DE3913316C2 - Verfahren zum Beheizen einer Regenerativ-Koksofenbatterie sowie Regenerativ-Koksofenbatterie mit einer solchen Beheizung - Google Patents
Verfahren zum Beheizen einer Regenerativ-Koksofenbatterie sowie Regenerativ-Koksofenbatterie mit einer solchen BeheizungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beheizen
einer Regenerativ-Koksofenbatterie mit einem Heizgas unter
Verwendung von Gichtgas als Schwachgas, Koksofengas als
Starkgas sowie dem Abgaskanal der Koksofenbatterie entnommenem
Rauchgas unter Erhaltung des Heizwertes des Gichtgases.
Koksofenbatterien werden bisher in der Regel, wenn nicht die
erforderliche Menge an Gichtgas zur Verfügung steht, in
sogenannten Verbundöfen teilweise oder zeitweise mit einem
Starkgas beheizt. Dies hat den Nachteil, daß die Koksofen
batterie für beide Beheizungsarten ausgelegt sein muß, was je
eine besondere Beheizungseinrichtung erfordert und keine
optimale Auslegung auf Schwachgasbeheizung oder Starkgas
beheizung bzw. bei schwankendem Schwachgasheizwert keine
optimale Beheizung zuläßt. Dabei können entweder einige Öfen
einer Batterie oder eine von mehreren Batterien mit Starkgas
beheizt werden. Oder die Beheizung erfolgt mit einem Schwach
gasgemisch, dessen Heizwert bei schwankendem Gichtgasangebot
entsprechend der Zumischungsrate schwankt, wodurch hinsicht
lich NOx-Bildung und Gleichmäßigkeit der Beheizung Nachteile
entstehen.
Aus der nach 3 Abs. 2 PatG bezüglich Neuheit zu berücksich
tigenden DE 38 07 926 A1 ist ein Verfahren zur schadstoffarmen
Beheizung von Koksöfen mit im Wechsel Gichtgas- und Stark
gasqualität aufweisendem Unterfeuerungsgas bekannt, das über
den Sohlkanal dem Regenerator zugeführt und von dort auf die
Einzelheizzüge verteilt und mit der Verbrennungsluft verbrannt
wird, wobei das Rauchgas durch den Rauchgaskanal und Schorn
stein in die Atmosphäre abgegeben wird und wobei der Heizwert
des Unterfeuerungsgases vor Einleitung in die Einzelheitszüge
auf 700 bis 1200 WE/m³ Gas eingestellt und damit mit seinem
Heizwert durchgehend im Bereich des Gichtgases gehalten wird.
problematisch ist hierbei, daß das Rauchgas vor der Zuführung
in die Schwachgasleitung mit dem Starkgas, wie Koksofengas,
vermischt und erst dieses Gasgemisch der Schwachgasleitung
zugeführt wird.
Aus der DE-OS 14 21 283 ist es bekannt, daß sich beim Beheizen
von Regenerativ-Horizontalkammerkoksöfen mit heizwertarmem
Gas, wie z. B. Gichtgas und Mischgas mit niedrigem Heizwert,
bei Stufenbeheizung die Verteilung der Heizgasmengen und damit
die Wärmeentwicklung anders verhält als beim Beheizen mit
Koksgeneratorgas. Je stärker sich der Heizwert des benutzten
Gases von dem des Koksgeneratorgases in niedrigere Bereiche
entfernt, umso deutlicher erweist es sich als notwendig, mit
Rücksicht auf die immer langsamer fortschreitende Verbrennung
den untersten Partien der Heizwände eine übertrieben große
Heizgasmenge und die entsprechende Luftmenge zur Verfügung zu
stellen. Auf diese Weise läßt sich eine regelmäßige Verteilung
der dem Kokskuchen zugeführten Wärmemenge erreichen. Aber
unvermeidlich stehen die dazu benötigten Querschnitte nun
nicht mehr in Übereinstimmung mit den für die alternativ
vorzusehende Starkgasbeheizung gewünschten Querschnitten.
Deswegen soll nach dem dortigen Vorschlag durch betriebliche
und konstruktive Hilfsmittel eine Möglichkeit geschaffen
werden, eine für Stufenbeheizung mit Gichtgas gebaute Heizwand
ggf. auch einwandfrei mit Starkgas zu beheizen, ohne daß eine
Veränderung der Stufenbeheizungsquerschnitte vorgenommen wird,
die mit Rücksicht auf die in vielen Fällen überwiegende Gicht
gasbeheizung festgelegt worden sind. Von einer Vermischung von
Starkgas mit heizwertarmem Gas oder auch eine Vermischung von
Abgasen der Verbrennung mit Starkgas, um auf diese Weise eine
Art Verbrennungsgas mit niedrigem Heizwert zu erhalten, wird
wegen der damit verbundenen Schwierigkeiten abgeraten, die mit
der Zersetzung von Methan, Äthylen und anderen im Koksgas
enthaltenen Kohlenwasserstoffen verbunden sind. Statt dessen
wird zur Beheizung von Verbund-Regenerativ-Koksöfen mit
heizwertarmen Gasen, wie Gichtgas und Starkgas vorgeschlagen,
daß zur Erzielung einer in die Länge gezogenen Starkgasver
brennung die Angleichung der Heizmediengeschwindigkeit bei
Starkgasbeheizung an die bei Beheizung mit heizwertarmen Gasen
sich ergebende Heizmediengeschwindigkeit dadurch erfolgt, daß
den Regeneratoren Verbrennungsluft mit entsprechenden Mengen
Abgas vermischt durch eine besondere Verteilerleitung bei
geschlossenen, für den Betrieb mit heizwertarmen Gasen vor
gesehenen Luftklappen zugeführt wird. Dabei kann sowohl Abgas
aus dem Rauchgaskanal als auch Luft aus der Atmosphäre mittels
je eines Ventilators getrennt angesaugt, in eine gemeinsame
Leitung mengenmäßig mittels Drosseln regelbar zusammengeführt
und auf die einzelnen Öffnungen einer Batterie verteilt
werden.
Nach Handbuch der Gasindustrie, Band 1: Gaserzeugungsöfen, 4.
Teil: Der Schrägkammerofen, 1938, Seiten 44 bis 47 wurde für
die damals neuzeitlichen Ofenanlagen die Forderung aufge
stellt, bei der üblicherweise mit Generatorgas erfolgenden
Beheizung auch Stadtgas im Bedarfsfalle mitverarbeiten zu
können, um entweder die Kokserzeugung zu erhöhen oder aber
zeitweise überschüssiges Stadtgas - z. B. an Sonntagen - zu
verbrennen. Generatorgas hat jedoch keinen nennenswerten
Gehalt an Kohlenwasserstoffen und einen niedrigen Heizwert,
während Stadtgas einen weit erheblicheren Gehalt an schweren
Kohlenwasserstoffen sowie hohen Heizwert besitzt und kalt zu
geführt wird. Die schweren Kohlenwasserstoffe haben die Eigen
schaft sich schon bei Temperaturen zwischen 500 und 700°C zu
zersetzen und dabei Kohlenstoff auszuscheiden. Reines Stadtgas
kann daher nicht übermäßig hoch vorgewärmt oder in zu heißen
Kanälen fortgeleitet werden, ohne Betriebsschwierigkeiten her
beizuführen. Der hohe Heizwert des Stadtgases würde zudem eine
veränderte Stellung der Brenneröffnungen und der Gasvertei
lungsschieber verlangen. Da es aber vielfach nur zeitweise
zugesetzt wird, so wäre die häufige Veränderung der Einstel
lung des Ofens nicht nur sehr mühsam, sondern auch für den
Bestand des Ofenmauerwerks gefährlich. Diesem Übelstand wird
deswegen durch Verdünnung des Stadtgases mit Rauchgasen oder
Wasserdampf abgeholfen. Man ist auf diese Weise in die Lage
versetzt, Stadtgas in wechselnden Mengen ohne Schädigung des
Ofenbetriebes und ohne wesentliche Veränderung der Einstellung
anstelle von Generatorgas zu verbrennen. Bei der Verdünnung
des Stadtgases mit Dampf ist dafür zu sorgen, daß das Gas-
Dampf-Gemisch erwärmt wird, damit sich der Dampf nicht an
kühlen Stellen wieder ausscheiden kann. Die Verdünnung des
Stadtgases wird dabei so weit getrieben, daß ein Mischgas her
gestellt wird, welches einen Heizwert von damals 1800 bis 2400
kcal/m³ besitzt. Je stärker die Verdünnung des Gases, desto
mehr gleicht sich die Beheizung des Ofens mit Stadtgas jener
mit Generatorgas an.
Aus K. Prange und J. Wulfmeier, "Freimachung von Koksofengas
durch Beheizung von Koksöfen mit Leichtbenzingas", Technische
Mitteilungen, 1960, Seiten 367 bis 373 ist es bekannt, Koks
ofengas, das in vielen Fällen für die Beheizung von Koksöfen
Verwendung findet, durch ein anderes, nur bedingt geeignetes
Gas auszutauschen und für die Deckung des Spitzenbedarfs
freizumachen. Angestrebt wird, das Koksofengas restlos durch
das Austauschgas zu ersetzen. Nach dem dortigen Vorschlag
eignen sich hierfür flüssige Kohlenwasserstoffe wie Propan,
Butan und Leichtbenzin, wobei u. a. die Anreicherung von
inerten Trägergasen auf Koksofengasheizwert erforderlich ist.
Als Inertgas bzw. Trägergas wird das Abgas der Koksöfen vor
geschlagen. Damit nach einer Beheizperiode sofort Abgas als
Trägergas zur Verfügung steht, wird es als erforderlich ange
sehen, entweder einen Abgasbehälter aufzustellen, der so groß
ist, daß nach Öffnen der Heizgashähne leicht Benzingas in
ausreichender Menge zur Unterfeuerung hergestellt werden kann,
oder die Abgasentnahme muß von mindestens zwei Koksofenbatte
rien erfolgen, die mit einem zeitlichen Abstand umgestellt
werden. Eine dieser beiden Batterien liefert dann immer das
Trägergas für das gesamte Heizgas.
Aus der DE-PS 10 32 716 ist eine Koksofenbatterie zur Erzeu
gung von Koks und Gas mit senkrechten Heizzügen und unterhalb
dieser angeordneten waagerechten Starkgaskanälen mit Abgas
rückführung aus den auf Abgas stehenden Heizzügen zu den be
flammten Heizzügen bekannt. Danach erfolgt die Beheizung von
Koksöfen mittels Starkgas durch Zumischung von Abgas zwecks
Bildung einer lang brennenden, sich über die ganze Höhe der
Heizwand erstreckenden Flamme, wobei bspw. bei Zwillingszugöfen
Abgas durch eine untere Verbindungsöffnung aus dem auf
Abgas stehenden Heizzug in den aufwärts beflammten Heizzug
eingesaugt wird. Eine Abgaszumischung unmittelbar zu dem
Starkgas vor Einführung in die Heizzüge soll den Vorteil
haben, daß die selbsttätige Abgaszumischung durch Abgasrück
saugung aus den Heizzügen bei jedem beliebigen Ofensystem
durchgeführt werden kann, ohne daß eine solche nur auf Zwil
lingszugöfen beschränkt ist. Um eine Abgaszumischung zum
Starkgas auch bei solchen Regenerativ-Koksofenbatterien vorzu
nehmen, bei denen die Starkgaszufuhr durch unterhalb der Heiz
wände in dem Ofenmauerwerk angeordnete waagerechte Kanäle er
folgt, wird dort vorgeschlagen, die jeweils von Starkgas be
aufschlagten waagerechten Starkgaskanäle und die jeweils unter
Abgas stehenden waagerechten Starkgaskanäle jeder Heizwand
durch einen Verbindungskanal einzeln oder gruppenweise mitein
ander zu verbinden. Dabei erfolgt die Starkgaszuführung mit
tels eines im Zuge der waagerechten Starkgaskanäle in den
Verbindungskanal mündenden Injektors derart, daß durch das
unter Überdruck stehende Starkgas Abgas durch den Verbindungs
kanal angesaugt und mit dem Starkgas vermischt wird.
Aus der DE-AS 10 55 496 ist ein Verfahren und eine Einrichtung
zum gleichmäßigen Beheizen von Koksöfen zur Erzeugung von Koks
und Gas mit paarweise in Gruppen zusammenarbeitenden Heizzügen
und dem oberen Teil der Heizzüge zugeführten Sekundärverbren
nungsmitteln bekannt. Eine ziemlich gleichmäßige Verbrennung
der Heizmittel in den Heizzügen soll dadurch erzielt werden,
daß man den Verbrennungsmitteln an der Heizzugsohle im Kreis
strom Abgas zusetzte, um durch verzögerte Verbrennung eine
langgestreckte Flamme zu erzielen. Da alle damals bekannten
Einrichtungen zur gleichmäßigen Beheizung der Koksöfen, soweit
mit ihnen überhaupt eine gleichmäßige Höhenbeheizung erreicht
wurde, den Nachteil hatten, daß sie zusätzliche Zuführungs
leitungen, Kanäle im Ofenmauerwerk und Düsen für die zusätz
liche Beheizung des oberen Teils der Heizwand erforderten,
wurde vorgeschlagen, bei Koksöfen mit paarweise in Gruppen
zusammenarbeitenden Heizzügen den einen der paarweise aufwärts
beflammten Heizzüge an der Heizzugsohle mit Luft- und den
anderen mit Gasüberschuß bei derartiger regelbarer Zusammen
setzung der Verbrennungsmittel zu beheizen, daß eine voll
ständige Nachverbrennung an der oberen Umkehrstelle der Heiz
züge im Sinne einer gleichmäßigen Höhenbeheizung erfolgte.
Aus der DE-PS 9 11 312 ist ein Verfahren zur Gewinnung eines
bei Regenerativfeuerung zur Beimengung zum Brenngas dienenden
Rauchgases unter Entnahme eines Teiles des bei Regenerativ
feuerungen anfallenden Rauchgases bekannt, wobei die Entnahme
während einer mit der Regenerativumstellung beginnenden, bis
zu einem bestimmten Zeitpunkt nach ihrer Beendigung dauernden
Zeitspanne unterbrochen wird und wobei während der Unter
brechung der Entnahme sauerstoffarmes, von einer anderen
Feuerung stammendes Rauchgas zugeführt wird. Auch hier wird
das Rauchgas zunächst in unerwünschter Weise mit dem Starkgas
vermischt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum
Beheizen einer Regenerativ-Koksofenbatterie der eingangs
genannten Art vorzuschlagen, welches wirtschaftlicher und
sicherer betrieben werden kann, sowie eine Regenerativ-
Koksofenbatterie einfacherer Bauart, mit welcher dieses
Verfahren mit großer Sicherheit ausführbar ist.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens im
wesentlichen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Regenerativ-Koksofenbatterie mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
Hierdurch werden gleichzeitig mehrere Vorteile erreicht:
Während man einen Verbundofen je nach Gasanfall von einer Gas
art auf die andere (Starkgas/Schwachgas) umstellen muß, ist
dies bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht der Fall, da
lediglich ein Schwachgasofen betrieben werden muß, der inso
fern auch optimal auf Schwachgas eingestellt werden kann. Im
Mittel werden 80 bis 90% der für die Koksofenbeheizung be
nötigten Wärmemenge durch Gichtgas gedeckt. Nur für den Rest
ist der Einsatz von Koksofengas erforderlich. Dieses Koksofen
gas wird dann mit Abgas in der benötigten Menge dem Gichtgas
zugesetzt oder - im Ausnahmefall - zur kurzzeitigen vollen
Bedarfsdeckung eingesetzt, wobei eine Umstellung der Koksofen
batterie von Schwachgas auf Starkgas nicht zu erfolgen
braucht. Änderungen an der optimalen Ofeneinstellung sind da
durch nicht erforderlich und es braucht auch kein konstruk
tiver Kompromiß für die Einstellung auf Schwachgas oder Stark
gas gesucht zu werden, wie dies bei dem üblichen Verbundofen
der Fall ist. Das synthetische Schwachgas, welches den fehlen
den Anteil des Gichtgases ersetzen soll, verbrennt wegen der
zugemischten inerten Bestandteile mit einer längeren Flamme
und geringerer Flammentemperatur, als reines Koksofengas
(Starkgas) ohne Rauchgaszumischung verbrennen würde. Dadurch
verringert sich die Stickoxidbildung gegenüber üblicher Koks
ofengasbeheizung, wodurch ein Beitrag zur Verringerung der
Umweltbelastung geleistet wird. Der Heizwert des synthetischen
Schwachgases kann so niedrig gewählt werden wie der Heizwert
des Gichtgases aus modernen Hochöfen beträgt, so daß es durch
langgezogene Verbrennung wenig NOx gebildet und gerade bei
modernen Großraumöfen doch über die Höhe von mehr als z. B.
acht Meter eine gleichmäßige Wärmeverteilung erreicht wird. Da
das synthetische Schwachgas in der Regel nur für die Spitzen
deckung, d. h. die letzten 10 bis 20% unzureichender Gichtgas
versorgung erforderlich ist, sind auch für die Zeit der re
generativbedingten Heizungsumstellung keine Sondermaßnahmen
für die Abgasabsaugung erforderlich. Während der Beheizungs
umstellung ist das Heizgas für ca. eine Minute abgestellt und
es wird deshalb auch kein Abgas erzeugt. Im Abgaskanal befin
det sich dann überwiegend Luft. Beim Betrieb nur einer Koks
ofenbatterie besteht in der Beheizungspause keine Nachfrage
nach Heizgas. Beim Wiederanfahren spielt der Zusatz von etwas
Luft auf das Gesamtgas bezogen keine Rolle. Die Zumischung von
synthetischem Schwachgas kann auch verzögert einsetzen. Beim
Betrieb von zwei oder mehr Koksofenbatterien reicht die Gicht
gasmenge zur Beheizung aus, wenn eine Batterie umgestellt
wird, d. h. gerade Beheizungspause hat. Dann besteht in der
Regel nicht die Notwendigkeit der Erzeugung von synthetischem
Schwachgas. Ein Kostenvergleich zwischen dem üblichen Verbund
ofen und einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebe
nen Schwachgasofen zeigt, daß der Schwachgasofen am günstig
sten abschneidet, wenn er zu etwa 90% mit Gichtgas und 10%
mit synthetischem Schwachgas betrieben wird. Mit der Erfindung
vereinigen sich also die Vorteile niedrigerer NOx-Bildung
aufgrund geringerer Flammtemperaturen, gleichmäßigen Wärmean
gebots für die Heizwände aufgrund längerer Flamme, verringer
ten konstruktiven Aufwandes sowie optimaler Auslegung der
Koksofenbatterie und damit wirtschaftlicherer Betriebsweise
bei nur einer Gasart (Schwachgas). Da dem Gichtgas das
Rauchgas zugemischt wird, bevor das Koksofengas der Mischung
aus Gichtgas und Rauchgas zugemischt wird, kann durch die
getrennte Zuführung dieser Komponenten, auch wenn im Ab
gaskanal mehr Luft als Abgas vorhanden ist, kein explosives
Gemisch entstehen, wie es der Fall wäre, wenn man erst ein
Koksofengas-Abgas/Luft-Gemisch herstellte.
Vorteilhafterweise werden das Koksofengas und das Rauchgas in
einem fest eingeregelten Verhältnis dem Gichtgas zugemischt,
um den Heizwert des entstehenden Heizgases möglichst gleich
zu halten. Dabei kann das Verhältnis von Rauchgas und
Koksofengas entsprechend dem Heizwert des Heizgases einge
regelt werden.
Die Zumischung von Rauchgas zu dem Gichtgas erfolgt mengen
mäßig bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ent
sprechend dem Druckabfall in der Gichtgaszufuhr, wonach die
erforderliche Mengen an Koksofengas zur Einstellung des
gewünschten Heizwertes des Heizgases nachgezogen wird.
Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal erfolgt die Absaugung
des Rauchgases aus dem Schornsteinkanal jenseits der Druck
regelung des Abgaskanals der Koksofenbatterie, damit die
Druckregelung durch größere oder geringere Absaugmengen nicht
beeinflußt wird.
Die Zumischung von Rauchgas und Koksofengas kann aus Sicher
heitsgründen während der Beheizungspause beim Umstellen der
Koksofenbatterie oder geringfügig länger unterbunden werden.
Es ist aber statt dessen oder darüber hinaus auch möglich, die
Zumischung von Rauchgas beim Überschreiten eines bestimmten
Sauerstoffgehalts im Rauchgas zu unterbinden.
Ferner ist es im Rahmen des Erfindungsgedankens möglich,
während der Beheizungspause beim Umstellen der Koksofenbatte
rie dem Gichtgas Rauchgas von einer benachbarten Koksofen
batterie zuzumischen, welche gerade nicht umgestellt wird.
Eine Regenerativ-Koksofenbatterie, welche mit einem Heizgas
unter Verwendung von Gichtgas als Schwachgas, Koksofengas als
Starkgas sowie dem Abgaskanal der Koksofenbatterie entnommenen
Rauchgas nach dem zuvor erläuterten Verfahren beheizbar ist,
weist eine Gichtgaszufuhrleitung, eine Starkgaszumischleitung
und eine an den Abgaskanal aufgeschlossenen Rauchgaszumisch
leitung auf und zeichnet sich erfindungsgemäß zur Lösung
der gestellten Aufgabe dadurch aus, daß aus Sicherheits
gründen die Rauchgaszumischleitung vor der Starkgaszumisch
leitung in die Gichtgaszufuhrleitung mündet.
Dabei können die Starkgaszumischleitung und/oder die Rauch
gaszufuhrleitung in einen Mischer der Gichtgaszufuhrleitung
münden, um ein homogenes Heizgasgemisch zu erhalten.
In weiterer Ausgestaltung ist bei der erfindungsgemäßen Koks
ofenbatterie in der Rauchgaszumischleitung und der Starkgas
zumischleitung jeweils ein Regelorgan angeordnet, wobei die
Stellung des Regelorgans in der Starkgaszumischleitung über
einen Verhältnisregler mit einem Flußmesser in der Rauchgas
zumischleitung mit einem Flußmesser in der Starkgaszumisch
leitung in Verbindung steht. Auf diese Weise kann die
Zumischung von Abgas zu Koksofengas stets in einem festen
Verhältnis erfolgen.
Zur Vergleichmäßigung des Heizwertes wird gemäß einem weiteren
Erfindungsmerkmal vorgeschlagen, daß ein mit der Gichtgaszu
fuhrleitung hinter der Starkgaseinmündung in Verbindung
stehender Heizwertgeber vorgesehen ist, welcher mit dem Ver
hältnisregler gekoppelt ist.
Das Regelorgan in der Rauchgaszumischleitung kann mit einem
Druckregler gekoppelt sein, welcher den Druck in der Gichtgas
zufuhrleitung zwischen der Rauchgaseinmündung und der Stark
gaseinmündung abgreift. Dadurch erfolgt die Zumischung von
Abgas nur in dem Maße zum Gichtgas, wie letzteres Gas nicht
ausreichend zur Verfügung steht. Die gemessene Abgasmenge
zieht dann die entsprechende Koksofengasmenge nach sich, um
den dem Gichtgas entsprechenden Heizwert in etwa einzuhalten.
Die Rauchgaszumischleitung ist zweckmäßigerweise mit einer
Absaugeinrichtung ausgestattet und zwischen einer den Druck in
dem Abgaskanal regelnden Regelorgan und dem Schornstein an den
Schornsteinkanal angeschlossen, so daß die Druckregelung durch
größere oder geringere Absaugmengen nicht beeinflußt wird.
Mit der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, daß in der Rauch
gaszumischleitung und der Starkgaszumischleitung jeweils ein
Sperrorgan angeordnet ist, welches mit der Umstellsteuerung
der Koksofenbatterie in Verbindung steht. Auf diese Weise
können die Sperrorgane bspw. motorisch betätigte Schieber oder
federbelastete Schnellschlußschieber sein, welche für die
Dauer der Beheizungspause beim Umstellen der Koksofenbatterie
oder geringfügig länger die entsprechenden Leitungen absper
ren.
Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß an die
Rauchgaszumischleitung ein Sauerstoffmeßgerät angeschlossen
ist, welches andererseits mit einem Sperrorgan in der Rauch
gaszumischleitung in Verbindung steht beim Überschreiten
eines bestimmten Sauerstoffgehalts im Rauchgas kann dadurch
aus Sicherheitsgründen die Zumischung von Rauchgas unterbunden
werden.
Wenn auch während der Beheizungspause einer Koksofenbatterie
eine Zumischung von Rauchgas und Koksofengas erfolgen soll und
muß, kann die Rauchgaszumischleitung an die Abgaskanäle dieser
und einer weiteren Koksofenbatterie angeschlossen sein, welche
nicht gleichzeitig umstellbar sind. In jeder der Rauchgaszu
mischzweigleitungen ist dann ein Sperrorgan angeordnet, wel
ches mit der Umsteuerung mindestens einer der beiden Koksofen
batterien in Verbindung steht. Dadurch kann sichergestellt
werden daß immer Rauchgas von der Koksofenbatterie abgesaugt
wird, die gerade nicht umgestellt wird.
Je nach Versorgungssicherheit mit Gichtgas kann eventuell auf
diese Rauchgasabsaugung von einer zweiten Koksofenbatterie
verzichtet werden. Dies ist insbesondere der Fall, wenn in
der Beheizungspause einer Koksofenbatterie genügend Gichtgas
vorhanden ist und daher keine Zumischung von Rauchgas und
Koksofengas zu erfolgen braucht.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Fließschema für die erfindungsgemäße
Beheizung einer Koksofenbatterie, und
Fig. 2 ein entsprechendes Fließschema angepaßt an die
Beheizung von zwei einander zugeordneten
Koksofenbatterien.
Die Regenerativ-Koksofenbatterie B ist als Schwachgasofen aus
gebildet, da sie in der Regel mit Gichtgas als Schwachgas be
heizt wird. Zu diesem Zweck hat sie eine Gichtgaszufuhrleitung
1 und einen Abgaskanal AK. Erfindungsgemäß ist eine Starkgas
zumischleitung 2 an die Heinzgaszuführungsleitung der Koks
ofenbatterie B angeschlossen und die Starkgaszumischleitung
mündet in die Gichtgaszufuhrleitung 1. Der Abgaskanal AK ist
über eine Rauchgaszumischleitung 3 mit der Gichtgaszuführleitung
1 verbunden. Die Starkgaszumischleitung 2 und die Rauchgaszu
mischleitung 3 münden je über einen Mischer 4 bzw. 5 der
Gichtgaszufuhrleitung 1 in letztere. Die Rauchgaszumischlei
tung 3 mündet vor der Starkgaszumischleitung 2 in die Gicht
gaszufuhrleitung 1. In der Rauchgaszumischleitung 3 und der
Starkgaszumischleitung 2 ist jeweils ein als Klappenventil
ausgebildetes Regelorgan 6 bzw. 7 angeordnet. Die Stellung des
Regelorgans 7 in der Starkgaszumischleitung 2 ist über einen
Verhältnisregler 8 mit einem Flußmesser 9 in der Rauchgaszu
mischleitung 3 gekoppelt, welcher andererseits mit einem
Flußmesser 10 in der Starkgaszumischleitung 2 in Verbindung
steht. Auf diese Weise wird der zugemischten Rauchgasmenge
jeweils die richtige Menge an Koksofengas zugeordnet. Zur
Einhaltung des richtigen Heizwertes des entstehenden Heizgases
ist ein mit der Gichtgaszufuhrleitung 1 hinter der Starkgas
einmündung in Verbindung stehender Heizwertgeber 11 vorge
sehen, welcher mit dem Verhältnisregler 8 gekoppelt ist. Die
richtige Menge an Rauchgas wird der Gichtgaszufuhrleitung 1
dadurch zugeführt, daß das Regelorgan 6 in der Rauchgaszu
mischleitung 3 mit einem Druckregler 12 gekoppelt ist, welcher
den Druck in der Gichtgaszufuhrleitung 1 zwischen der Rauch
gaseinmündung und der Starkgaseinmündung abgreift. Die Rauch
gaszumischleitung 3 ist mit einer Absaugeinrichtung 13 ausge
stattet und zwischen einer den Druck in dem Abgaskanal AK
regelnden Regelorgan RO und dem Schornstein S an den Schorn
steinkanal SK angeschlossen. In der Rauchgaszumischleitung 3
und der Starkgaszumischleitung 2 ist jeweils ein von einem
Motor 17 bzw. 18 angetriebenes Sperrorgan 14 bzw. 15 angeord
net, welches mit der Umstellsteuerung der Koksofenbatterie B
in Verbindung steht. Bei der Umstellung können somit die
Sperrorgane 14 und 15 geschlossen werden. An die Rauchgaszu
mischleitung 3 ist ferner ein Sauerstoffmeßgerät 16 ange
schlossen, welches andererseits mit dem Sperrorgan 14 in der
Rauchgaszumischleitung 3 in Verbindung steht. Bei Überschrei
ten eines bestimmten Sauerstoffwertes wird somit das Sperr
organ 14 ebenfalls geschlossen und die Zumischung von Rauchgas
aus Sicherheitsgründen unterbunden. In dem Zwischenstück zwi
schen der Abzweigung der Rauchgaszumischleitung 3 und dem
Schornstein S des Schornsteinkanals SK befindet sich ein
Absperrschieber 19, ebenso ein Absperrschieber 20 unmittelbar
nach der genannten Abzweigung in der Rauchgaszumischleitung 3.
Der Schornstein S zieht aufgrund des Auftriebes durch die
heißen Abgase automatisch die nicht für die Rauchgasrückfüh
rung benötigte Menge Rauchgase ab.
Die Ausführung gemäß Fig. 2 entspricht im wesentlichen derje
nigen von Fig. 1 mit dem Unterschied, daß hier die Rauchgaszu
mischleitung 3 über zwei Rauchgaszumischzweigleitungen 3.1 und
3.2 an zwei Koksofenbatterien B1 und B2 angeschlossen ist,
welche nicht gleichzeitig umstellbar sind. Auf diese Weise
kann bei Bedarf während der Beheizungspause der einen Koks
ofenbatterie B1 eine Zumischung von Rauchgas aus der anderen
Koksofenbatterie B2 erfolgen und umgekehrt. Es wird immer
Rauchgas von der Koksofenbatterie B1, B2 abgesaugt, die gerade
nicht umgestellt wird. Hierzu werden die als Klappen ausge
bildeten Regelorgane 14.1 und 14.2 gesteuert.
Bezugszeichenliste
1 Gichtgaszufuhrleitung
2 Starkgaszumischleitung
3 Rauchgaszumischleitung
4 Mischer
5 Mischer
6 Regelorgan
7 Regelorgan
8 Verhältnisregler
9 Flußmesser
10 Flußmesser
11 Heizwertgeber
12 Druckregler
13 Absaugeinrichtung
14 Sperrorgan
15 Sperrorgan
16 Sauerstoffmeßgerät
17 Motor
18 Motor
19 Absperrschieber
20 Absperrschieber
B Koksofenbatterie
AK Abgaskanal
RO Regelorgan
S Schornstein
SK Schornsteinkanal
2 Starkgaszumischleitung
3 Rauchgaszumischleitung
4 Mischer
5 Mischer
6 Regelorgan
7 Regelorgan
8 Verhältnisregler
9 Flußmesser
10 Flußmesser
11 Heizwertgeber
12 Druckregler
13 Absaugeinrichtung
14 Sperrorgan
15 Sperrorgan
16 Sauerstoffmeßgerät
17 Motor
18 Motor
19 Absperrschieber
20 Absperrschieber
B Koksofenbatterie
AK Abgaskanal
RO Regelorgan
S Schornstein
SK Schornsteinkanal
Claims (16)
1. Verfahren zum Beheizen einer Regenerativ-Koksofenbatterie
mit einem Heizgas unter Verwendung von Gichtgas als Schwach
gas, Koksofengas als Starkgas sowie dem Abgaskanal der
Koksofenbatterie entnommenem Rauchgas, dadurch gekennzeichnet,
daß Rauchgas dem Gichtgas zugemischt wird, bevor das Koks
ofengas der Mischung aus Gichtgas und Rauchgas zugemischt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Rauchgas und Koksofengas in einem fest eingeregelten Ver
hältnis zueinander entsprechend dem Heizwert des Heizgases dem
Gichtgas zugemischt werden.
3. Verfahren nach einem der Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Zumischung von Rauchgas zu dem Gichtgas
mengenmäßig entsprechend dem Druckabfall der Gichtgaszufuhr
erfolgt, wonach die erforderliche Menge an Koksofengas zur
Einhaltung des gewünschten Heizwertes des Heizgases nachge
zogen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Absaugung von Rauchgas aus dem
Schornsteinkanal jenseits der Druckregelung des Abgaskanals
der Koksofenbatterie erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Zumischung von Rauchgas und Koksofengas
während der Beheizungspause beim Umstellen der Koksofen
batterie oder geringfügig länger unterbunden wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zumischung von Rauchgas beim Über
schreiten eines bestimmten Sauerstoffgehalts im Rauchgas
unterbunden wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß während der Beheizungspause beim Umstellen
der Koksofenbatterie dem Gichtgas Rauchgas von einer benach
barten Koksofenbatterie zugemischt wird, welche gerade nicht
umgestellt wird.
8. Regenerativ-Koksofenbatterie, welche mit einem Heizgas
unter Verwendung von Gichtgas als Schwachgas, Koksofengas als
Starkgas sowie dem Abgaskanal der Koksofenbatterie entnommenen
Rauchgas nach einem der Ansprüche 1 bis 7 beheizbar ist, mit
einer Gichtgaszufuhrleitung (1), einer Starkgaszumischleitung
(2) und einer an den Abgaskanal (AK) angeschlossenen
Rauchgaszumischleitung (3), dadurch gekennzeichnet, daß die
Rauchgaszumischleitung (3) vor der Starkgaszumischleitung (2)
in die Gichtgaszufuhrleitung (1) mündet.
9. Koksofenbatterie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Starkgaszumischleitung (2) und/oder die Rauchgaszu
mischleitung (3) in einen Mischer (4, 5) der Gichtgaszufuhr
leitung (1) münden/mündet.
10. Koksofenbatterie nach Anspruch 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Rauchgaszumischleitung (3) und der
Starkgaszumischleitung (2) jeweils ein Regelorgan (6, 7)
angeordnet ist, wobei die Stellung des Regelorgans (7) in
der Starkgaszumischleitung (2) über einen Verhältnisregler (8)
mit einem Flußmesser (9) in der Rauchgaszumischleitung (3)
gekoppelt ist, welcher andererseits mit einem Flußmesser (10)
in der Starkgaszumischleitung (2) in Verbindung steht.
11. Koksofenbatterie nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch
einen mit der Gichtgaszufuhrleitung (1) hinter der Starkgas
einmündung in Verbindung stehender Heizwertgeber (11), welcher
mit dem Verhältnisregler (8) gekoppelt ist.
12. Koksofenbatterie nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
gekennzeichnet durch einen den Druck in der Gichtgaszu
fuhrleitung (1) zwischen der Rauchgaseinmündung und der
Starkgaseinmündung abgreifenden Druckregler (12), welcher mit
dem Regelorgan (6) in der Rauchgaszumischleitung (3) gekoppelt
ist.
13. Koksofenbatterie nach einem der Ansprüche 8 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß die Rauchgaszumischleitung (3) mit
einer Absaugeinrichtung (13) ausgestattet und zwischen einer
den Druck in dem Abgaskanal (AK) regelnden Regelorgan (RO) und
dem Schornstein (S) an den Schornsteinkanal (SK) angeschlossen
ist.
14. Koksofenbatterie nach einem der Ansprüche 8 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß in der Rauchgaszumischleitung (3)
und der Starkgaszumischleitung (2) jeweils ein Sperrorgan (14,
15) angeordnet ist, welches mit der Umstellsteuerung der Koks
ofenbatterie (B) in Verbindung steht.
15. Koksofenbatterie nach einem der Ansprüche 8 bis 14,
gekennzeichnet durch ein an die Rauchgaszumischleitung (3)
angeschlossenes Sauerstoffmeßgerät (16), welches mit einem
Sperrorgan (14) in der Rauchgaszumischleitung (3) in Verbin
dung steht.
16. Koksofenbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da
durch gekennzeichnet, daß die Rauchgaszumischleitung (3; 3.1,
3.2) an die Abgaskanäle (AK1, AK2) dieser und einer weiteren
Koksofenbatterie angeschlossen ist, welche nicht gleichzeitig
umstellbar sind, und daß in jeder der Rauchgaszumischzweiglei
tungen (3.1, 3.2) ein Sperrorgan (14.1, 14.2) angeordnet ist,
welches mit der Umstellsteuerung mindestens einer der beiden
Koksofenbatterien (B1, B2) in Verbindung steht.
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