DEP0027182DA - Ofen zur Destillation und zu anderen Zwecken - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung hat insbesondere einen Ofen zum Gegenstand, der für die Tieftemperatur-Destillation aller Brennstoffe geeignet ist, vorzugsweise über für die Destillation von Kohle ohne oder mit nur geringem Schmelzvermögen zur Herstellung von pulverförmigem Halbkoks. Dieser Halbkoks ist bestimmt für Mischungen zur Herstellung von metallurgisch verwendbarem Koks, ausgehend von Kohlen, die bei hoher Temperatur flüchtige Bestandteile aufweisen und für andere Verwendungszwecke.

Die bisher für diese Zwecke verwendeten Oefen haben verschiedene Nachteile und zwar:

1. Die mechanischen Teile arbeiten bei der Verkokungstemperatur, die etwa zwischen 500° und 600° liegt.

2. Die mechanischen Mittel sind kompliziert.

3. Die Geschwindigkeit dert Verkokung ist gering, trotz der Anordnung von Einrichtungen zum Rühren.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile.

Zu diesem Zweck sieht sie einen Ofen zur Destillation, aber auch für andere Zwecke, vor, der gekennzeichnet ist, durch eine im Destillationsraum untergebrachte Transporteinrichtung, die zu Schwingungen angeregt wird, wobei die Transporteinrichtung die zu destillierende Kohle so aufnimmt, dass die einzelnen Kohleteilchen untereinander stets in Bewegung sind und auf diese Weise sozusagen in der erwärmten Atmosphäre des Destillationsofens schweben. Ihre Oberflächen sind somit vollkommen der Strahlung der heizenden Ofenwände ausgesetzt. Ihre Berührung mit dem Transportmittel selbst erneuert sich ständig, was den Wärmeaustausch erleichtert und die Verschmutzung der Transporteinrichtung unterbindet oder vermindert.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Transporteinrichtung aus einer vibrierenden Rinne.

Die Erfindung erstreckt sich auserdem auf weitere Merkmale und deren verschiedenen möglichen Kombinationen, die nachfolgend beschrieben sind.

Ein Destillationsofen gemäss der Erfindung ist als Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen dargestellt.

Abb. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den Destillationsofen.

Abb. 2 zeigt einen Querschnitt.

Abb. 3 zeigt einen waagerechten Schnitt des Ofens nach Abb. 1.

Abb. 4 zeigt in teilweiser Ansicht eine andere Ausführungsform des Ofens nach Abb. 1.

Bei dem Ofen nach Abb. 1 wird die Kohle dem Trichter 1 durch eine Transporteinrichtung 2 zugeführt. Der Trichterauslass in die Rinne 3 wird gesteuert durch einen Verteiler 4, der abgemessene Mengen austreten lässt. Aus der Rinne 3 fällt die Kohle auf die vibrierende Transporteinrichtung, die aus einer Reihe von Rinnen 5 - 10 besteht, die so angeordnet sind, dass die Kohle sich infolge der Neigung dieser Rinnen und der Vibration von der Rinne 3 bis zur Austragsrinne 11 bewegt.

In dem Masse, wie die Kohle sich abwärts bewegt, wird sie destilliert und gelangt in Form von Halbkoks in die Auslassrinne 11. Nachdem der Koks durch ein Sieb 12 hindurchgegangen ist, fällt er in den Trichter 13, von wo er mit Hilfe einer Transporteinrichtung 14 entnommen werden kann. Ein von Hand zu bedienender Abschluss 15 gestattet, das Sieb vom Trichter abzutrennen.

Die Rinnen 5 - 10 sind durch Träger 16 und 17 miteinander vereinigt und zwar derart, dass sie von Stangen 18 getragen werden. Diese Stangen ragen durch den oberen waagerechten Abschluss des Ofens hindurch und sind durch diesen mittels einer eingeschalteten biegsamen Blech-Membran 20 durchgeführt, die die senkrechten Vibrationen der Stange unter Vermeidung des Austrittes von Gas gestatten.

Eine Hülse oder Muffe 21 vereinigt den unteren Teil 18 und den oberen Teil 19 der Stange, um das Auseinandernehmen zu erleichtern.

Diese Anordnung von einem Gerüst 22 getragen, das sich auf zwei seitliche vorgesehenen Trägern 23 abstützt.

Zwischen dem Gerüst 22 und der Stange 19 sind Federn 24 und 25 vorgesehen, deren Federkraft wahlweise eingestellt werden kann, sodass die Transporteinrichtung mit Hilfe einer von einem Motor 27 angetriebenen Einrichtung 26 zu senkrechten Vibrationen angeregt werden kann. Die Vibrationseinrichtung 26 kann mit einer Unwucht, einer Nocke oder einem Exzenter ausgerüstet sein. Gegebenenfalls können diese Mittel ersetzt sein durch einen wechselstromgespeisten Elektromagneten.

Die Transporteinrichtung 5 - 10 ist in einem Raum eingesetzt, der, ganz allgemein gesehen, einer Kokskammer entspricht.

Die Pfeiler 28 der Kammer, welche gewellte Wände oder Wände mit Rillen aufweisen kann, sind mit einer Reihe von senkrechten Kanälen 29 ausgerüstet, die Brenner enthalten. Diese werden mit Gas gespeist, das mittels Leitungen 30 zugeführt wird. Warme Luft wird aus einem Rekuperator durch Oeffnungen 31 zugeleitet.

Die Rauchgase entweichen durch einen oberen horizontalen Kanal 32, um alsdann senkrecht durch einen Rekuperator 33 zu strömen und sodann durch einen Kanal 34 dem Schornstein zugeführt zu werden. Die heisse Luft aus dem Rekuperator wird den Brennern durch die Oeffnungen 31 zugeführt.

Der untere Teil der Kammer ist mittels zweier Trichter 35 abgeschlossen, die in Sieben 36 enden. Diese Siebe gestatten, ohne Gefahr der Entflammung, Kohleteilchen zurückzugewinnen, die aus der Transporteinrichtung herausgefallen sind.

Der obere Teil der Kammer ist mittels eines mit einem Gussrahmen 37 versehenen Deckels abgeschlossen, der mit einer Verkleidung aus feuerfestem Werkstoff oder feuerfestem Isolations-Werkstoff 38 ausgerüstet ist.

Wenn die Transporteinrichtung auseinandergebaut werden soll, wird zunächst die Muffe 21 gelöst; alsdann wird mit Hilfe des Laufkranes 39 in einfacher Weise das Gerüst 22 mit der Vibrationseinrichtung abgehoben. Schliesslich wird vom Laufkran 39 der Deckel 2 abgehoben und zuletzt die Transporteinrichtung 5 - 10 herausgehoben, die sich auf den Querbalken 40 abstützt, wenn die Muffen 21 gelöst sind. Falls die bewegten Teile in Gefahr geraten, sich an den Ofenwandungen zu reiben, können diese im Bereich der Träger mit Schutzplatten aus Guss versehen werden.

Die Destillationsgase entweichen durch ein Kanalsystem 41, das in geeigneter Weise isoliert oder auch beheizt ist, um Kondensation zu vermeiden. Die Leitungen sollen auch leicht zu reinigen sein. Die Gase vereinigen sich in einer Vorlage 42.

Im Gesamtaufbau des Ofens ist auf jeder Seite der Destillationskammer je ein Pfeiler 28 und infolgedessen je eine feuerfeste Mauer 43 vorhanden. Ferner sind zwei Pfeiler aus Ziegelsteinen oder Beton 44 vorgesehen, die von den feuerfesten Wänden 43 durch eine Isolationszwischenlage 45 getrennt sind.

Der Ofen selbst ist auf einem Betongerüst 46 aufgestellt, so dass man sich unterhalb des Ofens bewegen kann.

Die Reinigung der Oberfläche der Transporteinrichtung kann so vorgenommen werden, dass von Zeit zu Zeit anstelle des Brennstoffes oder, wenn dies für wünschenswert gehalten wird, im geeigneten Gemenge mit dem Brennstoff kleine Metallteile eingeführt werden. Durch deren kräftige Reibung wird das Metall blankgerieben und erneuert bezw. so gereinigt, dass ein ungestörter Transport des Brennstoffes möglich ist.

Die metallischen Teile werden von dem pulverförmigen Halbkoks am Ausgang des Ofens dadurch getrennt, dass das Gemenge über einen feststehenden Rost oder über ein bewegliches Sieb geführt wird. Der Transport zur Ofeneinsatzseite bezw. zur Transporteinrichtung im Ofen kann mechanisch und selbsttätig erfolgen.

Zu diesem Zweck werden die metallischen Teile auf eine schräge Rinne 47 gebracht, die mit Einrichtungen zur Verhinderung des Austrittes von Gas oder des Eintrittes von Luft, beispielsweise in Form einer Klappe, versehen ist.

Am Ausgang läuft der Halbkoks über einen Rost 48 und fällt durch diesen hindurch, während die metallischen Teilchen auf einer Schrägrutsche 49 aus dem Ofen herausgetragen werden, wobei sie durch eine den Gasaustritt verhindernde Oeffnung hindurchgehen.

Eine irgendwie geartete Einrichtung, beispielsweise ein kleines Becherwerk, bringt die metallischen Teile wieder auf die Schrägrinne 47. Der beschriebene Destillationsofen weist zahlreiche Vorzüge auf und zwar vornehmlich folgende:

1. Kein Teil des Antriebe arbeitet bei der Verkokungstemperatur von etwa 500° bis 600°.

2. Das Kohleklein wird unter Bedingungen behandelt, die eine Verkokungsgeschwindigkeit zulassen, die wesentlich grösser ist als bei den bekannten Methoden, bei welchen eine Verkokung in der Gesamtmasse stattfand und sie erfolgt auch dann noch rascher, wenn man mit solchen bekannten Methoden vergleicht, die mit irgendwie gearteten Rührwerken arbeiten.

3. Die Gefahr der Verunreinigung der Ofenfläche der Transporteinrichtung durch Anhaften der mehr oder weniger weichen und teerigen Teilchen des Brennstoffes ist weitgehend vermieden infolge der genau bemessenen Zeit der Berührung zwischen den Teilchen und der Oberfläche der Transporteinrichtung, die ausserdem ständig bei jeder Vibration gewissermassen mit den Teilchen bombardiert wird.

Der beschriebene Ofen gestattet die Behandlung von nicht oder wenig backender Kohle.

Backende Kohlen können ebenfalls in dem Ofen unter der Bedingung behandelt werden, dass sie einer Vorbehandlung unterworfen werden, die das Backvermögen beseitigt.

Um den Wärmeaustausch zu erleichtern, können die Wandungen der Kammern gewellt sein oder Rillen aufweisen. Im allgemeinen bestehen sie aus feuerfestem Werkstoff; sie können aber auch aus Stahlguss oder aus irgendeinem anderen Metall hergestellt sein.

Die geheizte Kammer kann eine oder mehrere Transporteinrichtungen enthalten.

Es kann in die Kammer überhitzter Dampf oder ein anderes Medium eingeführt werden, das die Wärme-Uebertragung verbessert.

Das Ausbringen eines Ofens gemäss diesem System bestimmter Abmessung hängt von der notwendigen Dauer des Aufenthaltes des Brennstoffes im Ofen-Inneren ab. Diese erforderliche Aufenthaltszeit wird, wie bereits erwähnt, auf ein Minimum verringert, weil die Verkokung des Brennstoffes an Teilchen kleiner Abmessung erfolgt und auf Grund der besonderen Bedingungen, unter denen diese Teilchen der Wärmeeinwirkung unterworfen sind.

Von der notwendigen Aufenthaltszeit hängt die Bewegungsgeschwindigkeit ab, die dem Brennstoff auf der Transporteinrichtung vermittelt wird. Diese Transportgeschwindigkeit kann geregelt werden durch Wahl der Neigung, die den Teilen der Transporteinrichtung gegeben werden und durch die Art der ihm aufgezwungenen Vibration und zwar sowohl der Schwingungsweite als auch der Schwingungsfrequenz.

Eine entsprechende Einrichtung, die ebenfalls grundsätzlich eine vibrierende, in einem Ofen eingeschlossene Transporteinrichtung enthält, kann auch für andere Zwecke benutzt werden, beispielsweise, um backende Kohle einer oxidierenden Vorbehandlung zu unterwerfen. In diesem Falle kann die Kammer entweder von aussen oder von innen mit einem Gasstrom bestimmter Temperatur geheizt werden.

Es können verschiedene Abwandlungen an dem beschriebenen Ofen vorgenommen werden, ohne daß hierdurch von dem Grundgedanken der Erfindung abgegangen wird.

So ist beispielsweise in Abb. 4 eine Transporteinrichtung 50 - 55 dargestellt, die an seitlichen Blechstreifen mittels Achsen 56 aufgehängt ist. Diese Blechstreifen enthalten ein Gelenk 57, das waagerechte Vibrationen der Gesamteinrichtung gestattet. Diese Vibrationen werden von einer Stange 58 vermittelt, die an einer Querverstrebung 59 der Transporteinrichtung befestigt ist. Diese Verbindung kann beim Auseinandernehmen leicht gelöst werden.

Um die Abdichtung zu gewährleisten, ist eine nachgiebige Platte 60 einerseits mit der Wandung verbunden und andererseits an der Stange 58 befestigt. Diese Scheibe 60 ist durch eine Muffe 61 aus feuerfestem Werkstoff geschützt.

Die Schwingungsbewegung wird erzeugt von einer Einrichtung 62, die ausgewogen wird durch Federn 63 und 64, die sich auf der Querverstrebung 65 abstützen. Diese Anordnung gestattet, die Transporteinrichtung zu horizontalen Schwingungen anzuregen.

Ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen, können Abwandlungen bezüglich der beschriebenen und dargestellten Einrichtungen vorgenommen werden; so können beispielsweise zum Gewichtsausgleich für die Vibrationseinrichtung Gegengewichte vorgesehen werden. Es kann ferner der Trichter 13 als Glutdämpfer ausgeführt sein, der ständig in Verbindung mit der Ofenatmosphäre steht. Auf diese Weise wird verhindert, dass der erzeugte Halbkoks verbrennt und ausserdem wird die Gefahr von Explosionen ausgeschaltet.

Claims (12)

1. Ofen zur Destillation oder für andere Verwendungszwecke, gekennzeichnet durch eine im Destillationsraum angeordnete Transporteinrichtung, die zu Schwingungen angeregt wird, wobei diese Transporteinrichtung die zu destillierende Kohle so aufnimmt, dass die Kohleteilchen ständig in Bewegung sind und annähernd in der heissen Destillationsofenatmosphäre schweben, sodass ihre Oberfläche vollkommen der strahlenden Wärme der heizenden Wände ausgesetzt ist, während ihre Berührung mit der Transporteinrichtung sich kontinuierlich verändert, so dass der Wärmeaustausch erleichtert und die Verschmutzung der Transporteinrichtung verhindert oder verringert wird.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung aus einer Reihe vibrierender Rinnen (5 bis 10) besteht, wobei die Rinnen mehrfach übereinander angeordnet sind.

3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vibrierenden Rinnen (5 bis 10) derart geneigt sind, daß die Kohleteilchen sich infolge der Vibration und der Schwerkraft bewegen.

4. Ofen nach einem der Anspr. 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (5 bis 10) leicht beweglich aufgehängt ist, um das Auseinandernehmen zu erleichtern.

5. Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (5 bis 10) an Stangen (18) aufgehängt ist, die durch den abnehmbaren Deckel des Ofens hindurchgehen und dass die Stangen zu einer hin- und hergehenden Bewegung in senkrechter Richtung derart angeregt werden, dass sie auf die Transporteinrichtung eine Schwingungsbewegung übertragen.

6. Ofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstangen (18) der Transporteinrichtung mittels Feder (24, 25) oder mit Gegengewichten ausgerüstet sind, die einen Gewichtsausgleich gestatten.

7. Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung mittels zweier Achsen (56) aufgehängt ist und in Horizontalschwingungen versetzt werden kann.

8. Ofen nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Verkokungskammer mehrere Transporteinrichtungen (5 bis 10) angeordnet sind.

9. Ofen nach einem der Ansprüche 1 - 8, gekennzeichnet durch Steuereinrichtungen zur einfachen und kontinuierlichen Einstellung der Frequenz und der Stärke der Schwingungen.

10. Ofen nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Destillation in Halbkoks verwandelte Kohle von einem mit einem Sieb versehenen Glutdämpfer aufgenommen wird, der in ständiger Verbindung mit der Ofenatmosphäre steht, sodass die Möglichkeit des Verbrennens und die Gefahr von Explosionen ausgeschaltet ist.

11. Ofen nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen des Destillationsraumes gewellt sind oder Rillen enthalten, die den Wärmedurchgang durch diese Ofenwandungen erleichtern.

12. Ofen nach Anspruch 1 - 11, gekennzeichnet durch ein bewegtes Sieb oder einen Rost am Austragsende, der zur Reinigung der Transporteinrichtung aufgegebene Metallteilchen von der Kohle trennt.