-
Verfahren und Vorrichtung zum Schwelen von Brennstoffen Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zum Schwelen von stückigem, beim Erhitzen zum Erweichen
neigendem Schwelgut, wie backende Steinkohle oder Briketts aus backender Steinkohle,
ferner Briketts aus nichtbackenden Brennstoffen, die mit Pech gebunden sind. Die
Schwelung hat dabei derart zu erfolgen, daß die Stückform des Ausgangsbrennstoffes
bzw. des Briketts erhalten bleibt.
-
Es ist bereits vorgeschlagen worden, beim Erhitzen zum Erweichen neigendes
Schwelgut, insbesondere backende Steinkohlen, dadurch schwelfähig zu machen, daß
das Schwelgut einer meist mehrstündigen oxydierenden Vorerhitzung unterworfen wird,
um durch den Einfluß von Wärme und Sauerstoff das Backbitumen in hinreichendem Ausmaß
zu mindern oder völlig zu zerstören. Erst im Anschluß an diese Vorbehandlung kann
dann das Schwelgut der eigentlichen Schweleinrichtung zugeführt werden. Ähnlich
ist die Sachlage bei den seitherigen Bestrebungen, mit Pech gebundene Briketts derart
zu verkoken, daß unterErhaltung derBrikettform ein teerfreier, daher rauch- und
rußlos verbrennender Brennstoff entsteht. Durch stufenweise Verkokung mit dazwischengelegten
Abkühlungsphasen versucht man, einer Erweichung der ganzen Brikettfarm entgegenzuarbeiten.
In allen
Fällen handelt es sich demnach seither um zwei- oder mehrstufige
Verfahren, die umfangreiche Einrichtungen erforderten, die in der Praxis erforderlichen
hohen Durchsatzleistungen nicht gestatteten und durch ihre Umständlichkeit viel
zu teuer waren. Eine erfolgreiche Einführung in die Praxis haben diese Vorschläge
daher nicht gefunden.
-
Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die angestrebte
Erhaltung der Stückform von beim Erhitzen zum Erweichen neigendem Schwelgut in einer
einzigen Verfahrensstufe dann gelingt, wenn vorsichtiges, d. h. langsames und schonendes
Erhitzen bei Lagerung in dünner Schicht und bei ständiger Bewegung des Schwelgutes
in dem Sinn zusammenwirken, daß immer neue Oberflächen des Schwelgutes mit der Heizfläche
der Schweleinrichtung in Berührung gebracht werden und zugleich auch infolge von
Umwälzen des Schwelgutes dessen Stücke unter sich eine Drehbewegung ausüben, die
immer neue Oberflächen in Berührung bringt und damit ein Abreißen bzw. Auseinanderreißen
von solchen Kohlenstücken bewirkt. bei denen infolge der vorgeschrittenen Erhitzung
die Neigung zum Zusammenkleben sich geltend machen will.
-
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß für das
Verfahren ein Rohrbündeldrehofen mit in den einzelnen Schwelrohren eingebauten Spiralen,
Wendeleisten u. dgl. verwendet wird.
-
Die schräge Lagerung des Rohrbündeldrehofens schafft die Voraussetzung,
daß das Schwelgut in dünner Schicht den Ofen durchwandern kann. Die erforderliche
Bewegung wird dem Schwelgut teils durch die eigene Schwere und teils durch die Drehung
des Rohrbündels gegeben. Dabei sind in den einzelnen Rohren entsprechende Einbauten
vorgesehen, um einmal das schonende Umwälzen des Schwelgutes zu bewirken und weiterhin
die Kontaktheizfläche zu vergrößern. Bei der Wanderung kommt dann das Schwelgut
ständig mit der Kontaktheizfläche in Berührung. Derartige Einbauten können fernerhin
die Durchlaufgeschwindigkeit des Schwelgutes beeinflussen, z. B. ein zu schnelles
Durchrutschen des Schwelgutes, insbesondere der Briketts, durch die Schweleinrichtung
verhindern. Man hat es daher in der Hand, die Schwelzeit entsprechend dem jeweils
vorhandenen Schtvelgut genau zu regeln. Auch der Neigungswinkel sowie die Drehgeschwindigkeit
können den jeweiligen besonderen Eigenschaften des Schwelgutes angepaßt werden,
um den Durchsatz je nach Bedarf zu beschleunigen oder zu verzögern.
-
Selbstverständlich muß diese Bewegung des Schwelgutes so schonend
sein, daß kein Stürzen der einzelnen Stücke und folglich keine Zerstörung der Stückform
und keine Staubbildung auftreten kann. Je geringer der Durchmesser des einzelnen
Sch-,velraumes, d. h. des einzelnen Rohres ist, desto geringer ist die sich daraus
ergebende Fallhöhe. So ist es möglich, bei einer richtigen Abstimmung von Stückgröße
und Stückform des Schwelgutes mit dem Durchmesser des Schwelraumes ein Stürzen des
Schwelgutes überhaupt zu vermeiden. Es findet dann nur noch ein schonendes Gleiten
statt. Als besonders günstig hat sich ein Verhältnis von Schwelgutstück zum Durchmesser
des Schwelraumes gezeigt, wenn der letztere etwa das Fünffache der Längsachse eines
Schwelgutstückes in Form eines Eiformbriketts beträgt.
-
Auch ein Einbetten der backenden Stückkohle bzw. der - zum Erweichen
neigenden Briketts in ein inertes feinkörniges Material, wie Koksgrus, Sand usw.,
kann von Vorteil sein, zumal sich diese Hilfsmittel infolge der großen Verschiedenheit
in der Form nach Verlassen des Schwelofens von dem Schwelgut, z. B. durch Absieben,
leicht trennen und in den Verfahrensgang zurückführen lassen. Der durch diese Maßnahme
in vielen Fällen gebotene Fortschritt besteht darin, daß das fertige Schwelgut von
einer besonders gleichmäßigen Beschaffenheit ist und sich dadurch auch für anspruchsvolle
Sonderverwendungszwecke, wie Fahrzeuggeneratoren, hervorragend eignet.
-
Das Einbetten von Brennstoffen, die geschwelt werden sollen, in inertes,
feinkörniges Material, wie Koksgrus, Sand usw., ist bekannt. Der Schutz für diese
-Maßnahme soll demgemäß nur in Verbindung mit dem Anspruch i gelten.
-
Mit Hilfe der verschiedenen, vorbeschriebenen Maßnahmen liegt das
Schwelgut im Schwelraum einerseits dicht genug, um jedes Fallen und Stürzen zu vermeiden,
andererseits aber auch locker genug, um den sich im Schwelraum bildenden Schwelgasen
und Schweldämpfen einen ungehinderten und damit schnellen und schonenden Abzug aus
dem Schwelraum zu gestatten. Damit werden schädliche Überhitzungen und Zersetzungen
der Dämpfe vermieden, und die Güte des Schwelteeres wird erheblich gesteigert.
-
In besonderen Fällen kann es angebracht sein, in den Schwelraum eine
gewisse Menge Dampf einzuführen. Es bleibt dabei der Lage des Einzelfalles überlassen,
ob diese Dampfzufuhr in ihrer Eigenschaft als zusätzlicher Wärmeträger zur Beschleunigung
des Schwelvorganges beitragen soll, oder ob die Beeinflussung der Ausbeute an Schwelteer
nach Menge und Güte beabsichtigt ist oder ob schließlich die Aufgabe des Dampfes
darin
besteht, eine erhöhte Entschwefelung des Kokses oder eine
Erhöhung seiner Reaktionsfähigkeit zu bewirken.
-
Es war schon vorgeschlagen worden, einen Rohrbündeldrehofen mit in
den einzelnen Schwelrohren eingebauten Spiralen, Wendeleisten od. dgl. und unmittelbarer
oder mittelbarer Beheizung zu benutzen, um mit wasserlöslichen Bindemitteln hergestellte
Briketts einer ErhItzung auf etwa 30c' >C zu unterwerfen. Bekanntlich erfahren alle
mit wasserlöslichen Bindemitteln hergestellten Briketts durch eine Wärmebehandlung
eine wesentliche Steigerung ihrer Festigkeit; bei etwa 300° C tritt eine Verkokung
des Bindemittels und damit eine gewisse Wasserunempfindlichkeit und Wetterbeständigkeit
ein. Durch eine solche Hitzebehandlung erhalten die Briketts erst die erforderliche
Festigkeit und damit Gebrauchsfertigkeit. Andererseits ist eine Steigerung der Erhitzung
über 300° C für die angestrebten Zwecke nicht nur nicht notwendig, sondern "sogar
falsch, und es würde nur eine Verschwendung bedeuten, die Erhitzung höher zu treiben.
Von einer Schweleng von stückigem, beim Erhitzen zum Erweichen neigendem Schwelgut
war bei den seitherigen Vorschlägen nie die Rede, da es sich bei diesen um eine
grundsätzlich andere Aufgabe handelte.
-
Bei manchen Kohlensorten, insbesondere dann, wenn sie mit solchen
kohlenwasserstoffartigen Bindemitteln, wie Rückständen der Teerdestillation u. dgl.,
brikettiert sind, die durch eine Verkrackung ein sehr festes, pechkoksähnliches
Bindemittelgerippe ergeben, kann es zweckmäßig sein, die Erhitzung auf Schweltemperatur
schnell durchzuführen. Die Schweleinrichtung muß in solchen Fällen geeignet sein,
eine schnelle Zufuhr großer Wärmemengen von begrenzter Temperaturhöhe zu ermöglichen.
In solchen Fällen ist ein Schwelofen aus keramischen Baustoffen vorzuziehen, und
zwar wird das Verfahren so durchgeführt, daß der Ofen zunächst auf eine verhältnismäßig
hohe Temperatur aufgeheizt und dann erst das Schwelgut eingebracht wird. Durch diese
Maßnahme gelingt es, die Aufwärmung des Schwelgutes schlagartig durchzuführen. Aus
der angegebenen Betriebsweise folgt ohne weiteres, daß man mindestens zwei Öfen
benutzen muß, von denen jeweils der eine in der Zeit aufgeheizt wird, in welcher
der andere Ofen mit Schwelgut besetzt wird.