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Verfahren zum Betriebe von Vertikalkammeröfen, in denen ein Gas mit
hohem Heizwert erzeugt wird Bei den bekannten Vertikalkammeröfen zur Erzeugung von
Gas und Koks treten im Verlaufe des Betriebes an den Kammerwänden mehr oder weniger
dicke Graphitablagerungen auf, die hauptsächlich einer Zersetzung der schweren Kohlenwasserstoffe
des in der Ofenkammer erzeugten Gases entstammen. Zur Entfernung der Graphitablagerung
ist es üblich, die Kammer zu entleeren und danach in dieselbe Wasserdampf einzublasen,
der die Oberfläche der Graphitschicht abkühlt, wodurch in der Graphitschicht Spannungen
auftreten, die ein Abplatzen derselben vom feuerfesten Mauerwerk zur Folge haben.
Dabei befördert man in der Regel das Abplatzen der Graphitschicht noch durch Stoßen
mit langen, meißelartig ausgebildeten Stangen von der Oberseite des Kammerofens
aus.
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Es hat sich nun beim Betriebe von Vertikalkammeröfen herausgestellt,
daß die Graphitschicht in denjenigen Ofen, in denen ein Gas von sehr hohem Heizwert
(4goo Kalorien/cbm und darüber) erzeugt wird, sehr fest an der Kammerwand haftet
und bei ihrem Ablösen von den Kammerwänden mehr oder weniger große Partien des feuerfesten
Mauerwerks mit abreißt. Die dadurch hervorgerufenen Beschädigungen des Mauerwerks
der Verkol,--ungskammern sind häufig so erheblich, daß die Wände der Verkokungskammern
bei solchen zur Erzeugung eines sehr reichen Gases benutzten Ofen schon nach zweijähriger
oder noch kürzerer Betriebszeit erneuert werden müssen.
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Demgegenüber erweisen sich aus Steinmaterial o. dgl. Qualität hergestellte
Verkokungskammern von Vertikallg:ammeröfen, in denen ein Gas von niedrigerem Heizwert
(48oo Kalorien/cbm und darunter) hergestellt wird, als praktisch vollkommen beständig.
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Es ist zwar bekannt, daß .ein an Kohlenwasserstoff reicheres Gas stärker
Graphit ansetzt als ein an Kohlenwasserstoff ärmeres Gas, und ferner, daß die Abscheidungsgeschwindigkeit
und mit dieser die Härte der Kohleschicht in einem Raum befindlicher gasförmiger
Kohleverbindungen sich entsprechend dem Verdünnungsgrad der gasförmigen Kohleverbindungen
genau regulieren läßt.
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Die Untersuchungen, die zu der vorliegenden Erfindung führten, haben
jedoch gezeigt, daß die Unterschiede in der Haltbarkeit der Kammerwände von solchen
Ofen. die zur Erzeugung eines Gases hohen Heizwertes benutzt werden, von denjenigen
Ofen, in denen ein Gas von niedrigem Heizwert hergestellt wird, darauf zurückzuführen
sind, daß der in den genannten Ofenarten an den Kammerwänden sich absetzende Graphit
verschiedene Struktur und verschiedene mechanische und physikalische Eigenschaften
hat. Wie Untersuchungen zeigten, ist der Graphit, der in ein reiches Gas erzeugenden
Ofen anfällt, außerordentlich dicht und fest; die Graphitteilchen haben zudem die
Eigenschaft, ziemlich tief in die Poren der feuerfesten Steine einzudringen. Dadurch
und infolge der hohen mechanischen Festigkeit des Graphits haftet dieser außerordentlich
fest an der Oberfläche des feuerfesten Mauerwerks.
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Andererseits erwies sich bei Untersuchungen der Graphit, der in Öfen
für Gas von niedrigem
Heizwert anfällt, als porös und von teilweise
schaumartiger Konsistenz.
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Die Teilchen eines solchen porösen Graphits dringen weder tief in
das feuerfeste Mauerwerk ein noch haften sie fest an diesen. Sie lassen sich vielmehr
verhältnismäßig leicht von dem Mauerwerk lösen.
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Die vorliegende Erfindung, die sich auf den oben kurz mitgeteilten
Untersuchungen aufbaut, verfolgt nun den Leitgedanken, die Beschädigung des feuerfesten
Mauerwerks bei Vertikalkammeröfen zur Erzeugung eines Gases von hohem Heizwert dadurch
zu beseitigen, daß planmäßig auf der Oberfläche der feuerfesten Steine zunächst
eine verhältnismäßig dünne Schicht eines schaumartigen, porösen Graphits abgeschieden
wird, bevor in der betreffenden Ofenkammer ein Gas von hohem Heizwert erzeugt wird.
Bei Beobachtungen dieser den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildenden technischen
Regel. zum Betriebe von Vertikalkammeröfen zur Erzeugung von Gas mit einem hohen
Heizwert wird ein Absitzen des harten, festen Graphits, wie er bei der Erzeugung
von Gas mit hohem Heizwert auftritt, unmittelbar auf den Steinen des feuerfesten
Mauerwerks vermieden bzw. zwischen der Schicht von hartem Graphit und dem Mauerwerk
eine Graphitschicht geringerer Festigkeit erzeugt, die sich leicht beim Reißen und
Abplatzen der äußeren harten Graphitschichten von dem Mauerwerk der Kammerwände
ablöst, ohne Teile der feuerfesten Steine mit abzureißen.
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Zur Erzeugung einer Graphitschicht geringerer Festigkeit auf den Kammerwänden
kann man in verschiedener Weise vorgehen.
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Gemäß der Erfindung wird vorzugsweise zu diesem Zweck das in der betreffenden
Ofenkammer erzeugte Gas zunächst so weit verdünnt, daß sein Heizwert etwa unterhalb
48oo Kalorien/cbm, vorzugsweise bei 46oo Kalorien liegt. Diese Verdünnung des Gases
kann dadurch geschehen, daß man zunächst Wasserdampf in die Ofenkammer einläßt,
wodurch es zur Bildung von Wassergas kommt, das sich dem Destillationsgas beimischt,
oder dadurch, daß man in die Kammer Kohlensäure oder ein inertes Gas (beispielsweise
Stickstoff o. dgl.) einleitet.
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Eine derartige Verdünnung des Gases stellt wohl die bequemste Ausführungsform
des Verfahrens gemäß der Erfindung dar.
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Man kann jedoch auch den Leitgedanken der vorliegenden Erfindung so
verwirklichen, daß man auf die Kammerwände ein Material aufstreicht, das das Niederschlagen
von einem porösen Graphit geringerer mechanischer Festigkeit befördert.
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Wird das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren bei einer
Vertikalkammerofenanlage benutzt, bei der mehrere Ofenkammern zur Erzeugung eines
Gases von hohem Heizwert vorgesehen sind, so wird abwechselnd in derjenigen Ofenkammer,
in der gerade der Graphit von den Ofenwänden entfernt ist, vorübergehend ein Gas
von niedrigerem Heizwert erzeugt und während dieser Zeit in den anderen Kammern
ein Gas von einem so hohen Heizwert gemacht, daß das Gemisch der Destillationsgase
aller Ofenkammern den gewünschten hohen Heizwert hat. Diese Arbeitsweise ist, obwohl
dabei Destillationsgase sehr hohen Heizwertes erzeugt werden, deshalb für das Ofenmauerwerk
vollkommen unschädlich, weil die Ofenwände stets durch die dünne Schicht des porösen
Graphits gegen den aus dem Gase von sehr hohem Heizwert sich abscheidenden festen,
sehr harten Graphit geschützt sind.