DE102011009175A1

DE102011009175A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbrechen einer frischen und warmen Koksladung in einer Aufnahmewanne

Info

Publication number: DE102011009175A1
Application number: DE102011009175A
Authority: DE
Inventors: Ronald Kim; Schücker Franz-Josef
Original assignee: ThyssenKrupp Uhde GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2031-01-22
Also published as: WO2012097841A1; AU2011356314A1; TW201241166A; MX2013008385A; CN103298913A; BR112013018245A2; US20130306462A1; US9458383B2; EP2665800A1; RU2593161C2; DE102011009175B4; JP2014506605A; RU2013134626A; CA2822857A1; CL2013001981A1; KR20140044779A; ZA201305381B; CN103298913B; AR084909A1; CO6731135A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbrechen einer frischen und warmen Koksladung in einer Aufnahmewanne mit beweglichen Plattensegmenten, wobei die Kokscharge in der Aufnahmewanne eines Flachbetttransportwagens zu einem Löschturm befördert wird, in welchem das Herunterkühlen der Kokscharge mit beweglichen Plattensegmenten auf Umgebungstemperaturen erfolgt, so dass sich die Koksstruktur auflockert und sich spaltartige Vertiefungen in der kompaktierten Kokscharge herausbilden, und durch diese spaltartigen Vertiefungen im sich anschließenden Löschvorgang eine erhöhte Wassermenge in das Innere der Kokscharge strömen kann, woraus sich infolge der reduzierten Ablöschzeit und des geringeren Wasserverbrauches beim Löschen des Kokses eine bessere Wirtschaftlichkeit des Verfahrens, eine höhere Koksqualität sowie eine verringerte Umweltbelastung einstellt. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbrechen einer frischen und warmen Koksladung in einer Aufnahmewanne mit beweglichen Plattensegmenten, wobei die Kokscharge in der Aufnahmewanne eines Flachbetttransportwagens zu einem Löschturm befördert wird, in welchem das Herunterkühlen der Kokscharge mit beweglichen Plattensegmenten auf Umgebungstemperaturen erfolgt, so dass sich die Koksstruktur auflockert und sich spaltartige Vertiefungen in der kompaktierten Kokscharge herausbilden, und durch diese spaltartigen Vertiefungen im sich anschließenden Löschvorgang eine erhöhte Wassermenge in das Innere der Kokscharge strömen kann, woraus sich infolge der reduzierten Ablöschzeit und des geringeren Wasserverbrauches beim Löschen des Kokses eine bessere Wirtschaftlichkeit des Verfahrens, eine erhöhte Koksqualität sowie eine verringerte Emissionsbelastung der Umwelt einstellt. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Konventionelle Horizontalkammer-Koksofenkammern weisen auf der Koksseite der Koksbatterien sogenannte Koksüberleitmaschinen auf, deren Aufgabe darin besteht, die für das Drücken des gegarten Kokses koksseitig vorzunehmenden Arbeitsgänge auszuführen. Die Kokslöscheinrichtung ist in der Regel, zumindest teilweise, gesondert unterhalb der Koksüberleitmaschine in Gestalt eines Löschwagens verfahrbar. Der Löschwagen enthält typischerweise eine Auffangwanne, die den Koks aus der Koksofenkammer aufnimmt und zu dem Löschturm verfährt. Zwischen der Auffangwanne und der Koksofenkammer befindet sich häufig eine Koksüberleitmaschine, die in einem einfachen Fall aus einer Rampe oder einer schrägen Bodenplatte aufgebaut sein kann und die durch integrierte Absaugevorrichtungen dafür sorgt, dass die beim Herausstürzen des Kokses aus dem Ofen auftretenden Emissionen in ein Entstaubungssystem evakuiert werden, wodurch die Umweltbelastung minimiert wird. Der Löschwagen wird typischerweise auf Schienen verfahren und kann mittels einer Transporteinrichtung direkt unter den Löschturm verfahren werden. Der Löschturm ist in einer häufigen Ausführungsform ein Naßlöschturm, kann jedoch auch ein Trockenlöschturm sein.
Die Verkokung von Kohle zu Koks wird auch häufig in Koksofenkammern vom sogenannten „Heat-Recovery”- oder „Non-Recovery”-Typ ausgeführt. Moderne Koksöfen des Typs „Heat-Recovery” oder „Non-Recovery” werden nicht mit diesen Absaug-Überleitmaschinen ausgerüstet. Hier wird der Koks nach dem Verkokungsvorgang in einen Flachbettlöschwagen geschoben, der sich auf gleichem Höhenniveau wie die Ofenunterkante befindet, wobei das emissionsbehaftete Ausdrücken des Kokses umgangen wird, da der Kokskuchen nicht vertikal aus dem Ofen herausstürzt.
Der Koks gilt in der Praxis der Koksofentechnik bereits als vollständig ausgegart, wenn der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen bei weniger als 1,8 Gewichtsprozent (Gew.-%) liegt. Diese flüchtigen Restbestandteile sind im Inneren der Kokscharge heterogen verteilt und verbrennen in der Regel, wenn sie mit einer sauerstoffhaltigen Umgebungsatmosphäre in Berührung kommen. Der Koks wird üblicherweise mit mittleren Temperaturen zwischen 900 bis 1100°C in diesen Löschwagen gedrückt. Der Löschwagen wird im Anschluss an den Vorgang des Ausdrückens zum Löschturm gefahren. Im Löschturm wird der Koks dann durch Wasserzugabe auf Temperaturen von etwa 100°C heruntergekühlt.
Eine typische Vorrichtung mit einem Löschwagen zur Nasslöschung beschreibt die DE 1253669 B . Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zum Ablöschen von aus waagrechten Verkokungskammern ausgetragenem Koks, bestehend aus einem auf der Koksseite längs der Ofenbatterie verfahrbaren oder durch einen Aufnahmewagen oder durch einen Aufnahmewagen für den glühenden Koks beschickbaren, stationären Löschraum mit einem schlotartigen Teil und einem Koksauffangraum, dem sich ein umlaufender Förderrost mit darüber angeordneter Sprühanlage anschließt, wobei über dem Förderrost zwischen der Einrichtung zur Regelung der Koksschichthöhe und der Sprühanlage von einem aufheizbaren Medium durchflossenen Rohrbündel vorgesehen sind, die gegebenenfalls mit an sich bekannten Rohrbündeln des Koksauffangraumes in Verbindung stehen. Ausführungsformen für einen Löschwagen und dessen Steuerung geben die WO 2006/089612 A1 , die US 5564340 A und die EP 964049 A2 .
Es gibt auch Ausführungsformen, in denen der Koks durch Wasserzugabe von unten gelöscht wird. Diese Ausführungsform wird auch als „Sumpflöschung” bezeichnet. Auch eine Kombination der beiden Löschverfahren ist in der Praxis anzutreffen. Typische Ausführungsformen für ein Trockenlöschverfahren geben die WO 91/09094 A1 und die EP 0084786 B1 .
Zum Transport des Kokses können Löschwagen vom Typ Flachbettlöschwagen oder aber Löschwagen mit einer Auffangwanne kommen. Flachbettlöschwagen werden beispielhaft beschrieben in der CN 2668641 Y . Löschwagen mit einer Auffangwanne werden beispielhaft beschrieben in der US 5564340 A . Der Koks verbrennt zunächst nicht, da sich in den ersten Stunden des Verkokungsvorganges aufgrund der direkten Beheizung an der Oberkante der Kohlecharge eine bis zu 30 mm dicke Ascheschicht bildet, die bei der Verbrennung der obersten Kohlelagen entsteht. Diese Ascheschicht schützt den Koks weitgehend vor weiterer Verbrennung beim Transport zum Löschturm. Dadurch bleiben die Emissionen in vertretbaren Grenzen und können gegebenenfalls durch geeignete Absauganlagen während des Transportes abgesaugt werden.
Anlagen zur Löschung von Koks werden bisher in der Regel so geplant, dass man von Koksdichten von 400 bis 600 kg·m^–3 und einer vertikalen Höhe des Kokskuchens von etwa 1000 mm ausgeht. In der letzten Zeit wurden zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit die Ausgangskohledichten auf 850 bis 1200 kg·m^–3 erhöht. Daher wurden im Anschluß an den Verkokungsvorgang Dichten des Kokskuchens über den bekannten Bereich von 400 bis 600 kg·m^–3 hinaus erhalten, womit auch eine Versiegelung der Oberfläche des Kokskuchens einhergeht. Dies hat zur Folge, dass das Ablöschwasser in vertikaler Richtung nicht oder nur verzögert in die Charge eindringen kann.
Im Löschturm wird der Koks dann gelöscht. Die hohe Verdichtung des Kohlekuchens und des nach der Verkokung erhaltenen Kohlekuchens hat zur Folge, dass das Ablöschwasser in vertikaler Richtung nicht oder nur verzögert in die Charge eindringen kann. Dadurch kommt es zu einer Verzögerung des Abkühleffektes.
Ein zusätzlicher Hinderungsgrund für eine effektive Kühlung der frischen Kokscharge ist der sogenannte „Leidenfrost-Effekt”. Da die Temperatur der Kokscharge hoch ist, verdampft das auf die Oberfläche des heißen Kokses auftretende Wasser schlagartig. Dadurch bildet sich um die Koksstücke eine Hülle aus Wasserdampf, welche den Zutritt weiteren Wassers verhindert. Das auf die Oberfläche des Kokses treffende Wasser bildet als Dampfschicht für eine begrenzte Zeit eine Schutzhülle, welche den Koks vor einer direkten Wärmeübertragung schützt. Auf diese Weise kann das Wasser nicht effizient in das Innere des Kokses eindringen. Es strömt dadurch seitlich an ihm herunter und erreicht die inneren Koksschichten nicht.
Dadurch kommt es zu einer ungleichmäßigen Verteilung des Löschwassers über die gesamte Menge der Kokscharge. Da hierdurch auch die Kühlung durch das Löschwasser ungleichmäßig ist, ist auch die Temperaturverteilung über die Kokscharge ungleichmäßig. Auf diese Weise finden sich nach dem Ablöschen durchaus noch Stellen im Kokskuchen, die eine Kokstemperatur vom mehr als 100°C aufweisen. Dies ist bei der Verarbeitung und Weiterverwendung des Kokses ein erhebliches Problem, da Chargenportionen von Koks mit einer Temperatur von über 100°C die Transport und Förderbänder beschädigen können, die häufig aus Hartgummi oder Kunststoff bestehen. Gleichzeitig besitzt der gelöschte Koks dadurch Teilchargen, die einen Wassergehalt von mehr als 3 Gew.-% beinhalten. Ein erhöhter Wassergehalt des Kokses von über 3 Gew.-% Wasser ist ebenfalls ein Problem, da das Wasser bei der Weiterverarbeitung in einem Hochofenprozess zur Absenkung der Produktqualität des Roheisens führt.
Man strebt an, bei dem Vorgang des Ausdrückens und des Löschens von fertigen Kokskuchen die Emissionen zu reduzieren oder fast gänzlich auszuschließen. Eine Reduzierung der Emissionen kann erreicht werden, indem der Kokskuchen nach dem Ausdrücken ohne weitere mechanische Behandlung zum Löschturm transportiert wird. Die Ascheschicht, die bei der Verbrennung der obersten Kohlelagen entsteht, schützt den Koks weitgehend vor weiterer Verbrennung beim Transport zum Löschturm, und trägt nicht zu den Emissionen bei, wenn sie nicht aufgewirbelt wird.
Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches die Löschung und Kühlung des glühenden Kokses unmittelbar nach dem Ausdrücken im Löschturm ermöglicht, ohne zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Temperatur oder des Wassergehaltes der Kokscharge zu führen und gleichzeitig die Umwelt schont.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren, welches über der Bodenplatte der Auffangwanne eines Löschwagens eine Platte vorsieht, die in bewegliche Segmente geteilt ist, und diese Segmente über dem Boden der Aufnahmewanne kurz vor oder während des Löschvorgangs durch einen steuerbaren Antrieb gegeneinander verschoben oder angehoben werden, so dass die frische Kokscharge aufreißt und sich im Koks zusätzliche Spalte, Kanäle und Freirandflächen bilden, in die das Kühlmedium aus den darüber befindlichen Kühlmediumsdüsen einströmt und die freigelegten Flächen in der Kokscharge durch das Kühlmedium benetzbar sind.
Es wird damit ein Verfahren zur Verfügung gestellt, welches den Vorgang des Löschens eines Kokskuchens aktiv während des Löschvorgangs im Löschturm unterstützt, so dass der Vorgang des Löschens auf die Gegebenheiten des Kokskuchens und des Löschturmes ausgerichtet werden kann.
Beansprucht wird insbesondere ein Verfahren zum Aufbrechen einer frischen und warmen Koksladung in einer Aufnahmewanne, wobei

• die Koksofenkammer einer Koksofenbank des Typs „Heat-Recovery” oder „Non-Recovery” mit Kohle beladen wird, die zur Verkokung vorgesehen ist, und diese in einem zyklischen Ablauf verkokt wird, und
• der Koks nach dem Verkokungsvorgang als kompakter und fester Kokskuchen aus der Koksofenkammer durch eine Druckmaschine in die Aufnahmewanne eines Löschwagens ausgedrückt wird, und
• der Koks in dem Löschwagen zu einem Löschturm transportiert wird, und in dem Löschturm mit einem Kühlmedium auf Umgebungstemperatur heruntergekühlt wird,

• bewegliche Segmente einer Platte über dem Boden der Aufnahmewanne kurz vor oder während des Löschvorgangs durch mindestens einen steuerbaren Antrieb, gegeneinander verschoben oder angehoben werden,
• so dass die frische Kokscharge aufreißt und sich im Koks zusätzliche Spalte, Kanäle und Freirandflächen bilden, in die das Kühlmedium aus den darüber befindlichen Kühlmediumsdüsen einströmt und die freigelegten Flächen in der Kokscharge durch das Kühlmedium benetzbar sind.

Durch das Aufbrechen der Kohlecharge, welches durch die Bewegung der beweglichen Segmente oder Oberflächensegmente in der Platte auf dem Boden der Auffangwanne hervorgerufen wird, kann das Kühlmedium auf die freigelegten Teilflächen des Kokskuchens gelangen, dessen, Gesamtoberfläche durch das Aufbrechen des Kohlekuchens stark erhöht ist. Dadurch ist der Löschvorgang wesentlich intensiver. Gleichzeitig wird die Umwelt geschont, da der durch das Auseinanderbrechen der Charge aufgewirbelte schädliche Asche- und Koksstaub durch das herabrieselnde Wasser aus der Dampfatmosphäre im Löschturm herausgewaschen wird und somit nicht in die Umwelt gelangt. Der Asche- und Koksstaub kann später in Setzbecken gegebenenfalls weiterverarbeitet werden.
Die Segmente sind in einer Ausführungsform der Erfindung in Längs- oder Querrichtung des Bodens der Aufnahmewanne horizontal gegeneinander verschiebbar. Dabei wird mindestens eines der Segmente um 5 bis 400 mm aus seiner Ausgangsposition gezogen. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Segmente vertikal gegeneinander verschiebbar, und mindestens eines dieser Segmente wird um 5 bis 600 mm aus seiner Ausgangsposition abgesenkt oder angehoben. Ein Flachbettlöschwagen einer Verkokungsanlage vom Typ „Heat-Recovery” oder „Non-Recovery” besitzt üblicherweise eine Wagenbreite zwischen 2,0 und 4,5 m sowie eine Wagenlänge zwischen 10 und 16 m.
Die Segmente können auch durch einen Rüttelvorgang die Kokscharge auseinanderbrechen. Der Rüttelvorgang kann in beliebiger Richtung ausgeführt werden. Dieser kann beispielhaft in horizontaler Richtung oder in vertikaler Richtung ausgeführt werden. Die Segmente wird beispielhaft mit einer Frequenz von 50–70 Hz vertikal oder horizontal vibriert, so dass die Kokscharge durch Rüttelvorgänge auseinanderbricht. Die Rüttelfrequenz kann jedoch beliebig sein.
Die Düsen für das Kühlmedium können im Löschturm beliebig angeordnet sein. Diese sind jedoch bevorzugt so angeordnet, dass das Kühlmedium den durch die beweglichen Segmente auseinander gebrochenen Kokskuchen am besten erreicht. Diese sind in einer beispielhaften Ausführungsform im Löschturm oberhalb des Löschwagens mit der Aufnahmewanne angeordnet. Die Düsen für das Kühlmedium können auch oberhalb des Löschwagens mit der Aufnahmewanne angeordnet sein, so dass diese in der Düsenebene des Löschturms verfahrbar sind, so dass diese für den Löschvorgang ausgerichtet werden können. Dadurch können die Düsen in dem Löschturm praktisch in jede beliebige Position verbracht werden. Diese sind in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform im Löschturm oberhalb des Löschwagens mit der Aufnahmewanne angeordnet, und so ausgerichtet, dass sie über der abschätzbaren Position der sich bildenden Spalten, Kanälen und Freirandflächen angeordnet sind. Die Bruchstellen des Kokskuchens können vor dem Aufbrechen des Kokskuchens durch die Bewegung der Segmente und durch die Lage der Segmente in der Regel gut abgeschätzt werden.
Bei dem Kühlmedium handelt es sich bevorzugt um Wasser. Bei dem Kühlmedium kann es sich aber auch um ein kühlendes, verbrennungsinertes Gas handeln.
Beansprucht wird auch eine Vorrichtung zum Aufbrechen einer frischen und warmen Koksladung in einer Aufnahmewanne, umfassend.

• eine horizontale Koksofenkammer als Teil einer Koksofenbank des Typs „Heat-Recovery” oder „Non-Recovery” mit stirnseitigen Koksofenkammertüren,
• eine Aufnahmewanne, die auf oder in einem Löschwagen für frischen Koks platziert ist, wobei der Kokslöschwagen parallel entlang der Koksofenkammerfront verfahrbar ist,
• ein Löschturm, unter den der Löschwagen durch eine Transporteinrichtung verfahrbar ist,

• der Löschturm ein oder mehrere Düsen zum Ausströmen von Kühlmedium auf den Kokskuchen, der sich zeitweise in der Aufnahmewanne des Löschturms darunter befindet, besitzt, und
• sich über dem Boden der Auffangwanne eine Platte befindet, die in bewegliche Segmente unterteilt ist, und die Segmente durch einen steuerbaren Antrieb gegeneinander verschiebbar sind, und
• diese Segmente mit einem hitzebeständigen Material bedeckt sind, oder aus einem hitzebeständigen Material gefertigt sind, so dass sie den hohen Temperaturen des glühenden Kokses standhalten.

Die beweglichen Segmente können so gearbeitet sein, dass diese von sich aus den Kokskuchen gegen die Bodenplatte der Auffangwanne abdichten. Die Segmente können überlappend angeordnet sein oder aneinander stoßen. Die Segmente können prinzipiell beliebig geformt sein, ermöglichen jedoch bevorzugt eine nahtlose Ineinanderverzahnung. Die Segmente sind einer denkbaren Ausführungsform aus Teflonmaterial hergestellt. Dadurch können die Gleiteigenschaften der Segmente für den Koks verbessert werden.
Die Segmente können zur Ausführung der Erfindung auch vorteilhaft mit einem Dichtungsmaterial gegeneinander abgedichtet sein. Dadurch gelangt kein Koks zwischen die Segmente und die Bodenplatte, und die Wand der Auffangwanne wird gegen den Koks geschützt. Gleichzeitig gelangt kein Koks durch eventuelle Aufnahmeöffnungen aus der Auffangwanne des Löschwagens. Die Segmente können an den Übergangsflächen auch ein Dichtmaterial oder Dichtungselemente enthalten.
Die Erzeugung der Kraft und die Kraftübertragung zur Bewegung der Segmente kann beliebig erfolgen. In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Segmente zur Bewegung kraftschlüssig mit Stangen oder Ketten zur Übertragung der Kraft verbunden. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Segmente zur Bewegung kraftschlüssig mit mindestens einer Kardanwelle zur Kraftübertragung verbunden. Die Vorrichtungen zur Kraftübertragung können auf beliebige Weise an den Segmenten befestigt sein. An den Vorrichtungen zur Kraftübertragung können beispielhaft Haken und an den Segmenten Ösen angeordnet sein, über die die Kraftübertragung ausgeführt wird. Die Kraftübertragung kann aber auch über Stangen erfolgen, die mit einem ringförmigen Verbindungsglied versehen sind, so dass die Verbindung entsprechend flexibel ist.
Die Vorrichtungen zur Kraftübertragung können in der Auffangwanne und in dem Löschwagen beliebig geführt werden. Diese können beispielhaft durch Öffnungen im Boden der Auffangwanne des Löschwagens geführt werden. Die Vorrichtungen zur Kraftübertragung können aber auch durch Öffnungen in der seitlichen Wand der Auffangwanne des Löschwagens geführt werden.
Die Antriebe zur Verschiebung der Segmente sind in einer bevorzugten Ausführung am Löschwagen montiert. Sie können aber auch stationär in den Seitenflächen des Löschturms integriert werden. Die Kraftübertragung zur Bewegung der beweglichen Segmente erfolgt in einer vorteilhaften Ausführungsform über Kraftübertragungsvorrichtungen durch Öffnungen in den Wänden oder im Boden des oder der Löschwagen, nachdem diese in den Löschturm hinein gefahren sind.
Die Erzeugung der Kraft zum Antrieb der Segmente kann ebenfalls beliebig erfolgen. Die Vorrichtungen zur Kraftübertragung können mit einem oder mehreren streckbaren Zylindern verbunden sein, der diese Vorrichtungen antreibt, so dass auf diese Weise die Segmente bewegt werden. Die Vorrichtungen zur Kraftübertragung sind in einer vorteilhaften Ausführungsform mit einem oder mehreren streckbaren Zylindern verbunden, wobei diese Zylinder am Löschwagen montiert sind. Die Vorrichtungen zur Kraftübertragung sind in einer weiteren Ausführungsform mit einem oder mehreren streckbaren Zylindern verbunden, wobei diese Zylinder an den Seitenwänden des Löschturms montiert sind. Die streckbaren Zylinder können beispielhaft hydraulisch bewegt werden. Die beliebigen streckbaren Zylinder können aber auch pneumatisch bewegt werden. Schließlich können die streckbaren Zylinder auch elektrisch bewegt werden.
Die Erfindung besitzt den Vorteil, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches die Löschung und Kühlung des glühenden Kokses im Löschturm ermöglicht, ohne zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Temperatur oder des Wassergehaltes der Kokscharge zu führen, wobei gleichzeitig die Umwelt geschont wird, da der durch das Auseinanderbrechen der Charge aufgewirbelte schädliche Asche- und Koksstaub durch das herabrieselnde Wasser aus der Dampfatmosphäre im Löschturm herausgewaschen wird und somit nicht in die Umwelt gelangt. Es wird damit ein Verfahren zur Verfügung gestellt, welches den Vorgang des Löschens eines Kokskuchens umwelttechnisch aktiv während des Löschvorgangs im Löschturm unterstützt, so dass der Vorgang des Löschens auf die Gegebenheiten des Kokskuchens und des Löschturmes ausgerichtet werden kann.
Die Erfindung wird anhand von neun Zeichnungen genauer erläutert, wobei das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist.
1 zeigt eine geschlossene Anordnung von erfindungsgemäßen beweglichen Segmenten. 2 zeigt eine geöffnete Anordnung von erfindungsgemäßen beweglichen Segmenten. 3 zeigt einen Löschwagen, der über dem Boden der Auffangwanne mit einer Anordnung von zwei beweglichen Segmenten ausgestattet ist. 4 zeigt den gleichen Löschwagen mit den Segmenten in Bewegung, so dass der Kokskuchen auseinanderreißt. 5 zeigt einen Löschwagen, der über dem Boden der Auffangwanne mit einer geöffneten Anordnung von zwei beweglichen Segmenten ausgestattet ist. 6 zeigt einen Löschwagen mit den erfindungsgemäßen Segmenten, der sich unter einem Löschturm befindet, in stirnseitiger Ansicht. 7 zeigt den gleichen Löschwagen mit den erfindungsgemäßen Segmenten in seitlicher Ansicht. 8 zeigt einen Löschwagen in seitlicher Ansicht, der sich unter einem Löschturm befindet, mit ausgerichteter Anordnung der Düsen, in dem die Vorrichtungen zur Kraftübertragung durch Öffnungen in der Wand des Löschwagens geführt werden. 9 zeigt den gleichen Löschwagen in seitlicher Ansicht, der mit quer zu öffnenden Segmenten ausgestattet ist.
1 zeigt eine geschlossene Anordnung (1a) von erfindungsgemäßen Segmenten (2), die ineinander verzahnt sind, und dadurch eine geschlossene Platte bilden.
2 zeigt eine geöffnete Anordnung (1b) von erfindungsgemäßen Segmenten (2). Die Segmente (2) sind auseinandergezogen worden, so dass sich eine Öffnung (3) in der Mitte der Platte befindet. Die Segmente (2) sind in horizontaler Richtung beweglich. Gezeigt ist auch ein streckbarer Zylinder (4) zur Erzeugung der Bewegung, welcher über einen Motor (4a) zur Erzeugung der Kraft betätigt wird. Die Übertragung der Kraft von Zylinder (4) zu den Segmenten (2) erfolgt mit einer Stange (5), die in einer Öse (6) in den Segmenten (2) befestigt ist.
3 zeigt einen Löschwagen (7), der über dem Boden der Auffangwanne (8) mit einer Anordnung von zwei beweglichen Segmenten (2) ausgestattet ist. Am Boden (8) des Löschwagens (7) befinden sich zwei bewegliche Segmente (2) einer Platte, die geschlossen vorliegen. Auf den Segmenten (2) liegt ein fertiger Kokskuchen (9). Unter dem Löschwagen (7) sind zwei streckbare Zylinder (4) zur Krafterzeugung befestigt, die über eine Stange (5) und eine Öffnung, durch den Boden der Auffangwanne (10) des Löschwagens die Segmente (2) in horizontaler Richtung bewegen. Der Löschwagen (7) ist in stirnseitiger Ansicht vor einer Koksofenkammer (nicht gezeigt) zusehen. Der Löschwagen (7) ist auf Rädern (11) mit Schienen (12) gelagert.
4 zeigt den gleichen Löschwagen (7) mit den Segmenten (2) in vertikaler Bewegung, so dass der frische Kokskuchen (9) in zwei Teilchargen (9a) auseinanderreißt.
5 zeigt einen Löschwagen (7), der über dem Boden der Auffangwanne (8) mit einer geöffneten Anordnung (1b) von zwei beweglichen Segmenten (2), also mit einer dazwischenliegenden Öffnung (3) ausgestattet ist. Der sich darin befindliche Kokskuchen (9) ist in zwei Teile (9a) auseinandergebrochen, so dass das Löschwasser (13) ungehindert in den Kanal (9b) zwischen den Teilstücken (9a) des Kokskuchens (9) gelangen kann.
6 zeigt einen Löschwagen (7) mit den erfindungsgemäßen Segmenten (2), der sich unter einem Löschturm (14) befindet, in stirnseitiger Ansicht. Durch den Boden des Löschwagens oder der Auffangwanne (8) geht eine Stange (5) hindurch, die die Segmente (2) nach oben drückt, so dass der Kokskuchen (9) in zwei Teile (9a) auseinanderbricht. Der Löschturm (14) ist im oberen Teil mit Düsen (15) ausgestattet, die genau auf die freien Flächen (9c) des auseinandergebrochenen Kokskuchens ausgerichtet sind. Dadurch kann der Kokskuchen (9) schneller abkühlen.
7 zeigt den gleichen Löschwagen (7) mit den erfindungsgemäßen Segmenten (2) in seitlicher Ansicht. Zu sehen sind die Räder (11) des Löschwagens (7), die Achse (11a) zur Lagerung der Räder (11), und die Schiene (12), auf denen die Räder (11) gelagert sind. Unter dem Löschwagen (7) sitzen vier Zylinder (4) zur Erzeugung der Kraft, die zur Bewegung der Segmente (2) dienen. Die Kraft wird hier beispielhaft durch Stangen (5) übertragen, die durch Aufnahmeöffnungen (10) in dem Boden (8) der Aufnahmewanne des Löschwagens (7) angeordnet sind. Der Kokskuchen (9) ist in der Länge in vier Teile auseinandergebrochen, so dass die Düsen (15), die im oberen Teil des Löschturms (14) angeordnet sind, genau auf die Freiflächen (9c) des auseinandergebrochenen Kokskuchens (9) ausgerichtet sein können. Die Bruchstellen des Kokskuchens (9) können durch die Lage der Segmente (2) genau abgeschätzt werden.
8 zeigt einen Löschwagen (7) in seitlicher Ansicht, der sich unter einem Löschturm (14) befindet, mit ausgerichteter Anordnung der Düsen (15), in dem die Vorrichtungen zur Kraftübertragung durch Öffnungen (16) in der seitlichen Wand der Auffangwanne (8) des Löschwagens (7) geführt werden. Die beweglichen Segmente (2) sind über dem Boden der Auffangwanne (8) angeordnet, und werden durch zwei streckbare Zylinder (4) bewegt. Die Übertragung der Kraft erfolgt durch Stangen (5), die mit einem ringförmigen Verbindungsglied (5a) versehen sind, so dass die Verbindung entsprechend flexibel ist. Die seitlichen Segmente (2a) werden in Längsrichtung des Kokskuchens (9) bewegt, so dass der Kokskuchen in mehrere Teilchargen (9a) aufbricht. Insgesamt sind vier Teilstücke (9a) des Kokskuchens (9) zu sehen, so dass die Düsen (15), die im oberen Teil des Löschturms (14) angeordnet sind, genau auf die Freiflächen (9c) des auseinandergebrochenen Kokskuchens (9) ausgerichtet sein können. Zwischen den Segmenten (2) ist ein Abdichtelement (17) zu sehen.
9 zeigt den gleichen Löschwagen (7) in seitlicher Ansicht, der mit quer zu öffnenden Segmenten (2) ausgestattet ist. Diese werden in stirnseitiger Richtung aus der Auffangwanne (8) herausgezogen. Insgesamt sind zwei Teilstücke (9a) des Kokskuchens (9) zu sehen, so dass die Düsen (15), die im oberen Teil des Löschturms (14) angeordnet sind, genau auf die Kanäle (9a) und Freiflächen (9c) des auseinandergebrochenen Kokskuchens (9b) ausgerichtet sein können.
Bezugszeichenliste

1: Anordnung von Segmenten oder Oberflächensegmenten
1a: Geschlossene Anordnung von Segmenten
1b: Geöffnete Anordnung von Segmenten
2: Segment
3: Öffnung zwischen den Segmenten
4: Streckbarer Zylinder
4a: Motor zur Krafterzeugung zur Bewegung der Segmente
5: Stange zur Kraftübertragung
5a: Ringförmiges Verbindungsglied
6: Öse in den Segmenten
7: Löschwagen
8: Auffangwanne
9: Kokskuchen
9a: Teilstücke des Kokskuchens
9b: Kanal durch Teilstücke des Kokskuchens
9c: Freiliegende Flächen des Kokskuchens
10: Öffnung durch den Boden der Auffangwanne
11: Räder des Löschwagens
11a: Achse des Löschwagens
12: Schienen
13: Löschwasser
14: Löschturm
15: Düsen für Löschwasser
16: Seitliche Öffnungen in der Wand der Auffangwanne
17: Abdichtelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1253669 B [0005]
WO 2006/089612 A1 [0005]
US 5564340 A [0005, 0007]
EP 964049 A2 [0005]
WO 91/09094 A1 [0006]
EP 0084786 B1 [0006]
CN 2668641 Y [0007]

Claims

Verfahren zum Aufbrechen einer frischen und warmen Koksladung in einer Aufnahmewanne, wobei • die Koksofenkammer einer Koksofenbank des Typs „Heat-Recovery” oder „Non-Recovery” mit Kohle beladen wird, die zur Verkokung vorgesehen ist, und diese in einem zyklischen Ablauf verkokt wird, und • der Koks nach dem Verkokungsvorgang als kompakter und fester Kokskuchen aus der Koksofenkammer durch eine Druckmaschine in die Aufnahmewanne eines Löschwagens ausgedrückt wird, und • der Koks in dem Löschwagen zu einem Löschturm transportiert wird, und in dem Löschturm mit einem Kühlmedium auf Umgebungstemperatur heruntergekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass • bewegliche Segmente einer Platte über dem Boden der Aufnahmewanne kurz vor oder während des Löschvorgangs durch einen steuerbaren Antrieb gegeneinander verschoben werden, • so dass die frische und warme Kokscharge aufreißt und sich im Koks zusätzliche Spalte, Kanäle und Freirandflächen bilden, in die das Kühlmedium aus den darüber befindlichen Kühlmediumsdüsen einströmt und die freigelegten Flächen in der Kokscharge durch das Kühlmedium benetzbar sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente in Längs- oder Querrichtung des Bodens der Aufnahmewanne horizontal gegeneinander verschiebbar sind, und mindestens eines dieser Segmente um 5 bis 400 mm aus seiner Ausgangsposition gezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente vertikal gegeneinander verschiebbar sind, und mindestens eines dieser Segmente um 5 bis 600 mm aus seiner Ausgangsposition abgesenkt oder angehoben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente mit einer Frequenz von 50–70 Hz vertikal oder horizontal vibrieren, so dass die Kokscharge durch Rüttelvorgänge aufreißt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen für das Kühlmedium oberhalb des Löschwagens mit der Aufnahmewanne angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen für das Kühlmedium oberhalb des Löschwagens mit der Aufnahmewanne angeordnet sind, und dass diese in der Düsenebene des Löschturms verfahrbar sind, so dass diese für den Löschvorgang ausgerichtet werden können.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen für das Kühlmedium oberhalb des Löschwagens mit der Aufnahmewanne angeordnet sind, und die Düsen so ausgerichtet sind, dass sie über der abschätzbaren Position der sich bildenden Spalten, Kanälen und Freirandflächen angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kühlmedium um Wasser handelt.
Vorrichtung zum Aufbrechen einer frischen und warmen Koksladung in einer Aufnahmewanne, umfassend • eine horizontale Koksofenkammer als Teil einer Koksofenbank des Typs „Heat-Recovery” oder „Non-Recovery” mit stirnseitigen Koksofenkammertüren, • eine Aufnahmewanne, die auf oder in einem Löschwagen für frischen und warmen Koks plaziert ist, wobei der Kokslöschwagen parallel entlang der Koksofenkammerfront verfahrbar ist, • ein Löschturm, unter den der Löschwagen durch eine Transporteinrichtung, verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass • der Löschturm ein oder mehrere Düsen zum Ausströmen von Kühlmedium auf den Kokskuchen, der sich zeitweise in der Aufnahmewanne des Löschturms darunter befindet, besitzt, und • sich über dem Boden der Auffangwanne eine Platte befindet, die in bewegliche Segmente unterteilt ist, und die Segmente durch einen steuerbaren Antrieb gegeneinander verschiebbar sind, und • diese Segmente mit einem hitzebeständigen Material bedeckt sind, oder aus einem hitzebeständigen Material gefertigt sind, so dass sie den hohen Temperaturen des glühenden Kokses standhalten.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente überlappend oder aneinander stoßend angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente aus Teflonmaterial hergestellt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente mit einem Dichtungsmaterial gegeneinander abgedichtet sind, oder die Segmente an den Übergangsflächen ein Dichtungsmaterial enthalten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente zur Bewegung kraftschlüssig mit Stangen oder Ketten zur Kraftübertragung verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente zur Bewegung kraftschlüssig mit mindestens einer Kardanwelle zur Kraftübertragung verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an den Vorrichtungen zur Kraftübertragung Haken und an den Segmenten Ösen angeordnet sind, über die die Kraftübertragung ausgeführt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragung über Stangen erfolgt, die mit einem ringförmigen Verbindungsglied versehen sind, so dass die Verbindung entsprechend flexibel ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zur Kraftübertragung durch Öffnungen im Boden der Auffangwanne des Löschwagens geführt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zur Kraftübertragung durch Öffnungen in der seitlichen Wand der Auffangwanne des Löschwagens geführt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zur Kraftübertragung mit einem oder mehreren streckbaren Zylindern verbunden sind, der diese Vorrichtungen antreibt, und so die Segmente bewegt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zur Kraftübertragung mit einem oder mehreren streckbaren Zylindern verbunden sind, wobei diese am Löschwagen montiert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zur Kraftübertragung mit einem oder mehreren streckbaren Zylindern verbunden sind, wobei diese an den Seitenwänden des Löschturms montiert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die streckbaren Zylinder hydraulisch bewegt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die streckbaren Zylinder pneumatisch bewegt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die streckbaren Zylinder elektrisch bewegt werden.