DE2710672A1

DE2710672A1 - Batterie waagerechter verkokungsofenkammern und verfahren zum betrieb derselben

Info

Publication number: DE2710672A1
Application number: DE19772710672
Authority: DE
Inventors: Lewis Ainsley Watson
Original assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Current assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Priority date: 1976-03-19
Filing date: 1977-03-11
Publication date: 1977-09-29
Also published as: JPS5359701A; ES456956A1; CA1091183A; FR2344621A1; IT1086559B; GB1512353A; US4137128A; IN148886B; ZA771442B; FR2344621B1; ES456955A1; AU2313877A; AU500448B2

Description

Batterie waagerechter Verkokungsof enkammem und Verfahren zum Betrieb derselben

Gegenstand der Erfindung ist eine Batterie waagerechter Verkokungsofenkammern, die an zwei längs der Batterie /erlaufende Vorlagen angeschlossen sind, in deren einer Einrichtungen zur Berieselung mit einer wässrigen Flüssigkeit vorgesehen sind, die eine Kühlung des aus den

Ofenkammern abgezogenen Gases auf eine bei 1OO°G liegende Temperatur gestatten, und ferner Verfahren zum Betrieb einer solchen Batterie waagerechter Verkokungsofenkammern.

Es sind in den letzten Jahren mehrere Verfahren in Gebrauch gekommen, die Kohle zu trocknen und vorzuerhitzen, ehe sie in die Ofenkammern eingefüllt wird. Dies kann aus mehreren Gründen geschehen. Es gibt eine Reibe von Kohlen, die bei der Entgasung keinen genügend festen Koks ergeben, aber aus denen ein Koks höherer Qualität gewonnen werden kann, wenn sie vorerhitzt eingefüllt werden. Ein weiterer Grund für die Vorerhitzung der Kohle kann darin bestehen, daß die bereits vorerhitzte Kohle in kürzerer Zeit abgegart ist: das bedeutet, daß in der gleichen Anzahl von Ofenkammern eine größere Koksmenge gewonnen werden kann; die Kapazität einer Kokereianlage ist also größer, wenn die Kohle vorerhitzt wird.

Nun bereitet jedoch die Einfüllung vorerhitzter Kohle in die Ofenkammern insofern Schwierigkeiten, als während des Einfüllens und einige Zeit danach das entstehende Gas größere Mengen an Staub enthält. Verbleiben diese in dem abgezogenen Gas, so erschweren sie dessen weitere Verarbeitung. Man hat schon eine zweite Vorlage zum Abziehen der beim Einfüllen der Kohle entstehenden Gase benutzt. Der Betrieb einer solchen besonderen Vorlage gestaltet sich jedoch schwierig mit Rücksicht auf die im Gas enthaltenen teerartigen Bestandteile.

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Das Ziel der Erfindung ist die Ausgestaltung einer Batterie waagerechter Verkokungsofenkammer!! mit einer zweiten Vorlage und ein Verfahren zu ihrem Betrieb, wobei die Belästigungen durch den in den abgezogenen Gasen enthaltenen Staub entfallen und sich ein störungsfreier Betrieb ergibt.

Gemäß der Erfindung sind sämtliche Ofenkammern außer an eine in üblicher Weise betriebene Vorlage an eine zweite Vorlage angeschlossen, die mit einer mittelbaren Beheizung versehen ist und dadurch auf einer Temperatur gehalten werden kann, daß in dieser zweiten Vorlage keine Gasbestandteile, insbesondere Teerprodukte, auskondensieren. In der zweiten Vorlage soll ständig eine Temperatur von mindestens 600⁰C herrschen. Mittels eines Saugers wird das Gas aus dieser zweiten Vorlage abgezogen und dadurch ein Unterdruck zwischen 80 und 400 mm WS aufrechterhalten, der dafür sorgt, daß eine Abscheidung von Staub nicht erfolgt.

Die zweite Vorlage kann in Form einer Schleife geführt sein. Der Abzug eines Teilstroms des Gases erfolgt über ein Ventil, das für die Aufrechterhaltung des gewünschten Unterdrucks in der Vorlage sorgt.

Der abgezogene Teilstrom des Gases wird gemäß der weiteren Erfindung einer Verbrennungseinrichtung zugeführt.

Diese besteht aus zwei hint ereinanderges chalt et en Verbrennungskammern, von denen die erste mit einer Luftzuführung durch einen Ventilator und ein Regelventil versehen ist, während die zweite Verbrennungskammer mit einem Ventilator zur Zuführung von Brenngas versehen ist. Die Verbrennungseinrichtung wird so betrieben, daß in der ersten Verbrennungskammer das aus der zweiten Vorlage abgezogene Gas mit Luftüberschuß verbrannt wird, während in der zweiten Verbrennungskammer eine solche Gasmenge zugeführt

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wird, daß in den Verbrennungsprodukten kein Luftuberschuß besteht. Die Steuerung der in der ersten Verbrennungskammer zugeführten Luftmenge erfolgt mittels eines Regelventils derart, daß die Luftmenge der zugeführten Gasmenge proportional ist.

Gemäß der weiteren Erfindung ist die zweite Vorlage einschließlich ihrer schleifenfÖrmigen Rückführung in ein Gehäuse eingeschlossen, dessen Innenraum mit einer Zuführung für ein gasförmiges Heizmedium versehen ist. An dieses Gehäuse kann der Ausgang der genannten Verbrennungseinrichtung über eine Leitung angeschlossen sein. Durch mittelbare Beheizung wird so die zweite Vorlage auf der erforderlichen Temperatur von mindestens 600 C gehalten.

Das als Heizmittel dienende, aus der Verbrennungseinrichtung stammende Gas kann aus dem Gehäuse mittels eines Gebläses regelbar abgezogen und gegebenenfalls in die Atmosphäre gegeben werden. Vor den Auslaß ist dabei ein mit einem Flüssigkeitskreislauf ausgestatteter Wascher geschaltet.

Jede der Ofenkammern soll immer nur entweder an die erste oder an die zweite Vorlage angeschlossen sein.

Durch eingebaute Gas analysegeräte kann der Sauerstoffgehalt sowohl des durch die zweite Vorlage strömenden Gases als auch der Sauerstoffgehalt der aus der Verbrennungseinrichtung austretenden verbrannten Gase bestimmt werden. Überschreitet der Sauerstoffgehalt in der zweiten Vorlage einen bestimmten Betrag, so soll aus der Verbrennungseinrichtung verbranntes Gas in diese eingeleitet werden, auch kann die Zufuhr von Dampf in die zweite Vorlage vorgesehen sein. Überschreitet der Sauerstoffgehalt der aus der Verbrennungseinrichtung austretenden Gase einen vor-

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gegebenen Betrag, so wird in regelbarer Weise Dampf in die zweite Vorlage eingeführt.

Anhand der vorliegenden Zeichnungen soll der Erfindungsgegenstand näher erläutert werden. Es stellen dar:

Figur 1 eine Grundrißdarstellung einer Batterie waagerechter Verkokungsofenkammern mit einer schematischen Darstellung der zweiten Vorlage und der Apparate, in denen eine Gasbehandlung erfolgt,

Figur 2 einen senkrechten Schnitt entsprechend der Schnittlinie H-II von Figur 1 durch die Ofen

batterie.

Mit 10 ist eine Batterie von Koksöfen bezeichnet. Jede Ofenkammer ist mittels eines Steigrohres 11 mit einer Gasvorlage 12 verbunden, die längs einer Seite der Ofenbatterie verläuft. Beim Eintritt in diese Gasvorlage werden die Gase mit einer wässrigen Flüssigkeit in solcher Menge berieselt, daß sie auf eine Temperatur von etwa 100⁰C abgekühlt werden.

Auf der anderen Seite der Batterie ist ein Gassammeirohr 13· Es bildet eine in sich geschlossene Schleife, durch die die Gase mittels eines Gebläses 15 gefördert werden. Das Gebläse stellt sicher, daß der Unterdruck im Rohr I3 in einem Bereich zwischen 80 mm WS und 400 mm WS längs der Batterie ansteigt.

Das Sammelrohr I3 ist über eine Reihe von Ventilen 14 mit jeder einzelnen Ofenkammer längs der Batterie 10 verbunden. Der (noch näher zu beschreibende) Kohlefüllwagen fährt auf der Decke der Ofenbatterie, und von ihm aus kann jede Ofenkammer während des Einfüllens mit dem Sammelrohr I3 über das zugehörige Ventil 14 verbunden werden.

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überschußgase in dem Gassammeirohr 13 werden von der Saugseite des Gebläses 15 über eine Leitung 16 abgezogen. In der Leitung 16 befindet sich ein Drucksteuerventil 18, wodurch der Druck in dem Sammelrohr 13 auf der gewünschten Höhe gehalten werden kann, der beispielsweise 100 mm WS an der Entnähmesteile beträgt.

Ober die Leitung 16 werden die Gase zu einer Verbrennungskammer geführt, die allgemein mit 17 bezeichnet ist und zwei Verbrennungszonen 19 und 22 umfaßt. Die staubbeladenen Gase aus dem Sammelrohr 13 werden verbrannt, und zwar mit einem Überschuß von Luft, die von einem Gebläse 20 über ein Ventil 21 zugeführt wird. Das Ventil 21 stellt sicher, daß die Luftzufuhr zur Zone 19 proportional zu dem in der Leitimg 16 zugeführten Gasvolumen ist.

Es ist wichtig, daß in der Zone 19 die Gase mit einem Luftüberschuß verbrannt werden, so daß alle schädlichen Stoffe und besonders der darin enthaltene Staub vollständig verbrannt werden. Es ist jedoch notwendig, die überschüssige Luft, die dabei verbleibt, wiederum zu verbrennen. Daher werden die Verbrennungsprodukte aus der Zone 19 unmittelbar in eine zweite Verbrennungszone 22 geführt, wo sie mit gereinigtem Koksofengas verbrannt werden, das mittels eines Gebläses 23 zugeführt wird, gegebenenfalls unter weiterer Zufuhr von Luft durch ein Gebläse 24. Der Betrieb der Verbrennungskammer 17 wird so geführt, daß die am Ende entebehenden Verbrennungsprodukte keinen Sauerstoff enthalten.

Die die Kammer 17 verlassenden Gase haben eine Temperatur zwischen 600 und 800°C und werden mittels einer Leitung 25 einem Gehäuse 20 zugeführt, das das schleifenförmig geführte Sammelrohr 13 umgibt, so daß darin eine Temperatur von wenigstens 600⁰C aufrechterhalten wird.

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Das Gehäuse erstreckt sich soweit, daß es die Leitung 16 auf einem wesentlichen Teil ihrer Länge umgibt, bevor diese bei 27 unter den Einfluß des Zuges aus einem Gebläse 28 kommt, wo die Gase entweder in die Atmosphäre abgelassen oder einem Sammelbehälter zugeführt werden. Ein Ventil 31 in der Leitung 27 ist verbunden mit dem Ausgang der Verbrennungskammer 17» um darin einen Druck von etwa 25 mm WS aufrechtzuerhalten.

Falls erforderlich, wird ein Wascher 29 in die Abzugsleitung 27 vor dem Gebläse 28 eingeschaltet. Der Wascher 29 speist einen Absetzbehälter 3S0, aus dem klare Flüssigkeit in den oberen Teil des Waschers in bekannter Weise rückgeführt werden kann.

Eine Leitung 32 verbindet den Ausgang der Verbrennungskammer 17 und das schleifenförmig geführte Gassammeirohr 13, und zwar auf der Saugseite des Gebläses 15· Ein Ventil 33 in der Leitung 32 steht in Verbindung mit einem Gasanalysegerät 34, mittels dessen der Sauerstoffgehalt im Gassammeirohr 13 gemessen wird; wenn der Säuerstoffgehalt mehr als 10 % beträgt, wird das Ventil 33 geöffnet und inerte verbrannte Gase werden in das Sammelrohr 13 eingeleitet. Das Ventil 33 schließt selbsttätig, wenn der Sauerstoffgehalt wieder unter 10 % fällt.

In Figur 2 ist ein Kohlefüllwagen 35 dargestellt, der auf der Decke einer Ofenkammer 37 fährt und eine Mehrzahl von Behältern hat, um die Kammern zu beschicken. Ein Rohr 38, das an dem Füllwagen 35 angeordnet ist, kann bei 39 an jeden der zu füllenden Ofen und bei 40 mittels des Ventils 14 an das Gassammeirohr 13 angeschlossen werden. Ein Ventil 41 Jäb an dem Rohr 39 vorgesehen, um den Druck darin auf ungefähr 5 mm WS zu halten.

Es sind Mittel 42 vorgesehen, um bei dem zu füllenden 709839/0792

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Ofen die Verbindung des am anderen Ende der Ofenkammer befindlichen Steigrohres 11 mit der Gasvorlage 12 abzusperren, wenn das Rohr J>8 an das Gassammeirohr 13 angeschlossen wird.

Eine Dampfzufuhrleitung 43 mit einem Ventil 44 mündet, wie Figur 1 zeigt, in die Leitung J2, um gegebenenfalls dem schleifenförmig geführten Sammelrohr 13 Dampf zuzuführen. Das Ventil 44 wird gesteuert von einem Gasanalysegerät 45, mittels dessen festgestellt wird, ob die inerten Gase am Ausgang der Verbrennungskammer 17 einen Sauerstoffgehalt über 5 % haben. Die Analysegeräte 34 und 45 sind an ein Gerät 46 angeschlossen, mittels dessen das Ventil 44 geöffnet wird, wenn der Sauerstoffgehalt in dem Sammelrohr 13» wie er von dem Analysegerät 34 festgestellt wird, den Betrag von 10 % überschreitet, und wenn der Sauerstoffgehalt in dem aus der Verbrennungskammer 17 in die Leitung 25 eintretenden Gas gleichzeitig den Betrag von 5 % überschreitet»

Unter solchen Umständen ist die obenbeschriebene Anordnung für das öffnen des Ventils 33» wo die Gase aus der Leitung 25 in das Gassammeirohr 13 eintreten, nicht geeignet, da diese Gase schon einen höheren Sauerstoffgehalt als 5 % haben. Daher, wird unter diesen Umständen das Ventil 33 geschlossen oder bleibt geschlossen, und das Ventil 44 wird geöffnet, damit Dampf in das schleifenförmig geführte Gassammeirohr 13 eintritt, um dies zu neutralisieren.

Der Betrieb der Anlage gestaltet sich folgendermaßen: Zunächst sind alle Ventile 14 geschlossen und das Gebläse 15 wird in Betrieb gesetzt. Das Saugung erzeugende Gebläse 28 wird ebenfalls in Gang gesetzt, ebenso das Luftgebläse 20. Der Luftstrom aus dem Gebläse 20 in die erste Ver-

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brennungszone 19 wird gesteuert durch das Ventil 21 im Verhältnis des Gasstromes in der Leitung 16, so daß während der AnIaufbedingungen nur eine kleine Menge von Luft in die erste Verbrennungszone eintritt. Die zweite Verbrennungszone 22 wird zunächst gespeist von der Luft, die aus der ersten Verbrennungszone kommt, und, nachdem eine Flamme sich gebildet hat und die inerten Gase in das System geleitet sind, wird das Ventil 33 geöffnet, damit das verbrannte Gas in das schleifenförmig geführte Sammelrohr 13 eintritt, bis ein Sauerstoffgehalt unter 10 % erreicht wird, zu welcher Zeit das Analysegerät JA den niedrigen Sauerstoffgehalt feststellt und für das Schließen des Ventils 33 sorgt. Die Temperatur der Abgase wird kontrolliert von dem Warngerät 50; und wenn die Temperatür einen Betrag von etwa 600⁰C erreicht hat, dann kann die Beschickung der öfen beginnen und die Gase können in das Gassammelrohr 13 abgezogen werden.

Das Volumen des in dem geschlossenen Gassammelrohr zirkulierenden Gases ist derart, daß irgendwelcher Sauerstoff oder Luft, die aus einer Ofenkammer strömen, leicht absorbiert werden können, ohne daß die Gefahr einer explosiven ä in dem Sammelrohr besteht. Da die Temperatur in

dem Gassammelrohr auf wenigstens 600⁰C gehalten wird, besteht keine Gefahr der Kondensation von Teerbestandteilen in dem Gassammelrohr. Daher wird das Gassammelrohr vollständig trocken gehalten} da der im Gas enthaltene Staub ständig im Kreis geführt wird, ist ein Ausfall von Staub nicht zu befürchten.

Das Rohr 38, welches im Austausch die Ofenkammern mit dem Gassammelrohr I3 verbindet, kann auf einem besonderen Wagen oder einem anderen Gefährt untergebracht sein, der auf der Ofendecke verfahrbar ist. In diesem Fall kann bei jeder Ofenkammer die Verbindung mit dem Sammelrohr I3

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noch für eine kurze Zeit nach der Beschickung bestehen bleiben, während beispielsweise der Füllwagen 35 schon wieder zur erneuten Füllung zum Ende der Ofenbatterie zurückkehrt. Dies ist besonders vorteilhaft in Fällen, in denen die eingefüllte Kohle dazu neigt, staubbeladene Gase auch noch eine kurze Zeit nach dem Einfüllen abzugeben.

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Claims

Patentanwälte Dr. C# Qtto & Comp. Hemrich-König-Straß« 12 . .. 4*30 Bochum Gesellschaft mit beschrankter Fernsprecher <Ο!34)477!7/ 88 ττ ^+. _ TdcgMminaircsK: Raftprftitt Bochum Λ Bi T/ Un g 4650 Bochum 23/76 WPR/IK Patentansprüche

1. Batterie waagerechter Verkokungsofenkammern, die an zwei längs der Batterie verlaufende Vorlagen angeschlossen sind, in deren einer Einrichtungen zur Berieselung mit einer wässrigen Flüssigkeit vorgesehen sind, die eine Kühlung des aus den Ofenkammern abgezogenen Gases auf eine bei 100°C liegende Temperatur gestatten, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Vorlage (13) mit einer mittelbaren Beheizung versehen ist, bei der aus dem in die Vorlage (13) abgezogenen Gas keine Gasbestandteile abgeschieden werden.

2. Batterie waagerechter Verkokungsofenkammern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite (andere) Vorlage (13) schleifenförmig geführt, ein Sauger (15) in diese eingebaut und ein durch ein Ventil (18) geregelter Abzug (16) eines Teilstromes des Gases vorgesehen ist.

3· Batterie waagerechter Verkokungsofenkammern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vorlage (13) einschließlich ihrer schleifenförmigen Rückführung in ein Gehäuse (26) eingeschlossen ist, dessen Innenraum mit einer Zuführung für ein gasförmiges Heizmedium versehen ist.

4-. Batterie waagerechter Verkokungsofenkammern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzug (18) für den dem aus der zweiten Vorlage (13)

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abgezogenen Gas entnommenen Teilstrom an eine Verbrennungseinrichtung (17) angeschlossen ist.

5. Batterie waagerechter Verkokungsofenkammern nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungseinrichtung (17) aus zwei hintereinandergeschalteten Verbrennungskammern besteht, von denen die erste (19) mit einer Luftzuführung mit einem Ventilator (20) und Regelventil (21) versehen ist, während die zweite Verbrennungskammer (22) mit einem Ventilator (24) zur Zuführung von Brenngas versehen ist.

6. Batterie waagerechter Verkokungsofenkammern nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Verbrennungseinrichtung (17) über eine Leitung (25) an das Gehäuse (26) angeschlossen ist.

7· Batterie waagerechter Verkokungsofenkammern nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (26) über einen Sauger (28) an einen mit einem Regler (31) ausgestatteten Abzug (27) angeschlossen ist.

8. Batterie waagerechter Verkokungsofenkammern nach An-

spruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß in den Abzug (27) ein mit einem Flüssigkeitskreislauf arbeitender Wascher (29) eingebaut ist.

9. Batterie waagerechter Verkokungsofenkammern nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch einen mit einem Regler (33) ausgestatteten Anschluß (32) der Verbrennungs einrichtung (17) an die zweite Vorlage (I3).

10. Batterie waagerechter Verkokungsofenkammern nach Anspruch 9» gekennzeichnet durch ein Gasanalysegerät (45) zur Bestimmung des Säuerstoffgehaltes der die Verbrennungseinrichtung (17) verlassenden verbrannten Gase.

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11. Batterie waagerechter Verkokungsofenkammem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Einbau eines Gasanalysegerätes (3^) zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes des durch die zweite Vorlage (13) strömenden Gases.

12. Verfahren zum Betrieb einer Batterie waagerechter Verkokungsofenkammern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Vorlage mittels des in diese eingebauten Saugers eine solehe Gasgeschwindigkeit aufrechterhalten wird, daß ein Absetzen des im Gas enthaltenen Staubes ausgeschlossen ist.

13· Verfahren zum Betrieb einer Batterie waagerechter Verkokungsofenkammern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Vorlage ein Unterdruck zwischen 80 und 400 mm WS aufrechterhalten wird.

14-. Verfahren zum Betrieb einer Batterie waagerechter Verkokungsofenkammern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die mittelbare Beheizung in der zweiten Vorlage eine Temperatur von mindestens 600⁰C aufrechterhalten wird.

15· Verfahren zum Betrieb einer Batterie waagerechter Verkokungsofenkammern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungseinrichtung in solcher Weise betrieben wird, daß in der ersten Verbrennungskammer das aus der zweiten Vorlage abgezogene Gas mit Luftüberschuß verbrannt wird, während in der zweiten Verbrennungskammer eine solche Gasmenge zugeführt wird, daß in den Verbrennungsprodukten kein Luftüberschuß besteht.

16. Verfahren zum Betrieb einer Batterie waagerechter 709839/07Q?

Verkokungsof enkammem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Ofenkammern immer nur an die erste oder an die zweite Vorlage angeschlossen ist.

17· Verfahren zum Betrieb einer Batterie waagerechter Verkokungsofenkammern nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der der ersten Verbrennungskammer zugeführten Luftmenge mittels des Regelventils derart erfolgt, daß die Luftmenge proportional der zugeführten Gasmenge ist.

18. Verfahren zum Betrieb einer gemäß Anspruch 11 mit einem Gasanalysegerät ausgestatteten Batterie waagerechter Verkokungsof enkammem, dadurch gekennzeichnet, daß bei Feststellung eines übermäßigen Sauerstoffgehaltes in der zweiten Vorlage die Zufuhr verbrennten Gases aus der Verbrennungseinrichtung gesteigert wird.

19· Verfahren zum Betrieb einer gemäß Anspruch 10 mit einem Gasanalysegerät ausgestatteten Batterie waagerechter Verkokungsofenkammern, dadurch gekennzeichnet, daß bei übermäßigem Sauerstoffgehalt der die Verbrennungseinrichtung verlassenden Gase Dampf in die zweite Vorlage eingeleitet wird.

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