DE223405C - - Google Patents

Description

LiAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, die in den Abgasen der Koksofenbeheizung enthaltene Wärme für die Vorwärmung der Verbrennungsluft in vollkommenerer Weise als bisher auszunutzen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Heizgase, nachdem sie ihre Wärme an die Ofenkammer abgegeben haben, über das Fundamentmauerwerk gleichmäßig verteilt werden, indem sie in eine

ίο möglichst große Zahl von Einzelströmen zerlegt werden, die an eine möglichst große Anzahl wärmeübertragender Flächen ihre Wärme abgeben, und daß die Kanäle, durch welche die vorzuwärmende Luft geführt wird, zwischen den die Abgaseinzelströme führenden Kanälen so verteilt sind, daß sie von einer möglichst großen Anzahl Flächen ihre Wärme erhalten.

Demnach wird gemäß der Erfindung das

Ofenfundament von einem Netz senkrechter Kanäle für die Verbrennungsluft und Abgase in der Weise durchzogen, daß die Kanäle für die absteigenden Gase mit den Luftkanälenin den beiden Hauptrichtungen abwechseln.

' Hierbei können, in der Längsrichtung betrachtet, die Kanäle für die Abgase und Luft abwechselnd nebeneinander liegen, dasselbe kann für die in der Querrichtung betrachteten Kanäle der Fall sein, und schließlich können beide Fälle miteinander vereinigt werden, so daß jeder Luft- bzw. Abgaskanal von allen Seiten von Abgasbzw. Luftkanälen umgeben ist.

Die angedeutete Vorwärmung durch das Kanalnetz im Ofenfundament unterscheidet sich von den bisherigen Rekuperatoren durch die besondere Konstruktion in der Weise, daß die Kanäle für die absteigenden Gase mit den Luftkanälen in der einen oder anderen Hauptrichtung oder in beiden abwechseln. Die bedeutendsten Fortschritte, welche bei der Beheizung von Koksöfen in der neueren Zeit erzielt wurden, beruhen darauf, daß man für jede Beheizungswand die Einführungsstellen für die Heizgase vermehrte; durch Zuführung kleinerer Gasmengen an mehreren Stellen verringerte man . den Gasverbrauch bei gleichzeitiger Erhöhung der Intensität der Beheizung. Dieser Grundsatz der Teilung der Gasmengen in kleine Einheiten wird bei der vorliegenden Erfindung auf die Behandlung der Abgase ausgedehnt, um die Wärme der Abhitze in vollkommenerer Weise als bisher auf die Verbrennungsluft überzuleiten.

Außerdem werden hierdurch die bisherigen langen und weiten Abzugskanäle des Fundamentmauerwerkes ersetzt durch ein gitterförmiges Mauerwerk, das nur ganz kurze enge Kanäle einschließt, von denen jeder für sich naturgemäß einer weit geringeren Deformation durch die Wärme ausgesetzt ist als ein langer und weiter Kanal.

In der zweckmäßigsten Weise ist die Teilung der Abgase und Luft durch das Kanalnetz im Ofenfundament bei Unterbrennerkoksöfen mit senkrechten Pfeifen für auf- und absteigende Gase durchzuführen, weil bei diesem Ofensystem die Abgase und Luft sich nur in senk-

rechter Richtung zu bewegen haben, die Luft also ihrer natürlichen Strömungsrichtung allein folgt, indem sie ohne Richtungswechsel nur aufsteigt, während die sich abkühlenden Abgase aus den senkrechten Pfeifen stetig nach unten in die anschließenden senkrechten Abgaskanäle des Kanalnetzes strömen.

Bei dieser Anordnung würde vorteilhaft jeder senkrechten Pfeife der Heizwand ein senkrechter Abgaskanal oder Luftkanal des Kanalnetzes entsprechen. Dagegen läßt sich die Regelung der Verteilung der absteigenden Gase über die Länge der Heizwand erreichen, indem die zu dem Abhitzekanal führende Verbindung eines jeden Abgaskanales für die absteigenden Gase regelbar bzw. abstellbar (z. B. durch Schieber) gemacht wird. Um diese Abstellung der einzelnen Pfeifen bzw. Abgaskanäle zugängig zu machen, münden sämtliche Abgaskanäle für die absteigenden Gase in einen gemeinsamen Regulierungskanal, über welchem das Abstellbzw. Regulierungsorgan vor jeder Mündungsstelle liegt; bei Anordnung der bekannten Fundamentkanäle erhalten diese Regulierungskanäle an den Stellen, an welchen die Abstellbzw. Regulierorgane angeordnet sind, eine Verbindung zu den Fundamentkanälen, um von diesen aus .die Abstell- bzw. Regulierorgane einstellen zu können.

Bei Öfen, bei welchen unterhalb der Kammersohle ein Kanal angeordnet ist, können die Abgaskanäle des Kanalnetzes eine offene Verbindung zu den Sohlenkanälen erhalten, wodurch ein vorteilhaftes Beheizungsverfahren ermöglicht wird, indem nämlich die aus den Pfeifen tretenden Gase verschiedene Wege geleitet werden, entweder in die Sohlenkanäle oder in den gemeinsamen Regulierungskanal. Es ist dann zweckmäßig, für die Sohlenkanäle und für die Regulierungskanäle je einen besonderen Abhitzekanal vorzusehen, die zu jedem Sohlenkanal bzw. jedem Regulierungskanal abstellbar sind. Hierdurch wird der Betrieb als sogenannter Abhitzeofen und als sogenannter Gasofen ermöglicht.

Unter Abhitzeofen wird ein solcher verstanden, bei welchem die Wärme der Abgase außerhalb des Koksofens nutzbar gemacht werden soll, z. B. zur Dampferzeugung. In diesem Falle werden die Abgase durch den Sohlenkanal nach dem besonderen, mit ihm verbundenen Abhitzekanal geführt.

Unter Gasofen wird ein solcher verstanden, bei welchem die Wärme der Abgase zur Vorwärmung der Verbrennungsluft benutzt wird.

In diesem Falle werden die Abgase durch

die Abgaskanäle des Kanalnetzes nach dem gemeinsamen Regulierungskanal und von dort in den mit diesem verbundenen besonderen Abhitzekanal geführt.

Beide Betriebsarten können auch vereinigt werden, was durch entsprechende Stellung der Regulierungsorgane erreicht wird. Daß der Ofen sowohl mit als auch ohne Gewinnung der Nebenprodukte betrieben werden kann, ist wohl selbstverständlich.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist an einem Unterbrennerkoksofen mit senkrechten Pfeifen für auf- und absteigende Gase und mit einem Kanal unter der Kammersohle dargestellt.

Es zeigen:

Fig. ι zwei senkrechte Längsschnitte,

Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt,

Fig. 3 einen wagerechten Querschnitt.

b ist die Koksofenkammer, c die senkrechten Pfeifen für die aufsteigenden Gase, d die senkrechten Pfeifen für die absteigenden Gase; beide Pfeifen c d münden in den gemeinsamen Sammelkanal β. Der Sammelkanal e erhält durch Steinstopfen eine Verbindung zu den Gasräumen der Kammern b durch die senkrechten Schlitze u, wagerechten Kanal ν mit Schlitzen w (Fig. 2). In die Pfeifen c für die aufsteigenden Gase münden die Brenner i der Gasleitung k, die in bekannter Weise über die Sohlen der Pfeifen c verteilt sind.

Die Gasleitung k und Brenner i ■ können auch über den Öfen oder an irgendeiner anderen Stelle angeordnet sein, da es für die vorliegende Erfindung von untergeordneter Bedeutung ist, an welcher Stelle das Gas in die Ofenwand geleitet wird.

Die Erfindung besteht nun in folgender Einrichtung.

Das Ofenfundament unterhalb der Sohle der Kammern b wird von einem Kanalnetz durchzogen, das am besten aus Schnitt K-L der Fig. 3 ersichtlich ist. In der Schnittdarstellung K-L wechselt in wagerechter Richtung, also in der Längsrichtung der Kammer, je ein Abgaskanal I mit einem Luftkanal p ab; ebenso wechselt in dazu senkrechter Richtung, also in der Querrichtung der Batterie, je ein Abgaskanal / mit einem Luftkanal p ab, so daß also immer ein Luftkanal p bzw. ein Abgaskanal I von allen Seiten von einem Abgaskanal / bzw. Luftkanal p umgeben ist. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Pfeifen c und d zu den Luft- und Abgaskanälen p und I so angeordnet, daß jeder senkrechten Pfeife c d ein senkrechter Abgaskanal I bzw. Luftkanal p entspricht.

Die Abgaskanäle I und. somit die Pfeifen d für die absteigenden Gase münden in einen gemeinsamen Regulierungskanal f. Die Mündungsstellen der Abgaskanäle I in die Regulierungskanäle f sind durch Schieber m abgeschlossen. Jenseits der durch diese Schieber abgedeckten Mündungsstellen ist der Kanal f

durch einen Zwischenkanal n, der durch Schieber ο abschließbar ist, mit einem besonderen Abhitzekanal g verbunden.

Die Brennerrohre i treten unterhalb der Sohlen der Pfeifen durch die Luftkanäle ft hindurch, die eine Verbindung q zu den Fundamentkanälen r besitzen. In die Luftöffnung q ist ein Konus eingesetzt, durch dessen Einstellung die Menge der sekundären Verbrennungsluft geregelt wird, während die primäre Luft durch die Brenner selbst eingeführt wird.

Die Sohlenkanäle α unterhalb der Kammern b

erhalten Verbindungsschlitze zu den unterhalb der Pfeifen d liegenden Abgaskanälen I. Die Sohlenkanäle· α stehen durch vermittels Schieber χ abstellbare Verbindungskanäle t mit einem besonderen Abhitzekanal h in Verbindung. Die durch die Pfeifen d absteigenden Gase haben daher zwei Abführungswege, entweder durch die Sohlenkanäle α nach dem Abzug h, oder durch die Abgaskanäle I nach dem Abzug g. Es können auch beide Wege so vereinigt werden, daß die Gase sowohl durch die Sohlenkanäle α und den Abzug h als auch durch die Abgaskanäle I, Regulierungskanäle f und Abzug g entweichen.

Der Betrieb des Ofens gestaltet sich wie folgt:

Die durch die Luftöffnungen q über die Sohlen

der Pfeifen c verteilte Verbrennungsluft steigt in den Pfeifen c auf und verbrennt mit dem an beliebiger Stelle aus der Leitung k zugeführten Gas. Die sich bildenden Heizgase ziehen durch die Pfeifen d nach abwärts, durch die Abgaskanäle I bei geöffneten Schiebern m in den Regulierungskanal f, und dann bei geöffnetem Schieber 0 durch den Verbindungskanal η in den Abhitzekanal g. Je nach der Anzahl der Pfeifen d, die man unter die Wirkung des Zuges im Abhitzekanal g stellen will, mit anderen Worten, je nachdem, ob man diese oder jene Stelle der Heizwand von den absteigenden Gasen nicht bestreichen lassen will, werden die betreffenden Schieber m abgestellt, so daß also die absteigenden Gase nur durch diejenigen Pfeifen d abziehen, deren Schieber m geöffnet sind. Hierbei sind die Schieber χ zwischen den Sohlenkanälen α und dem Ab-.. hitzekanal h geschlossen, wenn mit vollkommener Regeneration der Abhitze gearbeitet werden soll.

Die durch die Pfeifen d, Abgaskanäle I, Regulierungskanäle f und Abhitzekanal g abziehenden Gase wärmen die durch die Öffnung q im Gegenstrom in den Luftkanälen ft aufsteigende Verbrennungsluft vor, so daß die absteigenden Gase den größten Teil ihrer Wärme an die Verbrennungsluft abgeben. Bei diesem Betrieb ist also eine erschöpfende Regeneration der Abhitze möglich.· Sollte sich bei diesem-Betrieb zeigen, daß die Beheizung der Ofenwand ungleichförmig ist, dann kann dem jederzeit abgeholfen werden durch entsprechende Einstellung der über dem Regulierkanal f angeordneten Schieber m. Die Gleichförmigkeit der Wandbeheizung wird demnach durch die Menge der durch die Pfeifen d absteigenden Gase geregelt.

Will man den Ofen nicht mit erschöpfender Regeneration der Abhitze betreiben, sondern die Wärme eines Teiles der Gase anderweitig verwerten (z. B. zur Dampferzeugung), so wird dieser sogenannte »gemischte Betrieb« dadurch erreicht, daß die Schieber χ zwischen Sohlenkanal α und Abhitzekanal h geöffnet werden, so daß ein Teil der Abhitze ohne Regeneration durch den Kanal h, ein anderer Teil mit Regeneration durch den Kanal g abzieht. Man erhält hierbei gleichzeitig verwertbare Abhitze von hoher Temperatur und verwertbares Überschußgas.

Wählt man statt der beiden Kanäle g und k nur einen einzigen Abhitzekanal, so erhält man Abhitze von mittlerer Temperatur und verwertbares Überschußgas.

Will man den Ofen als Flammofen, d. h. ohne Gewinnung der Nebenprodukte, betreiben, so geschieht dieses in der Weise, daß das Gas durch die Kanäle w ν u aus den Kammern b in die Pfeifen d geführt wird, um in diesen nach abwärts zu strömen, wobei Luft durch die Kanäle y ζ von oben bzw. durch die Luftkanäle ft, Pfeifen c von unten zuströmt.

Claims (4)

Patent-An Sprüche:

1. Liegender Koksofen mit Vorwärmung der Verbrennungsluft durch Abgase, dadurch gekennzeichnet, daß das Ofenfundament von einem Netz senkrechter Kanäle (I ft) für die Verbrennungsluft und die Abgase in der Weise durchzogen wird, daß die Kanäle (I) für die absteigenden Gase mit den Luftkanälen (ft) in der Längs- und , Querrichtung abwechseln.

2. Unterbrennerkoksofen nach Anspruch 1 mit senkrechten Pfeifen für auf- und absteigende Gase, dadurch gekennzeichnet, daß jedem senkrechten Pfeifenpaar (c d) ein senkrechter Abgaskanal (I) und ein senkrechter Luftkanal (ft) entspricht.

3. Koksofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Abhitzekanal (g) führende Verbindung eines jeden Abgaskanales (I) regelbar bzw. abstellbar ist

(z. B. durch Schieber m).

4. Koksofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Abgaskanäle

(I) in einen gemeinsamen Regelungskanal (f) münden, über welchem die Abstell- bzw. Regelungsorgane (m) vor jeder Mündungsstelle liegen.

5- Koksofen nach Anspruch 2 mit Kanal unterhalb jeder Kammersohle, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgaskanäle (I) des Kanalnetzes zu den Sohlenkanälen (a) eine offene Verbindung erhalten (Schlitze s) und für die Sohlenkanäle (a) und für die Regelungskanäle ff) je ein besonderer Abhitzekanal (h bzw. g) vorgesehen ist, die (durch Schieber χ bzw. o) gegen jeden Sohlenkanal (a) bzw. jeden Regelungskanal ff) abstellbar sind, so daß der Ofen sowohl als Abhitzeofen als auch als Gasofen oder gleichzeitig als Abhitze- und Gasofen betrieben werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.