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Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Destillation eines
festen Brennstoffes Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
kontinuierlichen Destillation eines festen Brennstoffes bei verhältnismäßig niedriger
Temperatur, und zwar kommt als Brennstoff außer Steinkohle, Braunkohle und Torf
jede andere zerkleinerte oder staubförmige brennbare Masse in Frage.
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Es ist bekannt, den Brennstoff zwecks kontinuierlicher Destillation
auf einer horizontalen, gasdurchlässigen Transportvorrichtung zu lagern und durch
eine geheizte Kammer hindurchzuführen.
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Das Wesen der Erfindung besteht nun darin, daß ein Strom von in diese
Kammer oberhalb und im Gegenstrom gegen die Bewegungsrichtung des Brennstoffes eingeführten
Gasen einer zweifachen Absaugung unterworfen wird, wovon die eine unterhalb der
Brennstoffschicht, die andere oberhalb derselben an der Eintrittsseite des Brennstoffes
in die Kammer bewirkt wird.
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Der oberhalb der beweglichen Brennstoffschicht angesaugte Gasstrom
wird in einer Trockenkammer durch den Brennstoff vor dessen Eintritt in die Destillationskammer
hindurchgeschickt.
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Die zur Ausführung dieses Verfahrens verwendete Einrichtung unterscheidet
sich von den bekannten Vorrichtungen im wesentlichen dadurch, daß unterhalb der
gasdurchlässigen Transportvorrichtung an sich bekannte Saugkästen angeordnet werden,
welche das aus der Destillation gewonnene Gas aufnehmen, sowie dadurch, daß ein
Saugkanal zur Ansaugong der Heizgase oberhalb genannter Unterlage zu der Eintrittsquelle
des Brennstoffes in die Destillationskammer angeordnet ist.
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Die Destillationskammer ist mit der Trocken- und Heizvorrichtung für
den Brennstoff durch zwei getrennte Kanäle verbunden, von denen der eine nur für
den in dieser Kammer ankommenden Brennstoff und der andere nur für die aus dieser
Kammer austretenden Gase dient.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, durch die Mitte der zur Trocknung
und Vorwärmung des Brennstoffes dienenden Einrichtung eine hohle, drehbare Welle
hindurchzuführen, die nach innen mit dem Kanal verbunden ist, durch welchen die
Gase aus der Destillationskamnier austreten. Die Hohlwelle ist ferner mit Öffnungen
versehen, die in das Innere des Trockners münden, wobei die Hohlwelle ferner in
einen festen Kanal für den Abzug des Trockengases mündet und Vorrichtungen zur Fortbewegung
des Brennstoffes innerhalb des Trockners aufweist.
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Über dem Destillationsraum wird eine Heizkammer angeordnet, in der
sich ein Kanalsystem zur Weitererhitzung der Kühlgase vor ihrem Eintritt in die
Destillationskammer befindet.
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Bei der zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung dienenden
Einrichtung, die in an sich bekannter Weise eine hinter der Destillationskammer
angeordnete Behandlungskammer besitzt, wird zwischen den beiden Kammern eine verstellbare
Absperrwand
angeordnet, welche die Überführung des Brennstoffes
von der einen Kammer in die andere Kammer ermöglicht, ohne daß der Brennstoff durchmengt
oder durchknetet wird.
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Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß derErfindung ergeben eine
Reihe vonVorteilen, von denen folgende hervorgehoben seien.
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i. Ununterbrochenes Verfahren.
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2. Möglichkeit der Anwendung zur Behandlung aller festen Brennstoffe
und insbesondere von Brennstoffen in Staub- oder Bruchform und solcher von geringem
industriellem Wert.
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3. Erzielung flüssiger und gasförmigerProdukte von hohem technischem
Wert.
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4. Destillation des Brennstoffes auf einem beweglichen Förderer ohne
Bewegung und Umrührung der auf diesem Förderer befindlichen Brennstoffmasse.
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5. Gleichzeitige Herstellung fester Destillate, welche alle erwünschten
Eigenschaften besitzen, und insbesondere die Herstellung eines Halbkokses in Stücken.
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6. Ausführung der Destillation ohne Kracken der entstehenden Gase
auf Grund der unmittelbaren Herausführung der Gase nach Maßgabe und im Umfange ihrer
Entstehung.
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7. Die Herausführung der entstehenden Gase ohne Mitnahme von Staubteilen
auf Grund der Unbeweglichkeit des Brennstoffes auf dem Bandförderer.
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In der Zeichnung ist schematisch als Ausführungsbeispiel eine Einrichtung
zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung dargestellt.
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i ist ein Trockner für den Brennstoff, der mit einem oder mehreren
Aufgabetrichtern 2 -versehen ist. Die Achse 3 des Trockners ist hohl und dient einerseits
zur Abführung der Gase, andererseits als Nebenweg für die Trocknungsgase zur Regelung
der Temperatur. Die Achse ist drehbar und trägt Plattformen 4, welche zwischen festen
Plattformen 5 liegen. Abstreicheisen 6 und 7 sind je an den Plattformen 4 und 5
angeordnet und dienen zum Umrühren des Brennstoffes auf den Plattformen und zur
Bewegung des Brennstoffes von der einen Plattform auf die folgende.
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Die Achse 3 wird durch geeignete Organe angetrieben, welche beispielsweise
aus den Kegelrädern 8, 9 bestehen. Am Boden des Trockners ir ist ein Aufgabetrichter
io angeschlossen, der den Trockner mit der Destillationskammer i2 verbindet. Eine
Leitung 13, welche an ein Sauggebläse 14 angeschlossen ist, führt die aus dem Trockner
austretenden Gase in eine Reinigungskammer 15, welche mit einem Sicherheitsverschluß
16 versehen ist. Der Boden der Destillationskammer 12 ist beweglich und besteht
bei dem Ausführungsbeispiel aus einem endlosen Band 17, auf welchem der Brennstoff
selbsttätig in einer Schicht ausgebreitet wird, deren Dicke durch den verstellbaren
Schieber 18 bestimmt ist. Das bewegliche Band 17 ist durchlässig und wird beispielsweise
von dem oberen Trum eines mechanischen Rostes gebildet, der etwa den beiDampfkesseln
üblichen Rosten ähnelt. Der Rost ist in einem geschlossenen Raume ig untergebracht
und läuft über die Walzen 2o und 2i, von denen etwa 2o die treibende Walze ist.
Unter dem Rost befinden sich Kästen 22, aus welchen die Gase durch die Leitung 23
abgesaugt werden. Die Decke 24 der Kammer besteht aus einer Strahlplatte, die durch
einen Ofen 25 erhitzt ist, in welchem man 'pulverisierte Kohle, Öl oder Gas verbrennt.
Das Gas kann durch die Destillationsvorrichtung selbst geliefert werden, wie dies
weiter unten beschrieben wird.
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Der Raum 12 zwischen der bewegbaren Unterlage 17 und der Decke
24 bildet im Verein mit den Seitenwänden die Kammer zur Destillation des Brennstoffes.
Die Temperatur dieser Kammer kann so geregelt werden, daß die aus dem Brennstoff
frei werdenden Kohlenwasserstoffe durch teilweise Kondensation einen primären Teer
niederer Temperatur bilden. Diese Kohlenwasserstoffe werden quer durch den Rost
17 hindurchgezogen, durchlaufen die Kästen 22 und werden durch die Leitungen 23
zu den Kondensatoren geführt. Für diese kann man jeden geeigneten Typ verwenden,
beispielsweise einen Waschkondensator 26. 27 ist eine Leitung, 28 ein Sauggebläse
zum Absaugen der Gase, und 29 -ist eine Filterkolonne. Eine Leitung 30 führt
die gereinigten nicht kondensierten Gase zu den Apparaten, in welchen die Endbehandlung
oder der Verbrauch der Gase erfolgt, während eine Abzweigung 31 dieser Leitung einen
oder mehrere Brenner 32 zur Erhitzung des Ofens 25 speist. Die in diesem Ofen verbrannten
Gase entweichen durch den Schornstein 33.
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Die Heizkammer 25 mit Heizkanälen 35 besitzt eine Öffnung 34, durch
die die heißen, in der Destillationskammer zirkulierenden Gase in den Ofen gelangen.
Die Öffnung 34 ist, wie dargestellt, an dem äußersten Ende der Kammer 12 angeordnet,
durch welche der destillierte Brennstoff hindurchgeführt wird.
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Eine Öffnung 36, die auf der Eintrittsseite des Brennstoffes in diese
Kammer liegt, ist durch einen Abzug 37 mit dem Trockner :2 verbunden und dient zum
Überleiten der Gase aus der Destillationskammer in den Trockner.
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Ein Kühlraum 38 ist im Anschluß an die Destillationskammer angeordnet
und liegt im Sinne der Bewegung des festen Brennstoffes hinter dieser Kammer. Diese
Kammer ist
von der Destillationskammer durch eine mittels Schieber
39 regelbare Öffnung getrennt.
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Der obere verlängerte Trum der durchlässigen beweglichen Vorrichtung
17 zum Transport des Brennstoffes bildet den Boden dieser Kammer. Ein Kasten 40
ist unterhalb der Fördervorrichtung angeordnet und an eine Leitung 41 angeschlossen,
welche die kalten, aus dem Trockner austretenden, durch den Ventilator 14 angesaugten
Gase weiterleitet. Eine Abzweigung 42 mit Regelventil 43 gestattet die Einleitung
von Wasserdampf in diese Gase. 44 ist eine in der Kühlkammer oberhalb des Brennstoffes
einmündende öffnung, welche diese Kammer mit dem Überhitzer 35 für die zirkulierenden
Gase verbindet. Hinter der bewegbaren Unterlage ist ein Kanal 45 angeordnet, welcher
das feste abgekühlte Destillat aufnimmt. Dieses Destillat kann durch jede geeignete
Vorrichtung aus dem Teil 45 abgezogen werden, beispielsweise mittels eines Schneckenförderers
46. Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende. Weg des Brennstoffes
Brennstoff, etwa Steinkohlenklein, wird durch den Aufgabetrichter 2 in den Trockner
eingeführt. Es können auch Brennstoffe verschiedener Beschaffenheit oder Güte gleichzeitig
durch mehrere Aufgabetrichter 2 eingeführt werden, wobei jeder dieser Aufgabetrichter
einen Brennstoff aufnimmt und die verschiedenen Brennstoffe selbsttätig eine bestimmte
Mischung bei ihrer Bewegung durch den Trockner bilden. Der Brennstoff fällt von
Plattform zu Plattform und wird dabei getrocknet. Gleichzeitig wird die Temperatur
durch Berührung mit den heißen, den Trockner von oben nach unten durchgehenden Gasen
erhöht. Durch den Aufgabetrichter io wird der Brennstoff in der Form einer einheitlichen
Schicht, deren Dicke durch den Schieber 18 regelbar ist, auf den Rost gebracht.
Die Einrichtung kann beispielsweise so eingestellt sein, daß die Temperatur der
Kohle in dem Verbindungskanal io in der Nähe der Erweichungstemperatur dieser Kohle,
beispielsweise zoo bis z75° C, liegt.
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Durch die Bewegung des Rostes 17 wird der Brennstoff in die Destillationskammer
12 weiterbefördert. Die Kammer wird einerseits durch die Strahldecke 24, andererseits
durch die Gase erhitzt, welche durch den Überhitzer 35 geliefert werden und bei
34 in die genannte Kammer eintreten.
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Auf diese Weise wird der Brennstoff einer Destillation unterworfen,
die in jeder Weise regelbar ist, nämlich: a) Die Geschwindigkeit der Fortbewegung
des Brennstoffes von dem einen Ende zu dem anderen kann durch die Regelung der Geschwindigkeit
des Rostes verändert werden.
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b) Die Dicke der Brennstoffschicht kann mit Hilfe des Schiebers 18
eingestellt werden. c) Die Temperatur in der Destillationskammer kann durch die
Regelung der Heizquelle 32 der Heizkammer 25 eingestellt werden.
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d) Die Temperatur der in die Kammer eingeführten Gase kann durch die
Regelung der gleichen Heizquelle 32 eingestellt werden.
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e) Die Zusammensetzung der in die Destillationskammer eingeführten
Gase kann ebenfalls verändert werden, z. B. durch die Regelung des Einlaßventils
für den Dampf, ebenso wie durch die Regelung der Geschwindigkeit des Ventilators
14-f) Die Geschwindigkeit der in diese Kammer eingeführten Gase kann beispielsweise`
geregelt werden durch die Einstellung der Geschwindigkeit des Ventilators 14 oder
durch die Regelung des Querschnittes des Kanals 41 oder durch die Regelung des Dampfdruckes.
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g) Die Zusammensetzung des in der Destillationskammer behandelten
Brennstoffes kann durch die Änderung der Aufgabe des Brennstoffes durch die Aufgabetrichter
z eingestellt werden.
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h) Die Entstehung der Gase aus der Destillationsmasse kann geändert
werden durch die Regelung der Geschwindigkeit des Saugzuges 28 zum Absaugen der
Gase. Das feste Destillat verläßt die Kammer i2 mit einer Temperatur von beispielsweise
5oo° C und tritt in die Kühlkammer 38 ein. In dieser Kammer wird das Destillat der
Einwirkung des durch - die Leitung 41 und den Kasten 40 unterhalb des Rostes eingeführten
Gas- und Dampfstromes unterworfen. Das Destillat fällt schließlich in die Kammer
45, aus welcher es durch den Förderer 46 abgezogen wird.
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Der Brennstoff wird auf dem Rost 17 weder umgerührt noch durchgemischt,.
und es ist daher möglich, am Ablieferungsende des beweglichen Rostes ein festes
Destillat in der Form eines Halbkokses und in Stücken von für den industriellen
Gebrauch geeigneten Abmessungen zu erhalten. Gasumlauf Der Umlauf der Gase ist geschlossen.
Die aus dem überhitzer 35 austretenden und bei 34 in die Destillationskammer eintretenden
Gase durchlaufen die Kammer entgegengesetzt der Bewegung des Brennstoffes, indem
sie unter der inneren Strahldecke 24 vorbeistreichen. Ein Teil dieser Gase dringt
in die Brennstoffschicht und wirkt auf diese ein, der andere Teil tritt durch den
Kanal 37 in den Trockner und durchzieht denselben, wobei
sich
die Gase mit dem durch die Trocknung dem Brennstoff entzogenen Wasserdampf mischen.
Sie treten in das Innere der Achse 3 des Trockners ein und werden durch die Wirkung
des Sauggebläses, Ventilators o. dgl. 14 in die Leitung 13 eingesaugt; sie gelangen
dann in die Reinigungskammer 15, welche mit einem Sicherheitsverschluß. 16 versehen
ist, der sich öffnet, sobald der Druck in dem geschilderten Kreislauf den Normaldruck
überschreitet. In der Leitung 4i werden die gereinigten Gase mit dem durch die Leitung
42 eingeführten Wasserdampf gemischt, welcher einem durch die Destillationseinrichtung
selbst erhitzten Dampferzeuger entnommen- werden kann. Die Mischung von Gas- und
Wasserdampf oder Wasserdampf allein wird in den Kasten 40 eingeführt und tritt durch
die Schicht des festen Brennstoffes hindurch, wobei sie den Brennstoff abkühlt und
sich gleichzeitig erhitzt: Darauf treten diese Gase bei 44 in den Überhitzer
35, welcher ihnen die notwendige Wärmemenge zuführt, worauf sie von neuem in die
Destillationskammer eingeleitet werden, w¢ der Kreislauf von vorn beginnt.
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Gleichzeitig werden die erzeugten Destillationsgase quer durch die
Brennstoffschicht hindurch und in dieKästen 22 und denWaschkondensator 26 eingesaugt.