DE165611C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

Okj.1913 ztf

PATENTAMT.

KLASSE 10 a.

wirtschaftlich zu gestalten.

Für die Entgasung, Verkokung und Verkohlung von Kohlen, Torf und Holz sind zwei Hauptverfahrensarten bekannt:

1. Die Behandlung des Gutes in unmittelbarer Berührung mit dem Heizmittel im Ofeninnern;

2. mittels indirekter Beheizung, wobei sich das Gut in von außen beheizten Retorten usw. befindet.

ίο Im ersten Falle wird aschenreicher Koks oder aschenreiche Kohle mit weniger Wärmeverbrauch,

im zweiten Falle aschenärmerer Koks und aschenärmere Kohle, aber mit mehr Wärmeverbrauch erhalten.

Beide Verfahrensarten bestehen in zahlreichen Ausführungen, und verschiedenartige Einrichtungen sind dafür vorgeschlagen ; darunter auch solche, in welchen zum Vortrocknen des Brennstoffes Luft verwendet wird, welche in Wärmeaustauschvorrichtungen von den Ofengasen vorgewärmt ist. Beispiele solcher und auch anderer Art von Wärmeaustausch bei Verkohlungs- oder Verkokungsöfen zeigen z. B. die deutschen Patentschriften 34341, 52134, 101482, 104864, 132961, 134445 der Klasse 10, 141705 der Klasse 26, sowie auch die schweizerische Patentschrift 25644 u. a. m. Bei diesen Verfahren findet die Rückgewinnung von aus dem Destillationsprozeß abgehender Wärme nur in beschränktem Maße statt. Eine vollständige Wiederbenutzung der ganzen Abwärme des Gesamtprozesses ist weder bezweckt noch ermöglicht.

Das Ergebnis der Torfent- und vergasungsversuche führte besonders deshalb nicht zu ihrer Fortsetzung im größeren Maßstabe, weil der hohe Wassergehalt des lufttrockenen Torfes (30 bis 40 Prozent) einesteils zu hohe Verdampfungskosten bei der Vergasung und Verkokung verursacht, und weil andernteils für Kühlung und Kondensation des Wasserdampfes der Abgase und Gewinnung der Nebenprodukte Ammoniak, Paraffin usw. um so mehr Anlage und Betriebsaufwendungen nötig werden, je höher der Wassergehalt des Ausgangsmaterials ist; auch darf nicht außeracht gelassen werden, daß durch die direkte Berührung mit dem glühenden Kohlenstoff ein Teil des Wasserdampfes zersetzt wird, und daß alsdann bei der verhältnismäßig niedrigen Temperatur Kohlensäure entsteht, durch welche die Zusammensetzung der Gase ungünstig beeinflußt wird.

Bei dieser Lage verspricht keine Verbesserung der Vergasung und Verkokung durchgreifenden Erfolg, wenn es nicht gelingt, die zu ver- oder entgasenden Brennstoffe vor ihrer Befeuerung billiger, also mit mehr W^rärmesparung und überhaupt weitgehender als bisher, zu entwässern. Erschwert wird die Aufgabe dadurch, daß die Trocknung der verschiedenen Brennstoffe bei verschiedener und verhältnismäßig niedriger Temperatur erfolgen

muß, wenn Verluste an leichtsiedenden Bestandteilen vermieden werden sollen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung erfüllt diese Bedingungen dank einer neuartigen Ausbildung des Wärmeaustausches bei der Vortrocknung und Destillation von Kohle, Torf, Holz und dergl., wobei die Abwärme des einen Vorganges zur Förderung des anderen gewissermaßen im Kreislauf vollständig herangezogen wird und vorzugsweise Luft u. a. Gase als Wärmeträger benutzt werden.

Gemäß der Erfindung wird die Luft, nachdem sie im Trockner dem zu destillierenden Gut das Wasser entzogen hat, von diesem durch Luftkühlung in einem Kondensator wieder getrennt und behufs W^riederersetzung der dabei abgegebenen Wärme um den Destillierraum herumgeleitet, dessen ausstrahlende Wärme sie dabei aufnimmt und demnächst an den Trockner abgibt, welchem sie in so fortgesetztem Kreislauf immer wieder zugeführt wird. Damit die von der Abluft des Trockners in dem Kondensator an die Kühlluft abgegebene Wärme wieder genutzt werden kann, wird die im Kondensator erwärmte Kühlluft ebenfalls zur Trocknung benutzt und nach Erfordern zuvor auch noch zur systematischen Kühlung der Destillationsprodukte nach Maßgabe ihrer Temperatur neben der dabei benutzten Frischluft herangezogen, so daß die dabei ferner aufgenommene Wärme durch Einleitung auch dieser erwärmten Luft in das Trockengut zur Trocknung des letzteren weiter verwertet wird. Der sich ergebende Überschuß von Trockenluft ist natürlich aus dem System abzuführen und kann nach Erfordern durch Zuführung zur Feuerung der Destillationskammer als Verbrennungsluft in an sich bekannter W^reise nutzbar gemacht werden. Die nach der Gewinnung der kondensierbaren Destillationsprodukte nicht anderweit verwerteten Destillationsgase können, wie bei dem später beschriebenen Ausführungsbeispiel, anstatt direkt in die Feuerung geleitet, in bekannter W^reise vorher erst mit dem heißen Koks in Berührung gebracht werden, dessen Abwärme sie aufnehmen und bei der Verbrennung nutzbar machen.

Bei dieser Arbeitsweise ist die Rückgewinnung der in den einzelnen Verfahrungsstufen abgehenden Wärme und die Wiederausnutzung der letzteren durch die Wechselwirkung der Vorgänge bei der Destillation, Vortrocknung, Kondensation der Trocknerdünste, Kühlung der Destillationsprodukte und Erwärmung des Destillationsraumes bis auf geringe Strahlungsverluste fast vollständig und wird dadurch die auf anderem Wege bisher nicht ermöglichte Wärmeersparnis erreicht, wie bezweckt.

Durch diese systematische Wiederbenutzung der Wärme werden so viel größere Luftmengen erwärmt, daß deren Temperatur so viel niedriger gehalten werden kann, wie zur Vermeidung von Destillationsverlusten bei der Trocknung nötig ist. Überdies wird erreicht, daß das Gut verhältnismäßig hoch vorgetrocknet zur Vergasung gelangt und dadurch entsprechend besser zusammengesetzte Destillationsprodukte liefert.

Zur Veranschaulichung des vorliegenden Verfahrens ist auf der Zeichnung eine schematische Darstellung der zu seiner Ausführung dienenden Einrichtung gegeben. Darin bedeuten :

I den Zubringer, II den Trockner, III den Entgaser, Verkoker oder Verkohler, IV, V, VI die Gaskühler und Luftwärmer, VII einen weiteren Luftwärmer und Kühler für die Dünste aus der Trocknungsabteilung, VIII den Kokskühler, IX, X Gebläse- und Saugevorrichtungen, XI, XII und XIII Abschlußvorrichtungen.

Der Betrieb der Anlage ist bei der hier zur Veranschaulichung gewählten Form der Entgasung und Verkokung im Schachtofen folgender :

Das feuchte Gut wird in den Rumpf des Zubringers I durch die Fülltrommel 1 aufgegeben und von einem Schöpf- und Hebewerk in den Oberteil des Trockners II gefördert; aus dem Trockner fällt das getrocknete Gut in den Schachtofen III und sinkt hier nach Maßgabe seiner Ent- oder auch Vergasung und Verkokung stetig abwärts. Unten wird der Koks teilweise — durch Teilschacht 3 — entfernt und zum anderen Teil auf einem Rost verbrannt, wodurch die ausgebrannte Asche — durch Teilschacht 4 — abgezogen wird. Auf dem Wege aus dem Trockner zum Schachtofen sind in der zylindrischen Verengvmg 2 Abschlußvorrichtungen XI und XII vorgesehen, welche die Beschickung des Ofens ohne Ansaugen von Abluft des Trockners gestatten. Die in dem Schachtofen entwickelten Gase werden oben durch Rohr 5 in den Kühler IV geleitet, den sie abwärts durchstreichen, um durch die Flüssigkeitsabscheider 6 und 7 wieder in dem Kühler V bis zu dem Krümmerrohr 8 zu steigen, aus dem sie durch Krümmer 9 in den Kühler VI fallen, den sie, vollständig gekühlt, durch den Abscheider 10 und durch das Abzugsrohr 11 zur weiteren Verwendung verlassen. Das Sauge- und Druckgebläse IX, welches diese Gase einerseits durch das Rohr 11 ansaugt, drückt sie andererseits durch das I I [ -Rohr 25, durch welches sie, je nach Einstellung der Ventile 26 oder 27, entweder durch Rohr 28 zur anderweiten Verwendung gelangen, oder durch Rohr 29, Kokskühler VIII und Rohr 30 der Generatorfeuerung zugeteilt werden, nachdem sie die Wärme des glühenden

Koks in VIII aufgenommen und diesen gekühlt haben, sei es durch direkte Berührung mit dem glühenden Koks, wie durch VIII angedeutet, oder indirekt durch Kühlmantel. Der unter den bestehenden Bedingungen in den Kühlem VI, V und IV nicht kondensierbare Teil der Gase, welcher nicht zu anderen Zwecken Verwendung findet (27/28), kann nach seiner Wärmeaufnahme bei der 'Kühlung

ίο des Koks (29/VIII) von hier sowohl, wie angegeben, in den Verbrennungsraum als auch nach Bedarf in den Destillationsraum geleitet werden, letzteres u. a. zu dem Zweck, den Transport der Destillationsprodukte zu beschleunigen.

In den Fällen, in welchen man auf die in den Kühlern IV bis VI gewonnenen Kondensationsprodukte der Gase nicht Wert legt, steht nichts im Wege, einen Teil der Abgase direkt wieder der Feuerung zuzublasen. Durch die Abscheider 6, 7 und 10 werden die Kondensationsprodukte aus den Körpern IV, V und VI abgefangen und durch die Wasserverschlüsse 22, 23 und 24 ohne Gasverlust abgeleitet. Die zum Kühlen der Destillationsgase benutzte Luft wird durch das Ventil 12 dem Kühler VI zugemessen und zugeleitet, steigt in diesem hoch und geht oben durch Rohr 13 in den Kühler V über, fällt hier bis zum Rohre 14 und strömt durch dieses in den Kühler IV über, aus welchem sie durch den Stutzen 15, Ejektor 20 und Rohr 41 entweder durch den Zubringer I oder direkt in den Trockner II gelangt. Das Destillationsgut kann in dem Zubringer beliebig niedrige Temperatur haben, immer ist zufolge der Gleichströmung· Wiederverdichtung von Wasserdampf ausgeschlossen. Die mit Wasserdampf und -dunst beladene Trockenluft wird aus dem Trockner unten durch das Rohr 21 der Wärmeaustauschvorrichtung VII oben zugeleitet, in welcher sie ihre Wärme mittels der Heizflächen großenteils an die Kühlluft abgibt, welche durch Ventil 16 dem Kondensator VII und aus diesem durch Rohre 17, 18, 19 und 13 dem Kühler V zugeführt wird. Vor letzterem mischt sie sich mit im Kühler VI vorgewärmter Kühlluft und wird mit dieser durch Rohr 13, Kühler V und Rohr 14 dem Kühler IV zugeführt .und von hier durch Stutzen 15, Ejektor 20 und Rohr 41 zur Beheizung des Trockners II mit benutzt.

Erfolgt die Erwärmung im Vortrockner, wie

hier gezeichnet, im Gleichstrom, dann wird die Abluft des Trockners im Kondensator VII so weit herabgekühlt, daß der größte Teil ihres Wasserdampfes sich dort niederschlägt, welcher durch Rohr 31 unter Wasserverschluß abgeleitet wird. Die so entwässerte Luft wird abgesaugt und mittels Gebläse X und Rohr 32 durch den Hohlraum 33 geblasen, welcher zwischen dem Mantel 34 des Ofens III und dessen Mauerwerk zu dem Zweck angeordnet ist. Diese Luft nimmt hier die sonst durch Strahlung verloren gehende Abwärme des Ofens auf und wird von hier entweder zum kleinen Teil durch Rohre 35,37 und Ventil 36 der Ofenfeuerung in einstellbarer Bemessung zugeführt, oder, wenn die Temperatur der Trockenluft das verstattet, bei geschlossenem Ventil 36 vollständig durch Rohr 38, Ventil 39, Rohr 40, Ejektor 20 und Rohr 41 wieder dem Trockner II als Heizluft zugeführt.

Werden im Trockner II Trockengut und Luft in Gegenströmung bewegt, dann wird die Heizluft aus Rohr 41 durch Rohr 42 dem Trockner zugeführt und die Abluft des letzteren durch die in der Zeichnung punktiert angeordneten Rohre 43 und 44 dem Kondensator VII zugeführt, aus diesem in gekühltem und entwässertem Zustande abgesaugt und mittels des Gebläses X, wie bereits angegeben, durch die Ummantelung des Ofens gedrückt, hier erwärmt und wieder zur Trocknung des Torfes u. dergl. benützt (38 bis 40 und 20 und 41), erforderlichenfalls zum Teil auch der Feuerung 36, 37 zugeblasen.

Auf diese Weise wird, wie bezweckt, eine möglichst vollständige Rückgewinnung der aus dem Destillationsprozeß abströmenden Wärme hergestellt, wobei nur die unvermeidlichen Wärmeverluste durch Strahlung und Abluft entstehen.

Natürlich kann die Vorwärmung des Destillationsgutes auch teilweise unter Gegenströmung und teilweise unter Gleichströmung der Luft zu seiner Wegrichtung erfolgen ; in beiden Fällen wird die gewollte Wiederbenutzung der Wärme bei geeigneter Ausführung erreicht.

Diese hochgradige Wärmenutzung wird erreicht durch die vorstehend beschriebene Kühlung der Destillationsgase durch Luft (Kühler IV, V, VI), durch Nutzung der von der Kühlluft aufgenommenen ausstrahlenden Wärme des Ofens zur A^ortrocknung des Gutes in I und II und durch Nutzung der Abluft des Trockners II, welche, im Kühler VII getrocknet, in der Ummantelung des Ofens (33/ΊΙΙ) wieder angewärmt wird und gegebenenfalls zum kleinen Teil als Verbren- no nungsluft für den Generator (Rohrleitung 35/37), in der Hauptsache aber als Heizluft für den Trockner (siehe 38, 39,40, 20,41 bezw. 42 und II) benutzt wird.

Das Verfahren bleibt dasselbe, wenn zur Verkokung und Entgasung an Stelle der Schachtofen Retorten angewendet werden.

Bei der Entgasung von ■ Holz unter Gewinnung von Holzkohle bleibt die Wärmeökonomie durch den Kreislauf der Luft ahnlieh wie vorstehend beschrieben, wenn sie bei der Holzverkohlung auch nur bedingungs-

weise so vollständig sein kann, weil hierbei die Trocknung unter Umständen zweckmäßig in Wechseltrocknern erfolgt, deren Entleerung und Neubeschickung mit Wärmeverlusten verbunden ist.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Verfahren, die Destillation feuchten Rohgutes, wie Torf, Holz, Kohle, durch ίο Wärmeaustausch zwischen den gasförmigen Zu- und Abgängen des Destillationsofens und des diesem vorgeschalteten Trockenraumes wirtschaftlich zu gestalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft aus der Trocknungszone (II) in einem Kondensator (VII) durch Luftkühlung entwässert und in der Ummantelung des Destillationsraumes (III) für die erneute Durchleitung durch das zu trocknende Rohgut (II) und auch für die Speisung der Feuerung" der Ofenanlage (IH) vorgewärmt wird sowie daß die

   zur

   Entwässerung der Abluft im Kondensator (VII) und zur Kühlung der Destillationsgase in den Gaskühlern (VI, »5 V, IV) benutzte und hierbei erwärmte Frischluft ebenfalls für die Trocknung des Rohgutes (II) verwendet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen