DE3102610C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung der Rauch­ bildung in den Abgasen eines Verkokungsofens mit einer Vielzahl ab­ wechselnd nebeneinander angeordneter Brennkammern und Verkokungskam­ mern, damit die in den Brennkammern erzeugte Wärme durch Trennwände in benachbarte Verkokungskammern übertragen wird, wobei jede Brenn­ kammern mit einer Sohlplattenaustrittsöffnung versehen ist und wobei eine Abgasableitvorrichtung für die Brennkammern ein an die jeweilige Sohlplattenaustrittsöffnung angeschlossenes Heißabgasventil, eine Rauchsammelleitung und einen Schornstein umfaßt.

In einem Verkokungsofen der genannten Art (siehe: Martin A. Elliott: Chemistry of Coal Utilization, John Wiley & Sons, Inc., 1981, S. 854-856) werden die Abgase aus den jeweiligen Brennkammern durch Sohlplattenaustrittsöffnungen, Heiß­ gasauslaßventile und eine Rauchsammelleitung zu einem Schornstein geführt.

In einem Verkokungsofen mit einer Wärmespeicherkammer werden die Heißgasauslaßventile in vorgegebenen Zeitintervallen umgeschaltet. Die Heißgasauslaßventile ungerader Numerierung und gerader Numerie­ rung werden durch ein in Längsrichtung des Verkokungsofens angeordne­ tes, hin und hergehendes Stahlband oder eine entsprechende Stahlstan­ ge betätigt, die in horizontaler Richtung oberhalb der Heißgasauslaß­ ventile angeordnet ist.

Wenn sich nach langer Betriebszeit Risse in den Trennwänden aus­ bilden, kann Rauch durch den Schornstein austreten. Insbesondere wäh­ rend eines Zeitintervalls von 15 bis 20 min nach der Beschickung mit Kohle wird eine große Gasmenge frei. Dieses Gas tritt aus den Verko­ kungskammern in die Brennkammern über, so daß eine unvollstände Ver­ brennung auftritt, die zur Rauchbildung führt.

Da derartiger Rauch gegen den Immisionsschutz verstößt und die Umwelt belastet, muß diese Rauchbildung so weit wie möglich herabge­ setzt werden. Zur Verhinderung der Bildung von schwarzem Rauch baut man normalerweise eine elektrische Ausfällvorrichtung, insbesondere einen elektrischen Filter in die Rauchsammelleitung ein, die zu dem Schornstein führt. Nach dieser Arbeitsweise wird jedoch die gesamte von der Verkokungsanlage erzeugte Abgasmenge behandelt, so daß ein großer Abscheider erforderlich ist, denn die Abgasmenge ist groß und beträgt 1000 bis 2000 Nm³/min. Da die Konzentration des Rauchs gering ist, sind entsprechend die Investitions- und Betriebskosten hoch.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens sowie einer Vorrichtung, die die Erzeugung von schädlichem Rauch aus dem Verkokungsofen unmittelbar nach dem Füllvorgang ausschließt. Der nach dem Füllvorgang gebildete Rauch soll mit hoher Wirksamkeit ent­ fernt werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Abgase aus denjenigen Brennkammern, die einer gerade mit Kohle be­ schickten Verkokungskammer benachbart sind, von den Sohlplattenaus­ trittsöffnungen und den Heißabgasventilen der betreffenden Brennkam­ mern durch eine Rauchnebenschlußleitung und eine Staubsammelvorrich­ tung geleitet werden.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Durchleitung der Abgase durch die Rauchnebenschlußleitung und die Staubsammelvorrichtung jeweils während einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Füllen einer Verkokungskammer erfolgt und daß die Abgase nach Ablauf dieser Zeitdauer von den Heißabgasventilen durch die Rauchsammelleitung geführt werden.

Die Erfindung sieht somit eine gesonderte Behandlung des mit einem hohen Rauchanteil belasteten Gases unmittelbar im Anschluß an den Füllvorgang vor, damit eine wirkungsvolle Reinigung dieses Abga­ ses mit möglichst geringem Vorrichtungsaufwand möglich ist.

In weiterer Ausbildung sieht die Erfindung eine Vorrichtung der­ art vor, daß eine Rauchnebenschlußleitung mit einer darin angeordne­ ten Staubsammelvorrichtung mit einem Ende an den Schornstein ange­ schlossen ist, daß zwischen den Heißgasauslaßventilen der Brennkam­ mern und der Rauchnebenschlußleitung Absperrventile vorgesehen sind und daß eine Steuervorrichtung für eine solche Steuerung der Absperr­ ventile und der Heißgasauslaßventile vorgesehen ist, daß die in den Brennkammern auf beiden Seiten einer gerade gefüllten Verkokungskam­ mer freiwerdenden Abgase während einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Füllvorgang durch die jeweiligen Absperrventile über die Rauchne­ benschlußleitung zum Schornstein strömen.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezug­ nahme auf die Zeichnungen erläutert, in denen darstellt

Fig. 1 einen schematisierten Grundriß eines Teils eines Verkokungsofens nach der Erfindung und

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch einen Teil der Abgasleitungen.

Ein Verkokungsofen 1 umfaßt eine Mehrzahl abwechselnd nebeneinan­ der angeordneter Verkokungskammern 3, 3′, 3′′ . . . sowie Brennkammern 2, 2′, 2′′ . . ., die jeweils abwechselnd angeordnet und durch Trennwän­ de getrennt sind. Die Anzahl dieser Kammern beträgt innerhalb eines Verkokungsofens normalerweise 50 bis 100. Die Sohlplattenaustrittsöff­ nungen 4, 4′, 4′′ . . . der jeweiligen Brennkammern 2, 2′, 2′′ . . . sind jeweils mit Heißgasauslaßventilen 5, 5′, 5′′ . . . ausgestattet. Für die Verkokungskammer 3′ ist die untere Öffnung 21′ des Heißgasauslaßven­ tils 5′ über ein Absperrventil 22′ mit einer Rauchsammelleitung 6 verbunden, die sich in Längsrichtung des Verkokungsofens 1 erstreckt und zu einem Schornstein 12 führt. Der seitliche Stutzen 20′ des Heiß­ gasauslaßventils 5′ ist über ein Absperrventil 7′ und eine Abgaslei­ tung 8′ mit einer Rauchnebenschlußleitung 10 verbunden, die sich eben­ falls in Längsrichtung des Verkokungsofens 1 erstreckt. Die anderen Heißgasauslaßventile 5′, 5′′ und die zugehörigen Bauelemente sind in gleicher Weise aufgebaut und angeordnet. Die gemeinsame Rauchneben­ schlußsammelleitung 10 ist über einen Staubsammler, z. B. einen Strö­ mungsabscheider und einen elektrischen Abscheider 13, ein Ventil 14 und ein Sauggebläse 15 an den Schornstein 12 angeschlossen.

Der Betrieb des beschriebenen Verkokungsofens wird nunmehr in Einzelheiten im Hinblick auf die Verkokungskammer 3′ erläutert. Es wird hierbei angenommen, daß die Abgase der Brennkammern 2′ und 2′′ auf gegenüberliegenden Seiten der Verkokungskammern 3′ durch das Heiß­ gasauslaßventil 5′ abgeleitet werden. Dann wird dieses Ventil 5′ durch die Längsbewegung der nicht dargestellten Betätigungsstange in eine Stellung gemäß Fig. 2 angehoben, damit innerhalb des Ventil 5′ durch die Strömung der Abgase aus der unteren Öffnung 21′ in die Rauchsammelleitung 6 eine Saugwirkung aufgebaut werden kann. Der Aus­ tritt der Abgase aus den Brennkammern 2′ und 2′′ wird umgeschaltet, so daß die Abgase wechselweise durch die Heißgasauslaßventile 5′ und die Heißgasauslaßventile 5 und 5′′ ausströmen. Wenn unter diesen Be­ triebsbedingungen ein Ladesignal an einen nicht dargestellten Füllwa­ gen gegeben ist, der sich oberhalb des Verkokungsofens 1 bewegt, be­ ginnt die Füllung der Verkokungskammer 3′ mit Kohle. Gleichzeitig werden die Öffnungs- und Schließzustände der Heißgasauslaßventile 5, 5′ und 5′′ und der Ventilkörper 18, 18′, 18′′ (von denen nur der Ven­ tilkörper 18′ dargestellt ist) die mit den Brennkammern 2 und 2′′ Verbindung haben, durch ein elektrisches Signal, das von dem Füllwa­ gen erzeugt wird, festgestellt. Diese Feststellung kann davon abhän­ gig gemacht werden, ob die Ventilstange 17, 17′ und 17′′ (von denen nur die Ventilstange 17′ dargestellt ist) angehoben oder abgesenkt sind, ob die Anzahl der in einem nicht dargestellten Hauptzeitgeber zur Schaltung des Betriebs von nicht dargestellten Winden, die durch die Betätigungsstange betätigt werden, ungerade oder gerade ist, oder ob das Schaltventil zur Umschaltung des zur Verbrennung benutzten Verkokungskammergases offen oder geschlossen ist. Wenn die Feststel­ lung ergibt, daß das Heißgasauslaßventil 5′ offen ist und daß die Heißgasauslaßventile 5 und 5′′ geschlossen sind, wird eine Druckmit­ telzylindereinheit 19′ des Absperrventils 7′ und eine Druckmittelzy­ lindereinheit 23′ des benachbarten Absperrventils 22′, das dem Heiß­ gasauslaßventil 5′ benachbart ist, so betätigt, daß das Absperrventil 22′ geschlossen wird, um das Heißgasauslaßventil 5′ von der Rauchsam­ melleitung 6 abzutrennen. Die rauchhaltigen Abgase, die aus den Brenn­ kammern 2′ und 2′′ austreten, werden in die gemeinsame Rauchneben­ schlußleitung 10 abgegeben bzw. abgesaugt. Dabei strömen dieselben von der Sohlplattenaustrittsöffnung 4′ über das Heißgasauslaßventil 5′ und die Abgasleitung 8′. Dann werden die Abgase über den Staubsamm­ ler 13 und das Sauggebläse 15 in den Schornstein 12 abgegeben. Das aus dem Schornstein 12 austretende Abgas ist frei von Rauch und Staub, so daß dadurch Probleme der Umweltbelastung behoben sind.

Der Druck in der Rauchnebenschlußleitung 10 ist durch die Druck­ einstellventile 1 und 14 auf einem Unterdruck von etwa 10 mm Wasser­ säule gehalten. Der Druck in der Abgasleitung 8′ wird durch eine Dros­ selklappe 9′ innerhalb der Abgasleitung 8′ auf einem im wesentlichen gleichen oder etwas geringeren Wert als an der Sohlplattenaustritts­ öffnung 4′ gehalten.

Wenn eine vorgegebene Zeitdauer von etwa 15 bis 20 min nach dem Einfüllen der Kohle verstrichen ist oder wenn in einem Rauchmelder 16′ an der Eintrittsseite des Heißgasauslaßventils 5′ kein Rauch mehr nachgewiesen wird, werden die Druckmittelzylindereinheiten 19′ und 23′ betätigt, so daß das Absperrventil 7′ geschlossen und das Absperr­ ventil 22′ geöffnet wird. Die rauchfreien Abgase treten über die Aus­ trittsöffnung 21′ unterhalb des Heißgasauslaßventils 5′ in die Rauch­ sammelleitung 6 ein und werden dann über den Schornstein 12 in die Atmosphäre abgelassen.

Wenn auch der Strömungsweg der Abgase durch Umschaltung der Heiß­ gasauslaßventile in vorgegebenen Zeitpunkten nach der obigen Beschrei­ bung umgeschaltet wird, werden die Heißgasauslaßventile während der Rauchabscheidungsbehandlung oft umgeschaltet. In einem solchen Fall werden der Öffnungsgrad der Heißgasauslaßventile 5 und 5′′ und der Schließgrad des Heißgasauslaßventils 5′ durch die Bewegungen der Ven­ tilstange der Heißgasauslaßventile 5, 5′ und 5′′ nachgewiesen. Durch die Betätigungsstange zur Umschaltung der Einstellwinden für die Betä­ tigung der Heißgasauslaßventile oder durch die Bewegung der Schaltven­ tile für das zur Verbrennung benutzte Verkokungsgas wird ein elektri­ sches Signal erzeugt. In Abhängigkeit von dem Ergebnis des Nachweises dieses Signals werden die Druckmittelzylindereinheiten 19, 19′, 19′′, 23, 23′ und 23′′ (von denen die Druckmitteleinheiten 19, 19′′, 23 und 23′′ nicht dargestellt sind) betätigt, damit die Absperrventile 7, 7′′ und 22′ geöffnet und die Absperrventile 7′, 22 und 22′′ geschlos­ sen werden. Dementsprechend werden die rauchhaltigen Abgase und die in den Brennkammern 2′ und 2′′ erzeugten Abgase aus den seitlichen Stutzen 20 und 20′′ der Heißgasauslaßventile 5 und 5′′ über die Gas­ leitungen 8 und 8′′ in die Rauchnebenschlußleitung 10 abgegeben. Dann wird der Rauch in dem Staubsammler 13 in gleicher Weise wie zuvor beschrieben entfernt. Demzufolge wird diese Behandlung nicht abgebro­ chen, auch wenn die Heißgasauslaßventile während der Behandlung zur Rauchentfernung umgeschaltet werden.

In der vorliegenden Beschreibung sind verschiedene Arbeitsweisen in ihrer automatischen Durchführung beschrieben. Man kann selbstver­ ständlich die Absperrventile von Hand öffnen und schließen, wenn da­ bei die Öffnungs- und Schließstellung der Heißgasauslaßventile be­ achtet wird.

Anstelle eines Verschlusses der Verbindung zwischen der unteren Öffnung 21′ eines Heißgasauslaßventils 5′ und der Rauchsammelleitung 6 durch ein Absperrventil 22′ kann die untere Austrittsöffnung 21′ auch unmittelbar durch den Ventilkörper 18 abgeschlossen werden. Zu diesem Zweck wird die Ventilstange 17′ durch eine Druckmittelzylinder­ einheit oder eine Kurvensteuerung oder einen Seilzug betätigt, die durch ein sich in Längsrichtung oberhalb des Verkokungsofens er­ streckendes Betätigungsglied betätigt werden.

Nach der obigen Beschreibung erfolgt die Behandlung zur Rauchent­ fernung jeweils im Anschluß an die Füllung einer jeweiligen Verko­ kungskammer. Wenn die Zeitdauer der Füllvorgänge im wesentlichen gleich der Zeit ist, die zur Entfernung von Rauch notwendig ist, wird das Abgas aus einer Brennkammer, die gerade mit Rohkohle beschickt werden soll, unter Steuerung verschiedener Ventile mittels eines elek­ trischen Signals des Füllwagens in die Rauchsammelleitung abgegeben, während gleichzeitig die Druckmittelzylindereinheiten betätigt wer­ den, um die Verbrennungsabgase aus der Brennkammer, die während der vorhergehenden Zeitperiode beschickt war, in die Rauchsammelleitung 6 abzugeben.

Da nach der Erfindung nur diejenigen Abgase aus den Brennkammern zu beiden Seiten der gerade gefüllten Verkokungskammern während einer kurzen Zeitdauer im Anschluß an den Füllvorgang abgeleitet und ent­ staubt werden, ist die Konzentration des Rauches in den Abgasen ge­ ring und die zu behandelnde Gasmenge ist klein. Dadurch ergibt sich nicht nur eine Verbesserung der Gasentfernung, sondern auch eine Her­ absetzung der Einrichtungs- und Betriebskosten.

Claims (9)

1. Verfahren zur Verhinderung der Rauchbildung in den Abgasen eines Verkokungsofens mit einer Vielzahl abwechselnd nebeneinander angeordneter Brennkammern und Verkokungskammern, damit die in den Brennkammern erzeugte Wärme durch Trennwände in benachbarte Verko­ kungskammern übertragen wird, wobei jede Brennkammer mit einer Sohl­ plattenaustrittsöffnung versehen ist und wobei eine Abgasableitvor­ richtung für die Brennkammern ein an die jeweiligen Sohlplattenaus­ trittsöffnungen angeschlossenes Heißabgasventil, eine Rauchsammellei­ tung und einen Schornstein umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase aus denjenigen Brennkammern, die einer gerade mit Kohle be­ schickten Verkokungskammer benachbart sind, von den Sohlplattenaus­ trittsöffnungen und den Heißabgasventilen der betreffenden Brennkam­ mern durch eine Rauchnebenschlußleitung und eine Staubsammelvorrich­ tung geleitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchleitung der Abgase durch die Rauchnebenschlußleitung und die Staubsammelvorrichtung jeweils während einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Füllen einer Verkokungskammer erfolgt und daß die Abgase nach Ablauf dieser Zeitdauer von den Heißabgasventilen durch die Rauchsammelleitung geführt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Vielzahl in einem Verkokungsofen abwechselnd neben­ einander angeordneter Brennkammern und Verkokungskammern, damit die in den Brennkammern erzeugte Wärme durch Trennwände in benachbarte Verko­ kungskammern übertragen wird, wobei jede Brennkammer mit einer Sohl­ plattenaustrittsöffnung versehen ist und wobei eine Abgasableitvor­ richtung für die Brennkammern ein an die jeweiligen Sohlplattenaus­ trittsöffnungen angeschlossenes Heißabgasventil, eine Rauchsammellei­ tung und einen Schornstein umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rauchnebenschlußleitung (10) mit einer darin angeordneten Staubsammel­ vorrichtung (13) mit einem Ende an den Schornstein (12) angeschlossen ist, daß zwischen den Heißgasauslaßventilen (5) der Brennkammern (2, 2′) und der Rauchnebenschlußleitung (10) Absperrventile (7, 7′) vor­ gesehen sind und daß eine Steuervorrichtung für eine solche Steuerung der Absperrventile und der Heißgasauslaßventile vorgesehen ist, daß die in den Brennkammern auf beiden Seiten einer gerade gefüllten Ver­ kokungskammer freiwerdenden Abgase während einer vorgegebenen Zeit­ dauer nach dem Füllvorgang durch die jeweiligen Absperrventile über die Rauchnebenschlußleitung zum Schornstein strömen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen der Rauchsammelleitung (6) und den jeweiligen Heißgasauslaß­ ventilen (5) Absperrventile (22′) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Sohlplattenaustrittsöffnung (4, 4′) und dem Heißgas­ auslaßventil (5, 5′) jeder Brennkammer (3, 3′) ein Rauchmelder (16′) zur Steuerung der Steuervorrichtung angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen jedem Absperrventil (7′) und der Rauchneben­ schlußleitung (10) eine Drosselklappe (9, 9′) zur Aufrechterhaltung des Druckes in der angeschlossenen Rauchnebenschlußleitung auf einem Wert, der im wesentlichen gleich oder etwas kleiner als der Druck an der Sohlplattenaustrittsöffnung (4, 4′) ist, angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Sauggebläse (15) in die Rauchnebenschlußleitung (10) eingefügt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß innerhalb der Rauchnebenschlußleitung Drucksteuerventi­ le (11, 14) vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Heißgasauslaßventil (5) als Absperrventil am Ein­ tritt der Rauchsammelleitung (6) benutzt ist.