DE3009818A1

DE3009818A1 - Kuehler fuer die koks-trockenkuehlung

Info

Publication number: DE3009818A1
Application number: DE19803009818
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 4300 Essen Jakobi; Karl Dipl.-Chem. Dr. Schmid
Original assignee: Krupp Koppers GmbH
Current assignee: Krupp Koppers GmbH
Priority date: 1980-03-14
Filing date: 1980-03-14
Publication date: 1981-10-01
Also published as: AR222275A1; EP0036073B1; JPH0232309B2; ES263227Y; US4370203A; DE3160104D1; BR8101305A; EP0036073A3; AU538571B2; ES263227U; JPS56143290A; MX148417A; EP0036073A2; CA1169385A; AU6745581A; ATE2754T1; ZA808029B

Description

Essen, den 12. März 1980 N 4805/6 Dr. Ha/Wi.

KRUPP-KOPPERS GMBH, Moltkestrasse 29, 4300 Essen 1

Kühler für die Koks-Trockenkühlung.

Die Erfindung betrifft einen Kühler für die Koks-Trockenkühlung, der in seinem Oberteil eine eich bis in den Bereich unterhalb der Abzugsleitung für das gasförmige Kühlmedium erstreckende Vorkammer aufweist.

Für die Koks-Trockenkühlung sind bereits eeit längerer Zeit Kühle rkonstruktionen bekannt, bei denen der Abzug des gasförmigen Kühlmediums aus dem oberen Teil des Kühlere über einen im Mauerwerk der Kühlerauskleidung eingelassenen Ringkana.1 erfolgt. Die Nachteile dieser Aueführungsform sind vor allem darin zu sehen, dass für die Ausmauerung des Ringkanale in der Kühleraus kleidung eine Vielzahl komplizierter Steinformen erforderlich sind und dass insgesamt gesehen für eine derartige Aus führ ungs form auseerordentlich viel feuerfestes Auskleidungsmaterial erforderlich ist. Ausserdem traten bedingt durch die unterschiedliche Wärmedehnung zwischen dem inneren und dem äusseren Mantel des Kühlers beim Kaltfahren desselben fast immer Schäden an der feuerfesten Auskleidung auf, die eich bei dieser Ausführungsform kaum oder nur unter gröseten Schwierigkeiten und mit einem erheblichen Aufwand an Zeit und Material reparieren lassen.

Es ist deshalb auch schon vorgeschlagen worden, den Kühler mit einem als sogenannte Vorkammer dienenden ringförmigen Einbau

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zu versehen, der von oben frei in das Innere des Kühlers bis in den Bereich unterhalb der Abzugsleitung für das gasförmige Kühlmedium hineinragt. Eine derartige Ausführungsform ist beispielsweise in Fig. 1 der DE-OS 27 00 783 abgebildet. Dabei bildet der von oben in den Kühler eingefüllte he ie se Koks beim Auslaufen aus dem ringförmigen Einbau eine Aufböschung, durch die ein geschlossener Ringraum zwischen der Kühlerrinnenseite und der Aussenseite des ringförmigen Einbaus entsteht. Da sich in diesem Bereich auch der Anschluss der Abzugsleitung für das gasförmige Kühlmedium befindet, können die aus dem zu kühlenden Koks entweichenden heissen Gase über den Ringraum in die Abzugsleitung gelangen. Obwohl mit dieser Aueführungsform bereits eine gewisse Vereinfachung und Verbesserung gegenüber der weiter oben beschriebenen Konstruktion erreicht wird, ist auch sie noch nicht völlig frei von Nachteilen.

Der Erfrindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die zuletzt beschriebene Ausführungsform eines Kühlers für die Koks-Trokkenkühlung konstruktiv zu verbessern, wobei insbesondere folgende Punkte berücksichtigt werden Bollen :

1.) Leichtere und sicherere Konstruktion mit einem geringeren Bedarf an feuerfestem Material.

2.) Herabsetzung der durch Wärmedehnung bedingten Reparaturanfälligkeit, insbesondere beim Heiss- und Kaltverfahren des Kühlers.

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3.) Gute Verteilung des aus dem zu kühlenden Koks austretenden Gasstromes und damit günstige Beinflussung der StrömungsverhältniBse im Kühler allgemein.

Der der Lösung dieser Aufgabe dienende Kühler ist erfindungsgemäss durch folgende Konstruktionsmerkmale gekennzeichnet :

a) Die Vorkammer weist im Bereich der Abzugsleitung für das gasförmige Kühlmedium eine Verjüngung auf,

b) an der Auseenseite der Vorkammer eind am unteren Ende über den gesamten Umfang gleichmäeeig verteilt Stege angebracht, die die Vorkammer mit dem Kühlermantel verbinden

und

c) zwischen dem Oberteil und dem Unterteil des Kühlere sowie zwischen der Vorkammer und dem Oberteil des Kühlers sind Gleitfugen vorgesehen.

Die Vorkammer sowie der Oberteil und der Unterteil dee Kühlere können dabei in an eich bekannter Weise auf einer gemeinsamen Mittelpunkteach.ee liegen. Es ist aber auch möglich, dass der Oberteil dee Kühlere im Bezug auf die Vorkammer und den Unterteil dee Kühlere exzentrisch angeordnet ist, wobei die Mittelpunkts achse des Oberteiles in Richtung auf den Abzugsstutzen versetzt ist. Diese Ausführungsform bietet, wie weiter unten gezeigt werden wird, zusätzliche Vorteile.

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Weitere Einzelheiten der erfindixngsgemäsaen Konstruktion sollen nachfolgend an Hand der Abbildungen erläutert werden. Diese zeigen dabei nur jenen Teil dee Kühlers, der für die Erläuterung der erfindunge we »entliehen Konstruktion« merkmale erforderlich ist. Nicht dargestellt sind dagegen das obere Ende des Kühlers mit der Aufgabevorrichtung für den zu kühlenden Koks sowie das untere Ende des Kühlere mit der Abzugsvorrichtung für den gekühlten Koks sowie dem Gaseintritts stutzen. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass es sich um einen Kühler handelt, bei dem in an eich bekannter Weise der von oben aufgegebene zu kühlende Koks mit einem im Gegenstrom von unten nach oben aufsteigenden gasförmigen Kühlmedium behandelt wird. Selbstverständlich bestehen bezüglich der in der Abbildung nicht dargestellten Teile des Kühlere unterschiedliche Auegestaltungsmöglichkeiten. Die Erfindung ist hierbei jedoch an keine spezielle Ausführungsform gebunden .

Die Abbildungen stellen hierbei im einzelnen folgendes dar :

Fig. 1 einen Langs schnitt durch eine Ausführungsform des Kühlers, bei dem die Vorkammer sowie der Oberteil und der Unterteil dee Kühlere auf einer gemeinsamen Mittelpunkteachse liegen,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Aueführungsform dee Kühlers, bei dem der Oberteil im Bezug auf die Vorkammer und den Unterteil exzentrisch angeordnet ist und

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Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A¹ der Fig. 2, wobei jedoch nur die eine Hälfte des Schnittes abgebildet ist.

Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 ist der zwischen der Vorkammer 1 und dem Oberteil 8 des Kühlers befindliche Ringraum im Bezug auf die Mittelpunktsachse des Kühlere konzentrisch angeordnet. Wie aus der Abbildung zu ersehen ist, weist die Vorkammer 1 im Bereich des Abzugs Stutzens 2 für das gasförmige Kühlmedium eine konische Verjüngung auf, wodurch der freie Querschnitt des Ringraumee 3 entsprechend vergrössert wird-Dies ist deshalb von Bedeutung, weil sich in dem Ringraum 3 die aus dem Unterteil 4 des Kühlers aufsteigenden heissen Gase sammeln, bevor sie über den Abzugsstutzen 2 in die nicht dargestellte Abzugsleitung für das gasförmige Kühlmedium gelangen. Der Mantel 5 der Vorkammer 1 wird aus feuerfestem Material gebildet und weist an seiner Aussenseite im unteren Teil die Stege 6 auf, die ebenfalls aus feuerfestem Material bestehen. Diese sind gleichmässig über den gesamten Umfang der Vorkammer 1 verteilt und verbinden die Vorkammer 1 mit dem Kühlermantel 7 des Unterteiles 4 des Kühlere. Die Stege 6 haben dabei eine doppelte Funktion : Zum einen dienen sie der Abstützung der Vorkammer 1 und zum anderen wird durch sie eine Vergleichmässigung der Strömung der aus dem Unterteil 4 des Kühlers aufsteigenden heissen Gase erreicht, so dass sich diese besser über den gesamten Querschnitt des Ringraumes 3 verteilen.

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Ein weiteres wesentliches Merkmal der erfidnungsgemässen Konstruktion ist darin zu sehen, dass zwischen dem Oberteil 8 und dem Unterteil 4 des Kühlers die Gleitfuge 9 sowie zwischen der Vorkammer 1 und dem Oberteil 8 des Kühlere die Gleitfuge 10 vorgesehen ist. Das heisst, der Kühler besitzt in diesem Falle nicht über die gesamte Höhe den gleichen äusseren Durchmesser. Vielmehr ist hier der aus β ere Durchmesser des Unterteiles 4 dem inneren Durchmesser des Oberteils 8 angepasst, so dass beim Aufheizen des Kühlers der Unterteil 4 an der Gleitfuge 9 entlang frei in den Oberteil 8 hineinwachsen kann. Da ausserdem zwischen der Vorkammer 1 und dem Oberteil 8 noch die Gleitfuge 10 vorgesehen ist, braucht der Oberteil 8 seine Position nicht im entsprechenden Masse zu verändern wie der Unterteil 4. Analog sind die Verhältnisse natürlich auch bei einer Abkühlung, wenn der Unterteil 4 und damit auch die Vorkammer einer Schrumpfung unterworfen werden. Die Ausbildung der Gleitfugen kann dabei in der von Winderhitzerkonstruktionen bekannten Art und Weise erfolgen.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführuzigsform stimmt weitgehend mit der Ausführungsform in Fig. 1 überein, wobei übereinstimmende Bezugszeichen selbstverständlich die gleiche Bedeutung haben. Allerdings ist bei der in Fig. 2 dargestellten Aus führung sform der Oberteil 8 des Kühlers exzentrisch angeordnet, wobei die Mittelpunktsachse des Oberteiles 8 gegenüber der Mittelpunkts achse der Vorkammer 1 und des Unterteiles 4 etwas in Richtung auf den Abzugs stutzen 2 versetzt ist. Durch diese exzentrische Anordnung des Oberteiles 8 wird der freie Querschnitt im Ringraum

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zum Abzugsetutzen 2 hin vergröseert. Dadurch wird die gleichmassige Verteilung der aufsteigenden Gase auf die einzelnen Schlitze zwischen den Stegen 6 noch weiter verbessert. Weiterhin zeigt die Konstruktion in Fig. 2 eine andere Ausführungsform der Stege 6 als in Fig. 1. Die Stege 6 sind in diesem Falle weiter nach oben gezogen und liegen ausserdem auf dem Kühlermantel 7 auf. Durch diese Ausführungsform der Stege 6 kann eine noch beesere Abstützung der Vorkammer 1 erreicht werden.

Fig. 3 zeigt schliesslich einen Schnitt entlang der Linie A -A' in Fig. 2, wobei allerdings wegen der gegebenen Symmetrie nur die eine Hälfte des Schnittes dargestellt ist. Man erkennt auf dieser Abbildung ganz eindeutig die exzentrische Anordnung des Oberteiles 8 sowie den kreisförmigen Grundriss sowohl des Kühlers als auch der Vorkammer. Selbstverständlich stimmen auch hier die Bezugszeichen mit denen der übrigen Abbildungen überein.

Die Wirkungsweise des in den Abbildungen dargestellten Kühlers ist im Prinzip bereite weiter oben erläutert worden. Das heisst, es wird auch hier der zu kühlende Koke von oben in den Kühler eingefüllt, wobei er zunächst in die Vorkammer 1 gelangt. Beim Auslaufen aus derselben bildet der Koks eine Aufböschung, die den Ringraum 3 nach unten hin abschliesst. In diesem sammeln sich die aus dem Koks aufsteigenden heissen Gase, wobei - wie bereits festgestellt wurde - die Stege 6 für eine möglichst gleichmassige Gasverteilung sorgen. Der Abzug der Gase aus dem Ringraum 3 erfolgt über den Abzugs stutzen 2, an den sich die nicht mehr ' argestellte Abzugsleitung anschliesst. Über diese

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Leitung werden die heissen Gase zunächst einer geeigneten "Wärmerückgewinnungseinrichtung zugeführt, um danach im abgekühlten Zustande erneut als Kühlmedium in den Unterteil dee Kühlers eingeleitet zu werden.

Die schraffierten Flächen in den Abbildungen stellen jeweils die Teile dar, welche aus deuerfestem Material sind. Es hat sich gezeigt, dass bei Anwendung der erfindungegeinässen Konstruktion etwa 30 f_v des bisher üblichen Bedarfes an feuerfestem Material eingespart werden können. Durch die erfindungsgemässe Anordnung der Gleitfugen 9 und 10 wird aueserdem die durch Spannungsund Dehnungsrisse im feuerfesten Material bedingte Reperaturanfälligkeit des Kühlers stark herabgesetzt. Sollten trotzdem wider Erwarten Schaden am feuerfesten Material auftreten, so lassen sich dieselben wegen der verhältnismässig einfachen Konstruktion des Kühlers sowie auf Grund der Tatsache, dass nur eine relativ geringen Anzahl von Steinformen für die Kühlerauskleidung benötigt werden, verhältnismässig leicht und mit einem relativ geringen Kostenaufwand beheben.

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Claims

12. 3. 1980 N 4805/6 Patentansprüche :

1.) Kühler für die Koks-Trockenkühlung, der in seinem Oberteil eine sich bis Ln den Bereich unterhalb der Abzugsleitung für das gasförmige Kühlmedium erstreckende Vorkammer aufweist, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsmerkmale

a) Die Vorkammer (1) weist im Bereich der Abzugsleitung für da· gasförmige Kühlmedium eine Verjüngung auf,

b) an der Aussenseite der Vorkammer (1) sind am unteren Ende über den gesamten Umfang gleichmässig verteilt Stege (6) angebracht, die die Vorkammer (1) mit dem Kühlermantel (7) verbinden

und

c) zwischen dem Oberteil (8) und dem Unterteil (4) des Kühlere sowie zwischen der Vorkammer (1) und dem Oberteil (8) des Kühlere sind Gleitfugen (9, 10) vorgesehen.

2.) Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer (1) sowie der Oberteil (8) und der Unterteil (4) des Kühlers auf einer gemeinsamen Mittelpunkts ach se liegen.

3.) Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberteil (8) des Kühlers im Bezug auf die Vorkammer (1) und den Unterteil (4) des Kühlers exzentrisch angeordnet ist, wobei die Mittelpunktsachse des Oberteiles (8) in Richtung auf den Abzugs stutzen (2) versetzt ist.

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