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Staubfangsystem für Koksöfen Die Erfindung betrifft ein verbessertes
Staubfangsystem für Koksöfen.
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Beim Betrieb von Koksöfen tritt in erheblichem Maße Staubentwicklung
ein, und zwar beim Herausschieben des Kokses aus dem Koksofen (im folgenden als
Koksentnahmestufe bezeichnet) und bei der Stufe der Einfüllung der zu verkokenden
Kohle (im folgenden als "Kohleeinfüllstufe" bezeichnet). Um den Staub und die Gase
aufzufangen, welche während der Koksentnahmestufe im Bereich des Kokslöschwagens
und des Kokskuchenführungswagens entlassen werden, hat man ein System vorgeschlagen,
bei dem der Staub und die Gase durch einen feststehenden oder stationären Kanal
zu einem Staubabscheider (Abscheidekammer) geführt werden, welcher am Boden vorgesehen
ist, und zwar durch Überdeckung des Kokskuchenführungswagens mit einer Haube. Ein
solches System ist wirkungsvoll und relativ befriedigend.
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Jedoch enthalten auch die Gase, welche in der Kohleeinfüllstufe aus
der Verkokungskammer entweichen, große Mengen Staub und große Mengen brennbarer
Gase und Teernebel. Es wurden
bereits verschiedenste Staubfangsysteme
vorgeschlagen0 Es ist jedoch bisher nicht gelungen, Systeme zu schaffen, welche
unter dem Gesichtspunkt der Stabilität, der Wirtschaftlichkeit und der Effektivität
der Staubabscheidung befriedigend sind.
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Es wurde z.B. ein System vorgeschlagen, bei dem im Bereich des Koksofen-Füllwagens
eine Verbrennungskammer und eine Gasabsaugvorrichtung installiert sind, so daß die
aus der Verkokungskammer herausschießenden oder entweichenden Gase abgesaugt und
verbrannt werden. Die dabei entweichenden Abgase werden durch einen stationären
Kanal zu einem am Boden vorgesehenen Staubabscheider geführt. Es wurde ferner eine
Abwandlung dieses Systems vorgeschlagen, bei dem eine Verbrennungskammer am Boden
vorgesehen ist.
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Das während der Kohleeinfüllstufe entweichende Gas hat ein großes
Volumen und einen.geringen Heizwert (eine geringe Verbrennungswärme). Zur Erzielung
einer vollständigen Verbrennung ist es,daher .erforderlich,,, die Temperatur in
der,Verbrennungskammer auf oberhalb 700°C zu erhöhen. Daher sind große Mengen eines
Hilfsbrennstoffs erforderlich. Dies ist unwirtschaftlich.
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Bei herkömmlichen Verbrennungssystemen wird nur eine Zündquelle in,
di? Verbrennungskammer eingeführt, so daß nur- eine- Verbre,nnung der selbstverbrennbaren
Komponenten der staubhaltigen Gas eintritt-. - Demgemäß gelangt in den am Boden
vorgesehenen Staubabscheider ein Abgas, welches noch nichtumgesetzte Gase und Teernebel
enthält.
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Ferner wurde ein System vorgeschlagen, welches keine Verbrennungskammer
umfaßt und bei dem die staubhaltigen Gase vom Koksofen-Füllwagen durch einen stationären
Kanal zu einem am Boden vorgesehenen Staubabscheider gesaugt werden. Bei letzterem
System gelangen große Mengen brennbarer Gase und
Teernebel direkt
in den Staubabscheider.
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Ferner wurden mechanische Naß-Staubabscheider zum Abscheiden von
Staub bei der Kohleeinfüllstufe wegen des Gehalts an brennbaren Gasen und Teernebel
vorgeschlagen. Die Verwendung elektrischer Staubabscheider ist ungünstig und mit
Schwierigkeiten verbunden, da diese teuer sind und wegen des Gehalts an brennbaren
Gasen auch gefährlich sind. Die Effizienz der Staubabscheidung bei Stäuben mit einem
Teilchendurchmesser von weniger als 1/u und bei Teernebel ist jedoch sehr gering,
wenn man einen Naß-Staubabscheider verwendet, so daß die Staubteilchen und Teernebelteilchen
aus dem Staubabscheider entweichen und als Schwebe stoffe an die Atmosphäre abgpben
werden. Hierdurch kommt es zu erheblicher Luftverschmutzung.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein hochwirksames
Staubabscheidesystem für Koksöfen zu schaffen, bei dem ein gemeinsamer Staubabscheider
sowohl für die Koksentnahmestufe als auch für die Kohleeinfüllstufe in Form eines
Sackfilter-Staubabscheiders verwendet wird, und zwar unter dem Gesichtspunkt, daß
diese beiden Stufen gewöhnlich zu verschiedenen Zeiten und selten zur gleichen Zeit
betrieben werden.
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Erfindungsgemäß wird ein Staubabscheidesystem für Koksöfen geschaffen,
welches einen Sackfilter-Staubabscheider als gemeinsamen Staubabscheider sowohl
für die Koksentnahmestufe als auch für die Kohleeinfüllstufe umfaßt, wobei man zunächst
die Staubabscheidung bei der Koksentnahmestufe durchführt und dann alternierend
und wiederholt die Staubabscheidung bei der Kohleeinfüllstufe und der Koksentnahmestufe,
derart, daß ein Anhaften von Teernebelteilchen an der Sackfilteroberfläche verhindert
wird.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert;
es zeigen Fig. 1 eine schematische, teilweise Frontansicht eines Koksofens mit einem
Staubabscheider; Fig. 2 eine schematische Draufsicht der Ausführungsform gemäß Fig.
1; Fig. 3a- eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt, eines Innenbereichs des Sackfilter-Staubabscheiders;
Fig. 3b einen vergrößerten Teilschnitt zur Veranschaulichung der Staubabscheidung
am Filter; Fig. 3c einen vergrößerten Teilschnitt zur Veranschaulichung des Filterzustandes
nach dem Abschütteln des Staubs; Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise
des Koksofens; Fig. 5 eine Blockdarstellung des erfindungsgemäßen Staubscheidesystems
für Koksöfen, und Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung für das erfindungsgemäße
Staubabscheidesystem.
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Im allgemeinen hat man die Verwendung eines Sackfiltersystems für
die Staubabscheidung von staubhaltigen Gasen, welche zusätzlich noch anhaftende
und klebrige Teilchen, z.B. Teernebelteilchen, enthalten, als schwierig oder unmöglich
angesehen. Wenn man ein solches Sackfiltersystem im praktischen Betrieb eines Koksofens
testet und dabei nur die aus der Kohleeinfülls-tufe- entweichenden Gase zur Staubabscheidung
durch das Sackfiltersystem führt, so.kommt es nach mehreren Tagen zu einer Verstopfung
des Filters, so daß dieses- ausfällt oder wirkungslos wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen System wird jedoch ein Staubabscheider
gemeinsam sowohl für die Koksentnahmestufe als auch für die,,,Kohleeinfüllstuf e
verwendet. Zunächst ,erfolgt die Staubabscheidung aus dem bei der Koksentnahmestufe
entweichenden Gas und danach erfolgt die Staubabscheidung der
beiden
Stufen alternierend, so daß eine direkte Abscheidung der Teernebelteilchen auf der
Oberfläche des Filters der Sackfilter-Staubabscheideeinrichtung verhindert wird.
Auf diese Weise kann der stabile Betrieb aufrechterhalten werden, ohne daß es zu
einer Verstopfung des Filters kommt,und ein Entweichen feiner Staubteilchen und
Teernebelteilchen an die Atmosphäre unter Luftverschmutzung wird verhindert.
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Bei dem Betrieb eines Koksofens werden die Koksentnahmestufe und
die Kohleeinfüllstufe alternierend durchgeführt.
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Wenn die Stäube der Koksentnahmestufe in den Sackfilter-Staubabscheider
gesaugt werden, so werden die Staubteilchen an der Oberfläche des Filters niedergeschlagen.
Diese Staubteilchen zeigen keine Klebrigkeit und können daher leicht abgeschüttelt
werden. Der größte Teil der Staubteilchen, welche bei der Koksentnahmestufe entweichen,
liegt in Form feiner Kokspartikel vor. Wenn das staubhaltige Gas der Kohleeinfüllstufe,
welches Teernebelteilchen enthält, abgesaugt wird, so werden die Teernebelteilchen
dadurch abgefangen, daß sie auf den bereits abgeschiedenen feinen Kokspartikeln
abgeschieden werden, da die Oberfläche des Filters mit bereits während der Koksentnahmestufe
abgeschiedenen feinen Koksteilchen bedeckt ist. Daher haften die Teernebelteilchen
nicht an der Oberfläche des Filters, und sie können leicht zusammen mit den feinen
Koksteilchen herabgeschüttelt werden.
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Die Teernebelteilchen enthaltenden Stäube, welche bei der Kohleeinfüllstufe
gebildet werden, kommen zwischen Schichten feiner Koksteilchen, welche während der
Koksentnahmestufe ausgestoßen werden, in Sandwich-Form zur Abscheidung, da die Koks
entnahme stufe und die Kohleeinfüllstufe alternierend durchgeführt werden. Daher
werden die Teerteilr chen nicht direkt auf der Filteroberfläche abgeschieden, und
es kommt nicht zu einer Verstopfung des Filters.
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Ferner wird erfindungsgemäß ein Staubabscheidesystem geschaffen,
bei dem die Staubabscheidung der Koksentnahmestufe für den Koksführungswagen und
die Staubabscheidung der Kohleeinfüllstufe durch Steuerung eines gemeinsamen Gebläses
unter Verwendung eines einzigen Staubabscheiders durchgeführt werden. Bekanntlich
besteht ein Koksofen aus einer Vielzahl von Ofenkammern. Der Kokereibetrieb erfolgt
nun derart, daß man die Kohle in jede der Ofenkammern einfüllt und nach der Verkokung
nach mehr als 10 Stunden den gebildeten Koks entnimmt. Nach der Koksentnahmestufe
wird Kohle in eine leere Ofenkammer gefüllt. Der Betrieb einer Vielzahl von Ofenkammern,
welche parallel zueinander angeordnet sind, erfolgt nacheinander, so daß man insgesamt
einen kontinuierlichen Betrieb erzielt. Gewöhnlich erfordern die mit der Koksentnahme
und der Kohleeinfüllung verbundenen Arbeitsschritte eine Gesamtdauer von etwa 450
Sekunden (7,5 Minuten) für eine einzelne Ofenkammer. Fig. 4 zeigt, daß die Koksentnahmestufe
90 Sekunden erfordert, während die Kohleeinfüllstufe 210 Sekunden erfordert, während
die anderen Stufen etwa 150 Sekunden erfordern. Sowohl während der Koksentnahmestufe
als auch während der Kohleeinfüllstufe kommt es zu einem Entweichen großer Staubmengen.
Daher ist es erforderlich, in diesen beiden Stufen eine Staubabscheidung vorzunehmen.
Es wurde bereits ein Staubabscheidungssystem vorgeschlagen, bei dem der Koksofen
mit einem am Boden befindlichen Strömungskanal ausgerüstet ist und wobei mit diesem
Kanal ein Staubabscheider verbunden ist. Andererseits ist über dem Kokskuchenführungswagen
eine Haube für das Auffangen des während der Koksentnahmestufe entweichenden, staubhaltigen
Gases vorgesehen, und dieses Gas wird in den Strömungskanal eingeführt und der Staubabscheidung
zugeführt. Andererseits wurde ein Staubabscheidesystem vorgeschlagen, welches in
ähnlicher Weise wie das oben beschriebene Staubabscheidesystem einen am Boden befindlichen
Strömungskanal aufweist, z.B. einen Scrubber im Falle von durch Kohleeinfüllung
hervorgerufenem Staub.
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Bei diesen herkömmlichen Systemen verwendet man für jede Stufe einen
getrennten Staubsammelkanal und Staubabscheider und jedes Gebläse wird kontinuierlich
mit einer konstanten Drehgeschwindigkeit betrieben. Gemäß Fig. 4 wird jedes Gebläse
mit einer jeweils konstanten Drehgeschwindigkeit betrieben, obgleich die Koksentnahmestufe
und die Kohleeinfüllstufe nicht gleichzeitig durchgeführt werden. Daher sind die
Betriebskosten (elektrischer Leistungsverbrauch) hoch.
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Sowohl auf der Seite des Koksofenfüllwagens als auch auf der Seite
des Kokskuchenführungswagens ist daher jeweils eine Ofenklappe, jeweils ein Gebläse
und jeweils ein Staubabscheider vorgesehen. Daher sind die Gestehungskosten für
die Anlage recht hoch, so daß eine solche Anlage unwirtschaftlich ist.
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Mit vorliegender Erfindung sollen diese Nachteile überwunden werden,
und es wird erfindungsgemäß ein Staubabscheidesystem für einen Koksofen geschaffen,
welches einen Staubsammelkanal für den Kokskuchenführungswägen und einen Staubsammelkanal
für den Kohleeinfüllwagen umfaßt. Diese sind über ein gemeinsames Gebläse mit einem
einzigen Staubabscheider verbunden, wid die Drehgeschwindigkeit des Gebläses wird
derart gesteuert, daß das Gebläse in Abhängigkeit von den Durchsätzen der staubhaltigen
Gase der Koksentnahmestufe und der Kohleeinfüllstufe betrieben wird, so daß die
Kosten für den Bau der Anlage und für den Betrieb der Anlage stark verringert sind.
Da die Koksentnahmestufe und die Kohleeinfüllstufe aufeinanderfolgen, ist es nicht
notwendig, zwei Staubabscheider vorzusehen, nämlich einen Staubabscheider für den
Kohleeinfüllwagen und einen Staubabscheider für den Kokskuchen-Führungswagen.
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Vor einer detaillierten Beschreibung dieser Ausführungsform soll
zunächst der Durchsatz der bei der Staubab-Abscheidung 'aus einem.Koksofen abgesaugten,
staubhaltigen Gase erläutert werden. Wie bereits erwähnt, erfolgen bei einem Kokereibetrieb-die-
die.KoksentnahmestuSe und die, Kohleeinfüllstufe
nacheinander.
Wenn es daher gelingt, die Durchsätze der staubhaltigen Gase zu steuern, so kann
man einen gemeinsamen Staubabscheider, abhängig von dem jeweiligen Betrieb, verwenden.
Wenn man den Durchsatz des staubhaltigen Gases im Bereich -des Kokskuchen-Führungswagens
während der Koksentnahmestufe mit Q bezeichnet, so reicht gewöhnlich ein Durchsatz
oder Gebläsedurchsatz von Q/2 oder weniger für die staubhaltigen Gase des Koksofenfüllwagens
aus, um das Gas abzusaugen. Im folgenden wird ein Durchsatz von Q/2 (oberhalb der
Pumpgrenze, z.B. Q/4 ) angenommen . Zur Steuerung der Durchsätze der staubhaltigen
Gase kann man ein Drosselregelsystem oder ein Ofenklappen-Regelsystem anwenden.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung werden jedoch die Durchsätze der staubhaltigen
Gase durch Anderung der Drehgeschwindigkeit und Steuerung einer Ofenklappe zur Verhinderung
eines Pumpens gesteuert.
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In der nachstehenden Tabelle sind der elektrische, Leistungsbedarf
und die Betriebsbedingungen des Koksofens für ein Drosselsteuersystem und ein Drehgeschwindigkeits-Steuersystem
zusammengestellt.
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Tabelle Kokereibetrieb 0s 30s 120s 330s 450s
| 30s 90s 210s 120s |
| zusätzl. Koksent- Kohleein- zusätzl. |
| Stufe nahmest. füllstufe Stufe |
| Durchsatz der ab- |
| gesaugten Gase |
| (N m3/min) Q/2 Q Q/2 Q/2 |
| Drosselsteuer- |
| system |
| Drehgeschwin- N konstante |
| digkeit des Ge- Rotation |
| bläses(U/min) |
| Leistung des ca. 2/3 P P ca.2/3 P ca.2/3 P |
| Gebläses |
| (kW) |
| Drehgeschwindig- |
| keits-Steuersystem |
| Drehgeschwin- N/2 N N/2 N/2 |
| digkeit des Ge- |
| bläses (U/min) |
| Leistung des P/8 P P/8 P/8 |
| Gebläses(kW) |
Für die in der Tabelle verwendeten Symbole gelten die folgenden Definitionen und
Gleichungen; wenn die Drehgeschwindigkeit des Gebläses geändert wird, so gelten
die Gleichungen Qs = Q N' N @@@ PT' = PT #(N'/N)2 (2) P' = P # (N'/N)3 (3) Q: Nenndurchsatz
Q': Durchsatz bei der Drehgeschwindigkeit N' PT: Nenngasdruck PT'@: Gasdruck bei
der Drehgeschwindigkeit N' P: elektrische Nennleistung P': elektrische Leistung
bei d.Drehgeschwindigk.N' N: Nenndrehgeschwindigkeit
Aufgrund der
Charakteristika des Gebläses beträgt die elektrische Leistung bei einem Durchsatz
von Q/2 bei dem Drosselsteuersystem etwa 2/3 P.
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Gemäß den Fig. 1 und 2 umfaßt die Koksofenanlage einen Koksofen 1,
eine Koksausdrückmaschine 2, einen Koksofen-Füllwagen 3, einen Kokskuchen-Führungswagen
4, einen Koks-Löschwagen 5, einen Sackfilter-Staubabscheider 6, eine Verbrennungskammer
7 oberhalb des Koksofen-Füllwagens 3 und ein Absauggebläse 8 mit einem Vorstaubabscheider
oberhalb des Koksofen-Füllwagens 3, einen Gasströmungskanal 9 für den Koksofen-Füllwagen,
eine Haube 10 für den Kokskuchen-Führungswagen 4 und über dem Löschwagen einen Gasströmungskanal
11 für den Kokskuchen-Führungswagen 4. Der Vorstaubabscheider 8 ist ein Naß-Staubabscheider
oder dergl.
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und der aus der Verbrennungskammer 7 entweichende Vorstaub wird aufgefangen
und die Gastemperatur wird gesenkt.
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Die Strömungskanäle 9 und 11 sind gemeinsam über ein Gebläse 12 mit
dem Staubabscheider verbunden, welcher auf dem Boden angeordnet ist. Ferner sind
Drosselelemente oder Ofenklappen 13, 14, insbesondere zur Verhinderung eines Pumpens,
vorgesehen.
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Bei Betrieb des Koksofens entweichen Gase und Staubteilchen, wenn
der Koks durch den Kokskuchen-Führungswagen 4 in den Kokslöschwagen bei der Koksentnahmestufe
herabfällt.
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Wenn die Haube 10 des Kokskuchen-Führungswagens mit dem Kanal 11 verbunden
wird, so werden die Gase und Stäube durch die Haube 10 im Bereich des Kokskuchen-
Führungswagens 4 aufgefangen, und zwar durch Betrieb des am Boden vorgesehenen Gebläses
12. Diese Gase und Staubteilchen werden sodann in den Strömungskanal für den Kokskuchen-Führungswagen
gesaugt, und danach werden die staubhaltigen Gase durch den Staubabscheider 6 gereinigt
und nach der Reinigung an die Atmosphäre
entlassen. In der nachfolgenden
Kohleeinfüllstufe entweichen die staubhaltigen Gase, und diese werden durch Betrieb
des Sauggebläses am Koksofen-Füllwagen 3 abgesaugt, und die brennbaren Komponenten
des Gases werden in der Verbrennungskammer 7 verbrannt. Für die Verbrennungskammer
7 steht im Bereich des Koksofen-Füllwagens 3 nur ein begrenzter Raum zur Verfügung,
so daß die Kapazität der Verbrennungskammer nicht für eine vollständige Verbrennung
der brennbaren Komponenten ausreicht. Daher enthalten die entweichenden Abgabe noch
relativ große Mengen Teernebel, Kohlestaub und Koksstaub. Wenn die Zuleitung des
Vorstaubabscheiders 8 des Füllwagens mit dem Kanal 9 verbunden wird, so wird das
staubhaltige Gas nach der Verbrennung der brennbaren Komponenten in den Strömungskanal
9 für den Koksofen-Füllwagen 3 des Koksofens 1 geführt, und das Gas wird vom Gebläse
12 abgesaugt. Hierfür wird das gleiche Gebläse verwendet, wie für die Koksentnahmestufe.
Das staubhaltige Gas wird durch den Staubabscheider 6 gereinigt und dann an die
Atmosphäre entlassen.
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Bei der Kohleeinfüllstufe beträgt der Absaugdurchsatz gewöhnlich
ungefähr 1/2 oder weniger des Absaugdurchsatzes bei der Koksentnahmestufe. Daher
sollte der Absaugdurchsatz beider Kohleeinfüllstufe gesteuert werden. Diese Steuerung
des Absaugdurchsatzes wird derart vorgenommen, daß man entweder. die Drehgeschwindigkeit
des Gebläses 12 steuert oder durch Öffnung der Drossel 14 Belastungsschwankungen
oder ein Pumpen des Gebläses 12 verhindert.
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Gemäß Fig., 3a sind in dem Sackfilter-Staubabscheider 6 eine Vielzahl
von schlauchförmigen Filtern 17 durch Federn 16 in einem Gehäuse 15 aufgehängt.
Das Abgas strömt durch das' Innere der Schlauchfilter 17 und danach durch die Wandung
der Schlauchfilter 17 und schließlich zur Wandung 18a des'Gehäuses 15 und durch
die Öffnungen 18c nach oben und gelangt so an die Atmosphäre* Eine gemeinsame Rohrleitung
19 für die staubhaltigen Gase endet unterhalb einer unteren Trennwandung
18b.
Unter den Bedingungen des Staubabscheiders 6 bleibt eine zunächst abgeschiedene
Staubschicht 20 stets an der Innenfläche des schlauchförmigen Filters 17 haften
und fällt beim Schütteln nicht ohne weiteres herab;. (Fig. 3c). Gemäß Fig. 3b wird
der Staub 21 der Koksentnahmestufe auf der Fläche der zuvor abgeschiedenen Staubschicht
20 abgeschieden.
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Die Staub- und Teerteilchen der nachfolgenden Kohleeinfüllstufe werden
danach auf der Oberfläche der Staubschicht 21 der vorherigen Stufe abgeschieden.
Wenn nun Druckluft von oberhalb der oberen Trennwandung 18a eingefüllt wird, so
daß die Druckluft von der Außenfläche der Schlauchfilter 17 in deren Inneres strömt,
so werden die Staubteilchen der Staubschicht 21 der Koksentnahmestufe und die Staubteilchen
und Teernebelteilchen 22 der Kohleeinfüllstufe von der Innenfläche des Schlauchfilters
17 gemäß Fig. 3c gelöst, und sie fallen herab. Demgemäß werden die Schlauchfilter
nicht durch den Teerteilchen enthaltenden Staub beeinträchtigt.
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Bei einem idealen Betrieb wird der Absaugdurchsatz bei der Staubabscheidung
der Kohleeinfüllstufe auf die Hälfte reduziert, indem man die Geschwindigkeit des
Gebläses 12 steuert. Dabei wird die Geschwindigkeit der Filtrierung des Gases durch
den Sackfilter-Staubabscheider 6 reduziert, so daß die Zunahme des Druckabfalls
am Filter herabgesetzt wird und die Abschüttel-Rate herabgesetzt wird, so daß die
Lebensdauer der Schlauchfilter verlängert wird.
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Wie bereits erwähnt, wird erfindungsgemäß nur ein Staubabscheider
verwendet, und zwar gemeinsam für die Koksentnahmestufe und für die Kohleeinfüllstufe0
Darüberhinaus kann ein Sackfilter-Staubabscheider verwendet werden, welcher eine
ausgezeichnete Abscheidungswirkung hat, und dieser Sackfilter-Staubabscheider kann
auch zur Abscheidung von teerhaltigem Staub verwendet werden. Die staubhaltigen
Gase werden in zu in hohem Maße gereinigt. Daher wird eine Luftverschmutzung verhindert,
wenn man die Abgase nach der Staubabscheidung an
die Atmosphäre
entläßt, Der erfindungsgemäße Staubabscheider ist nicht auf einen gemeinsamen Staubabscheider
für den Kokskuchen-Führungswagen und den Koksofen-Füllwagen beschränkt. Eine Kombination
eines Staubabscheiders für die Koksausdrückmaschineund eines Staubabscheiders für
den Koksofen-Füllwagen oder eine Kombination der drei Staubabscheider kann verwendet
werden.
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Im folgenden soll das erfindungsgemäße Staubabscheidesystem anhand
der Fig. 5 erläutert werden. Dieses umfaßt einen Koksofen-Füllwagen 31 und einen
Staubsammelkanal 32 für den Koksofen-Füllwagen. Dieser ist über einen Verbindungskanal
42 mit dem Koksofen-Füllwagen 31 verbunden. Ferner ist ein Staubsammelkanal 34 für
die Koksentnahme über einen Verbindungskanal 41 mit dem Kokskuchen-Führungswagen
33 verbunden. Der Staubsammelkanal 32 für den Koksofen-Füllwagen ist an beiden Enden
mit dem Staubsammelkanal für den Kokskuchen-Führungswagen verbunden, so daß eine
geschlossene Schleife gebildet wird. Die Enden der Staubsammelkanäle 32, 34 sind
über einen Absaugkanal 36 mit einem Gebläse 35 verbunden. Das Gebläse 35 ist in
Reihe zu dem Staubabscheider 37 und dem Schornstein 38 geschaltet. Auf der Absaugseite
des Gebläses 35 ist eine automatische Drosseleinrichtung oder Ofenklappeneinrichtung
39 vorgesehen. Diese dient der Verhinderung von Gebläsebelastungsschwankungen oder
zur Verhinderung eines Pumpens des Gebläses während derjenigen Zeitdauer, während
der weder eine Staubabscheidung für den Koksofen-Füllwagen noch eine Staubabscheidung
für die Koksentnahmestufe durchgeführt wird. Das Gebläse 35 wird'durch einen Motor
40 angetrieben, dessen Drehgeschwindigkeit derart steuerbar ist, daß das Gebläse
35 mit einem Luftdurchsatz von Q/2 betreibbar ist. In Fig. 5 ist der Durchsatz des
vom Kokskuchen-Führungswagen 33 abgesaugten, staubhaltigen Gases mit Q bezeichnet.
Der Durchsatz des vom Koksofen-Füllwagen 31 abgesaugten,
staubhaltigen
Gases ist mit Q/2 bezeichnet. Die Leistung des Gebläses 35 reicht aus für eine Absaugung
mit einem Durchsatz von Q.
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Im folgenden soll für diese Ausführungsform der Betrieb des Koksofen-Staubabscheidungssystems
für eine Betriebsstufe des Koksofens erläutert werden. Bei normalen Bedingungen,
bei denen weder eine Staubabscheidung für die Koksentnahmestufe noch eine Staubabscheidung
für die Kohleeinfüllstufe durchgeführt wird, sind die Verbindungskanäle 41, 42 für
den Führungswagen 33 und den Einfüllwagen 31 nicht mit den Staubsammelkanälen 34,
32 verbunden und die automatische Drossel 39 ist geöffnet. Demgemäß ist der Gasdurchsatz
des vom Gebläse 35 aus den Staubsammelkanälen 32, 34 abgesaugten Gases Null. Durch
die automatische Drosseleinrichtung 39 wird lediglich Luft angesaugt. Die Drehgeschwindigkeit
des Gebläses 35 beträgt N/2und die elektrische Leistung beträgt P/8. Wenn nun der
Verbindungskanal 41 des Kokskuchen-Führungswagens 33 mit der Staubsammelleitung
34 der Koksentnahmestufe verbunden wird, so wird die automatische Ofenklappe 39
vom geöffneten Zustand in den geschlossenen- Zustand umgeschaltet, und zwär durch
ein Koksentnahmesignal der nicht gezeigten Koksausdrückmaschine. Ferner wird die
Drehgeschwindigkeit des Gebläses von N/2 auf N gesteigert. Nun beträgt der Durchsatz
des vom Gebläse vom Kokskuchen-Führungswagen 33 abgesaugten, staubhaltigen Gases
Q. Die elektrische Leistung hat den Wert P.
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Wenn gemäß Fig. 4 die Koksentnahme nach etwa 90 Sekunden beendet
ist, so wird der Verbindungskanal 41 des Kokskuchen-Führungswagens 33 von dem Staubsammelkanal
34 für die Koksentnahmestufe gelöst und es schließt sich nun die Staubabscheidung
für die Kohleeinfüllstufe an. Bei der Staubabscheidung für die Kohleeinfüllstufe
wird der Verbindungskanal 42 des Koksofen-Füllwagens 31 mit dem Staubsammelkanal
32
für die Kohleeinfüllstufe verbunden. Die Drehgeschwindigkeit des Gebläses 35 wird
durch ein Kohleeinfüllsignal des Koksofen-Füllwagens 31 von N auf N/2 herabgesetzt.
Zu dieser Zeit behält die automatische Ofenklappe ihren geschlossenen Zustand bei.
Das staubhaltige Gas wird durch das Gebläse 35 vom Koksofen-Füllwagen 31 mit einem
Durchsatz von Q/2 angesaugt. Die elektrische Leistung beträgt P/8. Gemäß Fig. 4
ist die Kohleeinfüllung nach 210 Sekunden beendet.
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Nach beendeter Kohleeinfüllung wird der Verbindungskanal 42 des Koksofen-Füllwagens
31 von dem Staubabscheidekanal 32 für die Kohleeinfüllstufe gelöst. Das Signal des
Koksofen-Füllwagens 31 wird abgeschaltet und die automatische Ofenklappe 39 wird
vom geschlossenen Zustand in den offenen Zustand umgeschaltet. Auf diese Weise ist
die erste Staubabscheidestufe der ersten Koksofenkammer beendigt, und es schließt
sich die Staubabscheidestufe der nächsten Koksofenkammer an. Dieser Betrieb wird
aufeinanderfolgend wiederholt.
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Bei einer Ofenklappensteuerung zur Steuerung des Durchsatzes des
Gases, wobei eine stationäre Ofenklappe im Staubsammelkanal 32 für die Kohleeinfüllstufe
angeordnet ist, ohne daß die Drehgeschwindigkeit des Gebläses 35 geändert wird,
kann zwar der Gasdurchsatz auf Q/2 gedrosselt werden, der elektrische Leistungsbedarf
wird jedoch nur auf etwa 2/3 P gesenkt. Bei dem Gebläsedrehgeschwindigkeits-Steuersystem
wird der elektrische Leistungsbedarf jedoch auf 1/8 P gesenkt.
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Darüberhinaus erfordert das Absaugen des Gases mit dem maximalen
Durchsatz von Q während der Koksentnahmestufe nur 90 Sekunden bei einer Gesamtbetriebsdauer
von 450 Sekunden für die Koksentnahmestufe und die Kohleeinfüllstufe einer Koksofenkammer
. Demgemäß wird das Gas während der Kohleeinfüllstufe und während der zusätzlichen
Stufe, d.h. während insgesamt
360 Sekunden, mit dem Durchsatz
Q/2 angesaugt, so daß der Leistungsbedarf erheblich gesenkt wird.
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Vorstehend wurdekein Geschwindigkeitssteuersystem für den Antrieb
des Gebläses 35 beschrieben. Unter dem Gesichtspunkt einer langen Betriebsdauer,
bei der häufige Umschaltungen zwischen Langsamlauf und Schnellauf bei der Staubabscheidung
des Koksofens erforderlich sind, verwendet man vorzugsweise eine statische Steuereinrichtung,
welche für eine dem Durchsatz des abgesaugten Gases entsprechende Drehgeschwindigkeit
sorgt und welche ein Nutzbremssystem für die Herabsetzung der Geschwindigkeit aufweist,
so daß die Wirksamkeit der Leistungsminderung verbessert wird und andere Betriebsvorteile
erzielt werden.
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Es können verschiedene Typen von Staubabscheidern verwendet werden.
Es ist bevorzugt, solche Staubabscheider zu verwenden, bei denen der Durchsatz des
staubhaltigen Gases gering ist (bei befriedigenden Charakteristika der Drehgeschwindigkeitssteuerung),
so daß ein elektrischer Staubabscheider oder ein Sackfilter verwendet werden kann,
welche sehr wirksam sind. Unter dem Gesichtspunkt des Druckabfalls kann man ein
solches System unter Druckverminderung bei der Herabsetzung der Drehgeschwindigkeit
des Gebläses anwenden.
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Man kann auch andere Arten von Staubabscheidern mit ähnlichen Eigenschaften
verwenden.
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Bei dieser Ausführungsform wird ein Staubabscheider gemeinsam für
die Staubabscheidung der Koksentnahmestufe und für die Staubabscheidung der Kohleeinfüllstufe
für die Verkokung herangezogen, und die Drehgeschwindigkeit des Gebläses wird gesteuert.
Auf diese Weise kann man die gleiche Wirksamkeit der Drehgeschwindigkeitssteuerung
des Gebläses des spezifischen Staubabscheiders für die Koksentnahme erwarten. Wie
bereits erwähnt, sind bei dem erfindungsgemäßen Staubabscheidesystem
der
Staubsammelkanal für die Kohleeinfüllung und der Staubsammelkanal für die Koksentnahme
über ein gemeinsames Gebläse mit einem einzigen Staubabscheider verbunden, und die
Drehgeschwindigkeit des Gebläses wird derart gesteuert, daß man sowohl bei der Koksentnahmestufe
als auch bei der Kohleeinfüllstufe die jeweils gewünschten Durchsätze des Gases
erzielt. Auf diese Weise kann man sowohl die Staubabscheidung der Koksentnahmestufe
als auch die Staubabscheidung der Kohleeinfüllstufe unter Verwendung nur eines einzigen
Staubabscheiders durchführen. Daher kann die Vorrichtung vereinfacht werden und
die Kosten für die Anlage werden erheblich gesenkt. Die Drehgeschwindigkeit des
Gebläses wird gesteuert, und zwar Je nachdem, ob man die Staubabscheidung für die
Koksentnahmestufe oder die Staubabscheidung für die Kohleeinfüllstufe durchfuhrt,
so daß die Betriebskosten stark gesenkt werden können. Dies hat erhebliche wirtschaftliche
Vorteile.
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Das Gebläse wird nur während der kurzen Zeitdauer der Koksentnahmestufe
in einem Zyklus des Koksofenbetriebs mit der Nenngeschwindigkeit betrieben. Während
der anderen Betriebs stufen wird das Gebläse mit einer verminderten Geschwindigkeit
betrieben. Daher sind die durch das Gebläse hervorgerufenen Geräusche insgesamt
herabgesetzt.
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Durch Kombination der Geschwindigkeitssteuerung des Gebläses und
der Ofenklappensteuerung zur Verhinderung eines Pumpens kann ein Gebläse mit geringeren
Abmessungen verwendet werden, und man kann das Gebläse mit großer Betriebssicherheit
unter Verhinderung eines Pumpens betreiben. Der Staub in dem Kanal für den Einfüllwagen
kann vor der Einführung in den Sackfilter-Staubabscheider durch einen Vorstaubabscheider
geschickt werden, so daß der Gehalt an Teernebel und brennbaren Gasen stark herabgesetzt
werden kann. Hierdurch
können Unfälle, z.B. durch Verbrennungen
und Explosionen, im Sackfilter-Staubabscheider mit Sicherheit verhindert werden,
und die Belastung des Sackfilter-Staubabscheiders kann stark herabgesetzt werden.
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Schließlich soll zum besseren Verständnis das System zur Steuerung
des Gebläses und der automatischen Ofenklappen im einzelnen erläutert werden. Eine
Thyristorsteuerschaltung ist mit dem Gebläse 35 verbunden, so daß zwei Gebläsegeschwindigkeitsstufen
selektiv angesteuert werden können, und zwar die Nenngebläsegeschwindigkeit und
1/2 der Nenngebläsegeschwindigkeit.
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Die Nenngebläsegeschwindigkeit N wird gewählt, wenn das Gebläse sowohl
ein Signal vom Kokskuchen-Führungswagen hinsichtlich der Verbindung mit dem Verbindungskanal
empfängt als auch ein Signal der Ausdrückmaschine. Die halbe Gebläsenenngeschwindigkeit
(N/2) wird während der üblichen Zeitdauer gewählt. Die automatische Ofenklappe 39
ist mit einer Ein-Aus-Steuerschaltung für das Schließen und Öffnen verbunden. Die
Ofenklappe wird geschlossen, wenn entweder ein Signal für die Entnahme von der Ausdrückmaschine
empfangen wird oder ein Signal für die Beschicktung von dem Einfüllwagen. Der geöffnete
Zustand der Ofenklappe wird während der übrigen Zeitdauer gewählt. Der Staubabscheidungskanal
32 hat jeweils einen Verbindungseingang mit einer Tür entsprechend der jeweiligen
Koksofenkammer. Die Tür wird gewöhnlich im geschlossenen Zustand gehalten. Die Tür
wird zu dem Zeitpunkt geöffnet, zu dem eine Zuleitung des Vorstaubabscheiders über
den Einfüllwagen verbunden wird. Dabei erfolgt die Verbindung der Zuleitung mit
dem Kanal 32. Auch der Staubsammelkanal 34 hat jeweils eine Verbindungsöffnung mit
einer Tür, entsprechend der jeweiligen Koksofenkammer. Die Tür wird gewöhnlich im
geschlossenen Zustand gehalten. Sie wird aber zu dem Zeitpunkt geöffnet, zu dem
die Haube des Kokskuchen-
Führungswagens verbunden werden soll.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Haube mit dem Kanal 34 verbunden. Wenn weder eine Beschickung
noch eine Entnahme von Koks vorgenommen wird, so sind die Türen für die Verbindungsöffnungen
der Staubsammelkanäle 32 und 34 geschlossen. Nunmehr hat das Gebläse die Hälfte
der Nenngebläsegeschwindigkeit (N/2) und die automatische Ofenklappe ist geöffnet.
Während der Entnahmestufe ist der Staubsammelkanal 34 mit der Haube des Kokskuchen-Führungswagens
verbunden. Das Signal für die Entnahmekanalverbindung wird erzeugt und die automatische
Ofenklappe 39 wird im geöffneten Zustand gehalten und nur das Gas in der Haub des
Kokskuchen-Führungswagens wird durch das Gebläse angesaugt. Wenn nun der Koksausdrückvorgang
beginnt, und das Entnahmesignal durch die Ausdrückmaschine erzeugt wird, so empfängt
das Gebläse sowohl das Signal für die Entnahmekanalverbindung als auch das Signal
für den Entnahmevorgang der Ausdrückmaschine und die Gebläsegeschwindigkeit wird
auf die hohe Nenngebläsegeschwindigkeit umgeschaltet.
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Wenn die Koksentnahme beendet ist und die Verbindung zwischen dem
Staubsammelkanal 34 und der Haube des Kokskuchen-Führungswagens unterbrochen wird,
so wird das Signal für die Entnahmekanalverbindung gestoppt und die automatische
Ofenklappe 39 wird in den offenen Zustand umgeschaltet, so daß das Gebläse nunmehr
lediglich Gas durch die Ofenklappe ansaugt. In der Einfüllstufe wird die Zuleitung
des Vorstaubabscheiders des Einfüllwagens mit dem Staubsammelkanal 32 verbunden
und das Signal für die Beschickung wird erzeugt, so daß die automatische Ofenklappe
in den geschlossenen Zustand umgeschaltet wird. Andererseits wird das Gebläse nach
wie vor mit der halben Nenngebläsegeschwindigkeit betrieben, so daß das Gebläse
lediglich Gas aus der Zuleitung des Vorstaubabscheiders des Einfüllwagens absaugt.
Wenn die Beschickung mit Kohle beendet ist und das Einfüllsignal beendet ist, so
wird
die automatische Klappe in den offenen Zustand umgeschaltet,
so daß das Gebläse mit der halben Nenngebläsegeschwindigkeit lediglich Gas durch
die Klappe ansaugt.