DE2715536A1 - Verfahren und vorrichtung zur rueckgewinnung von koksofenabwaerme - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur rueckgewinnung von koksofenabwaermeInfo
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Description
BERGWERKSVERBAND GMBH
VERSUCHSBETRIEBE DER BERGBAU-FORSCHUNG und Didier Engineering GmbH
43 Essen-Kray 05.04.1977
Frillendorfer Straße Telefon (02141) 20711
A8/Str/Mei
Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von Koksofenabwärme
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von Koksofenabwärme.
Bekanntlich wird im Koksofen der nach der Einfüllung in die Kammern ruhende Kohlebesatz indirekt
beheizt. Die für die Verkokung erforderliche Wärme wird durch Verbrennung von Heizgasen
in Heizzügen erzeugt, die aus den Wandungen der Verkokungskammer mit rechtwinklig dazu angeordneten
Bindern gebildet sind. Die Wärme wird durch Strahlung und Konvektion von der Flamme
und den Reaktionsprodukten auf die Kammerwandungen übertragen. Durch Leitung gelangt sie dann
an die Innenseiten der Kammern, von wo sie wiederum maßgeblich durch Leitung, zu einem geringen Teil
durch Konvektion über Entgasungsprodukte als Wärmeträgermedien, und Festkörperstrahlung übertragen
wird. Zwangsläufig führt diese Art der Beheizung
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Bergwerks^erband GmbH - "Z-
und Didier Engineering GmbH fc ' I
aufgrund der hohen Verkokungsendtemperaturen von etwa 1000 bis 12000C zu hohen Abgastemperaturen.
Die Rückgewinnung der in den Abgasen enthaltenen Wärme geschieht bekanntermaßen entweder in periodisch
arbeitenden Regeneratoren oder in stetig betriebenen Rekuperatoren. In diesen werden die Verbrennungsluft
und gegebenenfalls die Brenngase vorgewärmt. Diese Aggregate werden aufgrund der auftretenden
hohen Temperaturen im Koksofenbau aus keramischen Materialien gefertigt. Der Wärmetransport
im keramischen Speichermaterial eines Regenerators geschieht durch Leitung, ebenso beim Rekuperator
durch die Trennwände zwischen den wärmetauschenden Medien Abgas und Luft.
Mit keramischen Regeneratoren bzw. Rekuperatoren best aht im Kokscfenbau die Möglichkeit, die Abgaswärme
weitestgehend zurückzugewinnen und dem Verbrennungsprozeß wieder zuzuführen. Hierzu ist jedoch nachteiligerweise,
z.B. aufgrund der Verwendung des keramischen Materials, ein hoher Investition.ikosten-Aufwand
erforderlich. Die Regeneratoren bzw. Rekuperatoren müssen zu der gewünschten Weitgehenden Wärmerückgewinnung
erhebliche Bauhöhen haben. Der Einsatz keramischer Werkstoffe für die Regeneratoren bzw. Rekuperatoren
läßt wegen der bestehenden Dichtungsprobleme keine großen Druckdifferenzen auf den Gasseiten
zu. Dies hat die Folge, daß die wärmetauschenden Gase nur mit geringer bis mäßiger Strömungsgeschwindigkeit
geführt werden können. Die gegebenenfalls bei Druckunterschieden der wärmetauschenden Medien auftretenden
Undichtigkeiten würden eine Gefahrenquelle bilden bzw. den verbrennungstechnischen Wirkungsgrad stark herabsetzen.
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Bergwerksverband GmbH und
Didier Engineering GmbH
Didier Engineering GmbH
Im Hochtemperaturgebiet auf der Abgasseite könnte die Wärmeübertragung theoretisch hauptsächlich
durch Strahlung der Abgasbestandteile - Wasserdampf und Kohlendioxid - bestimmt werden. In diesem
Gebiet der Wärmeübertragung hemmt aber das keramische Material der Trennwände bzw. der Speichermassen
den Wärmefluß aufgrund des hohen Wärmeleitwiderstandes dieser Materialien. Zudem sind die
Räume in denen die Gasstrahlung maßgeblich den Wärmedurchgang beeinflußt, aus Gründen der Platzersparnis
so ausgebildet,daß keine großen Schichtdicken für die Gasstrahlung zur Verfügung stehen und
somit die Intensität der Wärmestrahlung nicht voll genutzt werden kann.
Zwangsläufig verschiebt sich hierdurch der Anteil der Wärmeübertragung durch Gasstrahlung zur Wärmeübertragung
durch Konvektion, die geringere Wärmeübergangskoeffizienten als die der Gasstrahlung
aufweist. Die Folge sind größere Bauvolumina und höhere Kosten.
Der Wärmeübertragungskoeffizient im Niedrigtemperaturgebiet
auf der Abgasseite ließe sich theoretisch, wodurch Konvektionwärme übertragen wird,
durch Steigerung des Turbulenzgrades erhöhen, was aber nur über eine Steigerung der Strömungsgeschwindigkeit
erreicht werden könnte. Das keramische Material bekannter Koksöfen schließt diese
Erhöhung jedoch aus den o.g. Gründen der Undichtigkeiten aus.
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Bergwerksverband GiiibH und -
Didier Engineering GmbH
Der bei Betrieb der üblichen Koksöfen, die mit keramischen Materialien ausgerüstete Regeneratoren
bzw. Rekuperatoren aufweisen, notwendigerweise aufgrund der Strömungsverhältnisse auftretende
relativ hohe Luftüberschuß setzt den feuerungstechnischen Wirkungsgrad herab. Zweckmäßig wäre
eine nahezu stöchiometrische Umsetzung von Brenngas und Luftsauerstoff, was zu einem geringen
Sauerstoffgehalt der Abgase und damit zu einem optimalen feuerungstechnischen Wirkungsgrad führen
würde. Koköfen bekannter Bauart lassen aber eine derartige Verbrennungseinstellung aus den genannten
Gründen nicht zu.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Rückgewinnung von Koksofenabwärme zu verbessern
und hierfür ein geeignetes Verfahren vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß man die Wärmeübertragung aus den Abgasen
des Verkokungsprozesses zweistufig durchführt, indem man das Abgas in einer ersten Stufe, dem Wärmerückgewinnungteil,
nämlich einem Rekuperator oder Regenerator, des Koksofens, durch überwiegende Ausnutzung
der Wärmeabstrahlung lediglich auf eine Temperatur von nicht weniger als 4oo C, vorzugsweise
nicht weniger als 800°C abkühlt, und indem man dann das Abgas in einer zweiten Stufe, einem gesonderten,
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Didier Engineering GmbH
Didier Engineering GmbH
vorzugsweise direkt wirkenden Wärmeaustauscher, durch die überwiegende Ausnutzung der Konvektion
weiter abkühlt.
Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist also darin zu sehen, daß man die Abgase von Koksöfen
nicht mehr in der üblichen Weise in den zur Verfügung stehenden Rekuperatoren oder Regeneratoren
aus keramischem Material, weitgehend abkühlt, sondern daß man besagte Rekuperatoren oder Regeneratoren
für die Wärmeübertragung lediglich im Hochtemperaturbereich ausnutzt, in welchem die Wärmeübertragung
vorzugsweise durch Abstrahlung erfolgt, dann aber bei einer wesentlich höheren Temperatur,
bei welcher der Wirkungsgrad der Abstrahlung die wirtschaftlich untere Grenze erreicht, aus dem Rekuperator
oder Regenerator herausführt und zur weiteren Abkühlung z.B. auf etwa 180°C bis 2000C einem
Wärmeaustauscher zuführt, der seinerseits für den niedrigen Temperaturbereich optimal für die Wärmerückgewinnung
durch Konvektion ausgelegt sein kann. Das erfindungsgemäße Verfahren hat somit gegenüber
der bekannten Verfahrensführung an Koksöfen mit Regeneratoren oder Rekuperatoren, die eine einstufige
vollständige Abkühlung der Abgase herbeiführen, den erheblichen Vorteil, daß beide Grundprinzipien der
Wärmerückgewinnung, nämlich der der Wärmerückgewinnung durch Abstrahlung und der der Wärmerückgewinung
durch Konvektion jeweils optimal ausgenutzt werden können. Aufgrund des Umstandes, daß in den zum
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Koksofen gehörenden Regeneratoren bzw. Rekuperatoren die Abkühlung des Abgases lediglich bis zu
einer relativ hohen Temperatur, d.h. bis zu einer Temperatur von nicht weniger als etwa 400 C,
erfolgt, können diese Rekuperatoren oder Regeneratoren eine wesentlich niedrigere Bauhöhe als
die bei üblichen Koksöfen vorgesehene haben, wodurch die Investitionskosten für Koksöfen bis zu 20 % gesenkt werden können. Für die Durchführung der Erfindung geeignete Verkokungsöfen besitzen
demgemäß einen Wärmerückgewinnungsteil, dessen
maximal bei etwa 1/3 - 1/6 der Bauhöhe der Ofenkammer liegt, während im Normalfall diese Bauhöhe etwa die gleiche Größe besitzen.
die bei üblichen Koksöfen vorgesehene haben, wodurch die Investitionskosten für Koksöfen bis zu 20 % gesenkt werden können. Für die Durchführung der Erfindung geeignete Verkokungsöfen besitzen
demgemäß einen Wärmerückgewinnungsteil, dessen
maximal bei etwa 1/3 - 1/6 der Bauhöhe der Ofenkammer liegt, während im Normalfall diese Bauhöhe etwa die gleiche Größe besitzen.
Die weitere Abkühlung kann nämlich, wie weiter
unten noch verdeutlicht wird, in Anlagen vorgenommen werden, die an Koksöfen ohnehin vorhanden sein müssen und mit der überwiegenden Ausnutzung der Konvektion arbeiten, also keine zusätzlichen Investitionen anstelle des weggefallenen Regenerator- bzw. Rekuperatorteiles erfordern.
unten noch verdeutlicht wird, in Anlagen vorgenommen werden, die an Koksöfen ohnehin vorhanden sein müssen und mit der überwiegenden Ausnutzung der Konvektion arbeiten, also keine zusätzlichen Investitionen anstelle des weggefallenen Regenerator- bzw. Rekuperatorteiles erfordern.
Wenn vorstehend von "überwiegender Ausnutzung der Wärmeabstrahlung" bzw. "überwiegender Ausnutzung
der Konvektion" gesprochen worden ist, so sind diese Begriffe im Sinne der Erfindung so zu verstehen,
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Didier Engineering GmbH
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daß in der ersten Stufe die Wärmeübertragung im Vergleich zu üblichen Regeneratoren oder
Rekuperatoren zu einem gesteigerten Anteil auf Wärmeabstrahlung und in der zweiten Stufe
im Vergleich zu üblichen Regeneratoren oder Rekuperatoren zu einem gesteigerten Anteil
auf Konvektion beruht. Wenn ferner im vorliegenden Zusammenhang von einer "praktisch
vollständigen Abkühlung des Abgases" gesprochen wurde, 30 ist damit eine Abkühlung
der Abgase gemaint, wie sie bisher üblicherweise bei Regeneratoren bzw. Rekuperatoren
erfolgte.
Als erste Stufe kann man vorzugsweise einen Rekuperator verwenden, der abgasseitig in
einem Temperaturbereich zwischen etwa 1450 C und 400°C, vorzugsweise zwischen etwa 1300 C
und 800 C, und luftseitig zwischen etwa Umgebungstemperatur und 900 C, vorzugsweise etwa
Umgebungstemperatur und 700°C arbeitet. In diesen Temperaturbereichen erhält man abgasseitig
optimale Wärmerückgewinnung durch Ausnutzung der Wärmeabstrahlung.
Zur Förderung der Ausnutzung der Wärmeabstrahlung des Abgases kann man als erste Stufe einen
Rekuperator mit Abgaskanälen relativ gros-
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Didier Engineering GmbH
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sen Querschnitts verwenden. Durch diese Vergrößerung der Schichtdicken des Abgasstromes
wird die Intensität der Wärmeabstrahlung erhöht. "Relativ großer Querschnitt" soll in
diesem Zusammenhang heißen, daß der Querschnitt der erfindungsgemäßen Abgaskanäle unter
Berücksichtigung aller Anlagenumstände - größer ist als derjenige bei bekannten Rekuperatoren. Letztere besitzen einen Querschnitt
von etwa 0,025 m2 , während erfindungsgemäß der Querschnitt der Abgaskanäle der Rekuperatoren
etwa 0,05 m2 - 0,15 m2, vorzugsweise um 0,1 m2 betragen soll.
Zur Erhöhung des konvektiven Wärmeübergangskoeffizienten
auf der Luftseite kann man als erste Stufe einen Rekuperator mit Luftkanälen relativ geringen Querschnitts zur Erhöhung der
Luftströmungsgeschwindigkeit verwenden. "Relativ geringer Querschnitt" hat in diesem Zusammenhang
die entsprechende Bedeutung, wie der zuvor erläuterte Begriff "relativ großer Querschnitt",
d.h., daß der Querschnitt der Luftkanäle erfindungsgemäß etwa bei 0,01 und darüber
liegen soll, während bislang der Querschnitt der Luftkanäle bei 0,025 m2 liegt.
Die Wärmerückgewinnung kann in der ersten Stufe im Vergleich zu üblichen Regeneratoren oder
Rekuperatoren noch dadurch weiter verbessert
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werden, daß man als erste Stufe einen Rekuperator verwendet, welcher relativ dünne,
dichte Trennwände zwischen den wärmetauschenden Medien, Abgas und Luft, aus einem Material
mit hoher Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise Metall verwendet. Die dünnen Trennwände zwischen
den wärmetauschenden Medien aus einem Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit gewährleistet
hierbei die gute und schnelle Wärmeleitung vom Abgas zur Luft. Das Vorsehen dichter Trennwände
macht es möglich, daß selbst bei grossen Druckdifferenzen der wärmetauschenden Medien
eine nahezu stöchiometrische Verbrennungsführung erfolgen kann. Wenn in diesem Zusammenhang
von "relativ dünn" und "Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit" gesprochen wird, so sind
diese Begriffe auch wieder relativ zu den entsprechenden Gegebenheiten üblicher Regeneratoren
oder Rekuperatoren zu sehen. Die Trennwände sollen demnach "dünn" im Vergleich zu den
bei üblichen Rekuperatoren vorgesehenen keramischen Trennwänden sein und das bei der Erfindung
verwendete Trennwandmaterial soll eine höhere Wärmeleitfähigkeit haben, als das üblicherweise
verwendete keramische Material, insbesondere Stahl, eignet sich besonders gut, weil aus
ihm, z.B. rohrförmige, dünne und dichte Trenn-
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wände geschaffen werden können und Metall im Sinne der Erfindung eine hohe Wärmeleitfähigkeit
hat. Ein so ausgestalteter stetig betriebener metallischer Rekuperator bietet die
Möglichkeit, den Wärmeleitwiderstand als Anteil der Wärmeübertragung gegenüber keramischen
Materialien auf das 10- bis 30-fache aufgrund höherer Wärmeleitkoeffizienten sowie
zusätzlich um das 5- bis 15-fache aufgrund reduzierter Wandstärke herabzusetzen.
Zudem bietet der metallische Rekuperator die Möglichkeit, hohe Druckdifferenzen zwischen
den wärmetauschenden Medien zuzulassen, was eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit
auf der Seite der Verbrennungsluft zuläßt. Diese beiden Effekte führen zu einer Verkleinerung
der Wärmeaustauschflächen bekannter Wärmerückgewinnungsteile gegenüber, seien es
keramische Rekuperatoren oder Regeneratoren.
Als zweite Stufe verwendet man zweckmäßigerweise einen Wärmeaustauscher mit relativ dünnen,
dichten Trennwänden zwischen den wärmetauschenden Medien, wenn das wärmeaufnehmende
Medium ebenfalls gasförmig ist, aus einem Material mit relativ hoher Wärmeleitfähigkeit,
vorzugsweise Metall, oder ganz ohne Trennwände zwischen den wärmetauschenden Medien, wenn
das wärmeaufnehmende Medium nicht gasförmig,
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Didier Engineering GmbH
z.B. fest ist. Die Begriffe "relativ dünn" bzw. "relativ hohe Wärmeleitfähigkeit" sind wieder im
gleichen Sinne wie zuvor, nämlich im Vergleich zu üblichen Regeneratoren oder Rekuperatoren aus
keramischem Material zu verstehen. Gegenüber der Aufheizung des Kammerbesatzes, wo lediglich Wärme
durch Leitung und zu einem geringeren Anteil durch Konvektion übertragen wird, ist die zweite Stufe
der Wärmerückgewinnung der Erfindung also so ausgebildet, daß ein Optimum an konvektiver Wärmeübertragung
an das wärmeaufnehmende Medium, z.B. ein Einsatzgut, ermöglicht wird. Die von den Abgasen
in dem Wärmerückgewinnungsteil des Koksofens nach Abkühlung auf etwa 400 - 800°C nicht zur
Luftvorwärmung genutzte Wärmemenge läßt sich durch verstärkte Beheizung der Heizzüge mühelos ersetzen.
Zur Förderung dieser konvektiven Wärmeübertragung verwendet man als zweite Stufe vorteilhafterweise
einen Wärmeaustauscher, der abgasseitig mit relativ hoher Strömunggeschwindigkeit arbeitet. "Relativ
hoch" heißt hier, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases im Vergleich zu der in üblichen Regeneratoren
oder Rekuperatoren in der zweiten Stufe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren höher und etwa
20 - 60 m/sec. betragen soll.
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Als zweite Stufe kann man beispielsweise einen Wärmetauscher verwenden, in dem das direkt erhitzte
wärmeaufnehmende Medium (Einsatzgut) eine relativ große Wärmeleitfähigkeit hat, z.B.vorzugsweise
Kohle ist. Kohle weist nämlich bekanntermaßen höhere Wärmeleitkoeffizienten auf als keramische
Materialien, so daß diese sich vorzüglich für den Einsatz in der zweiten Stufe eignet.
Gleichzeitig bietet diese Lösung - Einsatzgut Kohle - die Möglichkeit, einen Koksofen mit
wesentlich niedrigerem Rekuperator, aus welchem das Abgas mit noch relativ hoher Temperatur abgenommen
wird, mit einer ohnehin vorhandenen oder notwendigen Kohle - Vorerhitzungsanlage zu kombinieren,
indem diese Kohlevorerhitzungsanlage das in dem Rekuperator nur teilweise abgekühlte Abgas zu weiteren
Wärmerückgewinnung zugeführt wird. Hierbei Wird offensichtlich, daß der Gesamtrest des sonst
für die weitere Abkühlung des Abgases von etwa 8000C auf etwa 2000C von der baulichen Seite entfallen
kann, damit also erhebliche Investitionskosten gespart werden. Zudem ist der Wirkungsgrad
der Wärmerückgewinnung sowohl in dem bleibenden kurzen Abschnitt des Rekuperators nach der Erfindung,
als auch in der angeschlossenen Vorerhitzungsanlage wesentlich größer als bei üblichen Rekuperatoren voller
Länge, in welchen die Abgase praktisch vollständig abgekühlt werden. Zu der Einsparung der Investitionskosten
kommt also auch noch ein verbes serter Wirkungsgrad.
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Als zweite Stufe kann man somit eine Flugstrom-, Wirbelbett- oder Sprudelbettanlage mit Feinkohle
als wärmeaufnehmenden Medium verwenden. Solche Anlagen haben sich als Anlagen mit optimaler Ausnutzung
konvektiver Wärmeübertragung bestens bewährt, da in diesen Relativgeschwindigkeit von
wärmeaufnehmendem Medium und wärmeabgebendem Medium größtmöglich sind.
Als zweite Stufe kann man nach der Erfindung aber auch beispielsweise eine Schwelkoksanlage oder
Kohlevergasungsanlage verwenden, da die "Abfallwärme" des Koksofens immer billiger ist, als
Wärme in Primärenergieform.
Wenn diese zweckmäßig oder notwendig ist, kann man nach der Erfindung das der ersten Stufe entnommene
teilweise abgekühlte Abgas vor der überführung in die zweite Stufe auch durch Zumischung von vorzugsweise
Inertgasen wie Stickstoff, Kohlendioxid oder Wasserdampf bzw. Gemischen dieser Gase abkühlen
oder durch Zubrennen den Brenngasen Wärme zuführen.
Die nach der vorliegenden Erfindung ganz bevorzugte Kombination eines metallischen Strahlungsrekuperators
zur lediglich teilweisen Wärmerückgewinnung der fühlbaren Abgaswärme von Koksöfen in Verbindung mit einer
Kohlevorerhitzung3anlage, die beispielsweise Flugstrom-,eine Wirbelbett- oder eine Sprudelbettapparatur
aufweist, stellt eine optimale Wärmerückgewinnung auf Kokereien dar. Unter dem Gesichtspunkt
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der Wirtschaftlichkeit stellt die Vorerhitzungsanlage den zweiten Teil der Wärmerückgewinnung
bei gleichbleibender Gesamtwärmebilanz dar. Die gesamte zu verfeuernde Gasmenge bleibt konstant.
Somit kann die Ersparnis an Regenerator- und Rekuperatorkosten im Bereich unter 400 C, vorzugsweise
im Bereich unter 800 C, den Investitionskosten einer Flugstrom-,Wirbelbett- oder Sprudelbetterhitzung
des Einsatzgutes zugute kommen. Unterstellt, daß die Investitionskosten einer dementsprechenden
Kohlevorerhitzungsanlage gleich den Ersparnissen sind, stellt sich jedes Prozent Produktionssteigerung
durch Vorerhitzung, die bekanntlich bis zu 60 % betragen kann, als anteilige Investitionskosteneinsparung im Bereich von 0 bis zu 30 % für
den Koks erzeugenden Teil der Kokerei dar. Hierin ist ein besonderer technischer Fortschritt auch deswegen
zu sehen, weil der Einsatz der Vorerhitzung von Kohle nicht nur Auswirkungen auf die Produktionssteigerung, sondern insbesondere auch auf die Verbreiterung
der zu verarbeitenden Kokskohlenpalette hat.
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Claims (15)
1. Verfahren zur Rückgewinnung von Koksofenabwärme, dadurch gekennzeichnet, dass man die Wärmeübertragung aus
den Abgasen des Verkokungsprozesses zweistufig durchführt, indem das Abgas in einer ersten Stufe, dem Wärmerücknewinnungstei1 ,
nämlich einem Rekuperator oder Regenerator, des Koksofens, durch überwiegende Ausnutzung der Wärmeabstrahlung lediglich
auf eine Temperatur von nicht weniger als etwa 400 C, vorzugsweise nicht weniger als etwa 8000C abkühlt, und indem
man dass das Abgas in einer zweiten Stufe, einem gesonderten, vorzugsweise direkt wirkenden Wärmeaustauscher, durch die
überwiegende Ausnutzung der Konvektion weiter abkühlt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
man als erste Stufe einen Rekuperator verwendet, der abgasseitig
in einen Temperaturbereich zwischen etwa 1450 C und
400° C, vorzugsweise zwischen etwa 13000C und 8000C, und
luftseitig zwischen etwa Umgebungstemperatur und 9000C,
vorzugsweise etwa Umgebungstemperatur und etwa 7000C arbeitet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass man zur Förderung der Ausnutzung der Wärmeabstrahl ung des Abgases als erste Stufe einen Rekuperator mit Abgaskanälen
relativ grossen Querschnitts verwendet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Erhöhung des konvektiven
Wärmeübergangskoeffizienten auf der Luftseite als erste Stufe einen Rekuperator mit Luftkanälen relativ geringen
Querschnitts zur Erhöhung der Luftströmungsgeschwindigkeit
verwendet.
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ORIGINAL INSPECTED
271b L-. :j6
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass man als erste Stufe einen Rekuperator
verwendet, wel eher relativ dünne, dichte Trennwände zwischen
den wärmetauschenden Medien, Abgas und Luft, aus einem
Material mit hoher Wärme 1 eitfühigkeit, vorzugsweise
Metall , verwendet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass man als zweite Stufe einen Wärmeaustauscher
mit relativ dünnen, dichten Trennwänden zwischen den wärmetauschenden Medien, wenn das wärmeaufnehmende Medium
ebenfalls gasförmig ist, aus einem Material mit relativ hoher Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise Metall, oder ganz
ohne Trennwände zwischen den wärme tau sch end en Medien,
wenn das wärmeaufnehmende Medium nicht gasförmig, z.B. fest ist, verwendet.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass man als zweite Stufe einen Wärmeaustauscher
verwendet, der abgasseitig mit relativ hoher
Strömungsgeschwindigkeit arbeitet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man als zweite Stufe einen Wärmetauscher
verwendet, in dem das direkt erhitzte wärraeaufnehmende
Medium (Einsatzgut) eine relativ grosse Wärmeleitfähigkeit
hat, z.B. vorzuerhitzende Kohle ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichn et, dass man als zweite Stufe eine Flustrom-, Wirbelbett-
oder Sprudelbettanlage mit Feinkohle als wärmeaufnehmendem
Medium verwendet.
8Π98 A1/0398
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass man als zweite Stufe eine Schwelkoksanlage
oder Kohlevergasungsanlaqe verwendet.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet,
dass man das der ersten Stufe entnommene teilweise abgekühlte Abgas vor der Oberführung in die zweite Stufe durch
Zumischung von vorzugsweise inerten Gasen, wie Stickstoff, Kohlendioxid oder Wasserdampf bzw. Gemische dieser Gase abkühlt
oder durch Zubrennen von Brenngasen Wärme zuführt.
12. Verkokungsofen für die Durchführung des Verfahren gemäss Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmerückgewinnungsteil maximal etwa 1/3 bis 1/6 der Bauhöhe
der Ofenkammer besitzt.
13. Verkokungsofen genäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
dass dieser einen Rekuperator, dessen Abgaskanäle einen Querschnitt von etwa 0,05 bis 0,15, vorzugsweise 0,1 m
aufweisen, besitzt.
14. Verkokungsofen gemäss Ansprüche 12 - 13, dadurch gekennzeichnet,
dass die Luftkanäle des Rekuperators einen Quer-
2
schnitt von etwa 0,01 m oder darunter aufweisen.
schnitt von etwa 0,01 m oder darunter aufweisen.
15. Verkokungsofen gemäss Ansprüche 12 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, dass die Trennwände des Rekuperators zwischen
Abgas und Luft aus einem Metall, insbesondere Stahl, bestehen.
8098/. 1 /0398
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