DE2510855C2

DE2510855C2 -

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Publication number: DE2510855C2
Application number: DE19752510855
Authority: DE
Original assignee: Hartung Kuhn and Co Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Hartung Kuhn and Co Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1975-03-12
Filing date: 1975-03-12
Publication date: 1976-10-21
Also published as: DE2510855B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen der beim Naßkohlefüllen von Horizontalkammer-Koksöfen anfallenden Füllgase, bei dem die aus einem Koksofen austretenden Füllgase abgesaugt und einer Verbrennungskammer zur Verbrennung zugeführt werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Beim Füllen eines Koksofens mit Naßkohle treten Gase aus dem Koksofen aus, die sich im wesentlichen zusammensetzen aus Inertgas, das durch die Kohle aus der Verkokungskammer verdrängt wird. Luft, die ?_Λ innerhalb der Zwischenräume zwischen den Kohleteilchen in den Koksofen beim Füllen eingetragen wird, Wasserdampf aus der Kohlefeuchtigkeit und einem kohleentbundenen, heizwertreichen Schwefelkoksofengas. Dieses Gasgemisch wird Füllgas genannt.

Es ist bekannt, derartige Füllgase mit hilfe eines den Koks einfüllenden Füllwagens aufzufangen und mit Hilfe von dem Füllwagen zugeordneten Füllgas-Reinigungseinrichtungen zu reinigen. Bisher ist es aber im wesentlichen nur gelungen, durch diese Reinigungseinrichtungen die überwiegend aus Kohleteilchen bestehenden Stäube auszuwaschen. Es hat sich dagegen gezeigt, daß Teerschwaden in Aerosolform und sonstige, vorwiegend gasförmige, luftverunreinigende und gesundheitsschädliche, brennbare Füllgasbestandteile nur unzureichend auswaschbar sind.

Bei den bislang üblichen Füllwagen-Füllprozessen, kombiniert mit Füllgaserfassung und Naßreinigung, ist die Sauberhaltung der Luft erst zufriedenstellend gewährleistet, wenn die Füllgase stetig verbrennen und dann nunmehr gasförmige, unschädliche Verbrennungsprodukt;! nach dem der Verbrennung nachgeschalteten Waschprozeß in die Atmosphäre ausgestoßen werden.

Die Füllgase brennen in der Ofenfüllperiode jedoch erst sehr spät und dann zumeist bei jedem Ofen zu unterschiedlichen Zeitpunkten. In vielen Fällen verbrennen die Füllgase überhaupt nicht. Deshalb hat man versucht, Zündhilfen zu verwenden, um ein möglichst frühzeitiges Brennen der Füllgase zu erreichen. Die Erfolge sind auch dann bisher unbefriedigend geblieben, ss

Sowohl das späte Brennen der FüHgase als auch ganz besonders ihre hin und wieder ganz ausbleibende oder intermittierende Zündung haben weiter zur Folge, daß die Füllgas-Absaug- und Reibungseinrichtungen auf dem Füllwagen in kurzer Zeit durch Teer- und Kohleschlammablagerungen verschmutzen und da;"it in ihrer Wirksamkeit beeinträchtigt werden. Auch stationäre Füllgas-Absaugeinrichtungen werden von derartiger, störenden Ablagerungen betroffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein (.5 Verfahren und eine Vorrichtung der obigen Art zu schaffen, die es gestatten, eine sehr frühzeitige, insbesondere bei allen öfen einer Koksofenbatlerie gleichmäßige Zünd- und Brennfähigkeit der Füllgase zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Füllgase bei der Überführung aus dem Koksofen in die Verbrennungskammer durch eine Koksschicht mit eine einer Temperatur von über 600° C hindurchleitet.

In der glühenden Koksschicht kommt es zu einer Primärspaltung des Wasserdampfes im Füllgas in Wasserstoff und Sauerstoff, wobei dann sekundär der Sauerstoff mit dem Koks-Kohlenstoff reagiert. Dampfspaltung und sekundäre Wassergasreaktion setzen nicht nur den im Anfang des Koksofen-Füllvorganges für das Füllgasbrennen viel zu hohen Gehalt an Unbrennbarem wesentlich herab, sondern es entsteht an dessen Stelle auch gut brennfähiges Wassergas, so daß der Zündzeitpunkt erheblich in den Anfangsbereich der Kohle-E:nfüllzeit vorverlegt wird.

Die Temperatur der Koksschicht beträgt vorzugsweise über 800° C und kartr auch 1000° C betragen.

Wenn die Temperatur des glühenden Kokses um 1000° C und darüber liegt, entsteht ein heizkräftiges Wassergas vorwiegend entsprechend der stöchiometrischen Umsetzung.

C + H2O = CO + H2- 1267 kcal

0,536 kg Im³ Im³ Imi... (2570 kcal/m')

(3020 kcal/m³)

d. s. 2 m³ Wassergas mit~5590 kcal

oder 2795 kcal/m³

Liegt die Kokstemperatur um 800° C und darunter, erfolgt die Umsetzung bevorzugt entsprechend der zweiten möglichen Reaktion:

C +2 Η2θ =CO2

0,536 kg 2 m³ 1 m³

+ 2 H2 - 803 kcal
2 m¹

2-2570 kcal oder
2570 kcal/m³

Es entsteht also Wasserglas an Stelle von Wasserdampf im Füllgas mit einem etwas niedrigeren Heizwert.

Vorzugsweise wird in das Füllgas und/oder die Koksschicht ein geringer Luftzusatz eingeleitet, so daß sich weiteres Brenngas in Form von Generatorgas nach der Gleichung

C + V2O2 = CO + 1303 kcal

bildet. Durch diese exotherme Reaktion wird der Wärmeentzug aus der glühenden Koksschicht durch die endothermen Wassergasreaktionen kompensiert. Die Temperatur der Koksschicht bleibt daher erhalten.

Da die glühende Koksschicht eine sehr vorteilhafte Zündquelle für das auf dit vorbeschriebene Art umgewandelte und zugleich hoch erhitzte Füllgas ist, kann der Koksschicht eine Verbrennungsstrecke oder Verbrennungskammer so unmittelbar nachgeschaltet werden, daß auf Zündhilfen anderer Art verzichtet werden kann.

F^:msprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dem Füllgas nach dem Austritt aus der Koksschicht Brenngas und/oder Brennöl zugeführt. Dadurch ergibt sich eine spontane Füllgaszündung mit Beginn der Kohlefüllung, indem das durch die Koksschicht umgewandelte und stark erhitzte Füllgas bis zur Brennfähigkeit aufkarburiert wird. Diese

Brennstoffmenge kann äußerst gering sein, während bei dem herkömmlichen Verfahren ein Vielfaches an Brennstoff erforderlich war. Die äußerst geringe Brennstoffmenge ist technologisch auch deshalb sehr bedeutungsvoll, weil derartig kleine Brennstoffmengen auf dem Füllwagen oder auch anderweitig gefahrlos und ohne Schwierigkeiten mitgeführl werden können.

In der zwischen den einzelnen Kohlefüllvorgängen liegenden Heißblase- bzw. Belüftungsphase läßt sich die unter Umständen abgesunkene oder ungleichmäßig gewordene Koksschichttemperatur auf sehr einfache Weise wieder erhöhen, wenn über die Füllperiode hinaus die Absaugeinrichtung weiter betrieben wird. In diesem Falle wird von der oder den von der Kokskammer abgetrennten, nunmehr luftziehenden Füllgasabsaugleitungen her Heißblasluft durch die Koksschicht gesaugt, wobei aus der Koksschicht mitgerissene Koks- und Ascheteilchen in der hinter der funktionsmäßig ausgestalteten Verbrennungskammer installierten Naßreinigungseinrichtung absorbiert und so aus der Atmosphäre ferngehalten werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, nach dem Stillsetzen der Absaugeinrichtung mit Hilfe eines geeigneten Klappenmechanismus eine Kaminwirkung im Bereich der Kokseinrichtung zu erzeugen, durch die ein weiches Koksfeuer erreicht wird, so daß für die nächste Gasungsphase beim nächsten Koksfüllvorgang eine Koksschicht mit optimaler Temperatur von 600 bis 1000° C zur Verfügung steht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen in eine Absaugleitung zwischen Koksofen und Verbrennungskammer eingeschalteten Reaktor, in dem sich eine von dem Füllgas durchströmte, glühende Koksschicht befindet.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens und insbesondere der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie den Unteransprüchen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 ist eine graphische Darstellung der Füllgastemperatur und Füllgaszusammensetzung in Abhängigkeit von der Füllzeit;

F i g. 2 zeigt zwei zum Vergleich gegenübergestellte Diagramme, die die Zusammensetzung des Füllgases aus unbrennbaren und brennbaren Bestandteilen, den erforderlichen Brennstoffzusatz und den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von der Füllzeit für ein herkömmliches und das erfindungsgemäße Verfahren veranschaulichen; Fig.3 und 4 sind schematische Darstellungen zur Veranschaulichung von Anlagen zur Durchführung des herkömmlichen und des erfindungsgemäßen Verfahrens;

F i g. 5 ist eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

F i g. 6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung der F i g. 5.

Die Zusammenhänge der F i g. 1 wurden im Rahmen der Erfindung ermittelt, und sie entsprechen in schematisierter Form den Verhältnissen bei gleichmäßigem Kohleeintrag in die Verkokungskammer eines Horizontalkammer-Koksofens. Die Kurve Tkennzeichnet die Füllgastemperatur, die mit der Füllzeit abfällt. Die mit B bezeichnete, karierte Fläche entspricht dem Anteil der brennbaren Gasbestandteile, während der Anteil der unbrennbaren Bestandteile mit U gekennzeichnet und schraffiert wiedergegeben ist Die

3°

40 brennbaren Bestandteile umfassen im wesentlichen heizwertreiches Schwel- bzw. Destillationsgas, während die unbrennbaren Bestandteile im wesentlichen aus der durch die einlaufende Kohle aus der Verkokungskammer verdrängten Gasfüllung (a in Fi g. 1), Rückständen aus der Verbrennungsreaktion der mit d°.r einlaufenden Kohle eingetragenen Luft (b in Fi g. 1) und Wasserdampf aus der Kohlefeuchtigkeit (ein Fig. 1) bestehen. Es ist erkennbar, daß das Verhältnis der brennbaren zu den unbrennbaren Bestandteilen erst gegen Ende der Füllzeit heizwertreich genug ist, um zündfähig zu sein.

Es sei darauf hingewiesen, daß es sich bei F i g. 1 nur um ein schematisiertes Beispiel handelt, dessen Verhältnisse sich von einem Koksofen zum anderen ändern können. Die Füllgasmenge hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie Füllgastemperatur, Kammergröße, Füllvolumen, Füllzeit, Kohlebeschaffenheit usw. Entsprechend kann sich auch die Füllgaszusammensetzung ändern. Für jeden Koksofen gilt jedoch, daß der Anteil an brennbahn Bestandteilen im Füllgas am Beginn der Füllzeit seor gering ist und daher ohne zusätzliche Maßnahmen keine Zündung gestattet.

Durch die erfindungsgemäße Einschaltung einer heißen Koksschicht in den aus der Verkokungskammer austretenden Füllgasstrom wird der besonders nachteilige Anteil an Wasserdampf aus der Füllkohlenfeuchtigkeit (c in Fi g. 1) im wesentlichen ausgeschaltet und in brennbare Bestandteile umgewandelt, so daß sich, wie unmittelbar aus F i g. 1 hervorgeht, schon zu Beginn der Füllzeit ein wesentliches günstigeres Verhältnis von brennbaren zu unbrennbaren Bestandteilen ergibt.

F i g. 2 zeigt in einer ähnlichen, stark schematisierten Darstellung die Verhältnisse bei einem herkömmlichen (a) und dem erfindungsgemäßen (b) Verfahren. Die Abszisse stellt wiederum die Füllzeit dar. Die Ordinate gibt in diesem Falle prozentual den Anteil an unbrennbaren (U)\ma brennbaren (Z^Bestandteilen des Füllgases in Abhängigkeit von der Füllzeit wieder. Die mit K bezeichnete Fläche ist ein Maßstab für den Brennstoff (Brenngas oder Brennöl), der zur vollständigen Füllgasverbrennung in die Verbrennungskammer eingedüst werden muß. Die Fläche K entspricht hier dem prozentualen Brenngasanteil, der dem Gemisch in Abhängigkeit von fier Füllzeit zugesetzt wird. Zur Verdeutlichung der Mengenverhältnisse ist die Fläche K unmittelbar in das die Anteile von Brennbarem und Unbrennbarem wiedergebende Diagramm eingezeichnet, obwohl es sich hier nicht um einen Anteil des Füllgases handelt, dessen Zusammensetzung F i g· zugrunde liegt.

Mit Z ist in F i g. 1 in den Diagrammen a und b der Zündzeitpunkt oder Zündbereich bezeichnet. Es ist ohne weiteres erkennbar, daß der Zündzeitpunkt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich frühei als bei dem herkömmlichen Verfahren liegt und daß nui eine ungleich geringere Brenngasmenge zur Herbeifüh rung der Zündung anschließend an die heiße Kohle schicht eingedüst werden muß, wie es bereits ober erläutert wurde.

In F i g. 3 ist ein herkömmliches Füllgas-Absaugsy stern für eine Koksofenbatterie 78 gezeigt Diese Anlag« soll hier nur insoweit erläutert werden wie sie ii Beziehung zu der Erfindung steht Mit 30 sind vie Absaugleitungen bezeichnet, die das Füllgas aus de Verkokungskammer 77 absaugen und der Verbren nungskammer 31 zuführen. Ein Saugventilator 32 is stromabwärts der Verbrennungskammer 31 zum Ansau gen der verbrannten Füllgase vorgesehen. In da

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55

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1 U ÖÖO

Gehäuse des Saugventilators 32 tritt eine Frischwasserleitung 33 ein, mit deren Hilfe durch eine Wasserpumpe 34 Frischwasser aus einem Frischwassertank 35 in den Saugventilator 32 eingespritzt wird. Dadurch werden Staubanteile aus dem verbrannten Füllgas ausgewaschen. Anschließend an den Saugventilator 32 ist ein Schlammwasserabscheider 36 angeordnet, von dem aus das verbrannte und gewaschene Füllgas aus dem Kamin 37 austritt, während das Schlammwasser in dem Schlammwassertank 38 gesammelt und in geeigneter Weise abgeführt wird.

An der Eingangsseite der Verbrennungskammer 31 ist eine Füllgaszündeinrichtung 39 vorgesehen, durch die zusätzlicher Brennstoff in das Füllgas eingedüst wird, um die Zündfähigkeit des Füllgases herbeizuführen. Bei dem hier behandelten herkömmlichen Verfahren sind erhebliche Brennstoffmengen erforderlich, da der Heizwert des Füllgases zu Beginn der Füllperiode außerordentlich gering ist.

In Fig. 4, die ein Schema einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Vorrichtung darstellt, sind zunächst im wesentlichen dieselben Bauteile wie bei der herkömmlichen Anlage gemäß F i g. 3 vorgesehen. Es sollen daher nur die Unterschiede gegenüber F i g. 3 erörtert werden.

Der Verbrennungskammer 31 ist unmittelbar ein Reaktor 40 vorgeschaltet, in den die Absaugleitungen 30 einmünden. Der Reaktor 40 ist so dicht wie möglich an die Verbrennungskammer 31 herangesetzL Am Übergang von dem Reaktor 40 zu der Verbrennungskammer 31 tritt ein Ausblasrohr 15 aus. In diesem Bereich ist ein Klappenmechanismus vorgesehen, der später genauer erläutert werden soll. In den Frischwassertank 35 ist ein Brennöltank 42 eingebaut, aus dem durch das Frischwasser gekühltes Brennöl über die Brennölleitung 43 und die Brennölpumpe 44 der Füllgaszündeinrichtung 39 zugeführt wird. Wie bereits erwähnt wurde, sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich geringere Brennölmengen als bei dem herkömmlichen Verfahren erforderlich. Weitere Einzelheiten des Reaktors sollen an Hand der folgenden F i g. 5 und 6 erläutert werden.

F i g. 5 stellt insofern einen Ausschnitt gegenüber F i g. 4 dar, als hier nur der Reaktor 40 und die Verbrennungskammer 31 gezeigt sind. Die Verbrennungskammer ist in diesem Falle eine Zyklon-Verbrennungskammer. In das etwa zylindrische Gehäuse 3 des Reaktors 40 ist ein aus Roststäben bestehender Korb 2 mit Hilfe einer geeigneten Halterung 17 eingehängt. Der Korb 2 nimmt die glühende Koksschicht 1 auf, durch die das Füllgas von unten nach oben in F i g. 5 hindurchgesaugt wird Der Korb 2 kann ohne Schwierigkeiten herausgenommen und durch einen vorbereiteten Korb mit frischem Koks ersetzt werden, wenn sich die zuvorverwendete Koksschicht als nicht mehr brauchbar erwiesen hat

Der Reaktor ist nach oben durch einen glockenförmigen Deckel 4 verschließbar. Der Deckel ist an der Unterseite mit einem ringförmigen Wulst 5 versehen, der den Freiraum über der Koksschicht verkleinert und eine Lenkung der Gase zum Abgas-Auslaß 6 bewirkt Der nach oben kegelförmig zusammenlaufende Deckel 4 und der kegelförmig auseinanderlaufende Oberteil 18 des Gehäuses 3 bilden einen Ringraum zur Aufnahme von Reservekoks 19 zur Nachfüllung in den Reaktor 40. Zum Zwecke des Nachfüllens ist der Deckel 4 mit Hilfe eines hydraulischen Zylinders 7 über ein Hebelgestänge 45 in Richtung des Doppelpfeiles 75 anhebbar. Beim Anheben wird der Deckel 4 durch eine Führungsstange 8 in Rollen 46, 47, und 48 in senkrechter Richtung geführt. Die Rollen 46, 47 und 48 sind über einen Ausleger 49 an einer Hülse 50 befestigt, die zugleich auf

s der diametral gegenüberliegenden Seite einen Ausleger 51 zur schwenkbaren (Pfeil 76) Befestigung des festliegenden Endes des Zylinders 7 trägt. Ferner nimmt die Hülse 50 ein Gelenk 52 des Hebelgestänges 45 auf. Die Hülse 50 stützt sich am unteren Rand auf einem

ίο Flansch 53 ab, und sie umgibt drehbar ein Ausblasrohr 15, auf dem sie sich nach unten hin gegen einen Flansch 53 abstützt Auf diese Weise ist die Anordnung aus Zylinder 7, Führungsstange 8, Hülse 50 und deren zuvor erläuterten Zubehörteilen um di° Achse des Aublasrohres 15 schwenkbar, so daß der Deckel 4 seitlich gegenüber dem Reaktor 40 verschwenkbar ist und auf diese Weise ein Auswechseln des Korbes 2 gestattet.

Unterhalb des Bodens des Korbes 2 geht das Gehäuse 3 in einen konischen Teil über. Hier mündet der Einströmstutzer 9 für das Füllgas, der nach oben hin durch einen kegelförmigen Deckel verschlossen ist und durch seitliche öffnungen den Füllgasaustritt gestattet. Der Füllgasstutzen 9 geht am unteren Ende in ein Rohr über, das seitlich aus dem Gehäuse 3 auf beiden Seiten austritt und dessen eines Ende das Füllgasrohr 54 zum Einleiten des Füllgases bildet während das andere Ende einen Lufteinlaß 10 darstellt der durch eine Luftklappe 16 verschließbar ist

Die aus der glühenden Koksschicht 1 herabfallende Koksasche fällt durch den unteren konischen Teil des Gehäuses 3 am Füllgas- und Lufteinlaßrohr vorbei in einen Sammelkasten 11 für Asche und Schlacke, der mittels einer Aschenklappe 12 leicht entleert werden kann. Die Aschenklappe 12 wird durch ein Gewicht 55 normalerweise in der geschlossenen Stellung gehalten.

An den Abgas-Auslaß 6 schließt sich die Verbrennungskammer 31 unmittelbar an. Zur Umschaltung zwischen den beiden Reaktor-Betriebsphasen, nämlich dem Gasen während der Koksofen-Füllperiode mit Verbrennen der Füllgase in der dem Reaktor nachgeschalteten Verbrennungsstrecke, und dem Belüften bzw. Heißblasen der Koksschicht in den Füllpausen, ist ein Klappenmechanismus vorgesehen, der anschließend genauer erläutert werden soll Der Klappenmechanis-

4s mus umfaßt einen hydraulischen Zylinder 13, der mit Hilfe eines Ansatzes 56 schwenkbar an dem Gehäuse der Verbrennungskammer 31 angebracht ist

Das freie Ende des Zylinders 13 steht schwenkbar mit einem Hebel 57 in Verbindung, der schwenkbar an der Oberseite der Verbrennungskammer gelagert ist und der an seinem schwenkbar gelagerten Ende drehfest mit einer Kaminklappe 14 einerseits und mit einem weiteren Hebel 58 andererseits verbunden ist

Die Kaminklappe 14 befindet sich stromabwärts des Abgas-Auslasses 6 und dient dazu, wahlweise den Einlaß in die Verbrennungskammer 31 oder in ein in diesem Bereich abzweigendes Ausblasrohr 15 ganz oder teilweise zu verschließea Der Hebel 58 ist über eine einstellbare Stange 59 schwenkbar mit einem weiteren Hebel 60 verbunden, der drehfest mit der schwenkbar gelagerten Luftklappe 16 in Verbindung steht

Wenn die nicht gezeigte Kolbenstange des Zylinders 13 ausgefahren wird, so wird die Kaminklappe 14 im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt, d. h, der Einlaß in das Ausblasrohr 15 wird zunehmend geöffnet und derjenige in die Verbrennungskammer 31 zunehmend geschlossen. Gleichzeitig wird auch die Luftklappe 16 im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt, so daß der Lufteinlaß

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10 zunehmend geöffnet wird. Wenn andererseits der Einlaß in das Ausblasrohr vollständig verschlossen ist, so ist auch die Luftklappe 16 vollständig geschlossen.

In der Gasungsphase wird mit Hilfe des beschriebenen Klappenmechanismus die in F i g. 5 gezeigte Stellung eingestellt, so daß Brennluft für die vollständige Füllgasverbrennung in die Verbrennungskammer 31 aus dem heißen Ausblasrohr 15 rückwärts eingesaugt wird. Wie oben erwähnt wurde, wird durch diese Brennluft weiteres Brenngas in Form von Generatorgas erzeugt.

Zugleich ist in dieser Stellung die Luftklappe 16 so weit geschlossen, daß in diesem Falle nur die für die Koksgasbildung und Temperaturhaltung im Reaktor notwendige Luftmenge einströmen kann, wie auch oben bereits erörtert wurde.

Bei dem gesamten Klappenmechanismus und auch bei dem Sitz des Deckels 4 kommt es nicht unbedingt auf absolute Dichtigkeit an, da das Verfahren mit Atmosphärenunterdruck arbeitet und eingesaugte Leckluft keine nachteiligen Folgen hat.

In der Heißblase- bzw. Belüftungsphase läßt sich die unter Umständen abgesunkene und ungleichmäßig gewordene Temperatur der Koksschicht auf einfache Weise wieder hochfahren, wenn über die Füllperiode hinaus die in F i g. 5 nicht gezeigte Absaugeinrichtung weiter betrieben wird. In diesem Falle wird durch die von den Verkokungskammern abgetrennten und luftansaugenden Ablaugleitungen 30 Luft angezogen, die durch die Koksschicht 1 hindurchgesaugt wird, wobei aus der Koksschicht mitgerissene Koks- und Ascheteilchen in der hinter die Verbrennungskammer geschalteten, in F i g. 5 nicht dargestellten Naßreinigungseinrichtung absorbiert und aus der Atmosphäre ferngehalten werden. Durch das Ansaugen der Luft wird die Temperatur der Koksschicht wieder vergleichmäßigt und erhöht

Anschließend wird die Absaugeinrichtung stillgesetzt, und der Klappenmechanismus wird derart betätigt, daß die Kaminklappe 14 den Einlaß zur Verbrennungskammer 31 schließt und zum Ausblasrohr 15 freigibt. Dabei wird zugleich die Luftklappe 16 voll geöffnet. In Folge der nunmehr eintretenden Kaminwirkung zwischen dem Lufteinlaß 10 und dem Ausblasrohr 15 entsteht ein starker Luftdurchzug durch die Koksschicht, so daß ein weiches Koksfeuer erreicht wird. Dieses führt wieder zu einer optimalen Kokstemperatur von 800 bis 1000⁰C, so daß die Koksschicht für den nächsten Füllvorgang vorbereitet ist

Zur Überwachung des Verhaltens des Kokses in der Koksschicht ist das Gehäuse 3 mit einer seitlichen Inspektionsklappe 61 versehen, die über eine Achse 63 an einem gehäusefesten Ansatz 64 schwenkbar aufgehängt ist und entsprechend dem Pfeil 62 geöffnet werden kann.

Wenn Koks mit besonders ungünstigem Ascheschmelzverhalten, gekennzeichnet durch einen sehr niedrigen Ascheschmelzpunkt, in dem Reaktor für die Koksschicht verwendet werden soll, kommt es nicht nur zu einer unproblematischen Koksveraschung, sondern zu einer Ascheverbackung und damit zu Verschlackungen. In diesem FaDe sollte der Reaktor mit einem Schlackenrost und einem mechanischen Schlackeaustrag ausgerüstet werden.

F i g. 6 zeigt einen derartig ausgerüsteten Reaktor. Das Gehäuse 3 ist in diesem Falle als rechteckiger, ausgemauerter Koksschacht ausgebildet. Der Schlakkenrost ist zweigeteilt und umfaßt den Rost 20 und den Rost 21. Die Roste 20, 21 gehen von gegenüberliegenden Seiten des Koksschachtes aus und verlauten schräg zur Mitte hin. Der Rost 20 liegt tiefer als der Rost 21. Die Roste sind auf in Richtung der Höhenlinien der Roste verlaufenden Stäben 66,67,68,69 gelagert. Der Rost 20 ίο ist am unteren Ende mit vorspringenden Fingern 65 versehen, in die eine Schlackenfräse 22 eingreift. Im oberen und unteren Bereich entspricht der Reaktor im übrigen im wesentlichen der oben beschriebenen Ausführungsform. Zusätzlich s^;nd in F i g. 6 eine deckelverschließbare Öffnung 23 zum Schlackeprockeln in dem Reaktor im unteren Bereich der Koksschicht bzw. der Schlacke, eine deckelverschließbare Zündöffnung 24 zum Einführen eines nicht gezeigten Anzünd-Gasflammschwertes unterhalb des Rostes 20, und oberhalb der Koksschicht ein Stochloch 25 mit Verschlußklappe vorgesehen. Eine Inspektionsklappe 70 befindet sich in diesem Falle etwa in Höhe der Schlackenfräse 22 und gestattet die Überwachung des einwandfreien Abgangs der Schlacke. Die Einzelheiten der Verbrennungskammer 31, des Ausblasrohrs 15 und des Klappenmechanismus 14, 16 ... entsprechen der Ausführungsform der F i g. 5.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht beschränkt auf die zuvor erwähnten Anlagen mit Kokskohlen-Füllwagen, die Naßreinigungseinrichtungen tragen, sondern kommt gleichermaßen für stationäre Füllgas-Absaugeinrichtungen in Betracht. Die Lagerung der glühenden Koksschicht kann auf verschiedene Art erfolgen, wie es bereits an Hand der zuvor erläuterten Beispiele eines Korbes und eines ausgemauerten Reaktors angedeutet wurde, da es nur darauf ankommt, das Füllgas zwangsweise durch die glühende Koksschicht hindurchzuführen. Die einzelnen Verfahrensbedingungen, insbesondere dit Koksschichttemperatur, die Menge des einzudosenden Brennstoffes und die Steuerung des Klappenmechanismus, können in Anpassung an die Gegebenheiten des Einzelfalles variiert werden. Bei den obigen Ausführungen ist als Beispiel ein Wassergehalt von 8 bis 9% in der Füllkohle zugrunde gelegt Bei einem Koksofen läßt sich das Verhältnis von brennbaren zu unbrennbaren Füllgasbestandteilen aus folgender Gleichung ermitteln:

Füllgasheizwert (WE/m³) _ Brennbares (l/s) ,₀ Schwelgasheizwert ~ Brennbares + Unbrenn-

' (WE/nv») bares (l/s)

Daraus ergibt sich.

Brennbares (l/s) = FOUgasheizwert· Unbrennbares, schwelgasheizwert — Füllgasheizwert

Setzt man in dieser Gleichung den Schwelgasheizwert mit 5500 WE/nm³ an und ermittelt durch Messungen den Füllgasheizwert, so läßt sich das Verhältnis von brennbaren zu unbrennbaren Bestandteilen errechnen, und daraus ergeben sich wiederum die notwendigen Hinweise für die Steuerung des Verfahrensablaufs.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 25

1. Verfahren zum Verbrennen der beim Naßkohlefüllen von Horizontalkammer-Koksöfen anfallenden Füllgase, bei dem die aus einem Koksofen austretenden Füllgase abgesaugt und einer Verbrennungskammer zur Verbrennung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die Füllgase bei der Überführung aus dem Koksofen in die Verbrennungskammer durch eine Koksschicht mit einer Temperatur von über 600° C hindurchleitet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur der Koksschicht auf 1000° C einstellt

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in das Füllgas und/oder unter die Koksschicht einen Luftzusatz zum Aufheizen der Koksschicht einbringt

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Füllgas nach dem Austritt aus der Koksschicht Brenngas und/oder Brennöl zuführt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man über die Füllzeit hinaus eine zum Absaugen der Füllgase dienende Absaugeinrichtung zum Aufheizen der Koksschicht weiter betreibt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Ausschalten der Absaugeinrichtung durch Öffnungen unterhalb und oberhalb der Koksschicht auf Grund der Kaminwirkung eine Luftströmung durch die Koksschicht erzeugt.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis C\ gekennzeichnet durch einen in eine Absaugleixung (30) zum Absaugen von Füllgas zwischen Koksofen und Verbrennungskammer (31) eingeschalteten Reaktor (40), in dem sich eine von dem Füllgas durchströmte glühende Koksschicht (1) befindet

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (40) ein etwa zylindrisches Gehäuse (3) mit einem Füllgas-Einlaß (54, 9) und einem Abgas-Auslaß (6) umfaßt, in den ein Korb (2) zur Aufnahme der Koksschicht (t) auswechselbar eingehängt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (40) einen rechteckigen, ausgemauerten Koksschacht umfaßt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar angrenzend an den Abgas-Auslaß (6) des Reaktors (40) die Verbrennungskammer (31) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß am Übergang zwischen dem Abgas-Auslaß (6) des Reaktors (40) und der Verbrennungskammer (31) ein Ausblasrohr (15) vorgesehen ist, das in die Atmosphäre mündet. ho

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Koksschicht (1) ein Einströmstutzen (9) in dem Reaktor (40) vorgesehen ist, in dem die Füllgas-Absaugleitungen (30) einerseits und ein Lufteinlaß (10) (,5 andererseits einmünden.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinlaß (10)

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durch eine Luftklappe (16) steuerbar ist

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an den Abgas-Auslaß (6) des Reaktors (40) der jeweilige Einlaß in die Verbrennungskammer (31) und das Ausblasrohr (15) durch eine Kaminklappe (14) alternativ und stufenlos zu öffnen und zu schließen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaminklappe (14) und die Luftklappe (16) derart über ein Hebelgestänge (58, 59, 60) miteinander verbunden sind, daß bei geschlossenem Lufteinlaß (110) der Einlaß zu dem Ausblasrohr (15) verschlossen ist und umgekehrt, und daß beide Klappen (14,16) einen gemeinsamen Steuerantrieb (13,56,57) aufweisen.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (40) oberhalb des die glühende Koksschicht (1) aufnehmenden Raumes einen konisch nach außen erweiterten, einen Trichter bildenden Rand (18) aufweist, und daß der Reaktor (40) durch einen im unteren Bereich gegen diesen Rand anliegenden, kegelförmigen Deckel (4) verschließbar ist, wobei die Abmessungen des Deckels (4) und des Randes (18) derart gewählt sind, daß in dem zwischen beiden liegenden, ringförmigen und nach unten spitz zusammenlaufenden Raum ein Aufnahmeraum für Reservekoks (19) vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (4) in senkrechter Richtung anhebbar und absenkbar ist und in der angehobenen Stellung um eine parallel zu der senkrechten Achse des Reaktors (40) verlaufende Achse schwenkbar ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (4) über eine an dessen Oberseite befestigte Führungsstange (8) in einet Senkrechtführung (46>, 47, 48) geführt ist, die über einen Ausleger (49) am einer das Ausblasrohr (15) umgebenden und um dieses drehbaren Hülse (50) gelagert ist, welche Hülse (50) zugleich einen Hubmechanismus (7,45) für den Deckel (4) trägt.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis

18, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (4) an der Unterseite einen ringförmigen, den Freiraum über der glühenden Koksschicht (1) begrenzenden und einen Gasstrom in Richtung des Abgas-Auslasses (6) steuernden Wulst (5) trägt

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

19, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) des Reaktors (40) im unteren Bereich konisch zusammenläuft und sich unterhalb des Einströmstutzens (9) zu einem klappenverschlossenen Aschekasten (11) erweitert.

21. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des die glühende Koksschicht (1) aufnehmenden Raumes des Reaktors (40) zwei von gegenüberliegenden Seiten de; Reaktors schräg nach unten und innen verlaufende gegeneinander höhenversetzte Roste (20,21) vorge sehen sind, wobei der tiefere Rost (20) nach unten ir Fingern (65) endet, in die eine Schlackenfräse (22 eingreift.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurcl gekennzeichnet, daß oberhalb der Roste (20,21) eins Öffnung (23) zum Schlackenprockeln in den Reaktor (40) vorgesehen ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des tieferen Rosts (20) eine Öffnung (24) zum Einführen eines Anzünd-Gasflammschwertes in dem Reaktor (40) vorgesehen ist

24. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Koksschicht (1) in dem Reaktor (40) ein Stochloch (25) mit Verschlußklappe vorgesehen ist.