DE3526477A1 - Koksbatterie - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Koksbatterie gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Koksproduktion fällt bekanntlich Koksgas als Nebenprodukt an. Das Koksgas hat im Mittel Temperaturen von ca. 800°C. Es gelingt über die jeder Kammer der Koksbatterie zugeordneten Steigrohre und die am oberen Ende der Steigrohre vorgesehenen Steigrohrköpfe in eine gemeinsame Sammelleitung, aus der das Koksgas dann abgeführt wird. Eine Koksbatterie setzt sich dabei aus ca. 60 bis 100 Kammern mit ebensoviel Steigrohren zusammen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das heiße Koksgas noch im Bereich der Steigrohre kühlen und die dadurch gewonnene Energie nutzbar machen zu können.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

Das heiße Koksgas streicht nunmehr an den Wärmeaustauschern entlang und erwärmt den in den Wärmeaustauschern strömenden Wärmeträger. Dabei kann zweckmäßig das gesamte Energiepotential einer Koksbatterie zusammengefaßt werden. Dem Koksgas wird mithin in technisch sinnvoller Weise und Größe Wärmeenergie entzogen und bestimmten Verbrauchern zugeleitet. Die Art der Wärmeumsetzung ist dabei von der Verbraucherseite abhängig, wobei die Wärmeenergie zur Dampferzeugung bzw. zur Erwärmung eines Thermoölkreislaufs oder eines Hochdruckheißwasserkreislaufs genutzt werden kann. Der Dampf oder auch ein anderer Wärmeträger-Kreislauf kann dann vorteilhaft zur Kohlevortrocknung eingesetzt werden.

Eine noch intensivere Entziehung der in dem Koksgas vorhandenen Energie kann mit den Merkmalen des Anspruchs 2 erzielt werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht in den Merkmalen des Anspruchs 3. Hierbei handelt es sich um Rohrbündel-Wärmeaustauscher, deren einzelne Wärmeaustauscher- Rohre am unteren Ende mit dem Wärmeträger beaufschlagt werden, welcher dann im Parallelstrom im indirekten Wärmeaustausch mit dem Koksgas steht. Am oberen Ende wird der Wärmeträger aus den einzelnen Wärmeaustauscher-Rohren zusammengeführt und anschließend geeigneten Verbrauchern zugeleitet.

In diesem Zusammenhang besteht dann eine besonders vorteilhafte Ausführungsform in den Merkmalen des Anspruchs 4. Die Zuleitung für den Wärmeträger kann hierbei in die ringförmige Konfiguration der Wärmeaustauscher-Rohre mit einbezogen werden.

Die Anordnung entsprechend Anspruch 5 ist so getroffen, daß der gesamte Querschnitt jeweils eines Steigrohrs in zwei etwa gleich große Flächen aufgegliedert wird, so daß das Koksgas in ziemlich gleicher Verteilung die Wärmeaustauscher- Rohre von unten nach oben umströmen kann.

Der Erhöhung der Produktionssicherheit, der schnellen Austauschbarkeit einzelner Elemente sowie ferner der Gewährleistung einer einfachen Wartung einschließlich Montage und Demontage dienen die Merkmale des Anspruchs 6. Bei einer solchen Anordnung sind lediglich Umbauten der Klappenführung nötig, die sich aus der Höhe der Halteringe ergeben.

Eine Vergrößerung der Wärmeaustauscherflächen wird mit den Merkmalen des Anspruchs 7 erzielt. Dabei können bevorzugt vier Längsrippen pro Wärmeaustauscher-Rohr vorgesehen werden. Die einzelnen Längsrippen sind zueinander um etwa 90° umfangsseitig der Wärmeaustauscher-Rohre versetzt angeordnet. Die Längsrippen jeweils benachbarter Wärmeaustauscher-Rohre sind zueinander um etwa 45° in Umfangsrichtung der einzelnen Wärmeaustauscher-Rohre versetzt angeordnet.

Nach Anspruch 8 kann der Wärmeträger Wasser, Dampf oder Öl sein. Gelangt Wasser zur Anwendung, so ist es möglich, mit der aus dem Koksgas gewonnenen Energie direkt Sattdampf von ca. 60 bar zu erzeugen. Hierbei wird dann Speisewasser von einer Dampftrommel aus in die Verteilerringe der Wärmeaustauscher geführt. Das bei dem indirekten Wärmeaustausch in den Wärmeaustauschern erzeugte Dampf-Wasser-Gemisch gelangt anschließend zur Dampftrommel, in der sich das Wasser aufgrund seines schwereren spezifischen Gewichts absetzt. Der Sattdampf wird am oberen Ende der Trommel den Verbrauchern zugeleitet. Dazu kann der Dampf in eine vorhandene Dampfschiene eingespeist werden. Der Dampf kann aber, genauso wie beim Einbau eines Thermoöl-oder Heißwasserkreislaufs zur Kohlevortrocknung eingesetzt werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 im vertikalen Längsschnitt das obere Ende eines Kokskammer-Steigrohrs zusammen mit einem in das Steigrohr eingesetzten Rohrbündel-Wärmeaustauscher;

Fig. 2 einen abgesetzten Vertikalschnitt durch die Fig. 1 entlang der Linie II-II;

Fig. 3 einen horizontalen Querschnitt durch die Fig. 1 entlang der Linie III-III;

Fig. 4 einen horizontalen Querschnitt durch die Fig. 1 entlang der Linie IV-IV und

Fig. 5 in vergrößerter Darstellung das Detail V der Fig. 4.

Mit 1 ist in der Fig. 1 das Steigrohr der Kokskammer einer Koksbatterie zur Erzeugung von Kokskohle bezeichnet. Der Mantel des Steigrohrs 1 trägt das Bezugszeichen 2 und die Steigrohrauskleidung das Bezugszeichen 3.

An das obere Ende 4 des Steigrohrs 1 ist ein Steigrohrknopf 5 mit einem seitlichen Stutzen 6 für den Austritt des Koksgases geflanscht.

Auf dem Steigrohrkopf 5 ist ein Haltering 7 befestigt, der seinerseits eine Abschlußklappe 8 trägt, die mit Hilfe eines Griffzugs 9 vertikal schwenkbar ist.

Wie bei gemeinsamer Betrachtung die Fig. 1 bis 3 erkennen lassen, bildet der Haltering 7 eine Lagerung für einen Rohrbündel-Wärmeaustauscher 10. Der Wärmeaustauscher 10 ist beispielsweise mit Speisewasser von etwa 100°C aus einer Dampftrommel beaufschlagbar. Das Speisewasser wird dem Wärmeaustauscher 10 über eine Leitung 11 zugeführt.

Die Zuleitung 11 geht in ein vertikales Fallrohr 12 über. Das Fallrohr 12 mündet in einen Verteilerring 13, an den in gleichmäßiger umfangsseitiger Versetzung vertikale Wärmeaustauscher-Rohre 14 mit Längsrippen 15 angeschlossen sind (siehe auch Fig. 4 und 5). Die oberen Enden der Wärmeaustauscher- Rohre 14 sind fluidleitend an einen Sammelring 16 angeschlossen, der wiederum mit einer in Haltering 7 geführten Ableitung 17 verbunden ist.

Die Anordnung der Wärmeaustauscher-Rohre 14 ist so getroffen, daß der horizontale Kreisquerschnitt K des von ihnen umschlossenen zentralen Kanals etwa genau so groß ist, wie der Kreisringquerschnitt KR zwischen dem Außenumfang der Wärmeaustauscher-Rohre 14 und der Wandung 18 der Steigrohrauskleidung 3 (Fig. 4).

Das aus der Ableitung 17 tretende Dampf-Wasser- Gemisch gelangt über eine Sammelleitung zu der nicht näher dargestellten Dampftrommel, in der sich Wasser aufgrund seines schwereren spezifischen Gewichts absetzt. Der Sattdampf wird von der Trommel beispielsweise einer Dampfschiene zugeleitet und dann zur Kohlevortrocknung verwendet.

Die Fig. 5 zeigt die Anordnung der Längsrippen 15 an den Wärmeaustauscher-Rohren 14. Es ist zu erkennen, daß jedes Wärmeaustauscher-Rohr 14 vier Längsrippen 15 aufweist, die zueinander um etwa 90° umfangsseitig versetzt sind. Darüberhinaus sind die Längsrippen 15 von jeweils zwei umfangsseitig benachbarten Wärmeaustauscher-Rohren 14 nochmals um etwa 45° zueinander versetzt angeordnet.

Aufgrund der Befestigung des Wärmeaustauschers 10 am Haltering 7 kann der Wärmeaustauscher 10 komplett in bereits vorhandene Steigrohre 1 von Kokskammern eingesetzt werden. Dadurch sind lediglich Umbauten der Kappenführung notwendig, die sich aus der zusätzlichen Höhe des Halterings 7 ergeben.

Bezugszeichenaufstellung

 

1

Steigrohr
 

2

Mantel v.

1

 

3

Auskleidung v.

1

 

4

oberes Ende v.

1

 

5

Steigrohrkopf
 

6

Stutzen an

5

 

7

Haltering
 

8

Abschlußklappe
 

9

Griffzug

10

Wärmeaustauscher

11

Zuleitung f.

10

12

Fallrohr

13

Verteilerring

14

Wärmeaustauscher-Rohre

15

Längsrippen an

14

16

Sammelring

17

Ableitung

18

Wandung v.

3

K

Kreisquerschnitt

KR

Kreisringquerschnitt

Claims (8)

1. Koksbatterie, die mehrere Kokskammern mit jeweils einem am Kopfende mit einer Abschlußkappe versehenen Steigrohr zur gemeinsamen Abführung des bei der Koksproduktion anfallenden Koksgases aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Steigrohre (1) von einem Wärmeträger innenseitig durchströmte Wärmeaustauscher (10) eingegliedert sind.

2. Koksbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wärmeaustauscher (10) über etwa die gesamte Höhe der Steigrohre (1) erstrecken.

3. Koksbatterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauscher (10) parallel zu den Längsachsen der Steigrohre (1) verlaufende Rohre (14) aufweisen.

4. Koksbatterie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauscher- Rohre (14) jedes Wärmeaustauschers (10) in ringförmiger Konfiguration am unteren Ende gemeinsam an einen Verteilerring (13) und am oberen Ende gemeinsam an einen Sammelring (16) angeschlossen sind.

5. Koksbatterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Wärmeaustauscher- Rohren (14) begrenzte innere horizontale Kreisquerschnitt (K) der Wärmeaustauscher (10) etwa so groß wie der horizontale Kreisringquerschnitt (KR) zwischen den Wärmeaustauscher- Rohren (14) und den Innenwänden (18) der Steigrohre (1) bemessen ist.

6. Koksbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauscher (10) über ihre Zuleitungen (11) und Ableitungen (17) an zwischen die Steigrohrköpfe (5) und die Abschlußklappen (8) geflanschte Halteringen (7) hängend befestigt sind.

7. Koksbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauscher-Rohre (14) mit Längsrippen (15) versehen sind.

8. Koksbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger durch Wasser, Dampf oder Öl gebildet wird.