DE873086C - Verfahren zur Herstellung von Oxydationsprodukten fossiler oder rezenter Brennstoffe - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Oxydationsprodukten fossiler oder rezenter Brennstoffe Das Patent 867 69,1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Oxydationsprodukten durch Behandlung fossiler oder rezenter Brennstoffe mit sauerstoffhaltigen., gegebenenfalls Sauerstoffüberträger enthaltenden Gasen bei erhöhter Temperatur unterhalb ihres Zündpunktes, das im wesentlichen darin besteht, daß die Zufuhr an Sauerstoff so bemessen wird, daß die den Reaktionsraum verlassenden Gase noch merkliche Mengen an unverbrauchtem Sauerstoff enthalten. Die Reaktion verläuft exotherm, und die frei werdende Reaktionswärme muß, um das Gut auf einer Temperatur unterhalb seines Zündpunktes zu halten, unter Umständen durch Kühlung abgeführt werden. Andererseits wird aber auch Wärme während des Prozesses verbraucht. Die Kohle muß nämlich zunächst auf die Reaktionstemperatur vorgewärmt werden. Auch die Oxydationsluft muß erwärmt werden.
• Es wurde nun .gefunden, daß man das Verfahren technisch vorteilhaft ausführen kann, wenn man durch geeignete Wärmeüberträger dafür Sorge trägt, daß ein Wärmefluß von Stellen mit Wärmeerzeugung zu solchen mit Wärmeverbrauch erfolgt. Am besten haben sich dafür flüssige Wärmeüb°rträger bewährt, gasförmige Wärmeüberträger, z. B. Dampf oder Luft, sind wegen ihrer kleinen spezifischen Wärme weniger geeignet. Feste Wärmeüberträger, wie keramische oder metallene Kugeln oder Stangen, bedingen komplizierteVorrichtungen.
• Beim Betrieb eines Drehrohroxydationsofens mit Luftführung im Gegenstrom ist es z. B. so, daß an der Eintragsseite des Ofens Wärme zugeführt werden muß, um die eingespeiste kalte oder nicht genügend vorgewärmte Kohle auf die Reaktionstemperatur aufzuheizen, während in der darauffolgenden Oxydationszone Reaktionswärme frei wird, die abgeführt werden muß. Auf der Austragsseite des Ofens ist die Wärmeentwicklung der bereits weitgehend oxydierten Kohle geringer, und gleichzeitig erfolgt Kühlung durch kalte oder unzureichend vorgewärmte Oxydationsluft. Es ist nun unrationell, den Ofen an beiden Seiten zu beheizen und die im Mittelteil entstehende Wärme durch z. B. Wasserkühlung abzuführen. Es ist vielmehr zweckmäßig, die im Mittelteil entstehende Wärme durch Wärmeüberträger nach den Seiten. hin abzuführen. Zu diesem Zweck kann der Ofen doppelwandig ausgeführt sein mit einem im Zwischenraum zirkulierenden Wärmeüberträger. Es können auch innerhalb des Ofens axiale Rohre eingebaut sein, die mit dem Wärmeüberträger gefüllt sind. Eine zusätzliche Umwälzung der Flüssigkeit kann durch eine fest auf der Ofenwand angebrachte Pumpe bewirkt werden, es ist jedoch auch möglich, den Wärmeträger durch Stopfbuchsen oder ähnliche Vorrichtungen nach außen hin abzuführen und ihn mit einer feststehenden Pumpe umzuwälzen.
• Der Wärmeüberträger kann auch in eine lange Wanne gefüllt werden, innerhalb der sich der Ofen dreht, wobei natürlich dafür Sorge getragen werden muß, daß die Kohle beim Ein- und Austritt nicht durch die B!adflüssigkeit verunreinigt wird, und umgekehrt. Er kann auch aus -Brausen oder ähnlichem austretend die Trommel bespülen.
• Aus iGründen einer sicheren Temperaturführung ist es wichtig, daß an einer Stelle der Wärmeträger aufgeheizt oder gekühlt werden kann. Jenes gilt für das Anfahren des Ofens, dieses für den Betrieb, wobei die Wärme auch nutzbringend zur Dampferzeugung, Energieerzeugung od. ä. verwendet werden kann. Bei einer doppelwandigen Trommel kann z. B. die ganze Trommel gegen Wärmeverlust isoliert sein bis auf einen schmalen ringförmigen Streifen, der geheizt oder gekühlt werden kann. Bei axialen Rohreinbauten kann man einige vom Wärmeüberträger durchflossene Rohre in Windungen außen um die isolierte Trommel legen, die gekühlt bzw. geheizt werden können. Wird der Wärmeüberträger durch Stopfbuchsen nach außen geführt, so wird Kühlung und Heizung nach Möglichkeit außen vorgenommen.
• Die Verwendung eines Wärmeüberträgers hat über die verbesserte Wärmeausnutzung hinaus noch einige Vorteile. Die Isolierung kann direkt auf die Trommelwandung aufgebracht werden, so daß kostspielige Gewölbe, in denen die Trommel rotiert, fortfallen und die vielfach axial unterteilte Temperaturregelung durch in die Kohle eintauchende Thermometer 'bis auf einen Regelkreis überflüssig wird.
• Beim Staubfließverfahren arbeitet man zweckmäßig mit zwei Aggregaten. Die heiße Abluft des Oxydationsofens wird verwendet, um die in den zweiten Ofen eingefüllte, mehr oder weniger vorgewärmte Kohle auf die eigentliche Reaktionstemperatur aufzuwärmen. Die Oxydation der eingefüllten Charge kann anschließend im gleichen Gefäß betrieben werden., es ist aber auch möglich, nach Entleerung des ersten Ofens diesen mit der vorgeheizten Kohle des zweiten Aggregates zu füllen. Auch hier ist zur Verbesserung der Wärmeausnutzung die Verwendung von Wärmeüberträgern möglich, die entweder in Rohrsystemen oder im Doppelmantel zirkulieren.
• Manchmal ist es auch erwünscht, ein axiales Temperaturgefälle aufrechtzuerhalten, die Oxydation z. B. bei tieferen Temperaturen beginnen und dann mit zunehmender Oxydation die Temperatur langsam ansteigen zu lassen. In diesem Fall kann man mehrere Kreisläufe für den Wärmeüberträger einrichten, so daß einzelne Zonen des Ofens für sich beheizt werden können. Durch Koppelung der einzelnen Kreise miteinander ist ein Wärmefluß zwischen den einzelnen Zonen möglich.
• Wasser hat sich als Wärmeüberträger wegen seines hohen Dampfdruckes nicht besonders bewährt. Konzentriertere Salzlösungen oder Salzschmelzen wirken oft korrodierend. Besser geeignet, aber auch kostspieliger und spezifisch schwerer sind Metallschmelzen. Am vorteilhaftesten sind hochsiedende organische Verbindungen, wie sie in der Technik seit langem üblich sind.
• Meistens halten sich Wärmeerzeugung und Wärmeverbrauch bei .der Oxydation das Gleichgewicht. Es kommt aber auch vor bei manchen Kohlearten, daß so viel Wärme erzeugt wird, daß sie abgeführt werden muß. Diese Wärme kann für die verschiedensten, an sich verfahrensmäßig fremden Zwecke verwendet werden, z. B. für die Dampf-oder Energieerzeugung oder als Abwärme. Beispiel Zur Kohleoxydation wurde ein eiserner Drehrohrofen von 5 m Länge benutzt, der in drei etwa gleich langen Zonen mit Gas beheizt bzw. mit Wasser gekühlt werden konnte. Drei Regelkreise hielten die Temperatur konstant. Zur Wärmeisolation diente eine Haube, die mit 12 mm starker Asbestpappe ausgekleidet war. Kohle und Luft wurden außerhalb des Ofens auf die Reaktionstemperatur vorgewärmt. Der Prozeß erforderte täglich Zoo cbm Gas zur Beheizung und etwa ioo 1 Wasser zur Kühlung.
• Der gleiche Ofen wurde mit axialen Rohren längs der Wandung versehen, die von einer Heizflüssigkeit durchflossen wurden. Durch eine Stopfbüchse gelangte diese nach außen, wo sie aufgeheizt bzw. gekühlt werden konnte. Eine Pumpe sorgte für stetige Umwälzung. Die Ashestpappe wurde unmittelbar auf die äußere Trommelwandung aufgebracht. Bei der Oxydation mit Kohle war zur Temperaturregelung nur noch .ein einziger Regelkreis notwendig. Im stationären Betriebszustand wurden täglich i5o ooo Kalorien gewonnen, von denen etwa die Hälfte für die Vorheizung der Kohle und die Luftvorwärmung verbraucht wurde. Die restlichen Kalorien standen für andere Heizzwecke zur Verfügung.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Oxydationsprodukten fossiler oder rezenter Brennstoffe oder deren Destillationsprodukte und -rückstände durch Behandlung mit sauerstoffhaltigen Gasen bei erhöhter Temperatur unterhalb ihres Zündpunktes, gemäß Patent 867 691, dadurch gekennzeichnet, daß mittels Wärmeüberträger für einen Wärmefluß von Stellen mit Wärmeerzeugung zu solchen mit Wärmebedarf gesorgt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die überschußwärme abgeführt bzw. verfahrensfremden Zwecken zugeführt wird.