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Koksofen mit voneinander unabhängigen Ofenkammern.
Die Erfindung bezweckt, die Erhitzung der Verkokungskammer von Koksöfen mit' Heizgasen wirksamer als bisher durchzuführen und Koks von besserer Beschaffenheit auch von Kohle geringerer Güte oder selbst von solcher Kohle zu erhalten, die in den üblichen Koksöfen nicht verkokbar ist.
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Teilen des Ofens die Geschwindigkeit und der Anprall der Heizgase gegen die Ofenwände vom Eintritt gegen den Austritt zu allmählich erhöht, indem der Durchgangsquerschnitt der Wege für die Verbrennungsgase und die Grösse der Wärmeableitungsflächen der Gase verringert werden, so dass die beim Durchströmen der Gaswege eintretende Temperatur-und Volumsabnahme der Gase ausgeglichen wird.
Der Koksofen enthält in den Heizwänden der voneinander unabhängigen Ofenkammern in dem oberen, an die Brenner anschliessenden Teile senkrechte Kanäle und darunter Prallböcke, die gegen den Austritt zu immer kleiner werdende Durchgänge für die Heizgase freilassen, so dass diese auf ihrem Wege durch die Heizkammer einer immer mehr ansteigenden Drosselung unterliegen und die beim Durchströmen der Gaswege eintretende Temperatur- und V olumsveningerung der Gase durch Erhöhung der Geschwindigkeit und des Anprall der Gase ausgeglichen wird.
Die Ofenwände bestehen aus Blöcken, deren Mittelteile mindestens an einer senkrechten und an einer wagrechten Fläche ausgenommen sind, um Gaskanäle durch den Innenraum der Wände zu bilden, wobei Blöcke in benachbarten Schichten vorteilhaft versetzt zueinander angeordnet sind. Auf den obersten Prallblöcken der Ofenwände sind abnehmbare Ablenkungs-und Stromspaltungsblöcke vorgesehen, gegen welche die den Brennerköpfe entströmenden Strahlen erhitzter Gase zunächst auftreffen. Die Düsenteile der Brenner ruhen in auswechselbaren Stützblöcken.
Jeder Ofen besitzt von der Stützmauer solchen Abstand, dass die Ausdehnung des Ofens bei dessen Erhitzung ermöglicht ist und dass nach beendeter Ausdehnung die Wände der Öfen mit den Stützmauern sich berühren und dadurch abgestützt werden.
Die Zeichnung veranschaulicht den Koksofen nach der Erfindung in beispielsweiser Ausführung. Fig. i zeigt einen Teil einer Ofenreihe in Ansicht, Fig. 2 und 3 sind Höhenschnitte durch den Ofen, Fig. 4, 5 und 6, 7 veranschaulichen die Steinblöcke zum Aufbauen der Ofenwände in Ober-und Seitenansicht.
Die Öfen einer Gruppe liegen Seite an Seite nebeneinander (Fig. i). In der Zeichnung sind'keine Mittel veranschaulicht, um den Heizgasen nach Verlassen des Ofens die noch
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benutzen, es kann aber im Bedarfsfalle ein Wärmespeicher hierzu angewendet werden.
Jeder Ofen 25 besitzt eine Verkokungskammer 26 (Fig. 2), die von einem Unterbau getragen wird.
Jede Ofenkammer ist von besonderen Seitenwänden 3fis, 39 begrenzt, so dass jeder Ofen eine selbständige Einheit bildet. Jeder Ofen liegt in solchem Abstand von dem benachbarten, dass eine Wand 40 zwischen je zwei Öfen eingebaut werden kann. Wenn die Ofenreihe fertig gebaut ist, verbleibt ein Raum 41 zwischen jeder der Wände 38, 39 und der benachbarten Wand 40. Dieser Zwischenraum 41 ist so bemessen, dass die bei Erhitzung des Ofens erfolgende seitliche Dehnung während des Betriebes die Wände 38, 39 mit der Wand 40 in Berührung bringt.
Dieser Zwischenraum soll schon bei etwas niedrigerer Temperatur als der normalen Arbeitstemperatur ausgefüllt werden, damit beim vollen Anheizen des Ofens die Wände fest aneinanderliegen und die beiden benachbarten Ofenwände mit der Zwischenwand 40 als einheitliche feste Wand wirken. Die Wände 38, 39 sind so gebaut, dass sie als massive Wände wirken, obwohl in ihnen Kanäle für den Durchgang der Heizgase vorgesehen sind.
Der Ofen wird durch Gase erhitzt, die durch die Ofenwände von oben nach unten strömen, und zwar derart, dass der Ofen der Höhe nach in drei Zonen unterteilt gedacht werden kann. Die oberste Zone ist nicht geheizt, sondern nur der Hitze ausgesetzt, die von dem heissen zu verkokenden Gute ausgestrahlt wird. Da die oberste Zone nicht unmittelbar geheizt ist, herrscht in diesem Teil des Ofens, in dem die Gase sich vor ihrem Austritt aus der Verkokungskammer sammeln, eine niedrigere Temperatur als in dem eigentlichen Verkokungsraum. Die mittlere Zone ist unmittelbar beheizt, aber die zugeführte Wärmemenge verhältnismässig gering gehalten ; die Gase werden nämlich durch gerade und weite Kanäle geführt, so dass die von den Heizgasen berührte Oberfläche verhältnismässig klein ist.
In der unteren,
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Heizgase werden zu diesem Zweck nacheinander gegen eine Reihe von Wärme abführenden Körpern geleitet, die derart angeordnet sind, dass eine gleichmässige Wärmeabführung erreicht wird, während die Gase abwärts strömen, obwohl sie sich allmählich abkühlen.
Die obere ungeheizte Zone des Ofens ist aus Blöcken 44 und 43 aufgebaut (Fig. 3) ; die Blöcke 43 reichen durch die volle Wandstärke. Die Blöcke 43 und 44 bilden die senkrechten Brennerkanäle 45 (Fig. 2 und 3). Die Brenner 46 reichen durch die Kanäle 45 und lassen die brennbaren Gase zwischen der oberen und mittleren Zone austreten, wo die Heizwirkung beginnt. Jeder der Brenner ist so ausgebildet, dass in ihm Luft und Gas gemischt werden ; die Mischung setzt sich während des Durchganges des Gasens durch den unteren, aus feuerfestem Stoff bestehenden Brennerteil 49 fort, bis das Gas aus der Brennerdüse 47 austritt. Die Geschwindigkeit der Gase ist genügend gross, um eine Verbrennung im Brennerrohr zu verhindern.
Die Düsen 47 werden von Stützblöcken 52 getragen, die gleichzeitig auch die Kanäle d5 rings um die Brennerrohre vom Verbrennungsraum abschliessen. Die abgeschrägten Blöcke 52 sind quer in den unteren Enden der Kanäle 45 angeordnet und werden von abgeschrägten Blöcken 44 getragen, so dass sie leicht ausgewechselt werden können.
. Die mittlere Zone des Ofens reicht von der Mündung der Brennerdüsen 47 bis zur Stelle 53 (Fig. 2). In dieser werden die von den einzelnen Brennern kommenden Verbrennungsgase voneinander getrennt gehalten und strömen in selbständigen Bahnen. Die mittlere Zone wird verschieden lang gehalten, nimmt aber gewöhnlich nur einen kleinen Teil der Höhe des Ofens ein.
In der dritten Zone, von der Stelle 53 abwärts, wird den Gasen der grösste Teil der
Wärme entzogen, indem die Gase gegen eine Anzahl Körper geleitet werden. Da der grössere
Teil, wenn nicht das ganze zu verkokende Gut unterhalb der Stelle 53 liegt, wird der grössere Teil des Seitendruckes gegen die Ofenwände unterhalb der Stelle 53 ausgeübt. Um die auf die Wände ausgeübten Seitendrücke aufzunehmen und die notwendigen Wärme- aufnahmekörper zu schaffen, wird die in Fig. 3 wiedergegebene Ausführung mit Vorteil verwendet. Die die Wand bildenden Blöcke sind so ausgeführt, dass zickzackförmig ver- laufende Kanäle 54 gebildet werden, in welchen die Gase abwärts strömen. Die Kanäle werden mittels der in den Fig. 4 bis 7 dargestellten Blöcke aufgebaut.
Jeder Block besitzt im
Mittelteil an den Vertikalflächen Aussparungen 56, 57 und in der Bodenfläche die Aus- nehmung 58. Die Enden der Blöcke dagegen erhalten den vollen Querschnitt, so dass bei
Aufeinanderschichtung der Blöcke zu Wänden, die Ausnehmungen zwischen den Blöcken
Kanäle bilden. Vorteilhaft sind die aufeinanderfolgenden Schichten der Blöcke so versetzt angeordnet, dass die Gase vor-und rückwärts strömen messen, um in den Ofenwänden abwärts zu gelangen.
Die Formen benachbarter Blöcke ergänzen sich ; der eine hat nämlich seine Enden 59 a, 60 a derart abgeschrägt, dass sie am äusseren Ende geringere Breite besitzen als neben den ausgenommenen Teilen 56,57 (Fig. 4) ; der folgende Block dagegen hat am äusseren Ende (bei 61, 62) grössere Breite als neben den ausgesparten Teilen (Fig. 6).
Die Wände sind im fertigen Bauwerk genügend fest, da die Blöcke der Wände alle gegenseitig ineinandergreifen. Um die Festigkeit der Wände noch zu steigern, können in den Endteilen der Blöcke auf der Oberseite Nuten 63 und auf der Unterseite Rippen 64 vorgesehen sein. Die Rippen 64 jedes Blockes greifen in die Nuten des darunter befindlichen
Blockes.
Jeder Block in der unteren Zone der Verkokungskammer läuft vollständig durch die
Wand, so dass der von der Beschickung ausgeübte Druck auf die Wand 40 übertragen wird, gegen die ein gleich grosser entgegengesetzt gerichteter Druck von der Verkokungs- kammer auf der anderen Seite ausgeübt wird. Auf diese Weise werden die in den ver- schiedenen Kammern entstehenden Seitendrücke gegenseitig aufgehoben. Die Gase strömen . nach Durchgang durch die Ofenwände in die Kanäle 55, die sich unter den Heizwänden erstrecken und gelangen dann in den Sohlkanal 50 (Fig. 2).
Die Destillationsgase verlassen das zu verkokende Gut an einer Stelle die ungefähr in der Höhe der unteren Brennerenden liegt. Die Gase treten dann in den Dom der Ver- kokungskammer ein, der nur mittelbar durch die vom Gute ausgestrahlte Wärme erhitzt wird. Die Gase strömen aus dem Dom in die horizontalen Kanäle 74, 75 (Fig. 2) durch Öffnungen 78, die abwechselnd auf den gegenüberliegenden Seiten der Ofendecke verteilt sind, so dass die Gase gleichmässig über die ganze Länge des Ofens hin abziehen. Vorteilhaft sind die horizontalen Kanäle 74, 75 gegen die Vertikalkanäle 78 versetzt angeordnet (siehe die Stellen 79), so dass sie nicht durch unmittelbare Strahlung beheizt werden. Auf diese
Weise wird die Heizung der Destillationsgase nach Verlassen der Oberschichte des Arbeits- gutes auf ein Mindestmass herabgesetzt.
Die Kanäle 74, 75 sind an ihren Enden durch Kanäle verbunden, die zu Vorlagen führen. Zwischen den verschiedenen Vertikalkanälen 78 liegen Beschickungsöffnungen 42, die gewöhnlich durch Deckel abgeschlossen sind. Vorteilhaft
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ist ein falscher Boden 91 (Fig. 2) auf der Unterfläche der Verkokungskammer vorgesehen, der aus Kieselsäureblöcken o. dgl. besteht, die einfach hingelegt sind und von Zeit zu Zeit erneuert werden, falls sie brechen oder sich abnutzen.
Auf der obersten Reihe der Heizwandblöcke, welche die Kanäle 54 bilden, ist unterhalb der Stelle 53 eine Reihe dreikantiger Blöcke Ms (Fig. 3) unmittelbar unterhalb der Brennerköpfe angeordnet. Diese Blöcke sind das erste Hindernis, auf das die Gase bei ihrer Abwärtsbewegung treffen und sind der vollen Hitze ausgesetzt, da die Gase einwirken, ehe ihnen eine nennenswerte Wärmemenge entzogen worden ist, Daher sind die Blöcke M s zur
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durch die Brennerkanäle eingeführt wird.
Es ist zu beachten, dass die Kanäle 54 im unteren Teil der Wand geringere Weite als im oberen Teil besitzen, damit der untere Teil des Ofens ungefähr im gleichen Masse den Heizgasen Wärme entnimmt wie der obere Teil, obwohl die Gase-sich beim Abwärtsströmen abkühlen. Die Weite der Kanäle 64 wird. durch die Tiefe der in den senkrechten und wagrechten Flächen der Blöcke vorgesehenen Aussparungen bestimmt.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Koksofen mit voneinander unabhängigen Ofenkammern, dadurch gekennzeichnet, dass in den Heizwänden der Ofenkammern in dem oberen, an die Brenner anschliessenden Teile senkrechte Kanäle und darunter Prallblöcke vorgesehen sind, die zwischen sich gegen den Austritt zu immer kleiner werdende Durchgänge für die Heizgase frei lassen, so dass diese auf ihrem Wege durch die Heizkammer einer immer mehr ansteigenden Drosselung unterliegen und-die beim Durchströmen der Gaswege eintretende Temperatur-und Volums- verringerung der Gase durch Erhöhung der Geschwindigkeit und des Anpralls der Gase ausgeglichen wird.