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Schachtofen zur kontinuierlichen Erzeugung von festem, stückigem Halb-
oder Ganzkoks Im Hauptpatent ist ein Schachtofen beschrieben, welcher zur kontinuierlichen
Herstellung von festem, stückigem Halb- oder Ganzkoks dient und gleichzeitig die
Möglichkeit bietet, ohne Schädigung der Koksbildung hochwertige, für die Ausbeute
von Nebenprodukten günstige Verkokungsgase zu gewinnen. Durch die mittelbar erfolgende
Schachtheizung wird erreicht, daß sich eine eigenartig gestaltete Schwel- oder Glühzone
im Schacht bildet, welche im wandernden Besatz annähernd an der gleichen Stelle
verharrt, so daß die bei der Destillation des Brennstoffes entstehenden Ofengase
entgegen der Bewegungsrichtung des Brennstoffes in der gleichen Richtung abgesaugt
werden können, in welcher die Verkokungszone fortschreitet. Die entstehenden Verkokungsgase
werden von den heißen Ofenwandungen aus nach der Mitte des Besatzes geführt. Hierbei
werden diese Gase bei dem Durchgang durch die noch nicht entgasten Schichten des
Besatzes gefiltert, so daß die bituminösen Bestandteile derselben teilweise auf
den kälteren Kohlenschichten niedergeschlagen und dieselben somit an bituminösen
Bestandteilen angereichert werden. Hierdurch aber wird ein besserer Koks erzielt
und außerdem die Gewinnung der Nebenprodukte günstig beeinflußt. Ein zentrales,
zur Gasabsaugung dienendes Rohr ist mit Koks, Halbkoks, Kohle, Kokslösche o. dgl.
gefüllt und besitzt in der Absaugungszone des Ofens seitliche Schlitze oder sonstige
Durchbrechungen. Zwecks gesondertem Austrag der im Absaugungsrohr befindlichen Brennstoffe
taucht dasselbe mit seinem unteren Ende in einen Wasserabschluß ein, wobei durch
den glühenden Koks entstandene Wasserdämpfe im Innern des Absaugungsrohres hochsteigen
und sich hier in atomaren Wasserstoff und Sauerstoff spalten. Letzterer verbindet
sich mit dem vorhandenen Kohlenstoff zu Kohlenoxyd, während der erstere, der in
statu nascendi besonders wirksam ist, hydrierend auf die in den Verkokungsgasen
enthaltenen Kohlenwasserstoffe und den Stickstoff einwirkt. Hierdurch aber wird
eine Veredelung dieser Gase herbeigeführt und dieselben zwecks Ausbeute von wertvollen
Nebenprodukten günstig beeinflußt.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung diesesSchachtofens
bezüglich seiner Ausbeute an hochwertigen Destillationsgasen. Die Hydrierung der
letzteren, die bereits im Hauptpatent in gewissem Grade erfolgte, wird dadurch wesentlich
vervollkommnet, daß dieselben nach dem Durchströmen der noch nicht verkokten Kohlenschichten
durch eine eigenartig ausgebildete Wasserstoff-Kohlenoxyd
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geführt werden, welche durch die Einwirkung von frisch zugeführtem Wasserdampf auf
die glühende Kokssäule des Gasabführungsrohres erzeugt wird. Hierbei werden die
in den Destillationsgasen enthaltenen Kohlenwasserstoffe und der Stickstoff in bekannter
Weise durch den als Zersetzungsprodukt des Wasserdampfes erzeugten, in statu nascendi
besonders wirksamen Wasserstoff hydriert. Zu diesem Zwecke wird durch eine gesonderte
Zuleitung an geeigneter Stelle des Mittelrohres frischer Wasserdampf der glühenden
Kokssäule zugeleitet. Außerdem aber erfolgt, auch hier im Sinne des Hauptpatentes,
eine Bildung und Zuführung von Wasserdampf durch die Einwirkung des glühenden Kokses
am unteren Ende des Gasabführungsrohres auf das Wasser der dort befindlichen Abschlußvorlage.
Zweckmäßig wird letztere auch hier wieder mit Teerwasser gespeist, da durch den
Teergehalt desselben die Destillationsgase veredelt werden.
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Zur zwangsläufigen Durchleitung der Destillationsgase durch die erwähnte
Wasserstoff-Kohlenoxyd-Atmosphäre bzw. zur Zuführung von Wasserdampf zur Bildung
der letzteren ist das Gasabsaugungsrohr des Hauptpatentes durch Einbau von zwei
konzentrischen Rohren in drei Hohlräume unterteilt, nämlich einen äußeren Mantelhohlraum,
welcher unten und oben offen ist, einen mittleren Mantelhohlraum, welcher unten
geschlossen ist, und den unten geöffneten Hohlraum des innersten Rohres. Der äußere
Mantelhohlraum zwischen den beiden äußeren konzentrischen Rohren ist auch hier wiederum
mit Koks, Halbkoks, Kohle, Kokslösche o. dgl. gefüllt und endigt unten in eine mit
Teerwasser gefüllte Wasservorlage, aus welcher, wie bereits erwähnt, die durch das
Herabrutschen des Füllmaterials der glühenden Kokssäule entstehenden Teerwasserdämpfe
durch die glühende Kokssäule nach oben steigen und in der bereits erwähnten Art
aufgespalten werden. Der zweite Mantelhohlraum zwischen dem mittleren und innersten
Rohr ist unten geschlossen und dient der Dampfzufuhr. Zu diesem Zwecke ist am unteren
Ende dieses Mantelhohlraumes das mittlere Rohr mit siebartigen Durchbrechungen versehen,
damit der Wasserdampf zu der im äußeren Mantelhohlraum befindlichen glühenden Kokssäule
gelangen kann. Das innerste Rohr dient lediglich zur Absaugung der in der Hydrierungszone
veredelten Destillationsgase. Die aus dem Brennstoff abzusaugenden Gase strömen
somit durch die im äußeren Rohr befindlichen Schlitze, Durchbrechungen u. dgl. in
den äußeren Mantelhohlraum zwischen den drei konzentrischen Rohren und werden hier
zunächst nach abwärts durch die erwähnte Wasserstoff-Kohlenoxyd-Atmosphäre geführt,
worauf sie nach ihrer Veredelung durch das innerste Absaugungsrohr nach oben abgeführt
werden.
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Erfindungsgemäß kann der neue Koksschachtofen auch derart ausgeführt
werden, daß derselbe ringförmig ausgestaltet ist und gleichzeitig von innen und
von außen geheizt werden kann. In dem Ringraum dieses Ofens befinden sich Gasabzugsrohre
derselben Ausführungsform, wie vorher für den einfachen Schachtofen beschrieben.
Der Abstand der einzelnen Gasabzüge voneinander soll etwa gleich der Breite der
Kohlenschicht sein, so daß die Gasabsaugung in der kalten Zone von allen Stellen
des Besatzes unter gleichem Widerstand erfolgen kann.
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Es ist bereits ein Verfahren zur Gewinnung eines Mischgases aus Destillationsgasen
und Wassergas bei Öfen zur Erzeugung von Gas und Koks unter Mitbenutzung von minderwertigem
Brennstoff bekannt geworden, bei welchem die bituminösen Bestandteile der bei der
Destillation derKohle entstehendenDestillationsgase teilweise auf den noch nicht
verkokten Kohlenschichten dieses Besatzes niedergeschlagen werden, worauf sie die
betreffende Ofenkammer verlassen und durch einen besonderen Kanal in eine zweite
Ofenkammer geführt werden, in welcher sie eine erhitzte Schicht von minderwertigem
Koks durchströmen. Gleichzeitig wird dem Kohlenbesatz Wasserdampf zugeführt, welcher
beim Hochsteigen durch die erhitzten Kohlenschichten getrocknet und überhitzt wird,
sich in diesem Zustande den die Kammer verlassenden Destillationsgasen beimengt
und beim gemeinsamen Durchgang durch die erhitzte Koksschicht hydrierend auf die
Destillationsgase einwirkt.
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Diesem in diskontinuierlichem Betriebe durchgeführten Verfahren gegenüber
besteht das Neue der Erfindung darin, daß in kontinuierlichem Betriebe die entstehendenDestillationsgase
über die noch nicht entgasten Kohlenschichten zwecks Abfilterung eines Teiles der
bituminösen Bestandteile geführt werden, worauf die Hydrierung in einer im Gaszuge
liegenden glühenden Kokssäule erfolgt. Der Wasserdampf wird nicht über den Koksbesatz
geleitet, sondern derHydrierungsstelle unmittelbar zugeführt. Hierin liegt der sehr
erhebliche Vorteil, daß der zu erzeugende Halb- oder Ganzkoks nicht durch Überleitung
des Wasserdampfes in seiner Struktur verschlechtert und rissig wird, sondern ein
qualitativ hochwertiges Erzeugnis bildet, während die abziehenden Destillationsgase
durch den in statu nascendi besonders wirksamen Wasserstoff unmittelbar hydriert
werden.
Der Gegenstand der Erfindung ist auf der beiliegendenZeichnung
in einemAusführungsbeispiel in schematischer Darstellung veranschaulicht, und zwar
zeigt Abb. i einen vertikalen Querschnitt durch die Mittelachse des neuen Schachtofens,
Abb.2 einen horizontalen Querschnitt durch einen ringförmig gestalteten Koksschachtofen,
welcher von innen und außen heizbar ist.
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Wie aus Abb. i ersichtlich, sind i die Bunker, aus welchen die Kohle
in den Schacht 2 gelangt, dessen Querschnitt beliebig sein kann. Um den kontinuierlichen
Durchgang der zu entgasenden Kohle durch den Ofen zu gewährleisten, ist ein Stempel
3 vorgesehen, welcher die Kohle durch den Ofen drückt. 4 ist eine Außenheizung,
welche den Brennstoff bei seinem Durchgang durch den Ofen so erhitzt, daß sich die
Schwel- oder Glühzone stets in der in der Zeichnung angedeuteten Gestaltung in einer
bestimmten Höhe des Ofens einstellt und am unteren Ende des Ofens das Fertiggut
in völlig aasgegartem Zustande ausgetragen wird. Wie durch Pfeile angedeutet, strömen
die Destillationsgase in der Fortschreitungsrichtung der Schwel- oder Glühzone 6
entgegen der Bewegungsrichtung des Brennstoffes nach oben und werden in den kälteren
Schichten der noch unentgasten Kohle gefiltert, wobei die bituminösen Bestandteile,
derselben niedergeschlagen werden und zu einer verbesserten Koksbildung beitragen.
5 ist ein in der Ofenmitte angeordnetes Gasabzugsrohr, welches in der Gasabsaugungszone
mit Schlitzen, Durchbrechungen o. dgl. versehen ist. Das untere Ende dieses Rohres
ragt in einen mit Teerwasser gefüllten Wasserabschluß hinein.
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Erfindungsgemäß sind nun innerhalb des Rohres 5 konzentrisch zu diesem
zwei weitere engere Rohre 7 und 9 angeordnet. Der Mantelraum zwischen diesen beiden
Rohren ist unten geschlossen, jedoch befinden sich am Außenrohr dieses Mantelhohlraumes,
nämlich dem Rohr 7, siebartige Durchbrechungen, Schlitze o. dgl., durch welche der
durch die Leitung io zugeführte Dampf in den äußeren Hohlraum gelangen kann. Letzterer
wird wieder durch den besonderen Bunker 6 mit Koks, Halbkoks, Kokslösche o. dgl.
gefüllt. Die vom Ofenschacht her in das Gasabsaugungsrohr einströmenden Gase treten
somit in den zwischen den beiden äußeren Rohren 5 und 7 gebildeten, mit Koks usw.
gefüllten Mantelhohlraum ein, strömen von hier aus nach unten durch die bereits
erwähnte Wasserstoff-Kohlenoxyd-Atmosphäre, wo dieselben durch den durch die Aufspaltung
des Wasserdampfes gebildeten atomaren Wasserstoff hydriert werden, und werden schließlich
durch das innere Absaugungsrohr9 nach oben abgesaugt. Die Temperaturen im Schacht
des Ofens und im äußeren Mantelhohlraum des Absaugungsrohres stellen sich derart
ein, daß dieselben oberhalb der Schwel-oder Glühzone etwa ioop C, in der Schwel-oder
Glühzone selbst etwa 400° C und unterhalb derselben im Falle der Erzeugung von Vollkoks
etwa 8oo bis iooo° C betragen. In der Zone der Wasserstoff-Kohlenoxyd-Atmosphäre
im Innern des Mantelraumes zwischen den Rohren 5 und 7 betragen die Temperaturen
im letzteren Falle etwa 6oo bis 8oo° C.
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Der in Abb. 2 im horizontalen Querschnitt dargestellte Schachtofen
unterscheidet sich von dem in Abb. i dargestellten Ofen lediglich dadurch, daß derselbe
ringförmig gestaltet ist und im Innern eine zweite mittelbar wirkende Heizung 4
besitzt. Die Rohrsysteme 5, 7, g sind in der Mitte des Besatzes um den ganzen Ofen
herum in gleichmäßigen Abständen verteilt, und zwar derart, daß der Abstand zwischen
zwei dieser Rohrsysteme etwa gleich der Ringbreite des Besatzes ist. Die Rohrsysteme
5, 7, 9 selbst sowie die übrigen Einrichtungen des Ofens sind dieselben, wie in
Abb. i dargestellt.