ei - Retorte hineinragcli. iS. Vorrichtung nach .1@isln-uch @, dadurch #-e- kennzeichnet, dal3 der itntcr.- Teil einer _\biü!i;- für glas ail; <?i r geteerte ,lustretenrle rühre (,-a. 119. 1 I)istlllatlolnägaä lltner?.l z AMt und angen- >eiüg lnlt eitler I-lt:ll ("1, I'1:;. 1l1) \`:,il-la@i'- t i:t.