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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von mechanischer Energie aus
Rohtorf ohne vorherige Trocknung an der Luft. In dem Hauptpatent 338I46 sowie in
den beiden Zusatzpatenten 338732 und 338733 sind Verfahren beschrieben, wonach der
Rohtorf ohne besondere Vorbereitungen, d. h. so wie er von der Baggermaschine gefördert
wird in zylindrische Blechbehälter gefüllt wird, um aus diesen in die Heizretorten
gestürzt zu werden, in denen zwecks Zerstörung des kolloidalen Zustandes zunächst
eine Beheizung mittels Dampfes bis auf eine Temperatur von etwa I9o° stattfindet,
worauf in denselben zugleich als Preßzylinder ausgebildeten Retorten das Torfwasser
bis zu einem gewissen Grade ausgepreßt wird, und danach der in der Retorte zurückbleibende
Torfkuchen mittels Flaschenzuges herausgehoben und in die Generatorbeschickungs-Vorrichtung
gefördert wird.
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Diese Art der Beschickung der Heizretorten bzw. des Generators ist
zu umständlich, um für den Großbetrieb besonders geeignet zu sein, und es liegt
daher ein erhebliches Interesse vor, Mittel und Wege ausfindig zu machen, wie das
mit viel Arbeit verknüpfte Offnen und Schließen der Heizretorten und der Generatorbeschickungs-Vorrichtung
sowie die beschriebene Art der Überführung des ausgepreßten Torfes in diese Beschikkungsvorrichtung
vermieden werden kann.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren nebst Vorrichtung
zur Durchführung desselben, bei welchem unter Beibehaltung des Grundgedankens des
Patents 338I46 die vorerwähnten, viel Bedienungspersonal erfordernden Umständlichkeiten
vermieden werden.
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In den Abb. i und z ist der mit dieser Vorrichtung versehene Generator
im senkrechten Schnitt und im Grundriß dargestellt, während in den Abb. 3 und 4
eine besondere Ausführungsform der Generatorbeschikkungs-Vorrichtunggezeichnet ist.
Die Abb. 5 und 6 endlich beziehen sich auf eine von der in Abb. i dargestellten.
abweichende Ausführungsform der Heizretorte.
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Voraussetzung für die Durchführung des Verfahrens ist eine Vorbereitung
des Rohtorfes in der Weise, wie dies in der britischen Patentschrift 1761o aus dem
Jahre igii beschrieben ist, nämlich derart, daß der Torf an der Gewinnungsstelle
in einem Reißwolf fein zerkleinert und wenn möglich noch mit Wasser vermischt wird.
Dieser Torfschlamm wird dann durch Pumpen und Rohrleitungen (oder auch in offenen
Kanälen mit natürlichem Gefälle) zu einem großen, in unmittelbarer Nähe des Kraftwerkes
liegenden Schlammbecken geleitet, um hier für die schlechte Jahreszeit aufgespeichert
zu werden und sich unter Abscheidung des beigemischten
Wassers
bis zu einem gewissen Grade zu setzen. Von diesem großen Vorratsbecken wird der
gesetzte Torfschlamm dann durch eine Kreiselpumpe (oder auch eine Pumpe von anderer
geeigneter Bauart) und die Leitung d (Abb. I und 2) der großen Ringleitung f zugeführt,
und von hier gelangt er durch den geöffneten Absperrschieber z¹ in die Retorte.
Der Preßkolben m1 befindet sich im Augenblick der Öffnung dieses Absperrschiebers
in seiner tiefsten Stellung unmittelbar über den Boden der Retorte, und das zentrale
Teleskoprohr t, dessen oberster Schuß am Ende des hohlzylindrischen Ansatzes n1
des Kolbens in, befestigt ist, ist in diesem Augenblick vollständig zusammengeschoben.
Durch den Druck des Torfschlammes, der allmählich die Retorte bis zu einem bestimmten
Punkte ausfüllt, wird der Kolben mn1 hochgehoben, wobei das Teleskoprohr. t ausgezogen
wird. Nachdem dergestalt die Retorte mit Torfschlamm gefüllt ist, wird der Absperrschieber
z1 geschlossen und das Dampfventil u (Abb. z) geöffnet, welches Heizdampf aus der
Ringleitung p durch das mit einer großen Anzahl feinster Bohrungen versehenes Teleskoprohr
t in die Torfsäule -eintreten läßt. Dieser Heizdampf ist ein Gernisch aus dem in
den früheren Patentbeschreibungen erwähnten schwach gespannten (etwa I,5 Atin. abs.),
aber hoch überhitzten Siedepfannendampf, der durch die Leitung s zugeführt wird,
und dem mit etwa 2o bis 25 Atin. gespannten Hochdruckdampf, der zweckmäßigeres eise
in einem für zwei bis vier Generatoranlagen gemeinsamen Zweiflammrohrkessel oder
auch in einem entsprechend gebauten Wasserrohrkessel erzeugt und durch die Leitung
r zugeführt wird. Die Mischung erfolgt in einem Dampfstrahlgebläse qu, das durch
den hochgespannten Dampf betrieben wird.
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Nach fertiger Beheizung des Torfschlammes in der Retorte wird das
Dampfventil u geschlossen und statt dessen das Wasserventil w geöffnet, also die
Verbindung mit der Wasserringleitung x hergestellt, die, wie aus den früheren Anmeldungen
bekannt, durch die Leitung y mit dem unter etwa I3 Atin. abs. stehenden Wasserreinigungskessel
in Verbindung steht. Ferner wird jetzt das Ventil b1 geöffnet, das Dampf von etwa
2o Atm. aus der Hochdruckleitung z durch den oberen Deckel der Heizretorte über
den Preßkolben in, treten läßt. Es findet nunmehr während einer gewissen Zeit eine
Auspressung des Wasesrs durch das zentrale, mit zahlreichen feinen Bohrungen versehene
Teleskoprohr t statt. In dem Maße als der Torfschlamm durch dieses Rohr entwässert
und das Wasser in den Wasserreinigungskessel gepreßt wird, geht der Kolben m1 herunter,
das Teleskoprohr t zusammenschiebend.
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Nachdem so der Torf auf etwa 65 bis 70 Prozent Wassergehalt entwässert
und auf ein entsprechendes Volumen zusammengedrückt worden ist, wird das Wasserventil
w geschlossen und statt dessen der Schieber o geöffnet, so daß die Verbindung der
Retorte mit dem Rohr v hergestellt wird, das vom unteren Ende der Retorte zum oberen
Ende des Generatdrbeschickungs-Zylinders g1 führt. Der Torf, der beim erwähnten
Wassergehalt noch eine knetbare plastische Masse bildet, wird nunmehr durch den
hohen, auf dem Preßkolben m1 lastenden Druck von 2o bis 25 Atin. durch die genannte
Leitung v zum Generatorbeschickungs-Zylinder hin gepreßt; hier mündet die Leitung
v über der vom Patent 338733 her bekannten Mahlscheibe h, die auf der Welle h, sitzt
und durch eine wagerechte Welle mittels Kegelrädern angetrieben wird.
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Das Rohr v ist auf seinem unteren, innerhalb des äußeren Generatormantels
n liegenden Teil mnt einer .großen Anzahl feinster Bohrungen versehen, durch welche
der aus dein hocherhitzten Torfwasser sich entwikkelnde Entdünstungsdampf entweichen
kann. Dieser Dampf wird in einem das Rohr v umgebenden Mantelrohr a, gesammelt,
welches Rohr oben mit der Dampfringleitung c, in Verbindung steht und unten eine
Verlängerung e, besitzt, in welcher die. etwa durch den Dampf mitgerissenen feinen
Torfteilchen sich ansammeln und von wo sie nach Abnahme des Deckels entfernt werden
können. Aus der Ringleitung c, wird der entwickelte Entdünstungsdampf durch die
Leitung d, dem Dampfstrahlgebläse y, zugeführt. Hier dient der Dampf dazu, das Kapselgebläse
qu, zu
unterstützen (oder es gegebenenfalls auch ganz zu ersetzen). Dieses
Kapselgebläse (oder auch Turbogebläse) hat, wie aus dem Patent 338733 bekannt, den
Zweck, das im äußeren Generatormantel ya vorgewärmte Vergasungs-Luft-Dampf-Gemisch
aus diesem abzusaugen und durch das Rohr rund die Vorwärmerrohre 1, k,
i, h und k, dem inneren Generatormantel b zuzuführen, von wo aus dieses Gemisch
sehr stark vorgewärmt durch den Rost u, .in die Brennstoffsäule des Generatorschachtes
a gelangt.
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Durch die Dampfentwicklung im Rohr v wird der Wassergehalt der Torfmasse,
der am Ende -der Auspressungsperiode noch etwa 65 bis 7o Prozent betrug, unter Herabsetzung
der Temperatur auf etwa ioo° auf 55 bis 6o Prozent vermindert. Mit d.iesm Wassergehalt
gelangt der Torf also zur Mahlscheibe 1,; durch diese wird er zerkleinert und gelockert
und fällt dann in diesem Zustande in die in den oberen Teil des Generatorschachtes
a
hineinragende und von den abziehenden heißen Generatorgasen umspülte Trocknungsglocke
o1. In dieser Glocke, die im Innern mit Heizrippen versehen ist, wird auch der restliche
Wassergehalt des Torfes noch in Dampf verwandelt, der sich im Beschickungszylinder
g1 sammelt und von hier durch die Rohrleitung p1 in den äußeren Generatormantel
abgesaugt wird, um sich hier mit der vorgewärmten Vergasungsluft zu mischen und
dann, wie weiter oben erwähnt, durch das vom Dampfstrahlgebläse y1 unterstützte
Kapselgebläse qu1 durch die Rohrleitung r1 in den Vorwärmer gedrückt zu werden.
Gegebenenfalls kann der erwähnte, in der Trocknungsglocke o1 erzeugte Dampf vom
Generatorbeschickungs-Zylinder g1 auch unmittelbar, d. h. ohne zunächst in den äußeren
Generatormantel zu gelangen, der Rohrleitung r1 zugeführt werden. Auch der Hochdruckpreßdampf
kann nach vollendeter Auspressung des Torfes aus der Retorte entweder durch das
Ventil x, in den äußeren Generatormantel abgelassen werden oder aber zwecks Beimischung
zur Vergasungsluft dem Dampfstrahlgebläse y1 oder dem Rohr r1 unmittelbar zugeführt
werden.
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An Stelle der zwecks Zerkleinerung und Lockerung des entwässerten
Torfes angeordneten Mahlscheibe L1 kann selbstredend auch eine andere den gleichen
Zweck erfüllende Vorrichtung vorgesehen werden. So ist beispielsweise in den Abb.
3 und 4 ein Gitter w1 gezeichnet, das im oberen Teil des Beschikkungszylinders g1
an der Mündung der Rohre v eingebaut ist und durch welches der Torf zwecks Zerkleinerung
hindurchgedrückt wird. Diese Vorrichtung würde gegenüber ler Mahlscheibe den Vorteil
besitzen, daß bewegliche Teile sowie deren Antrieb in Wegfall kommen. Ferner können
an Stelle des einen in der Mitte der Heizretorte angeordneten Teleskoprohrs t auch
deren vier oder sechs oder noch mehr angebracht werden, wie dies in den Abb. 5 und
6 angedeutet ist. Dadurch würde sowohl die Beheizung als auch die Entwässerung des
Torfschlammes sehr erheblich gefördert werden.
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Es ist zu erwarten, daß der auf den Preßkolben mn1 wirkende Druck
des Hochdruckdampfes von etwa 2o bis 25 Atm. genügt, um den in der Retorte fertig
beheizten Torfschlamm entgegen dem im Wasserreinigungskessel herrschenden Druck
auf etwa 65 bis 7o Prozent Wassergehalt zu entwässern. Sollte es sich etwa herausstellen,
daß dies trotz der Anordnung mehrerer teleskopartig ausziehbarer Entwässerungsrohre
t nicht möglich ist, so würde selbstredend auch nichts im Wege liegen, den Preßkolben
in der im Patent 338I46 beschriebenen Weise mechanisch, d. h. mittels Gewindespindel,
niederzutreiben, was freilich wieder eine erhebliche Verwicklung darstellen würde.
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An Stelle der mechanisch niedergetriebenen Gewindespindel kann im
bezeichneten Falle auch ein Hilfsdruckluftkessel vorgesehen werden, aus welchem
gegen Ende der Preßperiode Druckluft von 4o bis 5o Atm. in die Heizretorte, d. h.
über den Preßkolben, eingelassen wird. Unter der Einwirkung dieser Preßluft wird
sich zweifellos auch das Hinüberpressen des entwässerten Torfes in die Generatorbeschickungs-Vorrichtung
glatt und sicher vollziehen.
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Da rings um den Generator herum zweckmäßigerweise acht Retorten (oder
wenigstens deren sechs) angeordnet werden, die in Zeiträumen von etwa je 2 Stunden
gefüllt und wieder entleert werden, so kommt in jeder Viertelstunde eine andere
Retorte an die Reihe, so daß sowohl die Generatorbeschikkung und die Dampferzeugung
für den Generator als auch die Kesselspeisung mittels des aus dem Torfschlamm ausgepreßten
Wassers praktisch stetig ist. Durch Regelung des auf den Preßkolben m1 wirkenden
Dampfdruckes mittels des Ventiles b1 bzw. des Druckes der Hilfsdruckluft hat man
es in der Hand, das Zeitmaß des Hinüberpressens des in der Retorte vorentwässerten
Torfes in den Generatorbeschickungs-Zylinder g, nach Bedarf zii regeln.
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Das aus dem Torfschlamm ausgepreßte Wasser wird, wie bereits erwähnt,
aus der Wasserringleitung x zunächst durch die Leitung y ,dem Wasserreinigungskessel
zugeführt, der, wie aus dem Patent 338146 bekannt, in beständiger Verbindung mit
dem den Betriebsdampf für die Dampfturbinenanlage liefernden Betriebsdampfkessel
steht. Als solcher wird zweckmäßigerweise ein Wasserrohrkessel oder auch ein Kessel
mit flammenloser @' erbrennung nach S c h n a b e 1- B o n e angeordnet (welch letzterer
sich bekanntlich durch einen außerordentlich hohen Wärmewirkungsgrad - im Mittel
95 Prozent -und eine wenigstens zwei- bis dreifach größere Dampfentwicklung
je Quadratmeter Heizfläche auszeichnet)-. Das in diesem Kessel nicht verdampfte
Wasser wird durch eine IH.ochdruckkreiselpumpe dem für zwei bis vier Generator-
bz-,v. Betriebsdampfkesselanlagen gemeinsamen Hochdruckdampfkessel mit 2o bis 25
Atm. Betriebsdruck zugedrückt, in «-elchen der Gebläsedampf für die zwei bis vier
Dampfstrahlgebläse qai sowie der Preßdampf für das Niedertreiben der Preßkolben
erzeugt wird. Als Hochdruckdampfkessel wird zweckmäßiger-weise ein Zweiflammrohrkessel
öder= auch ein entsprechend gebauter Wasserrohrkessel vorgesehen, an dessen vor.-derem
Ende
das von der Hochdruckkreiselpumpe gelieferte Speisewasser eintritt, während der
darin nicht verdampfte Rest, der sich als eine konzentrierte Salzlösung darstellt,
vom hinteren Ende des Kessels in ein System von Siedepfannen abgelassen wird, in
denen unter Gewinnung des Salzes der Niederdruckdampf für die Beheizung des Torfschlammes
in den Retorten erzeugt wird.
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Der Betriebsdampfkessel (welcher den Dampf für die Turbinenanlage
liefert) und der für zwei bis vier Generator- bzw. Betriebsdampfkesselanlagen gemeinsame
Hochdruckdampfkessel werden zweckmäßigerweise mit dem vom Generator gelieferten
Gas geheizt. Eine zusätzliche Verfeuerung von luftgetrocknetem Torf erscheint bei
dem hohen Wassergehalt, mit dem der Torf dem Generator zugeführt wird, sowie bei
dem hohen Wärmewirkungsgrad der Gasfeuerung (besonders bei Anwendung der flammenlosen
Verbrennung nach S c h n a b e l - B o n e) nicht vonnöten, so daß also nur der
verhältnismäßig geringe Bedarf der Siedepfannenanlage an luftgetrocknetem Torf zu
decken wäre.
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Zum Schluß möge noch erwähnt werden, daß an Stelle der gezeichneten
Generatorbauar t nach M o n d selbstredend auch jede beliebige andere Bauart, insbesondere
auch ein Generator mit Drehrost, verwendet werden kann. Kennzeichnend für die vorliegende
Erfindung ist in erster Linie die Art und Weise, wie der Torfschlamm nach fertiger
Beheizung in der Retorte zunächst durch Auspressen auf etwa 65 bis 70 Prozent Wassergehalt
entwässert und alsdann durch die Rohrleitung v zum Generatorbeschickungs-Zylinder
hinüberwird, sowie ferner im Zusammenhang damit die Ausnutzung der gesamten im ausgepreßten
Torf enthaltenen und von den Heizretorten ausgestrahlten Wärme zur Entwicklung des
für den Betrieb des Generators benötigten Dampfes und zur Vorwärmung der Vergasungsluft,
zu welchem Behufe sowohl die Rohre v bzw. a1 sowie die Ringleitung c1 als auch die
Heizretorten in den äußeren Generatormantel n eingebaut sind. Weiterhin, l. h. im
Zusammenhang mit den vorgenannten Merkmalen, ist für die vorliegende Erfindung kennzeichnend
die an sich bekannte vollständige Ausnutzung der fühlbaren Wärme des abziehenden
Generatorgases und der vom Generetorschacht ausgestrahltn Wärme zur Vorwärmung des
Vergasungs-Dampf-Luft-Gemisches, da die Aufrechterhaltung eines störungslosen Generatorbetriebes
bei Beschikkung des Generators mit einem nur bis auf 65 bis 7o Prozent entwässerten
Torf nur möglich ist unter möglichst vollkommener Ausn utzung aller in Betracht
kommenden Wärmemengen. Schließlich sei noch darauf hingewiesen. daß der Torfschlamm
vor der Einführung in die Heizretorten in geringem Mäße durch eine Filterpresse
oder durch Zentrifugierung vorentwässert werden kann, falls sich dies etwa als zweckmäßig
erweisen sollte; gegebenenfalls kann zu diesem Behuf die Kreiselpumpe, welche den
Torfschlamm .in die Heizretorten drückt, zugleich als Zentrifuge ausgebildet werden.