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Ofen zur Erzeugung von Gas und Koks Aus einzelnen Kammern bestehende
Ofenblöcke zur Entgasung von Brennstoffen auf dem Wege der trockenen Destillation
arbeiten in kleineren Einheiten schon deswegen bedeutend unwirtschaftlicher als
ähnliche Anlagen großen Umfanges, weil mit Rücksicht auf das ungünstigere Verhältnis
der Oberfläche zum Volumen und damit zum Wärmeinhalt der durchgesetzten Stoffe die
Abstrahlungsverluste mit abnehmendem Umfang der Anlage anwachsen. Während moderne
Großkokereien nur Strahlungsverluste von wenigen Prozent aufweisen, läßt sich bei
kleinen Gaswerksöfen oft ein Abstrahlungsverlust feststellen, der bis zur Hälfte
der dem Ofen zugeführten Energie beträgt.
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Gemäß der Erfindung soll die auf dem Wege der Leitung und Strahlung
an die den Ofenblock begrenzenden Wandungen abgegebene Wärme wiedergewonnen werden,
indem diese Wandungen, soweit sie nicht zur Anbringung von Ofentüren oder zum Füllen
und Entleeren oder zur sonstigen Bedienung des Ofens Verwendung finden, in ihrem
inneren Teil gasdurchlässig ausgebildet sind. Die noch nicht zur Vereinigung gebrachten
Verbrennungsstoffe, Gas und Luft oder einer von beiden, werden im wesentlichen parallel
zu dem in den Wandungen herrschenden Wärmegefälle diesem in dem gasdurchlässigen
Teil der Wand entgegengeführt. Dabei soll die Wärme, die in dem Mauerwerk der Wandungen
von den heißen Räumen des Ofens zur Außenluft wandert, in den für den Durchtritt
der vorzuwärmenden Stoffe frei bleibenden Kanälen, Spalten, Öffnungen usw. die Verbrennungsstoffe
so vorwärmen, wie man dies bei Gaserzeugungsöfen durch Wärmespeicher (Regeneratoren)
und Wärmeaustauscher (Rekuperatoren) bewerkstelligt, in denen die fühlbare Wärme
der verbrannten Gase diesem Zweck nutzbar gemacht wird. Bei dem Ofen gemäß der Erfindung
kann die fühlbare Wärme der verbrannten Gase, da sie nicht zur Vorwärmung der Verbrennungsstoffe
mehr benötigt wird, zur Erhitzung von Dampfkesseln oder anderen möglichst mit der
Ofenanlage in Verbindung stehenden Zwecken verwendet werden.
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Bei parallel angeordneten Kammern, an deren beiden Längsseiten in
einzelne Züge aufgeteilte Heizwände liegen, stoßen die beiden Endheizwände an die
Kopfwände des Ofens und erhitzen diese sehr stark, da ein nützlicher Wärmeverbrauch
hier nicht stattfindet; man ordnet sogar, um übermäßige Erhitzungen der Köpfe zu
vermeiden, an der Außenseite der Endheizwände besondere Züge an, durch die Luft
geleitet wird, um eine genügende Abkühlung der Ofenköpfe sicherzustellen; diese
Luftzüge vergrößern natürlich noch die verlorengehende Wärmemenge. Die Außenwände
dieser Endheizzüge sind demnach in erster Linie für die Unterbringung der Erhitzerräume
geeignet. Man bildet die Erhitzerräume so aus, daß die Außenwandungen der Endheizzüge
im Innern aus gasdurchlässigem Mauerwerk bestehen und zwischen diesem gasdurchlässigen
Mauerwerk und gasundurchlässigen, unmittelbar an die Außenluft bzw. unmittelbar
an die Endheizwände grenzenden Wänden Verteil- bzw. Sammelräume für die vorzuwärmenden
Verbrennungsstoffe vorgesehen sind.
Während bei waagerechten, auf
beiden Seiten durch senkrechte Türen abgeschlossenen Ofenkammern die senkrecht zur
Kammerlängsrichtung sich erstreckenden senkrechten Außenwände für die Bedienung
des Ofens frei gehalten werden müssen, sind bei senkrechten Kammeröfen nicht nur
die parallel zur Längsrichtung der Kammern liegenden, sondern auch die dazu senkrechten
Außenwände zur Aufnahme der Erhitzerräume gemäß der Erfindung geeignet.
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In den Ofenblock, der die Kammern, Heizwände und Erhitzerräume umfaßt,
kann auch ein zur Erzeugung des Heizgases dienender Generator eingebaut sein, und
die Außenwand dieses Generators kann ebenfalls Erhitzerräume enthalten; diese können
zur Vorwärmung des Unterwindes des Generators dienen.
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Es sind bereits zylindrische, von einem hohlzylindrischen Heizraum
umgebene Kammern für die Holzverkohlung bekanntgeworden, bei denen die Luftzuführung
durch einen mit feuerfesten Steinen besetzten Raum erfolgt, der sich rings um den
Heizraum erstreckt. Da jedoch die Luft in diesem Raum am oberen Ende eingeführt
wird und ihn unten durch eine am inneren Umfang gelegene Öffnung verläßt, so strömt
die Luft in diesem Raume in im wesentlichen senkrechter Richtung und kann daher
die radial erfolgende Wärmeabstrahlung praktisch nicht aufheben. Um die Wirkung
gemäß der Erfindung zu erzielen, nämlich eine Aufhebung der Wärmeleitung durch die
in entgegengesetzter Richtung strömenden, noch nicht zur Vereinigung gebrachten
Verbrennungsmedien, müssen sich also die Verteil- und Sammelräume über die ganze
Ausdehnung der Erhitzerräume erstrecken. Außerdem ist übrigens der erwähnte Holzverkohlungsofen
für eine rationelle Erzeugung größerer Gasmengen deswegen ungeeignet, weil er einen
zylindrischen Querschnitt hat und daher nicht unter Herabsetzung der Abstrahlungsverluste
überhaupt zu größeren Einheiten zusammengesetzt werden kann.
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Für die Ausbildung des gasdurchlässigen Mauerwerks, das zum Aufbau
der Erhitzerräume dient, ergeben sich verschiedene Möglichkeiten. Um einen möglichst
langen Gasweg zu erhalten, kann man beispielsweise senkrecht zum Wärmegefälle verhältnismäßig
dünne Platten so anordnen, daß zwischen in der Längsrichtung aneinanderstoßenden
Platten Zwischenräume verbleiben, wobei diese Zwischenräume in der Richtung des
Wärmegefälles gegeneinander versetzt angeordnet und die Gase auf diese Weise gezwungen
sind,. sich in einer etwa meanderförmigen Bahn zwischen den Platten hindurchzubewegen.
Man kann aber auch die Hauptströmungsrichtung des Gases beibehalten, indem die Öffnungen
ungefähr in Richtung des Wärmegefälles verlaufen, muß aber dann dafür sorgen, daß
keine direkte Wärmestrahlung nach außen gelangen kann, was durch genügend kleinen
Querschnitt der Öffnungen oder durch geringe Abweichungen der Längserstreckung der
Öffnungen von der Geraden erreicht werden kann. Gasdurchlässiges Mauerwerk kann
man z. B. in der Weise schaffen, daß dünne Plättchen aus feuerfestem Werkstoff mit
verhältnismäßig rauher Oberfläche aufeinandergelegt werden, wobei die Ebene dieser
Plättchen und der sich beim Aufeinanderlegen ergebenden Spalte in der Richtung des
Wärmegefälles liegt. Die Plättchen können ebene oder in bekannter `'(reise auch
wellenförmige Gestalt besitzen. In jedem Falle können die Formlinge für diese Platten
in bekannter Weise durch die Strangpresse in größerer Anzahl gleichzeitig hergestellt
-und in der üblichen Weise getrocknet und gebrannt werden. Derartige Plättchen können
in gewölbeartig ausgebildete Räume ohne weiteres eingesetzt und bei eventueller
Verschmutzung nach Stillsetzen der anstoßenden Heizwände leicht herausgenommen,
gereinigt oder auch durch neue ersetzt werden. Die gasdurchlässige Wandung kann
auch durch sogenannte Nadelsteine gebildet werden; derartige Steine werden als Tonschamottesteine
in bekannter Weise so hergestellt, daß nach der Naßverformung und teilweisen Trocknung
stählerne Nadeln in die Formlinge eingestoßen und dabei durchgehende Hohlräume geformt
werden. Statt des Einstoßens gerader Nadeln können auch durch Einbohren spiralförmiger
Nadeln in die naß gepreßten Formlinge spiralförmige Hohlräume in dem Nadelstein
gebildet werden, um der Strahlung den Durchgang durch das Mauerwerk zu erschweren.
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Zur Veranschaulichung der Erfindung ist in den Abbildungen ein Ofen
mit senkrechten Kammern und senkrechten Heizzügen dargestellt, bei dem in dem Ofenblock
auch ein Generator eingebaut ist, und zwar zeigt Fig. i einen waagerechten Schnitt
durch den Ofen längs I-I von Fig. 2, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine
der Ofenkammern längs II-II von Fig. i, Fig.3 einen senkrechten Schnitt senkrecht
-zur Längsrichtung der Ofenkammern längs III-III von Fig. i.
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Der Ofen besitzt zwei senkrechte, nach unten erweiterte Ofenkammern
a, zu deren beiden Seiten die (insgesamt drei) Heizwände b liegen, die in einzelne
senkrechte Züge unterteilt sind. In den parallel zur Kammerlängsrichtung sich erstreckenden
Außenwandungen c sind Erhitzerräume d angeordnet, in die die vorzuwärmende Luft,
gegebenenfalls auch das Verbrennungsgas, aus den Sammelleitungen e mittels der Verteilräume
feingeführt und in vorgewärmtem Zustande in den Räumen g gesammelt, durch die zu
den Kammern parallelen Kanäle h in die senkrecht dazu liegenden.
Kanäle
i geführt wird, aus denen die Verbrennungsluft in die Heizzüge eintritt, in denen
sie mit dem Gas zusammenkommt. Zur Erzeugung des Verbrennungsgases dient ein Generatorschacht
k, in dessen Außenwand sich ebenfalls ein Erhitzerraum in befindet, dem Luft oder
ein Gemisch von Luft und .Wass--.rdampf unter Druck zugeführt und aus dem sie unter
den Rost des Generators gebracht wird. Durch den Kanal n tritt das erzeugte Gas
in den waagerechten Gasverteilkanal o ein; die aus den Heizwänden abziehenden verbrannten
Gase werden im Kanal p gesammelt.
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Auch in den zu den Wänden c senkrechten Außenwänden können Erhitzerräume
für die Verbrennungsluft vorgesehen sein, wenn es sich um senkrechte Ofen handelt.
Bei waagerechten Ofen kann man daran, denken, die Ofendecke für die Unterbringung
von Erhitzerräumen heranzuziehen. Die den Kanälen i und o entsprechenden Verteilkanäle
für das Gas und die Luft müssen bei waagerechten Öfen unterhalb der Kammersohle
verlaufen, wenn auch hierbei die Heizwände in senkrechte Heizzüge aufgeteilt sein
sollen.