DE3411469C2

DE3411469C2 - Verfahren zur Brennstoffsteuerung für einen Koksofen

Info

Publication number: DE3411469C2
Application number: DE3411469A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Yoshino; Koji Tsuchihashi; Yoshihiro Omae; Kenzo Tsujikawa; Yukio Yamaguchi
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Priority date: 1983-03-29
Filing date: 1984-03-28
Publication date: 1998-11-05
Anticipated expiration: 2004-03-29
Also published as: GB8407608D0; GB2138019A; US4980028A; GB2138019B; JPS59179581A; DE3411469A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Brennstoffsteuerung für einen Koksofen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Als eine Maßnahme zur Energieeinsparung bei einem Koksofen ist ein sog. Programmierheizverfahren vorgeschlagen worden. Dabei wird die Zufuhrrate des Brennstoffs zu dem Koksofen derart eingestellt, daß in einer Anfangsstufe der Verkokung eine große Strömungsrate vorliegt. Anschließend wird die Zufuhrrate auf einen zweckentsprechenden Wert eingestellt, und zwar in Abhängigkeit von dem speziellen Zweck jeder der nachfolgenden Stufen. Genauer gesagt, wird bei diesem Verfahren bis zu 3 bis 9 Stunden nach dem Beginn der Verkokung die Brennstoffzufuhrrate bei einem Niveau gehalten, welches das 1,6- bis 2,5fache der Zufuhrrate im Falle eines regulären Heizverfahrens beträgt. Anschließend wird ein- bis dreimal auf eine kleine Strömungsrate einschließlich einer sog. Null-Rate umgeschaltet.

Mit diesem Verfahren kann zwar der Wärmeverbrauch für die Verkokung bis zu einem gewissen Ausmaß verringert werden, das Verfahren weist jedoch einen Nachteil dahingehend auf, daß die Koksfestigkeit (CSR-Wert nach dem Japanischen Industriestandard; siehe vor Beispiel 1) des auf diese Weise erhaltenen Kokses gering ist. Aus diesem Grund wurde das Verfahren bisher nicht praktisch angewendet.

In der Druckschrift "Habermehl, D., u. a.: Die Entwicklung des programmgesteuerten Koksofenbeheizungssystems Codeco, in Glückauf 117 (1981) Nr. 1, S. 17 bis 23", wird die Entwicklung eines programmgesteuerten Beheizungsprogramms einer Koksofenbeheizung geschildert. Dabei besteht das Beheizungsprogramm aus fünf über die Garungszeit verteilte Zeitblöcke, wobei im ersten Zeitblock von drei Stunden dem Ofen eine hohe Wärmemenge von 170% der bei konstanter Beheizung benötigten Gasmenge zugeführt wird, im zweiten Zeitblock von zwei Stunden die Beheizung ganz abgestellt wird, im dritten Zeitblock von vier Stunden mit knapp 120% der bei konstanter Beheizung benötigten Gasmenge gefahren wird, im vierten Zeitabschnitt von vier Stunden der Ofen nicht beheizt wird, und im fünften Zeitabschnitt von zwei Stunden die restlichen 20% der Gesamtenergie zugeführt werden.

Mit diesem Verfahren kann zwar der Wärmeverbrauch für die Verkokung verringert werden, jedoch ist die Festigkeit des Kokses unzureichend.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Brennstoffsteuerung für einen Koksofen zu schaffen, so daß Koks einer optimalen Festigkeit erzeugt wird.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mit dem Ziel, den oben erwähnten Nachteil zu vermeiden, hatten die Erfinder umfangreiche Untersuchungen hinsichtlich der Beziehung zwischen dem Beheizungsprogramm bei dem programmierten Heizverfahren und der erhaltenen Koksfestigkeit durchgeführt. Dabei wurde festgestellt, daß der Zeitpunkt, zu dem die wesentliche Verringerung der Zufuhrrate des Brennstoffs, d. h. die Änderung von der großen Strömungsrate zu einer kleinen Strömungsrate einschließlich einer Null-Rate erfolgt, wichtig ist. Bei dem herkömmlichen Verfahren lag die Temperatur in der Kammermitte allgemein bei etwa 100 bis etwa 200°C zum Zeitpunkt des ersten Umschaltens der Zufuhrrate des Brennstoffs. Es wurde jetzt jedoch festgestellt, daß man einen Koks mit hervorragender Koksfestigkeit erhalten kann, falls die wesentliche Verringerung der Brennstoffzufuhrrate dann durchgeführt wird, wenn die Temperatur in der Kammermitte innerhalb eines Bereichs von 350 bis 700°C liegt. Die vorliegende Erfindung beruht auf dieser Erkenntnis.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Brennstoffsteuerung für einen Koksofen mittels eines programmierten Heizverfahrens wird die Brennstoffzufuhrrate mindestens einmal während des Kohle-Verkokungsverfahrens in dem Koksofen geändert, wobei man die wesentliche Verringerung der Brennstoffzufuhrrate von einer großen Strömungsrate bei der Anfangsstufe der Verkokung zu einer geringen Strömungsrate einschließlich einer Nullrate durchführt, wenn die Temperatur in der Kammermitte des Koksofens innerhalb eines Bereiches von 350 bis 700°C liegt, und wobei die Temperatur t (°C) in der Mitte des Koksofens zum Zeitpunkt der Durchführung der wesentlichen Verringerung der Brennstoffzufuhrrate innerhalb eines Bereichs ausgewählt wird, bei dem die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

t ≦ -3,65x + 1210 (I)

falls das durch die folgende Formel definierte Betriebsverhältnis des Koksofens

mindestens 140 (%) beträgt und

t ≧ -3,65x + 915 (II)

falls das oben definierte Betriebsverhältnis x höchstens 155% beträgt.

Vorzugsweise kann das oben definierte Betriebsverhältnis x innerhalb eines Bereiches von 100 bis 200% liegen.

Die Temperatur t (°C) in der Kammermitte des Koksofens kann zum Zeitpunkt der Durchführung der wesentlichen Verringerung der Brennstoffzufuhrrate innerhalb eines Bereichs ausgewählt werden, bei dem die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

t ≦ -5,00x + 1400 (III)

falls das oben definierte Betriebsverhältnis x innerhalb eines Bereichs von 140 bis 200% liegt, und

t ≧ 5,10x + 1140 (IV)

falls das oben definierte Betriebsverhältnis x innerhalb eines Bereichs von 100 bis 155°C liegt.

Vorzugsweise wird die wesentliche Verringerung der Brennstoffzufuhrrate durchgeführt, wenn die Temperatur t (°C) in der Kammermitte des Koksofens innerhalb eines Bereichs von 400 bis 650°C liegt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert; in den beigefügten Zeichnungen zeigen

Fig. 1 Heizmuster eines Koksofens;

Fig. 2 als graphische Darstellung die Meßergebnisse der Temperatur in der Kammermitte im Hinblick auf die in Fig. 1 gezeigten Heizmuster;

Fig. 3 als graphische Darstellung die Beziehung zwischen der End-Kokstemperatur (d. h. die Temperatur des Kokses, der aus dem Ofen gedrückt werden soll) und der Koksfestigkeit des erhaltenen Kokses sowie die Beziehung zwischen dem Betriebsverhältnis und der End-Kokstemperatur;

Fig. 4 als graphische Darstellung die Beziehung zwischen der Temperatur in der Kammermitte zum Zeitpunkt der wesentlichen Verringerung der Brennstoffzufuhrrate und der End-Kokstemperatur; und

Fig. 5 ein Diagramm, in dem der Bereich angegeben ist, innerhalb dessen die Temperatur in der Kammermitte in Abhängigkeit von dem Betriebsverhältnis ausgewählt werden sollte.

Bei dem programmierten Heizverfahren, das bei der vorliegenden Erfindung Anwendung findet, wird die Brennstoffzufuhr in der Anfangsstufe der Verkokung der Kohle so eingestellt, daß eine große Strömungsrate vorliegt, und zwar unter dem Gesichtspunkt, einen schnellen Temperaturanstieg der in die Verkokungskammer eingefüllten Kohle zu erreichen. Die große Strömungsrate beträgt vorzugsweise mindestens etwa das 1,2fache der Brennstoffzufuhrrate im Falle eines regulären Heizverfahrens. Je größer die Zufuhrrate ist, umso besser sind die Ergebnisse. Die Zufuhrrate sollte jedoch innerhalb eines Bereiches beschränkt werden, in den die Koksofenstruktur, z. B. die feuerfesten Materialien, nicht durch die hohe Temperatur oder lokale Überhitzungserscheinungen nachteilig beeinflußt werden. In der Praxis wird diese große Strömungsrate bestimmt in Abhängigkeit von der Struktur des Ofens oder des verwendeten Verbrennungssystems. Sie wird jedoch im allgemeinen so gewählt, daß sie im Bereich des 1,2- bis 3fachen, vorzugsweise des 1,3- bis 2,3fachen, der Zufuhrrate im Falle eines gewöhnlichen, regulären Heizverfahrens liegt. Natürlich muß diese Strömungsrate nicht notwendigerweise konstant sein. Falls beispielsweise der Heizwert des Brennstoffgases sich ändert, kann diese Veränderung durch entsprechende Einstellung der Strömungsrate kompensiert werden.

Unter der kleinen Strömungsrate einschließlich einer Null-Rate wird eine Brennstoffzufuhrrate verstanden, welche innerhalb eines Bereichs von dem etwa 0,3fachen der im Falle eines regulären Heizverfahrens angewendeten Zufuhrrate bis zur vollständigen Beendigung der Brennstoffzufuhr liegt.

Mit dem Ausdruck "wesentliche Verringerung der Brennstoffzufuhrrate", wie er in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, ist die Verringerung der Brennstoffzufuhrrate von der oben definierten, großen Strömungsrate auf die oben definierte, kleine Strömungsrate gemeint.

Es ist wichtig, die wesentliche Verringerung der Brennstoffzufuhrrate unter Schaffung der kleinen Strömungsrate einschließlich einer Null-Rate durchzuführen, wenn die oben erwähnte Temperatur in der Kammermitte innerhalb eines Bereiches von 350 bis 700°C, vorzugsweise von 400 bis 650°C, liegt.

Falls die Temperatur in der Kammermitte geringer ist als 350°C zum Zeitpunkt der wesentlichen Verringerung, ist die Koksfestigkeit unzureichend. Falls andererseits die Temperatur in der Kammermitte höher ist als 700°C, ist der Effekt hinsichtlich einer Verringerung des für die Verkohlung erforderlichen Wärmeverbrauchs gering, wodurch die Vorzüge des programmierten Heizens verlorengehen.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, hängen die End-Kokstemperatur und die Koksfestigkeit weitgehend von dem Betriebsverhältnis x des Koksofens ab. Dieses Betriebsverhältnis wird durch die folgende Formel ausgedrückt:

Folglich ist es bevorzugt, bei der Auswahl einer spezifischen Temperatur in der Kammermitte im Hinblick auf die wesentliche Verringerung der Brennstoffzufuhrrate (d. h. bei der Bestimmung eines spezifischen Zeitpunkts für die wesentliche Verringerung) das Betriebsverhältnis x des Koksofens zu berücksichtigen.

Wie in Fig. 4 gezeigt wird, ist bei dem programmierten Heizverfahren (im folgenden einfach als Prog H bezeichnet) der Einfluß der Temperatur in der Kammermitte zum Zeitpunkt der wesentlichen Verringerung der Brennstoffzufuhrrate gegenüber der End-Kokstemperatur variabel, und zwar in Abhängigkeit von dem Betriebsverhältnis des Koksofens. Bei dieser Figur bedeutet die Linie a ein Betriebsverhältnis von 170%, die Linie b bedeutet 155%, die Linie c bedeutet 145% und die Linie d bedeutet 135%.

In der graphischen Darstellung der Fig. 3 ist die Beziehung zwischen der End-Kokstemperatur und der Koksfestigkeit sowie die Beziehung zwischen dem Betriebsverhältnis und der End-Kokstemperatur dargestellt. Die Ergebnisse wurden erhalten bei Durchführung eines Verkokungstests mittels eines Testofens (400 mm Breite × 600 mm Länge × 600 mm Höhe), und zwar unter folgenden Bedingungen: eingespeiste Kohlemenge = etwa 120 kg; Wassergehalt der Kohle = 9 Gew.-%; Schüttdichte der Kohle = 0,78 kg/l (Trockenbasis).

In Fig. 3 ist die End-Kokstemperatur im Falle des regulären Heizverfahrens (im folgenden einfach als Reg H bezeichnet) zur Schaffung eines Kokses mit einem CSR-Wert am Punkt A oder B mit TA1 oder TB1 bezeichnet. Demgegenüber ist im Falle von Prog H die entsprechende End-Kokstemperatur TA2 oder TB2. Es wird deutlich, daß diese Werte wesentlich geringer sind als im Falle von Reg H. Die Beziehung zwischen der End-Kokstemperatur und CSR ist jedoch nicht linear. Die Reduktionsrate des CSR-Wertes auf der Niedertemperaturseite der End-Kokstemperatur ist größer im Falle von Prog H als im Falle von Reg H. Folglich erhält man im Falle b, bei dem das Betriebsverhältnis klein ist, bei Durchführung von Prog H mit dem gleichen Wärmeverbrauch wie im Falle a, bei dem das Betriebsverhältnis groß ist, die End-Kokstemperatur TB3, was einem CSR-Wert des auf diese Weise erhaltenen Kokses von B' entspricht. Dieser Wert ist wesentlich kleiner als das angestrebte Niveau B.

Damit die Qualität des bei der Betriebsweise des Prog H erhältlichen Kokses hinsichtlich des CSR-Wertes auf dem gleichen Niveau gehalten wird wie im Falke des Reg H, ist es somit erforderlich, die Brennstoffzufuhr derart zu steuern, daß die Verminderung des Wärmeverbrauchs relativ zu Reg H mit kleiner werdendem Betriebsverhältnis abnimmt. Unter Bezugnahme auf Fig. 3 werden diese Zusammenhänge näher erläutert. Prog H sollte entlang der Linie durchgeführt werden, welche die Punkte a2 und b2 verbindet, und zwar anstatt entlang der Linie, welche die Punkte a2 und b3 verbindet, jeweils in Bezug auf Reg H, das durch die a1 und b1 verbindende Linie dargestellt ist. Unter Berücksichtigung dieser Gesichtspunkte sowie unter Berücksichtigung der Tatsache, daß, wie aus Fig. 4 hervorgeht, die End-Kokstemperatur, die der Temperatur in der Kammermitte zum Zeitpunkt der wesentlichen Verringerung der Brennstoffzufuhrrate zuzuschreiben ist, von dem Betriebsverhältnis abhängt, ist es ratsam, daß man, nachdem die Temperatur in der Kammermitte ein Niveau von 350 bis 700°C erreicht hat, im Hinblick auf den Zeitpunkt der Durchführung der wesentlichen Reduktion der Brennstoffzufuhrrate die Temperatur in der Kammermitte in Abhängigkeit von dem Betriebsverhältnis auswählt. Die Auswahl innerhalb des genannten Temperaturbereichs sollte dabei von der Hochtemperaturseite ausgehen, falls das Betriebsverhältnis klein ist, und von der Tieftemperaturseite innerhalb des genannten Bereichs, falls das Betriebsverhältnis hoch ist.

Genauer gesagt, wird die Temperatur in der Kammermitte t (°C) zum Zeitpunkt der Durchführung der wesentlichen Reduktion der Brennstoffzufuhrrate vorzugsweise innerhalb eines Bereichs ausgewählt, bei dem folgende Bedingungen erfüllt sind:

t ≦ -3,65x + 1210 (I)

falls das Betriebsverhältnis x des Koksofens, ausgedrückt durch die Formel:

mindestens 140% beträgt, und

t ≧ -3,65x + 915 (II)

falls das oben definierte Betriebsverhältnis x höchstens 155% beträgt.

Vorzugsweise wird somit die Temperatur in der Kammermitte zum Zeitpunkt der wesentlichen Verringerung der Brennstoffzufuhrrate innerhalb des Bereichs gewählt, bei dem die obigen Bedingungen (I) und (II) im Hinblick auf die Beziehung mit dem Betriebsverhältnis erfüllt sind. Abgesehen von speziellen Fällen liegt das Betriebsverhältnis jedoch im allgemeinen innerhalb eines Bereichs von 100 bis 200%. Es ist folglich insbesondere bevorzugt die Temperatur in der Kammermitte t(°C) zum Zeitpunkt der wesentlichen Verringerung der Brennstoffzufuhrrate innerhalb des Bereichs auszuwählen, der Fig. 5 durch eine die Punkte C, D, E, F, G, H und C verbindende Linie definiert ist, insbesondere innerhalb des Bereichs, welcher durch eine die Punkte C', D, E, F', G, H und C' verbindende Linie definiert ist. Es handelt sich somit um einen Bereich, bei dem folgende Bedingungen erfüllt sind:

t ≦ -5,00x + 1400 (III)

falls das Betriebsverhältnis x innerhalb eines Bereiches von 140 bis 200% liegt, und

t ≧ -5,10x + 1140 (IV)

falls das Betriebsverhältnis x innerhalb eines Bereiches von 100 bis 155% liegt.

In Fig. 5 ist in Form eines Diagramms die Beziehung zwischen dem Betriebsverhältnis und der Temperatur in der Kammermitte dargestellt. In dem Bereich unterhalb der Linie, welcher in der Figur die Punkte C, D und E verbindet, ist der CSR-Wert des erhaltenen Kokses unzureichend. In dem Bereich oberhalb der Linie, welche die Punkte F, G und H verbindet, ist die Verminderung des Wärmeverbrauchs gering, wodurch die Vorzüge des programmierten Heizens verlorengehen.

Der Zeitpunkt, zu dem die wesentliche Verringerung der Brennstoffzufuhrrate durchgeführt wird, kann bestimmt werden, indem man die Temperatur jedesmal mißt durch Einführen einer Temperaturmeßvorrichtung, wie eines Bimetallwärme fühlers, in die Kohle. Unter praktischen Gesichtspunkten wird es jedoch bevorzugt, ein Verfahren anzuwenden, bei dem die Beziehung zwischen der Verkokungszeit und der Temperatur in der Kammermitte zuvor unter repräsentativen Verkokungsbedingungen ermittelt wird und der Zeitpunkt für die wesentliche Verringerung der Brennstoffzufuhrrate bestimmt wird aufgrund der seit dem Beginn der Verkokung verstrichenen Zeit, wobei man die genannte Beziehung in Abhängigkeit von Veränderungen der Verkokungsbedingungen korrigiert.

Nachdem die Brennstoffzufuhrrate einmal von der großen Strömungsrate auf die kleine Strömungsrate einschließlich einer Null-Rate verringert worden ist, wird das Heizen nach einem Verfahren durchgeführt, bei dem der gleiche Zustand bis etwa 0,5 bis 1,5 Stunden vor dem nächsten Einfüllen aufrechterhalten wird, oder das Heizen wird nach einem Verfahren durchgeführt, bei dem die wesentliche Verringerung zwischen der großen Strömungsrate und der kleinen Strömungsrate einschließlich einer Null-Rate zwei- oder mehrmals pulsweise wiederholt wird. Das Verfahren, bei dem der gleiche Zustand aufrechterhalten wird, ist jedoch bevorzugt, da der Betrieb sich einfacher gestaltet und die Steuerung der Temperatur des Koksofens leicht durchgeführt werden kann.

Wie aus den nachfolgend angegebenen Beispielen deutlich wird, läuft bei einem derartigen Heizverfahren die Verkokung der Kohle zügig ab. Nach dem Abstellen der Beheizung wird die Entnahmeoperation durchgeführt. Vorzugsweise wird jedoch die Brennstoffzufuhrrate wiederum auf die oben erwähnte große Strömungsrate umgeschaltet, um die Temperatur der Ofenwand der Verkokungskammer in Vorbereitung der nächsten Kohleeinspeisung zu steigern. Der Zeitpunkt dieser wesentlichen Steigerung liegt gewöhnlich etwa 0,5 bis 1,5 Stunden vor der Entnahme des Kokses, so daß die Temperatur zum Zeitpunkt der nächsten Einfüllung das vorbestimmte Niveau wieder erreicht.

Die Bestimmung des Zeitpunkts des Abstellens der Beheizung kann durchgeführt werden, indem man die Temperatur in der Kammermitte mißt. Im allgemeinen wird sie jedoch durch Beobachtung der Farbe der aus der Verkokungskammer austretenden Gase ermittelt oder durch die Feststellung der Temperatur oder der Zusammensetzung der erzeugten Gase in einem Steigrohr.

Wie vorstehend im Detail erläutert, kann erfindungsgemäß die Rate des Temperaturanstiegs in dem Erweichungs- und Schmelztemperaturbereich des Kohle-Verkokungsverfahrens durch äußerst einfache Betriebsmaßnahmen gesteigert werden, und zwar dadurch, daß man die wesentliche Verringerung der Brennstoffzufuhrrate bei dem programmierten Heizverfahren zu einem speziellen Zeitpunkt durchführt, und zwar in Abhängigkeit von dem Betriebsverhältnis des Koksofens. Wie aus den nachfolgenden Beispielen noch deutlich wird, erreicht man dadurch eine Verbesserung der Erweichungs- und Schmelzeigenschaften der Kohle oder der Fließfähigkeit der Kohle während der Verkokung. Das führt dazu, daß ein Koks mit einer hohen Festigkeit erhalten wird und die Zeit bis zum Abstellen der Beheizung verkürzt wird. Darüber hinaus kann der Wärmeverbrauch um etwa 10% verringert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit äußerst brauchbar zur Verbesserung der Effizienz des Koksherstellungsverfahrens.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen erläutert, ohne daß durch diese Beispiele eine Beschränkung der Erfindung beabsichtigt ist.

Die in den Beispielen angegebenen Werte der physikalischen Eigenschaften wurden nach den folgenden Verfahren bestimmt.

(1) Eigenschaften der eingespeisten Kohle

Aschegehalt (Asche)	JIS M 8812
flüchtige Bestandteile (VM)	JIS M 8812
Gieseler-Fluidität (Fl)	JIS M 8801
Durchschnittsreflektanz (Ro)	JIS M 8816
Gesamtschwefelgehalt (Sul)	JIS M 8813
Gesamtinertstoffe (Tl)	JIS M 8816

(2) Koksfestigkeit (CSR)

Probenkorngröße	20 mm ±1 mm
Probengewicht	200 g/Untersuchung
Gaszusammensetzung	CO₂ (100%)
Gasströmungsrate	5 Nl/min
Reaktionstemperatur	1100°C
Reaktionszeit	120 min
Festigkeit	Gew.-% der auf einem Sieb von 10 mm nach 600 Umdrehungen (20 U/min × 30 min) in einer Trommel vom I-Typ verbleibenden Körner

(3) Kalt-Trommelfestigkeit (DI₁₅ ³⁰)

JIS K 2151

Beispiel 1 und Vergleichsbeispiele 1 und 2

Eine gemischte Kohle mit den in Tabelle 1 angegebenen Eigenschaften wird in eine Verkokungskammer mit einer Breite von 400 mm, einer Länge von 12,8 m und einer Höhe von 4,5 m eingefüllt. Ein durch ein Schutzrohr geschützter Bimetallwärmefühler wird durch ein Loch in das Zentrum der gepackten Kohle eingesetzt. Die Verkokung wird unter Verwendung von Koksofengas als Brennstoff in den drei Heizmustern durchgeführt, die in Fig. 1 angegeben sind. In Fig. 1 ist auf der Abszisse die Verkokungszeit (h) angegeben und auf der Ordinate die Brennstoffzufuhrrate. Das Muster 1 (durchgezogene Linie) stellt einen Verfahrensverlauf dar, bei dem die Brennstoffzufuhr auf Null umgeschaltet wird, wenn die Temperatur in der Kammermitte 540°C erreicht, und erneut 1,3 Stunden vor der Entnahme des Kokses auf die große Strömungsrate umgeschaltet wird. Das Muster 2 (dargestellt durch eine alternierend lang- und kurzgestrichelte Linie) stellt den Verlauf eines regulären Heizverfahrens dar, bei dem die Zufuhrrate des Brennstoffs konstant gehalten wird. Das Muster 3 (gestrichelte Linie) bedeutet einen Verfahrensverlauf, bei dem die Brennstoffzufuhrrate nach dem Ablauf von 6,5 Stunden nach Beginn der Verkokung auf Null umgeschaltet wird, anschließend auf ein Niveau des 1,2fachen der Zufuhrrate in dem Falle des regulären Heizverfahrens umgeschaltet wird, und zwar nach Ablauf von 10 Stunden, und schließlich nach Ablauf von 13 Stunden auf die anfängliche Strömungsrate umgeschaltet wird.

Während der Verkokung wird die Temperatur in der Kammermitte bestimmt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Fig. 2 dargestellt. In Fig. 2 ist auf der Abszisse die Zeit angegeben, und zwar entsprechend der Verkokungszeit (h) gemäß Fig. 1. Auf der Ordinate ist die Temperatur in der Kammermitte (°C) aufgetragen. Die durchgezogene Linie 1, die alternierend lang- oder kurzgestrichelte Linie 2 und die gestrichelte Linie 3 entsprechen den jeweiligen Linien in der Fig. 1.

Die Verkokung wurde auf die angegebene Weise durchgeführt. In jedem Fall wurde der Zeitpunkt der Feuerauslöschung bestimmt nach Maßgabe der Flammenfarbe und dem Zustand des erzeugten Gases. Der Koks wurde nach Ablauf von 1,5 Stunden nach der Feuerauslöschung entnommen. Die durchschnittliche Korngröße, die Kalt-Trommelfestigkeit und die Festigkeit wurden bei dem erhaltenen Koks jeweils bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Ferner erfolgte eine Bestimmung der Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs während der Periode, in der die Temperatur in der Kammermitte von 400° auf 500°C anstieg, eine Bestimmung der End-Koks temperatur, des Zeitpunkts der Feuerauslöschung und der Verminderung des Brennstoffverbrauchs relativ zu dem regulären Heizverfahren. Diese Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 angegeben. Aus Tabelle 2 wird deutlich, daß die vorliegende Erfindung dem herkömmlichen Verfahren hinsichtlich dem Zeitpunkt der Feuerauslöschung, dem Brennstoffverbrauch (d. h. hinsichtlich der Verminderung des Brennstoffverbrauchs) sowie der Koksfestigkeit nach Reaktion überlegen ist.

Beispiele 2 bis 5 und Vergleichsbeispiele 3 bis 5

Die Verkokung wird auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, und zwar unter den in Tabelle 3 angegebenen sieben verschiedenen Bedingungen. Dabei werden die gleichen Heizmuster verwendet wie die Muster 1 und 2 gemäß Fig. 1. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt. In Fig. 5 ist das Betriebsverhältnis und die Temperatur in der Kammermitte jedes Beispiels durch ein Symbol 0 angegeben und die entsprechenden Werte jedes Vergleichsbeispiels durch ⊗ angegeben.

Tabelle 1

Claims

1. Verfahren zur Brennstoffsteuerung für einen Koksofen mittels eines programmierten Heizverfahrens, bei dem die Brennstoffzufuhrrate mindestens einmal während des Kohle-Verkokungsverfahrens in dem Koksofen geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß
man die wesentliche Verringerung der Brennstoffzufuhrrate von einer großen Strömungsrate bei der Anfangsstufe der Verkokung zu einer geringen Strömungsrate einschließlich einer Nullrate durchführt, wenn die Temperatur in der Kammermitte des Koksofens innerhalb eines Bereiches von 350 bis 700°C liegt, und wobei
die Temperatur t (°C) in der Mitte des Koksofens zum Zeitpunkt der Durchführung der wesentlichen Verringerung der Brennstoffzufuhrrate innerhalb eines Bereichs ausgewählt wird, bei dem die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
t ≦ -3,65x + 1210 (I)
falls das durch die folgende Formel definierte Betriebsverhältnis des Koksofens
mindestens 140 (%) beträgt, und
t ≧ -3,65x + 915 (II)
falls das oben definierte Betriebsverhältnis x höchstens 155% beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oben definierte Betriebsverhältnis x innerhalb eines Bereiches von 100 bis 200% liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur t (°C) in der Kammermitte des Koksofens zum Zeitpunkt der Durchführung der wesentlichen Verringerung der Brennstoffzufuhrrate innerhalb eines Bereichs ausgewählt wird, bei dem die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
t ≦ -5,00x + 1400 (III)
falls das oben definierte Betriebsverhältnis x innerhalb eines Bereichs von 140 bis 200% liegt, und
t ≧ -5,10 x + 1140 (IV)
falls das oben definierte Betriebsverhältnis x innerhalb eines Bereichs von 100 bis 155°C liegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wesentliche Verringerung der Brennstoffzufuhrrate durchgeführt wird, wenn die Temperatur t (°C) in der Kammermitte des Koksofens innerhalb eines Bereichs von 400 bis 650°C liegt.