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Stetig betriebener Vertikalkammerofen zum Schwelen und Entgasen bituminöser
Brennstoffe Die Erfindung bezieht sich auf einen stetig betriebenen Vertikalkammerofen
zur Schwelung und Entgasung bituminöser Brennstoffe, wobei der Brennstoff in einem
der Schwel- und Entgasungskammer vorgeschalteten Raum vorgewärmt wird.
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Es wurde gefunden, d.aß der Schwelvorgang in bezug auf die Qualität
des Schwelteeres günstiger verläuft, wenn der bituminöse Brennstoff vor dem Eintritt
in den eigentlichen Schwelraum in von diesem getrennten Räumen so weit vorgewärmt
wird, daß nach Einschleusen des erhitzten Brennstoffs in den Schwelofen die Teerentbindung
sofort beginnt. Hierdurch wird erreicht, daß die Temperatursteigerung bis zur Teerentbindung
in vom Schwelraum getrennten Räumen durchgeführt wird, so daß im eigentlichen Schwelraum
der Brennstoff sofort den eigentlichen Schweltemperaturen unterworfen werden kann.
Außerdem hat diese Maßnahme ,den Vorteil, daß der Brennstoff in getrocknetem Zustand
in den Schwelraum gelangt, so daß sich keine giftigen Abwässer durch die Kondensation
von Schwelwasser bilden, abgesehen von dem Bildungswasser, und daß die inerten Gase,
wie Kohlensäure und Schwefelwasserstoff, insbesondere bei geologisch jüngeren Brennstoffen
aus der Kohle zum mindesten zum Teil abgespalten werden, ehe die Kohle dem Schwelprozeß
unterworfen wird. Da diese Vorbehandlung in getrennten Räumen erfolgt, mischen sich
diese Gase dem Schwelgas nicht bei, so daß dessen Oualität dadurch verbessert wird.
Es
ist bekannt, den zu schwelenden Brennstoff zwecks Trocknung kontinuierlich vorzuerhitzen.
Die kontinuierliche Vorerhitzung läßt sich jedoch bei inhomogenen Brennstoffen,
wie beispielsweise Briketts, die mittels eines Bindemittels hergestellt sind, nicht
durchführen. Bei Erhitzung solcher Briketts auf hohe Temperatur erweicht das Bindemittel
und das Brikett verliert seinen Zusammenhang.
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Gemäß der Erfindung ist nun zwischen der Vorwärmkammer und den Schwel-
und Entgasungskammern ein den vorgewärmten Brennstoff aufnehmender Ausgleichsraum
vorgesehen, der gegen den Behandlungsraum absperrbar, gegen die Schwelkammern dagegen
offen ist und der außerhalb der Beheizungszone der Schwelkammer liegt.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines solchen Ausgleichsraumes
kann die Vorwärmung des Brennstoffs diskontinuierlich erfolgen. Der schnell auf
hohe Temperatur erhitzte Brennstoff gelangt dann absatzweise in den Ausgleichsraum.
wo er wiederum kontinuierlich in die Schwelkammer absinkt. Ferner geht in dem Ausgleichsraum
ein Temperaturausgleich vor sich, indem die nahe dem rostartigen Zwischenboden liegenden
und infolgedessen beim Vorwärmen etwas höher erhitzten Briketts ihren Wärmeüberschuß
an den übrigen Inhalt des Ausgleichsraumes abgeben. Nach einem weiteren Merkmal
der Erfindung sind in der Trennwand zwischen der Vorwärmkammer und dem Ausgleichsraum
mehrere trichterförmige Vertiefungen vorgesehen, die mit je einem Absperrkegelventil
und rostartigen Öffnungen zum Einleiten des Spülgases in den Vorwärmraum ausgestattet
sind.
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Da die Vorwärmung des Brennstoffs in vom Schwelraum getrennten Räumen
erfolgt, kann sie entweder mit Wälzgasen oder durch Heizflächenbeheizung oder durch
die vereinigte Anwendung von Wälzgasen und Heizflächenbeheizung durchgeführt werden.
Im Fall der Verwendung von Wälzgasen werden zweckmäßig solche Gase verwendet, die
keinen freien Sauerstoff enthalten, um jede chemischeVeränderung der Kohle durch
den Sauerstoff zu vermeiden, die sich u. a. wieder in einer minderen Teerqualität
auswirken würde.
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Diese Temperatur der Vorwärmung richtet -sich nach der Beschaffenheit
des zu verarbeitenden Brennstoffs und kann infolgedessen nicht allgemein festgelegt
werden. Als Beispiel kann eine Temperatur von 3oo bis 35o° angenommen werden.
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Die erfindungsgemäße zusätzliche Wärmebehandlung der Destillationsprodukte
in Verbindung mit der Vorwärmung des Brennstoffs sichert die Erzeugung eines höchstwertigen
Teeres, wobei die Vorwärmung des Brennstoffs in den Vorbehandlungsraum so weit getrieben
wird, daß die Temperatur der abziehenden Schwel- und Destillationsgase in Verbindung
mit einer zusätzlichen Wärmebehandlung so hoch liegt, daß der Siedepunkt der höchstsiedenden
Teeranteile in den Schwelgasen überschritten wird, so daß eine Kondensation von
Teerbestandteilen im Schwelofen vermieden wird. Diese Maßnahme wirkt sich besonders
günstig auf die Beschaffenheit des Teeres aus. Dabei ist es selbstverständlich möglich,
jedem Schwelraum einen besonderen Vorbehandlungsraum zuzuordnen oder auch mehrere
Kammern an einen gemeinsamen Vorbehandlungsraum anzuschließen.
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Ein Beispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in der Zeichnung
dargestellt.
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Abb. i zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch die Heizwand und
teilweise durch die Ofenkammer; Abb.2 ist ein senkrechter Querschnitt durch mehrere
Ofenkammern und Heizwände.
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In einem Betongehäuse i befinden sich von Heizwänden 3 flankierte
Schwelkammern 2. Oberhalb der Kammern 2 ist ein Ausgleichsbehälter q. angeordnet,
der mit einem Vorbehandlungsraum 5 und einem Kohlenvorratsbunker 6 in Verbindung
steht. Oberhalb des Vorratsbunkers '6 ist ein Brennstofftransportband 7 mit einem
Abwurfwagen 8 angeordnet, der den Brennstoff durch Rutschen 9 in den Bunker 6 fördert.
In dem Bunker 6 sind überdachte Aussparungen io vorgesehen, die begehbar sind und
die Zugänglichkeit zu Betätigungseinrichtungen i i von Verschlußorganen 12 des Ausgleichsbehälters
q. vermitteln.
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Der Brennstoff gleitet in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus
dem Bunker 6 unmittelbar in den Vorbehandlungsraum 5. Es ist jedoch auch möglich,
hier einen Zwischenabschluß vorzusehen. Der Vorbehandlungsraum 5 ist gegen den Zwischenbehälter
q. gasdicht dadurch verschließbar, daß der Vorbehandlungsraum 5 mit konischen Ausläufen
13, 14 versehen ist. Die Auslaufrohre 14 können durch die Verschlußkegel 12 verschlossen
werden, wobei die Verschlußkegel 12 von .dem begehbaren Raum io aus von Hand oder
maschinell von außen bedient werden. An dem Betätigungsorgan 15 der Verschlußorganie
12 befindet sich ein Kegel 16, um zu verhindern, daß die im Vorbehandlungsraum 5
befindliche Kohle sich auf das Verschlußorgan 12 abstützt.
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Die konischen Ausläufe 13 sind so ausgebildet, daß .durch sie die
Trocknungsgase zugeführt werden können. Zu diesem Zweck ist am unteren Ende der
konischen Ausläufe 13 ein gasdichter Zwischenboden 17 eingezogen, der einerseits
über das Zuführungsrohr 18 mit der vorzugsweise ausgemauerten Sammelleitung i9 in
Verbindung steht. Die sauerstofffreien Vorbehandlungsgase werden durch die Sammelleitung
i9 auf die verschiedenen Zuführungsleitungen 18 verteilt, worauf die Gase aus dem
die konischen Ausläufe 13 umgebenden Raum durch Schlitze 2o auf den ganzen Querschnitt
des Vorbehandlungsraumes 5 verteilt werden. Die Gase werden durch die Leitung 21
abgeführt. In dem dargestellten Beispiel werden diese Trocknungsgase, die aus der
Kohle hauptsächlich den Wasserdampf und je nach der Beschaffenheit auch Kohlensäure
und Schwefelwasserstoff entfernt haben, durch den Kamin 22 ins Freie abgeführt.
Es ist jedoch auch möglich, diese Gase im Kreislauf wiederzuverwenden, nachdem die
der aufgenommenen
Wasserdampfmenge entsprechende Gasmenge abgeführt
ist und die Gase wieder aufgeheizt sind, beispielsweise rekuperativ.
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Der unter dem Vorbehandlungsbehälter 5 angeordnete Ausgleichsbehälter
4 steht durch Schleusen 23 mit der Kammer 2 in Verbindung. Der Ausgleichsbehälter
4 ist nach unten konisch beigezogen, wobei sich an die einzelnen Ausläufe 23 Rohre
24 ansetzen. Die Rohre 24 stehen durch ein elastisches Zwischenglied 25 mit dem
Rohr 26 in Verbindung, das in die Kammern 2 hineinragt, so daß der Böschungswinkel
27 des Brennstoffs unterhalb der oberen Begrenzung der Beheixung liegt. Hierdurch
bildet sich oberhalb der Böschung 27 des Brennstoffs ein Gassammelraüm, der noch
innerhalb der beheizten Zone des Ofens liegt. Dieser Gassammelraum steht außerdem
mit dem über der Heizwand 3 angeordneten Kanal 28 in Verbindung, der an die
beiden angrenzenden Kammern 2 angeschlossen ist und die Destillationsprodukte dem
Steigerohr 29 zuführt. Das Steigerohr 29 steht mit einem gegen Wärmeverluste geschützten
Staubabscheider 30 in Verbindung, an den die Vorlage oder das Gasabzugsrohr
3 i angeschlossen ist. Der in dem Abscheider 3o abgeschiedene Staub kann abgezogen
werden. Die Destillationsprodukte werden durch die Leitung 31 einem weiteren Staubabscheider
zugeführt, wobei die Temperatur der Gase über deren Taupunkt für Teer gehalten wird,
so daß bei der nachfolgenden Teerscheidung ein im wesentlichen staubfreier Teer
anfällt.
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Der Brennstoff gleitet in den Kammern 2 stetig in dem Maße herab,
wie der entgaste Rückstand am unteren Kammerende abgezogen wird. Unterhalb der feuerfesten
Kammer 2 befinden sich Kühlkästen 33, die den entgasten Brennstoff indirekt kühlen.
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Die Beheizung erfolgt regenerativ derart, daß zwischen je zwei Kammern
2 eine Heizwand 3 angeordnet ist, die an einen Regenerator 49 angeschlossen ist.
In den Regenerator 49 wird durch das Kniestück 5o Verbrennungsluft zugeführt, die
in dem Regenerator 49 vorgewärmt wird. Die Verbrennungsluft 49 wird durch den abfallenden
Kanal 51 dem horizontalen Verteilkanal 52 zugeführt und verbrennt unten am Heizende
mit dem durch die Leitung 53 und Unterbrenner 54 jedem Heizzug zugeführten Starkgas.
Bei Beheizung mit Schwachgas ist hinter dem Regenerator 49 der Schwachgasregenerator
angeordnet, so daß durch einen der nebeneinanderliegenden Kanäle 52 Luft und durch
den anderen Schwachgas zugeführt wird.
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Die Heizzüge 3 sind in verschiedenen Höhen mit Verengungen 55 versehen,
die eine gewisse Wirbelung bzw. Kreisstromwirkung der Verbrennungsgase in den einzelnen
Heizzügen bewirken, so daß der Temperaturabfall in der Vertikalen gewissermaßen
stufenweise erfolgt.
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Die Verbrennungsgase werden in den oberen Horizontalkanälen 56 gesammelt
und durch den Umführungskanal 57 um die Stirnseite der Kammer geführt, worauf die
Gase in .der auf der anderen Seite der Kammer 2 angeordneten Heizwand 3 abwärts
fallen und das Gitterwerk in dem an diese Heizwand angeschlossenen Regenerator 49
vorwärmen. Die Abgase verlassen den Regenerator 49 durch das Kniestück 5o und werden
der Abgasleitung 5o zugeführt.