DE2645961A1

DE2645961A1 - Verfahren und einrichtung zum auffangen und ableiten der leckgase bei verkokungsoefen

Info

Publication number: DE2645961A1
Application number: DE19762645961
Authority: DE
Inventors: Karl-Rudolf Dipl Ing Stephan
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1976-10-12
Filing date: 1976-10-12
Publication date: 1978-04-13
Also published as: IN148622B; FR2367812A1; BE859562A

Description

11. Oktober 1976

Rührkohle Aktiengesellschaft , Rellinghauser Str. 1, 4300 Essen

"Verfahren und Einrichtung zum Auffangen und Ableiten der Leckgase bei Verkokungsöfen"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auffangen und Ableiten der bei der Verkokung bzw. Schwelung entstehenden Leckgase durch einen zwischen Steinstopfen und Ofenwand bestehenden Spalt in die Vorlage von Verkokungsöfen und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Eine der Hauptanforderungen, die an Koksofentüren gestellt werden, besteht darin, daß dieselben auch nach längerer Betriebszeit noch zuverlässig abdichten. Dieser Forderung genügen jedoch nur wenige der zahlreich bekannten Türkonstruktionen. Ein wesentlicher Grund hierfür liegt in der starken Verunreinigung der Türen, insbesondere aber in der Verunreinigung der Dichtungselemente durch teerige Bestandteile, die

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sich aus dem Koksofengas niederschlagen. Insbesondere während der Anfangsphase des Verkokunsprozesses versucht das Gas unter hohem Druck durch die Türspalten und sonstigen undichten Stellen zu entweichen. Aufgrund der Temperaturunterschiede sondern sich aus dem Gas sehr schnell schmierige Rückstände ab. Diese schmierigen Rückstände machen periodisch durchzuführende Reinigungsmaßnahmen erforderlich, die gewöhnlich mit erheblichem Aufwand verbunden sind und neben schädlichen Auswirkungen auf die während des R_einigens offenstehenden Kammern die Dichtungselemente derart in Mitleidenschaft ziehen, daß bei den bekannten Tür-konstruktionen nach längerer Betriebszeit eine ausreichende Abdichtung nicht mehr erwartet werden kann.

Man hat zahlreiche Maßnahmen vorgeschlagen, um diese Mangel abzustellen, wobei man fast ausnahmslos versucht hat, die Dichteigenschaft der Ofentüren zu verbessern, ohne jedoch damit die Verunreinigung der Ofentüren vermeiden zu können.

Beispielsweise ist vorgeschlagen worden , mehrere parallel zu-einander angeordnete metallische Dichtungsschneiden am Türkörper hintereinander anzubringen. Zwischen diese Dichtelemente wird dann von außen ein Sperrgas mit gegenüber dem Kammerinneren und der Außenluft geringem Überdruck eingeführt. Durch diese Maßnahmen soll verhindert werden, daß bei Undichtigkeiten das Ofengas aus der Ofenkammer entweichen kann, da in diesem Fall das Sperrgas infolge seines Überdruckes in die Ofenkammer ein-

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j tritt. 2-war konnte hiermit z.T. die Dichtwirkung

verbessert werden, ohne jedoch die nachteilige j Verunreinigung der Türen und Dichtelemente zu verhindern.

! Ferner sind Dichtungseinrichtungen für Koksofen-

; türen bekannt, die mit Anklemmvorrichtungen seitlieh an den Türkörper angeklemmt sind und aus einer äußeren und einer inneren Metalleiste, sowie einer von diesen umschlossenen, die Metalleisten funktionsseitig überragenden Dichtungsleiste aus einem elastischen Material bestehen und die bei Türschluß auf eine dafür vorgesehene Fläche des Türrahmens aufgesetzt sind. Diese Dichtung dichtet lediglich mit ihrer Leiste aus dem elastischen Material ab. Eine Achtung der Metalleisten auf dem Türrahmen ist nicht vorgesehen, wodurch das Nachschlagen von Hand der Metalleisten auf dichten Sitz zwar entfällt, dafür aber eine ebenfalls aufwendige Handarbeit dadurch notwendig wird, daß das elastische Material der Dichtungsleiste sich zusammenpreßt und deshalb immer wieder von neuem zwischen den beiden Metalleisten hervorgezogen werden muß. ....

Alle diese Bemühungen führten jedoch nicht zu einem befriedigenden Ergebnis, da nach dem Füllvorgang die mit bis zu 800 mm Wassersäule drückenden Gase nicht oder nicht ganz zurückgehalten werden können. Die Türen zeigen auch bei gründlicher Reinigung nach längerer Betriebszeit immer wieder Undichtigkeiten, undichte Koksofentüren führen zu Umweltbelästigungen und zur Arbeiterschwernis für die Bedienungsmannschaften. Beim Brennen der

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austretenden Gase tritt ein erheblicher Yerschleiß an Türen und Türrahmen auf.

In der Erkenntnis, daß die Undichtigkeiten der Koksofentüren letztlich dann vermieden werden können, wenn die nach außen drückenden Gase zum Gassammelraum hin abgeleitet bzw. abgesaugt werden, stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren und eine Einrichtung zu finden, die es ermöglichen, alle Gase, insbesondere aber die während des anlaufenden Verkokunsprozesses entstehenden Gase sicher und schnell in die Vorlage abzuleiten, wobei gleichzeitig Verunreinigungen durch die Koksofengase und die sich hieraus niederschlagenden Kondensate weitgehend vermieden werden sollen»

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß vor allem die zu Beginn des Verkokunsprozesses entstehenden und nach außen drückenden Gase über einen engen Spalt mit definiertem Querschnitt in den zu einem Kanal erweiterten Spalt gelenkt und dann annähernd drucklos über den Gassammelraum in die Vorlage geleitet werden. Ein derartiges Verfahren ermöglicht eine sichere Abdichtung der Türen, da die Hammerschlagleisten gegenüber den bisher üblichen Verfahren druckentlastet sind und evtl. vordringende Gasschwaden leicht von der Außenatmosphäre abhalten.

Der für ein derartiges Verfahren notwendige Kanal kann entweder im Mauerwerk der Koksofenwand ausgespart sein oder aber kann erfindungsgemäß zwischen Steinstopfen und Ofenwand liegen und zwar erhält

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©Γ dadurch seine notwendigen Dimensionen, daß der Steinstopfen auf der zur Koksofentür liegenden Seite im Querschnitt schmaler ist als an der zum Ofeninneren liegenden Seite, wobei gleichzeitig der im Koksofen liegende Teil des Steinstopfens so j verbreitert ist, daß zwischen Steinstopfen und Koksj ofenwand jeweils ein schmaler Spalt verbleibt. j Der Kanal ist so erweitert und dimensioniert, daß j die gesamte bis hierhin vordringende Gasmenge ohne größeren Strömungswiderstand in die Vorlage abgesaugt werden kann. Daher kann sich in den beiden kanälen kein überdruck ausbilden, aufgrund dessen Gase durch die Hammerschlagleistedichtung in die Atmosphäre strömen könnten. Die Hammerschlagleistendichtung mit ihrem Dichtungsmesser ist druckentlaetet und hält auch Restgase zurück. Außerdem ist bei einer derartigen Einrichtung gewährleistet, daß die Kohleschüttung nicht bis zu den Kanälen gelangen kann, so daß damit auch die Bildung von Schaumkoks, der zu Verstopfungen führen würde, verhindert ist. Geringfügige Mengen doch evtl. noch entstehenden Kondensatproduktes führen in den entsprechend ausreichend dimensionierten Kanälen zu keinen nennenswerten Querschnittsverengungen. Im Verhältnis zum Koksofeninneren herrschen in den Kanälen so geringe Temperaturen, daß es nicht zu Krackungen und/oder Schwelungen kommen kann.Der Spalt zwischen Steinetopfen und Koksofenwand ist so dimensioniert, daß die Koksofentür mit den heute üblichen Regel- und Führungseinrichtungen sicher eingesetzt werden kann und gleichzeitig sichergestellt ist, daß sich der Spalt zwischen Steinstopfen und Koksofenwand schnellstmöglich mit Kohleklein u.a. zusetzt, so daß

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die Tür schon hierdurch innerhalb kurzer Zeit dicht wird.

Versuche haben gezeigt, daß die optimalen Maße für den Kanal 50 mm Breite und 120 mm Tiefe und für den Spalt 15· mm Breite sind. Bei derartig dimensioniertem Kanal und Spalt kann das Gas aufgefangen und abgeleitet werden, ohne daß Leckagen entstehen. Bei derart ausgerüsteten Einrichtungen sind die Koksofentüren einwandfrei dicht. Auch kurz nach dem Füllen der Koksofenkammernj wenn gewöhnlich die größten Undichtigkeiten auftreten, sind keine Gasaustritte feststellbar. Der Steinstopfen ist im Regelfall aus vorgefertigte Steinen zusammengesetzt. Trotz entsprechender Brennverfahren kann er durch Stoßen u.a. beschädigt werden. Außerdem werden insbesondere die Ecken durch die laufenden und extremten Temperaturschwankungen beim Herausnehmen und Hereinfahren der Koksofentüren stark belastet. Daher ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das zum Ofeninneren zeigende Ende des Steinhalters über einen nach innen und außen weisenden Fortsatz verfügt, wobei der nach außen weisende Teil des Fortsatzes mit der Außenkante des Steinstopfens abschließt. Der Außenfortsatz gibt der Ecke und damit der ganzen Seite des Türstopfens die notwendige Stabilität. Gleichzeitig ist damit der engste Punkt des Spaltes zwischen Steinstopfen und Koksofenwand genau definiert und fixiert.

Die Koksofentüren sind in der Regel aus Gußteilen" zusammengesetzt. Wegen der besonderen Form des Steinhalters ist daher erfindungsgemäß vorgesehen, daß der

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Steinhalter aus Gußeisen und der Steinstopfen aus vorgefertigten und gebrannten Steinen besteht. Die einzelnen Steine können leicht in die Steinhalter eingesetzt und auch bei evtl. notwendigen Reparaturen schnell und einfach entfernt und neu eingeführt werden.

In neuerer Zeit geht man dazu über, Reparaturen am Koksofenmauerwerk und insbesondere am Steinstopfen mit feuerfestem Material durchzuführen, das gestampft bzw. gespritzt wird. Erfindungsgemäß wird unter Berücksichtigung dieser Technik vorgeschlagen, daß der Steinstopfen ein aus feuerfesten Massen gestampftes Teil und der Steinhalter ein entsprechendes Blechteil ist, das insbesondere die Außenkante umgibt bzw. stützt. Wegen der großen Temperaturschwankungen, der die Koksofentür unterworfen ist, wird die Außenkante zweckmäßig durch das Blechteil abgestützt und geschützt.

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Um das Absaugen bzw. Ableiten des Gases im Bereich
des Gassammeiraumes sicherzustellen, kann vorgesehen werden, daß sich der Spalt im Bereich des Gassammelraumes verbreitert. Hierdurch wird das Übertreten des Gases aus dem Kanal in den Gassammeiraum vereinfacht.

Der Spalt zwischen Steinstopfen und Koksofewand soll sich in möglichst kurzer Zeit so zusetzen, daß kein Gas bzw. kaum noch Gas in den Kanal vordringt. Zur
^Verbesserung und Absicherung dieses Vorganges wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Breite des
Steinstopfens vom Koksofen aus bis zum Außenfortsatz geringfügig zunimmt. Dadurch vereinfacht sich die
notwendige Stopfenbildung erheblich.

Es sind bereits mehrere Formen für die Dichtungsmesser der Hammerschlagleistendichtung bekannt.
Zunächst wurden fast ausschließlich angeschärfte
Dichtungsmesser verwendet, die zwangsläufig zu einer Beschädigung der Ofenkante führen. In jüngerer Zeit werden daher zwei - bzw. dreiteilige Dichtungsmesser verwendet, bei denen zwischen zwei metallenen Teilen ein vorstehender, aus nachgiebigem Werkstoff bestehender Teil eingesetzt ist, um die genannten Beschädigungen zu vermeiden. Da die Hammerschlagleistendichtung nicht mehr so stark bzw. nur noch geringfügig beansprucht wird, ist es beim erfindungsgemäßen

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Verfahren und den zugehörenden Einrichtungen ausreichend', als Dichtungsmesser eine Schneide mit abgerundeter Spitze zu verwenden. Derartige Schneiden führen naturgemäß nicht zu den genannten Beschädigungen des Türrahmens.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles weiter erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 Querschnitt durch einen Teil des Koksofens mit Koksofentür,

Fig. 2 Ausschnitt Hammerschlagleistendichtung.

Der Riegelbalken der Koksofentür 3 ist mit 16 gekennzeichnet, der dazugehörige Riegelhaken mit 17 und dessen Befestigung am Türrahmen 20 mit 18. 19 ist ein Führungsbock am Rahmen 20 der Koksofentür 3. Mit 21 ist die Hakenschraube mit Mutter und Unterlegscheibe gekennzeichnet, die die Hammerschlagleiste bzw. das Dichtungsmesser 13 hält. Diese Teile sind bei modernen Koksofentüren üblich, so daß in diesem Zusammenhang auf eine Beschreibung ihrer Funktbnsweise verzichtet werden kann.

Die dargestellte Situation zeigt einen mit Kokskohle gefüllten Koksofen 4. Die Koksofentür 3 ist eingesetzt und über die Spindel 22 verspannt. Die im Koksofen 4 stehenden und insbesondere zu Beginn des Verkokungsprozesses nach außen drückenden Gase können zunächst über den Spalt 5 in den iTanal 1 eindringen und werden dann in diesen bis hoch in den Gassammelraum geführt und von dort in die Vorlage abgesaugt. Der

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Spalt 5 ist gegenüber bisher bekannten Einrichtungen durch Verbreiterung der Steinstopfen 2 in diesem Bereich auf etwa 15 mm verschmälert worden, um ein möglichst frühes Zusetzen dieses Spaltes 5» der zwischen Steinstopfen 2 und Koksofenwand 15 liegt, zu erreichen» Der Kanal 1 ist durch die besondere Konstruktion des Steinstopfens 2 bzw. auch des Steinhalters 6 so erweitert worden, daß sich in den Kanälen 1 kein Überdruck mehr ausbilden kann und auch keine Anbackungen auftreten.

Das aus dem Koksofen 4 in den |Canal 1 eindringende Gas wird durch die aus Hakenschraube 21 und Dichtungsmesser 13 mit Schneide 14 bestehende Hammerschlagleistendichtung daran gehindert, in die Atmosphäre zu entweichen. Fig. 2 zeigt einen entsprechenden Ausschnitt,, aus dem auch die besondere Form der Schneide 14 zu erkennen ist. An das Dichtungsmesser 13 kann von "and nachgestellt, d.h. nachgeschlagen werden. Die Schneide 14 verfügt über eine abgerundete Spitze.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Steinstopfen 2 aus einzelnen Steinen, die durch den Steinhalter 6 gehalten sind. DerSteinstopfen 2 ist im Bereich des Steinhalters 6 schmaler als im Bereich des Koksofens 4, so daß der Kanal 1 seinen gewünschten großen Querschnitt erhält. Die Form der Koksofentür und auch der Verriegelung 16, 17, 18, 22 kann dabei beliebig gewählt werden. Der Steinhalter 6 verfügt über einen Fortsatz 7, der nach beiden Seiten in einem Außen- 8 und Innenfortsatz 9 endet. Während der Innenfortsatz 9 die Halterung des St^instopfens 2 sichert, stützt und sichert der Außenfortsatz 8 die

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Außenkante 10 des Steinstopfens 2. Der aus Gußeisen bestehende Steinhalter 6 kann "bei einem gestampften Steinstopfen 2 auch aus einem einfachen Blech bzw. Blechwinkel bestehen.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1./ Verfahren zum Auffangen und Ableiten der bei der ■ ^/ Verkokung bzw. Schwelung entstehenden Leckgase durch einen zwischen Steinstopfen und Ofenwand bestehenden Spalt in die Vorlage von Verkokungsöfen ,dadurch gekennzeichnet, daß vor allem die zu Beginn des Verkokungsprozesses entstehenden und nach außen drückenden Gase über einen engen Spalt (5) mit definiertem Querschnitt in den zu einem Kanal erweiterten Spalt (1) gelenkt; und dann annähernd drucklos über den Gassammeiraum in die Vorlage abgeleitet werden»

"2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach

Anspruch 1 , dadurch gekennzei chn e t ,daß der Steinstopfen (2) auf der zur Koksofentür (3) liegenden Seite im Querschnitt schmaler ist als der zum Ofeninneren (4) liegenden Seite, wobei gleichzeitig der im Koksofen (4) liegende Teil des Steinstopfens (2) so verbreitert ist, daß zwischen Steinstopfen (2) und Koksofenwand (15) jeweils ein schmaler Spalt (5) verbleibt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , daß der Kanal (1) auf beiden Seiten des Steinstopfens (2) jeweils 40 - 60 mm, vorwiegend 50 mm und der beidseitige Spalt (5) 10 - 20 mm, vorzugsweise 15 mm breit sind. .

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ORIGINAL !NSPK)T-ED

Einrichtlang nach Anspruch 2 und 3 » d a d u r ch gekennzeichnet, daß das zum Of eninneren (4) zeigende Ende des Steinhalters (6) über einen nach innen und außen weisenden Fortsatz (7) verfügt, wobei der nach außen weisende Teil des Fortsatzes (8) mit der Außenkante (10) des Steinstopfens (2) abschließt.

Einrichtung nach Anspruch 2, 3 und 4 , d a durch gekennzeichnet, daß der Steinhalter (6) aus Gußeisen und der Steinstopfen (2) aus vorgefertigten und gebrannten Steinen besteht.

Einrichtung nach Anspruch 2, 3 und 4 , d a durch gekennzeichnet, daß der Steinstopfen (2) ein aus feuerfesten Massen gestampftes Teil und der Steinhalter (6) ein entsprechendes Blechteil ist, das insbesondere die Außenkante (10) umgibt bzw. abstützt.

7. Einrichtung nach Anspruch 2 und einem der nachfolgenden Ansprüche ,dadurch gekennzeichnet , daß sich der Spalt (5) im Bereich des Gassammeiraumes verbreitert.

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8. Einrichtung nach Anspruch 2 und einem der nachfolgenden Ansprüche ,dadurch gekennzeichnet , daß die Breite des Steinstopfens (2) vom Koksofen (4) aus bis zum Außenfortsatz (8) geringfügig zunimmt.

9. Einrichtung zum Abdichten der Koksofentür in gegenüber der Außenatmosphäre, bestehend aus einer Hakenschraube mit Dichtungsmesser und Schneide, die von Hand bei Bedarf nachstellbar sind ,dadurch gekennzeichn e t , daß als Dichtungsmesser (13) eine Schneide (14) mit abgerundeter Spitze dient.

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