DE2164994C3 - Rekuperativkoksofen - Google Patents

Description

2. Koksofen nach Anspruch 1, dadurch ge- während durch die andere Hälfte die Abgase abgekennzeichnet, daß jede Heizzuggruppe (4 bis 6) führt werden. Entsprechend der wechselnden Beheieinen abbrennenden Heizzug (5) aufweist, der zung werden unterhalb der Ofenkammem angeordvon zwei an den benachbarter.· Ofenkammem (1) 25 netc Rcgeneratorzellen abwechselnd mit Luft oder aufbrennenden Heizzügen (4 und 6) flankiert ist. Abgas (Starkgasbeheizung) und Luft und Schwach-

3. Koksofen nach Anspruch 2, dadurch ge- gas oder Abgas (Schwachgasbeheizung) beaufschlagt, kennzeichnet, daß die Heizwände (32) in der Erklärtes Ziel im Koksofenbau ist, die Durchsatz-Mittelachse üir abbrennenden Heizzugreihe eine leistung von Koksöfen zu erhöhen. Die Anstrcngundurchgehende, stützende Längswand (30) aufwei- 30 gen in Verfolgung dieses Ziels sind mannigfaltig und sen. reichen beispielsweise vom Vcrgleichsmäßigen der

4. Koksofen nach Ansprurh 1, dadurch ge- Kokskohle über die Anwendung bestimmten Steinkennzeichnet, daß die Rekuperatoren (16, 41 und materials für die Heizwände bis zu zahlreichen Be-42) unmittelbar an die Sohle der Heizzuggruppen heizungsmethoden und Regeleinrichtungen zur besse-(4 bis 6 bzw. 33 bis 35) angeschlossen sind und 35 ren Anpassung des Wärmeangebotes an den Wärmeihre Schwachgas- und/oder Luft- und Abgaszcl- bedarf der Ofenkammer bzw. an deren Füllung len (19 bis 22 und 43 bis 47) in vertikaler Fort- (Kammerbesatz).

setzung der entsprechenden Mediumsschächte (5 Man kann davon ausgehen, daß eine gleichmäßige

und 7 bis 9 bzw. 33 bis 35) der Heizzuggruppen und zügige Ausgarung eines Kammerbesatzes besonliegen. 40 ders von der Einstellmöglichkeit der Wärmcstrom-

5. Koksofen nach Anspruch 3, dadurch ge- dichte in den Heizwänden abhängig ist. Die bisher kennzeichnet, daß metallische Rekuperatoren hierfür angewendeten Mittel bestehen in der Anwcn-(16) Anwendung finden, die im tragenden dung des Regclstromprinzips, nach dem die DurchMauerwerk (17) unterhalb der Ofenksmmern (1) flußmengen der strömenden Medien (Gas, Luft und und Heizwände (2) nach unten herausnehmbar 45 Abgas) pro Zeiteinheit dosiert sind, ferner darin, daß angeordnet sind. die Heizzüge in Längsrichtung der Heizwändc einzeln oder in Gruppen abwechselnd auf- und abbrennen und innerhalb eines Heizzuges mehrere Brcnnstellen in unterschiedlichen Höhenlagen vorgesehen

50 sind.

Nachteilig bei dem Regenerativsystem ist die geringere Wärmestromdichtc in den nicht beflammten Heizzügen, die Heizwandflächen mit niedrigerem Wärmeübergang zum Ofenkammerbesatz entstehen

Die Erfindung betrifft einen Rekuperativkoksofen, 55 läßt. Außerdem ist jede Heizwand an der Beheizung ei dem cine Ofenkammer zwischen zwei Heizwän- zweier Ofenkammem beteiligt, deren Besatz in bezuf en liegt, deren in Gruppen zusammengefaßte Heiz- auf die Ausgarung oft unterschiedlich weit vorange ügc zwecks Wärmeaustausch von Schwachgas und/ trieben ist, was eine die Durchsatzlcistung steigernde ider Luft mit Abgas mit unterhalb der Ofenkam- Anpassung des Wärmebedarfs auf eine einzeln« nern und Heizwänden angeordneten Rekuperator- 6° Kammer ausschließt.

:ellen in Verbindung stehen. Eine erhebliche Durchsatzsteigerung ist nur zu er

Derartige Öfen sind beispielsweise aus der deut- reichen, wenn die Wärmezufuhr dem Wärmebcdar chcn Patentschrift 959 726 bekannt. Sie haben ge- eines Kammerbcsatzcs weitgehend genau angcpaß ;enübcr regenerativ beheizter Öfen den grundsätzli- wird. d. h, jede Kammer für sich beheizt wird und dl· •hen Vorteil, daß die Zugwcchscl-Vorrichtungcn und 65 Beheizung zu Beginn der Garungszcit wesentlich in leren Bedienung fortfallen, da die Bcflammung der tensiver vonstatten geht als dies bei den hcrkömmli heizzüge ständig in gleicher Zugrichtung erfolgt. An- chcn Koksöfen möglich ist, während am Ende de iererscits werden Rekuperatoren, die aus keratin- Garungszeit eine Drosselung der Wärmezufuhr er

ti

folgt, um den Wärmeausgleich innerhalb tics Kammerbesatzes durch den von der Heizwand zur Ofenkammcrmittc bestehenden Temperaturunterschied zustande kommen zu lassen.

Die unabhängige separate Beheizung jeder Ofenkammer ist unter dem Begriff »programmierte Beheizung« bekannt. Sie erlaubt zu jedem Zeitpunkt der Garung dem Kammerbesatz, die gerade erforderliche Wärmemenge zuzuführen und nach Beendigung der Garung die Wärmezufuhr abzustellen. to

Ein Koksofen mit programmierter Beheizung ist aus der deutschen Offenlegungsschrifi 2 011 261 bekannt. Jede Ofenkammer des dort gezeigten Ofens, der nach dem Regenerativprinzip arbeitet, weist eine linke und rechte Heizwand auf, die mit zwei darunterliegenden wechselweise mit Luft und Abgas beaufschlagten Regeneratoren verbunden sind. Bei diesem Ofen wechseln in Längsrichtung der Heizwände auf- und abbrennende Heizzüge miteinander ab, so daß die der Ofenkammer zugekehrte Fläche jeder Heizwand im Bereich der nicht beflammten Heizzüge Flächenabschnitte mit geringerer Wiirmest romdichte hat. Ein gleichmäßiges Angebot an Wärmestromdichte ist durch die Heizwände nicht gegeben, wodurch auch nicht in optimaler Weise mit dein Warmeangebot auf den Wärmebedarf der Kammer cinuegangen werden kann. Außerdem ist die Anordnung von zwei Heizwänden für eine Ofeiikammer recht aufwendig und kostspielig.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, untrr An-Wendung der Anordnung verschieden hoch liegender Brcnnstcllen in den Heizzügen und des Rekuperativsystems bei einfachen Aufbau des Koksofens die programmierte Beheizung zu verbessern.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Heizzuggruppen mit ihren aufbrennenden Heizzügen den benachbarten Ofenkammern zugewandt quer zur Längsrichtung der Heizwände angeordnet sind und für jede Heizzuggruppe ein Rekuperator mit Zellen für Schwachgas und/oder Luft und Abgas vorgesehen ist, die gemeinsam und unabhängig voneinander betätigbare Diirchflußrcgclorganc aufweisen. Auf diese Weise befinden sich an den eine Ofenkammer begrenzenden Außenflächen der heizwände stets aufbrennende Heizzüge, wodurch die Wärmestromdichte der Flächen zu jedem Zeitpunkt der Garung durch entsprechende Einstellung der Rcgclorg;<nc der Rekuperatoren optimal gestaltet werden kann unter Ausnutzung des baulichen Vorteils einer einzigen Heizwand, die zwei Ofenkammcrn beheizt. Die beflammten Außenflächen einer Heizwand sind in ihrer Heizwirkung unabhängig voneinander einstellbar, so daß eine Ofenkammer, obwohl sie von zwei Heizwänden beaufschlagt wird, an jeder Längsseite ein gleiches Wärmeangebot erhalten kann.

Eine bevorzugte Ausbildung der Heizwand besteht darin, daß jede Heizzuggruppe einen abbrennenden Heizzug aufweist, der von zwei an den benachbarten Ofenkammern aufbrennenden Heizzügen flankiert So ist. Diese Konstruktion ist einfach und billig, Es ist dennoch möglich, zwischen den zwei aufbrennenden Heizzügen zwei abbrennende Heizzüge vorzus:hen und so jedem aufbrennenden Heizzug seinen abbrennenden Heizzug )'(!zuordnen. In manchen Fällen «5 kann es von Vorteil sein, die Heizwände in der Mittelachse der abb-1'inenden Heizzüge durch eine durchgehende Längswand zu stützen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Rekuperatoren unmittelbar an dte Sohle der Heizzuggruppen angeschlossen, derart, daß ihre Schwachgas- und/oder Luft- und Abgaszellen in vertikaler Fortsetzung der entsprechenden Mediumsschächte der Heizzüge liegen. Dadurch werden kostspielige Verbindungskanäle zwischen Heizzügen and Rekuperatoren eingespart. Die Regelorgane für Abgas, Luft und Schwachgas können am freien kalten Ende der Rekuperatoren vorgesehen sein, so daß sie im Bedarfsfalle leicht zugänglich sind.

Zweckmäßig werden metallische Rekuperatoren Anwendung finden, die im tragenden Mauerwerk unterhalb der Ofenkammern und Heizwände herausnehmbar angeordnet sind. Metallische Rekuperatoren besitzen heutzutage genügend Betriebssicherheit und einen der Praxis gerecht werdenden Wirkungsgrad. Die mit der Rekuperativbeheizung verbundenen Risiken, die für die Fachwelt Anlaß waren, Regenerativkoksöfen bevorzug zu bauen, ist nicht mehr vorhanden, zumal die einer Heizzuggruppe zugeordneten Rekuperatoren infolge ihrer Abmessungen eine Hantierung zulassen und leicht ausgewechselt werden können, wenn Anlaß dazu gegeben ist. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den Rekuperator einer Heizwand mehrteilig auszubilden.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand einer schematischen Zeichnung erläutert.

Fig. I zeigt einen ausschniltsweisen Querschnitt durch Ofenkammern und Heizwände eines Koksofens mit Starkgasbeheizung,

F i 12.2 ist ein Schnitt nach der Linie I-I der F i g. Ϊ.

Fig. 3 die Prinzipskizze eines Rekuperators für einen O'en gemäß F i g. 1 und 2,

Fig. 4 veranschaulicht einen Verbundkoksofen in einer Darstellungswcisc wie in Fig. 1 u.ⁿ.d

F i u. 5 einen Schnitt nach der Linie Ii-II der F ig. 4.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 bedeuten I die Ofenkammern und 2 die Heizwände, die durch Querbinder3 in Heizzuggruppen mit drei quer zur Hciz.wandlängsrichtung hintereinanderliegenden Heizzügen 4,5 und 6 unterteilt sind. Der mittlere Heizzug 5 ist ohne Einbauten, während die beiden an die Ofenkammern I angrenzenden Ffeizzügc 4 und 6 Luftschächte 7 und 9, einen Bodcnlufteinlritt 8 und eine sich ebenfalls in Bodenhöhe befindliche Starkgascintrittsdüsc 10 aufweisen. Die beiden Luftschächte 7 und 9 enden in unterschiedlichen Höhen, wobei die jeweils an eine Binderwand 3 angrenzenden Schächte 7 bzw. 9 zweier in gleicher Wandlängsrichtung hintcrcinanderliegcndcr Heizzüge 4 bzw. 6 gleiche Höhen haben können.

Zu jeder Heizzuggruppe 4 bis 6 gehört ein Rekuperator 16, c'jr unmittelbar unterhalb der Heizzüge im tragenden Mauerwerk 117 des Koksofens angeordnet ist und die Hcizziiggruppcn 4 bis 6 sozusagen nach unten fortsetzt. Der Rekuperator besteht aus zwei Tt-ilen 18 und 19, die in nicht dargestellter Weise zu einer Einheit verbunden sind. Diese Einheit hat (lic FnrKcizimg der Luftschacht 7 und 9 und des Bodenlufteintrittcs 8 der beiden äußeren Heizzüge 4 und 6 bildende Zellen 19 bi<- 21. ferner Zellen 22, dii gemeinsam den milderen Heizzug5 fortsetzen. Die Zellen 19 bis 22 sind am freien Ende des Rekuperators mit Regclorgancn 23 bis 26 verschen, die eine der Ι)ΐ1ΓίΙΐς:ΐΙ/ιηΡΜ«Γ· f rliliilinn Im HiTiMi-Ii

der Rcgclorgane 23 bis 26 befindet sich auch das Regelorgan 27 für die Starkgasdüsc 10 der alitieren Heizzüge 4 und 6.

Zur Beheizung einer Ofenkammer 1 arbeiten mit Bezug auf F i g. 2 die Heizzugreihen 4 der sicli rechts und links der Kammer 1 befindlichen I leizwändc 2 zusammen, d. h. an den Rcgelorgancn 23 bis 27 dieser Heizzüge wird der Behci/.ungsablauf über die gesamte Garungszeit des Kammerbesatzes gesteuert. Dabei strömt das zur Beheizung benutzte Slarkgas bei 10 in die Heizzüge ein und verbrennt stufenweise mit den Luftmengen, die am BodencintrittS, am halbhohen Schacht 7 und am hohen Schacht 9 austreten. Dadurch und infolge der an den Kammerseitenflächen durchgehend angeordneten aufbrennenden Heizzüge 4 kann die Wärmestromdichtc sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung dem Bedarf des Kammerbesatzes weitgehend angepaßt werden.

Die Abgase der aufbrennenden Heizzüge gelangen durch die Durchlässe 14 und 15 der Wände 11 und 12 in den mittleren Heizzug 5, durchströmen dann die Zellen 26 des Rekuperators, ehe sie über einen Sammelkanal 28 abziehen. Sie fließen im Rekuperator im Gegenstrom zur Luft, so daß es zu einem intensiven Wärmeaustausch kommt. Ein Wärmeaustausch ist auch in den Heizzügen gegeben, da die Luftschächtc 7 und 9 an dem von den Abgasen beaufschlagten Heizzug S unmittelbar anliegen.

Die F i g. 4 und 5 veranschaulichen einen Koksofen, der wahlweise mit Starkgas oder Schwachgas betrieben werden kann (Verbundkoksofen). Außerdem ist im Gegensatz zu dem Ofen gemäß F i g. 1 bis 3 die mittlere, abbrennende Heizzugrcihc durch eine Stützwand 30 la'ngsgeteilt, die auf der Tragplatte 31 des Ofens aufgebaut ist. Durch diese Längsteilung entsteht praktisch eine Hcizwand 32 mit qucrgestclltcn Heizzuggruppe^ die jeweils zwei Heizzüge 33 und 34 mit eigenem Abgasschacht 35 aufweisen. Ferner hat jeder Heizzug 33 und 34 einen Bodenaustritt für Luft 36 und Gas 37 sowie einen Luftschacht 38 und einen Gasschacht 39. Beide Schächte enden etwa in

ίο halber Höhe der Heizzüge 33 und 34. Des weiteren ist in jedem Heizzug eine Starkgasdüse 40 vorgesehen.

Die unterhalb der Heizzüge 33 und 34 mit Bezug auf F i g. 4 rechts und links der Stützwand 30 an-

lj, geordneten Rekuperatoren 41 und 42 sind mit einer Abgaszclle 43 und Zellen 44 bis 47 für den Lufteintritt 37, den Gascintritt 38, den Luftschacht 39 und den Gasschacht 40 versehen. Allen Zellen 44 bis 47 sind, wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel be-

ao schrieben, Regelorganc mit gleicher Bewandtnis zugeordnet, so daß darauf nicht näher eingegangen wird.

Beim Betrieb des Ofens mit Schwachgas bilden die Bodenaustritte 36 und 37 eine untere Brennstclle und die S^hachtaustritte 38 und 39 eine obere Brennstelle. Die Abgase jedes Heizzuges 33 und 34 ziehen durch den Abgasschacht 35 über die Abgaszelle 43 der Rekuperatoren in einen Abgaskanal 48 ab.

Bei Starkgasbeheizung entsttömt der Düse 40 Starkgas, während die Eintritte 36 und 37 und die Schächte 38 und 39 Luft führen. Auch hierbei brennen die Heizzüge mit zwei Brennstellen in verschiedenen Höhenebenen.

Hierzu ? Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. schem oder metallischem Material sein können, ver-

   Patentanspröche: hältnismäßig leicht undicht, weil die Trennwände für

   die verschiedenen Medien im Interesse einer guten

   1. Rekuperativkoksofen, bei dem eine Ofen- Wärmeleitung dünn gehalten werden müssen. Sind kammer zwischen zwei Heizwänden liegt, deren 5 erstmal Undichtigkeiten aufgetreten, ist, abgesehen in Gruppen zusammengefaßte Heizzüge zwecks von einer nachteiligen Beeinflussung der Kammerbe-Wärmeaustausch von Schwachgas und/oder Luft heizung, Explosionsgefahr gegeben. Das ist neben mit Abgas mit unterhalb der Ofenkammern und dem geringen thermischen Wirkungsgrad bei der Heizwänden angeordneten Rekuperatorzcllen in Wärmerückgewinnung auch der Grund, weshalb die Verbindung stehen, dadurch gekenn- »«> an sich einfache Rekuperalivbeheizung bis in die zeichnet, daß die Heizzuggruppen (4 bis6 jüngste Zeit hinein im Koksofenbau kein Anklang bzw. 33 bis 35) mit ihren aufbrennenden Heizzü- fand.

   gen (4 und 6 bzw. 33 und 34) den benachbarten Üblicherweise wird heute die Verkokung von

   Ofenkammern (1) zugewandt quer zur Längsrich- jlsinkohlen in Horizontalkammeröfen mit regenera-

   tung der Heizwände (2) angeordnet sind und für 15 tiver Wärmerückgewinnung durchgeführt. Bei sol-

   jede Heizzuggruppe ein Rekuperator (16, 41 und chen öfen sind eine Anzahl Ofenkammem von Heiz-

   42) mit Zellen (19 bis 22 und 43 bis 47) für wänden flankiert zu einer Batterie zusammengefaßt.

   Schwachgas und/oder Luft und Abgas vorgesc- Die mit einem Gemisch aus Gas und Luft beheizten

   hen ist, die gemeinsam und unabhängig vonein- Heizwände bestehen vornehmlich aus einer Anzahl

   ander betätigbare Durchfluß-Regdorgane (23 bis 20 von in Gruppen zusammengefaßten Heizzügen, von

   26) aufweisen. denen abwechselnd die eine Hälfte bcflammt ist,