DE2738116B2 - Doppelheizwand für Verkokungsofen mit waagerechten Kammern - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Doppelheizwand für mit Starkgas und Schwachgas beheizbare Verkokungsöfen mil waagerechten Kammern, bei der quer zur Kammerachse liegende Paare von Heizzügen im regenerativen Zugwechsel zusammenarbeiten und unter jeder Ofenkammer parallel zur Kammerachse verlaufende Regeneratoren paarweise angeordnet sind, bei denen die zur Schwachgasvorwärmung dienenden bei Starkgasbeheizung die Luftvorwärmung übernehmen. Doppelheizwände für Verkokungsöfen dieser Bauart sind bekannt (DE-OS 21 28 856).

Trotz zahlreicher, im Patentschrifttum vorliegenden Vorschläge für Doppelheizwände haben diese im modernen Koksofenbau bisher keine Anwendung gefunden. Offenbar schreckten die Ofenbauer vor der größeren Anzahl beim Aufbau einer solchen Konstruktion erforderlichen Wände zurück in der Vermutung, daß eine solche Doppelheizwand eine Heizwand, die nur in eine einzelne Reihe von Heizzügen aufgeteilt ist, wesentlich an Breite übertrifft oder jedenfalls ein

ίο größeres Steingewicht, auf den Rauminhalt der Wand bezogen, zur Voraussetzung hätte.

Man hat für eine mit Starkgas beheizbare Doppelheizwand eines Verkokungsofens eine Konstruktion vorgeschlagen, bei der die bekannte Beheizung mit

ι s stufenweiser Luftzuführung zur Anwendung kommt und die Heizwände des Koksofens durch eine Längsscheidewand in zwei im Zugwechsel betriebene Hälften aufgeteilt werden (DE-PS 4 73 959). Die vorgewärmten Verbrennungsmedien werden hierbei durch Binderka näle in die Heizzüge eingeleitet und die verbrannten

Gase ziehen durch Binderkanäle- Ober die in denselben

vorgesehenen Offnungen ab. Das ergibt beträchtliche

Strömungswiderstände innerhalb der Heizwände. Um zu einer hohen Strömungsgeschwindigkeit in den

Heizwänden zu gelangen, hat man bei hohen Koksöfen die Heizzüge diagonal aufgeteilt und auf diese Weise Zwillingszüge mk - dreieckigem Querschnitt gebildet (DE-PS 6 65 030). Die zwischen diesen liegenden im Querschnitt viereckigen Züge stehen mit den Zwillings zügen an den Umkehrstellen in Verbindung und können zur Zufuhr von Zusatzluft und Zusatzgas dienen. Es ist zwar vorgesehen, das eine Medium kurz vor der Umkehrstelle, das andere kurz hinter der Umkehrstelle zuzuführen, von einer stufenweisen, einen erheblichen Bereich der Heizwandhöhe umfassenden Verteilung der vorzuwärmenden Verbrennungsmedien kann jedoch keine Rede sein.

Eine höhengestufte Zuführung der Verbrennungsmedien ist eine gemäß der ErficrUing anzuwendende Maßnahme, um eine in der Höhe gleichmäßige Ausgarung des Kokses zu erreichen, der in neuester Zeit sehr große Beachtung geschenkt wird. Diese bei geringem Zugwiderstand des Beheizungssystems und stabilem Aufbau der Wände mit einer Möglichkeit der Regelung der Beheizung in der Längsrichtung der Ofenkammer zu vereinigen und dabei kein höheres, auf die Raumeinheit bezogenes Steingewicht aufzuwenden als bei aus nur einer Reihe von Heizzügen aufgebauten Wänden ist das Ziel der Erfindung.

% Dabei wird von der bekannten Anordnung im Zugwechsel zusammenarbeitender Zwillingszüge Gehrauch gemacht, deren einzelne Paare durch bis an die Decke durchlaufende Wände getrennt sind und ferner von Querregeneratoren, die Über die Länge der Ofenkammer in gleichem Sinne beaufschlagt durchlaufen und bei denen die Möglichkeit besteht, sie durch Querwände in Zellen aufzuteilen, in deren untere Einbzw. Auslässe vom Regeneratorsohlkanal aus leicht einstellbare Regelglieder einzubauen sind. Jedenfalls soll bei einer derartigen Bauart ein die oberen Enden der Heizzuge verbindender, den Wandaufbau schwächender und eine Regelung der Beaufschlagung der einzelnen Heizzüge erschwerender oberer Hori7ontalkanal nicht vorhanden sein.

*5 Gemäß der Erfindung sind bei einer wie eingangs definierten Heizwand über die Länge der Ofenkammer im gleichen Sinne beaufschlagte Querregeneratoren an senkrechte Räume angeschlossen, die reihenweise

zwischen den Heizzügen Hegen und von denen, in der Längsrichtung der Wand gerechnet, der eine bei Schwachgasbeheizung zur Zuführung des Schwachgases, der folgende zur Zuführung der Luft dient und in ihrem unteren Teil mit abgestuften, in beide benachbarte Heizzüge mündende Austrittsöffnungen versehen sind; die senkrecht zur Kammerachse verlaufenden Begrenzungswände dieser Räume gehen im oberen Teil in eine bis an die Ofendecke durchlaufende Stützwand über. Die genannten, der höhengestuften Zuführung der ι ο vorzuwärmenden Verbrennungsmedien dienenden Räume werden beiderseits von Wänden begrenzt, die nach den kohleberührten Läuferwänden hin zusammenlaufen und teilweise an diese anstoßen, teilweise diese durchsetzen. is

Der reihenweise Einbau der senkrechten, beiderseits von kräftigen Wänden begrenzten Räume ermöglicht eine weitgehend aufgeteilte, stufenweise Zuführung der vorgewärmten Verbrennungsmittel bei Vermeidung geringerer Strömungsquerschnitte innerhalb der Heizwände. Die Begrenzungswände, die nahezu quer zur Kamnierachse verlaufen, sind in der Lage, h Längsrichtung der Batterie wirkende Kräfte aufzunehmen, ergeben also einen stabilen Wandverband.

Die Gegenstand der Ansprüche 3 und 4 bildenden Maßnahmen zur Gestaltung des Wandverbandes dienen weiter der Erhöhung der Stabilität des Bauwerkes.

Vorzugsweise sind die Vorrichtungen für die Zufuhr der vorzuwärmenden Verbrennungsmittel, nämlich die Schwachgasverteilungsleitung und die Luftklappen an den Regeneratorsohlkanälen auf der einen Ofenseite angeordnet, während sich die Rauchgassammeikanäle und die dazugehörigen Vorrichtungen zur Abführung der verbrannten Gase auf der anderen Ofenseite befinden.

Auf den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele einer Doppelheizwand gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen regenerativ betriebene.* Unterbreiiner-Verkokungsofen, wobei der Schnitt teilweise durch eine Ofenkammer teilweise entsprechend der Schnittlinie I-I von Fig.? geht

F i g. 2 ist ein senkrechter Schnitt entsprechend der Schnittlinie U-Il von Fig. 1 in Längsrichtung der Ofenbatterie in größerem Maßstab und zeigt die oberen Abschnitte der Regeneratoren und die an diese angeschlossenen Heizzüge.

Fig.3 ist ein Ausschnitt aus Fig. 1 in dem gleichen größeren Maßstab wie F i g. 2 und zeigt ebenfalls die oberen Regeneratorpai Men und die Heizzüge.

F i g. 4 ist ein waagerechter Schnitt durch den unteren Abschnitt der Doppelheizwand entsprechend der Schnittlinie IV-IV von F i g. 3.

F i g. 5 ist ein waagerechter Schnitt durch den oberen Abschnitt der Doppelheizwand entsprechend der Schnittlinie V-V von F i g. 3.

Fig.6 zeigt einen der Fig.4 entsprechenden waagerechten Schnitt durch eine Heizwand mit in der Längsrichtung der Wand breiteren Heizzügen.

F i g. 1 ist eine Ansicht gegen eine Heizwand gemäß F i g. 6 von der Öfenkammer her.

F i g. 8 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Läuferwand entsprechend der Schnittlinie VIlI-VIII von Fig.7.

In der Längsrichtung der Batterie wechseln Ofenkammern 10 und Doppelheizwände miteinander ab. Mit 11 ist die Ofendecke beze^hnet, in der sich Füllöffnungen 12 befinden, die durch Deckel 13 verschlossen werden und durch die von einem auf der Ofendecke verfahrbaren Füllwagen aus die Kohle eingefüllt wird. Die Ofenkammern 10 sind an beiden Enden durch Ofentüren 14 abgeschlossen. Unterhalb der Heizwände befinden sich die über die ganze Länge des Ofens von der Koksseite zur Maschinenseite durchlaufenden Regeneratoren. Ein Paar Regeneratoren 21 und 22 wechselt mit einem weiteren Paar Regeneratoren 31 und 32 ab. Werden die Regeneratoren 21 und 22 in aufsteigender Richtung beaufschlagt, wobei sie zur Vorwärmung der Medien dienen, so dienen die Regeneratoren 31 und 32 zur Aufnahme der verbrannten Gase; in der anderen Regenerativ-Halbperiode wechseln die Regeneratoren ihre Funktion. Die Regeneratoren 21 und 31 dienen abwechselnd zur Luftvorwärmung, die Regeneratoren 22 und 32 abwechselnd zur Vorwärmung des Schwachgases, wenn die Beheizung durch Schwachgas erfolgt; bei einer Beheizung durch Starkgas dienen auch sie wechselweise zur Vorwärmung der Verbrennungsluft Unterhalb der Regeneratoren verlaufen die Regenpratorsohlkanäle 17, Durch Querwände 15 sind die Regeneratoren in einzelne Zellen 16 unterteilt Durch Regelorgane 18, die sich zwischen den einzelnen Zellen und dem Regeneratorsohlkanal befinden, läßt sich die ein- und ausströmende Menge des gasförmigen Mediums regeln.

19 ist eine Leitung zur Verteilung des Starkgases, 20 eine Verteilungsleitung für die Druckluft, die bei der Entgraphitierung des Starkgasverteilungssystems benutzt wird. Die Starkgasverteilungsleitung 19 ist an Düsenrohre 23 angeschlossen, die in der Unterkellerung 24 liegen. Zur Verteilung des Schwachgases dient eine Leitung 25, die über Umstellventile an die Regeneratorsohlkanäle angeschlossen ist Beim Einlassen von Luft in die Regeneratorsohlkanäle 17 sind die Luftklappen 29 geöffnet Ober Abhitzeventile 27 sind die Regeneratorsohlkanäle an einen Rauchgassammeikanal 56 angeschlossen.

In jeder Heizwand sind Querzwillinge angeordnet In der einen Regenerativ-Halbperiode erfolgt die Verbannung in den Heizzügen 26, die durch eine obere öffnung 33 der die Heizzüge trennenden Wand 30 mit den Heizzügen 28 in Verbindung stehen. In der anderen Regenerativ-Halbperiode erfolgt die Verbrennung in den Heizzügen 28, und die Rauchgase ziehen durch die Heizzüge 26 abwärts. Zwischen den Heizzügen 26 bzw. 28 liegen die Räume 36 und 37, die durch die senkrechten Begrenzungswände 34 und 35 abgeschlossen sind. Die Räume 36 dienen zur Zuführung der Luft, die Räume 37 bei Beheizung durch Schwachgas zu dessen Zuführung; bei Starkgasbeheizung dienen sie ebenfalls zur Luftzuführung. In den Begrenzungswänden 34 und 35 sind höhengestufte Austrittsöffnungen 38 und 39 vorgesehen. In beiden Begrenzungswänderr 34 und 35 der RJiume 36 und 37 sind derartige Austrittsöffnungen angeordnet, so daß beiden benachbarten Heizzügen 26 bzw. 28 bei Schwachgasheizung höhengestuft Schwachgas und Luft zugeführt wird.

Die beiden Regeneratoren 21 und 22 bzw. 3t und 32, die immer im gleichen Sinne beaufschlagt sind, werden durch eine Wand 4Ö getrennt. Zwischen den im entgegengesetzten Sinn beaufschlagten Paaren 21 und 22 und 31,32 befindet sich die Wand 41. In dieser Wand sind die Kanäle 42 zur Zuführung des Starkgases untergebracht. Sie r,ind an die Düsenrohre 23 über eine von der Unterkellerung 24 aus einstellbare Düse angeschlossen und führen zu den Brennern 44 in den Heizzügen 26 und zu den Brennern 45 in den Heizzügen

28, die beiderseits der die Heizzüge trennenden Wand 30 liegen.

Die Begrenzungswende 34 und 35 der Räume 36 und 37 laufen nach außen zu den Läuferwänden 55 hin zusammen. Die Enden 49 dieser so gebildeten Binderwände stoßen nur stumpf an die Läuferwand; die Steine 50 greifen durch die Läuferwand bis zur kohleberührten Oberfläche hindurch. Oberhalb der Räume 36 und 37 laufen die Begrenzungswände 34 und 35 zu den Stützwänden 46 aus, die bis an die Decke reichen und einen wesentlichen Teil der Deckenbelastung aufnehmen. Auch werden durch diese Stützwände die Querkräfte aufgenommen, die beim Drücken der Öfen und bei treibender Kohle auftreten und deren Wirkung bei öfen mit sog. oberem Horizontalkanal so gefürchtet ist.

Durch Stopfen 48 verschließbare Schaulöcher 47 in der Ofendecke 11 ermöglichen die Beobachtung und die Zugänglichkeit beider Heizzüge 26 und 28.

Durch die Verbindungskanäle 51 bis 54 sind die unter einer Ofenkammer 10 liegenden Regeneratoren 21 und 22 mit den beiden Heizzügen verbunden, die in Reihen nach der betreffenden Ofenkammer 10 zu liegen. Entsprechende Verbindungskanäle zu den zugehörigen Heizzügen sind auch bei den Regeneratoren 31 und 32 vorhanden.

Der Betrieb der dargestellten Verkokungsofenbatterie gestaltet sich folgendermaßen: Wenn im Falle der Schwachgasbeheizung in der einen Regenerativ-Halbperiode die beiden unter einer Ofenkammer 10 liegenden Regeneratoren 21 und 22 in aufsteigender Richtung beaufschlagt sind, also der Regenerator 21 zur Vorwärmung der Luft, der Regenerator 22 zur Vorwärmung des Schwachgases dient, so gelangen die vorzuwärmenden Medien durch die Verbindungskanäle 51 bis 54 in diejenigen Heizzüge 26 bzw. 28, die in einer Reihe beiderseits der betreffenden Ofenkammer 10 liegen, und zwar über die zwischen den Heizzügen liegenden Räume 36 für Luft und 37 für Schwachgas und die in den Wänden 34 und 35 angeordneten Austrittsöffnungen 38 bzw. 39. Die beim Aufsteigen zur Verbrennung gelangenden Medien treten durch die Öffnung 33 der Wände 30 in die im Zugwechsel damit zusammenarbeitenden Heizzüge 26 bzw. 28, die in einer Reihe neben den beiden benachbarten Ofenkammern 10 liegen, strömen in diesen abwärts und gelangen über die Öffnungen 38 und 39 und die Räume 36 und 37 und die entsprechenden Verbindungskanäle 51 bis 54 in die Regeneratoren 31 und 32 der beiden benachbarten Paare, die durch die Wände 41 davon getrennt sind, und ziehen über die Regeneratorsohlkanäle 17, die Abgasventile 27 in den Rauchgassammelkanal 56.

Nach der Umstellung dienen die beiden benachbarten Regeneratorpaare 31 und 32 zur Vorwärmung der gasförmigen Medien, und durch die Heizzüge 26 bzw. 28 der beiden der zuerst betrachteten Kammer benachbarten Reihen strömen die verbrannten Gase abwärts, um durch die Öffnungen 38 und 39 in den Wänden 34 und 35 in die Räume 36 und 37 zu gelangen, von wo sie über die Verbindungskanäle 5t bis 54 und die Regeneratoren 21 und 22 und von hier über die Sohlkanäle 17 in den Rauchgassammelkanal 56 strömen.

Bei Starkgasbeheizung dienen auch die Regeneratoren 22 und 32 abwechselnd zur Vorwärmung der Luft, die dann durch die Räume 36 und 37 zugeführt wird.

Während die Zuführung des Schwachgases von der Verteilungsleitung 25 und die der Verbrennungsluft bei geöffneten Luftklappen 29 in die Regeneratorsohlkanäle 17 erfolgt, wird das Starkgas von der Verteilungsleitung 19 über die Düsenrohre 23 und die Kanäle 42 den Starkgasbrennern 44 und 45 zugeführt.

In der Längsrichtung der Batterie betrachtet, wechseln also Ofenkammern, bei denen die Gase in den der Kammer benachbarten Heizzugreihen aufbrennen, ständig mit solchen ab, bei denen die in den benachbarten Reihen angeordneten Heizzüge abwärts beaufschlagt sind.

ίο Durch die Regelorgane 18. die zwischen den Sohlkanälen 17 und den einzelnen Zellen 16 der Regeneratoren 21,22 und 31,32 eingebaut sind, läßt sich sehr genau die Beheizungsstärke in den einzelnen Heizzügen einstellen und somil an den uniersehiedli-

i'i chen Wärmebedarf anpassen, der durch die Wärmestrahlung der Ofenköpfe, die Verjüngung der Ofenkammer und andere Umstände bedingt ist.

Dadurch, daß die Begrenzungswände 34 und 35 der Räume 36 und 37 nach oben in feste Stützwände 46

2<i auslaufen, die längs der ganzen Wand verteilt sind, ergibt sich ein besonders fester Steinverband, besonders wenn diese Stützwände, ebenso wie die Verlängerungen der Begrenzungswände 34 und 35 der Räume 36 und 37, nach der beim Otto-Ofen seit über einem halben

r> Jahrhundert üblichen Bauweise abwechselnd immer in die eine oder and:re Läuferwand eingreifen. Hierdurch ergibt sirh eine besonders stabile Bauweise von großer Tragfähigkeit, wobei auch die auf die Wände der Ofenkammern im Betrieb einwirkenden Kräfte in

ίο nachgiebiger Form aufgenommen werden können.

Da in jeder Heizwand drei I.ängswände, nämlich außer den beiden Läuferwänden auch die durch zwischen den Heizzugpaaren, den Querzwillingen, liegenden Trennwände versteift sind, können die

i"> einzelnen Wände bei gleicher Standfestigkeit des Bauwerks dünner bemessen werden als der Einfachverband bei Wänden, die nur in eine Reihe von Heizzügen unterteilt sind, so daß sich ein geringes Steingewicht ergibt.

•«n Die Zwischenwand zwischen den auf- und abbrennenden Zügen ist in beiden Halbperioden der vollen Heizwirkung der Verbrennungsvorgänge ausgesetzt und nimmt eine höhere Temperatur an als die beiden Läuferwände, denen durch die eingefüllte Kohle ständig

■»"' Wärme entzogen wird. Bei den hohen, in den Heizzügen herrschenden Temperaturen wirkt also die Strahlung dieser Zwischenwände 30 ständig auf beide Läuferwände 55 ein. Die Läufersteine können mit Rücksicht auf den festen Verband der ganzen Wand ebenfalls

i" verhältnismäßig dünn, beispielsweise auf 80 mir* und darunter, bemessen werden, so daß sich kurze Garungszeiten ergeben.

Da der jeweils aufbrennende und der jeweils abbrennende Heizzug durch die gleichen Schaulöcher

« 47 zu beobachten sind, ergibt sich eine Einsparung an diese Schaulöcher abschließenden Stopfen 48.

Der Steinverband, der in den Fig.6, 7 und 8 dargestellt ist, zeichnet sich durch einen größeren Mittenabstand der Querzwillinge, also eine größere unmittelbar beheizte Teilfläche der Kammerwand, aus. Zwischen den in die Läuferwand eingreifenden Enden 57 der Begrenzungswände 34 bzw. 35 liegen drei Läufersteine 58, 59, 60 gleichen Formates. Sowohl in den Lagerfugen als auch in den Stoßfugen sind Nut- und

^fc:% FederverbindangeJi 61 bzw. 62 vorgesehen. Der jeweils mittlere Läuferstein liegt symmetrisch zu den den Raum 36 bzw. 37 begrenzenden Wänden 34 bzw. 35.

Die Abstufung der Austrittsöffnungen 38 und 39 m

den Begrenzungswänden der Räume 36 und 37 kann in beliebiger, unterschiedlicher Weise für Schwachgas einerseits und Luft andererseits vorgenommen und damit der Verlauf des Verbrennungsvorganges gesteuert und so eingestellt werden, daß sich einerseits eine in der Höhe gleichmäßige Erhitzung des Kammerinhaltes ergibt und es nur zu einer geringen Bildung von Stickoxiden im Rauchgas kommt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Doppelheizwand für mit Starkgas und Schwachgas beheizbare Verkokungsöfen mit waagerechten Kammern, bei der quer zur Kammerachse liegende Paare von Heizzügen im regenerativen Zugwechsel zusammenarbeiten und unter jeder Ofenkammer parallel zur Kammerachse vertaufende Regeneratoren paarweise angeordnet sind, bei denen die zur Schwachgasvorwärmung dienenden bei Starkgasbeheizung die Luftvorwärmung übernehmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneratoren (21,22,31,32) an senkrechte Räume (36,37) angeschlossen sind, die reihenweise zwischen den Heizzügen (26 bzw. 28) liegen und von denen in der Längsrichtung der Wand der eine (37) bei Schwachgasbeheizung zur Zuführung des Schwachgases, der folgende (36) zur Zuführung der Luft dient, und die in ihrem unteren Teil mit abgestuften, in beide benachbsi *je Heizzüge (26,28) mündenden AustrittsöffnuRgeW(38r 39) versehen sind, wahrend die senkrecht zur Kammerachse verlaufenden Begrenzungswände (34,35) dieser Räume (36,37) im oberen Teil in eine bis an die Ofendecke (11) durchlaufende Stützwand (46) übergehen.

2. Doppelheizwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungswände (34,35) der höhengestuften Zuführung von Luft bzw. Luft und Schwachgas dienenden Räume (36,37) nach den kohleberührten Läuferwänden (55) hin zusammenlaufen und teilweise (49) an diese anstoßen, teilweise (50) diese durchsetzen.

3. Doppelheizwarid nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede La^e der Läuferwand zwischen zwei in die Läufe; «and eingreifenden Steinen (57) aus drei einander gleichen Läufersteinen (58, 59, 60) besteht, die an den Stoß- und Lagerfugen mit Nut und Feder (61,62) versehen sind

4. Doppelheizwand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere (59) der drei Läufersteine symmetrisch zur Begrenzungswand (34, 35) liegt und diese stumpf an den Läuferstein anstößt

5. Doppelheizwand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen für die Zufuhr der vorzuwärmenden Verbrennungsmittel (Schwachgasverteilungsleitung 25, Luftklappen 29) zu den Regeneratoren (21,22,31, 32) auf der einen Ofenseile, auf der anderen Ofenseite die Vorrichtungen zur Abführung der verbrannten Gase (Abgasventile 27) in dem dort befindlichen Rauchgassammeikanal (56) angeordnet sind.