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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Befüllen einer Koksofenkammer eines Koksofens.
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Bei dem Verfahren, von dem die Erfindung ausgeht, wird ein an der Oberseite des Koksofens verfahrbarer Kohlefüllwagen an einem in der Ofendecke der Koksofenkammer angeordneten und mit einem Fülllochdeckel verschlossenen Füllloch positioniert. Der Fülllochdeckel wird abgehoben, und ein Füllteleskop wird auf das geöffnete Füllloch abgesenkt, um eine Verbindung zwischen einer Kohleaustragseinrichtung des Kohlefüllwagens und dem Füllloch herzustellen. Die Kohle wird durch das Füllteleskop und das Füllloch in die Koksofenkammer eingefüllt. Anschließend wird das Füllteleskop von dem Füllloch abgehoben und das Füllloch mit dem Fülllochdeckel wieder verschlossen.
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Die Verkokung von Kohle wird zyklisch durchgeführt. Nach der Verkokung wird der Koks mittels einer Ausdrückmaschine aus der Koksofenkammer entfernt und mittels einer Überleitmaschine in einen Löschwagen gebracht. Mehrere Koksofenkammern sind zu einem Koksofen zusammengefasst, der gelegentlich auch als Koksofenbatterie bezeichnet wird.
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Bei der Koksofenbefüllung entstehen aufgrund der Berührung der mitunter relativ feuchten Kohle mit den heißen Ofenwänden große Mengen an Füllgasen. Die Füllgase werden durch geeignete Einrichtungen aus der Koksofenkammer in eine Rohgasvorlage abgesaugt. Um den Füllvorgang möglichst emissionsfrei durchzuführen wird die Kohle innerhalb eines geschlossenen Systems in die Koksofenkammer eingefüllt. Dazu werden vorzugsweise speziell gestaltete und mit Dichtungen versehene Füllteleskope verwendet.
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Ein Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmale sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist aus
DE 10 2008 008 713 B4 bekannt. Nachdem der Kohlefüllwagen in Position gebracht wurde, wird der Fülllochdeckel von dem Füllloch abgehoben und seitwärts bewegt. Anschließend wird eine Verbindung zwischen einer Kohleaustragseinrichtung des Kohlefüllwagens und dem Füllloch durch Absenken eines Füllteleskops hergestellt. Das Füllteleskop ist mit Dichtungen ausgestattet, wobei eine weitgehend dichte Verbindung zwischen der Austragseinrichtung des Kohlefüllwagens und der Koksofenkammer hergestellt und ein zur Atmosphäre geschlossenes Systems geschaffen wird. Der Eintrag der Kohle in die Koksofenkammer erfolgt innerhalb dieses geschlossenen Systems. Zur Befüllung einer Koksofenkammer sind üblicherweise vier bis fünf Füllteleskope an dem Kohlefüllwagen vorhanden, die mit einer entsprechenden Anzahl von Fülllöchern der Koksofenkammer verbunden werden. Nachdem die Kohle in die Koksofenkammer eingefüllt worden ist, werden die Füllteleskope nacheinander angehoben und die Fülllochdeckel in die Füllöffnungen wieder eingelegt. Während dieses Vorganges bleibt das System zum Absaugen der Füllgase aktiv. Die Kohlebefüllung ist abgeschlossen, nachdem alle Fülldeckel eingelegt worden sind.
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Bei herkömmlichen Verfahren zur Befüllung von Koksofenkammern können beim Abheben der Füllteleskope erhebliche Emissionen entstehen. Es kann beobachtet werden, dass nach dem Abheben des Füllteleskopes Luft in solchen Mengen in die Koksofenkammer eintritt, dass mit dem in der Koksofenkammer entstehenden Rohgas gelegentlich ein zündfähiges Gemisch entsteht, welches explosionsartig reagiert, wobei Emissionen aus Rauch, Ruß und Staub freigesetzt werden, die aus dem offenen Füllloch austreten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Befüllten von Koksofenkammern anzugeben, bei dem die Bildung von Emissionen reduziert wird. Zur Durchführung des Verfahrens soll eine Vorrichtung zur Anwendung kommen, die mit möglichst geringem Aufwand in bestehende Systeme zur Koksofenbefüllung integrierbar ist.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung nach Anspruch 10 zur Durchführung des Verfahrens.
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Ausgehend von einem Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen wird das Füllloch nach der Befüllung der Koksofenkammer mittels eines Verschlusselementes zumindest teilweise verschlossen, bevor das Füllteleskop von dem Füllloch abgehoben wird. Der Fülllochdeckel wird anschließend in das durch das Verschlusselement zumindest teilweise verschlossene Füllloch eingesetzt. Das vollständige oder zumindest teilweise Verschließen des Füllloches vor dem Einsetzen des Fülllochdeckels erfolgt in einem zur Atmosphäre geschlossenen System. Erst nachdem das Füllloch durch das Verschlusselement zumindest teilweise verschlossen wurde, wird das Füllteleskop von dem Füllloch abgehoben und dadurch die Verbindung zwischen der Austragseinrichtung des Kohlefüllwagens und dem Füllloch gelöst. Anschließend wird der Fülllochdeckel in das Füllloch eingesetzt und die Koksofenkammer für den Verkokungsprozess dauerhaft verschlossen.
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Das Verschlusselement kann so ausgebildet sein, dass es den Querschnitt der des Füllloches vollständig oder nahezu vollständig verschließt. Eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Verschlusselement den Querschnitt des Füllloches nicht vollständig verschließt sondern einen reduzierten Querschnitt für das Einströmen von Luft offen hält. Infolge eines in der Koksofenkammer herrschenden leichten Unterdruckes wird Luft angesaugt, wobei durch das Ansaugen von Luft gleichzeitig das Austreten von Rohgas aus der Ofenkammer vermieden wird. Durch die Wirkung des erfindungsgemäßen Verschlusselementes wird das Einströmen von Luft aber so reduziert, dass sich konstante Bedingungen einstellen und explosionsartige Reaktionen in der Koksofenkammer ausgeschlossen sind.
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Das Verschlusselement kann als Trennelement oder deckelförmiges Element ausgebildet sein, welches mittels einer an dem Kohlefüllwagen angeordneten Handhabungsvorrichtung innerhalb des durch die Verbindung zwischen der Kohleaustragseinrichtung und dem Füllloch gebildeten Raumes bewegt und positioniert wird. Zum Erfassen des Verschlusselementes kann die Handhabungseinrichtung einen Unterdruckheber oder einen Hubmagneten aufweisen. Die Handhabungsvorrichtung ermöglicht das Anheben und Absenken des Verschlusselementes innerhalb des von der Atmosphäre abgetrennten Raumes, der von dem Füllteleskop und dem Füllloch gebildet wird.
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Das Verschlusselement kann mittels der Handhabungsvorrichtung auf einer Auflagefläche innerhalb des Füllloches abgelegt werden. Dabei wird die Position des Verschlusselementes so festgelegt, dass der Fülllochdeckel anschließend in einen das Füllloch umgebenden Rahmen eingelegt und für den nachfolgenden Verkokungsprozess beispielsweise mit einer Vergussmasse innerhalb des Fülllochrahmens abgedichtet werden kann. Während des Verkokungsprozesses sind der Fülllochdeckel und das Verschlusselement übereinander innerhalb des Füllloches angeordnet.
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Für eine erneute Befüllung des Koksofenschachtes mit Kohle wird der Fülllochdeckel abgehoben und wird das Verschlusselement entfernt. Auch zum Entfernen des Verschlusselementes kann die Handhabungsvorrichtung eingesetzt werden. Gemäß einer entsprechenden Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Verschlusselement mittels der Handhabungsvorrichtung somit für die Dauer des Einfüllens der Kohle entfernt und anschließend wieder eingelegt. Das Verschlusselement kann insbesondere in Form eines Deckels ausgebildet sein, der im Füllloch positioniert wird und vor jedem Füllvorgang entfernt werden muss.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Verschlusselement aus einem brennbaren Material verwendet, welches während der Garzeit des Kokses verbrennt. Diese Verfahrensvariante trägt dem Umstand Rechnung, dass das Verschlusselement nur für die kurze Zeitdauer zwischen dem Abheben des Füllteleskopes und dem Einsetzen des Fülllochdeckels aktiv sein muss. Das Verschlusselement kann beispielsweise aus Holz, aus gepresster Kohle oder einem anderen brennbaren Material bestehen.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch ein Verschlusselement verwendet werden, welches im Füllloch unterhalb der Position des Fülllochdeckels stationär angeordnet ist und sich während des Einfüllens der Kohle durch den Kohlestrom öffnet und danach wieder selbsttätig schließt. Das so gestaltete Verschlusselement kann in den oberen Bereich des Füllloches, vorzugsweise im Fülllochrahmen, eingebaut werden. Das stationär angeordnete Verschlusselement kann beispielsweise als Klappe ausgebildet sein, die um eine exzentrisch angeordnete Achse schwenkbar ist und beim Einfüllen der Kohle nach unten klappt und sich senkrecht im Kohlestrom ausrichtet, so dass der Kohlestrom in das Füllloch einströmen kann. Nach dem Befüllen sorgt beispielsweise ein Gegengewicht dafür, dass sich das Element wieder waagerecht ausrichtet und das Füllloch schließt. Andere Rückstellmechanismen sollen nicht ausgeschlossen sein. Ebenso sind auch andere Konstruktionen, beispielsweise mehrteilige Verschlusselemente oder Schieberkonstruktionen, einsetzbar.
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Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Der grundsätzliche Aufbau der Vorrichtung umfasst einen an der Oberseite eines Koksofens verfahrbaren Kohlefüllwagen, der eine Kohleaustragseinrichtung, mindestens ein absenkbares Füllteleskop und eine Hubvorrichtung zum Abheben und Einsetzen eines Fülllochdeckels in ein zugeordnetes Füllloch aufweist. Erfindungsgemäß ist ein Verschlusselement vorgesehen, welches im Füllloch unterhalb der Position des Fülllochdeckels stationär oder austauschbar angeordnet ist und den Querschnitt des Füllloches nach einer Befüllung der Koksofenkammer zumindest teilweise verschließt. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Vorrichtung werden in den nachgeordneten Ansprüchen 11 bis 17 beschrieben und nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen schematisch
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1 eine Vorrichtung zum Befüllen von Ofenkammern eines Koksofens,
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2a bis 2e die Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Befüllen einer Koksofenkammer unter Verwendung der in 1 dargestellten Vorrichtung,
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3 eine alternative Ausgestaltung der in 1 dargestellten Vorrichtung.
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Die in 1 dargestellte Vorrichtung zum Befüllen von Ofenkammern eines Koksofens ist an der Unterseite eines nicht dargestellten Kohlefüllwagens angeordnet. Der Kohlefüllwagen ist auf der Ofendecke eines Koksofens verfahrbar und weist eine Kohleaustragseinrichtung 1, mindestens ein absenkbares Füllteleskop 2 und eine Hubvorrichtung 3 zum Abheben und Einsetzen eines Fülllochdeckels 4 in ein zugeordnetes Füllloch 5 in der Ofendecke 6 des Koksofens auf. Ferner ist mindestens ein Verschlusselement 7 vorgesehen, welches unterhalb der Position des Fülllochdeckels 4 im Füllloch 5 einer Koksofenkammer 8 des Koksofens angeordnet ist und den Querschnitt des Füllloches 5 nach einer Befüllung der Koksofenkammer 8 zumindest teilweise verschließt. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist das Verschlusselement 7 beispielsweise als Klappe ausgebildet, welches um eine exzentrisch angeordnete Achse 9 verschwenkbar ist. Beim Einfüllen der Kohle klappt das Verschlusselement 7 nach unten und steht senkrecht im Kohlestrom, so dass der Kohlestrom in das Füllloch 5 einströmen kann. Nach dem Befüllen sorgt ein Gegengewicht 10 dafür, dass sich das Verschlusselement 7 wieder waagerecht ausrichtet und das Füllloch 5 verschließt. Entsprechende Anschläge 11 begrenzen die Drehbewegung. Unterschiedliche konstruktive Ausgestaltungen des Verschlusselementes 7 sollen nicht ausgeschlossen werden. Erfindungswesentlich ist nur, dass sich das Verschlusselement 7 während des Einfüllens der Kohle durch den Kohlestrom öffnet und danach selbsttätig schließt. Zweckmäßig ist das Verschlusselement 7 in einem das Füllloch 5 umgebenden Fülllochrahmen 12 angeordnet.
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Unter Verwendung der in 1 dargestellten Vorrichtung wird das Verfahren zum Befüllen der Koksofenkammer wie folgt betrieben: Der an der Oberseite des Koksofens verfahrbare Kohlefüllwagen wird an einem in der Ofendecke 6 der Koksofenkammer 8 angeordneten und mit einem Fülllochdeckel 4 verschlossenen Füllloch 5 positioniert. Der Fülllochdeckel 4 wird abgehoben und zur Seite bewegt (2a). Danach wird das Füllteleskop 2 auf das Füllloch 5 abgesenkt, wobei mittels des abgesenkten Füllteleskopes 2 eine Verbindung zwischen der Kohleaustragseinrichtung 1 des Kohlefüllwagens und dem Füllloch 5 hergestellt wird (2b). Die Verbindung bildet einen gegenüber der Atmosphäre abgeschirmten und vorzugsweise auch abgedichteten Raum. Die Kohle wird durch das Füllteleskop 2 und das Füllloch 5 in die Koksofenkammer 8 eingefüllt (2c). Nach der Befüllung der Koksofenkammer ist das Füllloch mittels des Verschlusselementes 7 zumindest teilweise verschlossen (2d), bevor das Füllteleskop 2 von dem Füllloch abgehoben und das Füllloch mit dem Fülllochdeckel 4 wieder verschlossen wird. Somit wird der Fülllochdeckel 4 in das durch das Verschlusselement 7 zumindest teilweise verschlossene Füllloch 5 eingesetzt, wie dies in 2e schematisch dargestellt ist. Für den Verkokungsprozess kann der Fülllochdeckel 4 durch eine Vergussmasse gegenüber dem Fülllochrahmen 12 abgedichtet werden. Das Verschlusselement 7 hat lediglich die Aufgabe, das Füllloch 5 während der Zeitdauer zwischen dem Abheben des Füllteleskopes 2 und dem Einlegen des Fülllochdeckels 4 soweit zu verschließen, dass Luft aus der Atmosphäre während dieses Zeitraumes nicht unkontrolliert in die Koksofenkammer 8 einströmen kann. Eine etwaiger Luftstrom wird soweit reduziert, dass sich konstante Bedingungen einstellen und explosionsartige Reaktionen in der Koksofenkammer durch den eintretenden Luftsauerstoff ausgeschlossen sind.
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Im Ausführungsbeispiel der 3 ist das Verschlusselement 7' als Zwischendeckel ausgebildet und mittels einer an dem Kohlefüllwagen angeordneten Handhabungsvorrichtung 13 bewegbar und positionierbar. Die Bewegung des Verschlusselementes 7' erfolgt innerhalb des durch die Verbindung zwischen der Kohleaustragseinrichtung 1 und dem Füllloch 5 gebildeten Raumes. Die Handhabungsvorrichtung 13 umfasst einen Hubmagneten oder einen Unterdruckheber, der das Verschlusselement 7' erfasst. Mittels der Handhabungsvorrichtung 13 kann das Verschlusselement 7' auf einer Auflagefläche 14 innerhalb des Füllloches abgelegt werden. Das Verschlusselement 7' verbleibt während des Verfahrens im oberen Bereich des Füllloches 5. Vor jedem Füllvorgang muss es mittels der Handhabungsvorrichtung 13 entfernt werden. Am Ende des Füllvorganges wird es dann vor dem Abheben des Füllteleskopes 2 wieder in die in 3 dargestellte Position gebracht.
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Eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass das Verschlusselement 7' aus einem brennbaren Material besteht, welches während der Garzeit des Kokses verbrennt. Diese Ausführungsvariante trägt dem Umstand Rechnung, dass das Verschlusselement 7' nur für die kurze Zeitdauer zwischen dem Abheben des Füllteleskopes 7' und dem Einsetzen des Fülllochdeckels 4 aktiv sein muss. Das Verschlusselement 7' besteht beispielsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, gepresster Kohle oder einem anderen brennbaren Material.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008008713 B4 [0005]
