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Verfahren zur Abscheidung kondensierbarer flüchtiger Produkte aus
festem, kohlenstoffhaltigem Material durch Erhitzen des letzteren und Abkühlung
der entwickelten Dämpfe. Die Erfindung bezieht sich auf die Abscheidung von flüchtigen
Produkten aus festem, kohlenstoffhaltigem Material durch Erhitzen des letzteren
in einer Retorte oder ähnlichen Kammer und Überführung der entwickelten Dämpfe in
eine kühlere Zone. Bei den bekannten Abscheidungssystemen wird diese kühlere Zone
durch einen besonderen Kondensationsapparat gebildet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Anwendung besonderer Kondensationsapparate
für die kondensierbaren flüchtigen Produkte dadurch unnötig gemacht, daß man die
aus dem Material innerhalb der Retorte in irgendeiner Zone aus einer verschiedenen
Anzahl von Zonen verschiedener Temperatur eniwickelten Dämpfe dadurch zur Kondensierung
bringt, daß sie mit einem verhältnismäßig kühleren Teil des Materials in einer anderen
Zone innerhalb der Retorte in Berührung kommen, und daß man die entstehende Flüssigkeit
verhindert, in eine verhältnismäßig heißere Zone zurückzugelangen, wodurch das kondensierte
flüchtige Material in flüssiger Form in der Retorte erhalten und unmittelbar aus
ihr entfernt werden kann.
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Bei der Ausführung des Verfahrens sind die verschiedenen Temperaturen
vorzugsweise gleichförmig abgestuft, und um ununterbrochen arbeiten zu können, läßt
man das zu behandelnde Material vorzugsweise langsam durch die verschiedenen Zonen
der Retorte von deren kaltem zum heißen Ende hindurchgehen. Außerdem wird zur Unterstützung
der Bewegung der entwickelten Dämpfe nach kälteren Zonen hin das bekannte Hilfsmittel
eines gasförmigen Beförderungsmittels mit Vorteil benutzt. Endlich ist, um mit Sicherheit
zu verhindern, daß die kondensierten Dämpfe in irgendeiner Zone der Retorte in eine
heißere Zone zurückkehren, wo sie eine Wiederverdampfung und möglicherweise eine
Zersetzung oder Aufspaltung (cracking) erleiden würden, die Retorte so geneigt,
daß ihr kaltes Ende den tiefsten Punkt bildet, so daß die bei der Kondensation heißer
Dämpfe mit verhältnismäßig kühlerem in Behandlung befindlichem Material in den verschiedenen
Zonen der Retorte entstehenden Flüssigkeiten nach dem kalten unteren Ende fließen
oder tropfen. Unter solchen Bedingungen werden die in irgendeiner Zone der Retorte
entwickelten und durch das gasförmige Mittel nach dem unteren Ende hin bewegten
flüchtigen Produkte kondensiert, indem sie mit dem verhältnismäßig kalten eingeführten
Material in Berührung kommen, das sich in entgegengesetzter Richtung bewegt, und
gelangen dann in flüssiger Form weiter abwärts in die Retorte, von deren verhältnismäßig
kälterem unteren Ende sie in noch flüssiger Form entfernt werden, anstatt in Dampfform
aus der Retorte geleitet und gesondert kondensiert zu werden. Es ist ersichtlich,
daß, Wenn die. flüchtigen, irgendeiner bestimmten Temperatur entsprechenden Produkte
verdampft werden, sie
unmittelbar durch das gasförmige Mittel in
eine oder mehrere aufeinanderfolgende Zonen von niedrigerer Temperatur geführt werden,
wo sie mit dem verhältnismäßig kalten, in den erwähnten Zonen in Behandlung begriffenen
Material in Berührung kommen und dadurch kondensiert werden, wodurch das Ergebnis
erhalten wird, daß keine Möglichkeit einer Zersetzung der Dämpfe oder ihrer Überführung
in weniger leicht kondensierbare Dämpfe oder Gase besteht. Die Temperatur im heißesten
Teil der 'Retorte braucht nicht mehr als etwa 6oo ° zu betragen. Doch selbst wenn
der heißeste Teil eine höhere Temperatur hat, tritt keine Zersetzung oder Aufspaltung
der Dämpfe ein. Die vorher beschriebene Erhitzungswirkung findet bei jeder der verschiedenen
Stufen des flüchtigen Stoffes statt, so daß keine der verschiedenen Stufen überhitzt
wird, sondern alle unmittelbar bei ihren jeweiligen Verdampfungstemperaturen von
dem gasförmigen Mittel mitgenommen und in Zonen geführt werden, wo die Kondensation
sofort stattfindet.
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Die Hindurchführung des Materials durch die Retorte, die vorzugsweise
von zylindrischer Form und leicht nach oben nach dem heißen Ende hin geneigt ist,
wie vorher bemerkt, kann in irgendeiner geeigneten Weise bewirkt werden, wird aber
am geeignetsten durch das bekannte Hilfsmittel bewirkt, das aus einer Schnecke auf
einer drehbaren `'Felle besteht. Die gleichförmig abgestufte Temperatur des Materials
wird zweckmäßig von außen aufrechterhalten, indem man einen Ringraum um die Retorte
herum vorsieht, und eine oder mehrere achsiale Reihen von Gas- und Luftdüsen von
abgestufter Größe in diesem Raume anordnet. Eine abgestufte Erhitzung kann auch
von innerhalb der Retorte ebenso wie von außerhalb auf das Material zur Einwirkung
gebracht werden in solcher Weise, daß der Kern des Materials ebensogut wie sein
äusserer Teil erhitzt wird. Zu diesem Zweck kann die Transportvorrichtung so eingerichtet
werden, daß sie gleichzeitig als Wärmeleiter und -ausstrahler wirkt. Infolgedessen
wird das in Behandlung begriffene Material in jedem Querschnitt der Retorte gleichförmig
erhitzt, weil die Einwirkung der Hitze nicht nur von der zylindrischen Wandung her,
sondern auch von der Transportvorrichtung her stattfindet.
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Das gasförmige Mittel, das aus dem gewaschenen und gereinigten, unkondensierbaren,
gasförmigen Produkt aus der Retorte bestehen kann, wird in kaltem Zustande eingeführt
und dient daher zur Abkühlung des Kokse, oder ähnlichen von Dampf befreiten Materials,
wenn dieses aus der Retorte austritt. Infolgedessen wird das Kühlen oder Ablöschen
des Kokses nach seinem Austritt aus der Retorte unnötig gemacht, und die sonst verlorene
Wärme wird zur Erhitzung des gasförmigen i Mittels nützlich verwendet. Das gasförmige
Mittel läßt man durch die Retorte mit einer verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit
hindurchgehen, es nimmt daher die nacheinander abnehmenden Temperaturen der aufeinanderfolgenden
Zonen an, durch die es hindurchgeht. Es ist natürlich selbstverständlich, daß das
kondensierte flüchtige Material aus der Retorte in flüssiger Form in irgendeiner
geeigneten Weise entfernt wird.
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Es mag auch bemerkt werden, daß, da das in Behandlung begriffene Material
in Zonen von allmählich steigender Temperatur eintritt, anstatt unmittelbar in eine
Zone von Maximal-; temperatur zu gelangen, die flüchtigen Bestandteile des Materials
allmählich ausgetrieben werden; und nicht überhitzt oder aufgespalten werden können,
da sie, sobald sie zu der ihrer Verdampfungstemperatur entsprechenden Zone gelangen,
unmittelbar von dem gasförmigen Mittel aufgenommen und in eine kühlere Zone in Berührung
mit verhältnismäßig kaltem Material geführt werden, wodurch ihre Kondensation bewirkt
wird. Außerdem tritt keine Überhitzung des Dampfes ein, selbst wenn das heiße Ende
der Retorte auf eine Temperatur gebracht wird, die die Verdampfungstemperatur des-
am wenigsten flüchtigen Bestandteiles erheblich übertrifft, weil alle Stufen des
Dampfes von dem gasförmigen Mittel in den Zonen mitgenommen werden, die ihren jeweiligen
Verdampfungstemperaturen entsprechen. In. den heißeren Zonen jenseits derjenigen,
in der der am wenigsten leicht flüchtige Bestandteil entfernt wird, wird der Koks
oder das andere von Dämpfen befreite Material lediglich weiter erhitzt, gibt aber
keine flüchtigen und annähernd bei Atmosphärentemperatur kondensierbaren Bestandteile
mehr ab, weil die letzteren sämtlich schon bei ihrer jeweiligen Verdampfungstemperatur
entfernt und in kälteren Zonen innerhalb der Retorte, wie schon angegeben, kondensiert
worden sind.
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Die Abkühlung des Kokses oder des anderen von Dampf befreiten Materials
kurz vor seinem Austritt aus dem heißen Ende der Retorte wird dadurch erleichtert
und die Ausbeute an kondensierten flüchtigen Produkten und auch die Ausbeute an
Nebenprodukten aus den unkondensierten, aus der Retorte entweichenden Gasen und
Dämpfen dadurch vermehrt, daß man in die Retorte in der Nähe ihres heißesten Teiles
Wasser eintreten läßt.
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In den beiliegenden Zeichnungen ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung
zur praktischen Ausführung der Erfindung beispielsweise dargestellt.
Fig.
i ist eine Seitenansicht einer Batterie von fünf Retorten und ihrer Nebenteile nebst
dem umgebenden Mauerwerk, wobei die unterste Retorte im Schnitt gezeichnet ist.
Fig. a ist eine Endansicht und Fig. 3 ein Grundriß entsprechend der Fig. i. Fig.
q. ist ein vergrößerter Schnitt nach der Linie 4-q. in Fig. Z.
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Die zylindrischen Retorten A sind eine über der anderen angeordnet
und jede in Platten B aus feuerfestem Ton eingeschlossen, die so gestaltet sind,
daß ein ringförmiger Raum C gebildet wird, der mit losen Bruchstücken von Ziegeln
oder feuerfestem Ton gefüllt sein kann. Durch jede Retorte erstreckt sich eine `Welle
D, auf der eine Hülse D1 mit einem Schneckengang D= befestigt ist. Die Hülse und
der Schneckengang -sind aus Abschnitten von geeigneter Länge hergestellt und auf
der Welle D zusammengesetzt, an der sie abnehmbar derart befestigt sind, daß sie
sich mit ihr drehen. Die Retorten sind leicht gegen die Wagerechte geneigt und ihre
unteren Enden sind an Eintrittskästen A 1 befestigt, in die das zu behandelnde Material
aus einem Trichter E mittels eines Drehschiebers F hineinfällt. Die Schraubengänge
D ° erstrecken sich bis in die Eintrittskästen A1, und ihre Wellen treten durch
die Kästen hindurch und sind mit Zahnrädern D3 versehen, die mit Sperrklinken zum
Eingriff kommen können, die an Schwingarmen G sitzen, die in einer Richtung durch
einen hydraulischen Widder G' und in der anderen Richtung durch den unausgeglichenen
Teil der vereinigten Gewichte der Arme G bewegt werden, die teilweise durch ein
Gewicht G2 ausgeglichen sind. Jeder der Kästen .enthält eine Schaufel A2, die einen
Teil eines Zylinders bildet und unterhalb des benachbarten Teils der entsprechenden
Schnecke D= liegt, ohne indessen den senkrechten Durchgang durch den Kasten vollständig
zu versperren, so daß das über die Schnecke und die Schaufel und um sie herum in
einem Kasten entweichende Material in den nächstunteren Kasten heruntergelangt.
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Das obere Ende jeder Retorte ist an einem Austrittskasten befestigt,
in den das verbrauchte oder von Dämpfen befreite Material durch die Schnecke D2
hineingedrückt wird, worauf es herunterfällt und durch einen Drehschieber H in einen
Wagen auf einem versenkten Gleis oder Weg H1 fällt.
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Durch den untersten Teil des Raumes C um jede Retorte A herum erstrecken
sich in der Längsrichtung zwei Rohre J, J, eines für Luft und eines für Gas.
Diese Rohre sind in Absätzen in ihrer Längsrichtung mit radialen Bohrungen versehen
und im Winkel zueinander verstellbar, so daß man die Gas- und Luftstrahlen.in jedem
gewünschten Winkel gegeneinanderrichten kann. Die Größe der Bohrlöcher ist abgestuft,
so daß die größten am Gaseintrittsende liegen.
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Das gasförmige Mittel wird in kaltem Zustande und mit einem Druck
von etwa 28o g auf den Quadratzentimeter (q. Pfund engl. auf den Quadratzoll engl.)
in den oberen Teil des Austrittsschiebers H eingeleitet.
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Aus der vorstehenden Beschreibung -ist ersichtlich, daß das zu behandelnde
Material bei der Temperatur der Außenluft durch die Eintrittskästen A1 in -die Retorten
A eintritt und durch die Schnecken D2, langsam durch die Retorten von links nach
rechts bewegt wird, während das kalte gasförmige Mittel in die Retorten durch die
Kästen A3 eintritt und von rechts nach links geht. Das in Behandlung befindliche
Material trifft auf Zonen von allmählich steigender Temperatur, und das gasförmige
Mittel führt die in irgendeiner Zone entwickelten Dämpfe in Zonen von niedrigerer
Temperatur, wie bereits beschrieben, wodurch das Resultat erhalten wird, daß das
verbrauchte oder von Dämpfen befreite Material aus den Retorten auf der rechten
Seite durch den Schieber H verhältnismäßig kalt austritt, während die entwickelten
Dämpfe an dem linken Ende der Retorte oderin dessenNähe durch Berührung mit dem
kalten eintretenden Material kondensiert werden. Die kondensierten Dämpfe tropfen
oder fließen in den Retorten abwärts und durch die Eintrittskästen A1 und werden
unterhalb des untersten Kastens mittels des Gefäßes K abgezogen. Die Flüssigkeit
kann dann der fraktionierten Destillation in gewöhnlicher Weise unterworfen werden.
Das gasförmige Mittel und die unkondensierbaren Dämpfe treten durch Auslässe A -
aus den Retorten und werden danach in ähnlicher Weise gewaschen und gereinigt, wie
dies mit den Retortengasen der gewöhnlichen Kohlengasfabrikation geschieht. Ein
Teil des erhaltenen Gases wird wiederum als gasförmiges Mittel in dem Verfahren
gebraucht und der Rest wird in einem Gasbehälter aufgespeichert.
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Es ist ersichtlich, daß die gesamte Anlage mehr oder weniger selbsttätig
gemacht werden kann. Mechanische Kraft wird von einer Welle L auf eine zweite
Welle 31 übertragen, und von da durch Kettenräder und Ketten Ml und M2 beziehungsweise
auf die Drehschieber F und H.