DE2637564A1

DE2637564A1 - Verfahren und vorrichtung zum behandeln von fliessfaehigem gut

Info

Publication number: DE2637564A1
Application number: DE19762637564
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: CAPITROP
Current assignee: CAPITROP
Priority date: 1976-08-20
Filing date: 1976-08-20
Publication date: 1978-02-23
Also published as: FR2362204B1; DE2637564B2; ES461768A1; FR2362204A1; PT66912A; BR7705527A; DE2637564C3; PT66912B; CH624707A5; US4126518A; ZA774827B

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von f I i essf äh i gern Gut

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von fliess-. fähigem Gut mit einem gasförmigen Medium, insbesondere zum Verkoken kohlenstoffhaltigen Gutes, wie Holz, Torf,- Rückständen, Abfällen oder, dgl.

Seit alters her wird Holzkohle durch "Verkoken" oder Pyrolyse hergestellt, wobei eine thermische Zersetzung der Holzmoleküle unter Reduktionsbedingungen (Sauerstoffmangel) stattfindet. Normalerweise stammt die zur Pyrolyse oder zu einem Verbrennungsprozess erforderliche Wärme aus dem Verbrennen von Dämpfen oder gasförmigen flüchtigen Stoffen, die bei der Destillation des Rohmaterials entstehen. Primitive "Öfen" werden von Holzhaufen gebildet, die durch Sand mit Löchern zum Einlassen von· Luft und Auslassen von Rauchgas und flüchtigen Stoffen bedeckt sind. Solche Öfen oder besser gesagt Meiler werden nur einmal verwendet.

Es gibt auch echte Öfen aus Metall oder feuerfestem Stein, die zur mehrfachen Verwendung geeignet sind und im zyklischen Betrieb arbeiten. Ein · ..

- 2 - ■ 809808/0415

-*-<* 2637B64

Zyklus erfordert dabei eine Anzahl von Tagen, manchmal von Wochen.

Um die zahlreichen Beschränkungen bei solchem zyklischen Betrieb zu fahrenden Ofen, nämlich sehr geringe Ausbeute, ein grosses Mass an menschlicher Arbeit (unter sehr ungünstigen Arbeitsbedingungen), Luftverschmutzung usw. zu vermeiden, wurden kontinuierliche Vorrichtungen entwickelt. Dabei wird das zu karbonisierende Material mehr oder weniger stetig dem Ofen zugeführt, und die fertige Kohle oder Holzkohle wird nach dem Durchlaufen durch den . Ofen ebenfalls kontinuierlich ausgetragen. Derartige Vorrichtungen sind aufwendig, weil sie mechanische Systeme zum Fördern der Beschickung in Form von Feststoffen durch den Ofen unter sehr ungünstigen Bedignungen (sehr hohe Temperafuren) erfordern. Deswegen sind solche kontinuierlichen Ofen nur wirtschaftlich, wenn sie für sehr hohe Kapazität bzw. hohen Durchsatz ausgelegt sind. Dies führt dazu, daß eine Anzahl von Projekten nur deswegen nicht durchführbar ist, weil in bestimmten Gebieten nicht genügend zu karbonisierendes Rohmaterial erhältlich ist, das für diese hohen Kapazitäten ausreicht.

Die bekannten Öfen für Pyrolyse von Holz oder anderen landwirtschaftlichen oder städtischen Rückständen können mit direkter Beheizung arbeiten, wobei die Verbrennung· der entwickelten flüchtigen Stoffe (oder ein Teil von ihnen oder anderer Brennstoff) in der Karbonisierungs- oder Pyrolysekammer (im folgenden auch Behandlungs- oder Ofenkammer genannt) stattfindet oder durch indirekte Beheizung, wenn die Verbrennung in einer getrennten Brennkammer stattfindet, über deren Wände die Sehandlungskammer beheizt wird.

Beim Verkoken oder Karbonisieren sind die Hauptverfahrenssfufen: · >

- Trocknen : Hierbei verdampft das in dem Beschickungsmaterial enthaltene Wasser,-

- Entgasen oder Verflüchtigen: Hierbei gehen nach dem Trocknen und als Ergebnis eines entsprechenden Temperaturanstieges die im Holz enthaltenen Flüssigkeiten in sich verflüchtigende Gase über/

80 9 8 08/04 15 ·

V- 2637B64 ./

- Verkoken oder Karbonisieren: Bei höheren Temperaturen werden die Moleküle von Holz oder von Rückständen, die normalerweise Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und, - bei Vorhandensein von Proteinen -,. auch Stickstoff enthalten, aufgespalten oder zersetzt, wobei der Gehalt an Kohlenstoff und anorganischen Bestandteilen (Kohlenasche) als Feststoffe zurückbleiben.

Die Geschwindigkeit der beiden letzten Verfahrensstufen hängt wesentlich von der Temperatur ab, bei der das Verfahren abläuft. Höhere Temperaturen bedeuten schnellere Verkokung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, dass unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile ein wirtschaftliches Arbeiten auch bei Auslegung auf kleinere Kapazitäten im kontinuierlichen oder quasi-kontinuierlichen Betrieb möglich ist. · '

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren gemäß der Erfindung vorgesehen, , dass das fliessfähige Gut aufgrund der Schwerkraft unter Ausnützung der Fliesswirkung des Gutes bei Überschreiten des natürlichen Böschungswinkels des Gutes durch eine Behandlungskammer bewegt wird und dass das fliessfähige, behandelte Gut kontinuierlich oder intermittierend ausgetragen wird.

Vorzugsweise wird dieses Verfahren zum chemischen Behandeln von fliessfähigem Gut mit einem Gasgemisch geringeren spezifischen Gewichts als Luft eingesetzt, wobei gemäß ei- r ner Weiterbildung der Erfindung das fliessfähige Gut in einer Richtung und die Gase dazu im Gegenstrom aufgrund der Schwerkraft durch die Behandlungskammer bewegt werden.

Bei einer Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens ist gemäss der Erfindung vorgesehen, dass die Behandlungskammer unter einem Winkel in der Grössenordnung des natürlichen Böschungswinkels des fliessfähigen Gutes geneigt ist und am oberen Ende einen Einlass und am unteren Ende einen Auslass hat.

Ein Hauptvorteil der Erfindung besteht darin, dass die Vorrichtung, - im Falle des Verkokens von kohlenstoffhaltigem Gut ein Ofen -, nicht aufwendiger als der diskontinuierlich arbeitende, einfache Schichtofen ist und trotzdem kontinuierlich

, 809808/0415 . .-4-

mit hohem Erfrag bzw. Wirkungsgrad arbeitet. Das Rohmaterial wird während, des Durchlaufen des Ofens karbonisiert oder verkokt, wobei stetig flüchtige Gase erzeugt werden, die verbrannt oder kondensiert werden können und so für Wärmeerzeugung oder Zurückgewinnung von wichtigen chemischen Produkten wie Essigsäure, Ameisensäure usw. dienen können. Der neue Ofen benötigt keinerlei mechanische Vorrichtung zum Fördern der festen Beschickungssfoffe zu deren Fortbewegung, was- der Hauptgrund dafür ist, dass der Ofen so billig ist. Dies bedeutet, dass selbst in Gebietenjoder an Plätzen, wo nicht so grosse Mengen von Rohmaterial erhältlich sind, die Herstellung von Kohle bzw. Holzkohle wirtschaftlich durchgeführt werden kann.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen höher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Ofen gemäss der Erfindung; Fig. 2 eine Ansicht durch zwei nebeneinander angeordnete Ofen gemäss Fig. 1; Fig. 3 eine Abwandlung am Austragende des Ofens gemäss Fig. 1 und 2; Fig. 4 einen Schnitt wie Fig. 1 durch einen abgewandelten Ofen gemäss der Erfindung.

Der in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Ofen hat eine geneigte Ofenkammer 100. Der Neigungswinkel der Ofenkammer gegenüber der Horizontalen liegt in der Größenordnung des natürlichen Böschungswinkels , den die natürlich sich bildende Böschungsfläche 4 des zu verkokenden Gutes mit der Horizontalen einschliesst. Am oberen Ende hat die Ofenkammer 100 einen Einlass 1 und am unteren Ende einen Auslass 2. In dem oberen Bereich der unteren Begrenzungswand 101 der Ofenkammer 100 ist auf einem Niveau oberhalb der Böschungsfi äche 4 des zu behandelnden Gutes ein Primär-Lufteinlass 3 vorgesehen, durch den Luft in die Behandlungskammer 100 zwischen der Böschungsfläche 4 und der Decke 5 der Behandlungskammer 100 nach oben strömen kann. Der Boden bzw. das Fliessbett (in den Figuren nicht bezeichner) der Behandlungskammer verläuft vorzugsweise geradlinig.

809808/0415

-2637664

Mit dem oberen Ende der Ofenkammer 100 kommuniziert ausser dem Einiass 1 ein Abzug 6 für Rauchgase und in Gasform umgewandelte flüchtige Stoffe aus dem zu behandelnden Gut. Der Abzug 6 ist von einem oberhalb des Einlasses 1 angeordneten Fülltrichter 7 durch eine Wand 8 getrennt. Etwas oberhalb des oberen Endes dieser Wand 8 hat der Abzug ό einen Sekundär-Luffeinlass 3'. Der Fülltrichter hat eine Rückwand 9, während seine Vorderwand durch die Wand 8 des Abzuges 6 gebildet ist.

Ausserhalb der Ofenkammer 100 benachbart dem Auslass 2 ist eine Wasserdusche für das austretende behandelte Gut, wie Holzkohle, angeordnet.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 und 2 sind Mittel zum Ausfragen bzw. Abführen des behandelten Gutes nicht gezeigt. Dieses Gut kann bei entsprechender Dimensionierung des Ofens oder mehrerer, gemäss Fig. 2 batferieartig angeordneter Öfen, ohne weiteres von einer Bedienungsperson mit einfachen Werkzeug, wie einem Rechen,quasi-kontinuierlich entfernt werden.

Eine Alternative hierzu zeigt Fig. 3. Dort ist unterhalb des Auslasses 2 aus der Ofenkammer 100 ein meachnischer Rüttler 20 zum Austragen des behandelten Gutes in einen Zwischenlagerbunker 12 vorgesehen. Der mechanische Rüttler weist eine mit Blech abgedeckte Schwingplattform 10 auf, die über Lenker 23 an einer ortsfesten Basis 24 angelenkt ist und von einem Motor 22 über einen Schwingarm 21 in Schwingbewegungen zum Ausfragen des behandelten Gutes, wie Holzkohle, antreibbar ist.

Eine Beschickungsvorrichtung, die zum Beschicken des Fülltrichters 7 mit zu behandelndem Gut vorgesehen sein kann, ist nicht gezeigt. Falls sie vorgesehen wird, kann sie von üblicher Bauart sein.

-O-

809808/0415

Mit der beschriebenen Vorrichtung wird wie folgt gearbeitet:

Über den Einlass 1 gelangt das Gut aufgrund der Schwerkraft in die Behandlungskammer 100. Das Gut kann aus Rückständen, wie Abfall oder Müll bestehen und grobstückig bis pulverförmig sein. In der Ofenkammer 100, in der die gedachte Verbindungsstrecke zwischen den oberen Rändern des Einlasses 1 und des Auslasses einen Neigungswinkel mit der Horizontalen einschliesst, der grosser als der natürliche Böschungswinkel des fliessfähigen Gutes ist, bildet das Gut die natürliche Böschungsfläche 4. Die Ofenkammer arbeitet mit direkter Erhitzung, die dadurch erzi=It wird, dass ein gewisser Teil der gasförmig entweichenden flüchtigen Stoffe aus dem Gut direkt in den Raum oberhalb der Böschungsfläche 4 gehen und zusammen mit der über den Primär-Lufteinlass 3 eintretenden Luft verbrennen, so dass die Flammen die Oberfläche des Gutes direkt bestrahlen. Aufgrund der Neigung der Ofenkammer mit etwa dem Böschungswinkel bewegt sich das Gut kontinuierlich in Richtung auf den Auslass 2. Wenn es in behandeltem Zustand dort weggenommen wird, fliesst neues Gut nach, so dass ein neues Gleichgewicht hergestellt wird. Bei kontinuierlicher Bewegung des Materials fliesst auch neues Material kontinuier-· lieh nach.

Wird derOfen mit Holzabfällen beschickt, so wird Holzkohle gewonnen.

Wie aus der Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich, strömt ein Gemisch aus Gasen und Dämpfen im Gegenstrom zur Materialbewegung in der Ofenkammer 100 über das Material hinweg, wobei über den Primär-Luffeinlass 3 selbsttätig Luft in den zwischen der natürlichen Böschungsfläche 4 des Gutes und der Ofendecke 5 gebildeten Strömungskanal angesaugt wird. Die angesaugte Luftmenge kann durch Variieren der Querschnittsfläche des Einlasses 3 geregelt werden. Die Luft vermischt sich mit einem Teil der flüchtigen Gase, welche durch die starke Erwärmung aus dem Rohmaterial entweichen, verbrennt diese Gase und erzeugt so die zum Selbstinganghalten des Verfahrens erfoderliche Wärme.

- 7 -8098Ό8/0415

-λλ

Zweckmässig lässt man nicht alles in der Kammer 100 entwickelte Gas verbrennen, um ein Ansteigen der Temperatur zu vermeiden. Dies wird durch Regelung der Luftzufuhr am Einlass 3 in Abhängigkeit von der in der Kammer 100 gemessenen Temperatur erreicht. Es genügt hierzu eine Veränderung des Einlassquerschnittes von Hand, weil der Betrieb sehr stabil ist, so dass nur sehr wenige Regelvorgänge ausreichen. Selbstverständlich kann die Regelung jedoch auch in üblicher Weise autbr matisiert sein.

Ein Gemisch aus inerten Gasen, die beim Verbrennen der flüchtigen Gase erzeugt werden, und heissen, unverbrannten flüchtigen Gasen strömt zum Abzug 6 in den oberen Teil des Ofens benachbart dem Fülltrichter 7. Hierdurch wird ein Vortrocknen oder Vorwärmen des nachfolgend in die Ofenkammer gelangenden, noch im Fülltrichter 7 befindlichen Rohmaterials bewirkt.

Der !sekundär-Luftein lass 3' ist lediglich für den Fall vorgesehen, dass die überschüssigen, unverbrannten flüchtigen Gase nicht für Heizzwecke oder zum Niederschlag von, Che- ■ mikalien zurückgewönnen werden sollen und in die Luft abgeblasen werden sollen. Wie gezeigt befindet sich der Sekundär-Lufteinlass 3' am Fuss des Abzuges oder Kamins 6, so dass, dieser als "Nachbrenner" zum vollständigen Verbrennen der flüchtigen ■' Gase dient, die nicht in der Kammer 100 verbrannt wurden. Auf diese einfache Weise wird Luftverschmutzung,- unverbrannte flüchtige Gase rauchen sehr dunkel bzw. scmutzig -, vollständig vermieden.

Dadurch, dass nicht alle flüchtigen Gase in der Kammer 100 verbrannt werden, ist vermieden, dass die Temperatur in der Kammer 100 auf zu hohe Werte ansteigen kann. Ferner wird hierduch eine reduzierende Atmosphäre im Ofen geschaffen. Der dabei herrschende Mangel an Sauerstoff, - dieser reicht nicht einmal zur vollständigen Verbrennung aller flüchtigen Stoffe -, hindert die, rotglühende Kohle (mit hohen Temperaturen) nahe am Auslass 2 an einer Selbstaufzehrung durch teilweises Verbrennen. Die Kohle am Auslass 2 dichtet gegen die Umgebungsluft ab, wobei sie durch die Wasserdusche aussürhalb der Ofenkammer benachbart dem Auslass 2 gekühlt wird. Nach dem Abkühlen

809808/0415 ~⁸~

der dunklen Kohle besteht augenscheinlich keine Gefahr des Verbrennens ausserhalb des Ofens mehr, wo im Gegensatz zum Ofeninnenraum Luftüberschuss herrscht.

■ Aufgrund dieses praktisch ohne mechanische Mittel auf natürlichem Wege hergestellten Gegenstroms des zu behandelnden Gutes und der heissen Gase, zu dessen Erzeugung keinerlei aufwendige Einrichtungen nötig sind, arbeitet der Verkokungs- oder Pyrolyseofen zur Karbonisierung |eglicher organischer Rückstände in sehr einfacher und wirtschaftlicher Weise.

Der beschriebene Ofen ist einer Regelung oder Variation des Karbon isierungsgrades (ein gröjserer oder kleinere Prozentsatz von flüchtigen Stoffen verbleibt in dem karbonisierten Material ) zugänglich. Es wurde gefunden, dass bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Rohmaterial der Gehalt an verbleibenden flüchtigen Stoffen in der fertigen Kohle zunimmt, wenn der Durchlauf durch die Kammer 100 vom Einlass 1 zum Auslass 2 in einem kürzeren Zeitraum vorgenommen wird, und abnimmt, wenn dieser Durchlauf eine längere Zeit in Anspruch nimmt» Die Regelung wird demgemäss dadurch bewerkstelligt, dass aus dem Auslass herauskommende Kohle aus dem Wasserkühlbereich mit gröserer oder kleinerer Geschwindigkeit entfernt wird.

Der beschriebene Ofen muss ständig mit Rückständen beschickt werden, während das Austragen bzw. Entfernen des karbonisierten Gutes kontinuierlich oder intermittierend, -natürlich in kurzen Intervallen; stattfinden kann. Dies ermöglicht ein Entfernen der Kohle von Hand, z.B. mittels eines Rechens, mit dem die Kohle aus dem Duschbereich entfernt wird, um das Herunterf Messen oder -gleiten neuer Kohle aus dem Auslass zu provozieren.

Die intermittierende Entfernung ist besonders zweckmässig bei einer Batterieanordnung mehrerer beschriebener Öfen Seite an Seite (Fig. 2). Eine einzige Bedienungsperson kann sogar von Hand mehrere Öfen entleeren und die Abkühlung kontrollieren. Indem sie^lie durchzuführende Arbeit nacheinander von Ofen zu Ofen ausführt.

809808/0415 "⁹"

Bei der Ausführung nach Fig. 3 wird das Ausfragen mechanisch bewerkstelligt, solange der mechqnische Ruffler eingeschaltet; ist. In diesem Fall kommt das fertige Produkt kontinuierlich aus dem Auslass heraus und wird ebenfalls kontinuierlich in den Kohlenzwischenbunker gefördert. Von dort kann das Gut später entfernt werden, z.B. mittels einer mechanischen Schaufel, welche die gleiche Schaufel sein kann, die auch zum Beschicken des Fülltrichters 7 verwendet wird.

Das Verhältnis zwischen Breite und Höhe der Kammer ist beliebig, weil die Produktion allein eine direkte Funktion der gesamten Heizfläche ist. Normalerweise ist es im Hinblick auf die Investitionskosten bevorzugt, das genannte Verhältnis etwa gemäss Fig. 1 und 2 zu gestalten, wobei eine ziemlich lange und schmale Decke vorgesehen ist, die mittels feuerfestem Material leichter zu unterstützen ist. Die Abmessungen müssen nicht nofwendig rechfwinkiig sein, obgleich dies bevorzugt ist, um Tofbereiche zu vermeiden, in denen das Gut nicht fliessf.

Besonders wichtig ist es, zu gewährleisten, dass in dem Ofen stets eine reduzierende Atmosphäre herrscht. Die Luft, die zur Verbrennung eines Teils der flüchtigen Stoffe benötigt wird, welche durch die Karbonisierungswärme verflüchtigt werden, wird über den einstellbaren Primär-Luftelnlass 3 zugeführt, wie oben gesagt. Andere Möglichkeiten für den' Einlass von Luft in die Kammer 100 sollten vermieden werden. Eine solche Möglichkeif könnte der Auslass 2 bilden. Dieser, ist jedoch gewöhnlich durch den kleinen Kohlenhaufen, der schon gekühlt ist, und also erhalfen bleibt, dauernd abgedichtet, so dass andere Vorrichtungen zum Abdichten unter Norrnalbedingungen nicht vorgesehen zu sein brauchen.

Eine zweife Möglichkeit der Luffzufuhr in die Ofenkammer könnte von dem Einlass für das Rohmaterial gebildet werden. Diese Möglichkeit ist jedoch nicht so ungünstig wie die zuerst erwähnte, weil aufgrund der Ofenneigung jegliche hier eintretende Luft die schon am Fuss des Abzuges 6 befindlichen Stoffe zu verbrennen trachtet. In jedem Fall hat das im Fülltrichter befindliche Rohmaterial selbst eine Dichfwirkung mindestens dann, wenn die Stückgrösse klein genug ist, was in der Praxis den üblichen Fall darstellt.

809808/0415

- 10 -

Das Starten der neuen Ofen- oder Pyrolyse-Kammer ist ebenfalls sehr einfach. Es werden keine speziellen Einrichtungen für das Vorwärmen des Ofens benötigt. Nötig ist lediglich die Beschickung einer kleiner Menge von getrocknetem Rohmaterial', .das zum Auslass 2 heruntergleitet. Aufgrund der Neigung ist genügend Zugwirkung vorhanden, um einfach das Material am Auslass 2 anzuzünden. Dieses erste Material entwickelt schnell flüchtige Gase, worauf weiter mit Rohmaterial beschickt wird/ bis der Ofen gefüllt ist. Nach kurzer Zeit kann das erste, in gewünschter Weise karbonisierte Material entnommen werden.

Der Betrieb kann ferner sehr leicht und praktisch beendet werden. Hierzu ist lediglich erforderlich, die Beschickung zu beenden und die Kohle zu entnehmen, bis der Ofen leer ist. Da keine toten Bereiche vorhanden sind, wird praktisch kein Material im Ofen verbrannt.

Die Neigung des Ofens, die hauptsächlich dazu dient, das feste Material durch den Ofen ohnejegliche mechanische Vorrichtung hindurchzufördern, hat weitere Vorteile, z.B den Vorteil, die Zugwirkung auf die Gasströmung zu verstärken, so dass ein kurzer Abzug bzw. Kamin 6 verwendet werden kann und weiter mechanische' Geräte, wie Ventilatoren und dgl .eingespart werden können.

Demzufolge können nicht nur die Herstellungskosten sehr niedrig gehalten werden sondern der Ofen kann, was nicht weniger bedeutend ist, in jedem wenig oder nicht entwickelten Gebiet errichtet werden,, wobei nur eine geringe Wassermenge benötigt

3
wird (0,5 m je Tonne Kohle), um einen intemmiftierenden Betrieb von Hand zu gewährleisten, der bereits sehr hohe Produktionsgeschwindigkeit ermöglicht.

Auch ist der rechteckige Abschnitt des Kamins 6, dessen Breite gleich derjenigen der Ofenkammer 100 selbst ist, nicht nur sehr leicht zu bauen, sondern ermöglicht ousserdem die Anwendung eines billigen Einfülltrichfers 7, wobei die Rückwand 8 des Kamins, die gleichzeitig die Vorderwand des Fülltrichters 7 bildet, zur Trocknung und Vorerwärmung des zu karbonisierenden Materials im Fülltrichter dient.

809808/0415 "'" "

Bei einer Batterieanordnung des beschriebenen Ofens kann die Wand 8 die gesamte Breite der Batterie haben. ·

Um das Fassungsvermögen des Fülltrichters 7 zu steigern, kann sich auch die andere leichte Rückwand 9 des Fülltrichters über die ganze Breite der Batterie erstrecken.

Für das Betreiben des Ofens ist keinerlei Qualifizierung der Bedienungsperson erforderlich.

Jegliche organischen Rückstände sind zur Beschickung geeignet . Deren StückgrÖsse sollte Jedoch klein genug sein, um die Fülltrichter und ihre Beschickung mechanisch betreiben zu können.

In Gebieten, wo menschliche Arbeitskraft jedoch nicht zu teuer ist, kann auch an Handbeschickung des Ofens gedacht werden. In einem solchen Fall kann sogar mit ziemlich grossen Holzstücken beschickt werden, wobei aufgrund der hohen Ofentemperaturen (1000 C z.B.) ein thermisches Zerkleinern der grossen Holzstücke in kleine Holzkohlenstücke stattfindet, die aus dem Auslass 2 der Kammer 100 austreten..

Ein trockenes Aufbereiten von kohlenstoffhaltigen Materialien niederer Qualität wie Heidetorf, Moortorf und sogar Braunkohle ist ebenfalls mit dem beschriebenen Verfahren und dem beschriebenen Ofen möglich. .

Neben vielen anderen Verwendungen, die im wesentlichen auf die Gasherstellung ge-

richtet sein können,wobei dann das karbonisierte feste Material teilweise oder vollständig verbraucht wird, besteht eine weitere Anwendung in der Herstellung von Aktiv - ' ' kohle. · ■

Wenn Rückstände aus der Landwirtschaft verwendet werden, ist die Qualität der erzeugten Kohle sehr hoch mit geringem Aschegehalt, weil das Rohmaterial keine Verunreinigungen aufweist. Wenn dagegen z.B. nach einem gewissen Homogenisieren und Bre-

809808/OA15

-■12 -

cFen städtische Abfälle verwendet werden, entstehen keine Nachteile für den Ofen selbst bei Gehalt des Gutes an kleinen Metal!teilen,die nach der ^Carbonisierung sehr leicht abgeschieden werden können. In solchen Fällen ist die Qualität der Kohle stork abhängig von der Zusammensetzung der Rückstände, gewöhnlich jedoch noch gut genug zur Verbrennung als Kohlenpulver oder als geformte kohlenähnfich Briketts ist.

Wenn Gas das hauptsächlich zu gewinnende Produkt darstellt,- und es besteht ein Interesse daran, soviel wie möglich davon zu Heizzwecken oder zur Rückgewinnung von Cnemikalien zu gewinnen -, kann eine indirekte Beheizung vorgesehen sein. Hierzu wird auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 verwiesen. Bei diesem Aus-r führungsbeispiel sind funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 3 bezeichnet. Solche Teile sind nur soweit nötig nochmals beschrieben.

Die. auch hier in gleicher Weise wie oben beschrieben geneigt angordnete Ofenkammer hat eine Behandlungs- oder Karbonisierkammer 14 und eine diese umgebende

Brennkammer 13, die am unteren Ende oberhalb des unteren Endes der Karbonisierkammer 14 zur Bildung eines Brennraumes 13'erweitert ist.Die Karbonisierkammer 14 hat einen Abzug 15 für aus dem Beschickungsmaterial verflüchtigte Gase. Neben dem Abzug 15 ist ein Rauchgasabzug 19 der Brennkammer 13 angeordnet.

Das untere Ende der Brennkammer 13 steht über . Ventun-Rohre 16 mit der Umge-

dieser Venturi-Rqhre 16 bungs luft in Berührung. In die Engstelle 16'/ münden Zuführleitungen für flüchtige Gase in den Brennraum 13, die von dem Abzug 15 abgezweigt sind. Aufgrund des in der Engstelle der Venturi-Rohre erreichten Unterdruckes wird, ein Teil der aus dem Abzug 15 abgehenden flüchtigen Gase in den Brennraum 13 gesaugt, wo diese Gase vollständig mit der über die Venturi-Rohre Io auf natürliche Weise angesaugten Luft verbrannt werden. Dadurch wird die zum Verkoken des Gutes in der Karbonisierkammer 14 erforderliche Wärme erzeugt.

- 13 -

809808/0415

Auch die Karbonisierkammer hat einen Lufteinlass 18, der jedoch nur zum Starten . geöffnet und in Normalbetrieb geschlossen ist.

Es ist ersichtlich, dass die mit dem Ofen nach Fig. 4 erzielte "indirekte" Be-. heizung dazu führt, dass die Verbrennung und die Verkokung in vollständig getrennten (vorzugsweise durch einen Metallmantel) Räumen stattfinden. Die Verbrennungsprodukfe der flüchtigen Stoffe (hauptsächlich H~O und CO„) können hierbei die zurückzugewinnenden flüchtigen Stoffe nicht verdünnen, sondern werden über den Rauchgasr abzug in die Atmosphäre gelassen.

Die zurückzugewinnenden flüchtigen Stoffe werden getrennt über den Abzug 15 abgeführt und einer weiteren Behandlung zurgeführt. Die Bewegung des Material im Gegenstrom zu den flüchtigen Stoffen in der Karbon isierungskammer 14 geschieht herbei in gleicher Weise wie oben anhand Fig. 1 bis 3 beschrieben ist. ■

Die Venturi -Rohre Io arbeiten aufgrund der in ihnen erzeugten Geschwindigkeit wie Gasbrenner. Der Luftdurchsatz und damit auch der Durchsatz an flüchtigen Gasen, die in die Brennkammer 13 gelangen und von den Abmessungen des Venturi-Rohres abhängen, lassen sich durch Regelung des Querschnittes der Lufteinlassöffnungen variieren.

Wenn der Lufteinlass 18 zum Starten geöffnet ist, arbeitet der Ofen nach. Fig. 4 wie ein.Ofen mit direkter Beheizung gemäss den Fig. 1 bis 3. Dies wird solange fortge *- setzt bis eine ausreichende Erwärmung zur Verdampfung der flüchtigen Stoffe in solchen Mengen erreicht worden ist, die zu einem Abzweigen eines Teiles der flüchtigen Gase in die Zuführleitung 17 zur Brennkammer 13 ausreichen. Dann wird der-Lufteinlass 18 geschlossen und es beginnt ohne Unterbrechung des Verfahrens der eigentliche Betrieb mit indirekter Beheizung. .

Es sei darauf hingewiesen, dass im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 kein Sekundär-Lufteinlass im Rauchgasabzug vorgesehen ist. Dieser ist

809808/0415

überflüssig, weil die durch die Venturi-Rohre 16 eingespeiste Luftmenge zur vollständigen Verbrennung des aus dem Gasabzug 15 abgezweigten flüchtigen Gasanfeiles ausreicht.

Der Untergrund, auf dem das zu behandelnde Gut aufgrund der Schwerkraft hinunter- · fliesst, könnte auch von einer aus dem gleichen Gut wie das zu behandelnde Gut bestehenden Halde gebildet sein.

809808/0415

Ansprüche:

L e e r s e i t e

Claims

263756Α

Ansprüche

1. Verfahren zum Behandeln von fliessfähigem Gut mit einem gasförmigen Medium, insbesondere zum Verkoken kohlenstoffhaltigen Gutes, wie Holz, Torf, Rückständen, Abfällen oder dgl., dadurch gekennzeichnet, daß das fliessfähige Gut aufgrund der Schwerkraft unter Ausnutzung der Fliesswirkung des Gutes bei Überschreiten des natürlichen Böschungswinkels des Gutes durch eine Behandlungskammer bewegt wird und dass das fliessfähige,behandelte Gut kontinuierlich oder intemittierend ausgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zum chemischen Behandeln von fliessfähigem Gut mit einem Gasgemisch geringeren spezifischen Gewichts als Luft, dadurch gekennzeichnet, dass das fliessfähige Gut in einer Richtung und die Gase dazu im Gegenstrom aufgrund der Schwerkraft durch die Behandlungskammer bewegt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet^ dass aus dem Gut in der Wärme gasförmig entweichende flüchtige Stoffe mindestens zum Teil das Gasgemisch bilden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass den gasförmig entweichenden flüchtigen Stoffen Luft in dosierten Mengen zugeführt wird, welche zur teilweisen Verbrennung der flüchtigen Gase ausreicht.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft unmittelbar in die Behandlungskammer eingeführt wird und die teilweise Verbrennung der flüchtigen Stoffe in der Behandlungskammer vorgenommen wird,.so daß das Gut" direkt beheizt wird,

- 16 -

809808/0415

~%~ . 2637b64

_o. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der in der Gasform aus dem Gut entweichenden flüchtigen Stoffe aus der Behandlungskammer heraus in eine getrennte Brennkammer geleitet, dort mit einer zur vollständigen Verbrennung dieses Teiles ausreichenden Luftmenge versetzt und anschliessend unter Abschluss von dem zu behandelnden Gut verbrannt wird, und dass die Verbrennungsprodukte an der wärmeübertragenden Aussenwand der Behändiungskammer zur indirekten Beheizung des Gutes vorbeigeführt werden.

7. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungskammer (100) unter einem Winkel in der Grössenordnung des natürlichen Böschungswinkels des fliessfähigen Gutes geneigt ist und am oberen Ende einen Einlass (1) und am unteren Ende einen Auslass (2) hat.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Behandlungskammer (100) ein Fülltrichter (7) für das Gut angeordnet ist, dessen Abgabemündung den Einlass (1) in die Behandlungskammer bildet.

9. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekenn ze i chne t, dass die eine • Wand (8) des Fülltrichters gleichzeitig eine Wand eines ebenfalls mit dem oberen Ende der Behandlungskammer (100) kommunizierenden Abzuges (6,15) für flüchtige, gasförmig aus dem Gut entweichende Stoffe und/oder Rauchgase bildet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungskammer mindestens einen im Betrieb ständig offenen Lufteinlass (3) aufweist und dass der Abzug (6) für ein Gemisch aus flüchtigen Stoffen und bei deren teilweiser Verbrennung in der Behandlungskammer (100) entstandenem Rauchgas gestaltet ist.

- 17 -

8 0 9 8 0 8/041 5

. Vorrichtung nach Anspruch IQ, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Ende der Behandlungskammer ein Primäreinlass (3) und am oberen Ende oberhalb des Einlasses (1) ein Sekundäreinlass (3') für Luft vorgesehen sind.

12· Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungskammer (14) von einer durch eine wärmeleitende Wand davon getrennten Brennkammer (13) mit einem gesonderten Rauchgasabzug (19) und mindestens einem Lufteinlass (16) und einer Zuführung (17) für mindestens einen Teil der aus dem Abzug (15) der Behandlungskammer (100) entweichenden flüchtigen Stoffe umgeben ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauchgasabzug (19) und der Abzug (15) für die flüchtigen Stoffe aneinander angrenzen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteinlass als Venturi-Rohr (16) ausgebildet ist, in dessen Engstelle (16') die Zuführung (17) mündet, welche von dem Abzug (15) abgezweigt ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungskammer einen lediglich beim Betrieb'sbeginn offenen Lufteinlass (18) aufweist.

Ιό. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15.-, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Lufteinlässe (3,8,16,18) variierbar ist (von Hand oder mittels einer Regeleinrichtung).

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7. bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass an ihrem Auslass (2) eine Duschvorrichtung (11) angeordnet ist.

- 18 -

80 98 08/OA15

18.. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis \7, dadurch gekennze Fchnef, dass an ihrem Auslass (2) ein mechanischer Rüttler (20) zum Austragen des behandelten Gutes in einen Zwischenlagerbunker (12) angeordnet ist.

Ιο. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis $ _/ dadurch gekennzeichnet, dass sie vielfach In Batterieanordnung nebeneinander angeordnet ist.

809808/0415