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Koksofenbatterie zur Erzeugung von Koks und Gas Die Erfindung bezieht
sich auf eine Koksofenbatterie zur Erzeugung von Koks und Gas mit senkrechten Heizzügen
und unterhalb dieser angeordneten waagerechten Starkgaskanälen mit Abgasrückführung
aus den auf Abgas stehenden Heizzügen zu den beflammten Heizzügen.
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Es ist bekannt, die Beheizung von Koksöfen mittels Starkgas durch
Zumisehung von Abgas zwecks Bildung einer langbrennenden, sich über die ganze Höhe
der Heizwand erstreckenden Flamme dadurch vorzunehmen, daß beispielsweise bei Zwillingszugöfen
Abgas durch eine untere Verbindungsöffnung aus dem auf Abgas stehenden Heizzug in
den aufwärts beflammten Heizzug eingesaugt wird.
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Es ist ferner bekannt, eine Abgaszumischung zu dem Starkgas bei solchen
Koksöfen, bei denen das Starkgas durch senkrechte, die Regeneratorwände durchsetzende
Kanäle von begehbaren Fundamenträumen aus zugeführt wird, dadurch vorzunehmen, daß
die senkrechten Starkgaskanäle paar- oder gruppenweise am unteren Ende derart miteinander
verbunden sind, daß die zu den beflammten Heizzügen führenden Starkgaskanäle mit
den Starkgaskanälen der in der gleichen Betriebsperiode von Abgas durchzogenen Heizzüge
in Verbindung stehen. Die Starkgaszuführungen sind dabei injektorartig ausgebildet
derart, daß Abgas in die Abgasleitung eingesaugt wird.
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Eine derartige Abgaszumischung unmittelbar zu dem Starkgas vor Einführung
in die Heizzüge hat den Vorteil, daß die selbsttätige Abgaszumischung durch Abgasrücksaugung
aus den Heizzügen bei jedem beliebigen Ofensystem durchgeführt werden kann, ohne
daß eine solche nur auf Zwillingszugöfen beschränkt ist. Ferner wird durch eine
solche Abgaszumischung erreicht, daß infolge der Heizwertherabsetzung des Starkgases
Kohlenstoffablageru:ngen in den Starkgaskanälen in dem heißen Ofenmauerwerk vermieden
werden.
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Aufgabe der Erfindung ist nun, eine Abgaszumischung zum Starkgas auch
bei solchen Regenerativkoksofenbatterien vorzunehmen, bei denen die Starkgaszufuhr
durch unterhalb der Heizwände in dem Ofenmauerwerk angeordnete waagerechte Kanäle
erfolgt.
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Zu diesem Zweck sind gemäß der Erfindung die jeweils von Starkgas
beaufschlagten waagerechten Starkgaskanäle und die jeweils unter Abgas stehenden
waagerechten Starkgaskanäle jeder Heizwand durch einen Verbindungskanal einzeln
oder gruppenweise miteinander verbunden. Dabei erfolgt die Starkgaszuführung mittels
eines im Zuge der waagerechten Starkgaskanäle in den Verbindungskanal mündenden
Injektors derart, daß durch das unter Überdruck stehende Starkgas Abgas durch den
Verbindungskanal angesaugt und mit dem Starkgas vermischt wird.
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Die Erfindung besteht ferner darin, die waagerechten Starkgaskanäle
mit der Starkgaszuführungsleitung durch einen etwa in der Längsmitte des waagerechten
Starkgaskanals einmündenden, darunter angeordneten Zuführungskanal zu verbinden
und die Verbindung der Starkgaskanäle mittels des Verbindungskanals über den Zuführungskanal
vorzunehmen. Dadurch wird erreicht, daß die Vermischung des Starkgases mit dem Abgas
praktisch vollständig beendet ist, wenn die Mischung in den Starkgaskanal eintritt.
Ferner wird auch dadurch die gleichmäßige Verteilung des Starkgases zu den Heizzügen
begünstigt.
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Gegenstand der Erfindung ist weiter, den Verbindungskanal in den Längswänden
der Ofenbatterie anzuordnen.
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Gemäß der Erfindung sind ferner die Starkgasdüsen des Injektors auswechselbar
in den Außenwänden der Ofenbatterie angeordnet, so daß sie leicht von außen zugänglich
sind.
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Schließlich ist noch Gegenstand der Erfindung, die Starkgasdüse metallisch
auszubilden und zurückspringend in einem aus feuerfestem Baustoff bestehenden, in
den Verbindungskanal hineinragenden Rohrteil anzuordnen. Auf diese Weise ist die
metallische
Starkgasdüse gegen unerwünschte hohe Wärmeinwirkung der rückgeführten heißen Abgase
geschützt.
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In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
veranschaulicht.
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Fig. 1 ist ein senkrechter Querschnitt durch eine gemäß der Erfindung
ausgebildete Koksofenbatterie nach Linie 1-I der Fig. 2; Fig.2 ist ein senkrechter
Längsschnitt nach Linie II-II der Fig. 1 durch einen Teil einer Ofenbatterie; Fig.
3 ist ein vergrößerter, teilweiser, waagerechter Schnitt nach Linie III-III der
Fig. 1; Fig. 4 ist ein vergrößerter, teilweiser, waagerechter Schnitt nach Linie
IV-IV der Fig. 2; Fig. 5 zeigt eine andere gemäß der Erfindung ausgebildete Koksofenbatterie
im senkrechten Querschnitt; Fig. 6 ist ein senkrechter Querschnitt durch einen Teil
einer Ofenbatterie nach Linie VI-VI der Fig. 5; Fig. 7 ist ein waagerechter, teilweiser
Schnitt nach Linie VII-VII der Fig. 5; Fig.8 ist ein senkrechter Querschnitt durch
eine weitere gemäß der Erfindung ausgebildete Koksofenbatterie; Fig.9 ist ein waagerechter
Schnitt nach Linie IX-IX der Fig. 8; Fig. 10 ist ein senkrechter Querschnitt durch
einen Teil einer Ofenbatterie nach Linie X-X der Fig. B. Bei der in den Fig. 1 bis
4 dargestellten Koksofenbatterie erfolgt die Beheizung der Ofenkammern von einer
Heizwand zur anderen durch in der Ofendecke angeordnete Verbindungskanäle. Jede
Ofenkammer 10 wird von einer Heizwand eingeschlossen, die aus einer Reihe von Heizzügen
11 besteht. Mehrere Heizzüge 11 jeder Heizwand sind oben mit einem waagerechten
Kanal 9 verbunden, der wiederum an einen in der Ofendecke angeordneten Verbindungskanal
12 angeschlossen ist und zu der in gleicher Weise ausgebildeten, auf der anderen
Seite der Ofenkammer angeordneten Heizwand führt.
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Jeder Heizzug, dem Gas aus einem waagerechten Starkgaskana120 zugeführt
wird, hat an seinem unteren Ende .eine senkrechte Starkgaszuführung 21 mit einer
Düse 22. Unterhalb der Ofenkammern 10 sind Stützwände 13 angeordnet, zwischen denen
Regeneratoren 14, 15 liegen, die sich über die ganze Breite der Ofenbatterie erstrecken.
Die Regeneratoren haben an ihren oberen Enden Verbindungskanäle 16, 17, die mit
den senkrechten Heizzügen 11 verbunden sind und sich bei 18 zu einem gemeinsamen
Kanal vereinigen. Die Mündung der Kanäle 16, 17 ist durch nicht dargestellte Schieber
regelbar.
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Die Starkgaskanäle 20 erstrecken sich von dem äußeren Ende der Ofenbatterie
bis zu einem inneren Ende und liegen in den Stützwänden 13 unterhalb der Heizzüge
11. Das durch die Düsen 22 der Starkgaskanäle 21 in die Heizzüge einströmende Gas
wird mit der .aus den Regeneratoren 14 zugeführten Luft verbrannt. Die heißen Abgase
gelangen durch die Heizzüge il, die oberen waagerechten Sammelkanäle 9 und die Verbindungskanäle
12 in die andere Heizwand und strömen durch die Verbindungskanäle 16, 17 zu den
zugehörigen Regeneratoren 14, wie dieses durch die in Fig. 2 angedeuteten Pfeile
erkennbar ist. Einer der Regeneratoren 14, 15 kann auch zur Vorwärmung von Schwachgas
dienen, wenn die Öfen mit Schwachgas beheizt werden sollen. Schwachgas oder Luft
wird durch die Sohlkanäle 23 den Regeneratoren 14 zugeführt bzw. wird nach Zugrichtungswechsel
Abgas durch die Sohlkanäle 23 aus den Regeneratoren abgezogen.
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Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, wird Starkgas dem Kanal 20 durch
einen waagerechten Zuführungskana124 etwa in der Mitte zugeführt. Der Zuführungskanal
24 ist außen mit einer Leitung 26 verbunden, die mit einem Umstellorgan 25 versehen
ist und an eine Hauptleitung 27 angeschlossen ist. Die Starkgasdüsen 22 liegen im
wesentlichen in der gleichen Höhe wie die Enden der Verbindungskanäle 14, 15 der
Regeneratoren, so daß Starkgas und Luft wirksam gemischt werden. Eine schnelle Mischung
von Gas und Luft wird jedoch verhütet, wenn die Gasdüsen unterhalb der Luftdüsen
liegen. Eine turbulente Mischung von Gas und Luft wird erreicht, wenn die Gasdüse
oberhalb der Luftdüse liegt. Der Querschnitt jedes Zuführungskanals 24 ist im wesentlichen
größer als der des Kanals 20.
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Bei der Ausführungsform der Erfindung nach den Fig. 2 bis 4 sind die
äußeren Enden von zwei Zuführungskanälen 24 durch einen Verbindungskanal 32 miteinander
verbunden. Die Kanäle 32 liegen im Mauerwerk der Regeneratorendwände. An jedem äußeren
Ende des Zuführungskanals 24 ist ein Injektor 33 angeordnet. Jeder Injektor 33 besteht
aus einer Starkgasdüse 34. Die Starkgasdüse 34 ist von einem Silikarohrtei136 umgeben,
dessen Ende im wesentlichen in der Mitte des Kanals 24 mündet und gegenüber der
Starkgasdüse 34 vorsteht. Dadurch wird die aus Stahl bestehende Starkgasdüse 34
gegen die heißen Abgase geschützt. Das Ende des Zuführungskanals 24 ist an der Verbindungsstelle
mit dem Verbindungskanal 32 venturiartig ausgebildet, so daß eine injektorartige
Wirkung beim Einführen des Starkgases aus der Starkgasdüse 34 in den Kanal 24 entsteht
und aus dem Kanal 32 Abgas mitgerissen wird.
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Jede Starkgasdüse 34 hat an ihrem äußeren Ende einen Kupplungsteil
38, der mittels eines Flansches 41 und Schrauben 43 mit einer in der Außenwand
eingebetteten Platte 42 verbunden ist. Die Platte 42 wird durch an den Ankerständern
46 angeordnete Ansätze 44 gehalten. Die Kupplung 38 verbindet die Starkgasdüse 34
mit der Leitung 26. Wenn durch die eine Starkgasdüse 34, wie durch Pfeile angedeutet,
Starkgas in den Kanal 24 eingeführt wird, wird die eine Heizwand zwischen zwei Ofenkammern
10, wie aus Fig.2 ersichtlich, aufwärts beflammt. Abgas strömt dann abwärts durch
die damit verbundene Heizwand 11 zu den zugehörigen Regeneratoren 14, 15. Dadurch
stehen auch die Starkgaskanäle 20 dieser Heizwand mit Abgas in Verbindung. Durch
das in den Zuführungskanal 24 des einen Starkgaskanals 20 unter Druck eingeführte
Starkgas wird somit Abgas aus dem benachbarten Starkgaskana120 über den Verbindungskanal
32 mitgerissen, so daß ein Starkgas-Abgas-Gemisch entsteht. Dadurch wird
der Heizwert des Starkgases herabgesetzt und eine langsame Verbrennung in den Heizzügen
unter Bildung einer langbrennenden Flamme erzielt, die sich gleichmäßig über die
ganze Höhe erstreckt. Infolge der regenerativen Beheizung wird die Beheizungsrichtung
in regelmäßigen Zeitabständen gewechselt, so daß in einem Zeitraum die eine und
im anderen Zeitraum die andere Düse 34 zur Gaseinführung und Abgasansaugung dient.
Durch die Vermischung von Abgas mit dem Starkgas an der Einführungsstelle in den
Starkgaskanal wird nicht nur infolge Verringerung des Heizwertes des Starkgases
eine gleichmäßige Verbrennung des Starkgases auf der ganzen Höhe
der
Ofenkammer erzielt, sondern werden auch zusätzliche Ablagerungen von Kohlenstoffen
in den heißen Starkgaskanälen vermieden.
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In den Fig.5 bis 7 ist die Erfindung bei einem anderen Ofensystem
veranschaulicht. Hierbei wird die Ofenkammer in an sich bekannter Weise so beheizt,
daß in der einen Heizperiode die eine Hälfte der Heizwand aufwärts und die andere
Hälfte abwärts beflammt wird und in der anderen Heizperiode die Beheizung umgekehrt
erfolgt. Wie aus den Figuren ersichtlich, sind die beiden Heizwandhälften durch
eine mittlere Wand 50 unterteilt. Wenn beispielsweise die linke Heizwandhälfte (Fig.5)
beheizt wird, strömt Verbrennungsluft aus den Regeneratoren 53 durch die Kanäle
56 und Starkgas aus dem Kanal 49, den Zweigkanälen 48 und den Düsen 40 in die Heizzüge
45. Die Verbrennung vollzieht sich nunmehr auf der ganzen Höhe der Heizzüge 45.
Die Abgase sammeln sich in einem anderen Sammelkanal 47 und strömen in Pfeilrichtung
in den oberen Sammelkanal 47 der rechten Heizwandhälfte und von hier abwärts durch
die Heizzüge 45 und die Kanäle 56 zu den Regeneratoren 54 und zum nicht dargestellten
Kamin.
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Der etwa im mittleren Teil des Starkgaskanals 49 an diesen angeschlossene
Zuführungskanal 51 ist in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach
den Fig. 1 bis 4 durch einen Verbindungskanal 52 mit einem benachbarten Starkgaskanal
49 verbunden, um Starkgas mit Abgas zu vermischen.
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Die Beheizung muß in diesem Fall so erfolgen, daß die linke Hälfte
der einen Heizwand beispielsweise aufwärts und die rechte Hälfte abwärts beflammt
wird, wie in Fig. 5 dargestellt. Auf der anderen Seite der Ofenkammer wird die Heizwand
jedoch im gleichen Zeitpunkt in umgekehrter Richtung beheizt, so daß also, wie aus
Fig. 6 ersichtlich, die mit 45 bezeichneten Hälften jeder Heizwand aufwärts und
die mit 45a bezeichneten Hälften jeder Heizwand abwärts beflammt werden. Auf diese
Weise ist somit jeweils der eine von zwei durch einen Verbindungskanal 52 verbundenen
Starkgaskanälen 49 mit Gas beaufsahlagt, während der andere unter Abgas steht. Dadurch
tritt somit die bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4 beschriebene Wirkungsweise
der hier nicht dargestellten Injektordüsen ein, wodurch bei der Gaszufuhr zu der
aufwärts beflammten Heizwandhälfte Abgas durch den Verbindungskanal 52 aus der abwärts
beflammten Heizwandhälfte angesaugt wird.
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Die in den Fig. 8 bis 10 dargestellte Ausführungsform der Erfindung
ist an einem sogenannten Zwillingszugofen mit halbgeteilten Regeneratoren veranschaulicht.
Hierbei ist jeder Heizwand je ein Vorwärmregenerator und ein Abhitzeregenerator
62, 63 in gleicher Weise wie bei dem Ofensystem der Fig. 5 bis 7 zugeordnet. Der
beispielsweise zur Vorwärmung der Luft dienende Regenerator 62 ist durch Verbindungskanäle
69 mit den Heizzügen 68a unmittelbar und durch einen Querkanal, der vom inneren
Ende des Regenerators 62 abgeht über einen Horizontalkanal 66 durch Verbindungskanäle
73 mit den darüberliegenden Heizzügen 68 a mittelbar verbunden. In entsprechender
Weise ist der Regenerator 63 durch Verbindungskanäle 70 mit den darüberliegenden
Heizzügen 68b
und durch den mit dem Regenerator 63 verbundenen Horizontalkanal
67 und die Verbindungskanäle 71 mit den Heizzügen 68b oberhalb dieses Kanals 67
verbunden. Starkgas wird den waagerechten Starkgaskanälen 81, jeder Seite der Ofenbatterie
durch mit einer Hauptleitung 79 verbundene Zweigleitungen durch senkrechte Kanäle
81 a und die waagerechten Starkgaskanäle 82 durch senkrechte Kanäle 82a zugeführt.
Der Starkgaskanal 81 ist durch die senkrechten Kanäle 81a mit den Heizzügen 68a
und der Starkgaskanal 82 durch die Kanäle 82 b mit den Heizzügen 68 verbunden. Unter
jeder Heizwand liegt somit je ein waagerechter Starkgaskanal 81, 82, die beide von
jeder Batterieseite aus gespeist werden. Die beiden Starkgaskanäle 81, 82 sind durch
in dem äußeren Mauerwerk: jeder Batterieseite angeordnete Verbindungskanäle 83 paarweise
miteinander verbunden. Die in die Kanäle 81, 82 einmündenden Starkgasdüsen sind
in entsprechender Weise wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4 ausgebildet.
Dadurch wird somit, wenn beispielsweise die Heizzüge 68a aufwärts beflammt werden,
Starkgas durch die Leitungen und Kanäle 81, 81a in den Heizzügen zur Verbrennung
gebracht, wobei die in den Verbindungskanal 83 mündenden Starkgasdüsen Abhitze aus
den Heizzügen 68 b der benachbarten Heizwand ansaugen. Nach dem Zugrichtungswechsel
erfolgt dann die Beaufschlagung mit Starkgas zu den Kanälen 82, wobei die Abhitzeansaugung
in umgekehrter Weise erfolgt.