DE933983C

DE933983C - Process for smoldering bituminous substances

Info

Publication number: DE933983C
Application number: DEM4539D
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl-Ing Schmalfeld
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1945-01-27
Filing date: 1945-01-27
Publication date: 1955-10-06

Description

Verfahren zum Schwelen von bituminösen Stoffen Bituminöse Brennstoffe, wie Steinkohle, Braunkohle, hochwertige Ölschiefer od. dgl., können mit Hilfe eines gasförmigen Heizmittels geschwelt werden, das im Gegenstrom zum Gut durch den Ofen geführt wird. Man kann auch gleichzeitig Gleichstromschwelung, z. B. im oberen Teil des Schwelofens und Gegenstromschwelung in seinem unteren Teil anwenden. Wird das Schwelmittel im Kreislauf geführt, so wird es vorteilhaft zunächst am heißen Koks vorgewärmt. Dann werden ihm in besonderen Brennkammern, die innerhalb oder außerhalb des Schwelofens liegen könen, heiße Gase zugesetzt, oder es wird in einer Brennkammer od. dgl. durch Teilverbrennung auf die jeweils gewünschte Arbeitstemperatur gebracht, um daräuf wieder in. den Schwelofen. geleitet und auf die Schwelzone verteilt zu werden. Nach Durchgang durch den Schwelofen und die Kondensation beginnt es den Kreislauf aufs Neue. Diese Arbeitsweise hat eine gute Wärmewirtschaftlichkeit, erfordert indessen eine verhältnismäßig umfangreiche und im Betrieb nicht ganz einfache Apparatur. Die Schwierigkeiten des Verfahrens liegen hauptsächlich darin, die gesamten vorgewärmten Spülgase abzusaugen und die auf Schweltemperatur erhitzten Spülgase über den ganzen Schachtquerschnitt zu verteilen sowie in dem Betrieb der Gebläse bzw. Injektoren und der Kanäle, die für die Gasfü'hrun@g erforderlich sind, mit staubhaltigen, heißen. Gasen. Man hat auch schon versucht, das im Schwelofen durch den heißen Koks aufsteigende Schwelmittel dadurch weiter aufzuheizen, daß man heißes Feuergas in den für die Erzeugung der Schweltemperatur erforderlichen Mengen unterhalb der Schwelzone zugab. Hierbei war indessen eine ausreichende Mischung von Spülgas und Feuergas. nicht zu erzielen; so daß die Schwelung in bezug auf Leistung und Ausbeuten äußerst mangelhaft ausfiel. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß bei dieser bekannten Arbeitsweise in einzelnen Teilen des Schachtes das Schwelgut nicht auf die Schweltemperatur aufgeheizt und in anderen Teilen durch die heißen Feuergase überhitzt wird.Process for smoldering bituminous substances Bituminous fuels, such as coal, lignite, high-quality oil shale or the like., With the help of a gaseous heating medium are smoldered in countercurrent to the material through the furnace to be led. You can also at the same time DC ripple, z. B. in the upper part of the smoldering furnace and countercurrent smoldering in its lower part. It will Smoldering agent circulated, so it is advantageous first on the hot coke preheated. Then it will be placed in special combustion chambers that are inside or outside of the smoldering furnace, hot gases are added, or it is in a combustion chamber or the like brought to the required working temperature by partial combustion, to go back to the smoldering oven. and distributed to the smoldering zone will. After passing through the smoldering furnace and the condensation, it begins Cycle again. This mode of operation has required good heat economy however, it is a relatively extensive apparatus that is not very simple to operate. The difficulties of the process are mainly in the entire preheated To suck off flushing gases and the flushing gases heated to the smoldering temperature over the whole Distribute shaft cross-section as well as in the operation of the blower or injectors and the ducts, which are necessary for the gas flow, with dusty, hot ones. Gases. One has already tried to do this in the smoldering oven hot coke rising smoldering agent by further heating that hot Fire gas in the quantities required to generate the smoldering temperature below the smoldering zone admitted. In the meantime, there was a sufficient mixture of purge gas and fire gas. not to achieve; so that the smoldering in terms of performance and Yields turned out to be extremely poor. This is particularly due to that in this known mode of operation the Schwelgut in individual parts of the shaft not heated to the smoldering temperature and in other parts by the hot Fire gases is overheated.

Durch die Erfindung wird die Schwelung in der Weise verbessert, daß wesentliche Vereinfachungen in der Gasführung und dabei auch noch erhebliche Leistungssteigerungen erzielt werden.The invention improves the smoldering in such a way that Significant simplifications in gas routing and also significant increases in performance be achieved.

Nach der Erfindung wird das kreisende, gasförmige Heizmittel ebenfalls unten in den Schwelschacht eingeführt, so daß es durch den Schwelkoks aufsteigt. Innerhalb -des Schwelkokses sind erfindungsgemäß Zuführungen von Verbrennungsluft vorgesehen, die vorteilhaft möglichst gleichmäßig auf den Ofenquerschnitt verteilt sind. Durch diese Einführungen wird so viel Luft in den Ofen geschickt, daß das gasförmige Heizmittel durch Teilverbrennung die für den Schwelvorgang erforderliche Wärme und Temperatur liefert. Beim Anfahren des Schwelofens und, falls das Heizmittel nicht genügend brennbare Bestandteile mit sich führt, auch im laufenden Betrieb, verbrennt die Luft bzw. ein Teil derselben am gezündeten Koks.According to the invention, the circular, gaseous heating medium is also Introduced down into the smoldering shaft so that it rises through the smoldering coke. According to the invention, combustion air supplies are within the low-temperature coke provided, which is advantageously distributed as evenly as possible over the furnace cross-section are. So much air is sent into the oven through these inlets that the Gaseous heating medium required for the smoldering process through partial combustion Provides heat and temperature. When starting the smoldering furnace and, if the heating medium does not carry enough flammable components with him, even during operation, burns the air or part of it on the ignited coke.

Das gasförmige Schwelmittel kann. vor dieser Aufheizung mehr oder weniger weitgehend am Schwelkoks vorgewärmt werden. Will man eine gute Vorwärmung mit Hilfe des heißen Schwelkokses erzielen, so legt man die Lufteinführungen so, daß das Schwelmittel eine genügend hohe Koksschicht durchströmen muß, bevor es die weitere Aufheizung durch Verbrennung erfährt. Man kann aber auch auf die gute Vorwärmung des Schwelmittels mehr oder weniger verzichten, z. B. falls in speziellen Fällen heißer Koks ausgetragen werden soll.The gaseous smoldering agent can. before this heating up more or are less largely preheated on the smoldering coke. Do you want a good warm-up can be achieved with the help of the hot coke, the air inlets are placed in such a way that that the smoldering agent must flow through a sufficiently high layer of coke before it experiences further heating through combustion. But you can also use the good preheating more or less do without the smoldering agent, z. B. if in special cases hot coke is to be discharged.

Zur Erzielung einer besonders guten Verteilung der Verbrennungsluft im Schwelofen kann z. B. der lichte Abstand der Verteilkanäle voneinander tunlichst gering gehalten werden, z. B. auf aoo bis 500, zweckmäßig etwa 300 mm bemessen werden. Die eingeführte Luft, deren Menge im Verhältnis zur Spülgasmenge nur gering ist, mischt sich dann, besonders schnell mit dem aufsteigenden, vorgewärmten Spülgas und bewirkt z. B. eine Teilverbrennung des Spülgases, wobei der heiße Koks als sichere Zündquelle dient, selbst wenn vorübergehend, z. B. durch Stromausfall, der Betrieb unterbrochen worden war. Der engeAbstand der Verteilkanäle und die Möglichkeit der genauen Dosierung der Luftmenge auf die einzelnen Verteilkanäle bewirken eine gute Durchmischung der Spülgase mit Luft auf kürzestem Wege und verhindern örtliche Überhitzungen. Soll stickstofffreies Gas von hohem Heizwert erzeugt werden,, so kann mit Vorteil statt der Luft Sauerstoff, gegebenenfalls mit Dampfzusatz, duroh,die Kanäle zugeführt werden.To achieve a particularly good distribution of the combustion air in the smoldering furnace, for. B. the clear distance of the distribution channels from each other as little as possible, z. B. to aoo to 500, expediently about 300 mm. The introduced air, the amount of which is only small in relation to the amount of flushing gas, then mixes particularly quickly with the rising, preheated flushing gas and causes z. B. a partial combustion of the purge gas, the hot coke serves as a safe ignition source, even if temporarily, z. B. by power failure, the operation was interrupted. The close spacing of the distribution channels and the possibility of precisely metering the amount of air to the individual distribution channels result in thorough mixing of the purging gases with air in the shortest possible way and prevent local overheating. If nitrogen-free gas with a high calorific value is to be produced, it is advantageous to feed oxygen into the ducts instead of air, if necessary with the addition of steam.

Die Verteilkanäle werden* zweckmäßig wassergekühlt ausgeführt, um sie vor Überhitzungen zu schützen. Die wassergekühlten Kanäle können wiederum teilweise oder ganz durch keramische Platten abgedeckt werden, um die Wärmeverluste an das Kühlwasser gering zu halten.The distribution channels are * expediently designed to be water-cooled in order to to protect them from overheating. The water-cooled channels can in turn partially or completely covered by ceramic plates in order to reduce heat loss to the To keep cooling water low.

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung beispielsweise beschrieben. In der Abbildung ist ein Schwelofen im Längsschnitt dargestellt. Trocknung und Koksaustrag, die in bekannter Weise ausgebildet sein können, sind in der Zeichnung zum Teil fortgelassen worden.The invention is described, for example, with the aid of the drawing. The figure shows a smoldering furnace in longitudinal section. Drying and coke discharge, which can be designed in a known manner are partially omitted in the drawing been.

r ist die Schwelzone; a sind Zuführungen für Verbrennungsluft; 3 ist der Austragstisch, auf den sich das Gut im Schwelofen stützt; 4 sind die z. B. rechteckigen und zweckmäßig langgestreckten Einläufe, durch die das Gut in den Schwelschacht gelangt. Die Gase ziehen durch die Kanäle 5 aus dem Schwelofen ab.r is the smoldering zone; a are inlets for combustion air; 3 is the discharge table on which the goods in the smoldering furnace are supported; 4 are the z. B. rectangular and expediently elongated inlets through which the material enters the smoldering shaft got. The gases are withdrawn from the smoldering furnace through channels 5.

Nach Entteeren und gegebenenfalls Entbenzinieren in der Kondensation: wird ein Teil der Schwelgase unter den Austragstisch 3 geleitet. Durch die Öffnungen des Austragstisches treten die Gase in den Schwelofen ein und strömen gleichmäßig verteilt im Gut aufwärts. Dabei nehmen sie aus dem heißen Koks Wärme auf. Beim Vorbeiströmen an den Luftzuführungen, z, die z. B. als Rohre mit einem unteren Schlitz ausgebildet sind und die in den Wasserkammern 6 liegen, welche von den keramischen Platten 7 abgedeckt werden, findet eine teilweise Verbrennung der Gase statt. Die Luftzuführung kann dabei leicht so eingestellt werden, daß die gewünschte Schweltemperatur erreicht wird. Die Aufheizung des Spülgases ist in diesem Falle sehr gleichmäßig, weil das Gas in dünnen Strömen durch die Verbrennungszone hindurchtritt, in der die Verbrennungsvorgänge leicht eingestellt und geregelt werden können, so daß hier sehr gleichmäßige Temperaturen erreicht werden können. Dementsprechend verläuft auch die Schwelung gleichmäßig, und es kann der Schwelschacht mit großer Leistung betrieben werden.After removing the tar and, if necessary, removing the gasoline in the condensation process: some of the carbonization gases are directed under the discharge table 3. Through the openings of the discharge table, the gases enter the smoldering furnace and flow evenly distributed upwards in the estate. In doing so, they absorb heat from the hot coke. When streaming past on the air supplies, z, the z. B. formed as tubes with a lower slot and which are in the water chambers 6, which are from the ceramic plates 7 are covered, a partial combustion of the gases takes place. The air supply can easily be adjusted so that the desired smoldering temperature is reached will. The heating of the purging gas is very even in this case, because that Gas passes in thin streams through the combustion zone in which the combustion processes can be easily set and controlled, so that here very even temperatures can be achieved. Accordingly, the smoldering runs evenly, and the smoldering shaft can be operated with great power.

Weil durch die Erfindung im Schwelofen besonders gleichmäßige Strömungsverhältnisse erzielt werden, ist es auch nicht mehr erforderlich, an eine gleichmäßige Verteilung der verschiedenen Korngrößen des Gutes im Schwelschacht die hohen Anforderungen zu stellen, die bisher in der Spülgassch-,velung üblich waren.Because the invention in the smoldering furnace means that the flow conditions are particularly uniform be achieved, it is also no longer necessary to ensure an even distribution the different grain sizes of the goods in the smoldering shaft meet the high requirements to provide, which were previously common in flushing gas, velung.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Process for smoldering bituminous materials, e.g. B. coal or advantageously dried lignite or the like, in the continuously operated smoldering furnace with a gaseous heating means, expediently circulated through the condensation and smoldering, 1 characterized in that the heating means, suitably after preheating on hot coke, in the smoldering furnace by partial combustion with air or the like. Is heated to the desired working temperature within the coke layer. ?. Method according to claim i, characterized in that the combustion air is distributed evenly over the entire cross-section of the smoldering furnace through channels or similar distribution devices arranged at small distances from one another. References: British Patent No. 301,975.