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Verfahren zur Destillation mineralischer Brennstoffe mit backenden
Eigenschaften Man weiß, daß verkokungsfähige Kohle bei genügend langer Wetterung
ihre Backfähigkeit vollständig verliert. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden,
backende Kohle für Verkokungsverfahren bei Temperaturen zu oxydieren, die unterhalb
der dampferzeugenden Temperaturen, wie 5o oder ioo° liegen, jedoch nimmt dann die
Oxydation zu langeZeit in Anspruch, um eine wirtschaftlich wertvolle Durchführung
des Verfahrens zu ermöglichen.
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Es ist ferner vorgeschlagen worden, in einem gesonderten Vorbereitungsverfahren
die Backfähigkeit backender Kohle bei höheren Temperaturen durch Oxydation zu zerstören,
die so behandelte Masse abzukühlen und sodann in geeigneten Mengen der nicht vorbehandelten
Hauptmenge der zu verschwelenden Kohle zuzusetzen.
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Schließlich sind eine Reihe von zweistufigen, aus Trocknung oder Vorwärmung
und aus Schwelen bestehender Schwelverfahren bekannt. Beispielsweise ist vorgeschlagen
worden, wasserreiche Brennstoffe in zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Abschnitten
in einem oder in zwei Drehöfen zwecks Entgasung zu behandeln, wobei der erste Schritt
zur Trocknung, der zweite Schritt zur eigentlichen Entgasung des Materials dient.
Dabei ist auch die Zumischung von Luft zu den zur Trochnung verwendeten Abgasen
vorgeschlagen, aber nur zum Zwecke der Temperaturherabsetzung der Abgase und unter
entsprechender, zur Oxydation nicht ausreichender Beschränkung der Luftmenge.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein zweistufiges Verfahren zur
Destillation mineralischer Brennstoffe mit backenden Eigenschaften, bei welchen
der Brennstoff während seiner Wanderung durch eine Drehtrommel unter über- und Hindurchleiten
eines Gasstromes auf eine unterhalb des Beginns der Deetillation liegende Temperatur
erhitzt wird, worauf er unmittelbar in eine zweite von außen und höher geheizte
Drehtrommel gebracht und rasch und durchgehend zwecks Destillation erhitzt wird,
und wobei in der ersten Drehtrommel ein Oxydationsmittel durch den Brennstoff hindurch-
und über ihn hinweggeführt mzrd, um seine Backfähigkeit zu vermindern, während in
der zweiten Drehtrommel die Außenheizung unter Ausnutzung der aus dem Brennstoff
entstehenden Reaktionswärme so bemessen wird, daß die höhere Temperatur (5oo° C)
an der Trommelwand gleichförmig aufrechterhalten wird.
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Mit Hilfe dieses Verfahrens gelingt es, die Backfähigkeit backender
Kohle so weit herabzusetzen, daß sich der Schwelofen nicht verstopft; gleichzeitig
wird vermieden, daß sich die Innenwandungen des Schwelofens mit
einer
wärmeisolierenden Kohlenstoffschicht überziehen.
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Die Zeichnungen stellen schematisch ein Ausführungsbeispiel einer
Anlage dar, in welcher die zwei Verfahrensschritte gesondert durchgeführt werden
können.
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Wie in anderen Verfahren werden die verschiedenen Behandlungen in
Drehöfen durchgeführt, und zwar wird in der Abbildung der oben dargestellte Drehofen
A' mit Brennstoff durch das Rohr i4' versorgt, nachdem er auf entsprechende Größe,
beispielsweise Nußgröße, gebracht worden ist. Der obere Drehofen A' wird drehbar
durch die Rollen 6' in den Lagern 7', 8' unterstützt und durch das Vorgelege iö
, g' angetrieben.
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In dem Endstutzen 13' des Drehofens, dessen Mantel bei 5' angedeutet
ist, wird aber auch gleichzeitig durch das Rohr 17' ein Oxydationsmittel, beispielsweise
Luft, eingeführt, und während seiner Drehung wird der Ofen A' erwärmt, da
er in einem Mantel B'
dreht, welchem die Wärme in Gestalt der Abgase eines
anderen Ofens zugeführt wird.
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Durch Schaufeln 24', die nahe dem Ausstoßende ig' angeordnet sind,
wird der so behandelte Brennstoff in die Ausstoßrinne 21' geschafft, während das
Oxydationsmittel mit der von dem Brennstoff frei gewordenen Feuchtigkeit am anderen
Ende entweicht, indem es durch und über die Kohle hinzieht.
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Die Hitze des Ofens A' wird so geregelt, daß die Temperatur in der
Kohle hoch genug ist, um die Feuchtigkeit in derselben in Dampf zu verwandeln, jedoch
unterhalb jener kritischen Temperatur liegt, bei welcher die in der Kohle, und namentlich
in Weichkohle vorhandenen Kohlenwasserstoffe daraus frei werden. Diese in der Kohle
verbleibenden Kohlenwasserstoffe werden durch das Oxydationsmittel derartig verwandelt,
daß die Verklebung des Ofens nunmehr nicht möglich ist; diese Verklebung war ein
Übelstand, dem die früheren Verfahren unterworfen waren. Das Aufschwellen wird auf
diese Weise auch im gewünschten Maße verhindert, so daß der Betrieb fortlaufend
durchgeführt werden kann.
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Die von ihrer Feuchtigkeit befreite und bis über Dampferzeugungswärme
hinaus erhitzte Kohle, welche nunmehr aber noch jene Harze usw. enthält, die zur
Entwicklung von Kohlenwasserstoffen führen, fällt durch die Rinne 21' zu einem Ventilgehäuse
15, in dem ein Ventil 16 die Zufuhr dieser vorbehandelten Kohle durch das Rohr 14
regelt. Die Zufuhr des Brennstoffes in den zweiten Drehofen A findet demnach unter
Abschluß der Luft statt. Die Haube 13 schließt den Stutzen 12 am Eintrittsende des
Zylinders 5 gasdicht ab, und falls an dieser Zuführungsstelle Dampf entwickelt werden
sollte, so wird er durch das Rohr 17 entfernt.
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Die übrigen Teile dieses zur eigentlichen Verkokung oder Karbonisierung
dienenden Ofens A sind ähnlich ausgebildet wie die des Ofens A', in dem die Vorbehandlung
stattfindet, und haben die Bezugszeichen 6 bis io. Die beiden Öfen A' und A sind
vorzugsweise so geneigt, daß sie die Wanderung des Brennstoffes vom Eintrittsende
zum Austrittsende durch die Drehung der Zylinder unterstützen, und zwar ist die
Länge der beiden Zylinder je ungefähr sechzehnmal so lang wie der Durchmesser, und
die Ladung nimmt ungefähr 1/,; des Rauminhalts ein.
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Am Ausstoßende des Karbonisierungsofens A befindet sich eine Verschlußwand
18 mit einem Stutzen 19, der in einer Haube 2o dreht. Der behandelte Brennstoff
wird durch die Schaufeln 24 in das Rohr 21 eingeworfen, das bei 22 ein Gehäuse für
ein Ventil 23 enthält, so daß dieser Ofen an beiden Enden luftdicht abgeschlossen
ist. Die Gase werden an diesem Ende durch das Abzugsrohr 25 entfernt.
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Zur Erwärmung dieses Karbonisierungsofens wird auch er von einem Mantel
B umschlossen, in dem die Heizung unmittelbar angeordnet ist.
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Die Heizung dieses Zylinders 5 wird nun so gewählt, daß die zugeführte
Kohle rasch mit Hitze überflutet wird, so daß Kohlenwasserstoffefrei werden, indem
jedes einzelne Teilchen der Beschickung plötzlich auf die notwendige Temperatur
gebracht wird. Diese Temperatur wird auf der ganzen Länge des Mantels gleichförmig
aufrechterhalten, und zwar in der Nähe von 5oo°. Dadurch, daß die Kohle in weniger
erhitztem Zustand eingeführt wird und vielleicht noch Feuchtigkeit enthält, wird
durch diese plötzliche Erwärmung nahe dem Eintrittsende in den Karbonisierungsofen
die vollständige Austreibung der Feuchtigkeit und die Verflüchtigung der leichten
Kohlenwasserstoffe eingeleitet sowie eine gleichmäßige Erwärmung der ganzen Beschickung
verbürgt. Der Brennstoff hat dann bereits viel Wärme aufgenommen, und durch das
Freiwerden der Kohlenwasserstoffe in Form von Gasen findet eine chemische Reaktion
statt, die die exothermische Erwärmung der Kohle in höherem Grade zur Folge hat,
trotzdem der Mantel auch an dieser Stelle auf der gleichen Temperatur verbleibt.
Die äußere Wärme wird selbsttätig dabei so heruntergebracht, daß die äußere Hitze,
vermehrt durch die im Brennstoff erzeugte Hitze, die Temperatur im Innern des Ofens
auf ungefähr Soo° gleichförmig erhält. Die Reaktion ist in der letzten Zone des
Karbonisierungsofens nahezu beendigt, so daß an dieser Stelle
nur
noch die schwerer flüchtigen Kohlenwasserstoffe abgegeben werden, während eine die
ganze 'fasse durchsetzende Reaktion und die daraus entspringende Wärme nun nicht
mehr vorhanden ist, auch wenn der Mantel 5 selbst an dieser Stelle dieselbeTemperatur
hat.
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Prüfungen haben ergeben, daß die kritische Temperatur für Kohle einer
bestimmten Sorte beispielsweise bei 26o° liegt, und in der ersten Zone wird die
Kohle durch den Eintritt in einen Zylinder, dessen Mantel auf nahezu 4500 erhitzt
ist, auf ungefähr 38o° gebracht. Die Erhitzung des Mantels auf nahezu d.50° wird
dann auf der ganzen Länge dieses Mantels aufrechterhalten.