DE2155528A1 - Egenerativ beheizter, batterieweise angeordneter verkokungsofen und verfahren zum betriebe desselben - Google Patents

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Dipl.-Ing. E. E. Enkener _ _ _, , _ _

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Regenerativ beheizter, batterieweise angeordneter Verkokungsofen und Verfahren zum Betriebe desselben

Die Erfindung betrifft einen regenerativ beheizten, batterieweise angeordneten Verkokungsofen und ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Ofens bei Beheizung mit Starkgas.

Beim Übergang zu größeren Kammerhöhen hat man bei Starkgasbeheizung schon früh damit begonnen, nicht nur Brennstellen in der Nähe der Sohle der Heizzüge anzuordnen, sondern das Starkgas auch teilweise durch Brenner zuzuführen, deren Mündung sich in erheblichem Abstand von der Heizzugsohle befindet. Man hat solche öfen beispielsweise so gebaut, daß in einer Heizzugreihe Heizzüge mit einem niedrigeren Brenner und Heizzüge mit einem höheren Brenner abwechseln. Mit Rücksicht auf die geringe Wärmeleitfähigkeit des Mauerwerks erfolgte dabei trotz der unterschiedlichen Höhe der Brennstellen ein Wärmeausgleich, so daß eine solche Anordnung der Brenner einer gleichmäßigen Erwärmung des Kammerinhaltes in der Längserstreckung der Kammer nicht entgegenstand. Auch in der Höhenrichtung findet bei einer solchen Brenneranordnung ein Ausgleich statt. In welchem Maße die höheren Schichten des Kammerinhaltes erhitzt werden, hängt dabei von der Entfernung ab, in der die Mündungen der höheren Brenner oberhalb der Heizzugsohle liegen.

Um bei sehr großen Kammerhöhen eine genügende Erhitzung

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der höheren Brennstofflagen der Kammer sicherzustellen und eine gleichmäßige Beheizung in der Längserstreckung der Kammer und in der Höhenrichtung zu gewährleisten, ist man dazu übergegangen, einem seit langem bekannten Vorschlag zu folgen und in einem Teil der Heizzüge oder in sämtlichen Heizzügen mehrere Brenner anzuordnen, die unterschiedlich hohe Austrittssteilen haben. Eine derartige Anordnung ist naturgemäß aufwendiger, denn wenn jede einzelne Starkgasbrennstelle mittels einer außerhalb des Mauerwerks liegenden Düse regelbar sein soll, so sind eine größere Anzahl von ßtarkgaszuführungskanälen und Starkgasdüsen erforderlich.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen für die Beheizung mit Starkgas geeigneten, regenerativ betriebenen, batterieweise angeordneten Verkokungsofen so auszubilden, daß in jedem Heizzug praktisch nur ein einziger Starkgasbrenner vorgesehen ist und dennoch die Möglichkeit besteht, sowohl in Langserstreckung der Kammer eine gleichmäßige. Beheizung der Kammer zu erzielen als auch insbesondere eine gleichmäßige Erhitzung der Beschickung in der Höhenrichtung zu erreichen und darüberhinaus in der Lage zu sein, sich unterschiedlichen Betriebsbedingungen, nämlich u.a. einer Verschiedenheit der zu verkokenden Kohle, einer längeren oder kürzeren Garungszeit anzupassen.

Gemäß der Erfindung sind bei einem derartigen Verkokungsofen die in Heizwänden eingeschlossenen Heizzüge aufgeteilt in zwei Gruppen, von denen die erste, die Hälfte der Heizzüge umfassende Gruppe nur mit einem in der Nähe der Sohle mündenden Starkgasbrenner, die andere, die zweite Hälfte umfassende Gruppe nur mit einem weit in den Heizzug hineinragenden Brenner ausgestattet ist, wobei längs der Heizwand im allgemeinen Heizzüge beider Gruppen mit-

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einander abwechseln und die beiden Gruppen von Heizzügen an die ßtarkgasverteilungsleitung und die Regeneratoren sowie die den Regenerativwechsel bewirkenden Umstelleinrichtung derartig angeschlossen sind, daß in der einen Halbperiode die erste Gruppe beflammt wird und die verbrannten Gase durch die Heizzüge der zweiten Gruppe abziehen, während in der anderen Halbperiode die beiden Gruppen in umgekehrter Richtung beaufschlagt sind.

Eine derartige Anordnung des Beheizungssystems gestattet eine Starkgasbeheizung des Koksofens in der Weise, daß die Starkgaszufuhr zu den Brennern beider Halbperioden auf unterschiedliche Werte eingestellt werden kann. Man kann also bei gleichbleibender Luftzufuhr in beiden Regenerativhalbperioden die Starkgaszufuhr der zweiten Heizzuggruppe, in der die höheren Brenner angeordnet sind, in dem Maße größer oder geringer wählen als die Starkgaszufuhr zur ersten Heizzuggruppe, als es der Erzielung einer gleichmäßigen Erhitzung der Ofenkammer in der Höhenrichtung entspricht. Gleichzeitig mit der Umstellung muß also, wenn eine unterschiedliche Beflammung beider Heizzuggruppen erfolgen soll, der Vordruck der Starkgasleitungen geändert werden. Dies läßt sich in einfacher Weise erreichen, indem der Sollwert des Gasdruckreglers der Batterie im Takt der Umstellung um eine im vorhinein eingestellte Differenz automatisch umgestellt wird.

Man hat bei einem mit höhengestufter Starkgasbeheizung eingerichteten, batterieweise angeordneten Verkokungsofen schon vorgeschlagen, die Starkgasbrenner in zwei Gruppen aufzuteilen, wobei die höheren Brenner die eine, die niederen Brenner die andere Gruppe bilden, und zur Speisung der Brenner gesonderte, je einer Gruppe zugeordnete, über die Batterielänge durchlaufende, bezüglich des Gasdruckes

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unabhängig voneinander einstellbare Starkgasverteilungsleitungen vorzusehen. Bei diesem Ofen sind nicht nur in jedem Heizzuge mehrere Brenner mit gesonderten, in Mauerwerk verlaufenden Starkgaszuleitungen vorgesehen, sondern auch zwei über die Batterielänge durchlaufende Gasverteilungsleitungen. Gemäß der Erfindung braucht nur eine einzige Starkgasverteilung vorhanden und in jedem Heizzug nur ein Starkgasbrenner mit zugehörigem Starkgaskanal angeordnet zu sein, wobei die gleiche Wirkung, nämlich eine einfache Regelung der Höhenbeheizung, ermöglicht wird.

Auf der anliegenden Zeichnung sind perspektivisch dargestellt die Regeneratoren mit ihren Sohlkanälen, die Zwillingsheizzüge und die Verbindungskanäle zwischen Regeneratoren und Heizzügen, und zwar sind nur die Wandungen gezeichnet, die die hohlen Räume, welche Regeneratoren, Heizzüge usw. bilden, umgeben, nicht also das Mauerwerk des Ofens, auch nicht die zwischen zwei Heizzügen liegenden Ofenkammern. Es handelt sich um eine beispielsweise Äusführungsform eines regenerativ beheizten, batterieweise angeordneten Verkokungsofens,und zwar um einen Zwillingszugofen, der als Unterbrenner ausgebildet ist und sowohl mit einem nicht Vorzuwärmenden Starkgas als auch mit einem im Wärmeaustausch vorzuwärmenden Schwachgas betrieben werden kann:

Von drei in Batterielängsrichtung aufeinanderfolgenden, in Zwillingszüge aufgeteilten Heizzugreihen sind jeweils nur die Kopfheizzüge a, a', b, b', c, c¹ dargestellt sowie die mit diesen Heizzügen in Verbindung stehenden QJeile der beiderseits der Mittelebenen der Heizzugreihen liegenden Zweiergruppen von Regeneratoren; da es sich um einen Verbundofen handelt, dient bei der Vorwärmung des Schwachgases im Falle der Schwachgasbeheizung der eine Regenerator einer solchen Zweiergruppe zur Vorwärmung des Schwach-

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gases, der andere zur Vorwärmung der luft; im Falle der Starkgasbeheizung dienen "beide Regeneratoren einer solchen Zweiergruppe zur Vorwärmung der Luft. Diese Zweiergruppen sind mit d., e^ und do, βρ₅ die zugehörigen Sohlkanäle mit S bezeichnet.

In den Heizzügen a, b¹, c sind niedrige Starkgasbrenner hv,, in den Heizzügen a¹, b und c¹ höhere Starkgasbrenner ho vorgesehen. Die niedrigen Brenner h,* sind über senkrechte, zwischen den Regeneraotren aufsteigende Mauerwerkskanäle k^ an die waagerechten Starkgasdüsenrohre r^ über einstellbare (nicht dargestellte) Düsen angeschlossen, die höheren Brenner ho über Mauerwerkskanäle k^ an die Starkgasdüsenrohre r₂- Beide Rohre r^und rp sind über Umstellhähne H an die Starkgashauptleitung L angeschlossen. In diese ist ein Gasdruckregler R eingebaut.

Zu den Heizzügen mit niedrigen Brenner h. führen von den Regeneratoren d,- und e. Verbindungskanäle f^ und g.. Zu den Heizzügen mit höheren Brennern ho führen von den Regeneratoren dp und θρ Verbindungskanäle fo und

Durch das kräftig ausgebildete Flammenbild F. an den Brennern h.ist angedeutet, daß wir uns in derjenigen Regenerati vhalbperio de befinden, in der die Heizzüge a, b· und c beflammt sind. Die Pfeile P an den Umkehrstellen der Zwillingszüge deuten die Richtung der Verbrennungsgase an. Die Pfeile CL· deuten die Strömungsrichtung der vorzuwärmenden Luft, die Pfeile Qo die Strömungsrichtung der abziehenden verbrannten Gase in den Sohlkanälen S an. Man hat sich vorzustellen, daß an demjenigen Ofenkopf, der zu dem dargestellten entgegengesetzt liegt, die Luft eintritt und die verbrannten Gase in d#n dort vorhandenen Abgaskanal abgesaugt werden.

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Nach der Umstellung kehrt sich die Richtung der Pfeile P, Q^l und Qp um. Es werden alsdann die höheren Brenner hp in den Zügen a', b und c¹ beflammt. Statt der Düsenrohre r^ sind die Düsenrohre r^ an die Leitung L angeschlossen. Es gelten die KLammenbilder Fp.

Je nach der Stellung des in die Leitung L eingebauten Gasdruckreglers, dessen Regelwert bei der Umstellung ebenfalls umgestellt wird, werden durch die Leitungen r,- oder rp größere Mengen an Starkgas jedem einzelnen Starkgasbrenner zugeführt. Je größer die den Brennern hp zugeführten Starkgasmengen sind, umso stärker wird Wärme dem oberen Teil der Kammerbeschickung zugeleitet.

Die nachstehende Rechnung zeigt, daß bei einem an sich üblichen Luftüberschuß ohne .Änderung der Luftmenge von einer mittleren Starkgas zufuha? auf eine bis zu 20% höhere oder geringere Starkgaszufuhr übergegangen werden kann. Dabei ändert sich allerdings der tatsächliche Luftüberschuß, während die Abgasmenge sich nur in geringem Maße verändert:

Wird mit einem etwa 30 %igen Luftüberschuß gefahren, so beträgt - auf 1,0 Nnr Starkgas gerechnet_T die in der Zeiteinheit zugeführte Luftmenge 5j55 Nm . Zur vollständigen Verbrennung des Starkgases werden davon 4,27 Nur benötigt. Der Luftüberschuß beträgt 1,28 Nnr, was einem Wert von 30 % entspricht.

Hieraus erre-chnet sich die Abgasmenge wie folgt:

verbrannte Gasmenge 4,93 Luftüberschuß 1,28

Abgasmenge 6,21 Nia-' = 100 %

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Wird für eine der beiden Halbperioden die den höheren oder niedrigeren Brennern zugeführte Gasmenge um 10 % oder 20 % erhöht, so treten folgende Verhältnisse ein. Bei der Zufuhr von 1,1 Nur Starkgas (10 %ige Erhöhung) steigt der zur Verbrennung benötigte Luftanteil auf 4-,7O

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Nnr; es verbleibt nur noch ein Luftüberschuß von 0,85 Nm das sird 18 %. Die Abgasmenge errechnet sich in folgender Weise:

verbrannte Gasmenge 5}4-2 Nnr Luftüberschuß 0,85 ⁵

Abga^smenge 6,27 Nur = 101 %

Wird mit 40 % igem Luftüberschuß gefahren, d.h. wird pro

7. 7.

1,0 Nnr Starkgas pro Zeiteinheit 5,98 Nnr zugeführt, so ergibt sich bei normaler Beheizung ein Luf tuber schliß von 1,71 Nm⁵ = 40 %.

Wird jetzt die Starkgasmenge um 20 %, d.h. auf 1,2 Nm gesteigert, so entsteht bei der Verbrennung immer noch ein Luftüberschuß von 17 % (0,86 Nnr), die verbrannten Gase betragen 5,92 Nm , so daß sich eine Abgasmenge von 6,78

Nbt ergibt.

Die normale Abgasmenge errechnet sich zu 6,64 Nar. Das bedeutet, daß bei 40 %igem Luftüberschuß und einer Steigerung der pro Zeiteinheit zugeführten Starkgasmenge um 20 % die Abgasmenge nur um etwa 2 % gesteigert wird. Das sind Werte, die ohne weiteres im Betrieb zulässig sind.

Pat entanspräche

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Claims (2)

1. 21555

   Patentansprüche

   Regenerativ beheizter, batterieweise angeordneter Verkokungsofen, bei dem von den in Heizwänden eingeschlossenen Heizzügen die Hälfte (erste Gruppe) nur mit einem in der Liiihe der üohle mündenden Starkgasbreimer, die andere Hälfte (zweite Gruppe) nur mit einem v;eit in den Heizzug hineinragenden Starkgasbrenner ausgestattet ist und längs der Heizwand Züge beider Gruppen miteinander abwechseln, g e k e η η ζ e i c h η e t d\irch einen solchen Anschluß der beiden Gruppen von Heizzügen (a, a¹, b, b¹ usw.) an die Starkgasvertoilungsleitungen (r^,, r_o) und an die Regeneratoren (d^, e. und dp, e,,), sowie die den Regeneratevwechsel bewi2\keuae Umstell organe, daß in der einen Halbperiode die erste Grujme beflammt wird und die verbrannten Gase durch die Heizzüge der zweiten Gruppe abziehen, während in der anderen Halbperiode die. beiden Gruppen in umgekenrter Rich-r tung beaufschlagt sind.
2. 2. Verkokungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Starkgashauptverteilungsleitung (L) eingebaute Gasdruckregler (R) derart an die Umstellwiride angeschlossen ist, daß mit der Umstellung der Solldruckwert des Reglers (R) zwischen einem der Beflammung der ersten Gruppe und einem der der zweiten Gi¹UpI)C entsprechenden Wert gerindert "λΙιμ.

   J₁. Verfahren zum Betrieb regenerativ beheizter. btttex\ie~ weise angeordneter Verkokungsöfen na") Anspruch 1 und 2, dadurch .{_/V'imüoi chnet, daß bei flcioiihleiberider Luitzuj'uii7* in 1-uiaeri Regenerai-i.v-Halbpcr-iooen die ßtai'kgaFiaif\ih ijci" :·. v.eitcn Kf^jizi-nif;g:ruppe in den liaße höher oder gf-ringer al s difc at r e:^;3t.en Heizzuggrujjp-j gewählt wird, als der LräieluiH· einer gleichmäßigen L; üi.vM.ut.·'· der Ofen kimme rn in der jöhenri cMung entspriel U

   BAD ORIGINAL