DE2425931C2

DE2425931C2 -

Info

Publication number: DE2425931C2
Application number: DE19742425931
Authority: DE
Filing date: 1974-05-30
Publication date: 1977-06-08

Description

Die Erfindung betrifft Waben- und Lamellensteine für 35 bis 8 mm gebildet ist.The invention relates to honeycomb and lamellar stones formed for 35 to 8 mm.

den Besatz der Zellen der Rigeneratorkammern von Verkokungsöfen mit inneren Gasdurchgängen, die aus einem Rahmen von bis zu 20 mm Stärke und einem Netzwerk von Stegen oder einer Vielzahl von Lamellen, die fest darin angeordnet sind und Kanäle oder Schlitze eingrenzen, bestehen.the occupation of the cells of the generator chambers of coking ovens with internal gas passages leading from a frame up to 20 mm thick and a network of bars or a large number of slats, which are firmly arranged in it and delimit channels or slots.

Technik und Wirtschaft verlangen aus Gründen, die in Fachkreisen bereits erschöpfend erörtert worden sind, nach Verkokungsöfen mit wesentlich erhöhter Durchsatzleistung. Die Erhöhung der Durchsatzleistung erfordert gleichzeitig Erhöhung der Heizgas- und Verbrennungsluft-Menge und diese wiederum Erhöhung der Regeneratorleistungen, es sei denn, man begnügt sich mit geringeren Ausnutzungsgraden der Abwärme der Verbrennungsgase, was aber die Wirtschaftlichkeit der Verkokungsöfen herabsetzen würde.For reasons that have already been exhaustively discussed in specialist circles, technology and business require after coking ovens with significantly increased throughput. The increase in throughput requires an increase in the amount of heating gas and combustion air at the same time, which in turn requires an increase the regenerator performance, unless one is content with lower degrees of utilization of the Waste heat from the combustion gases, which would reduce the cost-effectiveness of the coking ovens.

Höhere Leistungen der Regeneratoren können auf zwei Wegen erhalten werden, nämlich durch:Higher performance of the regenerators can be obtained in two ways, namely by:

1. Vergrößerung des Regeneratorvolumens;1. Increase in regenerator volume;

2. Erhöhung der Wärmeaufnahme und -abgabe bei gleichbleibendem Regeneratorvolumen.2. Increase in heat absorption and output with the same regenerator volume.

Es ist in Fachkreisen bekannt, daß bei einer Steigerung des Durchsatzes der Ofenkammern um 65 Prozent eine Vergrößerung des Regeneratorraumes um 50 Prozent und bei einer Steigerung um 150 Prozent eine solche von 110 Prozent erforderlich wird. Damit verringert sich die Verhältniszahl der nutzbaren Ofenkammerhöhe zu der Höhe des Regeneratorraumes von 1,5 bis auf 0,7, d. h, daß der anteilige Bauaufwand für die Regeneratoren zunimmt, was den Bestrebungen zur Verringerung der Investitionskosten beim Bau von neuen Ofenbatterien zuwiderläuft (»Kokereitechnisches Entwicklungsprogramm für Horizontalkammeröfen«,It is known in specialist circles that when the throughput of the furnace chambers is increased by 65 Percent an enlargement of the regenerator space by 50 percent and an increase of 150 percent 110 percent is required. This reduces the ratio of the usable Furnace chamber height to the height of the regenerator chamber from 1.5 to 0.7, i.e. h that the pro rata construction costs for the regenerators is increasing, reflecting the drive to reduce capital costs in the construction of runs counter to new furnace batteries ("coking plant development program for horizontal chamber furnaces",

4040

45 Dabei können die Regeneratorzellen von einem Metallgehäuse umgeben sein, das unmittelbar an die Seiienwandung der der Zelle benachbarten, ebenfalls mit metallischer Wandung, insbesondere in Form von druckfesten metallischen Rohren mit quadratischem Querschnitt versehenen Sohlkanäle angeschlossen ist und die Verbindungen zwischen den Sohlkanälen und den Zellen durch regelbare Öffnungen unmittelbar hergestellt und die Metallgehäuse der Regeneratorzellen mit von unten bedienbaren Reinigungskiappen, die gleichzeitig als Luftzufuhrklappen dienen, versehen sein und ferner die Metallgehäuse der Regeneratorzellen mit einer gasdicht verschließbaren Öffnung versehen sein, deren Abmessungen zum Ein- und Ausbau des Gittereinsatzes entsprechend dimensioniert sind. 45 The regenerator cells can be surrounded by a metal housing that is directly connected to the side wall of the base channels adjacent to the cell, also with metallic walls, in particular in the form of pressure-resistant metal tubes with a square cross-section, and through the connections between the base channels and the cells adjustable openings can be made directly and the metal housings of the regenerator cells can be provided with cleaning caps that can be operated from below, which also serve as air supply flaps, and the metal housings of the regenerator cells can be provided with a gas-tight, closable opening, the dimensions of which are correspondingly dimensioned for installing and removing the grid insert.

Mit einer solchen Ausbildung der Regeneratoren wird dem Sinn und Zweck entsprechend eine besonders gleichmäßige Beheizung der Ofenkammern erreicht, und es ergeben sich dabei Umstellzeiten von 5 bis 15 Minuten. Gleichzeitig wird bei derart engen Durchgangswegen und den geringen Materialstärken der Gitterstäbe eine Erhöhung der raumspezifischen Regeneratorleistung erreicht und eine Verkleinerung des Regeneratorraumes möglich gemacht, also das Höhenverhältnis der nutzbaren Ofenkammerhöhe zur Regeneratorhöhe günstig gestaltet.With such a design of the regenerators, the meaning and purpose becomes a special one uniform heating of the furnace chambers is achieved, and this results in changeover times of 5 to 15 minutes. At the same time, with such narrow passageways and the low material thicknesses, the Bars achieved an increase in the space-specific regenerator performance and a reduction in the Regenerator space made possible, i.e. the height ratio of the usable furnace chamber height to the regenerator height inexpensively designed.

Jedoch besteht bei dieser bekannten Ausführung der Regeneratorbesatz bzw. sein Gitterwerk lediglich aus Gitterstäben, für deren Anordnung in den Regeneratorzellen besondere Halterahmen mit inneren abstandhaltenden Führungsleisten, zwischen die die Gitterstäbe eingeschoben werden, und Zwillingswände sowie Auflageplatten verschiedener Abmessungen und Fuß-However, in this known embodiment, the regenerator trim or its latticework only consists of Lattice bars, for their arrangement in the regenerator cells, special holding frames with inner spacers Guide rails, between which the bars are inserted, and twin walls as well Support plates of various dimensions and foot

leisten erforderlich sind Zur Ausrüstung eines Regenerators sind demnach zahlreiche einzelne Steinelemente notwendig und ihre Anordnung wird in der Weise vorgenommen, daß die Regeneratorzellen selbst, ihr Besatz und schließlich auch die einzelnen Gitterstäbe mitsamt ihren Haltern leicht ausgebaut und ausgewechselt werden können, wenn sie mit den Gasdurchgang hindernden Staubbelegungen belegt sind.Benefits are required To equip a regenerator, therefore, there are numerous individual stone elements necessary and their arrangement is made in such a way that the regenerator cells themselves, you Trimming and finally also the individual bars with their holders easily removed and replaced if they are covered with dust deposits that prevent the passage of gas.

Insgesamt ist der technische Aufwand für diese bekannte Ausführung der Regeneratoren mit seinen vielen Einzelteilen, die ebenso viele Steinformen erfordern, und den konstruktiven Maßnahmen für die Auswechselbirkeit der Regeneratorzellen vergleichsweise hoch.Overall the technical effort for this well-known execution of the regenerators with its many individual parts, the same number of stone shapes require, and the constructive measures for the exchangeability of the regenerator cells comparatively high.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, '5 einen Regeneratorbesatz aus Waben- und Lamellensteinen der eingangs beschriebenen Gattung für Verkokungsofenbatterien mit hober Durchsatzleistung der Ofenkammern und einem für den Bauaufwand günstigen Höhenverhältnis von Ofenkammern zu Regeneratoren zu finden, der in seinem Aufbau einfacher als dex bisher bekannte ist.The invention is therefore based on the problem of '5 a regenerator set made of honeycomb and lamellar bricks of the type described above for coking furnace batteries with a high throughput of the furnace chambers and a favorable one for the construction costs To find the height ratio of furnace chambers to regenerators, which is simpler in its structure than dex is known so far.

Gelöst wird die Aufgabe durch Wabensteine mit Stegen bis zu 4,5 mm Materialstärke und Kanälen bis zu 15,1 mm Durchmesser sowie durch Lamellensteine mit Lamellenstärken bis zu 8 mm und Schlitzweiten bis z;u 5 mm bei einer spezifischen am Wärmeaustausch beteiligten Steinoberfläche von 0,08 bis 0,12 m² pro kg Steinmasse.The task is solved by honeycomb stones with webs up to 4.5 mm material thickness and channels up to 15.1 mm in diameter as well as lamellar stones with lamellae thicknesses up to 8 mm and slot widths up to 5 mm with a specific stone surface involved in the heat exchange of 0 .08 to 0.12 m ² per kg of stone mass.

Diese Waben- oder Lamellensteine können aus allen dafür üblichen Materialien, wie Schamotte oder auch hochwertigen Stoffen, wie sie z. B. unter dem Namen Silika, Mullit, Sillimanit im Handel sind, gefertigt werden.These honeycomb or lamellar bricks can be made of any of the usual materials, such as fireclay or high quality fabrics such as B. under the name silica, mullite, sillimanite are manufactured will.

Sie können in an sich bekannter Weise mit Fuß-Stütze.i oder Fußleisten versehen sein, und man kann sie in den Regeneratorzellen so aufeinanderschichten, daß sie von durchgehenden Kanälen und Schlitzen durchzogen sind. Für die Ausfüllung der Regeneratorkammern mit ihren Zellen genügt eine einzige Steinform und in besonders gelagerten Fällen können auch mehrere Formen, z. B. Wabensteine und Lamellensteine, eingesetzt werden.You can be provided in a known manner with Fuß-Stütze.i or skirting boards, and man they can be stacked in the regenerator cells in such a way that they have continuous channels and slots are streaked. One is sufficient to fill the regenerator chambers with their cells Stone shape and in specially stored cases, several shapes, e.g. B. honeycomb stones and lamellar stones, can be used.

Bei über Jahre währendem Betrieb der erfindungsgemäß ausgestalteten Regeneratoren hat sich auch gezeigt, daß keine besonderen Vorkehrungen für ein leichtes und schnelles Auswechseln der Zellen getroffen werden müssen. Überraschenderweise werden die vergleichsweise engen Gasdurchgangswege weder verlegt noch so verengt, daß der Wärmeübergang merklich vermindert wird.When the regenerators designed according to the invention were operated for years, it has also been found showed that no special precautions were taken for an easy and quick replacement of the cells Need to become. Surprisingly, the comparatively narrow gas passageways are neither laid so narrow that the heat transfer is noticeably reduced.

Aus Gründen des vereinfachten Einbaus empfiehlt es sich, die Waben- oder Lamellensteine in Kassetten anzuordnen, bevor sie im Ganzen fertig gepackt in die Regeneratorkammern eingesetzt werden.For reasons of simplified installation, it is advisable to place the honeycomb or lamellar stones in cassettes to be arranged before they are fully packed as a whole and used in the regenerator chambers.

Die Verbindung der Regeneratorkammern mit den Sohlkanälen und den Heizzügen der Heizwände erfordert keinerlei Besonderheit.The connection of the regenerator chambers with the sole channels and the heating flues of the heating walls does not require any special feature.

Die erfindungsgemäßen Waben- und Lamellensteine haben sich bei ihrer Handhabung trotz der geringen jo Materialstärken als nicht sonderlich empfindlich erwiesen. The honeycomb and lamellar stones according to the invention have proven themselves in their handling despite the low jo Material thicknesses proved to be not particularly sensitive.

Ihre Herstellung erfordert nur wenig mehr Sorgfalt als von bisher in der Verkokungstechnik verwendeten feuerfesten Erzeugnissen.Their production requires little more care than that previously used in coking technology refractory products.

Ihre Länge kann 200 bis 400 mm, ihre Breite ebenfalls 200 bis 400 mm und ihre Höhe 100 bis 200 mm betragen, und sie können mit Zwischenwänden versehen sein.Their length can be 200 to 400 mm, as can their width 200 to 400 mm and their height is 100 to 200 mm, and they can be provided with partitions.

Die Kanäle in den Wabensteinen können kreisrund, oval und vieleckig, z. B. vier- oder sechseckig im Querschnitt sein.The channels in the honeycomb stones can be circular, oval and polygonal, e.g. B. square or hexagonal in Be cross-section.

Es sind zwar in der Kokereitechnik schon Waben- und und Lamellensteine verwendet worden, deren Kanäle und Schlitze Durchmesser bzw. Breiten besitzen, die mit denen der Steine gemäß der Erfindung vergleichbar sind. Jedoch besitzen ihre Stege und Lamellen wesentlich größere Materialstärken, und das bedingt, daß die bekannten Steine ein spezifisches Verhältnis von am Wärmeaustausch beteiligter Oberfläche zu Steinmassen bis zu etwa 0,06 m²/kg besitzen, während es bei den erfindungsgemäß angewendeten Steinen 0,08 bis 0.12m²/kg, insbesondere O.W/kg, beträgt, also etwa 2mal so groß und deshalb auch wesentlich günstiger für die Wärmeaufnahme und -abgabe des Materials istHoneycomb and lamellar stones have already been used in coking technology, the channels and slots of which have diameters or widths that are comparable to those of the stones according to the invention. However, their webs and lamellas have much greater material thicknesses, and this means that the known stones have a specific ratio of surface involved in the heat exchange to stone masses of up to about 0.06 m ² / kg, while it is 0.08 in the stones used according to the invention up to 0.12m ² / kg, in particular OW / kg, is about twice as large and therefore also much more favorable for the heat absorption and dissipation of the material

So sind denn auch bei Anwendung bekannter, aus einem Stück bestehender Steine wesentlich längere Wärmeaufnahme- und -abgabezeiten notwendig, während man bei Anwendung erfindungsgemäß ausgebildeter, aus einem Stück bestehender Steine den bereits erwähnten Vorteil der kurzen Umstellzeit mit der damit verbundenen gleichmäßigen Beheizung hat.So even when using known, one-piece stones are much longer Heat absorption and release times necessary, while using inventively designed, from one piece existing stones the already mentioned advantage of the short changeover time with that has associated uniform heating.

Die mit der DTPS 12 26 073 vollzogene bewußte Abkehr von dem in der Kokereitechnik befolgten Prinzip, im Regenerator die größtmögliche Steinmasse anzuordnen, damit auch die aufnehmbaren Wärmemengen möglichst groß sind, wird auch bei dieser Erfindung beibehalten und hier wie dort wird eher eine Annäherung an das bekannte Rekuperator-Prinzip angestrebt, und man kommt mit erheblich geringeren Austauschmassen und niedrigeren Regeneratoren aus, und gegenüber bekannten Bauarten werden mindestens 30 Prozent Steinmasse eingespart.The deliberate departure from that followed in coke oven technology with DTPS 12 26 073 Principle of arranging the largest possible stone mass in the regenerator, thus also the ones that can be absorbed Amounts of heat are as large as possible, is also retained in this invention and here and there rather an approximation of the well-known recuperator principle is sought, and one comes with considerably lower exchange masses and lower regenerators, and compared to known types at least 30 percent stone mass saved.

In der technischen Chemie werden Steinkörper mit wesentlich geringeren Abmessungen, z. B. 90 χ 40 χ 40 mm, mit wesentlich engeren Kanälen sowie sehr geringen Materialstärken angewandt. Sie dienen hier jedoch nicht zum Wärmeaustausch, sondern als Katalysatorträger, und sie bestehen aus Aluminiumoxid. Das Gebiet der katalytischen Chemie ist überdies von dem der Beheizung von Kokereianlagen weit entfernt, so daß die Lösung der dieser Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe von dorther nicht als nahegelegt betrachtet werden kann.In technical chemistry stone bodies with much smaller dimensions, e.g. B. 90 χ 40 χ 40 mm, with much narrower channels and very thin material used. You serve here, however, not for heat exchange, but as a catalyst carrier, and they consist of aluminum oxide. The field of catalytic chemistry is also far from that of the heating of coking plants, so that the solution to the problem on which this invention is based is not considered to be obvious from there can be viewed.

Die F i g. 1 bis 4 zeigen Ausführungsbeispiele und dienen der Erläuterung der Erfindung.The F i g. 1 to 4 show exemplary embodiments and serve to explain the invention.

F i g. 1 ist eine Frontansicht;F i g. 1 is a front view;

F i g. 2 eine Draufsicht von einem Wabenstein;F i g. 2 is a plan view of a honeycomb brick;

F i g. 3 ist eine Frontansicht;F i g. 3 is a front view;

F i g. 4 eine Draufsicht von einem Lamellenstein.F i g. 4 is a top view of a lamellar stone.

Zur Verdeutlichung der Größenverhältnisse sind die Abmessungen in mm angegeben.To clarify the proportions, the dimensions are given in mm.

In den Fig. 1 und 2 ist 1 der Rahmen des Wabensteines mit den Fußleisten 2. Seine Materialstärke übersteigt nicht 16 mm. 3 sind die Kanäle, deren größter Durchmesser 15,1 mm beträgt. Die zwischen ihnen stehenden Stege 4 haben eine Wandstärke von etwa 4,5 mm. Die äußeren Abmessungen des Steines betragen 375 χ 324 χ 163 mm.In FIGS. 1 and 2, 1 is the frame of the honeycomb stone with the baseboards 2. Its material thickness does not exceed 16 mm. 3 are the channels, the largest diameter of which is 15.1 mm. The between them standing webs 4 have a wall thickness of about 4.5 mm. The external dimensions of the stone are 375 χ 324 χ 163 mm.

In den Fig.3 und 4 ist 5 der Rahmen des Lamallensteines mit den Fußleisten 6. 7 ist eine Zwischenwand. 8 sind die Lamellen, die die Schlitze 9 eingrenzen. Die Materialstärke des Rahmens und der Zwischenwand übersteigt nicht 18 mm und die der Lamellen beträgt 8,0 mm, während die Schlitze dazwischen eine lichte Weite von 5 mm besitzen.In Figures 3 and 4, 5 is the frame of the Lamall stone with the baseboards 6. 7 is a partition. 8 are the slats that form the slots 9 enclose. The material thickness of the frame and the partition wall does not exceed 18 mm and that of the The slats are 8.0 mm, while the slots between them have a clear width of 5 mm.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

■ • γ • in the claims:

1. Honeycomb and lamellar bricks for filling the cells of the regenerator chambers of coking ovens with internal gas passages consisting of a frame of up to 20 mm thick and a network of webs or a multitude of lamellas that are firmly arranged in them and delimit channels or slots , are characterized by webs (4) up to 4.5mm material thickness and channels (3) up to 15.1 mm in diameter for honeycomb stones and by lamellar thicknesses (8) up to 8 mm and slot widths (9) up to 5 mm for lamellar stones with a specific stone surface involved in the heat exchange of 0.08 to 0.12 m ² stone surface per kg stone mass.

2. honeycomb and lamellar bricks according to claim 1, characterized by skirting boards known per se (2.6) on the frame (1.5).

3. honeycomb and lamellar bricks according to claim 1 or 2, characterized in that they are in the Regenerator chambers are arranged in cassettes.

4. honeycomb and lamellar bricks according to any one of claims 1 to 3, characterized in that their Length is 200-400 mm, its width is 200-400 mm and its height is 100-200 mm

5. honeycomb and lamellar stones according to claim 1, characterized in that the specific ratio of the stone surface involved in the heat exchange to stone mass is 0.1 m ² / kg.

Lecture by K.G. Beck, held at the information session "Technology and development of the coking of hard coal" of the European Commission Community on April 23 and 24, 1970 in Luxembourg). Attempts have also already been made to increase the volume-specific regenerator output. In general, this becomes greater with a larger filling mass and a smaller free regenerator volume and vice versa lower with a smaller stocking mass and

ίο larger free regenerator volume. The reduction of the free regenerator volume is limited by the fact that it increases the flow resistance for the gases inadmissibly, and for this reason the cross-sections of the gas passages in the regenerators cannot be reduced as desired and gaps and channels cannot be made as narrow as desired and, conversely, the heat-absorbing mass of the regenerator set cannot be increased at will. In addition, the gases that flow through the regenerators. Air and, above all, lean gas are not free of dust, and it was feared that the dust would become \ *. the passageways settles in an inadmissible manner on the stocking and the passageways can narrow, which in turn can contribute to increasing the flow resistance and reducing the heat transfer.

In the German patent specification 12 26 073 there is a horizontal coke chamber furnace with regenerative heat exchange described, in which the regenerator cells of the regenerator chambers interchangeable between each two supporting partition walls made of heat-resistant steel are mounted and the latticework of the Regenerator cells made of bars with a width of up to 12 mm and gap widths of 5 between them