DE10201985A1

DE10201985A1 - Verkokungsanlage mit Heißgaskanal

Info

Publication number: DE10201985A1
Application number: DE2002101985
Authority: DE
Inventors: Gerd Veit
Original assignee: Koch Transporttechnik GmbH
Current assignee: FLSmidth Wadgassen GmbH
Priority date: 2002-01-21
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2003-07-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verkokungsanlage mit mehreren, in einer Reihe angeordneten Verkokungsöfen (1), die jeweils eine zu verkokende Kohle aufnehmende Ofenkammer (2) aufweisen, und mit einem entlang der Ofenreihe verlaufenden Kanal (7) für die Ableitung heißer Verbrennungsgase. Erfindungsgemäß grenzt der Kanal (7) an die Wand (8) der Ofenkammern (2) der Verkokungsöfen (1) an. Durch diese Maßnahme verlieren einerseits die heißen ableitenden Verbrennungsgase keine Wärme. Andererseits verringert sich der für die Verkokungsöfen erforderliche Isolationsaufwand.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verkokungsanlage mit mehreren, in einer Reihe angeordneten Verkokungsöfen, die jeweils eine zu verkokende Kohle aufnehmende Ofenkammer aufweisen, und mit einem entlang der Ofenreihe verlaufenden Kanal für die Ableitung heißer Verbrennungsgase.

Verkokungsanlagen solcher Art sind durch Benutzung bekannt. In den Ofenkammern dieser Verkokungsanlagen erfolgt eine Vorverbrennung bei der Verkokung aus der Kohle ausgetriebener Gase, insbesondere Wasserstoff und Methan. Die Gase werden zur Nachverbrennung in Heizkammern geleitet, von wo aus die heißen Verbrennungsgase in die Heißgasleitung gelangen, welche sie einem Wärmetauscher zuführt. Der Heißgaskanal dieser bekannten Verkokungsanlagen ist neben den Verkokungsöfen unterirdisch entlang der Ofenreihe verlegt. Ferner ist es bekannt, ein Heißgaskanalrohr oberhalb der Ofenreihe und im Abstand dazu zu verlegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Verkokungsanlage der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die sich mit geringerem Aufwand als die bekannten derartigen Verkokungsanlagen errichten lässt.

Die diese Aufgabe lösende Verkokungsanlage nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal an die Wand der Ofenkammern der Verkokungsöfen angrenzt.

Durch diese Erfindungslösung verringert sich der zur Wärmeisolierung der Ofenkammer erforderliche Aufwand, indem der angrenzende Heißgaskanal den Wärmedurchgang durch die Ofenkammerwand vermindert und Wärmeisolierungen im Angrenzungsbereich ersetzt. Andererseits bedarf es im Angrenzungsbereich keiner Wärmeisolierung des Heißgaskanals, die anderenfalls erforderlich wäre, um Wärmeverluste der zur Energiegewinnung genutzten eingesetzten heißen Gase zu vermeiden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Heißgaskanal in die Wand der Ofenkammer integriert, d. h., der Heißgaskanal bildet einen Teil der Ofenkammerwand.

Vorzugsweise ist der Heißgaskanal über den Ofenkammern angeordnet und in deren Decke integriert. Ein solcher Heißgaskanal erfordert keinerlei Baumaßnahmen in der seitlichen Umgebung der Öfen. Insbesondere kann er die Zufuhr eines Kohlekuchens in den Verkokungsöfen oder die Abfuhr des erzeugten Kokses aus den Öfen nicht erschweren.

Der Heißgaskanal kann außenseitig isoliert sein, um auch dadurch einer Abkühlung der heißen Gase entgegenzuwirken.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Heißgaskanal einen Querschnitt in Form eines Kreisflächenquerschnitts auf, wobei die runde Seite nach außen gewandt ist. Bei einem solchen Querschnitt ist die für den Wärmedurchgang nach außen maßgebende Oberfläche minimiert.

Zwischen dem Heißgaskanal und den Ofenkammern kann jeweils ein verschließbarer Verbindungskanal gebildet sein. Dieser Verbindungskanal lässt sich beim Einfahren eines Kohlekuchens in die Ofenkammer öffnen. Durch den Kohlekuchen verdrängte Luft, vor allem aber aus dem Kohlekuchen austretende Gase können dann vorteilhaft durch diese Öffnung entweichen und die Erzeugung eines Überdrucks in der Ofenkammer, der zu einem unerwünschten Austritt der Gase durch die offene Ofenkammertür hindurchführen würde, kann vermieden werden.

Der Heißgaskanal ist vorzugsweise symmetrisch zu einer die Verkokungsöfen in ihrer Längsmitte schneidenden Ebene angeordnet. Kanäle zur Verbindung von Heizkammern mit dem Heißgaskanal verlaufen zwischen benachbarten Verkokungsöfen der Ofenreihe. Diese Verbindungskanäle können in Ofenzwischenwände der Ofenreihe integriert sein. Insbesondere sind zwischen den Verkokungsöfen jeweils mehrere solcher, in einem verschließbaren Endstück zusammenlaufende Verbindungskanäle vorgesehen.

Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels und der beiliegenden, sich auf dieses Ausführungsbeispiel beziehenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Verkokungsanlage nach der Erfindung mit einer in einem Längsschnitt dargestellten Verkokungsofenreihe, und
Fig. 2 bis 4 Schnittansichten der Verkokungsanlage von Fig. 1 gemäß Schnittlinie B-B, C-C und D-D.
Die Fig. 1 und 2 lassen drei Verkokungsöfen 1 einer Reihe von Verkokungsöfen erkennen.
Jeder Verkokungsofen weist eine Ofenkammer 2 für die Aufnahme eines quaderförmigen Kuchens 3 zu verkokender Kohle auf, wobei der Kohlekuchen 3 nur einen Teil der Ofenkammer 2 ausfüllt. Unter jeder Ofenkammer 2 ist eine Heizkammer 4 angeordnet.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weist jede der Heizkammern 4 drei Längstrennwände 5 auf, durch die ein geschlängelter Heizzug 6 gebildet ist.
Über den Verkokungsöfen 1 entstreckt sich entlang der Ofenreihe ein Heißgaskanal 7 mit einem in dem gezeigten Ausführungsbeispiel halbkreisförmigen Querschnitt. Wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, bildet der Heißgaskanal 7 einen Teil einer Decke 8 der Ofenkammer 2.
Wie die Fig. 3 und 4 ferner zeigen, ist der im Querschnitt halbkreisförmige Heißgaskanal 7 symmetrisch zu einer die Ofenreihe in der Längsmitte der Verkokungsöfen 1 schneidenden Ebene 16 angeordnet. Zu beiden Seiten des Kanals 7 weist die Decke 8 Isolierlagen 9 auf. Abweichend von dem gezeigten Ausführungsbeispiel könnte auch der Heißgaskanal 7 außenseitig mit einer Isolierlage versehen sein.
Die gewölbten Ofenkammern 2 lassen sich jeweils über Kanäle 10 mit dem Heißgaskanal 7 verbinden, wozu eine in jedem der Kanäle 10 angeordnete, schematisch dargestellte Absperrung 11 geöffnet wird. Die Verbindungskanäle 10 weisen Öffnungen 12 auf, durch die im geöffneten Zustand gemäß Pfeil 13 von außen Luft eintreten kann.
Oberhalb des Kohlekuchens 3 sind in den Ofenkammern 2 jeweils vier Austrittsöffnungen 14 gebildet, an welche sich nach unten führende, in eine Zwischenwand 32 integrierte Verbindungskanäle 15 anschließen, die bei 17 zur Heizkammer 4 des jeweils angrenzenden Verkokungsofens 1 hin öffnen. Wie Fig. 3 und 4 zu entnehmen ist, sind die Öffnungen 14 bzw. Verbindungskanäle 15 zueinander im gleichen Abstand und symmetrisch zu der Ebene 16 angeordnet.
Die Heizkammern 4 weisen jeweils drei Austrittsöffnungen 18 auf, die wie die Öffnungen 14 symmetrisch zur Ebene 16 angeordnet sind und den Eintrittsöffnungen 17, bezogen auf die Ebene 16 versetzt, gegenüberliegen.
An die Austrittsöffnungen 18 schließen sich vertikale, in einer Zwischenwand 32 gebildete Verbindungskanäle 19 an, die über Horizontalkanäle zu einem Endstück 20 zusammengeführt sind. In dem Endstück 20 ist eine Absperrung 21 angeordnet, die zur Variation der Gasdurchlassmenge verstellbar ist.
Die Ofenkammern 2 weisen auf gegenüberliegenden Seiten durch Türen 22 und 23 verschließbare Öffnungen auf, wobei in jeder der Türen 22, 23 eine Öffnung 24 bzw. 25 für den Eintritt von Luft gemäß Pfeil 26 bzw. 27 gebildet ist.
Wie die Ofenkammern 2 sind auch die Heizkammern 4 auf gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils mit einer Öffnung 28 bzw. 29 für den Eintritt von Luft gemäß Pfeil 30 bzw. 31 versehen.
Im folgenden wird die Funktionsweise der vorangehend beschriebenen Verkokungsanlage erläutert.
Der zu verkokende Kohlekuchen 3 wird durch die geöffnete Tür 22 in die betreffende Ofenkammer 2 eines der Verkokungsöfen 1 eingeschoben. Unter Erhitzung aus dem Kohlekuchen 3 austretendes Gas, vor allem Wasserstoff und Methan, wird in der Ofenkammer 2 oberhalb des Kohlekuchens 3 zu 70 bis 80% verbrannt. Für die Verbrennung benötigter Sauerstoff tritt durch die Öffnungen 26 und 27 in die Ofenkammer 2 ein.
In der Ofenkammer 2 nicht verbranntes Gas gelangt durch die Austrittsöffnungen 14, die Verbindungskanäle 15 und die Eintrittsöffnungen 17 in die Heizkammer 4 des in der Reihe nächstfolgenden Verkokungsofens 1 und wird in dessen geschlängeltem Heizzug 6 nachverbrannt. Hierzu benötigter Sauerstoff gelangt durch die Öffnungen 28 und 29 in die Heizkammer 4.
Das vollständig verbrannte Gas strömt durch die Austrittsöffnungen 18, die Verbindungskanäle 19 und das Endstück 20 schließlich in den Heißgaskanal 7, der die heißen Verbrennungsgase, deren Temperatur bei etwa 1100°C liegt, einem (nicht gezeigten) Wärmetauscher zuführt, in welchem Dampf zum Betreiben einer Turbine oder einer Heizeinrichtung erzeugt wird.
Im normalen Ofenbetrieb ist die Absperrung 21 geöffnet, die Absperrung 11 geschlossen. Geöffnet ist die Absperrung 11 nur beim Einschieben des Kohlekuchens 3 in die Ofenkammer 2, um aus dem Kohlekuchen 3 austretenden Gasen eine Ausweichmöglichkeit zu geben und einem Austritt dieser Gase aus der Ofenkammer 2 durch die offene Ofenkammertür hindurch zu vermeiden.
Durch die Verlegung des Kanals 7 über den Verkokungsöfen und Integration in die Decke 8 der Ofenkammern 2 wird das heiße Verbrennungsgas auf hoher Temperatur gehalten. Andererseits bedarf die Decke 8 im Bereich des Kanals 7 keiner weiteren Wärmeisolierung.
Vorteilhaft ist der Kanal 7 über den Ofenkammern platzsparend angeordnet, so dass er weder die Einführung der Kohlekuchen 3 in die Ofenkammern 2 noch das Ausstoßen des in den Ofenkammern gebildeten Kokses erschweren kann.

Claims

1. Verkokungsanlage mit mehreren, in einer Reihe angeordneten Verkokungsöfen (1), die jeweils eine zu verkokende Kohle aufnehmende Ofenkammer (2) aufweisen, und mit einem entlang der Ofenreihe verlaufenden Kanal (7) für die Ableitung heißer Verbrennungsgase, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (7) an die Wand (8) der Ofenkammern (2) der Verkokungsöfen (1) angrenzt.

2. Verkokungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißgaskanal (7) in die Wand (8) der Ofenkammern (2) integriert ist.

3. Verkokungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißgaskanal (7) über der Ofenkammer (2) angeordnet und vorzugsweise in die Decke (8) der Ofenkammer (2) integriert ist.

4. Verkokungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißgaskanal außenseitig isoliert ist.

5. Verkokungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißgaskanal (7) einen Querschnitt in der Form eines Kreisflächenabschnitts aufweist.

6. Verkokungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißgaskanal (7) symmetrisch zu einer die Verkokungsöfen (1) in ihrer Längsmitte schneidenden Ebene (16) angeordnet ist.

7. Verkokungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Heißgaskanal (7) und den Ofenkammern (2) jeweils ein verschließbarer Verbindungskanal (10) gebildet ist.

8. Verkokungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkokungsöfen (1) jeweils eine die Ofenkammer (2) beheizende Heizkammer (4) aufweisen und der Kanal (7) zur Ableitung heißer Verbrennungsgase aus den Heizkammern (4) vorgesehen ist.

9. Verkokungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Kanäle (19) zur Verbindung der Heizkammern (4) mit dem Heißgaskanal (7) zwischen benachbarten Verkokungsöfen (1) der Ofenreihe verlaufen.

10. Verkokungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungskanäle (19) in Ofenzwischenwände integriert sind.

11. Verkokungsanlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Verkokungsöfen (1) jeweils mehrere, in einem verschließbaren Endstück (20) zusammenlaufende Verbindungskanäle (19) gebildet sind.