DE102019206628B4 - Coke oven device for producing coke and method for operating the coke oven device and use - Google Patents

Coke oven device for producing coke and method for operating the coke oven device and use Download PDF

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Abstract

Koksofenvorrichtung (10) zum Herstellen von Koks durch Verkokung von Kohle oder Kohlemischungen zumindest bei Mischgasbeheizung und wahlweise auch bei zeitweiser Koksofengasbeheizung, wobei die Koksofenvorrichtung eingerichtet ist zur minimierten Stickoxidemission durch internen thermischen Energieausgleich mittels stahlwerkseigener Gase und koksofeneigener Gase (G1, G4, G5), mit einer Vielzahl von Zwillingsheizzügen (13) jeweils mit einem mit Gas beflammten Heizkanal (11) und einem abgasführenden abwärts durchströmten Heizkanal (12), wobei die Heizkanäle (11, 12) jeweils paarweise durch eine Trennwand (14) voneinander abgegrenzt und durch zwei einander gegenüberliegende Läuferwände (15) von einer jeweiligen Ofenkammer (10.2) abgeschottet sind, wobei die paarweisen Heizkanäle (11, 12) strömungstechnisch mittels wenigstens eines oberen koppelnden Durchlasses (14.2) und auch mittels wenigstens eines unteren koppelnden Durchlasses (14.2) jeweils für interne Abgasrezirkulation auf wenigstens einem Kreisstrompfad aneinander gekoppelt sind, wobei im unteren Bereich am Boden (5.4) des jeweiligen Zwillingsheizzuges (13) jeweils wenigstens ein Einlass aus der folgenden Gruppe vorgesehen ist: Koksofengas-Einlass (18), Verbrennungsluft-Einlass (16), Mischgas-Einlass (17); dadurch gekennzeichnet, dass am jeweiligen Boden (5.4) das Verhältnis (y1:y2) des Abstandes (y1) zwischen den zugewandten Kanten des Verbrennungsluft-Einlasses (16) und des Mischgas-Einlasses (17) zum Abstand (y2) der Innenkanten der Trennwände (14) eines jeweiligen Heizkanals (11, 12) mindestens 10% beträgt, wobei der Abstand (y1) zwischen den zugewandten Kanten des Verbrennungsluft-Einlasses (16) und des Mischgas-Einlasses (17) dabei mindestens 50mm beträgt, wobei wenigstens einer der Verbrennungsluft- und Mischgas-Einlässe (16, 17) exzentrisch in einem x-Abstand größer Faktor 0,7 der absoluten x-Erstreckung des Heizkanals zwischen gegenüberliegenden Läuferwänden (15) angeordnet ist, und wobei der Verbrennungsluft-Einlass (16) weiter innen näher zur gegenüberliegenden Läuferwand (15) hin angeordnet ist als der Mischgas-Einlass (17), oder umgekehrt.Coke oven device (10) for producing coke by coking coal or coal mixtures at least with mixed gas heating and optionally also with temporary coke oven gas heating, wherein the coke oven device is designed for minimizing nitrogen oxide emissions through internal thermal energy compensation by means of gases from the steelworks and gases from the coke oven (G1, G4, G5), with a plurality of twin heating flues (13), each with a gas-flamed heating channel (11) and a downward-flowing heating channel (12) carrying exhaust gas, wherein the heating channels (11, 12) are each separated from one another in pairs by a partition wall (14) and sealed off from a respective furnace chamber (10.2) by two opposing rotor walls (15), wherein the paired heating channels (11, 12) are fluidically connected by means of at least one upper coupling passage (14.2) and also by means of at least one lower coupling passage (14.2) each for internal exhaust gas recirculation are coupled to one another on at least one circular flow path, wherein in the lower region on the floor (5.4) of the respective twin heating flue (13) at least one inlet from the following group is provided: coke oven gas inlet (18), combustion air inlet (16), mixed gas inlet (17); characterized in that at the respective base (5.4) the ratio (y1:y2) of the distance (y1) between the facing edges of the combustion air inlet (16) and the mixed gas inlet (17) to the distance (y2) of the inner edges of the partition walls (14) of a respective heating channel (11, 12) is at least 10%, wherein the distance (y1) between the facing edges of the combustion air inlet (16) and the mixed gas inlet (17) is at least 50mm, wherein at least one of the combustion air and mixed gas inlets (16, 17) is arranged eccentrically at an x-distance greater than a factor of 0.7 of the absolute x-extension of the heating channel between opposite rotor walls (15), and wherein the combustion air inlet (16) is arranged further inside closer to the opposite rotor wall (15) than the mixed gas inlet (17), or vice versa.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Koks bei minimierten NOx-Emissionen sowie entsprechende Verwendungen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des jeweiligen unabhängigen Anspruchs.The invention relates to a device and a method for producing coke with minimized NO x emissions and corresponding uses. In particular, the invention relates to a device and a method according to the preamble of the respective independent claim.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Der Bedarf an Koksöfen ist weltweit nach wie vor hoch und wird auch für die Zukunft als weiterhin hoch eingeschätzt, wie z.B. in der folgenden Veröffentlichung beschrieben: K. WESSIEPE et al.: Optimization of Combustion and Reduction of NOx-Formation at Coke Chambers.... COKE MAKING INTERNATIONAL; 9, 2; 42-53 ; VERLAG STAHLEISEN MBH; 1997. Jedes Jahr werden auch heute noch, trotz immer strengerer Umweltkriterien, mehrere hundert Koksöfen neu gebaut und in Betrieb genommen. Die Anzahl jährlich neu gebauter Koksöfen liegt schätzungsweise sogar bei weit über 1000 Stück allein in Asien. Gleichwohl ist mittlerweile nicht nur unter Ingenieuren sondern auch innerhalb der Gesellschaft gut bekannt, dass die Energiegewinnung mittels Koksöfen nicht sonderlich umweltfreundlich ist. An den Bau von neuen Koksöfen, oder auch an den Betrieb bestehender Koksöfen, werden daher von vielen Seiten zunehmend strengere Anforderungen bezüglich minimierter Emissionen gestellt, insbesondere bezüglich Stickoxiden (NOx). In diesem Zusammenhang gibt es zahlreiche Bemühungen, die Effizienz der Verkokung zu verbessern. Die Planung und der Bau von Koksöfen müssen vor langem Zeithorizont durchgeführt werden. Insbesondere in Hinblick auf die gewünschte lange Betriebsdauer bzw. Lebensdauer eines Koksofens ist es wichtig zu wissen, welche umwelttechnischen Verbesserungen sich in den nächsten Jahren bei Koksöfen realisieren lassen. Eine gezielte Verfolgung einzelner Optimierungsmaßnahmen ist jedoch in Hinblick auf die prozesstechnische und konstruktive Komplexität von Koksöfen nicht trivial; vielmehr müssen einzelne Optimierungsmaßnahmen relativiert werden und in einem Gesamtkonzept bei zahlreichen Interdependenzen gegeneinander aufgewogen werden.The demand for coke ovens remains high worldwide and is expected to remain so in the future, as described in the following publication: K. WESSIEPE et al.: Optimization of Combustion and Reduction of NOx-Formation at Coke Chambers.... COKE MAKING INTERNATIONAL; 9, 2; 42-53 ; VERLAG STAHLEISEN MBH; 1997. Even today, despite increasingly strict environmental criteria, several hundred new coke ovens are built and put into operation every year. The number of new coke ovens built each year is estimated to be well over 1,000 in Asia alone. Nevertheless, it is now well known not only among engineers but also within society that energy generation using coke ovens is not particularly environmentally friendly. The construction of new coke ovens, or the operation of existing coke ovens, is therefore subject to increasingly strict requirements from many sides with regard to minimizing emissions, particularly with regard to nitrogen oxides (NO x ). In this context, numerous efforts are being made to improve the efficiency of coking. The planning and construction of coke ovens must be carried out over a long time horizon. Particularly with regard to the desired long operating period or service life of a coke oven, it is important to know which environmental improvements can be realized in coke ovens in the coming years. However, a targeted pursuit of individual optimization measures is not trivial in view of the process-technical and structural complexity of coke ovens; rather, individual optimization measures must be put into perspective and balanced against each other in an overall concept with numerous interdependencies.

Auf Fachkongressen und in Fachzeitschriften wird in den letzten Jahren verstärkt kommuniziert, dass bei den lokalen Umweltbehörden der jeweiligen Länder sowie auf Kundenseite sehr viel strengere Anforderungen hinsichtlich reduzierter Umweltbelastungen durch Rauchgasemissionen bereits gestellt werden oder in naher Zukunft zu erwarten sind. Bezüglich dieser Rauchgasemissionen hat sich die thermische NOx-Bildung in den vertikalen, rauchgasführenden Heizzügen von Koksöfen als eine der Hauptursachen erwiesen.In recent years, there has been increasing communication at specialist conferences and in specialist journals that local environmental authorities in the respective countries and customers are already making much stricter demands on reducing environmental pollution caused by flue gas emissions or are expected to do so in the near future. Thermal NO x formation in the vertical flue gas-carrying heating flues of coke ovens has proven to be one of the main causes of these flue gas emissions.

Als im Jahr 2018 zulässiger oder in bestehenden Anlagen noch tolerierter Emissions-Grenzwert lässt sich insbesondere für europäische Territorien nennen: 500mg/Nm3, entsprechend ca. 250ppm bei 5% Sauerstoff 02. Dieser Grenzwert gilt jedoch schon seit vielen Jahren und wird möglicherweise in naher Zukunft in vielen Ländern weiter herabgesetzt. Interesse besteht daher an einer signifikanten Unterschreitung dieses Grenzwerts mittels technischer Maßnahmen in möglichst naher Zukunft.The emission limit value that is permissible in 2018 or still tolerated in existing plants is 500 mg/Nm 3 , corresponding to approx. 250 ppm at 5% oxygen 02. However, this limit has been in force for many years and may be further reduced in many countries in the near future. There is therefore interest in significantly undercutting this limit value by means of technical measures in the near future.

Stickoxide werden insbesondere durch das speziell bei der Verbrennung von Koksofengas erzeugte Rauchgas freigesetzt, insbesondere ab einer Düsensteintemperatur (also einer Temperatur im abgasführenden Heizkanal am Boden) von ca. 1.250°C; hierbei wird von der so genannten thermischen NOxBildung gesprochen. Die thermische NOxBildung wird mit weiter ansteigenden Temperaturen exponentiell weiter begünstigt bzw. angefacht, so dass die Emission von Stickoxiden stark durch die thermischen Betriebsbedingungen des Koksofens im jeweiligen Lastzustand bestimmt wird. Es ist demnach auch hinreichend bekannt, dass insbesondere in den vertikalen, rauchgasführenden Heizzügen des Koksofens durch Einstellen bzw. Regeln eines bestimmten Temperaturregimes Einfluss auf die NOx Emission genommen werden kann. Ein Ofenbetreiber ist also bemüht bzw. wird durch umwelttechnische Vorgaben dazu gezwungen, die Temperatur im abgasführenden Heizkanal möglichst niedrig zu halten, insbesondere nicht über 1.250°C ansteigen zu lassen. Gleichwohl haben sich in der Anlagenpraxis weltweit deutlich höhere Prozesstemperaturen im Bereich von 1.250 bis 1.320°C etabliert, als Kompromiss für einen nicht nur ökologischen, sondern auch ökonomischen Anlagenbetrieb.Nitrogen oxides are released in particular by the flue gas generated during the combustion of coke oven gas, particularly from a nozzle stone temperature (i.e. a temperature in the exhaust gas-carrying heating channel at the bottom) of around 1,250°C; this is referred to as thermal NO x formation. Thermal NO x formation is exponentially promoted or fueled further as temperatures continue to rise, so that the emission of nitrogen oxides is strongly determined by the thermal operating conditions of the coke oven under the respective load condition. It is therefore also well known that NO x emissions can be influenced, particularly in the vertical, flue gas-carrying heating flues of the coke oven, by setting or regulating a certain temperature regime. A furnace operator therefore endeavours, or is forced by environmental regulations, to keep the temperature in the exhaust gas-carrying heating channel as low as possible, and in particular not to allow it to rise above 1,250°C. Nevertheless, significantly higher process temperatures in the range of 1,250 to 1,320°C have become established in plant practice worldwide as a compromise for not only ecological but also economical plant operation.

Eine hinsichtlich NOx-Emissionen optimierte Anlagenfahrweise muss also auf ein abgesenktes (vergleichsweise niedriges) Temperaturniveau im Heizzug abgestimmt werden. Dies ist jedoch mit dem Absinken der Verkokungsleistung und damit zwangsläufig mit einem Verlust an Koksproduktion verbunden. Beispiel: Anstelle 100 Öfen müssen bei einer höheren zulässigen Betriebstemperatur nur ca. 95 bis 98 Öfen gebaut werden, entsprechend einer apparativen Einsparung von 2 bis 5 Prozent (geringeres Investitionsvolumen, bis zu 5% weniger Anlagenkosten, z.B. in Bezug auf ein Investitionsvolumen von 100 bis 800 Mio. Euro).A plant operation optimized with regard to NO x emissions must therefore be coordinated with a reduced (relatively low) temperature level in the heating train. However, this is associated with a reduction in coking performance and thus inevitably with a loss of coke production. Example: Instead of 100 furnaces, only about 95 to 98 furnaces need to be built at a higher permissible operating temperature. corresponding to an equipment saving of 2 to 5 percent (lower investment volume, up to 5% less plant costs, e.g. in relation to an investment volume of 100 to 800 million euros).

Zum Senken der NOx-Emission wird aufgrund dieser unwirtschaftlichen Leistungsverluste nur sehr ungern versucht, während der Verkokung ein abgesenktes Temperaturniveau dauerhaft einzuhalten bzw. lokale Temperaturspitzen in den Heizzügen zu vermeiden. Vielmehr wird, solange es rechtlich zulässig bleibt, in Kauf genommen, dass die NOx-Emissionen nachteilig hoch bleiben. Der Ofenbetreiber weiß jedoch: Wenn es möglich wäre, bei vergleichsweise moderater, abgesenkter Temperatur den Wärmeenergieeintrag konstant hoch zu halten, so wirkt sich dies bei vergleichbarem Output positiv hinsichtlich möglichst geringer NOx-Emissionen aus.Due to these uneconomical performance losses, attempts are made only very reluctantly to maintain a reduced temperature level during coking or to avoid local temperature peaks in the heating flues in order to reduce NO x emissions. Rather, as long as it remains legally permissible, it is accepted that NO x emissions remain disadvantageously high. However, the furnace operator knows that if it were possible to keep the heat energy input constantly high at a comparatively moderate, reduced temperature, this would have a positive effect in terms of the lowest possible NO x emissions with a comparable output.

Koksöfen können insbesondere bezüglich der Ausdrückrichtung des Kokses in Vertikalkammeröfen und Horizontalkammeröfen unterteilt werden. Bei Horizontalkammeröfen erfolgt das Verkoken chargenweise: Nach dem Verkoken wird der Koks in horizontaler Richtung ausgedrückt (Batch-Betrieb). Im Gegensatz dazu wird die Kohle in Vertikalkammeröfen kontinuierlich in vertikaler Richtung zu- und abgeführt (Conti-Betrieb). Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf Horizontalkammeröfen.Coke ovens can be divided into vertical chamber ovens and horizontal chamber ovens, particularly with regard to the direction in which the coke is pressed out. In horizontal chamber ovens, coking takes place in batches: after coking, the coke is pressed out in a horizontal direction (batch operation). In contrast, in vertical chamber ovens, the coal is continuously fed in and removed in a vertical direction (continuous operation). The present invention relates in particular to horizontal chamber ovens.

Koksöfen werden wahlweise durch ein aus Hochofengicht- und Koksofengas erzeugtes Mischgas oder durch pures Koksofengas beheizt (Koksofengas-Beheizung üblicherweise in weniger als 10% der jährlichen Betriebsdauer). Auf Grund der hohen Anteile an Wasserstoff und Kohlenmonoxid und der daraus resultierenden hohen Flammentemperatur ist vor allem das durch Koksofengasverbrennung erzeugte Rauchgas mit hohen NOx-Anteilen belastet. Auch deshalb zielten viele der bisherigen Maßnahmen vornehmlich auf die Minderung von NOx-Emissionen speziell bei Koksofengasbeheizung ab. Im Folgenden wird eine tabellarische Übersicht über die Elementenverteilung (in Vol.%) der jeweiligen Gasart wiedergegeben, wobei diese Angabe auf Mittelwerten beruhen, die über mehrere Jahre ermittelt wurden, insbesondere von den Inhabern des geistigen Eigentums der vorliegenden Erfindung: Bestandteil Hochofengas Koksofengas Mischgas aus Hochofen- und Koksofengas Wasserstoff 0...6 50...60 4...10 Sauerstoff 0...4 0...3 0...3 Stickstoff 35... 75 2...10 40... 55 Kohlenmonoxid CO 25...30 2...10 15...30 Kohlendioxid CO2 10...25 0...5 10...20 Methan <1 15...35 0...5 Höhere Kohlenwasserstoffe <1 0...5 0...2 Schwefelwasserstoffe <1 0...1 <1 Coke ovens are heated either by a mixed gas produced from blast furnace top and coke oven gas or by pure coke oven gas (coke oven gas heating usually takes place in less than 10% of the annual operating time). Due to the high proportions of hydrogen and carbon monoxide and the resulting high flame temperature, the flue gas produced by coke oven gas combustion in particular is contaminated with high NOx levels. This is also why many of the measures taken to date have primarily been aimed at reducing NOx emissions, especially when coke oven gas is heated. The following is a tabular overview of the element distribution (in vol.%) of the respective gas type, whereby this information is based on average values determined over several years, in particular by the owners of the intellectual property of the present invention: component Blast furnace gas Coke oven gas Mixed gas from blast furnace and coke oven gas hydrogen 0...6 50...60 4...10 oxygen 0...4 0...3 0...3 Nitrogen 35... 75 2...10 40... 55 Carbon monoxide CO 25...30 2...10 15...30 Carbon dioxide CO 2 10...25 0...5 10...20 methane <1 15...35 0...5 Higher hydrocarbons <1 0...5 0...2 Hydrogen sulphide <1 0...1 <1

Spurenelemente in allen drei Gasarten: z.B. Ammoniak, Edelgase;Trace elements in all three types of gases: e.g. ammonia, noble gases;

Hochofengase entstehen während Eisenerzschmelzvorgängen in Hochöfen und werden auch als „niederkaiorige“ Gase bezeichnet, da sie typischer Weise nur geringe Wärmeinhalte aufweisen (untere Heizwerte zwischen 2.700 und 3.800 kJ/Nm3). Hochofengase sind vergleichsweise kostengünstig. Koksofengase werden während des Verkokungsprozesses in Koksöfen erzeugt und weisen hohe Wärmeinhalte auf (untere Heizwerte zwischen 15.900 und 19.500 KJ/Nm3). Sie werden daher auch als „Starkgase“ bezeichnet. Koksofengase sind vergleichsweise teuer.Blast furnace gases are produced during iron ore smelting processes in blast furnaces and are also referred to as "low-calorific" gases because they typically have only low heat contents (lower calorific values between 2,700 and 3,800 kJ/Nm 3 ). Blast furnace gases are comparatively inexpensive. Coke oven gases are produced during the coking process in coke ovens and have high heat contents (lower calorific values between 15,900 and 19,500 KJ/Nm 3 ). They are therefore also referred to as "strong gases". Coke oven gases are comparatively expensive.

Aus ökonomischen Gründen werden beide Gasarten in der Praxis üblicherweise so verwendet, dass sie vorab im Verhältnis 87 bis 97 Vol.-% Hochofengas zu 3 bis 13% Koksofengas gemischt und zur Verbrennung den Koksöfen zugeführt werden. Dieses Mischgas wird üblicherweise zu mehr als 90% des Jahres als Beheizungsgas in den Koksöfen verwendet. Sonstige Gasarten, die gelegentlich als alternative Komponenten zu den Ausgangsgasarten (Hochofengas, Koksofengas) hinzugemischt werden (das entstehende Gasgemisch wird üblicherweise als „Koksofen-Mischgas“ bezeichnet), sind unter dem Begriff „Konvertergas“ oder „Generatorgas“ bekannt. „Konvertergase“ stammen zumeist aus der stahlerzeugenden Industrie. „Generatorgase“ werden in vielen Industriezweigen, zumeist in kohleverarbeitenden Prozessen generiert. Die vorliegende Erfindung betrifft vornehmlich die Verwendung von Mischgasen im engeren Sinne, also Mischgas ohne vordefinierten Anteil von „Konvertergas“ oder „Generatorgas“.For economic reasons, both types of gas are usually used in practice in such a way that they are mixed in advance in a ratio of 87 to 97 vol.% blast furnace gas to 3 to 13% coke oven gas and fed to the coke ovens for combustion. This mixed gas is usually used as heating gas in the coke ovens for more than 90% of the year. Other types of gas that are occasionally mixed in as alternative components to the starting gases (blast furnace gas, coke oven gas) (the resulting gas mixture is usually referred to as "coke oven mixed gas") are known under the term "converter gas" or "generator gas". "Converter gases" mostly come from the steel-producing industry. "Generator gases" are generated in many industries, mostly in coal-processing processes. The existing The present invention relates primarily to the use of mixed gases in the narrower sense, i.e. mixed gas without a predefined proportion of “converter gas” or “generator gas”.

Unter Bezugnahme auf die obige Tabelle wird Wasserstoff als diejenige Komponente eingeschätzt, deren Verbrennung mit der höchsten lokalen Flammentemperatur und damit mit der höchsten thermischen Stickoxidbildung verbunden ist. Koksofengas weist einen beträchtlich größeren Wasserstoffanteil als Hochofengas auf. Daher verursacht die Koksofengasbeheizung hinsichtlich Emissionsgrenzwerten besonders große Schwierigkeiten im Anlagenbetrieb.With reference to the table above, hydrogen is considered to be the component whose combustion is associated with the highest local flame temperature and thus with the highest thermal nitrogen oxide formation. Coke oven gas has a considerably higher hydrogen content than blast furnace gas. Therefore, coke oven gas heating causes particularly great difficulties in plant operation in terms of emission limits.

Erwähnenswert ist, dass es auch Kokereianlagen mit so genannten „Starkgasöfen“ gibt, die insbesondere aufgrund isolierter geografischer Lage nicht mit einem Hochofen verbunden sein können, und die zur Beheizung zu 100% der Betriebsdauer das in den Koksöfen während der Kohlepyrolyse selbst erzeugte Gas nutzen (müssen), wobei das Gas üblicher Weise nach entsprechender Entfernung von Verunreinigungen oder Wertstoffen in einer so genannten Nebengewinnungsanlage zu den Öfen zurückgeführt wird. Diese Öfen sind jedoch nicht für die standardmäßige „Mischgasbeheizung“ konzipiert.It is worth mentioning that there are also coking plants with so-called "strong gas furnaces" which cannot be connected to a blast furnace, particularly due to their isolated geographical location, and which (must) use the gas produced in the coke ovens themselves during coal pyrolysis for heating for 100% of their operating time. The gas is usually returned to the furnaces after appropriate removal of impurities or valuable materials in a so-called by-product recovery plant. However, these furnaces are not designed for standard "mixed gas heating".

Die Ofenkammern der zuvor beschriebenen Koksöfen weisen üblicherweise (Situation im Jahr 2018) eine Höhe im Bereich von 4 bis 8.5m auf, wobei die bevorzugte Höhe der Ofenkammern bzw. Heizkanäle auch durch die Betriebsweise vorgegeben wird. Die Höhe hat Einfluss auf die sich im Heizkanal einstellende Druckdifferenz. Ist eine große Druckdifferenz erforderlich, so muss eine große Höhe gewählt werden. Es ist anzunehmen, dass die Temperatur über die gesamte Höhe der Ofenkammer möglichst konstant gehalten werden sollte, denn nur dann dürfte es möglich sein, einen effizienten Betriebszustand einzustellen, ohne zu starken Anstieg der NOx-Emissionen. Das Temperaturgefälle soll möglichst deutlich kleiner als 40K bzw. 40°C sein, insbesondere bei einer Temperatur in der Ofenkammer im Bereich von 1.000 bis 1.100°C. Ein derart kleines Temperaturgefälle begünstigt auch eine optimale Koksqualität. Ein Temperaturmaximum deutlich über der Durchschnittstemperatur würde die thermische NOx-Bildung fördern. Ein Koksofen kann wohl dann bei einem besonders optimalen Kompromiss aus hohem Output und niedrigen NOx-Emissionen betrieben werden, wenn die Temperaturverteilung sehr homogen ist und wenn die Temperatur dabei in der gesamten Ofenkammer knapp unterhalb derjenigen Temperatur bleibt, ab welcher die thermische NOxBildung erfolgt oder exponentiell stark angefacht wird.The furnace chambers of the coke ovens described above usually have a height in the range of 4 to 8.5 m (situation in 2018), whereby the preferred height of the furnace chambers or heating channels is also determined by the operating mode. The height influences the pressure difference that occurs in the heating channel. If a large pressure difference is required, a large height must be selected. It can be assumed that the temperature should be kept as constant as possible over the entire height of the furnace chamber, because only then should it be possible to set an efficient operating state without an excessive increase in NO x emissions. The temperature gradient should be as much smaller as possible than 40 K or 40 ° C, especially when the temperature in the furnace chamber is in the range of 1,000 to 1,100 ° C. Such a small temperature gradient also promotes optimal coke quality. A maximum temperature significantly above the average temperature would promote thermal NO x formation. A coke oven can be operated at a particularly optimal compromise between high output and low NO x emissions if the temperature distribution is very homogeneous and if the temperature in the entire oven chamber remains just below the temperature at which thermal NO x formation occurs or is exponentially increased.

Design-Variationen sind im Koksofenbau mit großem Aufwand verbunden. Die Effekte einzelner Optimierungs-Maßnahmen müssen möglichst kosteneffizient vorhersehbar sein, bevor die Maßnahmen beim Ofenbau umgesetzt werden können. Die Simulation von Betriebszuständen ist ein nützliches Werkzeug, um die Effekte einzelner Optimierungs-Maßnahmen besser einschätzen zu können. Ein Koksofen ist jedoch eine vergleichsweise komplexe Anlage, so dass auch rein computergestützte Simulationen mit entsprechendem Aufwand einhergehen. Beispielsweise kann eine neue Konstruktion mit einer neuen Art und Weise einer Gasführung einen Rechenaufwand (selbst bei den technologischen Möglichkeiten im Jahre 2018) von mehreren Wochen je Berechnung bedeuten, so dass auch bei rein elektronischen/computergestützten Simulationen ein Arbeitsaufwand von mehreren Jahren (bei z.B. über 100 erforderlichen Variationen) entstehen mag. Nicht nur eine Erprobung von neuen Maßnahmen im technischen Maßstab am fertiggestellten Koksofen muss daher unter eingeschränkten Möglichkeiten durchgeführt werden, sondern auch eine einfache konstruktive Maßnahme muss allein aus Kostengründen zunächst unter zahlreichen Aspekten überprüft werden, bevor diese Maßnahme durch Simulationen näher untersucht werden kann. Dies führt dazu, dass konstruktive Variationen an bestehenden Ofen-Designs eher nur auf sehr moderate, konservative Weise angeregt, überprüft und experimentell verifiziert werden.Design variations in coke oven construction involve a great deal of effort. The effects of individual optimization measures must be predictable as cost-effectively as possible before the measures can be implemented in the oven construction. The simulation of operating conditions is a useful tool for better assessing the effects of individual optimization measures. However, a coke oven is a comparatively complex system, so that even purely computer-aided simulations involve a corresponding amount of effort. For example, a new design with a new way of guiding gas can mean a calculation effort of several weeks per calculation (even with the technological possibilities in 2018), so that even purely electronic/computer-aided simulations can result in a work effort of several years (e.g. with over 100 required variations). Not only does testing of new measures on a technical scale on the completed coke oven therefore have to be carried out under limited options, but even a simple design measure must first be checked under numerous aspects for cost reasons alone before this measure can be examined in more detail using simulations. This means that constructive variations on existing furnace designs are only suggested, tested and experimentally verified in a very moderate, conservative manner.

Bisher direkt am Koksofen bzw. an dessen konstruktivem Aufbau erprobte Maßnahmen, die auch bei leistungsoptimierter Betriebsart effektiv sein sollen, sind üblicherweise die interne druckdifferenzgetriebene bzw. durch Temperatur- und Dichteunterschiede getriebene Rauchgasrückführung aus dem abwärts in den aufwärts durchströmten Heizzug (interne Kreislaufführung eines Teilvolumenstroms des Rauchgases, so genannter Kreisstrom), und/oder die Stufung der Verbrennungsluft, also das Einleiten von Verbrennungsgas aus Trennwänden bzw. Binderwänden in unterschiedlichen Höhenpositionen hinein in die Heizzüge. Das Stufen der Verbrennungsluft erfolgt dabei insbesondere in Hinblick auf folgende Kriterien: die maximale Gassammelraumtemperatur in der benachbarten Ofenkammer oberhalb der Kohlecharge muss/sollte z.B. kleiner 820°C sein; die Deckenoberflächentemperatur muss z.B. möglichst kleiner gleich 65°C sein; die Ofenkammerwandinnentemperaturdifferenz muss z.B. kleiner gleich 40K sein, insbesondere zwischen den Höhenpositionen 500mm oberhalb der Ofensohle/Brennerebene und 500mm unterhalb der Ofenkammeroberkante.Measures that have been tested directly on the coke oven or on its structural design, and which are also intended to be effective in performance-optimized operating modes, are usually the internal pressure difference-driven or temperature and density-driven flue gas recirculation from the downward flow to the upward flow (internal circulation of a partial volume flow of the flue gas, so-called circular flow), and/or the staging of the combustion air, i.e. the introduction of combustion gas from partition walls or binder walls at different heights into the heating flues. The staging of the combustion air takes place in particular with regard to the following criteria: the maximum gas collection chamber temperature in the adjacent furnace chamber above the coal charge must/should be less than 820°C, for example; the ceiling surface temperature must be less than or equal to 65°C, for example; The temperature difference inside the furnace chamber wall must be less than or equal to 40K, in particular between the height positions 500mm above the furnace base/burner level and 500mm below the upper edge of the furnace chamber.

Eine Kreisstromführung (teilweise an nur einem Ende des Heizkanals oder vollumfänglich im Kreis) wird dabei üblicherweise in so genannten Zwillingsheizzügen realisiert. Paarweise nebeneinander angeordnete Heizzüge bzw. Heizkanäle, insbesondere in vertikaler Ausrichtung, werden aneinander gekoppelt, indem das Gas aus dem beflammten Heizkanal in den nicht beflammten Heizkanal zurückgeführt wird, sei es nur an einem oberen/unteren Umkehrpunkt, oder sei es sowohl oben als auch unten. Bei einem Horizontalkammerofen können in Ausdrückrichtung gesehen in Reihe nebeneinander ca. 24 bis 48 Heizkanäle vorgesehen sein, also ca. 12 bis 24 Zwillingspaare. Ein optional realisierbarer Kreisstrom kann sich dabei aufgrund der Druckdifferenzen autonom ausbilden, also allein aufgrund von Temperatur- und Dichteunterschieden in den beiden jeweiligen Zwillingsheizzügen, also ohne zusätzliche aktive strömungstechnische Regelung oder Unterstützung. Anders ausgedrückt: Konstruktive Design-Variationen sind auch durch das sensible (thermische) Gleichgewicht eingeschränkt, welches mittels Druckdifferenzen realisiert werden muss.A circular flow (partly at only one end of the heating channel or completely in a circle) is usually implemented in so-called twin heating flues. Heating flues or heating channels arranged next to each other in pairs, especially in a vertical orientation, are coupled to each other by returning the gas from the flame-exposed heating channel to the non-flamed heating channel, either only at an upper/lower reversal point, or both at the top and bottom. In a horizontal chamber furnace, around 24 to 48 heating channels can be provided in series next to each other in the direction of expulsion, i.e. around 12 to 24 twin pairs. An optionally realizable circular flow can develop autonomously due to the pressure differences, i.e. solely due to temperature and density differences in the two respective twin heating flues, i.e. without additional active fluid control or support. In other words: constructive design variations are also limited by the sensitive (thermal) equilibrium, which must be achieved by means of pressure differences.

Das Optimieren einer Kreisstromführung insbesondere auch zwecks homogener Wärmeverteilung begann schon in den 1920er Jahren im industriellen Maßstab. Seit den 1970er Jahren wurden auch die Einflüsse der Kreisstromführung auf NOx-Emissionen eingehender/systematischer untersucht.The optimization of circular flow control, particularly for the purpose of homogeneous heat distribution, began on an industrial scale in the 1920s. Since the 1970s, the influences of circular flow control on NOx emissions have also been investigated in more detail/systematically.

In paarweisen Heizkanälen (Zwillingsheizzügen) muss die mittlere Düsenstein-Temperatur kontrolliert bzw. limitiert werden, und muss insbesondere durch Absenken der lokalen Flammentemperatur (bei Starkgasbeheizung über 2000°C, bei Mischgasbeheizung unter 2000°C) auf einem moderaten Niveau gehalten werden (z.B. bei einer Düsenstein-Temperatur von 1240 bis 1300°C). Effekt: Kontrolle der NOx-Emissionen. Die Flammentemperatur bei Mischgasbeheizung liegt dabei z.B. in einem Bereich von 1.500 bis 1.700°C, insbesondere bei etwa 1.600°C.In paired heating channels (twin heating trains), the average nozzle stone temperature must be controlled or limited and must be kept at a moderate level (e.g. with a nozzle stone temperature of 1240 to 1300°C) by lowering the local flame temperature (for strong gas heating above 2000°C, for mixed gas heating below 2000°C). Effect: Control of NOx emissions. The flame temperature for mixed gas heating is, for example, in a range of 1,500 to 1,700°C, in particular around 1,600°C.

Beispielsweise kann die folgende Anordnung (Höhenposition) eines unteren Durchlasses zwischen paarweisen Heizkanälen genannt werden: zwischen 0mm (also direkt auf dem Niveau der Brennerebene) bis 300mm oberhalb der Brennerebene. Dabei wird die Querschnittsfläche des Durchlasses üblicherweise durch eine Lagenhöhe (bzw. Breite der Lage) von ca. 110mm bis 150mm vorgegeben. Der untere Durchlass kann bei Bedarf in der Anordnung am Boden mittels einer Rolle verschlossen werden, welche auf der Brennerebene vor den Durchlass gerollt werden kann. Vorteilhafterweise wird der Durchlass mittels einer Aussparung in einer Wandlage realisiert (Lücke bzw. fehlender Stein). Sofern in der vorliegenden Beschreibung von einem einzigen Durchlass die Rede ist, kann auch ein Paar von Durchlässen gemeint sein, welche paarweise in derselben Höhenposition angeordnet sind.For example, the following arrangement (height position) of a lower passage between paired heating channels can be mentioned: between 0 mm (i.e. directly at the level of the burner level) to 300 mm above the burner level. The cross-sectional area of the passage is usually specified by a layer height (or width of the layer) of approx. 110 mm to 150 mm. If necessary, the lower passage can be closed in the arrangement on the floor using a roller, which can be rolled in front of the passage on the burner level. The passage is advantageously realized using a recess in a wall layer (gap or missing stone). If a single passage is mentioned in this description, this can also mean a pair of passages which are arranged in pairs at the same height position.

Als Brennerebene ist dabei das Höhenniveau zu verstehen, auf welchem die Einmündung der Einlässe in den Heizzug konstruktiv vorgesehen ist, und ausgehend von welchem Höhenniveau optional durch verlängerte Einlass-Düsen eine Höhenvariation in gewissen Grenzen realisierbar ist, insbesondere bis 1.000mm oberhalb der Brennerebene. Davon abgegrenzt werden können Ofen-Typen, welche als Stufengas-Öfen bezeichnet werden, und bei welchen wenigstens ein Einlass erst in einer Höhe deutlich über 1.000mm oberhalb der Brennerebene vorgesehen ist.The burner level is understood to be the height level at which the inlets are designed to enter the heating flue, and from which height level a height variation can be achieved within certain limits using extended inlet nozzles, in particular up to 1,000 mm above the burner level. This can be distinguished from furnace types which are referred to as staged gas furnaces, and in which at least one inlet is only provided at a height significantly above 1,000 mm above the burner level.

Die Höhenposition eines unteren Durchlasses oder eines Paars von unteren Durchlässen kann dabei auch bis zu einer Höhe von 1.000mm oberhalb der Brennerebene angeordnet sein.The height position of a lower passage or a pair of lower passages can also be arranged up to a height of 1,000 mm above the burner level.

Die Höhenposition eines unteren Durchlasses oder eines Paars von unteren Durchlässen kann dabei auch unterhalb der Brennerebene angeordnet sein, insbesondere bis zu 500mm unterhalb der Brennerebene.The height position of a lower passage or a pair of lower passages can also be arranged below the burner level, in particular up to 500 mm below the burner level.

Ein üblicherweise zurück in den beflammten Heizkanal geführter Teilvolumenstrom des Rauchgases beträgt bei Starkgasbeheizung z.B. 30 bis 45% des gesamten im aufwärts durchströmten Heizkanal erzeugten Rauchgasvolumens. Ein Beispiel für diese Anordnung von Zwillingsheizzügen mit Kreisstrom ist das so genannte Combiflame-Beheizungssystem, welches sich seit Ende der 80er Jahre etabliert hat. Dabei erfolgt eine Kombination von Luftstufung und Kreisstromführung. Zuvor bis Mitte der 1980er Jahre erfolgte entweder nur eine Luftstufung (Otto-System) oder nur eine Kreisstromführung (Koppers-System).A partial volume flow of the flue gas, which is usually led back into the flame-exposed heating channel, amounts to 30 to 45% of the total flue gas volume generated in the upward-flowing heating channel in the case of strong gas heating. An example of this arrangement of twin heating flues with circular flow is the so-called Combiflame heating system, which has been established since the end of the 1980s. This involves a combination of air staging and circular flow. Previously, up until the mid-1980s, there was either only air staging (Otto system) or only circular flow (Koppers system).

Wie zuvor angedeutet, kann auch eine Stufung der Verbrennung erfolgen, indem Gas bzw. Luft über wenigstens einen Stufenluftkanal in wenigstens einer Höhenposition über der Brennerebene (Boden) in den jeweiligen Heizzug geleitet wird, bzw. entsprechendes Abgas ausgeleitet wird. Die gestufte Verbrennung ist mit der Kreisstromführung kombinierbar.As previously indicated, combustion can also be staged by directing gas or air into the respective heating flue via at least one staged air duct at at least one height position above the burner level (floor), or by discharging the corresponding exhaust gas. Staged combustion can be combined with circular flow control.

Werden speziell die Maßnahmen direkt am Koksofen betrachtet, also Maßnahmen zum wärmetechnischen Optimieren insbesondere durch eine optimierte Art und Weise der Medienführung, so ist der konstruktive Aufbau des Koksofens und damit einher gehend auch die Stabilität des Koksofens von großer Relevanz, insbesondere der konstruktive Aufbau der einzelnen Wände einer jeweiligen Ofenkammer und des jeweiligen Heizzuges (Läuferwände, Trennwände). Kleine Maßnahmen am konstruktiven Aufbau können große Effekte auf das Temperaturgleichgewicht und den Verkokungsprozess haben. Jede Maßnahme hat jedoch auch gegebenenfalls sehr nachteilige, zu vermeidende Nebeneffekte, z.B. auf die Statik der Heizwände, auf den Strömungswiderstand, oder die sich letztendlich einstellenden Strömungsgeschwindigkeiten und Temperaturprofile. Es ist daher zu erwarten, dass Änderungen an dem im Folgenden näher beschriebenen Aufbau nur in einem engen Toleranzbereich durchgeführt werden können. Insbesondere steht der Fachmann dabei auch vor der Aufgabe, durch neue Maßnahmen keine Schwächung des Heizwandverbundes zu riskieren. Denn auf jede Wand können je nach Betriebszustand hohe Lateralkräfte wirken. Beispielsweise entsteht nach etwa 75% der Garungszeit ein hoher lateraler Innendruck (Treibdruck der Kohlecharge) insbesondere auf Läuferwände mit einem Druckmaximum in einer Höhe von ca. 1m über der Brennerebene, welcher Treibdruck sogar dazu führen kann, dass sich Fugen im Mauerwerk der Trennwand zur Ofenkammer aufweiten, möglicherweise auch mit dem Effekt, dass ungewünschte Bypass-Strömungen (in Verbindung mit Koksofengasübertritten und der damit einhergehenden CO-Bildung) zwischen einzelnen Heizzügen und (benachbarten) Ofenkammern entstehen. Auch das Gleichgewicht des Gasgemisches wird dadurch gestört; insbesondere steht für zusätzliche im Heizkanal zu verbrennenden Gasmengen nur eine unzureichend hohe Luftmenge zur Verfügung. Auch führen unterschiedliche Befüllungszeitpunkte, beispielsweise jeweils versetzt um mehrere Stunden, bei den benachbarten Ofenkammern zu unterschiedlichen Lateralkräften in den jeweiligen Wänden. Die Stabilität des Ofens hat daher auch bei den zuvor geschilderten erforderlichen Maßnahmen zur Reduktion der Emissionen eine hohe Priorität. Hohe Stabilität wird üblicherweise durch eine Nut-Feder-Anordnung der Steine erzielt. Diese gleichzeitig sehr flexible Bauweise wird auch in Hinblick auf Dichtigkeit zur Vermeidung von Bypass-Strömungen und Vorverbrennung bevorzugt. Der Fachmann hat keinen Anlass, von einer möglichst flexiblen und gleichzeitig auch maximal stabilen robusten Bauweise ohne besonderen Anlass abzuweichen.If we specifically look at the measures directly on the coke oven, i.e. measures to optimize the thermal technology, in particular through an optimized way of guiding the media, the structural design of the coke oven and the associated stability of the coke oven are of great relevance, in particular the structural design of the individual walls of each oven chamber and the respective heating pass (runner walls, partition walls). Small measures to the structural design can have a major effect on the temperature balance and the coking process. However, each measure may also have very disadvantageous side effects that should be avoided, e.g. on the statics of the heating walls, on the flow resistance, or the flow speeds and temperature profiles that ultimately arise. It is therefore to be expected that changes to the structure described in more detail below can only be made within a narrow tolerance range. In particular, the specialist is also faced with the task of not risking any weakening of the heating wall assembly through new measures. This is because high lateral forces can act on each wall depending on the operating state. For example, after about 75% of the cooking time, a high lateral internal pressure (driving pressure of the coal charge) is created, particularly on runner walls, with a maximum pressure at a height of about 1 m above the burner level, which driving pressure can even cause joints in the masonry of the partition wall to the furnace chamber to widen, possibly also with the effect of undesirable bypass flows (in connection with coke oven gas transfers and the associated CO formation) between individual heating flues and (neighboring) furnace chambers. The balance of the gas mixture is also disturbed as a result; in particular, only an insufficient amount of air is available for additional gas quantities to be burned in the heating channel. Different filling times, for example staggered by several hours, also lead to different lateral forces in the respective walls of the neighboring furnace chambers. The stability of the furnace is therefore also a high priority for the necessary measures to reduce emissions described above. High stability is usually achieved by a tongue-and-groove arrangement of the bricks. This very flexible design is also preferred in terms of tightness to avoid bypass flows and pre-combustion. The specialist has no reason to deviate from a design that is as flexible as possible and at the same time as robust as possible without special reason.

Bei einer Batterie mit mehreren Ofenkammern, z.B. mindestens 15 bis maximal 90 Ofenkammern, sind die Ofenkammern durch Läuferwände gegenüber gasführenden Heizkanälen abgegrenzt, insbesondere an einer relativ schmaleren Stirnseite des jeweiligen Kanals, insbesondere durch zwei sich entlang der gesamten jeweiligen Ofenkammer erstreckende gegenüberliegende Läuferwände. Die einzelnen Heizkanäle sind dabei durch so genannte Binderwände (Trennwände) voneinander abgeschottet, die sich insbesondere orthogonal zu den beiden Läuferwänden zwischen den Läuferwänden erstrecken. Eine Binderwand schottet zwei Kanäle voneinander ab, bzw. zwei Binderwände schotten ein Zwillingsheizzugpaar von einem benachbarten weiteren Zwillingsheizzugpaar ab. Ein jeweiliger Heizkanal ist also durch zwei Läuferwand-Abschnitte und durch zwei Binderwände abgegrenzt. In der Ausdrückrichtung (Tiefe y) ist ein jeweiliger Heizkanal z.B. ca. 400 bis 550mm lang bzw. tief (Mitte bis Mitte). Eine Läuferwanddicke liegt dabei z.B. im Bereich von 80 bis 120mm. Eine Binderwanddicke liegt dabei z.B. im Bereich von 120 bis 150mm.In a battery with several furnace chambers, e.g. at least 15 to a maximum of 90 furnace chambers, the furnace chambers are separated from gas-carrying heating channels by rotor walls, in particular on a relatively narrower front side of the respective channel, in particular by two opposing rotor walls extending along the entire respective furnace chamber. The individual heating channels are separated from one another by so-called binder walls (partition walls), which extend in particular orthogonally to the two rotor walls between the rotor walls. A binder wall separates two channels from one another, or two binder walls separate a pair of twin heating flues from another adjacent pair of twin heating flues. Each heating channel is therefore separated by two rotor wall sections and two binder walls. In the direction of extrusion (depth y), each heating channel is, for example, approx. 400 to 550 mm long or deep (center to center). A stretcher wall thickness is, for example, in the range of 80 to 120 mm. A truss wall thickness is, for example, in the range of 120 to 150 mm.

Der Begriff „Binderwand“ hat sich im allgemeinen Sprachgebrauch etabliert. In der vorliegenden Beschreibung wird dieser Begriff synonym mit dem Begriff „Trennwand“ verwendet, insbesondere um klarzustellen, dass eine Läuferwand und eine Binderwand/Trennwand in derselben Bauweise hergestellt sein können, nämlich durch jeweils an deren Schmalseite aneinander gereihte Steine. Die „Läuferwand“ eines Horizontalkammerofens kann auch als längs in Ausdrückrichtung angeordnete Längswand beschrieben werden, und die „Binderwand“ kann auch als quer zur Ausdrückrichtung angeordnete Quer(trenn)wand beschrieben werden.The term "binder wall" has become established in common parlance. In this description, this term is used synonymously with the term "partition wall", in particular to clarify that a runner wall and a binder wall/partition wall can be made using the same construction method, namely by lining up bricks on their narrow sides. The "runner wall" of a horizontal chamber kiln can also be described as a longitudinal wall arranged lengthways in the direction of expulsion, and the "binder wall" can also be described as a transverse (partition) wall arranged transversely to the direction of expulsion.

An der Unterseite eines jeweiligen Heizkanals sind Verbrennungsluftöffnungen und Mischgasöffnungen vorgesehen, deren Funktion sich je nach Art der Beheizung (Mischgas- oder Kokosofengasbeheizung) wählen bzw. einstellen lässt. An der Unterseite mündet eine Koksofengasöffnung in den Heizkanal. Bei einer Kreisstromführung ist jeweils ein Paar von Heizkanälen über an der Unterseite der Ofenkammern angeordnete Abgasrezirkulationsöffnungen aneinander gekoppelt, so dass ein Zwillingsheizzug mit Kreisstromführung gebildet wird. Der Volumenstrom durch die Abgasrezirkulationsöffnungen kann wahlweise geregelt werden, insbesondere mittels einer am Boden in der Brennerebene angeordneten und dort verlagerbaren Justierrolle. In den Binderwänden sind Stufengas-Kanäle vorgesehen, die an einer oder mehreren Höhenpositionen Verbrennungsluft (Stufengas) in die Ofenkammer einleiten (Luftstufe bzw. Binderwandöffnung). Als ein übliches Verhältnis der in die Ofenkammer eingeleiteten Volumenströme kann genannt werden: ca. 30% durch den bodenseitige Verbrennungslufteinlass, ca. 30% durch den bodenseitigen Mischgaseinlass, und ca. 40% durch den wenigstens einen Stufengaseinlass (Binderwandöffnung). Dieses Verhältnis kann analog auch für das Ausleiten der Gase aus der Ofenkammer eingestellt werden, je nach Leistungsanforderungen.Combustion air openings and mixed gas openings are provided on the underside of each heating channel, the function of which can be selected or adjusted depending on the type of heating (mixed gas or coconut oven gas heating). A coke oven gas opening opens into the heating channel on the underside. In a circular flow system, a pair of heating channels is coupled to one another via exhaust gas recirculation openings arranged on the underside of the furnace chambers, so that a twin heating flue with circular flow is formed. The volume flow through the exhaust gas recirculation openings can be optionally regulated, in particular by means of an adjusting roller arranged on the floor in the burner plane and movable there. Staged gas channels are provided in the binder walls, which introduce combustion air (stage gas) into the furnace chamber at one or more height positions (air stage or binder wall opening). A typical ratio of the volume flows introduced into the furnace chamber can be mentioned as follows: approx. 30% through the bottom-side combustion air inlet, approx. 30% through the bottom-side mixed gas inlet, and approx. 40% through at least one stage gas inlet (binder wall opening). This ratio can also be set analogously for the discharge of gases from the furnace chamber, depending on the performance requirements.

Oberhalb vom Abgas-Wendepunkt (Rezirkulations-Durchlass) kann zum Anpassen von Verkokungsparametern eine Bypassströmung in der Art eines Beheizungsdifferentials ausgebildet werden. Die Bypassströmung kann über eine insbesondere horizontale Wand bzw. Decke von den Heizzügen abgeschottet sein, in welcher Decke Durchlässe vorgesehen sind, die beispielsweise mittels Schiebersteinen abgedeckt oder bzgl. des Querschnitts eingestellt werden können.Above the exhaust gas turning point (recirculation passage), a bypass flow in the form of a heating differential can be formed to adjust coking parameters. The bypass flow can be sealed off from the heating flues by a wall or ceiling, in particular a horizontal one, in which openings are provided that can be covered, for example, by means of slide blocks or can be adjusted in terms of their cross-section.

Die zuvor genannte Veröffentlichung von K. WESSIEPE betrachtet insbesondere auch Maßnahmen an Öfen mit Zwillingsheizzügen, wobei in den 90er Jahren auch bereits herausgearbeitet wurde, dass die so genannte Kreisstrom-Anordnung Vorteile hinsichtlich einer möglichst niedrigen NOx-Konzentration liefern kann.The aforementioned publication by K. WESSIEPE also considers in particular measures for furnaces with twin heating flues, whereby in the 1990s it was already worked out that the so-called circular flow arrangement can provide advantages in terms of the lowest possible NO x concentration.

Als Stand der Technik können die Patentschriften DE 34 43 976 C2 und DE 38 12 558 C2 beispielhaft genannt werden, in welchen der Aspekt einer optimalen Kreisstromrate und einer sinnvollen Höhenposition für gestufte Einleitung von Verbrennungsluft diskutiert wird, insbesondere am Beispiel des Koppers-Kreisstrom-Ofens. Darin wird auch erwähnt, dass eine Rückführung von Rauchgas in einer Höhenposition im Bereich der Heizzugsohle ein Absenken der Temperatur im jeweiligen Heizzug ermöglicht, mit dem Effekt einer Reduktion von NOx-Emissionen.The patent documents can be considered as state of the art DE 34 43 976 C2 and DE 38 12 558 C2 Examples include those in which the aspect of an optimal circulating flow rate and a sensible height position for the gradual introduction of combustion air is discussed, particularly using the example of the Koppers circulating flow furnace. It is also mentioned that a return of flue gas at a height position in the area of the heating flue sole enables a reduction in the temperature in the respective heating flue, with the effect of a reduction in NO x emissions.

In der Offenlegungsschrift CN 107 033 926 A von August 2017 wird eine Anordnung mit Zwillingsheizzügen mit gestufter Einleitung von Verbrennungsluft und mit Kreisstromöffnungen beschrieben, welche beidseitig seitlich vom Stufenluftkanal angeordnet sind.In the disclosure document CN 107 033 926 A from August 2017, an arrangement with twin heating flues with stepped introduction of combustion air and with circular flow openings is described, which are arranged on both sides of the stepped air duct.

Auch wurde bereits mit einer bestimmten Art von Gasleit-Komponenten oder Füllkörpern experimentiert, um Einfluss auf die Wärmeverteilung im Koksofen nehmen zu können. Beispielsweise in der Patentschrift DE 39 16 728 C1 werden Beheizungsräume (Heizzüge) mit Einbauten in Form von durchlässigen Wabenkörpern bzw. Wabengittern oder Kugelschüttungen versehen, wobei abschnittweise auch bestimmte Arten der Rauchgasführung vorteilhaft sein sollen. Dabei geht es um eine Verbesserung der Strömungsverhältnisse in den Beheizungsräumen, und es wird auch vorgeschlagen, Verbrennungsluft in unterschiedlichen Höhenpositionen zuzuführen.Experiments have also already been carried out with a certain type of gas guide components or packing elements in order to be able to influence the heat distribution in the coke oven. For example, in the patent specification DE 39 16 728 C1 Heating rooms (heating flues) are fitted with fittings in the form of permeable honeycomb bodies or honeycomb grids or spherical fill, whereby certain types of flue gas routing are also said to be advantageous in certain sections. The aim is to improve the flow conditions in the heating rooms, and it is also proposed to supply combustion air at different heights.

Auch mit bestimmten Beschichtungen zum effektiven Ableiten oder Rückstrahlen von Wärmeenergie von inneren Oberflächen wurde bereits experimentiert.Experiments have also been carried out with certain coatings to effectively dissipate or reflect heat energy from internal surfaces.

Die zuvor beschriebenen Maßnahmen direkt am oder im Koksofen bzw. Heizzug können hier als primäre Maßnahmen bezeichnet werden, also Maßnahmen, die den primären NOx-Bildungsmechanismen im Heizzug entgegen wirken sollen (insbesondere interne Rauchgasrückführung bzw. Kreisstrom, Stufung der Verbrennungsluft). Bei allen zuvor beschriebenen Maßnahmen muss beachtet werden, dass die hier beschriebenen Öfen üblicherweise bei Selbstzündung (insbesondere bei über 800°C) betrieben werden, so dass die entsprechende Maßnahme zum Kühlen oder Absenken der Gastemperatur nur unter engen Randbedingungen bzw. nur in einem engen Temperaturbereich erfolgen kann, insbesondere um zu vermeiden, dass die Verbrennung erlischt.The measures described above directly on or in the coke oven or heating train can be referred to here as primary measures, i.e. measures that are intended to counteract the primary NO x formation mechanisms in the heating train (in particular internal flue gas recirculation or circulating flow, staging of the combustion air). With all of the measures described above, it must be noted that the ovens described here are usually operated with self-ignition (in particular at over 800°C), so that the corresponding measure for cooling or lowering the gas temperature can only be carried out under narrow boundary conditions or only in a narrow temperature range, in particular to prevent combustion from extinguishing.

Ferner wurden auch bereits so genannte sekundäre Maßnahmen erprob, die stromab vom Koksofen in nachgeschalteten Anlagenkomponenten durchgeführt werden können, beispielsweise durch Verwendung selektiver Katalysatoren im Kamin (SCR oder DeNOx) zur Reduzierung des NOx-Anteiles im Rauchgas vor dessen Evakuierung in die Atmosphäre, oder die externe Rückführung bereits evakuierten Rauchgases aus dem Kamin zurück in den Koksofen. Unabhängig davon, wie effektiv diese nachgeschalteten Maßnahmen sind, scheitern sie in vielen Fällen an extrem hohen Kosten (bis zu 50% der Gesamtinvestition für den gesamten Koksofen) oder am zusätzlichen Wartungsaufwand. Diese Maßnahmen sind zwar effektiv, jedoch in vielen Fällen zu kostspielig.Furthermore, so-called secondary measures have already been tested, which can be carried out downstream of the coke oven in downstream plant components, for example by using selective catalysts in the stack (SCR or DeNO x ) to reduce the NO x content in the flue gas before it is evacuated into the atmosphere, or the external recirculation of already evacuated flue gas from the stack back into the coke oven. Regardless of how effective these downstream measures are, in many cases they fail due to extremely high costs (up to 50% of the total investment for the entire coke oven) or the additional maintenance effort. Although these measures are effective, in many cases they are too expensive.

Ferner kann die Patentanmeldung DE 40 06 217 A1 genannt werden, in welcher die Kombination mehrerer Maßnahmen umfassend sowohl Maßnahmen an Regeneratoren im Mittelbau des Ofens als auch Maßnahmen für externen Rauchgas-Kreisstrom beschrieben wird, mit dem Ziel homogener Beheizungs-Zustände und geringer NOx-Emission auch bei hohen Ofenkammern.Furthermore, the patent application EN 40 06 217 A1 can be mentioned, in which the combination of several measures is described, including both measures on regenerators in the central section of the furnace and measures for external flue gas circulation, with the aim of homogeneous heating conditions and low NO x emissions even in high furnace chambers.

Nicht zuletzt sind auch Maßnahmen chemischer, reaktiver Art wie z.B. das Einleiten von CH4-Gas oder das Erhöhen der Feuchtigkeit durch Einspritzen von Wasser oder die Ammoniakeinspeisung erwogen worden. Das Einspritzen von Wasser oder Dampf ist jedoch nicht an beliebigen Stellen der Ofenkammer möglich, sondern insbesondere nur zentral auf einer mittleren Höhenposition; diese Maßnahme hat zudem auch nachteilige Effekte auf die verwendeten (Silikat-)Materialien. Eine Erhöhung der regenerativen Vorwärmtemperatur von Gas und Luft ist eine Maßnahme, die mittlerweile als ausgereizt und unökonomisch erachtet wird.Last but not least, chemical, reactive measures have also been considered, such as introducing CH 4 gas or increasing the humidity by injecting water or feeding in ammonia. However, injecting water or steam is not possible at any point in the furnace chamber, but only centrally at a medium height; this measure also has adverse effects on the (silicate) materials used. Increasing the regenerative preheating temperature of gas and air is a measure that is now considered to be exhausted and uneconomical.

Im Jahr 2018 schien es jedenfalls noch undenkbar zu sein, dass die zuvor beschriebenen Anforderungen insbesondere mit den zuvor beschriebenen internen, primären Maßnahmen, sei es jeweils allein oder kumulativ, erfüllt werden können. Ein Absenken der NOx-Emissionen um einen beträchtlichen Faktor, insbesondere um einen Faktor im Bereich von 2 bis 5, dürfte damit nicht realisierbar sein, insbesondere nicht bis in einen Bereich unter 200mg/Nm3 oder unter 100mg/Nm3, zumindest nicht unter vertretbarem Aufwand, also nicht auf wirtschaftliche Weise.In 2018, it still seemed unthinkable that the requirements described above could be met, especially with the internal, primary measures described above, either alone or cumulatively. A reduction in NO x emissions by a considerable factor, in particular by a factor in the range of 2 to 5, is therefore unlikely to be feasible, especially not to a level below 200 mg/Nm 3 or below 100 mg/Nm 3 , at least not with reasonable effort, i.e. not in an economical way.

Trotz der zuvor geäußerten Bedenken ist die vorliegende Erfindung auf die Optimierung von Koksöfen durch Maßnahmen direkt am Koksofen bzw. an dessen konstruktivem Aufbau ausgerichtet, insbesondere durch Maßnahmen am etablierten Beheizungssystem mit Heizzügen mit wenigstens einer Rezirkulationsöffnung, insbesondere mit Kreisstromführung, insbesondere um möglicherweise die Option zu schaffen, den Koksofen bei leistungsoptimierter Betriebsart auch ganz ohne nachgeschaltete Anlagenkomponenten betreiben zu können (ausschließlich interne, primäre Maßnahmen zur NOx-Minderung). Hierin kann eventuell ein großes Verbesserungspotential erhofft werden, mit großen Vorteilen auch für die Ofenbetreiber, und damit auch mit guten Chancen für eine Durchsetzung des technischen Konzeptes am Markt.Despite the concerns expressed above, the present invention is aimed at optimizing coke ovens by taking measures directly on the coke oven or on its structural design, in particular by taking measures on the established heating system with heating flues with at least one recirculation opening, in particular with circular flow, in particular to possibly create the option of being able to operate the coke oven in a performance-optimized mode without any downstream system components (only internal, primary measures to reduce NO x ). There may be great potential for improvement here, with great advantages for the oven operators as well, and thus also with good chances of the technical concept being implemented on the market.

Bisherige Maßnahmen zielen vornehmlich auf die Absenkung von überproportional hoher NO-Bildung bei Koksofengasbeheizung ab, also bei Beheizung mit purem Koksofengas (nicht mit Mischgas) - bei Mischgasbeheizung sind diese Maßnahmen möglicherweise tendenziell weniger effektiv. Viele dieser Maßnahmen wirken sich möglicherweise sogar negativ auf die NOxBildung bei Mischgasbeheizung aus.Previous measures have primarily been aimed at reducing the disproportionately high NO formation when heating with coke oven gas, i.e. when heating with pure coke oven gas (not with mixed gas) - these measures may tend to be less effective when heating with mixed gas. Many of these measures may even have a negative effect on NO x formation when heating with mixed gas.

Üblicherweise werden Kokereianlagen jedoch vorrangig durch Mischgasbeheizung betrieben; schätzungsweis ist die Mischgasbeheizung in mehr als 90% der Anwendungsfälle bzw. in mehr als 90% der Betriebsdauer die dominierende Beheizungsmethode (Koksofengasbeheizung z.B. nur in Notsituationen oder bei Wartungsarbeiten). Theoretisch müssten daher die auf die Koksofengasbeheizung gerichteten Maßnahmen ca. 10fach effektiver sein als eine Maßnahme für die Mischgasbeheizung, um über die Lebensdauer des Ofens in der Summe dieselbe NOx-Einsparung zu ermöglichen. Viele auf die Koksofengasbeheizung gerichtete Maßnahmen haben zudem den Nachteil erhöhter Druckverluste im Ofen, was dazu führt, dass bei der Anlagenplanung eine Unterdruckquelle mit erhöhter Leistung eingeplant werden muss.However, coke oven plants are usually operated primarily by mixed gas heating; it is estimated that mixed gas heating is the dominant heating method in more than 90% of applications or in more than 90% of the operating time (coke oven gas heating, for example, only in emergency situations or during maintenance work). In theory, therefore, the measures aimed at heating the coke oven gas would have to be around 10 times more effective than a measure for mixed gas heating in order to achieve the same overall NO x savings over the life of the oven. Many measures aimed at heating the coke oven gas also have the disadvantage of increased pressure losses in the oven, which means that a negative pressure source with increased output must be planned in the plant design.

Auch jüngere Maßnahmen zur Absenkung von überproportional hoher NO-Bildung betreffen bisher vornehmlich die Koksofengasbeheizung. Daher besteht Interesse an einer NOx-bezogenen Optimierung bestehender Beheizungsmethoden sowie des Heizzugdesigns speziell für die bisher in vielen Fällen weniger beachtete Beheizungsmethode der Mischgasbeheizung. Dabei können freilich zunächst einmal die bekannten primären NOx-Minderungstechnologien berücksichtigt werden.Even more recent measures to reduce disproportionately high NO formation have so far primarily affected coke oven gas heating. There is therefore interest in NOx-related optimization of existing heating methods and of the heating flue design, especially for the mixed gas heating method, which has so far received less attention in many cases. In this case, the known primary NOx reduction technologies can of course be taken into account first.

Aus der DE 10 2017 216 437 A1 ist eine Koksofenvorrichtung zum Herstellen von Koks durch Verkokung von Kohle oder Kohlemischungen bekannt geworden, wobei die Koksofenvorrichtung eingerichtet ist zur minimierten Stickoxidemission durch internen thermischen Energieausgleich mittels koksofeneigener Gase durch Maßnahmen intern an der Koksofenvorrichtung, mit einer Vielzahl von Zwillingsheizzügen jeweils mit einem mit Gas beflammten Heizkanal und einem abgasführenden abwärts durchströmten Heizkanal, welche Heizkanäle jeweils paarweise durch eine Trennwand voneinander abgegrenzt und durch zwei einander gegenüberliegende Läuferwände von einer jeweiligen Ofenkammer abgeschottet sind, wobei die paarweisen Heizkanäle strömungstechnisch mittels eines oberen koppelnden Durchlasses und wahlweise auch mittels eines unteren koppelnden Durchlasses jeweils für interne Abgasrezirkulation auf einem äußeren Kreisstrompfad aneinander gekoppelt sind, wobei im unteren Bereich am Boden des jeweiligen Zwillingsheizzuges jeweils wenigstens ein Einlass aus der folgenden Gruppe vorgesehen ist: Koksofengas-Einlass, Verbrennungsluft-Einlass, Mischgas-Einlass, wobei wenigstens einer der Einlässe in Bezug auf die Breite des Heizkanals exzentrischer angeordnet ist als wenigstens einer der Durchlässe und einen exzentrischer als die Abgasrezirkulation angeordneten Strömungspfad definiert.From the EN 10 2017 216 437 A1 A coke oven device for producing coke by coking coal or coal mixtures has become known, wherein the coke oven device is designed to minimize nitrogen oxide emissions through internal thermal energy compensation by means of coke oven gases by measures internal to the coke oven device, with a plurality of twin heating flues, each with a gas-flamed heating channel and a downward-flowing heating channel carrying exhaust gas, which heating channels are each separated from one another in pairs by a partition wall and sealed off from a respective furnace chamber by two opposing rotor walls, wherein the paired heating channels are fluidically coupled to one another by means of an upper coupling passage and optionally also by means of a lower coupling passage each for internal exhaust gas recirculation on an outer circular flow path, wherein in the lower area on the floor of the respective twin heating flue at least one inlet from the following group is provided: coke oven gas inlet, combustion air inlet, mixed gas inlet, wherein at least one of the inlets in relation to the width of the heating channel is arranged more eccentrically than at least one of the passages and defines a flow path arranged more eccentrically than the exhaust gas recirculation.

Wenngleich auch hier bereits brauchbare Maßnahmen zur Reduktion von NOx-Emissionen beschrieben werden, so besteht dennoch Verbesserungsbedarf.Although useful measures to reduce NO x emissions have already been described here, there is still room for improvement.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Koksofenvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben der Koksofenvorrichtung bereit zu stellen, womit NOx-Emissionen speziell für die Mischgasbeheizung gering gehalten werden können bzw. bei bestehenden oder neuen Anlagen auch bei Betrieb unter Volllast minimiert werden können, wobei die Koksofenvorrichtung ein vorteilhaft niedriges NOx-Emissionsniveau bevorzugt ohne nachgeschaltete Anlagenkomponenten ermöglichen soll. Insbesondere ist es Aufgabe, eine Koksofenvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben der Koksofenvorrichtung bereit zu stellen, womit sich die NOx-Emissionen speziell bei Mischgasbeheizung durch Maßnahmen intern in den Heizzügen verringern lassen, insbesondere ausschließlich durch interne primäre Maßnahmen. Bevorzugt sollen derlei Maßnahmen speziell für die Mischgasbeheizung nur minimal größere Druckverluste erfordern; insbesondere sollen etwaige durch diese Maßnahmen erforderliche Druckverlustzunahmen im Ofen in einem unkritischen Bereich von weniger als 50Pa liegen. Letztlich sollen derlei Maßnahmen speziell für die Mischgasbeheizung möglichst auch kompatibel mit etwaigen Maßnahmen für die Koksofengasbeheizung sein, oder zumindest die Betriebsart der Koksofengasbeheizung nicht in besonderem Maße negativ beeinflussen, auch wenn die Koksofengasbeheizung nur zu einem geringen Anteil der jährlichen Betriebsdauer erfolgt. Dies würde eine vergleichsweise flexible Betriebsweise ermöglichen, also einen sehr variablen Ofen für ein breites Aufgabenspektrum.The object of the invention is to provide a coke oven device and a method for operating the coke oven device, with which NO x emissions can be kept low, especially for mixed gas heating, or can be minimized in existing or new systems even when operating at full load, whereby the coke oven device should enable an advantageously low NO x emission level, preferably without downstream system components. In particular, the object is to provide a coke oven device and a method for operating the coke oven device, with which NO x emissions can be reduced, especially for mixed gas heating, by measures internally in the heating flues, in particular exclusively by internal primary measures. Preferably, such measures should only require minimally greater pressure losses, especially for mixed gas heating; in particular, any increases in pressure loss in the oven required by these measures should be in a non-critical range of less than 50Pa. Ultimately, such measures specifically for mixed gas heating should be compatible with any measures for coke oven gas heating, or at least not have a particularly negative impact on the mode of operation of coke oven gas heating, even if coke oven gas heating only takes place for a small proportion of the annual operating time. This would enable a comparatively flexible mode of operation, i.e. a very variable furnace for a wide range of tasks.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Koksofenvorrichtung zum Herstellen von Koks durch Verkokung von Kohle oder Kohlemischungen zumindest bei Mischgasbeheizung und wahlweise auch bei zeitweiser Koksofengasbeheizung, wobei die Koksofenvorrichtung eingerichtet ist zur minimierten Stickoxidemission durch internen thermischen Energieausgleich mittels stahlwerkseigener Gase (insbesondere Hochofen-originärer Gase) und koksofeneigener Gase G1,G4,G5 durch Maßnahmen intern an der Koksofenvorrichtung, mit einer Vielzahl von Zwillingsheizzügen jeweils mit einem mit Gas beflammten Heizkanal und einem abgasführenden abwärts durchströmten Heizkanal, welche Heizkanäle jeweils paarweise durch eine (auch als Binderwand bezeichnete) Trennwand voneinander abgegrenzt und durch zwei einander gegenüberliegende Läuferwände von einer jeweiligen Ofenkammer abgeschottet sind, wobei die paarweisen Heizkanäle strömungstechnisch mittels wenigstens eines oberen koppelnden Durchlasses und auch mittels wenigstens eines unteren koppelnden Durchlasses jeweils für interne Abgasrezirkulation auf wenigstens einem Kreisstrompfad aneinander gekoppelt sind, wobei im unteren Bereich am Boden des jeweiligen Zwillingsheizzuges jeweils wenigstens ein Einlass aus der folgenden Gruppe vorgesehen ist: Koksofengas-Einlass, Verbrennungsluft-Einlass, Mischgas-Einlass; wobei am jeweiligen Boden das Verhältnis y1:y2 des Abstandes y1 zwischen den zugewandten Kanten des Verbrennungsluft-Einlasses und des Mischgas-Einlasses zum Abstand y2 der Innenkanten (Innenoberflächen) der Trennwände eines jeweiligen Heizkanals mindestens 10% beträgt, wobei der Abstand y1 zwischen den zugewandten Kanten des Verbrennungsluft-Einlasses und des Mischgas-Einlasses dabei mindestens 50mm beträgt, wobei wenigstens einer der Verbrennungsluft- und Mischgas-Einlässe exzentrisch in einem x-Abstand größer Faktor 0,7 der absoluten x-Erstreckung des Heizkanals zwischen gegenüberliegenden Läuferwänden angeordnet ist. Dies ermöglicht mittels interner thermischer Maßnahmen eine Reduzierung von NOx-Emissionen.This object is achieved according to the invention by a coke oven device for producing coke by coking coal or coal mixtures at least with mixed gas heating and optionally also with temporary coke oven gas heating, wherein the coke oven device is set up for minimizing nitrogen oxide emissions through internal thermal energy compensation by means of steelworks' own gases (in particular blast furnace-original gases) and coke oven-own gases G1, G4, G5 by measures internal to the coke oven device, with a plurality of twin heating flues, each with a gas-flamed heating channel and a downward-flowing heating channel carrying exhaust gas, which heating channels are each separated from one another in pairs by a partition wall (also referred to as a binder wall) and sealed off from a respective furnace chamber by two opposing rotor walls, wherein the paired heating channels are fluidically coupled to one another by means of at least one upper coupling passage and also by means of at least one lower coupling passage each for internal exhaust gas recirculation on at least one circular flow path, wherein in the lower At least one inlet from the following group is provided in the area at the bottom of each twin heating flue: coke oven gas inlet, combustion air inlet, mixed gas inlet; wherein at the respective bottom the ratio y1:y2 of the distance y1 between the facing edges of the combustion air inlet and the mixed gas inlet to the distance y2 of the inner edges (inner surfaces) of the dividing walls of a respective heating channel is at least 10%, wherein the distance y1 between the facing edges of the combustion air inlet and the mixed gas inlet is at least 50mm, wherein at least one of the combustion air and mixed gas inlets is arranged eccentrically at an x-distance greater than a factor of 0.7 of the absolute x-extension of the heating channel between opposite rotor walls. This enables a reduction in NO x emissions by means of internal thermal measures.

Erfindungsgemäß sind Verbrennungsluft-Einlass und Mischgas-Einlass in y-Richtung vergleichsweise weit voneinander beabstandet angeordnet, wobei ein relativer Mindestabstand bezüglich der gesamten y-Erstreckung des jeweiligen Heizkanals definiert wird. Erfindungsgemäß wird ferner ein absoluter Mindestabstand definiert (y1min = 50mm). Dies ermöglicht jeweils eine vorteilhafte Einflussnahme auf das Temperatur- und Strömungsprofil. Der Mindestabstand y1 liegt z.B. im Bereich von 60 bis 220mm. Der Abstand y2 zwischen gegenüberliegenden Trennwänden liegt z.B. im Bereich von 250 bis 400mm.According to the invention, the combustion air inlet and the mixed gas inlet are arranged relatively far apart from each other in the y-direction, with a relative minimum distance being defined with respect to the entire y-extension of the respective heating channel. According to the invention, an absolute minimum distance is also defined (y1min = 50mm). This enables an advantageous influence on the temperature and flow profile. The minimum distance y1 is, for example, in the range from 60 to 220mm. The distance y2 between opposing partition walls is, for example, in the range from 250 to 400mm.

Die absolute Position des Mischgas-Einlasses kann dabei z.B. auch durch einen Minimalabstand zu den Läuferwänden in y- Richtung definiert werden, und/oder durch einen Minimalabstand zu den Trennwänden, insbesondere z.B. > 10mm zwischen Außenkante Mischgasöffnung und Innenkante Trennwand (Binderwand). Der Abstand zwischen Mischgasöffnung und Koksofengasdüse (relative Position) kann dabei in x-Richtung insbesondere mindestens 100mm betragen.The absolute position of the mixed gas inlet can be defined, for example, by a minimum distance to the rotor walls in the y-direction and/or by a minimum distance to the partition walls, in particular, e.g. > 10mm between the outer edge of the mixed gas opening and the inner edge of the partition wall (binder wall). The distance between the mixed gas opening and the coke oven gas nozzle (relative position) can be at least 100mm in the x-direction.

Erfindungsgemäß hat sich gezeigt, dass eine ökonomisch günstige Prozesstemperatur oberhalb von 1.250°C und damit eine hohe Anlagenleistung bei gleichzeitiger Einhaltung der oben beschriebenen strengen Grenzwerte basierend auf geometrischen Maßnahmen am Boden der Heizzüge mit gutem Effekt sichergestellt werden kann. Dabei kann auch eine etwaige Zunahme von Druckverlusten in vergleichsweise moderaten Grenzen gehalten werden. Durch die erfindungsgemäße relative bzw. absolute Positionierung des Mischgaseinlasses kann dabei auch auf besonders effektive Weise die gewünschte Temperaturverteilung realisiert werden.According to the invention, it has been shown that an economically favorable process temperature above 1,250°C and thus a high plant performance can be ensured with good effect while simultaneously complying with the strict limit values described above based on geometric measures at the bottom of the heating flues. In this case, any increase in pressure losses can also be compensated for in a comparatively moderate manner. The relative or absolute positioning of the mixed gas inlet according to the invention also makes it possible to achieve the desired temperature distribution in a particularly effective manner.

Die bisher aufgrund des geringen Wasserstoffanteils als weniger kritisch erachtete Verbrennung von Mischgasen war bisher noch nicht Hauptgegenstand von stickoxidreduzierenden Weiterentwicklungen bei vertikalen Heizkanaldesigns bei Verbund-Koksöfen. Die Betriebsweise unter Mischgas-Beheizung betrifft jedoch oftmals einen beträchtlichen Anteil der absoluten Betriebsdauer eines Ofens. Erfindungsgemäß können besonders vorteilhafte NOx-reduzierende Effekte speziell bei der Mischgasbeheizung realisiert werden.The combustion of mixed gases, which was previously considered less critical due to the low hydrogen content, has not yet been the main subject of nitrogen oxide-reducing developments in vertical heating channel designs in composite coke ovens. However, operation with mixed gas heating often affects a considerable proportion of the absolute operating time of a furnace. According to the invention, particularly advantageous NO x -reducing effects can be achieved especially with mixed gas heating.

Eine Vergrößerung des absoluten Abstandes der Austrittspositionen für die Verbrennungsmedien „Bodenluft“ und Mischgas" insbesondere im Zusammenhang mit einem relativen Mindestabstand bezüglich der gesamten Erstreckung des Heizkanals in y-Richtung ermöglicht insbesondere eine Auslegung des Ofens unabhängig von den jeweils spezifischen Volumina oder Leistungsbereichen des Ofens.An increase in the absolute distance between the exit positions for the combustion media "soil air" and "mixed gas", particularly in connection with a relative minimum distance with respect to the entire extension of the heating channel in the y-direction, enables the furnace to be designed independently of the specific volumes or performance ranges of the furnace.

Was die jeweilige Funktion der einzelnen Einlässe betrifft, so kann diese auch in Hinblick auf unterschiedliche Betriebsarten beschrieben werden: Für einen mit einem Stahlwerk verbundenen Verbundofen sind bei Mischgasbeheizung am Heizzugboden zwei Öffnungen bzw. Einlässe vorgesehen, nämlich ein Einlass für Mischgas und ein Einlass für (Verbrennungs-)Luft. Für einen Verbundofen unter Koksofengasbeheizung werden die Mischgaskanäle ebenfalls mit Luft beaufschlagt. Für einen Ofen, welcher für ausschließlich Koksofengasbeheizung konstruiert ist (so genannter Starkgasofen), wird nur ein Luft-Einlass benötigt (kein Mischgas-Einlass). Letztere konstruktive Ausgestaltung ist eher als Sonderfall zu verstehen.As far as the respective function of the individual inlets is concerned, this can also be described in terms of different operating modes: For a composite furnace connected to a steelworks, two openings or inlets are provided on the floor of the heating flue when heated with mixed gas, namely an inlet for mixed gas and an inlet for (combustion) air. For a composite furnace heated with coke oven gas, the mixed gas channels are also supplied with air. For a furnace designed exclusively for coke oven gas heating (so-called strong gas furnace), only one air inlet is required (no mixed gas inlet). The latter design is to be understood as a special case.

Bei reiner Mischgasbeheizung ist dabei die Anordnung des Koksofengas-Einlasses vergleichsweise unwichtig; die relative Anordnung des Koksofengas-Einlasses kann daher je nach Anwendungsfall mehr oder weniger stark variiert werden, sei es in Längs- und/oder in Querrichtung. Ein sinnvoller Kompromiss hängt dann auch von den zu erwartenden Betriebszeiten bei der jeweiligen Beheizungsart ab. Mittels der erfindungsgemäßen absoluten und relativen Anordnung der Einlässe für Verbrennungsluft und Mischgas kann für einen großen Anteil der absoluten Betriebsdauer für diverse unterschiedliche Ausgestaltungen von Öfen ein guter Kompromiss bei minimierten NOx-Emissionen geliefert werden.In the case of pure mixed gas heating, the arrangement of the coke oven gas inlet is comparatively unimportant; the relative arrangement of the coke oven gas inlet can therefore be varied more or less depending on the application, whether in the longitudinal and/or transverse direction. A sensible compromise then also depends on the expected operating times for the respective type of heating. Using the absolute and relative arrangement of the inlets for combustion air and mixed gas according to the invention, a good compromise with minimized NO x emissions can be provided for a large proportion of the absolute operating time for various different designs of ovens.

Ein vergleichsweise großer Abstand der beiden Einlässe für Verbrennungsluft und Mischgas relativ zum Koksofengas-Einlass kann zwar als zweckdienlich oder sogar als optimal unterstellt werden; es hat sich jedoch gezeigt, dass die erfindungsgemäßen Effekte auch weitgehend unabhängig von der relativen Anordnung des Koksofengas-Einlasses realisiert werden können. Dies liefert auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung weitere konstruktive oder prozesstechnische Variablen (bzw. Freiheitsgrade) zur Anpassung eines Ofens an spezifische Anwendungen.A comparatively large distance between the two inlets for combustion air and mixed gas relative to the coke oven gas inlet can be assumed to be expedient or even optimal; however, it has been shown that the effects according to the invention can also be achieved largely independently of the relative arrangement of the coke oven gas inlet. This also provides further design or process-related variables (or degrees of freedom) for adapting a furnace to specific applications within the scope of the present invention.

Beispielsweise wird ein Abstand y1 im Bereich von 100 bis 300mm vorgesehen. Beispielsweise wird ein Verhältnis y1/y2 im Bereich zwischen 30 und 60% gewählt (bzw. 0,3 und 0,6). Das Verhältnis y1/y2 kann dabei auch deutlich größer sein, beispielsweise bis zu 90% (bzw. 0,9). Bevorzugt liegt das Verhältnis y1/y2 in einem mittleren Bereich unter 0,5. Dies hat sich als vorteilhaft insbesondere auch in Hinblick auf eine Temperaturverteilung in vertikaler Richtung erwiesen.For example, a distance y1 in the range of 100 to 300 mm is provided. For example, a ratio y1/y2 in the range between 30 and 60% (or 0.3 and 0.6) is selected. The ratio y1/y2 can also be significantly larger, for example up to 90% (or 0.9). Preferably, the ratio y1/y2 is in a medium range below 0.5. This has proven to be advantageous, particularly with regard to temperature distribution in the vertical direction.

Es hat sich gezeigt, dass eine Variation des Abstandes y1 als wirkungsvolle Maßnahme zur NOx-Optimierung genutzt werden kann. Insbesondere konnte ein positiver Effekt bei der erfindungsgemäßen Größe bzw. des erfindungsgemäßen Bereiches des Abstandes y1 auf die NOx-Bildung auf systematische Weise nachgewiesen werden. Bisher wurde seitens der Ofenbauer von einer Variation des Abstandes y1 abgesehen. Insbesondere wurde dieser Abstand nicht als Maßnahme für NOx-Einsparungen identifiziert. Es gab daher auch keinen Anlass für eine derart zweckgerichtete Variation des Abstandes y1, insbesondere da eine Abstandsvariation auf den ersten Blick keinerlei systematische Rückschlüsse auf die NOx-Emissionen zulässt/zuließ.It has been shown that a variation of the distance y1 can be used as an effective measure for NO x optimization. In particular, a positive effect of the inventive size or the inventive range of the distance y1 on the formation of NO x could be demonstrated in a systematic manner. Up to now, the furnace manufacturers have refrained from varying the distance y1. In particular, this distance was not identified as a measure for NO x savings. There was therefore no reason for such a purposeful variation of the distance y1, especially since a distance variation at first glance does not allow/allowed any systematic conclusions about the NO x emissions.

Die x-Position der Verbrennungsluft- und Mischgas-Einlässe kann dabei insbesondere in Bezug auf deren Mittelpunkte definiert sein. Insbesondere kann wenigstens einer der Verbrennungsluft- und Mischgas-Einlässe, insbesondere dessen Mittelpunkt, exzentrisch in einem x-Abstand größer Faktor 0,8 der absoluten x-Erstreckung des Heizkanals zwischen gegenüberliegenden Läuferwänden angeordnet sein. Dieser Grad der Exzentrizität in x-Richtung kann auch eine vorteilhafte primäre Durchmischung der Gase vor Verbrennung sicherstellen.The x-position of the combustion air and mixed gas inlets can be defined in particular in relation to their center points. In particular, at least one of the combustion air and mixed gas inlets, in particular its center point, can be arranged eccentrically at an x-distance greater than a factor of 0.8 of the absolute x-extension of the heating channel between opposing rotor walls. This degree of eccentricity in the x-direction can also ensure advantageous primary mixing of the gases before combustion.

Als stahlwerkseigene Gase sind dabei die im Zusammenhang mit der Stahlerzeugung stehenden Gase in weiterem Sinne zu verstehen, insbesondere auch so genanntes Konvertergas. Konvertergas wird streng genommen nicht der Roheisenerzeugung im Hochofen zugeordnet, sondern eher der dahinter befindlichen Prozesskette der eigentlichen Stahlerzeugung im Stahlwerk. Unter den Begriff „stahlwerkseigene Gase“ können insbesondere auch Kohlenwasserstoffanteile oder Erdgas subsumiert werden, insbesondere als Mischungs-Bestandteile.In a broader sense, steelworks gases are understood to mean gases associated with steel production, in particular so-called converter gas. Strictly speaking, converter gas is not associated with pig iron production in the blast furnace, but rather with the underlying process chain of actual steel production in the steelworks. The term "steelworks gases" can also include hydrocarbon components or natural gas, particularly as components of mixtures.

Ein vergleichsweise kleines Verhältnis y1:y2, insbesondere unter 15%, kann insbesondere bei eher großen Anlagen vorteilhaft sein.A comparatively small ratio y1:y2, especially below 15%, can be advantageous, especially for larger systems.

Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht z.B. auch vergleichsweise moderate Flammentemperaturen bei vergleichsweise hoher Düsensteintemperatur, insbesondere eine Flammentemperatur bei Mischgasbeheizung von maximal etwa 1.600°C bei einer Düsensteintemperatur von mindestens 1.300°C oder 1.320°C.The arrangement according to the invention also enables, for example, comparatively moderate flame temperatures at a comparatively high nozzle stone temperature, in particular a flame temperature with mixed gas heating of a maximum of about 1,600°C at a nozzle stone temperature of at least 1,300°C or 1,320°C.

Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Anordnung sowohl bei einer konstruktiven Ausgestaltung der Zwillingsheizzüge in der Art einer „Rücken-an-Rücken“-Beheizung (jeweils vertikal gleich ausgerichtete Strömungsrichtung in benachbarten Zwillingsheizzügen) als auch bei einer konstruktiven Ausgestaltung der Zwillingsheizzüge in der Art einer vorwärts gerichteten Durchströmung (vertikal gegenläufige Strömungsrichtung in benachbarten Heizzügen) realisierbar ist. Dabei können bei der „Rücken-an-Rücken“-Beheizung wahlweise ein einzelner unterer Rezirkulationsdurchlass oder mehrere insbesondere paarweise Rezirkulationsdurchlässe vorgesehen sein. Dabei sind bei der vorwärts gerichteten Durchströmung bevorzugt paarweise untere Rezirkulationsdurchlässe vorgesehen.It has been shown that the arrangement according to the invention can be implemented both with a structural design of the twin heating flues in the form of a "back-to-back" heating system (vertically identical flow direction in adjacent twin heating flues) and with a structural design of the twin heating flues in the form of a forward-directed flow (vertically opposite flow direction in adjacent heating flues). In the case of "back-to-back" heating, either a single lower recirculation passage or several recirculation passages, in particular in pairs, can be provided. In the case of forward-directed flow, lower recirculation passages are preferably provided in pairs.

Bei der Betriebsart „vorwärtsbrennend“ brennen beispielsweise die Heizzüge mit ungerader Nummer #1, #3, #5, #7, #9,... (n+2), oder nach Beheizungsumstellung brennen die geraden Heizzüge mit den Nummern #2, #4, #6, #8, .... (n+2). Insbesondere ist in jeder Binderwand wenigstens eine Rezirkulationsöffnung vorgesehen. Bevorzugt werden bei dieser Art von Öfen wenigstens zwei untere Rezirkulationsöffnungen vorgesehen, welche den Stufenluftkanal in der Binderwand einfassen bzw. umgrenzen oder umgeben. Es hat sich gezeigt, dass mittels des durch die Rezirkulationsöffnungen strömenden Rauchgases zumindest teilweise eine verbrennungsinerte Zwischenschicht in horizontaler Richtung zu wenigstens einem der eingelassenen Medien (Gas und/oder Luft) gebildet werden kann. Es hat sich gezeigt, dass dadurch die Verbrennung in vertikaler Richtung verzögert werden kann, was sich günstig auf die Temperaturverteilung auswirken kann. Beispielsweise befinden sich in jeder Binderwand wenigstens zwei Rezirkulationsöffnungen pro Lage. Vorzugsweise in einer der untersten fünf Binderwandlagen befindet sich ein erstes Paar Rezirkulationsöffnungen. Insbesondere aus Stabilitätsgründen werden erst in der übernächsten, darüber befindlichen Lage (z.B. Vertikallage Nummer 3) weitere Öffnungen vorgesehen, die insbesondere parallel (symmetrisch) zu Lage Nummer 1 angeordnet sein können.In the "forward burning" operating mode, for example, the heating flues with odd numbers #1, #3, #5, #7, #9,... (n+2) burn, or after the heating is switched over, the even heating flues with numbers #2, #4, #6, #8, .... (n+2) burn. In particular, at least one recirculation opening is provided in each binder wall. Preferably, at least two lower recirculation openings are provided in this type of furnace, which enclose or border or surround the stepped air channel in the binder wall. It has been shown that the flue gas flowing through the recirculation openings can at least partially form a combustion-inert intermediate layer in the horizontal direction to at least one of the admitted media (gas and/or air). It has been shown that this can delay combustion in the vertical direction, which can have a positive effect on the temperature distribution. For example, there are at least two recirculation openings per layer in each binder wall. A first pair of recirculation openings is preferably located in one of the lowest five truss wall layers. For stability reasons in particular, further openings are only provided in the next layer above (e.g. vertical layer number 3), which can be arranged in particular parallel (symmetrical) to layer number 1.

Bei der Betriebsart „Rücken-an-Rücken“ brennen insbesondere die Heizzüge Nummer #1, #4, #5, #8, #9, ... (beginnend mit 1, wobei n+3/n+1), oder nach der Beheizungsumstellung brennen die Heizzüge Nummer #2, #3, #6, #7, #10, #11, ... (beginnend mit 2, wobei n+1/n+3). Es hat sich gezeigt, dass mittels des durch die Rezirkulationsöffnungen rückströmenden Rauchgases eine verbrennungsinerte Zwischenschicht zu wenigstens einem der eingelassenen Medien (Gas und/oder Luft) gebildet werden kann. Insbesondere ist in jeder zweiten Binderwand wenigstens eine Rezirkulationsöffnung vorgesehen. Beispielsweise ist eine (insbesondere vergleichsweise große) einzelne Rezirkulationsöffnung in der Mitte der Binderwand vorgesehen. Beispielsweise befinden sich Stufenluftkanal und Rezirkulationsöffnung(en) jeweils nur gemeinsam in der entsprechenden Binderwand. Bevorzugt ist in wenigstens einer der darüber befindlichen Wandlagen wenigstens eine weitere Rezirkulationsöffnung vorgesehen.In the "back-to-back" operating mode, in particular the heating flues number #1, #4, #5, #8, #9, ... (starting with 1, where n+3/n+1) burn, or after the heating changeover the heating flues number #2, #3, #6, #7, #10, #11, ... (starting with 2, where n+1/n+3) burn. It has been shown that by means of the flue gas flowing back through the recirculation openings, a combustion-inert intermediate layer can be formed to at least one of the admitted media (gas and/or air). In particular, at least one recirculation opening is provided in every second binder wall. For example, a (in particular comparatively large) individual recirculation opening is provided in the middle of the binder wall. For example, the stepped air duct and recirculation opening(s) are only located together in the corresponding binder wall. Preferably, at least one further recirculation opening is provided in at least one of the wall layers located above.

Die jeweilige Anordnung des wenigstens einen Rezirkulationsdurchlasses kann dabei weitgehend frei gewählt werden. Wahlweise kann dessen Anordnung relativ zu der Anordnung der weiteren Einlässe definiert werden. Wahlweise kann eine x-Koordinate und/oder eine z-Koordinate für die Anordnung des Mittelpunktes des Rezirkulationsdurchlasses vorgegeben werden. Beispielsweise ist der (unterste) Rezirkulationsdurchlass bzw. sind die (untersten) Rezirkulationsdurchlässe in einer Höhenposition kleiner 2m oberhalb vom Boden angeordnet. Gemäß einer Varianten sind je Höhenposition paarweise Rezirkulationsdurchlässe vorgesehen, insbesondere in symmetrischer Anordnung in Bezug auf die x-Erstreckung des Heizzuges. Beispielsweise sind ein oder zwei Paare von Rezirkulationsdurchlässen in wie Höhenpositionen auf derselben x-Koordinate wie wenigstens einer der Luft- und Mischgaseinlässe angeordnet.The respective arrangement of the at least one recirculation passage can be chosen largely freely. Optionally, its arrangement can be defined relative to the arrangement of the other inlets. Optionally, an x-coordinate and/or a z-coordinate can be specified for the arrangement of the center of the recirculation passage. For example, the (lowest) recirculation passage or the (lowest) recirculation passages are arranged at a height position less than 2 m above the floor. According to one variant, pairs of recirculation passages are provided for each height position, in particular in a symmetrical arrangement with respect to the x-extension of the heating flue. For example, one or two pairs of recirculation passages are arranged in height positions on the same x-coordinate as at least one of the air and mixed gas inlets.

Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenigstens einen der Luft- und Mischgaseinlässe in einem vergleichsweise kleinen x-Abstand zur nähergelegenen Läuferwand anzuordnen, insbesondere maximal 50mm oder sogar nur maximal 20mm oder 10mm.It has been shown that it is advantageous to arrange at least one of the air and mixed gas inlets at a comparatively small x-distance to the closer rotor wall, in particular a maximum of 50 mm or even only a maximum of 20 mm or 10 mm.

Ferner hat sich gezeigt, dass die Luft- und Mischgaseinlässe optional vollständig überlappend in x-Richtung angeordnet sein können, also ohne dass ein Versatz realisiert wird, oder ohne dass der geometrisch kleinere Einlass über den geometrisch größeren Einlass in x-Richtung hinausragt. Ferner hat sich gezeigt, dass die Luft- und Mischgaseinlässe optional auch ganz ohne Überlappung in x-Richtung angeordnet sein können, also mit derart großem Versatz, dass eine Überlappung in x-Richtung nicht feststellbar ist.It has also been shown that the air and mixed gas inlets can optionally be arranged completely overlapping in the x-direction, i.e. without an offset being realized, or without the geometrically smaller inlet protruding beyond the geometrically larger inlet in the x-direction. It has also been shown that the air and mixed gas inlets can optionally be arranged completely without overlapping in the x-direction, i.e. with such a large offset that an overlap in the x-direction cannot be detected.

Insbesondere ist je Heizzug nur einer der hier beschriebenen Typen von Einlässen vorgesehen, also nur ein Verbrennungslufteinlass und nur ein Mischgaseinlass.In particular, only one of the types of inlets described here is provided for each heating flue, i.e. only one combustion air inlet and only one mixed gas inlet.

Ferner hat sich gezeigt, dass die Verbrennungsluft vorzugsweis gestuft zugeführt werden kann, insbesondere zwecks zweistufiger Verbrennung über der gesamten Höhe des jeweiligen Heizzuges. Entsprechende Ausbuchtungen bzw. Einlässe für Stufenluft können je nach Anwendungsfall individuell optimiert angeordnet sein. It has also been shown that the combustion air can preferably be supplied in stages, in particular for the purpose of two-stage combustion over the entire height of the respective heating flue. Corresponding recesses or inlets for staged air can be arranged in an individually optimized manner depending on the application.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel beträgt das Verhältnis y1:y2 mindestens 25%. Dies ermöglicht auch eine gute Verteilung bzw. Durchmischung der Gase über die gesamte Erstreckung des Heizkanals.According to one embodiment, the ratio y1:y2 is at least 25%. This also enables good distribution or mixing of the gases over the entire extent of the heating channel.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand y1 mindestens 100mm, beispielsweise mindestens 150mm, beispielsweise 200 bis 250mm. Hierdurch lassen sich die Gasströmungspfade individueller einstellen und regeln.According to one embodiment, the distance y1 is at least 100mm, for example at least 150mm, for example 200 to 250mm. This allows the gas flow paths to be adjusted and regulated more individually.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel beträgt das Verhältnis y1:y2 mindestens 35%, insbesondere maximal 50% oder maximal 60% oder maximal 70%. Es hat sich gezeigt, dass der Abstand y1 ausgehend von 10% oder 15% weiter vergrößert bzw. auch maximiert werden kann, ohne dass dies mit spürbaren Nachteilen hinsichtlich der NOx-Emissionen oder hinsichtlich weiterer Betriebsparameter des Ofens einhergehen muss. Dies eröffnet weitere konstruktive Freiheitsgrade.According to one embodiment, the ratio y1:y2 is at least 35%, in particular a maximum of 50% or a maximum of 60% or a maximum of 70%. It has been shown that the distance y1 can be further increased or even maximized starting from 10% or 15% without this being accompanied by noticeable disadvantages with regard to NO x emissions or with regard to other operating parameters of the furnace. This opens up further degrees of design freedom.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand y1 mindestens 150mm oder mindestens 200mm. Hierdurch kann auch bei vergleichsweise großvolumigen Öfen eine vorteilhafte relative Anordnung sichergestellt werden.According to one embodiment, the distance y1 is at least 150 mm or at least 200 mm. This ensures an advantageous relative arrangement even in comparatively large-volume furnaces.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand y1 maximal 350mm oder maximal 375mm. Es hat sich gezeigt, dass Abstände y1 größer 400mm mit Nachteilen hinsichtlich weiterer Prozessparameter des Ofens einhergehen könnten. Erfindungsgemäß wird empfohlen, den Abstand auf eine Obergrenze unterhalb von 400mm zu limitieren.According to one embodiment, the distance y1 is a maximum of 350 mm or a maximum of 375 mm. It has been shown that distances y1 greater than 400 mm could be associated with disadvantages with regard to other process parameters of the furnace. According to the invention, it is recommended to limit the distance to an upper limit below 400 mm.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel liegt der Abstand y1 im Bereich von 200mm bis 300mm oder im Bereich von 150mm bis 250mm. Diese Bereiche bzw. dieses Abstands-Spektrum hat sich bei vielen Versuchen als besonders vorteilhaft erwiesen. Eine exaktere Abstandsangabe kann jeweils in Abhängigkeit der Gesamterstreckung des Ofens bzw. der Heizkanäle definiert werden.According to one embodiment, the distance y1 is in the range from 200mm to 300mm or in the range from 150mm to 250mm. These ranges or this distance spectrum have proven to be particularly advantageous in many tests. A more precise distance specification can be defined depending on the total extension of the furnace or the heating channels.

Bevorzugt ist der Abstand in jedem Heizzug der Koksofenvorrichtung gleich groß. Eine analoge Konstruktion bzw. symmetrische Ausgestaltung hinsichtlich aller Heizzüge hat auch thermische und konstruktive Vorteile.Preferably, the distance is the same in each heating flue of the coke oven device. An analogous construction or symmetrical design with regard to all heating flues also has thermal and structural advantages.

Ein vergleichsweise großes Verhältnis y1:y2, insbesondere über 25% oder sogar über 35% oder 40%, kann insbesondere bei eher kleinen Anlagen vorteilhaft sein.A comparatively large ratio y1:y2, especially over 25% or even over 35% or 40%, can be advantageous, especially for smaller systems.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel definieren die geometrischen Mittelpunkte der Einlässe des jeweiligen Heizzuges und des wenigstens einen unteren koppelnden Durchlasses, insbesondere eines zu Verbrennungsluft- und Mischgas-Einlass entfernteren von mehreren unteren koppelnden Durchlässen, eine Dreieck- oder Viereckanordnung (Vieleckanordnung), deren Flächeninhalt (A) in Draufsicht mindestens 50cm2 beträgt, insbesondere mindestens 200cm2 oder mindestens 300cm2 oder mindestens 500cm2 oder mindestens 700cm2 oder mindestens 900cm2, insbesondere zwischen 1.000cm2 und 1.350cm2. Dies ermöglicht eine gute Verteilung von Stoff- und Energieströmen weitgehend unabhängig von individuellen konstruktiven Eigenheiten des jeweiligen Ofens. Es hat sich gezeigt, dass bereits ab einem Flächeninhalt von 200cm2 besonders starke Effekte realisiert werden können. Die Effekte können insbesondere ab 300cm2 oder 500cm2 weiter verstärkt werden.According to one embodiment, the geometric centers of the inlets of the respective heating flue and of the at least one lower coupling passage, in particular one of several lower coupling passages that is further away from the combustion air and mixed gas inlet, define a triangular or square arrangement (polygonal arrangement), the surface area (A) of which in plan view is at least 50cm 2 , in particular at least 200cm 2 or at least 300cm 2 or at least 500cm 2 or at least 700cm 2 or at least 900cm 2 , in particular between 1,000cm 2 and 1,350cm 2 . This enables a good distribution of material and energy flows largely independent of the individual structural characteristics of the respective furnace. It has been shown that even from a surface area of 200cm 2 particularly strong effects can be achieved. The effects can be further enhanced, particularly from 300cm 2 or 500cm 2 .

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Dreieck- oder Viereckanordnung einen Flächeninhalt (A) in Draufsicht von maximal 2.000cm2 auf, insbesondere maximal 1.800cm2 oder maximal 1.500cm2 oder maximal 1.300cm2 oder maximal 700cm2, insbesondere zwischen 1.000cm2 und 1.300cm2. Diese Obergrenzen können einen vorteilhaften Bereich kennzeichnen, der auch konstruktiv noch auf vertretbare Weise realisierbar ist. Es hat sich gezeigt, dass der Flächeninhalt nicht zu groß gewählt sein darf, insbesondere um je nach Ofenkonfiguration möglicherweise nachteilig wirkende Nebeneffekte vermeiden zu können. Ein Flächeninhalt von weniger als 1.500cm2 kann dabei bereits besonders viele Ofen-Konfigurationen begünstigen, jedoch kann die Obergrenze insbesondere bei sehr großen bzw. hohen Ofenkammern auch größer als 1.500cm2 sein.According to one embodiment, the triangular or square arrangement has a surface area (A) in plan view of a maximum of 2,000cm 2 , in particular a maximum of 1,800cm 2 or a maximum of 1,500cm 2 or a maximum of 1,300cm 2 or a maximum of 700cm 2 , in particular between 1,000cm 2 and 1,300cm 2 . These upper limits can indicate an advantageous range that can also be implemented in a reasonable manner from a structural perspective. It has been shown that the surface area must not be chosen to be too large, in particular in order to be able to avoid potentially disadvantageous side effects depending on the furnace configuration. A surface area of less than 1,500cm 2 can already benefit a particularly large number of furnace configurations, but the upper limit can also be greater than 1,500cm 2 , in particular in the case of very large or high furnace chambers.

Die jeweils bevorzugte Unter-/Obergrenze kann dabei auch z.B. von der Ofenkammerhöhe abhängig sein, wie z.B. im Zusammenhang mit der Figurenbeschreibung näher erläutert wird. Insbesondere kann die Untergrenze bei Ofenkammern mit einer Höhe größer sieben (7) Metern um 100 oder 200cm2 erhöht sein.The preferred lower/upper limit can also depend on the height of the furnace chamber, for example, as explained in more detail in connection with the description of the figures. In particular, the lower limit can be increased by 100 or 200 cm 2 for furnace chambers with a height of more than seven (7) meters.

Eine relative Dreieck- oder Viereckanordnung, mit Eckpunkten definiert durch geometrische Mittelpunkte der Mischgas- und Verbrennungslufteinlässe und des (entfernteren) unteren Rezirkulationsdurchlasses (relative Lage-Geometrie relativ zueinander) liefert auch den Vorteil einer möglichst guten Nutzung des verfügbaren (Brenn-)Raumes, insbesondere derart dass das Mischungsverhältnis der Gase vorteilhaft einstellbar ist. Insbesondere kann bei einem vergleichsweise großen Flächeninhalt eine vorteilhafte Verteilung der Stoff- und Energieströme sichergestellt werden. Insbesondere dank breit verteilter Anordnung der Einlässe auf der verfügbaren Grundfläche kann eine in vertikaler Richtung besonders vorteilhafte (insbesondere stark verzögerte) Verbrennung für die üblichen Beheizungsarten (Mischgas- bzw. Koksofengas-Beheizung) sichergestellt werden.A relative triangular or square arrangement, with corner points defined by geometric centers of the mixed gas and combustion air inlets and the (more distant) lower recirculation passage (relative position geometry relative to each other) also provides the advantage of the best possible use of the available (combustion) space, in particular in such a way that the mixing ratio of the gases can be advantageously adjusted. In particular, an advantageous distribution of the material and energy flows can be ensured with a comparatively large surface area. In particular, thanks to the widely distributed arrangement of the inlets on the available floor space, a particularly advantageous (in particular greatly delayed) combustion in the vertical direction can be ensured for the usual types of heating (mixed gas or coke oven gas heating).

Insbesondere werden die Eckpunkte der Dreieckanordnung durch die geometrischen Mittelpunkte der Mischgas- und Verbrennungslufteinlässe und durch den Mittelpunkt des (entfernteren) unteren Rezirkulationsdurchlasses definiert, also nach innen versetzt in Bezug auf eine Austrittsebene aus der entsprechenden Trennwand.In particular, the corner points of the triangular arrangement are defined by the geometric centers of the mixed gas and combustion air inlets and by the center of the (more distant) lower recirculation passage, i.e. offset inwards with respect to an exit plane from the corresponding partition wall.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind am jeweiligen Boden die den Läuferwänden zugewandten Kanten des Verbrennungsluft-Einlasses und des Mischgas-Einlasses in unterschiedlich großem Abstand x1, x2 zu wenigstens einer der beiden gegenüberliegenden Läuferwände des jeweiligen Zwillingsheizzuges angeordnet, insbesondere mit einem Abstands-Unterschied von mind. 10mm oder mind. 50mm. Der Versatz in x-Richtung ermöglicht dabei auch eine zusätzliche Differenzierung hinsichtlich Temperatur- und Strömungsverteilung.According to one embodiment, the edges of the combustion air inlet and the mixed gas inlet facing the rotor walls are arranged at different distances x1, x2 from at least one of the two opposite rotor walls of the respective twin heating flue, in particular with a distance difference of at least 10 mm or at least 50 mm. The offset in the x-direction also enables additional differentiation with regard to temperature and flow distribution.

Es hat sich gezeigt, dass die Abstände x1, x2 zu den beiden Läuferwänden vergleichsweise frei eingestellt werden können. Auch können die jeweiligen Öffnungen/Einlässe sowohl in x- als auch in y-Richtung unterschiedlich groß sein und eine unterschiedliche Geometrie aufweisen. Die Einlässe können dabei auch bei gleichbleibendem Querschnitt in x-Richtung versetzt sein.It has been shown that the distances x1, x2 to the two rotor walls can be set relatively freely. The respective openings/inlets can also be of different sizes in both the x and y directions and have a different geometry. The inlets can also be offset in the x direction while maintaining the same cross-section.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel beträgt der Querschnittsflächeninhalt des Verbrennungsluft-Einlasses und/oder des Mischgas-Einlasses am jeweiligen Boden mindestens 30cm2 oder mindestens 50cm2. Hierdurch kann auch eine Abflachung von Temperaturspitzen weiter begünstigt werden.According to one embodiment, the cross-sectional area of the combustion air inlet and/or the mixed gas inlet at the respective bottom is at least 30cm 2 or at least 50cm 2 . This can also further promote a flattening of temperature peaks.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel beträgt der Querschnittsflächeninhalt des Verbrennungsluft-Einlasses und/oder des Mischgas-Einlasses maximal 500cm2 oder maximal 400cm2. Diese vergleichsweise großen Flächeninhalte begünstigen auch einen großflächigen Wärmeeintrag.According to one embodiment, the cross-sectional area of the combustion air inlet and/or the mixed gas inlet is a maximum of 500cm 2 or a maximum of 400cm 2 . These comparatively large areas also promote a large-area heat input.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die jeweilige Einlass-Querschnittsfläche vergleichsweise groß, insbesondere um einen Faktor 2 bis 3 größer als bisher übliche Querschnittsflächeninhalte. Im Stand der Technik werden nur deutlich kleinere Querschnittsflächeninhalte beschrieben, beispielsweise im Bereich von ca. 50 bis 100cm2. Beispielsweise beschreibt die zuvor genannte Veröffentlichung von K. WESSIEPE Abmessungen von 51mm × 144mm, also nur ca. 75cm2.According to one embodiment, the respective inlet cross-sectional area is comparatively large, in particular by a factor of 2 to 3 larger than previously usual cross-sectional areas. In the prior art, only significantly smaller cross-sectional areas are described, for example in the range of approximately 50 to 100cm 2 . For example, the aforementioned publication by K. WESSIEPE describes dimensions of 51mm × 144mm, i.e. only approximately 75cm 2 .

Insbesondere kann dabei auch eine verbindende Öffnung zur Abgas- oder Rauchgas-Strömungsumkehr (Durchlass) mit einem Durchtrittsflächeninhalt von mindestens 500cm2 ausgestaltet sein. Dies ermöglicht nicht zuletzt auch, unerwünschte Druckverlustzunahmen im Heizkanal in einem akzeptablen und auch in ökonomischer Hinsicht vorteilhaften Bereich zu halten, insbesondere bei weniger als 50Pa. Dies erspart nicht zuletzt auch eine verstärkte oder zusätzliche Unterdruckquelle. Anders ausgedrückt: Eine Erhöhung des Abgaskamins und/oder ein zusätzliches Gebläse ist nicht erforderlich.In particular, a connecting opening for exhaust gas or flue gas flow reversal (passage) with a passage area of at least 500cm 2 can be designed. This enables Last but not least, it also helps to keep undesirable increases in pressure loss in the heating duct within an acceptable and economically advantageous range, especially at less than 50 Pa. This also saves the need for an increased or additional negative pressure source. In other words: Raising the exhaust chimney and/or an additional fan is not necessary.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Querschnittsgeometrie des Verbrennungsluft-Einlasses und/oder des Mischgas-Einlasses rechteckig oder elliptisch oder rund. Die Geometrie kann dabei z.B. auch in Hinblick auf konstruktive Vorgaben oder Stabilitäts-Aspekte optimiert werden. Insbesondere kann auch mittels justierbaren Austrittsöffnungen (Einlässen) für die Gase eine weitere Optimierung vorgenommen werden, insbesondere mittels Schiebersteinen.According to one embodiment, the cross-sectional geometry of the combustion air inlet and/or the mixed gas inlet is rectangular or elliptical or round. The geometry can also be optimized with regard to design specifications or stability aspects, for example. In particular, further optimization can also be carried out by means of adjustable outlet openings (inlets) for the gases, in particular by means of slide blocks.

Weitere Maßnahmen können weitere vorteilhafte Effekte erzielen. Insbesondere kann basierend auf einer Variation der Position der Einlässe in Hinblick auf eine asymmetrische Anordnung (zumindest für Bodenluft und Mischgas) eine weitere Optimierung erfolgen, z.B. durch nichtparallele Anordnung am Boden in Bezug zur Läuferwand.Further measures can achieve further advantageous effects. In particular, further optimization can be achieved based on a variation of the position of the inlets with regard to an asymmetric arrangement (at least for soil air and mixed gas), e.g. by non-parallel arrangement on the ground in relation to the rotor wall.

Es hat sich gezeigt, dass mittels erfindungsgemäßer Maßnahmen insbesondere bei Mischgasbeheizung eine Absenkung der NOxBildung bzw. NOx-Emission im Vergleich zum Istzustand (Stand der Technik) um mind. 15% erzielbar ist. Diese Prozentanteil mag auf den ersten Blick nicht revolutionär hoch erscheinen, kann jedoch einen wirtschaftlichen Betrieb begründen, insbesondere dann, wenn eine wirtschaftliche Funktionsweise aufgrund von Emissions-Vorgaben und aufgrund Einschränkung auf eine bestimmte Maximal-Temperatur bisher nicht möglich war.It has been shown that by means of measures according to the invention, particularly with mixed gas heating, a reduction in NO x formation or NO x emissions by at least 15% can be achieved compared to the current state (state of the art). This percentage may not seem revolutionary at first glance, but it can justify economical operation, especially if economical operation was previously not possible due to emission specifications and restrictions to a certain maximum temperature.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist am jeweiligen Boden die Querschnittsfläche des Verbrennungsluft-Einlasses und/oder des Mischgas-Einlasses hinsichtlich Geometrie und/oder Größe justierbar ausgeführt, insbesondere mittels wenigstens eines verlagerbaren Schiebersteins und/oder mittels wenigstens einer auswechselbaren / demontierbaren Düse. Hierdurch lassen sich weitere Optimierungen realisieren, insbesondere auch während des Betriebs (Fein-Justage).According to one embodiment, the cross-sectional area of the combustion air inlet and/or the mixed gas inlet is adjustable in terms of geometry and/or size at the respective bottom, in particular by means of at least one movable slide block and/or by means of at least one replaceable/removable nozzle. This allows further optimizations to be implemented, in particular during operation (fine adjustment).

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der wenigstens eine obere, die beiden jeweiligen Heizkanäle eines jeweiligen Zwillingsheizzuges im oberen Bereich koppelnde Rezirkulations-Durchlass eingerichtet zur wechselseitigen Überführung von Gasen, wobei der Rezirkulations-Durchlass einen Querschnittsflächeninhalt von mindestens 250cm2 aufweist, insbesondere von maximal 1200cm2 oder maximal 1000cm2. Hierdurch kann eine Optimierung auch dank vergleichsweise großer Durchlass-Öffnungen auf vergleichsweise flexible Weise erfolgen.According to one embodiment, the at least one upper recirculation passage coupling the two respective heating channels of a respective twin heating train in the upper region is designed for the mutual transfer of gases, wherein the recirculation passage has a cross-sectional area of at least 250cm 2 , in particular of a maximum of 1200cm 2 or a maximum of 1000cm 2 . This also allows optimization to be carried out in a comparatively flexible manner thanks to comparatively large passage openings.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die paarweisen Heizkanäle strömungstechnisch mittels wenigstens zwei unteren koppelnden Durchlässen aneinander gekoppelt, wobei der Verbrennungsluft-Einlass zumindest annähernd in derselben x-Position angeordnet ist wie der entsprechende untere koppelnde Durchlass, insbesondere mit dem jeweiligen Mittelpunkt des Verbrennungsluft-Einlasses und des entsprechenden Durchlasses in einer Anordnung auf derselben x-Koordinate. Dies begünstigt auf besonders vorteilhafte Weise eine Durchmischung von Rezirkulations-Gas und Verbrennungsluft, insbesondere vor Verbrennung.According to one embodiment, the paired heating channels are fluidically coupled to one another by means of at least two lower coupling passages, wherein the combustion air inlet is arranged at least approximately in the same x-position as the corresponding lower coupling passage, in particular with the respective center point of the combustion air inlet and the corresponding passage in an arrangement on the same x-coordinate. This promotes a mixing of recirculation gas and combustion air in a particularly advantageous manner, in particular before combustion.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind der Verbrennungsluft-Einlass und der Mischgas-Einlass in x-Richtung versetzt in Bezug auf die gegenüberliegende Läuferwand angeordnet. Diese Variation kann eine gute Durchmischung begünstigen. Dabei können auch unterschiedliche Geometrien und/oder Querschnittsflächen vorgesehen sein.According to one embodiment, the combustion air inlet and the mixed gas inlet are arranged offset in the x-direction with respect to the opposite rotor wall. This variation can promote good mixing. Different geometries and/or cross-sectional areas can also be provided.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel beträgt das Verhältnis x1:y1 oder x2:y1 des Abstandes x1, x2 des Verbrennungsluft-Einlasses und/oder des Mischgas-Einlasses zur gegenüberliegenden Läuferwand jeweils zum Abstand y1 mindestens 90% und/oder maximal 290%, insbesondere zwischen 200% und 250%. Anders ausgedrückt: die Einlässe bleiben in x-Richtung vergleichsweise weit von der Mitte entfernt, zumindest einer der Einlässe. Hierdurch kann die Gasverteilung weiter differenziert werden.According to one embodiment, the ratio x1:y1 or x2:y1 of the distance x1, x2 of the combustion air inlet and/or the mixed gas inlet to the opposite rotor wall to the distance y1 is at least 90% and/or a maximum of 290%, in particular between 200% and 250%. In other words: the inlets remain comparatively far away from the center in the x-direction, at least one of the inlets. This allows the gas distribution to be further differentiated.

Erfindungsgemäß ist der Verbrennungsluft-Einlass weiter innen näher zur gegenüberliegenden Läuferwand hin angeordnet als der Mischgas-Einlass (oder umgekehrt), insbesondere mit einem Abstandsunterschied von mind. 10mm oder mind. 50mm, insbesondere in einem zumindest annähernd mittigen Bereich mittig zwischen den gegenüberliegenden Läuferwänden. Durch einen solchen Versatz in y-Richtung können die Strömungspfade weiter aufgefächert werden.According to the invention, the combustion air inlet is arranged further inside, closer to the opposite rotor wall, than the mixed gas inlet (or vice versa), in particular with a distance difference of at least 10 mm or at least 50 mm, in particular in an at least approximately central area in the middle between the opposite rotor walls. Such an offset in the y-direction allows the flow paths to be further spread out.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Verbrennungsluft-Einlässe und die Mischgas-Einlässe eines Zwillingsheizzuges derart relativ zueinander angeordnet, dass eine die Einlässe verbindende Linie eine Diagonale ist oder sich zumindest annähernd diagonal durch den jeweiligen Heizkanal erstreckt, insbesondere eine geradlinige Diagonale durch die Mittelpunkte der Einlässe, insbesondere eine Diagonale in einem Winkel im Bereich von 40° bis 50° gegenüber der horizontalen x-Richtung, insbesondere eine durch die Eckpunkte zwischen Läufer- und Binderwand verlaufende Diagonale. Hierdurch lässt sich eine vorteilhafte lokale Diversifizierung von Temperatur- und Stofftransport im jeweiligen Heizzug einstellen. Die diagonale Ausgestaltung kann auch durch eine zumindest annähernd fluchtende Anordnung auf einer Linie zwischen diagonal gegenüberliegenden Ecken gekennzeichnet sein.According to one embodiment, the combustion air inlets and the mixed gas inlets of a twin heating flue are arranged relative to one another in such a way that a line connecting the inlets is a diagonal or extends at least approximately diagonally through the respective heating channel, in particular a straight diagonal through the centers of the inlets, in particular a diagonal at an angle in the range of 40° to 50° with respect to the horizontal x-direction, in particular a diagonal running through the corner points between the rotor and binder walls. This allows an advantageous local diversification of temperature and mass transport in the respective heating flue to be set. The diagonal design can also be characterized by an at least approximately aligned arrangement on a line between diagonally opposite corners.

ITEM1 Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Koksofenvorrichtung zum Herstellen von Koks durch Verkokung von Kohle zumindest bei Mischgasbeheizung, mit durch internen thermischen Energieausgleich minimierter Stickoxidemission, mit einer Vielzahl von Zwillingsheizzügen mit paarweise Heizkanälen, welche jeweils paarweise durch eine Trennwand voneinander abgegrenzt und durch zwei einander gegenüberliegende Läuferwände abgeschottet sind, wobei am Boden des jeweiligen Heizkanals wenigstens ein Einlass aus der folgenden Gruppe vorgesehen ist: Koksofengas-Einlass, Verbrennungsluft-Einlass, Mischgas-Einlass; wobei die paarweisen Heizkanäle strömungstechnisch mittels wenigstens eines oberen koppelnden Durchlasses und auch mittels wenigstens zwei unteren koppelnden Durchlässen jeweils für interne Abgasrezirkulation auf wenigstens einem Kreisstrompfad aneinander gekoppelt sind, wobei am jeweiligen Boden das Verhältnis des Abstandes zwischen den zugewandten Kanten des Verbrennungsluft-Einlasses und des Mischgas-Einlasses zum Abstand der Innenkanten der Trennwände mindestens 10% beträgt, wobei der Abstand zwischen den zugewandten Kanten des Verbrennungsluft-Einlasses und des Mischgas-Einlasses mindestens 50mm beträgt, wobei wenigstens einer der Verbrennungsluft- und Mischgas-Einlässe exzentrisch in einem x-Abstand größer Faktor 0,7 der absoluten x-Erstreckung des Heizkanals zwischen gegenüberliegenden Läuferwänden angeordnet ist; wobei die paarweisen Heizkanäle strömungstechnisch mittels wenigstens zwei unteren koppelnden Durchlässen aneinander gekoppelt sind, wobei der Verbrennungsluft-Einlass zumindest annähernd in derselben x-Position angeordnet ist wie der entsprechende untere koppelnde Durchlass, insbesondere mit dem jeweiligen Mittelpunkt des Verbrennungsluft-Einlasses und des entsprechenden Durchlasses in einer Anordnung auf derselben x-Koordinate, insbesondere in Kombination mit den Merkmalen einer zuvor beschriebenen Koksofenvorrichtung. Dies liefert zuvor genannte Vorteile, insbesondere in Hinblick auf primäre Durchmischung von Rezirkulations-Gas und Verbrennungsluft vor Verbrennung.ITEM1 The above-mentioned object is also achieved by a coke oven device for producing coke by coking coal at least with mixed gas heating, with nitrogen oxide emissions minimized by internal thermal energy compensation, with a plurality of twin heating flues with paired heating channels, which are each separated from one another in pairs by a partition wall and sealed off by two opposing rotor walls, wherein at least one inlet from the following group is provided at the bottom of the respective heating channel: coke oven gas inlet, combustion air inlet, mixed gas inlet; wherein the paired heating channels are fluidically coupled to one another by means of at least one upper coupling passage and also by means of at least two lower coupling passages, each for internal exhaust gas recirculation on at least one circular flow path, wherein at the respective bottom the ratio of the distance between the facing edges of the combustion air inlet and the mixed gas inlet to the distance between the inner edges of the partition walls is at least 10%, wherein the distance between the facing edges of the combustion air inlet and the mixed gas inlet is at least 50mm, wherein at least one of the combustion air and mixed gas inlets is arranged eccentrically at an x-distance greater than a factor of 0.7 of the absolute x-extension of the heating channel between opposite rotor walls; wherein the paired heating channels are fluidically coupled to one another by means of at least two lower coupling passages, wherein the combustion air inlet is arranged at least approximately in the same x-position as the corresponding lower coupling passage, in particular with the respective center point of the combustion air inlet and the corresponding passage in an arrangement on the same x-coordinate, in particular in combination with the features of a previously described coke oven device. This provides the aforementioned advantages, in particular with regard to primary mixing of recirculation gas and combustion air before combustion.

ITEM2 Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Koksofenvorrichtung zum Herstellen von Koks durch Verkokung von Kohle zumindest bei Mischgasbeheizung und bei durch internen thermischen Energieausgleich minimierter Stickoxidemission, mit einer Vielzahl von Zwillingsheizzügen mit Heizkanälen, welche jeweils paarweise durch eine Trennwand voneinander abgegrenzt und durch zwei einander gegenüberliegende Läuferwände abgeschottet sind, wobei die paarweisen Heizkanäle strömungstechnisch mittels wenigstens eines oberen koppelnden Durchlasses und auch mittels wenigstens eines unteren koppelnden Durchlasses jeweils für interne Abgasrezirkulation auf wenigstens einem Kreisstrompfad aneinander gekoppelt sind, wobei im unteren Bereich am Boden des jeweiligen Heizkanals wenigstens ein Einlass aus der folgenden Gruppe vorgesehen ist: Koksofengas-Einlass, Verbrennungsluft-Einlass, Mischgas-Einlass; wobei am jeweiligen Boden das Verhältnis y1:y2 des Abstandes y1 zwischen den zugewandten Kanten des Verbrennungsluft-Einlasses und des Mischgas-Einlasses zum Abstand y2 der Innenkanten der Trennwände mindestens 10% beträgt, wobei der Abstand y1 zwischen den zugewandten Kanten des Verbrennungsluft-Einlasses und des Mischgas-Einlasses mindestens 50mm beträgt, wobei wenigstens einer der Verbrennungsluft- und Mischgas-Einlässe exzentrisch in einem x-Abstand größer Faktor 0,7 der absoluten x-Erstreckung des Heizkanals zwischen gegenüberliegenden Läuferwänden angeordnet ist; insbesondere zuvor beschriebene Koksofenvorrichtung; wobei ferner der Abstand y1 mindestens 100mm beträgt, insbesondere mindestens 150mm, wobei der Verbrennungsluft-Einlass und der Mischgas-Einlass in x-Richtung versetzt in Bezug auf die gegenüberliegende Läuferwand angeordnet sind. Dies liefert zahlreiche zuvor genannte Vorteile.ITEM2 The aforementioned object is also achieved by a coke oven device for producing coke by coking coal at least with mixed gas heating and with nitrogen oxide emissions minimized by internal thermal energy compensation, with a plurality of twin heating flues with heating channels, which are each separated from one another in pairs by a partition wall and sealed off by two opposing rotor walls, wherein the paired heating channels are fluidically coupled to one another by means of at least one upper coupling passage and also by means of at least one lower coupling passage each for internal exhaust gas recirculation on at least one circular flow path, wherein in the lower region on the bottom of the respective heating channel at least one inlet from the following group is provided: coke oven gas inlet, combustion air inlet, mixed gas inlet; wherein at the respective bottom the ratio y1:y2 of the distance y1 between the facing edges of the combustion air inlet and the mixed gas inlet to the distance y2 of the inner edges of the dividing walls is at least 10%, wherein the distance y1 between the facing edges of the combustion air inlet and the mixed gas inlet is at least 50mm, wherein at least one of the combustion air and mixed gas inlets is arranged eccentrically at an x-distance greater than a factor of 0.7 of the absolute x-extension of the heating channel between opposite rotor walls; in particular the coke oven device described above; wherein furthermore the distance y1 is at least 100mm, in particular at least 150mm, wherein the combustion air inlet and the mixed gas inlet are arranged offset in the x-direction with respect to the opposite rotor wall. This provides numerous advantages mentioned above.

Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Koksofenvorrichtung zum Herstellen von Koks durch Verkokung von Kohle oder Kohlemischungen bei optimierter minimierter Stickoxidemission durch internen thermischen Energieausgleich mittels stahlwerkseigener Gase (Hochofen-originärer Gase) und koksofeneigener Gase durch Maßnahmen intern an der Koksofenvorrichtung zumindest bei Mischgasbeheizung und wahlweise auch bei zeitweiser Koksofengasbeheizung, insbesondere zum Betreiben einer zuvor beschriebenen Koksofenvorrichtung, wobei in einem jeweiligen Zwillingsheizzug der Koksofenvorrichtung mit einem beflammten Heizkanal und einem abgasführenden Heizkanal mittels wenigstens eines koppelnden Durchlasses durch eine Trennwand eine interne Abgasrezirkulation auf wenigstens einem Kreisstrompfad um die Trennwand herum eingestellt wird, wobei im unteren Bereich am Boden des jeweiligen Zwillingsheizzuges wenigstens zwei Gase aus der folgenden Gruppe eingelassen werden: Koksofengas, Verbrennungsluft, Mischgas, wobei die Gruppe der eingelassenen Gase zumindest die beiden Gase Verbrennungsluft und Mischgas umfasst; wobei am jeweiligen Boden die Verbrennungsluft und das Mischgas auf Strömungspfaden in einem Abstand y1 zueinander im Verhältnis y1:y2 von mindestens 10% zum Abstand y2 der Innenkanten (Innenoberflächen) der Trennwände eines jeweiligen Heizkanals eingelassen werden, wobei der Abstand y1 dieser beiden eingelassenen Strömungspfade mindestens 50mm beträgt, wobei Verbrennungsluft und/oder Mischgas exzentrisch in einem x-Abstand größer Faktor 0,7 der absoluten x-Erstreckung des Heizkanals zwischen gegenüberliegenden Läuferwänden eingelassen werden und wobei Verbrennungsluft durch den Verbrennungsluft-Einlass, welcher weiter innen näher zur gegenüberliegenden Läuferwand hin angeordnet ist als der Mischgas-Einlass oder umgekehrt, eingelassen wird. Dies liefert zuvor genannte Vorteile.The above-mentioned object is also achieved according to the invention by a method for operating a coke oven device for producing coke by coking coal or coal mixtures with optimized, minimized nitrogen oxide emissions through internal thermal energy compensation by means of steelworks gases (blast furnace-original gases) and coke oven gases by measures internal to the coke oven device at least with mixed gas heating and optionally also with temporary coke oven gas heating, in particular for operating a previously described coke oven device, wherein in a respective twin heating pass of the coke oven device with a flamed heating channel and an exhaust gas-carrying an internal exhaust gas recirculation is set on at least one circular flow path around the dividing wall by means of at least one coupling passage through a dividing wall in the heating channel, wherein in the lower region at the bottom of the respective twin heating flue at least two gases from the following group are admitted: coke oven gas, combustion air, mixed gas, wherein the group of admitted gases comprises at least the two gases combustion air and mixed gas; wherein at the respective bottom the combustion air and the mixed gas are admitted on flow paths at a distance y1 from each other in the ratio y1:y2 of at least 10% to the distance y2 of the inner edges (inner surfaces) of the dividing walls of a respective heating channel, wherein the distance y1 of these two admitted flow paths is at least 50mm, wherein combustion air and/or mixed gas are admitted eccentrically at an x-distance greater than a factor of 0.7 of the absolute x-extension of the heating channel between opposite rotor walls and wherein combustion air is admitted through the combustion air inlet, which is arranged further inside closer to the opposite rotor wall than the mixed gas inlet or vice versa. This provides the aforementioned advantages.

Gemäß einer Ausführungsform werden am jeweiligen Boden die Querschnittsfläche des Verbrennungsluft-Einlasses und/oder des Mischgas-Einlasses hinsichtlich Geometrie und/oder Größe justiert, insbesondere mittels wenigstens eines Schiebersteins. Dies ermöglicht weitere Optimierungen.According to one embodiment, the cross-sectional area of the combustion air inlet and/or the mixed gas inlet is adjusted in terms of geometry and/or size at the respective bottom, in particular by means of at least one slide block. This enables further optimization.

Gemäß einer Ausführungsform beträgt die Flammentemperatur bei Mischgasbeheizung maximal 1.700°C oder maximal 1.600°C oder maximal 1.500°C, insbesondere bei einer Düsensteintemperatur von mindestens 1.300°C oder mindestens 1.320°C. Hierdurch kann auch ein vorteilhafter Rahmen bzgl. Betriebsparametern und Output geschaffen werden. Insbesondere kann die Vorrichtung wahlweise hinsichtlich maximiertem Output betrieben werden (keine strengen NOx-Grenzwerte), oder wahlweise hinsichtlich minimierter NOx-Emission. Im Vergleich zu bisher bekannten Vorrichtungen kann bei vergleichbar hoher NOx-Emission ein höherer Output erzielt werden.According to one embodiment, the flame temperature for mixed gas heating is a maximum of 1,700°C or a maximum of 1,600°C or a maximum of 1,500°C, in particular with a nozzle stone temperature of at least 1,300°C or at least 1,320°C. This can also create an advantageous framework with regard to operating parameters and output. In particular, the device can be operated either with regard to maximized output (no strict NO x limits) or with regard to minimized NO x emissions. In comparison to previously known devices, a higher output can be achieved with comparably high NO x emissions.

Gemäß einer Ausführungsform werden die Gasströme im jeweiligen Heizzug derart eingestellt, dass das Verhältnis aus Flammentemperatur zu Düsensteintemperatur minimiert ist, insbesondere bei einer Düsensteintemperatur von mindestens 1.300°C oder 1.320°C. Ein solches minimiertes Verhältnis kann jeweils eine vergleichsweise homogene Temperaturverteilung kennzeichnen, mit möglichst wenigen oder kleinen Bereichen mit Temperaturspitzen. Dies liefert eine Prozessoptimierung auch hinsichtlich Output und Wirtschaftlichkeit.According to one embodiment, the gas flows in the respective heating train are adjusted in such a way that the ratio of flame temperature to nozzle stone temperature is minimized, in particular at a nozzle stone temperature of at least 1,300°C or 1,320°C. Such a minimized ratio can characterize a comparatively homogeneous temperature distribution, with as few or as small areas with temperature peaks as possible. This also provides process optimization in terms of output and economic efficiency.

Erfindungsgemäß kann eine Ausbauchung im Temperaturprofil über die Höhe homogenisiert werden. Bisher gab es bei vielen Konstruktionen üblicherweise einen zweistufigen Temperaturverlauf über die Höhe, jeweils mit einem vergleichsweise stark ausgeprägten „Bauch“ oder einer vergleichsweise krassen Ungleichverteilung. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht eine Abflachung des Temperaturprofils, insbesondere über einen großen Höhenabschnitt des gesamten Heizzuges.According to the invention, a bulge in the temperature profile can be homogenized over the height. Up to now, many designs have usually had a two-stage temperature profile over the height, each with a relatively pronounced "bulge" or a relatively blatant uneven distribution. The arrangement according to the invention enables the temperature profile to be flattened, in particular over a large height section of the entire heating flue.

Gemäß einer Ausführungsform wird/werden am jeweiligen Boden mittels des jeweiligen Einlasses das Mischgas und/oder die Verbrennungsluft zumindest annähernd in vertikaler Richtung eingelassen. Alternativ kann am jeweiligen Boden mittels des jeweiligen Einlasses das Mischgas und/oder die Verbrennungsluft in gegenüber der Vertikalen geneigter Richtung eingelassen werden. Wahlweise kann am jeweiligen Boden das Mischgas und/oder die Verbrennungsluft mit einem Wirbel oder mit einem Drall-Impuls auf wenigstens einem spiralförmigen Strömungspfad eingelassen werden. Dies ermöglicht jeweils auch eine Fein-Justage von Strömungspfaden.According to one embodiment, the mixed gas and/or the combustion air is/are admitted at the respective base by means of the respective inlet at least approximately in a vertical direction. Alternatively, the mixed gas and/or the combustion air can be admitted at the respective base by means of the respective inlet in a direction inclined to the vertical. Optionally, the mixed gas and/or the combustion air can be admitted at the respective base with a vortex or with a swirl impulse on at least one spiral-shaped flow path. This also enables a fine adjustment of flow paths.

Gemäß einer Ausführungsform wird das eingelassene Gas (insbesondere Verbrennungsluft, Mischgas) und/oder das zirkulierende Gas in horizontaler Richtung ausgerichtet oder geführt, insbesondere auf mehreren Höhenniveaus, insbesondere mittels Pralleinbauten oder Prallplatten oder Steinen oder Schirmen, insbesondere jeweils aus Feuerfestmaterial. Dies ermöglicht weitere Optimierungsmaßnahmen hinsichtlich interner energetischer Durchmischung und Abflachung von Temperaturprofilen insbesondere über die Höhe des Heizzuges.According to one embodiment, the admitted gas (in particular combustion air, mixed gas) and/or the circulating gas is aligned or guided in a horizontal direction, in particular at several height levels, in particular by means of impact fittings or impact plates or stones or screens, in particular each made of refractory material. This enables further optimization measures with regard to internal energetic mixing and flattening of temperature profiles, in particular over the height of the heating flue.

Gemäß einer Ausführungsform wird das Gas (Verbrennungsluft und/oder Mischgas) mittels der Einlässe auf unterschiedlichen Höhenniveaus eingelassen, insbesondere mit dem Mischgas-Einlass auf einem Höhenniveau über dem Verbrennungsluft-Einlass, insbesondere mittels des Mischgas-Einlasses in einer Anordnung auf einem Sockel oberhalb des Bodens. Dies ermöglicht auch weitere Einflussnahme auf die Temperaturverteilung.According to one embodiment, the gas (combustion air and/or mixed gas) is admitted by means of the inlets at different height levels, in particular with the mixed gas inlet at a height level above the combustion air inlet, in particular by means of the mixed gas inlet in an arrangement on a base above the floor. This also allows further influence on the temperature distribution.

Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch Verwendung von Verbrennungsluft- und Mischgas-Einlässen in einer Koksofenvorrichtung mit einer Vielzahl von Zwillingsheizzügen jeweils mit zwei Heizkanälen zum Herstellen von Koks durch Verkokung von Kohle oder Kohlemischungen zumindest bei Mischgasbeheizung und wahlweise auch bei zeitweiser Koksofengasbeheizung, insbesondere in einer zuvor beschriebenen Koksofenvorrichtung, wobei in einem jeweiligen Zwillingsheizzug mittels wenigstens eines koppelnden Durchlasses eine interne Abgasrezirkulation auf wenigstens einem Kreisstrompfad eingestellt wird, wobei die Einlässe zum Minimieren von Stickoxidemission durch internen thermischen Energieausgleich in einem Verhältnis y1:y2 des Abstandes y1 zwischen zugewandten Kanten des Verbrennungsluft-Einlasses und des Mischgas-Einlasses zum Abstand der Innenkanten der Trennwände eines jeweiligen Heizkanals von mindestens 10% angeordnet sind, wobei der Abstand y1 zwischen den zugewandten Kanten des Verbrennungsluft-Einlasses und des Mischgas-Einlasses dabei mindestens 50mm beträgt und wobei der Verbrennungsluft-Einlass weiter innen näher zur gegenüberliegenden Läuferwand hin angeordnet ist als der Mischgas-Einlass, oder umgekehrt. Dies liefert zuvor genannte Vorteile.The above-mentioned object is also achieved according to the invention by using combustion air and mixed gas inlets in a coke oven device with a plurality of twin heating flues, each with two heating channels for producing coke by coking coal or coal mixtures, at least with mixed gas heating and optionally also with temporary coke oven gas heating, in particular in a previously described coke oven device, wherein in a respective twin heating flue an internal exhaust gas recirculation is set on at least one circular flow path by means of at least one coupling passage, wherein the inlets are arranged in a ratio y1:y2 of the distance y1 between facing edges of the combustion air inlet and the mixed gas inlet to the distance of the inner edges of the partition walls of a respective heating channel of at least 10% in order to minimize nitrogen oxide emissions through internal thermal energy compensation, wherein the distance y1 between the facing edges of the combustion air inlet and the mixed gas inlet is at least 50mm and wherein the Combustion air inlet is located further inside, closer to the opposite rotor wall than the mixed gas inlet, or vice versa. This provides the previously mentioned advantages.

Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch Verwendung von Verbrennungsluft und Mischgas zum Minimieren von Stickoxidemission durch internen thermischen Energieausgleich in Heizkanälen von einer Vielzahl von Zwillingsheizzügen einer Koksofenvorrichtung, insbesondere in einer zuvor beschriebenen Koksofenvorrichtung, wobei in einem jeweiligen Zwillingsheizzug mittels wenigstens eines koppelnden Durchlasses eine interne Abgasrezirkulation auf wenigstens einem Kreisstrompfad eingestellt wird, wobei die Verbrennungsluft und das Mischgas in einem Abstandsverhältnis y1:y2 des Abstandes y1 zwischen ihren Einlässen und dem Abstand y2 der Innenkanten von Trennwänden eines jeweiligen Heizkanals von mindestens 10% und in einem Abstand zueinander von mindestens 50mm eingelassen werden, insbesondere bei einer Flammentemperatur bei Mischgasbeheizung von maximal 1.700°C oder maximal 1.600°C oder maximal 1.500°C, insbesondere bei einer Düsensteintemperatur von mindestens 1.300°C oder mindestens 1.320°C. Dies liefert zuvor genannte Vorteile, insbesondere bei um mindestens 20 Kelvin gegenüber bisherigen Betriebsarten (optional) erhöhter Düsensteintemperatur bei gleicher oder niedrigerer NOx-Emission.The aforementioned object is also achieved by using combustion air and mixed gas to minimize nitrogen oxide emissions through internal thermal energy compensation in heating channels of a plurality of twin heating flues of a coke oven device, in particular in a previously described coke oven device, wherein in a respective twin heating flue by means of at least one coupling passage an internal exhaust gas recirculation is set on at least one circular flow path, wherein the combustion air and the mixed gas are admitted at a distance ratio y1:y2 of the distance y1 between their inlets and the distance y2 of the inner edges of partition walls of a respective heating channel of at least 10% and at a distance from one another of at least 50mm, in particular at a flame temperature with mixed gas heating of a maximum of 1,700°C or a maximum of 1,600°C or a maximum of 1,500°C, in particular at a nozzle stone temperature of at least 1,300°C or at least 1,320°C. This provides the previously mentioned advantages, in particular with a nozzle stone temperature increased by at least 20 Kelvin compared to previous operating modes (optional) with the same or lower NO x emissions.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung wenigstens eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen, sowie aus den Zeichnungen selbst. Dabei zeigtFurther features and advantages of the invention will become apparent from the description of at least one embodiment with reference to drawings, as well as from the drawings themselves.

FIGURENBESCHREIBUNGFIGURE DESCRIPTION

  • 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, 1H jeweils in schematischer Darstellung in geschnittenen Seitenansichten und Draufsichten Zwillingsheizzüge bzw. Koksöfen gemäß dem Stand der Technik; 1A , 1B , 1C , 1D , 1E , 1F , 1G , 1H each in schematic representation in sectional side views and top views of twin heating trains or coke ovens according to the state of the art;
  • 2A, 2B, 2C, 2D, 2E jeweils in schematischer Darstellung in geschnittenen Seitenansichten und in Draufsichten Zwillingsheizzüge bzw. Koksofenvorrichtungen gemäß Ausführungsbeispielen; 2A , 2 B , 2C , 2D , 2E each in schematic representation in sectional side views and in plan views of twin heating trains or coke oven devices according to embodiments;
  • 3, 4, 5, 6, 7 jeweils in schematischer Darstellung in Draufsicht eine relative Anordnung von Einlässen gemäß einem Ausführungsbeispiel; 3 , 4 , 5 , 6 , 7 each in a schematic representation in plan view a relative arrangement of inlets according to an embodiment;
  • 8 in schematischer Darstellung in Draufsicht eine relative Anordnung von Einlässen gemäß dem Stand der Technik; 8th in schematic representation in plan view a relative arrangement of inlets according to the prior art;
  • 9 in schematischer Darstellung in Draufsicht konstruktive Größen bei Zwillingsheizzügen; 9 in schematic representation in plan view structural dimensions for twin heating flues;
  • 10A, 10B, 10C jeweils in schematischer Darstellung in Draufsicht eine relative Anordnung der Einlässe relativ zu einem entfernteren unteren Rezirkulationsdurchlass gemäß einem Ausführungsbeispiel; 10A , 10B , 10C each in a schematic representation in plan view a relative arrangement of the inlets relative to a more distant lower recirculation passage according to an embodiment;
  • 11 in schematischer Darstellung in Draufsicht eine relative Anordnung der Einlässe relativ zu einem einzelnen unteren Rezirkulationsdurchlass gemäß einem Ausführungsbeispiel; 11 in a schematic representation in plan view a relative arrangement of the inlets relative to a single lower recirculation passage according to an embodiment;
  • 12 in schematischer Darstellung in Draufsicht eine Illustration eines Strömungsaustauschabschnitts bei einer relativen Anordnung der Einlässe gemäß dem Stand der Technik; 12 in schematic representation in plan view an illustration of a flow exchange section with a relative arrangement of the inlets according to the prior art;
  • 13A, 13B jeweils in schematischer Darstellung in Draufsicht eine Illustration eines Strömungsaustauschabschnitts bei einer relativen Anordnung der Einlässe gemäß einem der Ausführungsbeispiele. 13A , 13B each in a schematic representation in plan view an illustration of a flow exchange section with a relative arrangement of the inlets according to one of the embodiments.

Bei Bezugszeichen, die nicht explizit in Bezug auf eine einzelne Figur beschrieben werden, wird auf die anderen Figuren verwiesen. In Figuren, welche den Stand der Technik beschreiben, sind die Positionen und winkeligen Ausrichtungen der einzelnen Einlässe und Durchlässe oder Strömungspfade nur exemplarisch (insbesondere nur in einzelnen Heizkanälen) und nicht vollständig illustriert oder gegebenenfalls nicht exakt winkelig angeordnet.For reference symbols that are not explicitly described in relation to an individual figure, reference is made to the other figures. In figures that describe the prior art, the positions and angular orientations of the individual inlets and passages or flow paths are only exemplary (in particular only in individual heating channels) and are not fully illustrated or may not be arranged at an exact angle.

In Figuren, welche die vorliegende Erfindung beschreiben, sind die Positionen und winkeligen Ausrichtungen der einzelnen Einlässe und Durchlässe oder Strömungspfade schematisch illustriert (insbesondere nur in einzelnen Heizkanälen), wobei die Beträge der jeweiligen Abstände in der Beschreibung näher definiert werden.In figures describing the present invention, the positions and angular orientations of the individual inlets and passages or flow paths are illustrated schematically (in particular only in individual heating channels), the amounts of the respective distances being defined in more detail in the description.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGURENDETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, 1H zeigen einen Koksofen 1 in der Art eines Horizontalkammerofens, mit mehreren Ofenkammern 2 jeweils mit Kohle-Charge. Die Ofenkammern 2 weisen eine Höhe von z.B. 6 bis 8m auf. Die Ofenkammern 2 sind durch Läuferwände 3 abgeschottet, die sich jeweils in einer yz-Ebene erstrecken. Zwischen zwei Läuferwänden 3 bilden paarweise Heizkanäle 5.1, 5.2 jeweils einen Zwillingsheizzug 5, dessen Innenwandung 5.3 den (frei von Kohle) von Gasen durchströmten Heizraum von der jeweiligen Ofenkammer abgrenzt. Die Heizkanäle 5.1, 5.2 werden abwechselnd als beflammter oder abgasführender Heizkanal betrieben, was ein Umschalten der Strömungsrichtung erfordert und in einem Zyklus von z.B. 20 Minuten erfolgt.The 1A , 1B , 1C , 1D , 1E , 1F , 1G , 1H show a coke oven 1 in the form of a horizontal chamber oven, with several oven chambers 2, each with a coal charge. The oven chambers 2 have a height of e.g. 6 to 8m. The oven chambers 2 are separated by runner walls 3, each of which extends in a yz plane. Between two runner walls 3, pairs of heating channels 5.1, 5.2 form a twin heating flue 5, the inner wall 5.3 of which separates the heating chamber (free of coal) through which gases flow from the respective oven chamber. The heating channels 5.1, 5.2 are operated alternately as a flame-exposed or exhaust-gas-exposed heating channel, which requires switching the flow direction and takes place in a cycle of e.g. 20 minutes.

Die paarweisen Heizkanäle sind jeweils durch eine koppelnde Trennwand (Binderwand) 4 voneinander getrennt, in welcher oben und unten ein koppelnder Durchlass 4.4 vorgesehen ist, über welchen ein Kreisstrom 9 von rezirkuliertem Abgas realisierbar ist. Benachbarte Zwillingsheizzüge sind durch eine abschottende Trennwand 4a ganz ohne Durchlässe vollständig voneinander abgeschottet.The paired heating ducts are each separated from one another by a coupling partition wall (binder wall) 4, in which a coupling passage 4.4 is provided at the top and bottom, via which a circular flow 9 of recirculated exhaust gas can be realized. Adjacent twin heating ducts are completely sealed off from one another by a sealing partition wall 4a without any passages.

In den Trennwänden 4, 4a ist jeweils ein Stufenluftkanal 4.1 angeordnet, welcher über wenigstens eine Verbrennungsstufe 4.2 bzw. den entsprechenden Einlass oder Auslass an den Heizkanal gekoppelt ist. Die jeweilige Verbrennungsstufe 4.2 kann in einer charakterisierenden Höhenposition angeordnet sein. Beispielsweise werden zwei oder drei Höhenpositionen definiert, in welchen Stufenluft eingelassen wird.A staged air channel 4.1 is arranged in each of the partition walls 4, 4a, which is coupled to the heating channel via at least one combustion stage 4.2 or the corresponding inlet or outlet. The respective combustion stage 4.2 can be arranged in a characteristic height position. For example, two or three height positions are defined into which staged air is admitted.

Die jeweiligen Wände sind insbesondere aus Steinen gemauert, welche gemäß deren Abmessungen jeweils eine Wandlage definieren.The respective walls are made of stones, which define a wall layer according to their dimensions.

Die x-Richtung kennzeichnet die Breite des Ofens 1, die y-Richtung kennzeichnet die Tiefe (bzw. die horizontale Ausdrückrichtung bei einem Horizontalkammerofen), und die z-Richtung kennzeichnet die Vertikale (Hochachse). Die Mittenlängsachse M des jeweiligen Heizkanals verläuft durch das in x- und in y-Richtung zentrisch in Bezug auf die Innenoberflächen/Innenwandungen angeordnete Zentrum des jeweiligen Heizkanals (nicht explizit gekennzeichnet; etwa im Zentrum der jeweiligen kreisumströmten Trennwand, insbesondere im Zentrum eines zentrisch angeordneten Stufenluftkanals). Der Begriff „zentrisch“ oder „Zentrum“ bezieht sich hier auf eine Mitte in der xy-Ebene, und der Begriff „mittig“ oder „Mitte“ bezieht sich hier auf die HöhenRichtung (z).The x-direction indicates the width of the furnace 1, the y-direction indicates the depth (or the horizontal direction of extrusion in a horizontal chamber furnace), and the z-direction indicates the vertical (vertical axis). The central longitudinal axis M of the respective heating channel runs through the center of the respective heating channel, which is arranged centrally in the x- and y-direction with respect to the inner surfaces/inner walls (not explicitly marked; for example in the center of the respective circular flow-around partition wall, in particular in the center of a centrally arranged stepped air channel). The term "centric" or "center" here refers to a center in the xy plane, and the term "central" or "middle" here refers to the height direction (z).

In der so genannten Brennerebene 5.4 bzw. am Boden eines jeweiligen Heizkanals sind mehrere Einlässe angeordnet, nämlich ein (erster) Verbrennungsluft-Einlass 6, insbesondere für Koksofengasbeheizung, und ein weiterer Verbrennungsluft-Einlass 7, insbesondere für Mischgasbeheizung, und ein Koksofengas-Einlass 8. Über diese Einlässe eingeleitetes Gas strömt an den Wandoberflächen 4.3 der Trennwände sowie an den Innenwandungen der Läuferwände nach oben.In the so-called burner level 5.4 or at the bottom of a respective heating channel, several inlets are arranged, namely a (first) combustion air inlet 6, in particular for coke oven gas heating, and a further combustion air inlet 7, in particular for mixed gas heating, and a coke oven gas inlet 8. Gas introduced via these inlets flows upwards on the wall surfaces 4.3 of the partition walls and on the inner walls of the rotor walls.

Als für den Ofenbauer/-betreiber charakteristische Temperaturen am Koksofen 1 lassen sich nennen: Düsensteintemperatur T1, (Gas-)Temperatur T2 im jeweiligen Heizkanal, Temperatur T3 in der Ofenkammer. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein möglichst homogenes Profil betreffend Temperatur T2 (insbesondere auch in vertikaler Richtung).The following can be mentioned as temperatures at the coke oven 1 that are characteristic for the oven builder/operator: nozzle stone temperature T1, (gas) temperature T2 in the respective heating channel, temperature T3 in the oven chamber. The present invention relates in particular to a profile with regard to temperature T2 that is as homogeneous as possible (in particular also in the vertical direction).

Unter Bezugnahme auf die 1F bis 8E werden im Folgenden die einzelnen Gasströme beschrieben. Der Gasstrom G1 kennzeichnet neu eingelassenes bzw. zugeführtes Beheizungsgas bzw. Verbrennungsluft. Der Gasstrom G1 kann einen Gasstrom G1a (Koksofengas) und/oder einen Gasstrom G1b (Mischgas) umfassen. Der Gasstrom G4 kennzeichnet Rezirkulationsabgase, welche zurückgeführt bzw. im Kreis geführt werden. Der Gasstrom G5 kennzeichnet Gas bzw. Luft aus einer jeweiligen Verbrennungsstufe 4.2, 14.11, und der Gasstrom G6 kennzeichnet Abgase, die aus dem jeweiligen Heizkanal oder Heizzug ausgeleitet werden.With reference to the 1F to 8E The individual gas flows are described below. The gas flow G1 indicates newly admitted or supplied heating gas or combustion air. The gas flow G1 can comprise a gas flow G1a (coke oven gas) and/or a gas flow G1b (mixed gas). The gas flow G4 indicates recirculation exhaust gases which are returned or circulated. The gas flow G5 indicates gas or air from a respective combustion stage 4.2, 14.11, and the gas flow G6 indicates exhaust gases which are discharged from the respective heating duct or heating flue.

Die in 1D gezeigten Rezirkulations-Pfeile sind nur schematisch dargestellt und geben nicht exakt die Richtung des jeweiligen Gasstroms wieder.In the 1D The recirculation arrows shown are only schematic and do not exactly reflect the direction of the respective gas flow.

1G zeigt schematisch ein Beheizungsdifferential 5.6 mit einzelnen Öffnungen 5.61, über welche das Gas in einem Kopfbereich des Heizkanals umgeleitet werden kann. Das Beheizungsdifferential 5.6 ist durch eine (Zwischen-)Decke 5.7 vom jeweiligen Zwillingsheizzug abgeschottet. Das Beheizungsdifferential 5.6 ist unabhängig vom Kreisstrom 9. Ein Abstand E zwischen Beheizungsdifferential 5.6 und Durchlass 4.4 kann dabei individuell je Ofen konstruktiv ausgelegt werden. Das Bezugszeichen E kann dabei auch einen Querschnittsflächeninhalt charakterisieren. Bevorzugt beträgt der Querschnittsflächeninhalt E mindestens 300cm2 oder mindestens 340cm2. 1G shows a schematic of a heating differential 5.6 with individual openings 5.61, through which the gas can be diverted in a head area of the heating channel. The heating differential 5.6 is separated from the respective twin heating flue by an (intermediate) ceiling 5.7. The heating differential 5.6 is independent of the circulating current 9. A distance E between the heating differential 5.6 and the passage 4.4 can be designed individually for each furnace. The reference symbol E can also characterize a cross-sectional area. The cross-sectional area E is preferably at least 300cm 2 or at least 340cm 2 .

Auf eine Illustration des unter der Brennerebene 5.4 angeordneten Mittelbaus des Ofens wird bewusst verzichtet, zwecks besserer Übersichtlichkeit. Im Mittelbau können das Zuleiten der Gase und das Regeln der Volumenströme erfolgen.An illustration of the central section of the furnace, which is located below burner level 5.4, has been deliberately omitted for the sake of clarity. The gases can be fed in and the volume flows can be regulated in the central section.

Die 2A, 2B, 2C, 2D, 2E zeigen eine Koksofenvorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel, umfassend: Ofenkammer 10.2, beflammte Heizkanäle 11, Innenwandung 11.1, abgasführende Heizkanäle 12, Zwillingsheizzüge 13, Trennwände 14 mit Innenoberfläche 14.3, abschottende Trennwände 14a ohne Durchlässe, Stufenluftkanäle 14.1 mit Verbrennungsstufen 14.11, koppelnde Durchlässe 14.2, Ausbuchtungen 14.4, Läuferwände 15 mit Innenoberfläche 15.1, Verbrennungsluft-Einlässe 16, Mischgas-Einlässe 17, Koksofengas-Einlässe 18, Schiebersteine 19.The 2A , 2 B , 2C , 2D , 2E show a coke oven device 10 according to an embodiment, comprising: oven chamber 10.2, flame-treated heating channels 11, inner wall 11.1, exhaust gas-carrying heating channels 12, twin heating flues 13, partition walls 14 with inner surface 14.3, isolating partition walls 14a without passages, staged air channels 14.1 with combustion stages 14.11, coupling passages 14.2, bulges 14.4, rotor walls 15 with inner surface 15.1, combustion air inlets 16, mixed gas inlets 17, coke oven gas inlets 18, slide blocks 19.

Unter Bezugnahme auf die 2A, 2B, 2C, 2D, 2E werden im Folgenden die erfindungsgemäßen Abstände und Relativpositionen der einzelnen Einlässe und Durchlässe an weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben.With reference to the 2A , 2 B , 2C , 2D , 2E In the following, the distances and relative positions of the individual inlets and passages according to the invention are described using further embodiments.

In 2A ist schematisch (in einigen Heizkanälen) die paarweise Anordnung der Einlässe 16, 17 gegenüberliegend vom Einlass 18.In 2A is schematically (in some heating channels) the paired arrangement of the inlets 16, 17 opposite the inlet 18.

In 2B ist gezeigt, dass die Einlässe 16, 17 in x-Richtung vergleichsweise stark nach außen versetzt sind (exzentrisch), und dabei in y-Richtung zueinander vergleichsweise stark beabstandet sind. Die Anordnung des optionalen Koksofengas-Einlasses 18 ist unabhängig davon, bzw. kann weitgehend frei gewählt werden.In 2 B it is shown that the inlets 16, 17 are offset relatively far outwards in the x-direction (eccentric), and are relatively far apart from each other in the y-direction. The arrangement of the optional coke oven gas inlet 18 is independent of this, or can be chosen largely freely.

In 2C ist gezeigt, dass durch den Versatz in x- und in y-Richtung auch eine vorteilhafte relative Anordnung bezüglich der Stufenluft G4 realisiert werden kann. Der in 2C angedeutete Winkel für eine winkelige Ausrichtung der Einlässe kann individuell je Einlass variiert werden. Je nach Ausgestaltung des Mittelbaus kann z.B. ein Winkel im Bereich von 5 bis 10° ein rationaler Kompromiss aus zusätzlichem konstruktivem, anlagentechnischem Aufwand und erzielbaren wärmetechnischen und/oder strömungstechnischen Effekten sein.In 2C It is shown that the offset in the x and y directions can also result in an advantageous relative arrangement with respect to the step air G4. The 2C The angle indicated for an angular alignment of the inlets can be varied individually for each inlet. Depending on the design of the central structure, an angle in the range of 5 to 10° can be a rational compromise between additional construction and technical equipment expenditure and achievable thermal and/or flow effects.

Die in 2C gezeigten Durchlässe 14.2 bzw. der Stufengaseinlass 14.11 können in der Anordnung, Anzahl und Geometrie auch gemäß den in den weiteren Fig. gezeigten oder diskutierten Varianten variiert werden.In the 2C The arrangement, number and geometry of the passages 14.2 shown or the staged gas inlet 14.11 can also be varied according to the variants shown or discussed in the other figures.

Unter Bezugnahme auf die 8B bis 8E werden im Folgenden die einzelnen Gasströme beschrieben. Der jeweilige Gasstrompfad GP1 kennzeichnet erfindungsgemäße Einströmpfade bzw. Strömungspfade für wenigstens eines der über die Einlässe eingeleiteten Gase G1. Der jeweilige Gasstrompfad GP4 kennzeichnet Strömungspfade von rezirkuliertem Abgas/Rauchgas G4, und der jeweilige Gasstrompfad GP5 kennzeichnet Strömungspfade von gestuft eingeleitetem Gas G5.With reference to the 8B to 8E The individual gas flows are described below. The respective gas flow path GP1 identifies inflow paths or flow paths according to the invention for at least one of the gases G1 introduced via the inlets. The respective gas flow path GP4 identifies flow paths of recirculated exhaust gas/flue gas G4, and the respective gas flow path GP5 identifies flow paths of gas G5 introduced in stages.

2D veranschaulicht insbesondere den vergleichsweise großen Abstand y1. 2D illustrates in particular the comparatively large distance y1.

2E zeigt eine Ansicht analog jener gemäß 2C. Der in 2C, 2E illustrierte Einströmwinkel, insbesondere für Koksofengas, ist bevorzugt kleiner als 30°, insbesondere kleiner als 10° jeweils in Bezug auf die z-Achse. Der Einströmwinkel kann analog auch für die weiteren Einlässe 17, 18 realisiert werden. 2E shows a view analogous to that according to 2C . The 2C , 2E illustrated inflow angle, in particular for coke oven gas, is preferably less than 30°, in particular less than 10° in each case with respect to the z-axis. The inflow angle can also be realized analogously for the other inlets 17, 18.

Die in Bezug auf die jeweiligen Einlässe und Durchlässe erwähnten Abstände und Relativpositionen können sich reziprok auch auf die Abstände und Relativpositionen der jeweiligen Gastrompfade/Kreisstrompfade beziehen, zumindest in einem Abschnitt stromauf von einer nachfolgenden Durchmischung mit benachbarten Gasströmen.The distances and relative positions mentioned with respect to the respective inlets and passages may also reciprocally refer to the distances and relative positions of the respective gas flow paths/circulating flow paths, at least in a section upstream of a subsequent mixing with adjacent gas flows.

Die 3 zeigt eine Anordnung mit den Einlässen 16, 17 auf derselben x-Koordinate (x1=x2) in vergleichsweise großem Abstand zur gegenüberliegenden Läuferwand 15. Das Verhältnis y1:y2 liegt im Bereich von 25% bis 30%, ist also vergleichsweise groß. Dabei ist y1 größer 50mm. Speziell bei dieser Anordnung kann auch der Vorteil flexiblen Ausgleichs von Druckverlusten sichergestellt werden.The 3 shows an arrangement with the inlets 16, 17 on the same x-coordinate (x1=x2) at a comparatively large distance from the opposite rotor wall 15. The ratio y1:y2 is in the range of 25% to 30%, so it is comparatively large. Here, y1 is greater than 50mm. This arrangement in particular also offers the advantage of flexible compensation of pressure losses.

3 zeigt insbesondere einen vorteilhaft regulierbaren Eintrittsquerschnitt beider Öffnungen (Gas und Luft). Dies ermöglicht, neben Optimierungen zur internen Energieverteilung, auch verfahrenstechnische Variationen insbesondere auch im Zusammenhang mit den folgenden Situationen:

  • - vergleichsweise hoher Druckverlust (z.B. im Sommer) im Heizzug: Schieber geöffnet zwecks Minimierung des Druckverlustes;
  • - Regulierung von Druckverlust und Durchflüssen insbesondere zur Anpassung der Leistungskapazität der Anlage (insbesondere je nach gewünschtem Koks-Output);
  • - Regulierung von Druckverlust und Durchflüssen insbesondere zur Anpassung der Betriebsparameter auf das Einsatzmaterial (Anpassung der so genannten Kohlebasis), z.B. bei zunehmendem Wassergehalt höherer Gasbedarf;
3 shows in particular an advantageously adjustable inlet cross-section of both openings (gas and air). This enables, in addition to optimization of the internal energy distribution, also process-related variations, particularly in connection with the following situations:
  • - comparatively high pressure loss (e.g. in summer) in the heating flue: damper opened to minimize the pressure loss;
  • - Regulation of pressure loss and flow rates, in particular to adapt the power capacity of the plant (in particular depending on the desired coke output);
  • - Regulation of pressure loss and flow rates, in particular to adapt the operating parameters to the feedstock (adaptation of the so-called coal base), e.g. with increasing water content, higher gas demand;

Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen können Innenecken zwischen den Wänden auch Radien aufweisen bzw. abgerundet sein, insbesondere auch aus Stabilitätsgründen, insbesondere auch in Form von so genannten Kopfbindern. Die erfindungsgemäßen Größenverhältnisse und Maßangaben sind unabhängig von derartigen Abrundungen; vielmehr beziehen sich die Größenverhältnisse und Maßangaben auf die Abstände von parallelen Wänden oder von zumindest annähernd parallelen Wandabschnitten, insbesondere auf die jeweils größten Abstände in der betreffenden Querschnittsebene.In all the embodiments shown, the inner corners between the walls can also have radii or be rounded, in particular for reasons of stability, in particular in the form of so-called head ties. The size ratios and dimensions according to the invention are independent of such roundings; rather, the size ratios and dimensions refer to the distances between parallel walls or at least approximately parallel wall sections, in particular to the largest distances in the relevant cross-sectional plane.

3 zeigt eine Anordnung, in welcher sich Lufteinlass 16 und Mischgaseinlass 17 in x-Richtung vollständig überlappen, wobei die Einlässe ohne x-Versatz angeordnet sind und zumindest annähernd dieselbe x-Erstreckung aufweisen. 3 shows an arrangement in which air inlet 16 and mixed gas inlet 17 completely overlap in the x-direction, wherein the inlets are arranged without x-offset and have at least approximately the same x-extension.

Die 4 zeigt eine Anordnung mit den Einlässen 16, 17 auf unterschiedlichen x-Koordinaten (x1>x2) in vergleichsweise großem Abstand y1. Das Verhältnis y1:y2 liegt im Bereich von 25% bis 30%. Dabei ist y1 sehr viel größer als 50mm. Dabei ist die Erstreckung y2 in Bezug auf die Innenoberfläche der jeweiligen Trennwand als solcher (per se) bemaßt, insbesondere in Bezug auf den am weitesten beabstandeten Parallel-Abschnitt der Trennwand, also unabhängig von irgendwelchen optional vorgesehenen Ausbuchtungen 14.4 für Stufenluftkanäle. Derartige Ausbuchtungen 14.4 sind optional insbesondere aus Stabilitätsgründen bei vergleichsweise schmalen Trennwänden vorgesehen. Die y-Abmessung (Tiefe) liegt dabei z.B. im Bereich von 5 bis 40mm. The 4 shows an arrangement with the inlets 16, 17 on different x-coordinates (x1>x2) at a comparatively large distance y1. The ratio y1:y2 is in the range of 25% to 30%. Here, y1 is much larger than 50mm. The extension y2 is dimensioned in relation to the inner surface of the respective partition wall as such (per se), in particular in relation to the furthest parallel section of the partition wall, i.e. independently of any optionally provided bulges 14.4 for step air ducts. Such bulges 14.4 are optionally provided in particular for stability reasons in comparatively narrow partition walls. The y-dimension (depth) is in the range of 5 to 40mm, for example.

Speziell bei einer Anordnung gemäß 4 kann auch der Vorteil großer Flexibilität hinsichtlich variierender Betriebsparameter sichergestellt werden.Especially in the case of an arrangement according to 4 The advantage of great flexibility with regard to varying operating parameters can also be ensured.

4 zeigt insbesondere auch Maßnahmen hinsichtlich der Größe und Geometrie der Austrittsöffnungen. Dies ermöglicht, neben Optimierungen zur internen Energieverteilung, auch verfahrenstechnische Variationen insbesondere auch im Zusammenhang mit den folgenden Situationen:

  • - Parameteroptimierung insbesondere hinsichtlich Änderungen der Gasqualität: im Verlauf der Lebensdauer kann temporär oder permanent ein niederkaloriges Mischgas (insbesondere mit unteren Heizwerten kleiner als 4185kJ pro Nm3; typische untere Heizwerten von Mischgasen im Bereich von 4185 bis 5500kJ pro Nm3) zur Anwendung kommen;
  • - Variation des Gas/Luft-Verhältnisses am Boden über einen vergleichsweise großen Bereich mit gutem Effekt auf die vertikale Temperaturverteilung; dies kann insbesondere bei einer erforderlich werdenden Kapazitätsänderung des Ofens oder bei veränderter Beheizungsführung oder veränderter Kohlebasis vorteilhaft sein.
4 In particular, it also shows measures regarding the size and geometry of the outlet openings. In addition to optimizing the internal energy distribution, this also enables process-related variations, particularly in connection with the following situations:
  • - Parameter optimization, particularly with regard to changes in gas quality: over the course of the service life, a low-calorific mixed gas (in particular with lower calorific values of less than 4185 kJ per Nm 3 ; typical lower calorific values of mixed gases in the range of 4185 to 5500 kJ per Nm 3 ) can be used temporarily or permanently;
  • - Variation of the gas/air ratio at the bottom over a comparatively large range with a good effect on the vertical temperature distribution; this can be particularly advantageous if a change in the capacity of the furnace becomes necessary or if the heating system or coal base is changed.

4 zeigt eine Anordnung, in welcher der Lufteinlass 16 den Mischgaseinlass 17 in x-Richtung vollständig überlappt. 4 shows an arrangement in which the air inlet 16 completely overlaps the mixed gas inlet 17 in the x-direction.

Die 5 zeigt eine Anordnung mit den Einlässen 16, 17 auf vergleichsweise deutlich/stark unterschiedlichen x-Koordinaten (x1>x2) in vergleichsweise großem Abstand y1, wobei die Einlässe 18 jeweils vergleichsweise weit mittig in x-Richtung angeordnet sind, insbesondere auch zumindest annähernd mittig in y-Richtung. Das Verhältnis y1:y2 liegt im Bereich von 25% bis 30%. Dabei ist y1 größer 50mm. Das Verhältnis x2:x1 liegt z.B. im Bereich von 0,7. Speziell bei dieser Anordnung kann auch der Vorteil hoher Praktikabilität hinsichtlich Parametervariationen sichergestellt werden.The 5 shows an arrangement with the inlets 16, 17 on comparatively clearly/strongly different x-coordinates (x1>x2) at a comparatively large distance y1, whereby the inlets 18 are arranged comparatively far in the middle in the x-direction, in particular also at least approximately in the middle in the y-direction. The ratio y1:y2 is in the range of 25% to 30%. Here y1 is greater than 50mm. The ratio nis x2:x1 is, for example, in the range of 0.7. Especially with this arrangement, the advantage of high practicability with regard to parameter variations can be ensured.

5 zeigt insbesondere auch Maßnahmen hinsichtlich der Geometrie der Einlässe oder hinsichtlich deren Ausgestaltung als Düsen. Dies ermöglicht, neben Optimierungen zur internen Energieverteilung, auch verfahrenstechnische Variationen insbesondere auch im Zusammenhang mit den folgenden Situationen:

  • - Luftöffnung am Boden in Ausgestaltung als Düse 16 (illustriert durch runde Querschnittsgeometrie); Düsen können insbesondere bei Zugang von oben von der Decke aus einfacher zugänglich und austauschbar sein als Schiebersteine.
5 In particular, it also shows measures regarding the geometry of the inlets or their design as nozzles. In addition to optimizing the internal energy distribution, this also enables process engineering variations, particularly in connection with the following situations:
  • - Air opening at the bottom in the form of a nozzle 16 (illustrated by round cross-sectional geometry); nozzles can be easier to access and replace than slide blocks, particularly when accessed from above from the ceiling.

5 zeigt eine Anordnung, in welcher der Lufteinlass 16 den Mischgaseinlass 17 in x-Richtung vollständig überlappt. 5 shows an arrangement in which the air inlet 16 completely overlaps the mixed gas inlet 17 in the x-direction.

Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen können die Koksofengas-Einlässe wahlweise auch in die Trennwand integriert sein, also nicht in y-Richtung beabstandet von der Trennwand angeordnet sein, sondern mit der Trennwand verbaut sein.In all embodiments shown, the coke oven gas inlets can optionally also be integrated into the partition wall, i.e. not arranged at a distance from the partition wall in the y-direction, but installed with the partition wall.

Die 6 zeigt eine Anordnung mit den Einlässen 16, 17 auf vergleichsweise deutlich/stark unterschiedlichen x-Koordinaten (x1<x2) in mehr oder weniger maximal großem Abstand y1. Das Verhältnis y1:y2 liegt im Bereich von 25% bis 30%. Dabei ist y1 sehr viel größer als 50mm. Das Verhältnis x1:x2 liegt z.B. im Bereich von 0,7. Bei Ausführungsbeispielen gemäß 6 können besonders vorteilhafte Effekte hinsichtlich NOx-Reduktion und auch hinsichtlich weiterer Betriebsparameter wie z.B. Druckverlust sichergestellt werden.The 6 shows an arrangement with the inlets 16, 17 on comparatively clearly/strongly different x-coordinates (x1<x2) at a more or less maximum distance y1. The ratio y1:y2 is in the range of 25% to 30%. Here, y1 is much larger than 50mm. The ratio x1:x2 is, for example, in the range of 0.7. In embodiments according to 6 Particularly advantageous effects with regard to NO x reduction and also with regard to other operating parameters such as pressure loss can be ensured.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß 6 können die Luft- und Mischgaseinlässe 16, 17 insbesondere ganz ohne Überlappung in x-Richtung angeordnet sein.In the embodiments according to 6 the air and mixed gas inlets 16, 17 can in particular be arranged without any overlap in the x-direction.

Die 7 zeigt eine Anordnung vergleichbar zu jener gemäß 6, wobei der Versatz zwischen den Einlässen 16 und 17 invertiert ist (x1>x2). Das Verhältnis y1:y2 liegt im Bereich von 25% bis 30%. Dabei ist y1 sehr viel größer als 50mm. Das Verhältnis x2:x1 liegt z.B. im Bereich von 0,6 oder 0,5. Speziell bei dieser Anordnung kann der Vorteil einer sehr effektiven Durchmischung von rezirkuliertem Abgas mit Luft sichergestellt werden.The 7 shows an arrangement comparable to that according to 6 , whereby the offset between the inlets 16 and 17 is inverted (x1>x2). The ratio y1:y2 is in the range of 25% to 30%. Here, y1 is much larger than 50mm. The ratio x2:x1 is, for example, in the range of 0.6 or 0.5. This arrangement in particular ensures the advantage of very effective mixing of recirculated exhaust gas with air.

Bei Ausführungsbeispielen gemäß 7 kann insbesondere dank der Anordnung des Lufteinlasses 16 im Bereich der Rezirkulationsöffnungen 14.2 (insbesondere vergleichbare x-Koordinate) Einfluss auf die Gaszusammensetzung vor deren Verbrennung genommen werden. Insbesondere wird das rezirkulierte Abgas mit der Luft kurz hinter der jeweiligen Rezirkulationsöffnung vermischt, insbesondere ohne dass dort bereits eine Verbrennung hervorgerufen wird. Diese verfahrenstechnische Anordnung kann auch als primäres Mischen von Rauchgas und Luft beschrieben werden. Effekt: Dank der erfindungsgemäßen Anordnung ist eine externe Rezirkulation von Rauchgas und Luft nicht erforderlich; dadurch können auch Maßnahmen hinsichtlich größerer Strömungsquerschnitte im Regenerator eingespart werden.For embodiments according to 7 In particular, thanks to the arrangement of the air inlet 16 in the area of the recirculation openings 14.2 (in particular comparable x-coordinate), the gas composition can be influenced before combustion. In particular, the recirculated exhaust gas is mixed with the air shortly after the respective recirculation opening, in particular without combustion being caused there. This process engineering arrangement can also be described as primary mixing of flue gas and air. Effect: Thanks to the arrangement according to the invention, external recirculation of flue gas and air is not required; this also means that measures relating to larger flow cross-sections in the regenerator can be saved.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß 7 können die Luft- und Mischgaseinlässe 16, 17 insbesondere ganz ohne Überlappung in x-Richtung angeordnet sein, insbesondere asymmetrisch zu der in 6 gezeigten Anordnung.In the embodiments according to 7 the air and mixed gas inlets 16, 17 can be arranged in particular without any overlap in the x-direction, in particular asymmetrically to the 6 arrangement shown.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß 6, 7 können insbesondere auch jeweils Schiebersteine vorgesehen sein.In the embodiments according to 6 , 7 In particular, slide blocks can also be provided.

Die 8 zeigt eine Anordnung gemäß dem Stand der Technik, mit den Einlässen 6, 7 auf vergleichbarer (insbesondere identischer) x-Koordinate und vergleichsweise stark zur x-Mitte hin versetzt, insbesondere in zumindest annähend mittiger x-Anordnung, wobei der Einlass 8 auf einer x-Koordinate im Bereich von Rezirkulationsöffnungen angeordnet ist. Der Abstand y1 ist durchschnittlich groß, und das das Verhältnis y1:y2 ist durchschnittlich groß. Die x-Koordinate der Einlässe 6, 7, insbesondere von deren Mittelpunkten, beträgt ca. die Hälfte der absoluten x-Breite des jeweiligen Heizzuges, und liegt insbesondere innerhalb des folgenden Bereiches für das Verhältnis von absoluter x-Abstand der Läuferwände 15 zu x1 oder zu x2: Bereich von 0,4 bis 0,6.The 8th shows an arrangement according to the prior art, with the inlets 6, 7 on a comparable (in particular identical) x-coordinate and comparatively strongly offset towards the x-center, in particular in an at least approximately central x-arrangement, wherein the inlet 8 is arranged on an x-coordinate in the region of recirculation openings. The distance y1 is averagely large, and the ratio y1:y2 is averagely large. The x-coordinate of the inlets 6, 7, in particular of their centers, is approximately half the absolute x-width of the respective heating flue, and is in particular within the following range for the ratio of absolute x-distance of the rotor walls 15 to x1 or to x2: range from 0.4 to 0.6.

9 beschreibt eine beispielhafte Anordnung der erfindungsgemäßen Öffnungen im Kontext mit weiteren konstruktiven Details eines Ofens. Die Ofenteilung x0 liegt insbesondere im Bereich von 1000 bis 1.800mm (Maß von Ofenkammerhälfte zu Ofenkammerhälfte; Mitte zu Mitte). Die Heizzugteilung y0 liegt insbesondere im Bereich von 400 bis 550mm (Mitte Trennwand zu Mitte Trennwand). Die Trennwände 14 weisen z.B. eine Dicke (y-Abmessung) im Bereich von 130 bis 170mm auf. Die Läuferwände 15 weisen z.B. eine Dicke (x-Abmessung) im Bereich von 70 bis 130mm auf. 9 describes an exemplary arrangement of the openings according to the invention in the context of further structural details of a furnace. The furnace pitch x0 is in particular in the range of 1000 to 1800 mm (measure from furnace chamber half to furnace chamber half; center to center). The heating flue pitch y0 is in the particularly in the range from 400 to 550mm (center of partition wall to center of partition wall). The partition walls 14 have, for example, a thickness (y-dimension) in the range from 130 to 170mm. The runner walls 15 have, for example, a thickness (x-dimension) in the range from 70 to 130mm.

Die y-Erstreckung der Verbrennungsluft-Einlässe 16 liegt beispielsweise im Bereich größer gleich 50mm, bei einem Mindestabstand zur nächstliegenden Trennwand 14 von mindestens 50mm. Die y-Erstreckung der Mischgas-Einlässe 17 liegt beispielsweise im Bereich größer gleich 50mm, bei einem Mindestabstand zur nächstliegenden Trennwand 14 von mindestens 50mm. Die x-Erstreckung der Verbrennungsluft-Einlässe 16 liegt beispielsweise im Bereich größer gleich 100mm, bei einem Mindestabstand zur Läuferwand 15 von mindestens 50mm. Die x-Erstreckung der Mischgas-Einlässe 17 liegt beispielsweise im Bereich größer gleich 100mm.The y-extension of the combustion air inlets 16 is, for example, in the range greater than or equal to 50mm, with a minimum distance to the nearest partition wall 14 of at least 50mm. The y-extension of the mixed gas inlets 17 is, for example, in the range greater than or equal to 50mm, with a minimum distance to the nearest partition wall 14 of at least 50mm. The x-extension of the combustion air inlets 16 is, for example, in the range greater than or equal to 100mm, with a minimum distance to the rotor wall 15 of at least 50mm. The x-extension of the mixed gas inlets 17 is, for example, in the range greater than or equal to 100mm.

Die 10A, 10B, 10C illustrieren insbesondere die Betriebsart „vorwärtsbrennend“, wobei beispielhaft paarweise Rezirkulationsdurchlässe vorgesehen sind. 10A beschreibt eine beispielhafte erfindungsgemäße Anordnung mit den Einlässen 16, 17, 18 in derart relativer Anordnung zum entfernteren unteren Rezirkulationsdurchlass 14.2 (jeweils Mittelpunkte), dass ein Viereck mit einem Flächeninhalt A aufgespannt wird. Der Flächeninhalt liegt beispielsweise im Bereich von 500cm2 bis 1.700 cm2, insbesondere im Bereich von 1.000cm2 bis 1.500cm2. 10A veranschaulicht ferner die Austrittsebene xz14 der Trennwand 14. Der relevante Eckpunkt des Vielecks liegt demgegenüber versetzt nach innen zur Wandmitte. Die Flächeninhalts-Angabe ist daher unabhängig von der Wandstärke der Trennwand 14.The 10A , 10B , 10C illustrate in particular the “forward burning” operating mode, with recirculation passages provided in pairs as an example. 10A describes an exemplary arrangement according to the invention with the inlets 16, 17, 18 in such a relative arrangement to the more distant lower recirculation passage 14.2 (center points in each case) that a quadrilateral with an area A is spanned. The area is, for example, in the range from 500cm 2 to 1,700 cm 2 , in particular in the range from 1,000cm 2 to 1,500cm 2 . 10A also illustrates the exit plane xz14 of the partition wall 14. The relevant corner point of the polygon is offset inwards towards the middle of the wall. The area specification is therefore independent of the wall thickness of the partition wall 14.

10B beschreibt eine beispielhafte erfindungsgemäße Anordnung mit den Einlässen 16, 17, 18 in derart relativer Anordnung zum entfernteren unteren Rezirkulationsdurchlass 14.2 (jeweils Mittelpunkte), dass ein Viereck mit einem Flächeninhalt A aufgespannt wird. Der Flächeninhalt liegt insbesondere im Bereich von 700cm2 bis 1.600cm2. Die Grundform des Vierecks ist trapezförmig. 10B describes an exemplary arrangement according to the invention with the inlets 16, 17, 18 in such a relative arrangement to the more distant lower recirculation passage 14.2 (center points in each case) that a quadrilateral with an area A is spanned. The area is in particular in the range from 700cm 2 to 1,600cm 2 . The basic shape of the quadrilateral is trapezoidal.

10C beschreibt eine beispielhafte erfindungsgemäße Anordnung mit den Einlässen 16, 17, 18 in derart relativer Anordnung zum entfernteren unteren Rezirkulationsdurchlass 14.2 (jeweils Mittelpunkte), dass ein Viereck mit einem Flächeninhalt A aufgespannt wird. Der Flächeninhalt liegt insbesondere im Bereich von 500cm2 bis 1.400cm2. 10C describes an exemplary arrangement according to the invention with the inlets 16, 17, 18 in such a relative arrangement to the more distant lower recirculation passage 14.2 (center points in each case) that a quadrilateral with an area A is spanned. The area is in particular in the range from 500cm 2 to 1,400cm 2 .

Es hat sich gezeigt, dass für die zuvor beschriebenen „vorwärtsbrennenden“ Ofen-Konfigurationen ein Flächeninhalt A im Bereich von 1.100 bis 1.500 cm2 besonders vorteilhaft sein kann. Je nach individueller Ausgestaltung des Ofens (Größe, Leistung) kann für den Flächeninhalt A ein vorteilhafter Bereich von 200cm2 bis 2.000cm2 definiert werden, insbesondere bevorzugt 500cm2 bis 1.500cm2, insbesondere bei vergleichsweise großen Öfen mit einer Ofenkammer-Höhe von mehr als sieben (7) Metern weiter bevorzugt 700cm2 bis 1.500cm2, also bei den in den vergangenen Jahren bei vielen Anwendungen üblich gewordenen Höhen von größer 7 Metern.It has been shown that for the previously described "forward burning" furnace configurations, a surface area A in the range of 1,100 to 1,500 cm 2 can be particularly advantageous. Depending on the individual design of the furnace (size, performance), an advantageous range of 200cm 2 to 2,000cm 2 can be defined for the surface area A, particularly preferably 500cm 2 to 1,500cm 2 , particularly in the case of comparatively large furnaces with a furnace chamber height of more than seven (7) meters, more preferably 700cm 2 to 1,500cm 2 , i.e. at the heights of more than 7 meters that have become common in many applications in recent years.

11 beschreibt eine beispielhafte erfindungsgemäße Anordnung unter Bezugnahme auf eine Ofen-Bauform mit nur einem unteren Rezirkulationsdurchlass, insbesondere bei so genannter „Rücken-an-Rücken“-Beheizung. Die Einlässe 16, 17, 18 sind derart relativ zueinander und relativ zum (einzigen) unteren Rezirkulationsdurchlass 14.2 (jeweils Mittelpunkte) angeordnet, dass ein Viereck mit einem Flächeninhalt A aufgespannt wird. Der Flächeninhalt liegt beispielsweise im Bereich von 300cm2 bis 1.300 cm2, insbesondere im Bereich von 800cm2 bis 1.300cm2 11 describes an exemplary arrangement according to the invention with reference to a furnace design with only one lower recirculation passage, in particular with so-called "back-to-back" heating. The inlets 16, 17, 18 are arranged relative to one another and relative to the (only) lower recirculation passage 14.2 (each center point) in such a way that a quadrilateral with an area A is spanned. The area is, for example, in the range from 300cm 2 to 1,300 cm 2 , in particular in the range from 800cm 2 to 1,300cm 2

Es hat sich gezeigt, dass bei dieser „Rücken-an-Rücken“-Konfiguration ein Flächeninhalt A im Bereich von 1.000 bis 1.250 cm2 besonders vorteilhaft sein kann. Je nach individueller Ausgestaltung des Ofens (Größe, Leistung) kann für den Flächeninhalt A ein vorteilhafter Bereich von 50cm2 bis 1.800cm2 definiert werden, insbesondere bevorzugt 300cm2 bis 1.300cm2, insbesondere bei vergleichsweise großen Öfen mit einer Ofenkammer-Höhe von mehr als 7 Metern weiter bevorzugt 500cm2 bis 1.300cm2.It has been shown that in this "back-to-back" configuration, a surface area A in the range of 1,000 to 1,250 cm 2 can be particularly advantageous. Depending on the individual design of the furnace (size, performance), an advantageous range of 50cm 2 to 1,800cm 2 can be defined for the surface area A, particularly preferably 300cm 2 to 1,300cm 2 , particularly in the case of comparatively large furnaces with a furnace chamber height of more than 7 meters, further preferably 500cm 2 to 1,300cm 2 .

Dies gilt wiederum für große Öfen größer 7 m Kammerhöhe (Standard für Neubauten). Für kleinere Öfen zwischen 4m und 7m Kammerhöhe habe ich wieder die untere Grenze für den besonders zu schützenden Bereich deutlich nach unten bewegt. Sollte dieser optimale Bereich als zu groß beanstandet werden, würde ich die untere Grenze um 200 cm2 anheben.This again applies to large ovens with a chamber height of more than 7 m (standard for new buildings). For smaller ovens with a chamber height of between 4 m and 7 m, I have again lowered the lower limit for the area requiring special protection significantly. If this optimal area is found to be too large, I would raise the lower limit by 200 cm2.

Bei den in den 10ff. und 11 gezeigten Anordnungen kann wahlweise auch ein Dreieck aufgespannt werden, nämlich für den Fall dass der Starkgaseinlass 18 auf einer Verbindungslinie von einem der weiteren Einlässe 16, 17 zum Mittelpunkt des Rezirkulationsdurchlasses 14.2 angeordnet ist.In the 10ff . and 11, a triangle can optionally also be spanned, namely in the case that the rich gas inlet 18 is arranged on a connecting line from one of the further inlets 16, 17 to the center of the recirculation passage 14.2.

Bei den in den 10ff. und 11 gezeigten Anordnungen definieren die geometrischen Mittelpunkte der Einlässe des jeweiligen Heizzuges und des wenigstens einen unteren koppelnden Durchlasses, insbesondere eines zu Verbrennungsluft-und Mischgas-Einlass entfernteren von mehreren unteren koppelnden Durchlässen, eine Viereckanordnung, deren Flächeninhalt in Draufsicht mindestens 50cm2 beträgt, bevorzugt mindestens 200cm2 oder mindestens 300cm2 oder mindestens 500cm2 oder mindestens 700cm2.In the 10ff . and 11, the geometric centers of the inlets of the respective heating flue and of the at least one lower coupling passage, in particular one of several lower coupling passages further away from the combustion air and mixed gas inlet, define a quadrilateral arrangement whose surface area in plan view is at least 50cm 2 , preferably at least 200cm 2 or at least 300cm 2 or at least 500cm 2 or at least 700cm 2 .

Bei den zuvor beschriebenen Anordnungen können die Höhenpositionen der Einlässe nach unten oder nach oben in Bezug auf die Brennerebene variieren, wie zuvor allgemein beschrieben.In the arrangements described above, the height positions of the inlets may vary downwards or upwards with respect to the burner plane, as generally described above.

12 beschreibt eine relative Anordnung vom Mischgaseinlass 17 relativ zum Verbrennungslufteinlass 16 gemäß dem Stand der Technik. Ein sich zwischen diesen beiden benachbarten Einlässen 16, 17 ergebender Strömungsaustauschabschnitt B, im Sinne einer strömungstechnisch wirkenden Kontaktfläche zwischen zwei unterschiedlichen Gasarten oder Gasmischungen, ist orthogonal zu Querverbindungen zwischen diesen Einlässen angeordnet. Es hat sich gezeigt, dass diese Anordnung bei vergleichsweise kleinem y-Abstand und vergleichsweise großer Strömungsaustauschfläche zu einer starken Durchmischung bereits kurz oberhalb von den Einlässen führt, mit dem Effekt, dass sich eine hohe Temperatur (zu hohe Maximaltemperatur) einstellt und eine nachteilig hohe NOx-Emission nicht oder nur mittels Gegenmaßnahmen vermieden werden kann. 12 describes a relative arrangement of the mixed gas inlet 17 relative to the combustion air inlet 16 according to the prior art. A flow exchange section B resulting between these two adjacent inlets 16, 17, in the sense of a fluidically effective contact surface between two different types of gas or gas mixtures, is arranged orthogonally to cross connections between these inlets. It has been shown that this arrangement, with a comparatively small y-distance and a comparatively large flow exchange surface, leads to strong mixing just above the inlets, with the effect that a high temperature (too high maximum temperature) is established and a disadvantageously high NO x emission cannot be avoided or can only be avoided by means of countermeasures.

13A zeigt eine relative Anordnung vom Mischgaseinlass 17 relativ zum Verbrennungslufteinlass 16 gemäß einer der Maßnahmen gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Strömungsaustauschabschnitt B ist vergleichbar groß wie in der Anordnung gemäß 12. Die Einlässe überlappen vollständig und sind zumindest in x-Richtung gleich groß ausgestaltet. Jedoch ist der Abstand in y-Richtung deutlich größer als bei der Anordnung gemäß 12, mit dem Effekt, dass die Durchmischung von Luft und Mischgas (zeitlich bzw. in Bezug auf die Höhenrichtung) verzögert werden kann und/oder eine weniger starke Durchmischung erfolgt. Bei dieser Anordnung ist die vergleichsweise große Strömungsaustauschfläche nicht von Nachteil. 13A shows a relative arrangement of the mixed gas inlet 17 relative to the combustion air inlet 16 according to one of the measures according to the present invention. The flow exchange section B is of comparable size to the arrangement according to 12 . The inlets overlap completely and are at least the same size in the x-direction. However, the distance in the y-direction is significantly larger than in the arrangement according to 12 , with the effect that the mixing of air and mixed gas can be delayed (in time or in relation to the height direction) and/or less intense mixing occurs. In this arrangement, the comparatively large flow exchange area is not a disadvantage.

13B zeigt eine Anordnung, bei welcher aufgrund seitlichen x-Versatzes die Strömungsaustauschfläche bzw. der Strömungsaustauschabschnitt B verkleinert ist. Exemplarisch ist auch hier der Strömungsaustauschabschnitt B orthogonal zu Querverbindungen zwischen den Einlässen aufgetragen. Die Einlässe überlappen sich nur ganz leicht oder optional auch gar nicht. Der y-Abstand ist vergleichbar groß zu jenem gemäß der Anordnung in 13A. Es hat sich gezeigt, dass bei dieser kombinierten Maßnahme die Durchmischung von Luft und Mischgas signifikant verzögert werden kann, und dass eine sehr vorteilhafte Temperaturverteilung insbesondere über die Höhe des Heizzuges und wahlweise auch in weiteren Dimensionen des Heizzuges sichergestellt werden kann. Die NOx-Emissionen können sehr effektiv vermindert werden. 13B shows an arrangement in which the flow exchange area or the flow exchange section B is reduced due to lateral x-offset. As an example, the flow exchange section B is also applied orthogonally to cross connections between the inlets. The inlets overlap only very slightly or optionally not at all. The y-distance is comparable to that according to the arrangement in 13A It has been shown that this combined measure can significantly delay the mixing of air and mixed gas and that a very advantageous temperature distribution can be ensured, particularly over the height of the heating flue and optionally also in other dimensions of the heating flue. NO x emissions can be reduced very effectively.

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

11
Koksofen, insbesondere HorizontalkammerofenCoke oven, especially horizontal chamber oven
22
Ofenkammer mit Kohle-ChargeFurnace chamber with coal charge
33
LäuferwandRunner wall
44
koppelnde Trennwand bzw. Binderwandcoupling partition wall or binder wall
4a4a
abschottende Trennwand ohne Durchlässeisolating partition wall without openings
4.14.1
Kanal bzw. Stufenluftkanal in TrennwandDuct or step air duct in partition wall
4.24.2
Verbrennungsstufe bzw. Einlass oder Auslass am Stufenluftkanal vom/zum HeizkanalCombustion stage or inlet or outlet on the stage air duct from/to the heating duct
4.34.3
WandoberflächeWall surface
4.44.4
zwei Heizkanäle koppelnder Durchlass (bzw. Abgasumkehrstelle bzw. Umkehrstelle für Beheizungsgas)two heating channels coupling passage (or exhaust gas reversal point or reversal point for heating gas)
55
Zwillingsheizzug (paarweise Anordnung von zwei Vertikalheizzügen)Twin heating flue (paired arrangement of two vertical heating flues)
5.15.1
beflammter Heizkanal (Vertikalheizzug)flame-treated heating channel (vertical heating channel)
5.25.2
abgasführender Heizkanal (Vertikalheizzug)Exhaust gas-carrying heating duct (vertical heating duct)
5.35.3
InnenwandungInner wall
5.45.4
Brennerebene bzw. Boden eines HeizkanalsBurner level or bottom of a heating channel
5.65.6
BeheizungsdifferentialHeating differential
5.615.61
einzelne Öffnung im Beheizungsdifferentialsingle opening in the heating differential
5.75.7
(Zwischen-)Decke eines Heizkanals(False) ceiling of a heating duct
66
(erster) Verbrennungsluft-Einlass, insbesondere für Koksofengasbeheizung(first) combustion air inlet, especially for coke oven gas heating
77
weiterer Verbrennungsluft-Einlass bzw. Einlass für Mischgasbeheizungadditional combustion air inlet or inlet for mixed gas heating
88th
Koksofengas-Einlass bzw. Koksofengas-DüseCoke oven gas inlet or coke oven gas nozzle
99
Kreisstrom Circulating current
1010
Koksofenvorrichtung, insbesondere mit HorizontalkammerofenCoke oven device, in particular with horizontal chamber oven
10.210.2
OfenkammerOven chamber
1111
beflammter Heizkanal (Vertikalheizzug)flame-treated heating channel (vertical heating channel)
11.111.1
InnenwandungInner wall
1212
abgasführender Heizkanal (Vertikalheizzug)Exhaust gas-carrying heating duct (vertical heating duct)
1313
Zwillingsheizzug (paarweise Anordnung von zwei Vertikalheizzügen)Twin heating flue (paired arrangement of two vertical heating flues)
1414
Trennwand bzw. BinderwandPartition wall or truss wall
14a14a
abschottende Trennwand ohne Durchlässeisolating partition wall without openings
14.114.1
Kanal bzw. Stufenluftkanal in TrennwandDuct or step air duct in partition wall
14.1114.11
Verbrennungsstufe bzw. Stufenluft-Einlass oder Auslass am Stufenkanal vom/zum HeizkanalCombustion stage or stage air inlet or outlet on the stage channel from/to the heating channel
14.214.2
zwei Heizkanäle koppelnder Durchlasstwo heating channels coupling passage
14.314.3
Innenoberfläche der TrennwandInner surface of the partition
14.414.4
Ausbuchtung für StufenluftkanalBulge for step air duct
1515
LäuferwandRunner wall
15.115.1
Innenoberfläche der LäuferwandInner surface of the runner wall
1616
(erster) Verbrennungsluft-Einlass bzw. Lufteinlass, insbesondere für Koksofengasbeheizung(first) combustion air inlet or air inlet, especially for coke oven gas heating
1717
weiterer Verbrennungsluft-Einlass bzw. Mischgaseinlass, insbesondere für Mischgasbeheizungadditional combustion air inlet or mixed gas inlet, especially for mixed gas heating
1818
Koksofengas-Einlass bzw. Koksofengas-DüseCoke oven gas inlet or coke oven gas nozzle
1919
Schieberstein Slide stone
AA
Flächeninhalt Vieleck-Anordnung (Dreieck oder Viereck)Area of polygon arrangement (triangle or quadrilateral)
BB
StrömungsaustauschabschnittFlow exchange section
EE
Abstand zwischen Beheizungsdifferential und DurchlassDistance between heating differential and passage
G1G1
Beheizungsgas bzw. VerbrennungsluftHeating gas or combustion air
G1aG1a
KoksofengasCoke oven gas
G1bG1b
MischgasMixed gas
G4G4
RezirkulationsabgasRecirculation exhaust gas
G5G5
Stufengas bzw. Stufenluft aus VerbrennungsstufeStage gas or stage air from combustion stage
G6G6
Abgas Exhaust
GP1GP1
Einströmpfad bzw. Strömungspfad für wenigstens eines der über die Einlässe eingeleiteten GaseInflow path or flow path for at least one of the gases introduced via the inlets
GP4GP4
Strömungspfad von rezirkuliertem Abgas/RauchgasFlow path of recirculated exhaust gas/flue gas
GP5GP5
Strömungspfad von gestuft eingeleitetem Gas Flow path of staged gas introduction
MM
Mittenlängsachse des jeweiligen Heizkanals Central longitudinal axis of the respective heating channel
T1T1
DüsensteintemperaturNozzle stone temperature
T2T2
(Gas-)Temperatur im Heizzug/Heizkanal(Gas) temperature in the heating flue/duct
T3T3
Temperatur in der Ofenkammer Temperature in the oven chamber
xx
horizontale Richtung (Breite oder Länge; Längserstreckung Binderwand)horizontal direction (width or length; longitudinal extension of truss wall)
x0x0
OfenteilungFurnace division
x1x1
Abstand des Verbrennungsluft-Einlasses zur gegenüberliegenden LäuferwandDistance of the combustion air inlet to the opposite rotor wall
x2x2
Abstand des Mischgas-Einlasses zur gegenüberliegenden LäuferwandDistance of the mixed gas inlet to the opposite rotor wall
xz14xz14
Austrittsebene TrennwandExit level partition wall
yy
Tiefe bzw. horizontale Ausdrückrichtung (Längserstreckung Läuferwand)Depth or horizontal expression direction (longitudinal extension of runner wall)
y0y0
HeizzugteilungHeating flue division
y1y1
Abstand zwischen zugewandten Kanten des Verbrennungsluft-Einlasses und des Mischgas-EinlassesDistance between facing edges of the combustion air inlet and the mixed gas inlet
y2y2
Abstand der Innenkanten der TrennwändeDistance between the inner edges of the partition walls
zz
vertikale Richtung (Hochachse)vertical direction (vertical axis)

Claims (12)

Koksofenvorrichtung (10) zum Herstellen von Koks durch Verkokung von Kohle oder Kohlemischungen zumindest bei Mischgasbeheizung und wahlweise auch bei zeitweiser Koksofengasbeheizung, wobei die Koksofenvorrichtung eingerichtet ist zur minimierten Stickoxidemission durch internen thermischen Energieausgleich mittels stahlwerkseigener Gase und koksofeneigener Gase (G1, G4, G5), mit einer Vielzahl von Zwillingsheizzügen (13) jeweils mit einem mit Gas beflammten Heizkanal (11) und einem abgasführenden abwärts durchströmten Heizkanal (12), wobei die Heizkanäle (11, 12) jeweils paarweise durch eine Trennwand (14) voneinander abgegrenzt und durch zwei einander gegenüberliegende Läuferwände (15) von einer jeweiligen Ofenkammer (10.2) abgeschottet sind, wobei die paarweisen Heizkanäle (11, 12) strömungstechnisch mittels wenigstens eines oberen koppelnden Durchlasses (14.2) und auch mittels wenigstens eines unteren koppelnden Durchlasses (14.2) jeweils für interne Abgasrezirkulation auf wenigstens einem Kreisstrompfad aneinander gekoppelt sind, wobei im unteren Bereich am Boden (5.4) des jeweiligen Zwillingsheizzuges (13) jeweils wenigstens ein Einlass aus der folgenden Gruppe vorgesehen ist: Koksofengas-Einlass (18), Verbrennungsluft-Einlass (16), Mischgas-Einlass (17); dadurch gekennzeichnet, dass am jeweiligen Boden (5.4) das Verhältnis (y1:y2) des Abstandes (y1) zwischen den zugewandten Kanten des Verbrennungsluft-Einlasses (16) und des Mischgas-Einlasses (17) zum Abstand (y2) der Innenkanten der Trennwände (14) eines jeweiligen Heizkanals (11, 12) mindestens 10% beträgt, wobei der Abstand (y1) zwischen den zugewandten Kanten des Verbrennungsluft-Einlasses (16) und des Mischgas-Einlasses (17) dabei mindestens 50mm beträgt, wobei wenigstens einer der Verbrennungsluft- und Mischgas-Einlässe (16, 17) exzentrisch in einem x-Abstand größer Faktor 0,7 der absoluten x-Erstreckung des Heizkanals zwischen gegenüberliegenden Läuferwänden (15) angeordnet ist, und wobei der Verbrennungsluft-Einlass (16) weiter innen näher zur gegenüberliegenden Läuferwand (15) hin angeordnet ist als der Mischgas-Einlass (17), oder umgekehrt.Coke oven device (10) for producing coke by coking coal or coal mixtures at least with mixed gas heating and optionally also with temporary coke oven gas heating, wherein the coke oven device is designed for minimizing nitrogen oxide emissions through internal thermal energy compensation by means of gases from the steelworks and gases from the coke oven (G1, G4, G5), with a plurality of twin heating flues (13), each with a gas-flamed heating channel (11) and a downward-flowing heating channel (12) carrying exhaust gas, wherein the heating channels (11, 12) are each separated from one another in pairs by a partition wall (14) and sealed off from a respective furnace chamber (10.2) by two opposing rotor walls (15), wherein the paired heating channels (11, 12) are fluidically connected by means of at least one upper coupling passage (14.2) and also by means of at least one lower coupling passage (14.2) each for internal exhaust gas recirculation are coupled to one another on at least one circular flow path, wherein in the lower region on the floor (5.4) of the respective twin heating flue (13) at least one inlet from the following group is provided: coke oven gas inlet (18), combustion air inlet (16), mixed gas inlet (17); characterized in that at the respective base (5.4) the ratio (y1:y2) of the distance (y1) between the facing edges of the combustion air inlet (16) and the mixed gas inlet (17) to the distance (y2) of the inner edges of the partition walls (14) of a respective heating channel (11, 12) is at least 10%, wherein the distance (y1) between the facing edges of the combustion air inlet (16) and the mixed gas inlet (17) is at least 50mm, wherein at least one of the combustion air and mixed gas inlets (16, 17) is arranged eccentrically at an x-distance greater than a factor of 0.7 of the absolute x-extension of the heating channel between opposite rotor walls (15), and wherein the combustion air inlet (16) is arranged further inside closer to the opposite rotor wall (15) than the mixed gas inlet (17), or vice versa. Koksofenvorrichtung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Abstand (y1) zwischen den zugewandten Kanten des Verbrennungsluft-Einlasses (16) und des Mischgas-Einlasses (17) mindestens 100mm beträgt; und/oder wobei das Verhältnis (y1:y2) des Abstandes (y1) zwischen den zugewandten Kanten des Verbrennungsluft-Einlasses (16) und des Mischgas-Einlasses (17) zum Abstand (y2) der Innenkanten der Trennwände (14) eines jeweiligen Heizkanals (11, 12) mindestens 25% beträgt.Coke oven device (10) according to the preceding claim, wherein the distance (y1) between the facing edges of the combustion air inlet (16) and the mixed gas inlet (17) is at least 100 mm; and/or wherein the ratio (y1:y2) of the distance (y1) between the facing edges of the combustion air inlet (16) and the mixed gas inlet (17) to the distance (y2) of the inner edges of the partition walls (14) of a respective heating channel (11, 12) is at least 25%. Koksofenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die geometrischen Mittelpunkte der Einlässe des jeweiligen Heizzuges und des wenigstens einen unteren koppelnden Durchlasses (14.2), insbesondere eines zu Verbrennungsluft- und Mischgas-Einlass entfernteren von mehreren unteren koppelnden Durchlässen, eine Dreieck- oder Viereckanordnung definieren, deren Flächeninhalt (A) in Draufsicht mindestens 50cm2 beträgt, insbesondere mindestens 200cm2 oder mindestens 300cm2 oder mindestens 500cm2 oder mindestens 700cm2 oder mindestens 900cm2, insbesondere zwischen 1.000cm2 und 1.350cm2; und/oder wobei die Dreieck- oder Viereckanordnung einen Flächeninhalt (A) in Draufsicht von maximal 2.000cm2 aufweist, insbesondere maximal 1.800cm2 oder maximal 1.500cm2 oder maximal 1.300cm2 oder maximal 700cm2, insbesondere zwischen 1.000cm2 und 1.300cm2.Coke oven device (10) according to one of the preceding claims, wherein the geometric centers of the inlets of the respective heating flue and of the at least one lower coupling passage (14.2), in particular of a plurality of lower coupling passages further away from the combustion air and mixed gas inlet, define a triangular or square arrangement, the surface area (A) of which in plan view is at least 50cm 2 , in particular at least 200cm 2 or at least 300cm 2 or at least 500cm 2 or at least 700cm 2 or at least 900cm 2 , in particular between 1,000cm 2 and 1,350cm 2 ; and/or wherein the triangular or square arrangement has a surface area (A) in plan view of a maximum of 2,000cm 2 , in particular a maximum of 1,800cm 2 or a maximum of 1,500cm 2 or a maximum of 1,300cm 2 or a maximum of 700cm 2 , in particular between 1,000cm 2 and 1,300cm 2 . Koksofenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei am jeweiligen Boden der Querschnittsflächeninhalt des Verbrennungsluft-Einlasses (16) und/oder des Mischgas-Einlasses (17) mindestens 30cm2 oder mindestens 50cm2 betragen; und/oder wobei der Querschnittsflächeninhalt des Verbrennungsluft-Einlasses (16) und/oder des Mischgas-Einlasses (17) maximal 500cm2 oder maximal 400cm2 betragen; und/oder wobei die Querschnittsgeometrie des Verbrennungsluft-Einlasses (16) und/oder des Mischgas-Einlasses (17) rechteckig oder elliptisch oder rund ist.Coke oven device (10) according to one of the preceding claims, wherein at the respective bottom the cross-sectional area of the combustion air inlet (16) and/or the mixed gas inlet (17) is at least 30cm 2 or at least 50cm 2 ; and/or wherein the cross-sectional area of the combustion air inlet (16) and/or the mixed gas inlet (17) is at most 500cm 2 or at most 400cm 2 ; and/or wherein the cross-sectional geometry of the combustion air inlet (16) and/or the mixed gas inlet (17) is rectangular or elliptical or round. Koksofenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei am jeweiligen Boden die Querschnittsfläche des Verbrennungsluft-Einlasses (16) und/oder des Mischgas-Einlasses (17) hinsichtlich Geometrie und/oder Größe justierbar ausgeführt ist, insbesondere mittels wenigstens eines verlagerbaren Schiebersteins und/oder mittels wenigstens einer auswechselbaren / demontierbaren Düse.Coke oven device (10) according to one of the preceding claims, wherein the cross-sectional area of the combustion air inlet (16) and/or the mixed gas inlet (17) is adjustable in terms of geometry and/or size at the respective bottom, in particular by means of at least one displaceable slide block and/or by means of at least one replaceable/removable nozzle. Koksofenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine obere, die beiden jeweiligen Heizkanäle eines jeweiligen Zwillingsheizzuges (13) im oberen Bereich koppelnde Rezirkulations-Durchlass (14.2) eingerichtet ist zur wechselseitigen Überführung von Gasen, wobei der Rezirkulations-Durchlass (14.2) einen Querschnittsflächeninhalt von mindestens 250cm2 aufweist, insbesondere von maximal 1200cm2 oder maximal 1000cm2; und/oder wobei die paarweisen Heizkanäle (11, 12) strömungstechnisch mittels wenigstens zwei unteren koppelnden Durchlässen (14.2) aneinander gekoppelt sind, wobei der Verbrennungsluft-Einlass (16) zumindest annähernd in derselben x-Position angeordnet ist wie der entsprechende untere koppelnde Durchlass (14.2), insbesondere mit dem jeweiligen Mittelpunkt des Verbrennungsluft-Einlasses (16) und des entsprechenden Durchlasses in einer Anordnung auf derselben x-Koordinate; und/oder wobei wenigstens zwei untere koppelnde Durchlässe vorgesehen sind, insbesondere in paarweiser Anordnung auf derselben Höhenposition.Coke oven device (10) according to one of the preceding claims, wherein the at least one upper recirculation passage (14.2) coupling the two respective heating channels of a respective twin heating train (13) in the upper region is set up for the mutual transfer of gases, wherein the recirculation passage (14.2) has a cross-sectional area of at least 250cm 2 , in particular of a maximum of 1200cm 2 or a maximum of 1000cm 2 ; and/or wherein the paired heating channels (11, 12) are fluidically coupled to one another by means of at least two lower coupling passages (14.2), wherein the combustion air inlet (16) is arranged at least approximately in the same x-position as the corresponding lower coupling passage (14.2), in particular with the respective center point of the combustion air inlet (16) and the corresponding passage in an arrangement on the same x-coordinate; and/or wherein at least two lower coupling passages are provided, in particular arranged in pairs at the same height position. Koksofenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbrennungsluft-Einlass (16) und der Mischgas-Einlass (17) in x-Richtung versetzt in Bezug auf die gegenüberliegende Läuferwand (15) angeordnet sind; und/oder wobei am jeweiligen Boden die den Läuferwänden (15) zugewandten Kanten des Verbrennungsluft-Einlasses (16) und des Mischgas-Einlasses (17) in unterschiedlich großem Abstand (x1, x2) zu wenigstens einer der beiden gegenüberliegenden Läuferwände (15) des jeweiligen Zwillingsheizzuges (13) angeordnet sind, insbesondere mit einem Abstands-Unterschied von mindestens 10mm oder mindestens 50mm; und/oder wobei das Verhältnis (x1:y1) oder (x2:y1) des Abstandes (x1,x2) des Verbrennungsluft-Einlasses (16) und/oder des Mischgas-Einlasses (17) zur gegenüberliegenden Läuferwand (15) jeweils zum Abstand (y1) mindestens 90% und/oder maximal 290% beträgt, insbesondere zwischen 200% und 250%.Coke oven device (10) according to one of the preceding claims, wherein the combustion air inlet (16) and the mixed gas inlet (17) are arranged offset in the x-direction with respect to the opposite rotor wall (15); and/or wherein on the respective floor the edges of the combustion air inlet (16) and the mixed gas inlet (17) facing the rotor walls (15) are arranged at different distances (x1, x2) from at least one of the two opposite rotor walls (15) of the respective twin heating flue (13), in particular with a distance difference of at least 10 mm or at least 50 mm; and/or wherein the ratio (x1:y1) or (x2:y1) of the distance (x1,x2) of the combustion air inlet (16) and/or the mixed gas inlet (17) to the opposite rotor wall (15) to the distance (y1) is at least 90% and/or a maximum of 290%, in particular between 200% and 250%. Verfahren zum Betreiben einer Koksofenvorrichtung (10) zum Herstellen von Koks durch Verkokung von Kohle oder Kohlemischungen bei optimierter minimierter Stickoxidemission durch internen thermischen Energieausgleich mittels stahlwerkseigener Gase und koksofeneigener Gase (G1, G4, G5) durch Maßnahmen intern an der Koksofenvorrichtung zumindest bei Mischgasbeheizung und wahlweise auch bei zeitweiser Koksofengasbeheizung, insbesondere zum Betreiben einer Koksofenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem jeweiligen Zwillingsheizzug (13) der Koksofenvorrichtung mit einem beflammten Heizkanal (11) und einem abgasführenden Heizkanal (12) mittels wenigstens eines koppelnden Durchlasses (14.2) durch eine Trennwand (14) eine interne Abgasrezirkulation auf wenigstens einem Kreisstrompfad um die Trennwand herum eingestellt wird, wobei im unteren Bereich am Boden (5.4) des jeweiligen Zwillingsheizzuges (13) wenigstens zwei Gase aus der folgenden Gruppe eingelassen werden: Koksofengas (G1a), Verbrennungsluft (G1), Mischgas (G1b), wobei die Gruppe der eingelassenen Gase zumindest die beiden Gase Verbrennungsluft (G1) und Mischgas (G1b) umfasst; dadurch gekennzeichnet, dass am jeweiligen Boden (5.4) die Verbrennungsluft (G1) und das Mischgas (G1b) auf Strömungspfaden in einem Abstand (y1) zueinander im Verhältnis (y1:y2) von mindestens 10% zum Abstand (y2) der Innenkanten (Innenoberflächen) der Trennwände (14) eines jeweiligen Heizkanals (11, 12) eingelassen werden, wobei der Abstand (y1) dieser beiden eingelassenen Strömungspfade mindestens 50mm beträgt, wobei Verbrennungsluft (G1) und/oder Mischgas (G1b) exzentrisch in einem x-Abstand größer Faktor 0,7 der absoluten x-Erstreckung des Heizkanals zwischen gegenüberliegenden Läuferwänden (15) eingelassen werden und wobei Verbrennungsluft (G1) durch den Verbrennungsluft-Einlass (16), welcher weiter innen näher zur gegenüberliegenden Läuferwand (15) hin angeordnet ist als der Mischgas-Einlass (17), oder umgekehrt, eingelassen wird.Method for operating a coke oven device (10) for producing coke by coking coal or coal mixtures with optimized, minimized nitrogen oxide emissions through internal thermal energy compensation by means of gases from the steelworks and gases from the coke oven (G1, G4, G5) by measures internal to the coke oven device at least with mixed gas heating and optionally also with temporary coke oven gas heating, in particular for operating a coke oven device (10) according to one of the preceding claims, wherein in a respective twin heating flue (13) of the coke oven device with a flame-treated heating channel (11) and an exhaust gas-carrying heating channel (12) by means of at least one coupling passage (14.2) through a partition wall (14), an internal exhaust gas recirculation is set on at least one circular flow path around the partition wall, wherein in the lower area on the floor (5.4) of the respective twin heating flue (13) at least two gases from the following group are admitted: coke oven gas (G1a), Combustion air (G1), mixed gas (G1b), wherein the group of admitted gases comprises at least the two gases combustion air (G1) and mixed gas (G1b); characterized in that at the respective base (5.4) the combustion air (G1) and the mixed gas (G1b) are admitted on flow paths at a distance (y1) from one another in the ratio (y1:y2) of at least 10% to the distance (y2) of the inner edges (inner surfaces) of the partition walls (14) of a respective heating channel (11, 12), the distance (y1) between these two admitted flow paths being at least 50 mm, combustion air (G1) and/or mixed gas (G1b) being admitted eccentrically at an x-distance greater than a factor of 0.7 of the absolute x-extension of the heating channel between opposite rotor walls (15), and combustion air (G1) being admitted through the combustion air inlet (16), which is arranged further inside closer to the opposite rotor wall (15) than the mixed gas inlet (17), or vice versa. Verfahren nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch, wobei am jeweiligen Boden die Querschnittsfläche des Verbrennungsluft-Einlasses (16) und/oder des Mischgas-Einlasses (17) hinsichtlich Geometrie und/oder Größe justiert werden, insbesondere mittels wenigstens eines Schiebersteins.Method according to the preceding method claim, wherein the cross-sectional area of the combustion air inlet (16) and/or the mixed gas inlet (17) are adjusted at the respective bottom with regard to geometry and/or size, in particular by means of at least one slide block. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die Flammentemperatur bei Mischgasbeheizung maximal 1.700°C oder maximal 1.600°C oder maximal 1.500°C beträgt, insbesondere bei einer Düsensteintemperatur von mindestens 1.300°C oder mindestens 1.320°C; und/oder wobei die Gasströme im jeweiligen Heizzug derart eingestellt werden, dass das Verhältnis aus Flammentemperatur zu Düsensteintemperatur minimiert ist, insbesondere bei einer Düsensteintemperatur von mindestens 1.300°C oder 1.320°C.Method according to one of the preceding method claims, wherein the flame temperature in mixed gas heating is a maximum of 1,700°C or a maximum of 1,600°C or a maximum of 1,500°C, in particular at a nozzle stone temperature of at least 1,300°C or at least 1,320°C; and/or wherein the gas flows in the respective heating pass are adjusted such that the ratio of flame temperature to nozzle stone temperature is minimized, in particular at a nozzle stone temperature of at least 1,300°C or 1,320°C. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das eingelassene Gas und/oder das zirkulierende Gas in horizontaler Richtung ausgerichtet oder geführt wird, insbesondere auf mehreren Höhenniveaus, insbesondere mittels Pralleinbauten oder Prallplatten oder Steinen oder Schirmen, insbesondere jeweils aus Feuerfestmaterial; und/oder wobei das Gas mittels der Einlässe auf unterschiedlichen Höhenniveaus eingelassen wird, insbesondere mit dem Mischgas-Einlass auf einem Höhenniveau über dem Verbrennungsluft-Einlass, insbesondere mittels des Mischgas-Einlasses in einer Anordnung auf einem Sockel oberhalb des Bodens.Method according to one of the preceding method claims, wherein the admitted gas and/or the circulating gas is aligned or guided in a horizontal direction, in particular at several height levels, in particular by means of impact fittings or impact plates or stones or screens, in particular each made of refractory material; and/or wherein the gas is admitted by means of the inlets at different height levels, in particular with the mixed gas inlet at a height level above the combustion air inlet, in particular by means of the mixed gas inlet in an arrangement on a base above the floor. Verwendung von Verbrennungsluft-(16) und Mischgas-Einlässen (17) in einer Koksofenvorrichtung (10) mit einer Vielzahl von Zwillingsheizzügen (13) jeweils mit zwei Heizkanälen (11, 12) zum Herstellen von Koks durch Verkokung von Kohle oder Kohlemischungen zumindest bei Mischgasbeheizung und wahlweise auch bei zeitweiser Koksofengasbeheizung, insbesondere in einer Koksofenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei in einem jeweiligen Zwillingsheizzug (13) mittels wenigstens eines koppelnden Durchlasses (14.2) eine interne Abgasrezirkulation auf wenigstens einem Kreisstrompfad eingestellt wird, wobei die Einlässe zum Minimieren von Stickoxidemission durch internen thermischen Energieausgleich in einem Verhältnis (y1:y2) des Abstandes (y1) zwischen zugewandten Kanten des Verbrennungsluft-Einlasses (16) und des Mischgas-Einlasses (17) zum Abstand (y2) der Innenkanten der Trennwände (14) eines jeweiligen Heizkanals (11, 12) von mindestens 10% angeordnet sind, wobei der Abstand (y1) zwischen den zugewandten Kanten des Verbrennungsluft-Einlasses (16) und des Mischgas-Einlasses (17) dabei mindestens 50mm beträgt und wobei der Verbrennungsluft-Einlass (16) weiter innen näher zur gegenüberliegenden Läuferwand (15) hin angeordnet ist als der Mischgas-Einlass (17), oder umgekehrt.Use of combustion air (16) and mixed gas inlets (17) in a coke oven device (10) with a plurality of twin heating flues (13) each with two heating channels (11, 12) for producing coke by coking coal or coal mixtures at least with mixed gas heating and optionally also with temporary coke oven gas heating, in particular in a coke oven device (10) according to one of the preceding device claims, wherein in a respective twin heating flue (13) by means of at least one coupling passage (14.2) an internal exhaust gas recirculation is set on at least one circular flow path, wherein the inlets are arranged in a ratio (y1:y2) of the distance (y1) between facing edges of the combustion air inlet (16) and the mixed gas inlet (17) to the distance (y2) of the inner edges of the partition walls (14) of a respective heating channel in order to minimize nitrogen oxide emissions by internal thermal energy compensation (11, 12) of at least 10%, wherein the distance (y1) between the facing edges of the combustion air inlet (16) and the mixed gas inlet (17) is at least 50mm and wherein the combustion air inlet (16) is arranged further inside closer to the opposite rotor wall (15) than the mixed gas inlet (17), or vice versa.
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