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Verfahren und Ofen zur Wärmebehandlung von Briketten Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und einen Ofen zur Wärmebehandlung von Kohle zwecks Herstellung
von Briketten, die vorher aus der Kohle und einem asphaltartigen Bindemittel (Öl)
aus einer plastischen Masse geformt worden sind.
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Gemäß der Erfindung werden diese so geformten Brikette. auf einem
bekannten endlosen Förderband ruhend, von der Vorschwelkammer durch eine davon getrennte
Härtekammer zwecks Härtens ihrer Oberfläche durch Temperatursenkung geleitet, ehe
sie in einen Schachtofen geschüttet «-erden.
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Der Ofen zur Ausführung des Verfahrens mit einer an sich bekannten
V orschwelkammer und einem Schachtofen für die -Nach-:ch«-elung <ler Brikette
enthält getrennt von der Schwelkammer eine Härtekammer, die durch direkte und indirekte
Wärme beheizt wird und durch welche das endlose Förderband läuft. Für die Erwärmung
der V orschwelkamtner sind unter derselben Heizrohre vorgesehen, die Verbrennungsgase
von einem Ofen erhalten und mit entlang der Fßrderbahn angeordneten Heizkanälen
in Verbindung stehen, welche durch Kanäle mit Heizkanälen in der Härtekammer verbunden
sind. Diese Heizkanäle sind an einem Ende offen, um die Heizgase in das eine Ende
der Härtekammer zu leiten, wobei die Heizgase am entgegengesetzten Ende der Härtekammer
durch einen Ventilator abgesaugt werden. Die Verbindungskanäle sind unter Ein-Schaltung
eines Ec--)nomisers mit der Nachschwelkammer verbunden. Die Vorschwelkammer und
die Härtekammer sind durch einen Wasserverschluß, welcher den Durchgang des Förderbandes
gestattet, voneinander getrennt. über dem Wasserverschluß und unter dem Schachtofen
ist eine Aufschlagplatte mit kleiner Öffnung für den Durchgang des Förderbandes
vorgesehen. Durch diese Öffnung etwa aufsteigende Wasserdämpfe werden von einem
über der Platte befindlichen Saugventilator abgeführt. Ferner sind in den zum Wasserverschluß
führenden Schächten der Vorschwelkammer und der Härtekammer Saugventilatoren angeordnet,
um aufsteigende Wasserdämpfe von der Vorschwelkammer und der Härtekammer fernzuhalten.
Der Boden des Wasserverschlusses ist beiderseitig nach der Mitte zu abgeschrägt
und hat eine Auslaßöffnung und Spritzdüsen, die dazu dienen, Materialniederschlag
durch den Auslaß herauszuschwemmen.
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In den beiliegenden Zeichnungen zeigt Abb. i einen senkrechten Längsschnitt
durch den Apparat, Abb. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Heizanlage der Vorschwelzone
entlang der Linie 2-2 der Abb. i, Ahb. 3 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt,
und Abb. 4. einen Schnitt entlang der Linie 4-4 der Abb. i, welcher die Mittel für
den Umlauf der Verbrennungsgase in der -Nachschwelzone zeigt.
Das
vorliegende Verfahren beginnt damit, daß die geformten, aber noch weichen Brikette
auf einer schrägen Gleitbahn 12 in Serien von Eimern 13 herabgleiten, welch letztere
mittels Zapfen auf einem endlosen Förderband 14 aufgesetzt sind, das durch alle
drei Zonen der Vorrichtung läuft. Die mit Briketten beladenen Eimer laufen unter
der Gleitbahn 12 nach rechts und abwärts in einen Flüssigkeitsbehälter 15, welcher
eine beträchtliche Menge Wasseroder eine andere Flüssigkeit enthält. Weiter gehen
dieselben über Führungen - und Unterstützungsräder oder Stifte aufwärts in die Vorschwelkammer
g des Ofens. Das Förderband 14 läuft durch die Kammer g hin und zurück, und es erhalten
darin die Brikette Wärme, und zwar indirekte Wärme, wie später noch eingehend erläutert
werden wird, ohne mit irgendwelchen Verbrennungsgasen in Berührung zu kommen. Der
Weg des Förderbandes durch diese @ Kammer ist vorwärts und rückwärts, aber ununterbrochen
aufwärts, und so kommt endlich dasFörderband durch einen senkrechten Durchgang 16,
der am Ende dieser Kammer liegt, nach unten in den Behälter 15 und dann wieder aufwärts
durch einen zweiten senkrechten Durchgang io. Die äußeren Wände dieser Durchgänge
tauchen in die Flüssigkeit des Behälters 15, so daß hierdurch ein weiterer Abschluß
hergestellt wird.
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Die Brikette haben durch die Flüssigkeit zwischen diesen beiden vertikalen
Durchgängen hindurchzugehen, und zwar ist der erste Durchgang 16 durch indirekte
Wärme beheizt. Dann gehen dieselben aufwärts durch den Durchgang io in einen waagerechten
Durchgang z i, welcher mit waagerechten Leitungen ig ausgestattet ist, die an ihren
äußeren Enden offen sind. Die Brikette in diesen Durchgängen io und i i, welche
eine zweite Kammer in dem Ofen darstellen, sind zuerst indirekter Wärme der Röhren
ig ausgesetzt, dann aber den direkten Verbrennungsgasen, welche von den offenen
Enden dieser Röhren kommen und die Oberflächen der Brikette trocknen und dabei härten.
Das Förderband 14 verläßt waagerecht den oberen Durchgang i i, um in den Kopf der
Nachschwelabteilung zu gelangen. Vorzugsweise ist diese Abteilung von den Wandungen
desselben Ofens gebildet und stellt die dritte Kammer oder Zone dieses Verfahren
dar. Die Nachschwelkammer besteht aus einem Schachtofen 2o, der eine große Anzahl
Brikette aufnehmen kann. Die Eimer werden automatisch umgewendet, wenn sie über
die Mitte dieses oben offenen Schachtofens laufen, und geben dadurch die nunmehr
destillierten und gehärteten Brikette in den Schachtofen 2o ab. Hierin werden sie
weiterbehandelt und dann auf ein Förderband 18 geworfen, welches ununterbrochen
läuft und diese Brikette in die Eimer 13 des Förderbandes 14 befördert bei deren
Rücklauf unterhalb des Wasserspiegels. Auf diese Weise werden die Brikette durch
einen dritten Wasserverschluß geführt, die alle drei durch denselben Behälter 15
dargestellt sind. Das Förderband läuft nunmehr aufwärts zur Abgabestelle, wo die
Eimer auf ein querlaufendes Förderband 48 entleert und von diesem Apparat fortgebracht
werden. Der Boden des Behälters 15 ist beiderseitig nach der Mitte zu abgeschrägt
und hat eine Reinigungsöffnung 35. Dieser schräge Boden kann gegen die Reinigungsöffnung
durch die Spritzdüsen 36 abgeschwemmt werden, was wünchenswert ist, da die Niederschläge
sich verhärten und möglicherweise eine solche Höhe erreichen könnten, daß sie die
Bewegung des Förderbandes hemmen würden.
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Die verschiedenen Kammern oder Zonen können in verschiedener Weise
beheizt werden, und es ist in Abb. 2, 3 und 4 ein zweckmäßiger Weg gezeigt,, um
die notwendige Wärme zu schaffen und dieselbe zu verringern, wenn dies nötig ist.
Die Wärme wird in einem Ofen 25 erzeugt, und eine Leitung 26 führt die Heizgase
in den Boden der Vorschwelkammer g ein. In dieser Zone treten die Gase in eine Rohrkammer
47 ein, welche in eine obere und eine untere Abteilung geteilt ist und welche beide
von den Gasen durchlaufen werden. Heizrohre 46 verbinden die Rohrkammer 47 mit der
Rohrkammer 4o, um die Verbrennungsgase unter die Vorschwelzone zu führen, ohne daß
dieselben in Berührung mit den Briketten kommen können. Die Gase laufen durch die
unteren Rohre. 46 zu der Rohrkammer 40, durch die oberen Rohre 46 und zurück in
den oberen Teil der Rohrkammer 47 und dann durch eine Leitung 2,9, wobei ein elektrisch
betriebener Ventilator 31 dieselben ansaugt und durch das Rohr 32 drückt.
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In der Vorschwelzone sind, im Falle mehr Wärme gebraucht wird, waagerechte
Kanäle 27 vorgesehen, die an einem Ende mit der seitlichen Rohrkammer 49 verbunden
sind. Diese Rohrkammer 49 liegt über der Rohrkammer 47 und ist mit der oberen Abteilung
derselben verbunden. Zwischen den Rohrkammern 49 und 4; befindet sich ein Zugregler
38, welcher bequem geöffnet werden kann, wenn mehr Wärme verlangt wird. Die Kanäle
27 sind mit einer seitlichen Rohrkammer 39 verbunden, und es laufen die Gase, welche
in die Rohrkammer 49 eintreten, durch die unteren Kanäle 27 zu der Seitenrohrkammer
39 und wieder zurück durch die oberen Kanäle 27 zur Rohrkammer 49. Eine von dein
Ventilator 31 ausgehende Leitung ist ebenfalls
mit dein Kopf der
Rohrkammer 49 Verbunden. saugt die Gase an und schickt sie in das Rohr 32. Waagerechte
Scheidewände 17 sind in der Vorschwebzone angeordnet, um die darin befindliche Hitze
und ebenfalls die leichteren, von der Kohle und dein Öl destillierten Bestandteile
abzuleiten.
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Das untere Heizsvsteni ist von dein oberen durch einen Zugregler getrennt,
und beide sind mit dein Einlaß d°s Ventilators 31 verbunden. Bei dieser Anordnung
wird der Zugregler 38 geschlossen, wenn das Produkt :lie gewünschte Schweltemperatur
in der unteren Zone erreicht hat, und es werden die Gase direkt von dem unteren
Heizsystem durch den Ventilator abgezogen, ohne daß das obere Heizsv stem gebraucht
wird.
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Der Gasstrom läuft ungefähr in der Art, wie das in Pfeillinien in
Abb. i angedeutet ist. Die Gase gehen von dem oberen Teil der Rolirkanimer 49 durch
die Leitung 29, und der Ventilator 31 saugt dieselben an und drückt sie durch das
Rohr 32. Dieses Rohr hat eine Abzweigung 33, welche die Gase in die hohlen Wände
i9 in der Erhärtungskammer einführt. In diesem Falle laufen die Leitungen vollkommen
durch diese Zone und sind an den gegenüberliegenden Enden offen. Auf diese Weise
ist diese Zone indirekt und weiterhin durch die Verbrennungsgase geheizt, welche
durch sie zurückströmen und durch Auslässe 41 entweichen, wobei die Verbrennungsgase
am endlosen Förderbande 14 entlang strömen. Die Leitung 32 hat eine weitere Abzweigung
3.1, welche in den Ofen 25 zurückführt, um die überflüssigen heißen Gase wieder
zu verwenden. Praktische Versuche haben ergeben, daß die Verbrennungsgase, die von
dem Ventilator von dein indirekten Heizsystem in der Vorschwelzone abgezogen wurden,
die richtige Temperatur für die Härtezone haben, (lad aber diese Temperatur ein
wenig u hoch für den Gebrauch in dem Schachtofen ist, wo diese Gase ebenfalls verwendet
werden. Es ist ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß die Gase,
die in Vorschwelzone, Härtezone und N achschwelzone gebraucht werden, von stufenweise
niedrigerer Temperatur sind. Unglücklicherweise jedoch können die aus der Härtezone
herausgezogenen Gase, obgleich sie die richtige Temperatur besitzen, nicht ohne
weiteres in der Nachschwelzone verwendet werden, weil sie etwas mit Dampf und Öl
in der Härtezone verunreinigt worden sind. Uni nun kühle und saubere Verbrennungsgase
für den Gebrauch in dein Schachtofen zu schaffen, wird ein Brennstoffvorwärmer 52
verwendet. Die Hauptleitung 32 läuft durch den Brennstoffvorwärmer 52, welcher ebenfalls
das zu den Dampfkesseln der :Anlage laufende Nasser heizt und auch sonst noch heißes
Wasser für irgendwelche anderen Zwecke herstellt.
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Lm ein möglichst gleichmäßiges Produkt zu erzielen, ist es wünschenswert,
eine genaue und gleichmäßige Umwälzung von entsprechenden Gasen mit richtiger Temperatur
durch das Produkt in der Nachschwelzone zu erzielen. Darum «-erden diese Gase von
dem Brennstoffeconoiniser 52 durch die Fortsetzung des Rohres 32 in die Mitte der
\ achschwelzone geführt, wo sie in eine Verteilungsvorrichtung eintreten.
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Da das Vorhandensein von Dampf oder Feuchtigkeit im Schachtofen nachteilig
auf das Härten des Produktes wirkt, ist dieser Ofen von dem darunter befindlichen
Wasser, welches natürlicherweise Dampf entwickelt, getrennt. Diese Trennung ist
durch eine Wand oder eine Aufschlagplatte 62 gebildet, welche eine kleine Öffnung
63 hat, um die Brikette von dem Trichter auf das Förderband, das unter demselben
durch das Wasser läuft, abzugeben. jeder Dampf, der durch diese Öffnung dringt,
wird augenblicklich mit Hilfe eines Saugventilators 64 entfernt, und zwar durch
einen Auslaß 65. In ähnlicher Weise bringen Saugventilatoren 66 durch Auslässe 67
irgendwelchen Dampf fort, -der aufwärts durch die Durchgänge i6 und io gegenüber
der Nachschwelzone 2o aufsteigt.
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Die Brikette, die mit einem Bindemittel, bestehend aus Öl, Asphalt
oder ähnlichem, wie vorher beschrieben, hergestellt sind, können durch die Wasserverschlüsse
laufen, ohne daß sie viel Wasser aufsaugen. Der Wasserverschluß trennt die Vorschwelkammer
von der Nachschwelkammer und die Härtekammer von beiden.
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Als Beispiel wird die Behandlung von Briketten aus Anthrazit oder
Koks im folgenden näher beschrieben.
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Die Brikette werden beim Eintritt in die Vorschwelkammer möglichst
schnell auf eine Temperatur von etwa 26o bis 370° C -#ebracht. Dieser Temperatur
bleiben sie ausgesetzt, bis die Vorschwelung genügend weit vorgeschritten ist. Dann
treten sie in die Härtezone ein, wobei die Temperatur auf etwa 2oo° C gesenkt wird.
Dies ist notwendig, um im Innern der Brikette stellenweise Unterdruck zu erzeugen,
so daß sie etwas von der trockenen Atmosphäre aufnehmen, in der sie sich befinden.
Hierdurch tritt eine schnelle und kräftige Härtung der Oberfläche ein. In der Nachschwelzone
wird die Temperatur von 200° C auf ungefähr i5o° C und weiter während des Austretens
des Produktes aus dem Schachtofen gesenkt.
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jedes Stadium des Prozesses ist vollkommen von dem anderen getrennt,
und trotzdem ist die Folge des Prozesses nicht unterbrochen.
Bei
der Verwendung von Verbrennungsgasen für indirekte Erwärmung in der ersten Zone
und unmittelbar hinterher bei fast derselben Temperatur in der zweiten und dritten
Zone wird eine erhöhte Wärmeausnutzung geschaffen, und diese Ausnutzung wird praktischerweise
noch weiter verbessert durch den Gebrauch desselben Flüssigkeitsverschlusses für
den Eintritt und Austritt des Förderbandes und für die Verbindungszone. Die unbedingte
Trennung der ersten beiden Kammern, die dadurch geschaffen wird, ist von besonderer
Wichtigkeit, da sie die Wiedergewinnung der in der ersten Kammer destillierten Produkte
erlaubt, wo nur indirekte Wärme gebraucht wird.
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Das Produkt wird in der Härtekammer von Ofengasen genügend gehärtet,
um eine wirksame und wirtschaftliche Behandlung in der N achschwelkammer zu erlauben,
wo das Produkt einer Massenbehandlung unterworfen wird und die Gase auf eine große
Menge Material wirken.
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Es sei noch erwähnt, daß an Stelle des Wasserverschlusses ein mechanischer
Verschluß treten kann.