DE2315024B2 - Kokskühler - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Kokskühler für Koksaufbereitungsanlagen mit einem in ein Wasserbad eintauchenden und heißen Koks aufnehmenden und weitergebenden Rotor.

Es sind bereits Kokskühler bekannt, die im wesentlichen aus einer sich drehenden Trommel, dem sogenannten Rotor, bestehen. Der Rotor, der waagerecht liegend in ein Wasserbad eintaucht, wird von dem Koks durchwandert, wobei dieser durch indirekten Wärmetausch mit Wasser abgekühlt wird.

Infolge der hohen Temperaturunterschiede zwischen den wärmetauschenden Medien, also des glühenden Koks einerseits und des Kühlwassers andererseits, ist der Rotor erheblichen Belastungen, wie z. B. Materialspannungen ausgesetzt. Diese Belastungen haben regelmäßige Reparaturen bzw. Erneuerungen zur Folge, worunter der kontinuierliche Betrieb leidet und die Lebensdauer des Kokskühlers insgesamt herabgesetzt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kokskühler der beschriebenen Art zu entwickeln, der eine höhere Lebensdauer aufweist und eine schnelle Kühlung des Kokses erlaubt. t>o

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mantel des Rotors mit in den Rotor hineinragenden rohrähnlichen Kühltaschen versehen ist und die Blechdicke des Mantels und der Kühltaschen des Kokskühlers von dem mittleren Bereich des Rotors tu aus in Richtung zum Ein- und Auslauf hin zunimmt.

Da der Rotor mit innenliegenden Kühltaschen versehen ist, wird die Wärmetauschfläche vergrößert und der Wärmeübergang gesteigert Die Kühltaschen tauchen im Laufe der Rotordrehung in das Wasserbad schöpfen Wasser und verteilen dieses über die Außenwandung des Rotors.

Durch die unterschiedliche Blechdicke des Mantels und der Kühltaschen wird der über die Länge des Rotors unterschiedlichen Beanspruchung des Mantels und der Kühltaschen Rechnung getragen. Da der Koks am Einlauf eine sehr hohe Temperatur, ζ. Β. 1400⁰C, aufweist, sind der Mantel und die Kühltaschen in diesem Bereich, wo zwar der Koks aber auch das Material weich sind, einer höheren Belastung ausgesetzt, als im mittleren Bereich des Rotors, wo eine mittlere Temperatur herrscht Am Auslauf des Rotors, wo eine niedrigere Temperatur, z. B. 150⁰C, herrscht steigt die Belastung und damit der Verschleiß trotz der relativ niedrigen Temperatur wieder an, da der Koks aufgrund der niedrigen Temperatur eine extreme Härte aufweist Infolge der unterschiedlichen Materialdicke von Mantel und Kühltaschen wird die Materialabnutzung, die an sich ja nicht verhindert werden kann, gleichmäßig über die Länge des Rotors verteilt wodurch die Lebensdauer erhöht wird.

Dieser Effekt einer möglichst gleichmäßigen Abnutzung wird in einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens noch gefördert wenn vom Einlauf zum Auslauf des Rotors hin der senkrecht zur Rotorachse stehende Durchmesser der Kühltaschen und deren Abstände voneinander zunehmen und der parallel zur Rotorachse liegende Durchmesser der Kühltaschen abnimmt Infolge des kleineren Kühltaschenabstandes und der breiteren Kühltaschen wird die Wärmetauschfläche am Einlauf vergrößert und die Wärmeabführung aufgrund der größeren Wassermenge gesteigert Die niedrigere Bauart der Kühltaschen im Bereich des Einlaufs gewährleistet ein vollständiges Untertauchen im Wasserbad, so daß einerseits die gesamte Wärmetauschfläche ausgenutzt wird und andererseits keine zusätzlichen Wärmespannungen auftreten können.

Um eine gleichmäßige Abkühlung des Mantels zu erzielen, ist es weiterhin besonders'zweckmäßig, wenn die Kühltaschen mit verschiebbaren Deckeln ausgerüstet sind. Damit wird erreicht, daß die beim Durchgang der Kühltaschen durch das Wasserbad aufgenommene und während der Rotation außerhalb des Wasserbades ausfließende Wassermenge reguliert werden kann. Auf diese Weise wird, sofern am Rotorumfang zwei gegenüberliegende Kühltaschen angeordnet sind, die gesamte Außenfläche des Rotors fortlaufend durch eine auf die über die Länge des Rotors veränderliche Temperatur abgestimmte Wassermenge gekühlt, wodurch größere verschleißfördernde Temperaturunterschiede am Mantelumfang vermieden werden.

Die im Inneren des Rotors liegenden Kühltaschen kommen unmittelbar mit dem heißen und mit abnehmender Temperatur auch äußerst harten Koks in Berührung. Eine vorteilhafte Ausbildung des Anmeldungsgegenstandes besteht daher darin, daß die der Rotorachse zugewandten Oberflächen der Kühltaschen einen Verschleißschutz aufweisen, um die besonders verschleißgefährdeten Stellen zu schützen. Als Verschleißschutz eignen sich Schutzbleche oder Stahlwinkel, die, um Wärmespannungen zu vermeiden, vorzugsweise nur jeweils im mittleren Abschnitt an die Kühltaschen geschweißt sind.

Aufgrund des Eigengewichts des Rotors und des darin umgewälzten Koks kommt es unweigerlich zu Biege-

spannungen im Mantel des Rotors, wodurch sowohl dieser als auch die eingeschweißten Kühltaschen sehr stark beansprucht werden. Um diese Spannungen besser abbauen zu können, ist es besonders günstig, wenn zumindest an das einlaufseitige Ende des Rotors ein konisches Einlaufrohr anschließt, das zweckmäßigerweise am Umfang mit mehreren Kühltaschen versehen ist, um eine intensivere Kühlung des Einlaufes sowie einen besseren Transport des Kokses zu erreichen.

Die Erfindung wird anhand der in den F i g. 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert

In F i g. 1 ist ein Kokskühler dargestellt, der im wesentlichen aus einem Wasserbehälter 1 und einem Rotor 2 besteht Der Rotor 2, der in ein im Wasserbehälter 1 gebildetes Wasserbad 3 eintaucht, kann entweder achteckig oder auch zwecks einfacherer Fertigung als Zylinder ausgeführt sein.

Der Rotor 2 setzt sich aus einem Mantel 4, einem Auslaufrohr 6 und einem konischen Einlaufrohr 5 zusammen, das, um Wärmespannungsrisse zu vermeiden, am Umfang mit Kühltaschen 7, die eine intensivere Kühlung durch das Wasserbad zulassen, versehen ist Das Einlaufrohr 5 und das Auslaufrohr 6 können mit dem Mantel 4 entweder verschweißt oder auch verschraubt sein.

Vor dem Einlaufrohr 5 ist eine wassergekühlte Einlaufschurre 8, hinter dem Auslaufrohr 6, in dem eine Austragsschnecke 10 zur Koksbeförderung angeordnet ist, ein verlängerter Auslaßkasten 9 angebracht. Der Auslaßkasten 9 weist Verschleißbleche, eventuell auch Drahtglas, auf, und besitzt eine hydraulisch zu betätigende Nottüre 11, die bei Stromausfall oder ähnlichen instationären Betriebsfällen öffnet.

Soll eine möglichst große Wärmetauschfläche erreicht werden, so kann in einfacher Weise der Wasserstand des Wasserbades 3, in das der Rotor 2 eintaucht, erhöht werden. Sehr zweckmäßig ist hierbei, um ein Auslaufen des Wassers zu verhindern, zur Abdichtung des Wasserbehälters 1 zum Rotor 2 an den Durchführungen der Lagerzylinder Dichtringe 12 bzw. 13 aus Gummi oder einem ähnlichen Material anzubringen.

Das Mittelstück des Rotors 2 mit dem Mantel 4 weist rohrähnliche, in das Innere des Rotors 2 hineinragende Kühltaschen 14 auf, die quer zur Rotorach-.e an die Innenwand des Mantels 4 geschweißt sind und diesen durchstoßea

Erfindungsgemäß nimmt die Blechdicke sowohl des Mantels 4 als auch der Kühltaschen 14 von dem mittleren Bereich des Rotors 2 aus in Richtung zum Einlauf 15 und Auslauf 16 hin zu. Der senkrecht zur Rotorachse stehende Durchmesser der Kühltaschen 14, also die Höhe, und die Abstände der Kühltaschen 14 voneinander nehmen vom Einlauf 15 zum Auslauf 16 hin zu, während der parallel zur Rotorachse liegende Durchmesser, also die Breite der Kühltaschen 14, in der gleichen Richtung abnimmt

Die offenen Enden der Kühltaschen 14 liegen in der Oberfläche des Mantels 4 und sind mit verschiebbaren Deckeln 17 versehen, um die während ihrer Rotation ausströmende Wassermenge regulieren zu können.

Die Kühltaschen 14 weisen auf der der Rotorachse zugewandten Oberfläche einen Verschleißschutz 18, beispielsweise Winkel aus Stahl, auf, die aufgrund der auftretenden Wärmespannungen nur im mittleren Abschnitt an die Kühltaschen 14 geschweißt sind.

Über dem Rotor 2 ist eine Sprühanlage 19 zur besseren Wärmeabführung angeordnet, wodurch sowohl Wärmespannungen abgebaut als auch eine zusätzliche Leistungssteigerung erreicht wird. Auf dem Wasserbehälter 1 ist zur Verringerung des Wasserverlustes ein Dephlegmator 20 aufgesetzt, in dem der bei der Kühlung des Kokses enstehende Dampf kondensiert wird.

In F i g. 2 ist ein Querschnitt des erfindungsgemäßen Kokskühlers mit einem achteckigen, in das Wasserbad 3 eintauchenden Rotor 2 dargestellt Die rohrähnlichen Kühltaschen 14 mit dem Verschleißschutz 18 weisen an ihrem offenen, mit dem Rotormantel 4 zusammenfallenden Enden verschiebbare Deckel 17 auf.

Zur Kokskühlung wird der heiße, glühende Koks über die Einlaufschurre 8 und das konische Einlaufrohr 5 in den mit den Kühltaschen 14 ausgestatteten Hauptteil des Rotors 2 eingetragen und dort durch indirekten Wärmetausch abgekühlt. Innerhalb des Hauptteils des Rotors 2 wird der Koks durch die umwälzende Bewegung weiterbefördert bis zu dem Auslaufrohr 6, wo die Austragsschnecke 10, deren Aufnehmer zur Anpassung an einen veränderlichen Koksstand in dem Rotor 2 in der Höhe verschiebbar ist, die Fortbewegung in den Auslaßkasten 9 übernimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kokskühler für Koksaufbereitungsanlagen mit einem in ein Wasserbad eintauchenden und heißen Koks aufnehmenden und weitergebenden Rotor, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des Rotors mit in diesen hineinragenden, rohrähnlichen Kühltaschen versehen ist und die Blechdicke des Mantels (4) und der Kühltaschen (14) des Kokskühlers von dem mittleren Bereich des Rotors (2) aus in Richtung zum Ein- (15) und Auslauf (16) hin zunimmt

2. Kokskühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Einlauf (15) zum Auslauf (16) des Rotors (2) hin der senkrecht zur Rotorachse stehende Durchmesser der Kühltaschen (14) und deren Abstände voneinander zunehmen und der parallel zur Rotorachse liegende Durchmesser der Kühltaschen (14) abnimmt

3. Kokskühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühltaschen (14) mit verschiebbaren Deckeln (17) ausgerüstet sind.

4. Kokskühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Rotorachse zugewandten Oberflächen der Kühltaschen (14) einen Verschleißschutz (18) aufweisen.

5. Kokskühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an das einlaufseitige Ende des Rotors (2) ein konisches Einlaufrohr (5) anschließt.

6. Kokskühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das konische Einlaufrohr (5) an seinem Umfang mit mehreren Kühltaschen (7) versehen ist