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zur zur Staubabscheidung aus
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Loschschwaden den
in Kokslöschtürmen"
Das Hauptpatent (Patentanmeldung P 30 46 313.9)
betrifft eine Vorrichtung zur Staubabscheidung aus den Löschschwaden in Kokslöschtürmen,
bestehend aus einer Mehrzahl von mit Abstand voneinander und parallel zueinander
in den Abzugsschlot des Kokslöschturmes eingebauten Abscheiderplatten.
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Nach § 1 BImSchG (Bundes-Immisionsschutzgesetz, Gesetz zum Schutz
vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen
und ähnliche Vorgänge) ist es der Zweck dieses Gesetzes, Menschen sowie Tiere, Pflanzen
und andere Sachen vor schädlichen Umwelteinwirkungen und auch vor Gefahren, erheblichen
Nachteilen und erheblichen Belästigungen, die auf andere Weise herbeigeführt werden,
zu schützen und dem Entstehen schädlicher Umwelteinwirkungen vorzubeugen.
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Ein immer stärker gewordenes "Umweltbewußtsein" und das zuvor angesprochene
Bundes-Immissionsschutzgesetz haben dazu geführt, daß die Errichtung urid der Betrieb
von Anlagen, die aufgrund ihrer Beschaffenheit oder ihres Betriebs in besonderem
Maße geeignet sind, schädliche Umwelteinwirkungen hervorzurufen oder in anderer
Weise die Allgemeinheit oder die Nachbarschaft zu gefährden, erheblich zu benachteiligen
oder erheblich zu belästigen, einer Genehmigung bedürfen (§ 4 BImSchG) und daß diese
Genehmigung nur dann erteilt wird, wenn solche Anlagen so errichtet und betrieben
werden, daß schädliche Umwelteinwirkungen und sonstige Gefahren, erhebliche Nachteile
und erhebliche Belästigungen für die Allgemeinheit und die Nachbarschaft nicht hervorgerufen
werden können, Vorsorge gegen schädliche Umwelteinwirkungen getroffen wird, insbesondere
durch die dem Stand der Technik entsprechenden Maßnahmen zur Emissionsbegrenzung,
und die beim Betrieb der Anlagen entstehenden Reststoffe ordnungsgemäß und schadlos
verwertet, oder, soweit dies nicht möglich oder wirtschaftlich nicht vertretbar
ist, als Abfälle ordnungsgemäß beseitigt werden (§§ 5 und 6 BImSchG).
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Der zuvor dargelegte Hintergrund macht deutlich, daß auch in Kokereien,
und hier auch bei Kokslöschtürmen, Vorsorge gegen schädliche Umwelteinwirkungen
getroffen werden muß, und zwar durch "dem Stand der Technik
entsprechende
Maßnahmen zur Emissionsbegrenzung". Folglich sind auch bereits verschiedene Vorrichtungen
zur Staubabscheidung aus den Löschschwaden in Kokslöschtürmen bekannt (vgl. z. B.
die DE-PS 21 00 848 und die dort für die Beurteilung der Patentfähigkeit in Betracht
gezogenen Druckschriften).
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Mit den im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Staubabscheidung
aus den Löschschwaden in Kokslöschtürmen wird eine Emissionsbegrenzung derart erreicht,
daß noch etwa 50 g Staub pro Tonne gelöschten Koks mit den Löschschwaden aus den
Kokslöschtürmen ausgetragen wird, so daß der Lehre des Hauptpatents die Aufgabe
zugrundeliegt, eine Vorrichtung zur Staubabscheidung aus den Löschschwaden in Kokslöschtürmen
anzugeben, mit der eine weitergehende Emissionsbegrenzung erreichbar ist.
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Die Vorrichtung nach der Lehre des Hauptpatents, bei der die zuvor
aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist zunächst und im wesentlichen dadurch gekennzeichnet,
daß die Abscheiderplatten strömungskanalbildend in senkrechLen Ebenen angeordnet
sind. Vorzugsweise werden für die Vorrichtung nach der Lehre des Hauptpatents Abscheiderplatten
verwendet, wie sie für sich bekannt sind (vgl. die DE-AS 23 47 984). Es handelt
sich dabei um Abscheiderplatten, die als Prallflächenabscheider bezeichnet werden
und in einem in Strömungsrichtung verlaufenden Schnitt aus mindestens drei Bogenstücken
unterschiedlicher Krümmungsrichtung zusammengesetzt sind sowie einen Krümmungsscheitel
und auf der dem Krümmungsscheitel gegenüberliegenden Seite eine Krümmungskehle bilden,
wobei vorzugsweise die Abscheiderplatten im Bereich des Krümmungsscheitels eine
aufgesetzte, eine Fangkammer bildende Flosse und/oder im Bereich der Krümmungskehle
eine Lehre zahl von Rippen und/oder in Strömungsrichtung hinter der Krümmungskehle
und mit Abstand von der Krümmungskehle eine weitere, eine Fangkammer bildende Flosse
aufweisen.
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Bei den im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Staubabscheidung
aus den Löschschwaden in Kokslöschtürmen sind die Abscheiderplatten in waagerechten
Ebenen angeordnet. Das führt dazu, daß zwar beim Vorbeiströmen
der
Löschschwaden an den Abscheiderplatten eine beachtliche Staubabscheidung stattfindet,
daß jedoch abgeschiedene Staubpartikel immer wieder von den nachströmenden Löschschwaden
mitgerissen werden, so daß insgesamt die erreichbare Emissionsbegrenzung doch zu
wünschen übrig läßt.
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Dadurch, daß bei der Vorrichtung nach der Lehre des Hauptpatents die
Abscheiderplatten strömungskanalbildend in senkrechten Ebenen angeordnet sind, können
die abgeschiedenen Staubpartikel, die entweder bereits bei der Staubabscheidung
an Wasser - als Tropfen - gebunden sind oder beim Abspülen der Abscheiderplatten
an Wasser gebunden werden, an den Abscheiderplatten nach unten laufen und in Strömungstoträumen
abgeführt werden.
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Folglich empfiehlt es sich auch, bei der Vorrichtung nach der Lehre
des Hauptpatents die Abscheiderplatten in Strömungstoträumen anfangen bzw.
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enden zu lassen. Bei der Vorrichtung nach der Lehre des I-Iaupi'I)dLti0Ls
werden also an den Abscheiderpatten einmal abgeschiedene Staubpartikel gleichsam
von den Abscheiderplatten - sofort oder beim Abspülen der Abscheiderplatten -in
Strömungstoträume geführt und von dort abgeführt, werden also einmal abgeschiedene
Staubpartikel nicht immer wieder von nachströmenden Löschschwaden erneut mitgerissen.
Das ist der Grund dafür, warum der Einsatz der Vorrichtung nach der Lehre des Hauptpatents
zu einer Emissionsbegrenzung führt, die die im Stand der Technik erreichbare Emissionsbegrenzung
erheblich übersteigt.
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Wie bereits ausgeführt, ist die Verwendung von Abscheiderplatten,
die als Prallflächenabscheider bezeichnet werden (vgl. die DE-AS 23 47 984), bei
der Vorrichtung nach der Lehre des Hauptpatents besonders vorteilhaft.
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Einerseits findet nämlich an'solchen Abscheiderplatten eine besonders
gute Staubabscheidung statt, andererseits sind diese Abscheiderplatten besonders
gut geeignet, um abgeschiedene Staubpartikel in Strömungstoträume zu führen . (In
bezug auf weitere Details der vorzugsweise zu verwendenden, aus der DE-AS 23 47
984 bekannten Abscheiderplatten wird auf die DE-AS 23 47 984 verwiesen. Dies gilt
insbesondere auch für vorzugsweise zu beachtende Konstruktions- und Betriebsparameter.)
Im
übrigen gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Vorrichtung nach der Lehre des Hauptpatents
auszugestalten und weiterzubilden, was im folgenden nur beispielhaft erläutert werden
soll.
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Zunächst empfiehlt es sich, bei der Vorrichtung nach der Lehre des
Hauptpatents aus konstruktiven, fertigungstechnischen und montagetechnischen Gründen
jeweils eine Mehrzahl von Abscheiderplatten zu einem Abscheidekörper zusammenzufassen.
Dabei bestehen dann die Abscheidekörper aus den Abscheiderplatten, aus einem die
Abscheiderplatten tragenden Rahmen und aus die Abscheiderplatten auf Abstand haltenden
Rohren. Tatsächlich ist es nämlich für die Funktionstüchtigkeit der Vorrichtung
nach der Lehre des Hauptpatents wichtig, daß möglichst über die gesamte Länge der
Abscheiderplatten ein vorgegebener Abstand zwischen den Abscheiderplatten eingehalten
wird.
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Nach einer weiteren Lehre des Hauptpatents, der in Kombination mit
der zuvor erläuterten Lehre, aber auch losgelöst davon, besondere Bedeutung zukommt,
sind bei der Vorrichtung nach der Lehre des Hauptpatents die Abscheiderplatten bzw.
die Abscheidekörper schräg angeordnet. Schräg angeordnet bedeutet dabei, daß die
einzelnen Abscheiderplatten bzw. die Abscheidekörper nicht senkrecht, sondern unter
einem spitzen Winkel zur Senkrechten angeordnet sind. Das führt dazu, daß die Strömungsgeschwindigkeit
der Löschschwaden relativ zu den Abscheiderplatten bzw.
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durch die Abscheidekörper geringer ist als die mittlere Strömungsgeschwindigkeit
im Kokslöschturm. Diese relativ geringe Strömungsgeschwindigkeit der Löschschwaden
in bezug auf die Abscheiderplatten bzw. durch die Abscheidekörper führt zu einer
optimalen Staubabscheidung an den Abscheiderplatten.
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Auch in bezug auf die zuvor erläuterte Lehre mit besonderer Bedeutung,
bei der Vorrichtung nach der Lehre des Hauptpatents die Abscheiderplatten bzw. die
Abscheidekörper schräg anzuordnen, gibt es verschiedene Möglichkeils der Ausgestaltung
und Weiterbildung. Insbesondere empfiehlt es
sich, die Abscheiderplatten
bzw. die Abscheidekörper A-förmig, M-förmig, V-förmig und/oder W-förmig anzuordnen.
Diese Anordnung - A-förmig, M-förmig, V-förmig und/oder W-förmig - führt dazu, daß
die Löschschwaden den entsprechend ausgerüsteten Kokslöschturm symmetrisch durchströmen.
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Besonders vorteilhaft ist die Ausführungsform, bei der die Abscheiderplatten
bzw. die Abscheidekörper V-förmig und/oder W-förmig angeordnet sind, weil bei dieser
Ausführungsform die V-förmige bzw. die W-förmige Anordnung der Abscheiderelemente
bzw. der Abscheidekörper dazu führt, daß die Löschschwaden beim Austritt aus einem
entsprechend ausgerüsteten Kokslöschturm nach innen gerichtet sind.
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Im übrigen ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung nach
der Lehre des Hauptpatents, bei der die Abscheiderplatten bzw. die Abscheidekörper
A-förmig, M-förmig, V-förmig und/oder W-förmig angeordnet sind, ergänzend dadurch
gekennzeichnet, daß aneinanderstoßende Abscheidekörper durch Scharniere miteinander
verbunden sind, - so daß die Abscheidekörper - miteinander verbunden s besonders
gut in einen Kokslöschturm eingebaut bzw. aus einem Kokslöschturm besonders gut
ausgebaut werden können.
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Schließlich lehrt das Hauptpatent noch, den Abscheiderplatten bzw.
den Abscheidekörpern Sprühdüsen - zum Abspülen der Abscheiderplatten -zuzuordnen,
was an sich bekannt ist.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung nach
der Lehre des Hauptpatents so auszugestalten und weiterzubilden, daß eine nochmals
weitergehende Emissionsbegrenzung erreichbar ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Staubabscheidung aus den Löschschwaden
in Kokslöschtürmen, bei der die zuvor angegebene Aufgabe gelöst ist, ist dadurch
gekennzeichnet, daß den Abscheiderplatten bzw. Abscheidekörpern aus einer Mehrzahl
von Abscheiderplatten Sprühdüsen für ein anfängliches Besprühen zugeordnet sind,
- wobei die Sprühdüsen vorzugsweise auf den Anströmseiten der Abscheiderplatten
bzw. der Abscheidekörper angeordnet sind.
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(Die Lehre der Erfindung kann natürlich bei jeder der zuvor beschriebenen
Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Lehre des Hauptpatents angewendet werden.)
Wenn es zuvor geheißen hat, daß den Abscheiderplatten bzw. Abscheidekörpern aus
einer Mehrzahl von Abscheiderplatten Sprühdüsen "für ein anfängliches Besprühen"
zugeordnet sind, so ist also Gegenstand der Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben
eines Kokslöschturmes mit einer Vorrichtung nach der Lehre des Hauptpatents, daß
dadurch gekennzeichnet ist, daß die Abscheiderplatten bzw. die Abscheidekörper während
des Kokslöschens, also während der Löschzeit, mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise
mit Wasser besprüht werden, und zwar während einer innerhalb der Löschzeit liegenden
Sprühzeit.
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Der Erfindung liegt folgende Erkenntnis zugrunde: In der ersten Phase
des Kokslöschens entsteht stark überhitzter Dampf - mit einer Temperatur von bis
zu ca. 200 °C. Die Folge davon ist, daß von dem überhitzten Dampf mitgenommene Staubpartikel
zu einem erheblichen Teil nicht abgeschieden, sondern durch die Vorrichtung nach
der Lehre des Hauptpatents durchgetragen werden; der überhitzte und folglich trockene
Dampf nimmt trockene Staubpartikel mit, die an trockenen Abscheiderplatten nicht
abgeschieden werden. Dadurch, daß nun erfindungsgemäß die Abscheiderplatten bzw.
die Abscheidekörper während des Kokslöschens, also während der Löschzeit, mit einer
Flüssigkeit, vorzugsweise mit Wasser besprüht werden, und zwar während einer innerhalb
der Löschzeit liegenden Sprühzeit, finden die in der ersten Phase des Kokslöschens
von trockenem Dampf mitgenommenen trockenen Staubpartikel nasse Abscheiderplatten
vor, so daß an die Abscheiderplatten herangetragene Staubpartikel von einem an den
Abscheiderplatten herunterlaufenden Flüssigkeitsfilm erfaßt und folglich abgeschieden
werden.
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Nur in der ersten Phase des Kokslöschens entsteht stark überhitzter
Dampf, so daß nur dann, wenn dieser stark überhitzte Dampf und von diesem Dampf
mitgenommene
Staubpartikel die Abscheiderplatten erreichen, ein Besprühen der Abscheiderplatten
bzw. der Abscheidekörper sinnvoll ist. Im eizelnen kann es nun zweckmäßig sein,
das Besprühen so zu steuern, daß der Beginn der Sprühzeit mit dem Beginn der Löschzeit
zusammenfällt, nämlich dann, wenn der in der ersten Phase des Kokslöschens entstehende
überhitzte Dampf sehr schnell die Abscheiderplatten erreicht, oder so zu steuern,
daß der Beginn der Sprühzeit zeitlich nach dem Beginn der Löschzeit liegt, nämlich
dann, wenn der in der ersten Phase des Kokslöschens entstehende überhitzte Dampf
erst nach einer gewissen Zeit die Abscheiderplatten erreicht. Im übrigen reicht
es in aller Regel aus, wenn die Sprühzeit etwa ein Zehntel bis etwa ein Drittel
der Löschzeit beträgt.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung erläutert; es zeigt Fig. 1 stark vereinfacht, einen Schnitt
durch einen Teil des Kokslöschturmes, in den eine bevorzugte Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Staubabscheidung aus den Löschschwaden eingebaut
ist, Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil des in Fig. 1 dargestellten Kokslöschturmes,
Fig. 3 perspektivisch und stark vergrößert, den Ausschnitt A aus Fig. 1 und Fig.
4 wiederum stark vergrößert, einen Abschnitt einer Abscheiderplatte der in Fig.
3 ausschnittsweise dargestellten Vorrichtung zur Staubabscheidung aus den Löschschwaden
in Kokslöschtürmen.
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In der Fig. 1 ist ein Teil des hinsichtlich seines Aufbaus hier nicht
näher interessierenden Kokslöschturmes 1 mit einer Vorrichtung 2 zur Staubabscheidung
aus den Löschschwaden dargestellt. Die Vorrichtung 2 besteht aus einer Mehrzahl
von mit Abstand voneinander und parallel zueinander
in den Abzugsschlot
3 des Kokslöschturmes 1 eingebauten Abscheiderplatten 4.
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Wie insbesondere die Fig. 3 zeigt, sind die Abscheiderplatten 4 strömungskanalbildend
in senkrechten Ebenen angeordnet. Wie insbesondere die Fig. 3 und 4 zeigen, sind
im dargestellten Ausführungsbeispiel die Abscheiderplatten 4 in einem in Strömungsrichtung
verlaufenden Schnitt aus mindestens drei Bogenstücken 5, 6,.7 unterschiedlicher
Krümmungsrichtung zusammengesetzt und bilden die Abscheiderplatten 4 einen Krümmungsscheitel
8 und auf der dem Krümmungsscheitel 8 gegenüberliegenden Seite eine Krütrwnungskehle
9. Im übrigen weisen die Abscheiderplatten 4 im Bereich des Krümmungsscheitels 8
eine aufgesetzte, eine Fangkammer 10 bildende Flosse 11, im Bereich der Krümmungskehle
9 eine Mehrzahl von Rippen 12 und in Strömungsrichtung hinter der Krümmungskehle
9 und mit Abstand von der Krümmungskehle 9 eine weitere, eine Fangkammer 13 bildende
Flosse 14 auf.
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Wie andeutungsweise der Fig. 2 entnommen werden kann, sind jeweils
eine Mehrzahl von Abscheiderplatten 4 zu einem Abscheidekörper 15 zusammengefaßt.
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Die Abscheidekörper 15 bestehen aus den Abscheiderplatten 4, aus einem
die Abscheiderplatten 4 tragenden Rahmen 16 und aus die Abscheiderplatten 4 auf
Abstand haltenden Rohren 17.
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Wie die Fig. 1 zeigt, sind die Abscheiderplatten 4 bzw. die Abscheidekörper
15 schräg angeordnet. Im einzelnen sind die-Abscheiderplatten 4 bzw. die Abscheidekörper
15 V-förmig bzw. W-förmig angeordnet. (Zwei V-förmige Anordnungen vin zwei Abscheidekörpern
15 können auch als eine W-förmige Anordnung von vier Abscheidekörpern 15 aufgefaßt
werden.) In den Fig. 1 und 2 ist nur angedeutet, daß jeweils zwei aneinanderstoßende
Abscheidekörper 15 durch Scharniere 18 miteinander verbunden sind.
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Wie nun die Fig. 1 zeigt, sind den Abscheiderplatten 4 bzw. den Abscheidekörpern
15 Sprühdüsen 19 für ein anfängliches Besprühen zugeordnet, - wobei die Sprühdüsen
19 auf den Anströmseiten 20 der Abscheiderplatten 4 bzw.
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der Abscheidekörper 15 angeordnet sind.