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Kammerkoksofen mit Regenerativbeheizung. Die Erfindung bezieht sich
auf Kammerkoksöfen mit Regenerativbeheizung, deren Kammern mit Heizwänden abwechseln,
die senkrechte Heizzüge und wagerechte Verteilungskanäle enthalten, durch welch
letztere eine Verbindung zwischen Gruppen von Zügen mit Aufwärtsströmung und in
derselben Heizwand liegenden Gruppen von Zügen mit Ab-, wärtsströmung hergestellt
wird.
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Die Erfindung ist besonders anwendbar auf Kammerkoksöfen mit Zugumkehr
und Regenerativfeuerung nach der bekannten Bauart von Koppers.
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Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, eine erhebliche Verminderung
nicht nur der Länge, sondern auch des Querschnittes der wagerechten Verteilungskanäle
zu ermöglichen, die oberhalb der senkrechten Feuerzüge liegen und eine Mehrzahl
der letzteren miteinander verbinden, wobei die Anwendung derjenigen Strömungsart
in den Zügen möglich ist, bei der Aufwärtsströmung in den Zügen einer Gruppe gleichzeitig
mit "!£bwärtsströmung in den Zügen einer benachbarten Gruppe derselben Heizwand
stattfindet. Die Erfindung besteht darin, daß ein Verbindungskanal vorgesehen ist,
der höher als die Kammern liegt und den eine Gruppe mit Verbrennung und Aufwärtsströmung
arbeitender Züge bedienenden wagerechten Verteilungskanal mit einem wagerechten
Verteilungskanal, der eine mit Abwärtsströmung arbei= tende Gruppe von Heizzügen
in derselben Heizwand bedient, derart verbindet, daß er etwa in der Mitte der Verteilungskanäle
ansetzt.
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Die Erfindung ermöglicht beispielsweise, an Stelle des üblichen einfachen
wagerechten Kanals in jeder Heizwand eines Regenerativofens mit Zugumkehr ein Paar
von wagerechten Kanälen zu setzen, und da in jeder Heizwand eine Mehrzahl getrennter
wagerechter Kanäle vorhanden ist, so braucht jeder einzelne Kanal nur mit einem
Teil der Gesamtzahl der Züge der Heizwand in Verbindung zu stehen, so daß infolgedessen
die Abmessungen jedes Kanals erheblich vermindert werden können, weil das Volumen,
dessen Strömung durch den Kanal aufrechterhalten werden muß, vermindert wird. Diese
Verminderung
der Größe der wagerechten Kanäle ist ein wichtiger
Vorteil, weil dadurch die Wände des Ofens in der Gegend der wagerechten Kanäle bei
dieser Art von Öfen erheblich verdickt und verstärkt werden können.
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Die senkrechten Heizzüge können etwa bis zur Höhe des oberen Endes
der Beschickung in den Kammern reichen, so daß die ganze Seite der Beschickung,
durch die Flammen beheizt wird.
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In den Zeichnungen ist beispielsweise eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung dargestellt, ohne daß letztere auf dieses Beispiel beschränkt ist.
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Abb. i ist ein senkrechter Querschnitt durch eine Koksofenbatterie,
die die Merkmale der Erfindung aufweist. Der Schnitt geht in der Längsrichtung durch
eine Kokskammer und ein Paar von Regeneratoren in Ebenen gemäß der Linie A-A in
Abb. 2.
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Abb. 2 ist ein zusammengesetzter senkrechter Schnitt in der Längsrichtung
einer Koksofenbatterie in Ebenen nach den Linien B-B, C-C und D-D in Abb. 3.
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Abb.3 ist ein zusammengesetzter senkrechter Schnitt quer zu einer
Koksofenbatterie in Ebenen nach den Linien F-E und F-F in Abb. 2, und Abb..l ist
ein zusammengesetzter wagerechter Schnitt in Ebenen nach den Linien G-G und 1-1
in Abb. 2.
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Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel ist die
Erfindung bei einer Verbund-Koksofenbatterie angewendet, d. h. einer Batterie, die
so eingerichtet .ist, daß sie entweder mit Generatorgas als Brennstoff betrieben
werden kann oder mit Koksofengas, das in einer Atmosphäre von gewöhnlicher vorgewärmter
Luft verbrannt wird, wie sie bei gewöhnlichen Koksöfen benutzt wird, oder mit Koksofengas,
das in einer Atmosphäre verbrannt wird, die sowohl Luft als auch ein neutrales gasförmiges
Verdünnungsmittel enthält, das in die Heizzüge getrennt von der Luft eingeführt
wird.
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In den Zeichnungen ist eine Koksofenbatterie mit Nebenproduktengewinnung
dargestellt, bei der die angegebenen Merkmale vorhanden sind. Die Heizwände i i
bilden die Seitenwände der entsprechenden Kokskammern 12, wie insbesondere in Abb.
2 gezeigt, und werden von den Pfeilerwänden 13 getragen,. Diese Pfeilerwände bilden
zusammen den eigentlichen Träger für den gesamten Oberbau der Ofenbatterie und ruhen
ihrerseits auf einer flachen Plattform, die das Fundament für die gesamte Batterie
bildet.
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Die Kokskammern oder Retorten 12 haben Beschickungsöffnungen 14 in
der Decke 15 der Ofenbatterie, die mit den abnehmbaren Deckeln und Gasauslässen
16 versehen sind. die durch nicht dargestellte Steigrohre zu der üblichen Sammelleitung
führen, die die Destiilationsprodukte zu den Vorrichtungen.zur Wiedergewinnung der
Nebenprodukte leitet.
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Wie besonders aus Abb. 2 und 3 ersichtlich, besteht jede Heizwand
i i aus einer Mehrzahl von Heiz- oder Verbrennungszügen 17.
Die Heizzüge jeder
Heizwand sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung sb angeordnet,
daß sie in zwei Gruppen zusammenarbeiten, einer Gruppe F auf der Stempelseite und
einer Gruppe G auf der Koksseite. Wenn in den Zügen auf der einen Seite der Batterie,
z. B. auf der Stempelseite, Verbrennung stattfindet, wenn sie also mit Aufwärtsströmung
arbeiten, so arbeit; n die Züge der Gruppe auf der Koksseite derselben Heizwand
mit Abwärtsströmung, so daß die Verbrennungsgase abgeleitet werden können: Bei Umkehrung
der Zugrichtung arbeitet die Heizgruppe auf der Koksseite mit Aufwärtsströmung oder
Verbrennung und die Gruppe auf der Stempelseite mit Abwärtsströmung.
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Die querliegenden Regeneratoren i 8 des Regeneratorofens liegen- unterhalb
der Heizwände i i und der Kokskammern 12 und erstrecken sich in dem vorliegenden
Beispiel parallel unterhalb der Kokskammern und zwischen den Pfeilerw.änden 13.
In der mittleren senkrechten Längsebene der Koksofen-, batterie befindet sich eine
senkrechte Trennungswand ig (Abb. i), die von der Fundamentplatte der Batterie vollständig
bis zum Boden der darüberliegenden Kokskammer und von einer Pfeilerwand 13 bis zur
anderen reicht. Die Regeneratoren, die je auf entgegengesetzten Seiten der Batterie
liegen, erstrecken sich nach innen bis zu dieser Trennungswand ig und werden durch
letztere getrennt, wie aus Abb. i ersichtlich. Diese Anordnung ergibt Paare von
Regeneratoren, die sich quer zur Batterie erstrecken und deren jedes aus einem Regenerator
F' auf der Stempelseite und einem Regenerator G' auf der Koksseite besteht. Die
Regeneratoren F' auf der Stempelseite entsprechen den Heizzuggruppen F auf der Stempelseite,
und die Regeneratoren G' auf der Koksseite entsprechen den Heizzuggruppen G auf
dieser Seite.
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Jeder Regenerator 18 ist mit Würfelwerk 2o ausgesetzt, unter
dem ein Verteilungskanal 21 im Boden liegt. Eine senkrechte Teilungswand 22, die
sich in der Längsrichtung des Regenerators erstreckt, dient zur Teilung jedes Regenerators
in zwei Strömungskammern, die je auf entgegengesetzten Seiten dieser -Teilungswand
22 liegen.
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Jeder Regenerator 18 steht mit den entsprechenden Heizzuggruppen 17
der beiden Heizwände, die ihm benachbart sind und je auf entgegengesetzten Seiten
des Regenerators
liegen. durch Öffnungen 23 in Verbindung, deren
jede aus einem Regenerator in einen Heizzug führt, wie aus Abb. 2 ersichtlich. Auf
diese Weise ist jeder Regenerator der Gruppe F' mit allen Heizzügen der beiden benachbart
liegenden Gruppen F verbunden, und in ähnlicher Weise ist jeder Regenerator der
Gruppe G' mit allen Heizzügen der benachbart liegenden Gruppen G verbunden. Vermöge
dieser Bauart und Anordnung ist jede Heizzuggruppe F oder G durch öffnungen 23 mit
zwei benachbart liegenden Regeneratoren der entsprechenden Gruppe verbunden, und
infolgedessen kann jede Heizzuggruppe mit Gas aus zwei getrennten Regeneratoren
gespeist werden.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung arbeiten die Heizzuggruppen
auf einer Seite der Batterie mit Strömung in einer Richtung, während gleichzeitig
die Heizzuggruppen auf der anderen Seite der Batterie mit Strömung in der entgegengesetzten
Richtung arbeitete. Infolgedessen erfolgt Strömung in umgekehrter Richtung durch
die Regeneratoren, die je auf entgegengesetzten Seiten der mittleren Längswand 1,9
liegen. Man kann daher sagen, daß der Zugwechsel durch die Heizzüge 17 und
die mit ihnen verbundenen Regeneratoren ,quer zur Batterie stattfindet, wie es auf
diesem Arbeitsgebiet allgemein üblich ist. Die Umsteuerung der Batterie erfolgt
am Ende eines Arbeitsganges, wie es sich aus der Praxis ergeben hat, und reit Hilfe
irgendeiner beliebigen Umsteueruttgsvorrichtung.
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jeder Heizzug 17 jeder Heizwand hat oben eine Öffnung 2:1 für den
Zug und den Durchgang der Verbrennungsprodukte oder Abgase der Flamme innerhalb
des Zuges. Diese öffnungen 2:1 münden oben in wagerechte Verteilungskanäle 25, die
in den Heizwänden liegen und alle senkrechten Züge verbinden, die mit diesen wagerechten
Kanälen 2 5 mittels der öffnufigen 2,1 in Verbindung stehen. Gemäß der Erfindung
liegen in jeder Heizwand mehrere derartige wagerechte Kanäle 25, im vorliegenden
Beispiel zwei. Diese Kanäle stoßen mit den Enden aneinander und liegen je auf entgegengesetzten
Seiten der Mittellinie L. Da in jeder Heizwand eine Mehrzahl solcher wagerechten
Kanäle 25 vorhanden ist, kann der Querschnitt jedes wagerechten Kanals 25 im Verhältnis
zu seiner Länge wesentlich verringert werden mit dem Ergebnis, daß die Dicke und
Stärke der Heizwände in der Gegend der wagerechten Kanäle erheblich vermehrt wird.
Außerdem wird die Gleichförmigkeit und die- Verteilung der Strömutg durch die senkrechten
Kanäle und die damit in Verbindung stehenden Regeneratoren erheblich befördert,
weil jeder Verteilungskanal 25 mit eitler wesentlich verminderten Zahl von senkrechten
Zügen in Verbindung steht, irre vorliegenden Fall nur mit der Hälfte der Heizzüge
der Heizwand.
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Wie aus Abb.3 ersichtlich, verengert sich jeder Verteilungskanal
25 von seiner Mitte nach seinen entgegengesetzten Enden derart, daß die kleinsten
Querschnitte jedes Kanals an, seinen entgegengesetzten Enden liegen. Auf diese Weise
dient der sich verengende Kanal zur gleichförmigen Verteilung der Strömung durch
die verschiedenen senkrechten Züge 17, mit denen dieser Kanal in Verbindung
steht. Gemäß der Erfindung sind die beiden wagerechten Kanäle 25 jeder Heizwand
miteinander durch eine Verbindungsleitung oder einen Durchlaß 26 verbunden, der
sich quer zur Batterie erstreckt und vorzugsweise etwa in der Mitte der betreffenden
verbundenu$t Kanäle 25 mündet. Auf diese Weise kann die Strömung von einer Heizzuggruppe
F auf der Stempelseite in den Verteilungskanal 25 und von dort durch die Verbindungsleitung
26 zu der Gruppe G auf der Koksseite derselben Heizwand gelangen. Bei Zugwechsel
geht die Strömung von der Gruppe G auf der Koksseite jeder Heizwand durch den
wage-
rechten Kanal 25 und die Verbindungsleitung 26 in die Gruppe F auf der
Stempelseite derselben Heizwand.
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Der Zug durch die Öffnungen 24 kann mit Hilfe der üblichen beweglichen
Deckel oder Schieber 27 ,geregelt werden, die in bekannter Weise auf dem Boden der
wagerechten. Kanäle 25 angeordnet sind und durch Handlöcher 28 zugänglich sind,
die sich von der oberen Seite. der wagerechten Kanäle 25 in jeder Heizwand nach
d .er Decke 15 der Batterie erstrecken. Ein solches Handloch liegt über jedem Heizzug
jeder Heizwand. Wie in Abb.3 ersichtlich, kann der untere Teil der Handlöcher =8,
die den wagerechten Kanal 26 schneiden, durch Deckel 28n geschlossen werden, die
auf dem unteren Teil der Handlöcher aufliegen. Quer zur Batterie liegt in jeder
Pfeilerwand 13 und unterhalb der darüber befindlichen Heizwand i i ein Paar von
Gaszufuhrkanälen 29 und 3o. Diese Kanäle 29 und 3o dienen zur Zuleitung von Koksofengas
zu den verschiedenen Heizzügen auf beiden Seiten der Mittellinie L und stehen zu
diesem Zweck, wie ersichtlich, mit den einzelnen Heizzügen durch Öffnungen _3i und
Düsen 32 in Verbindung. Die Zufuhr von Koksofengas zu den Kanälen 29 und 3o erfolgt
aus Koksofengashaup.tleitungen üblicher Art, die je auf den entgegengesetzten Seiten
der Batterie liegen und sich in deren Längsrichtung erstrecken. Für die Zufuhr und
Absperrung des Gases zu jedem Paar von Kanälen 29 und 30 sind geeignete Vorrichtungen
getroffen,
wobei Selbstverständlich die Gaszufuhr in einem der Kanäle jedes Paares erfolgt,
während sie im anderen abgesperrt ist.
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Um die Batterie abwechselnd mit Generatorgas als Brennstoff zu betreiben,
können abwechselnd angeordnete, mit Einströmung arbeitende Regeneratoren wahlweise
'mit einer Generatorgashauptleitung verbunden werden, während die zwischen diesen
abwechselnd angeordneten Regeneratoren liegenden Regeneratoren mit Luft gespeist
werden, so daß Generatorgas und Luft zu den mit Aufwärtserömung arbeitenden Heizzügen
geleitet werden können.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung bei Benutzung von Generatorgas als
Brennstoff ist die folgende: Die Zufuhr von Koksofengas zur Koksofengashauptleitung
und allen Koksofengaskanälen 29 und 3o wird abgesperrt. In die abwechselnden Regeneratoren,
die mit Einströmung arbeiten, wird Generatorgas eingeleitet, während in die dazwischenliegenden
Rege.neratoren Luft eintritt. Da jeder Heizzug mit zwei Regeneratoren in Verbindung
steht und jeder Regenerator mit den Heizzügen zweier benachbarter Heizwände, so
treten das Gas und die Luft, die in den entsprechenden Gas- und Luftregeneratoren
vorgewärmt worden sind, in jeden mit Einströmung arbeitenden senkrechten Heizzug
ein und verbrennen dort in der Richtung nach oben. Die Abgase aus den mit Aufwärtsströmung
arbeitenden Heizzügen treten in die Verteilungskanäle 25 und von dort durch den
Kanal 26 zu den wagerechten Kanälen auf der entgegengesetzten Seite der Batterie.
Aus den letztgenannten wagerechten Kanälen strömen die Abgase nach unten durch die
mit diesen Kanälen verbundenen Heizzüge und schließlich durch alle Regeneratoren
auf der mit Abwärtsströmung arbeitenden Seite der Batterie zum Abgaskanal, durch
den die Abgase zum Schornstein geführt werden. Bei Zugwechsel werden die mit Einströmung
arbeitenden Regeneratoren und die mit ihnen verbundenen Heizzüge zu solchen, die
mit Ausströmung arbeiten, und umgekehrt.
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Wenn man den Ofen in üblicher Weise mit Koks-ofengas betreibt, so
wird die Zufuhr von Generatorgas zu abwechselnden Regeneratoren abgesperrt und Luft
in alle mit Einströmung arbeitenden Regeneratoren eintreten gelassen. Während des
Betriebes mit Koksofengas läßt man Koksofengas aus den Kanälen 29 oder
30 in die mit Aufwärtsströmung arbeitenden Heizzüge eintreten. Bei jedem
Zugwechsel wird die Umsteuervorrichtung so betätigt, daß alle mit Einströmung arbeitenden
Regeneratoren mit der Außenluft und gleichzeitig alle mit Ausströmung arbeitenden
Regeneratoren mit der Abgasleitung in Verbindung gebracht werden.
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Eine weitere Betriebsart besteht darin, daß .außer Koksofengas als
Brennstoff ein neutrales gasförmiges Verdünnungsmittel den mit Aufwärtsströmung
arbeitenden Heizzügen zugeführt wird. Wenn man die Batterie in dieser Weise betreibt,
so wird die Zufuhr von Generatorgas abgesperrt und die Zufuhr von Koksofengas ausgestellt.
Anstatt indessen in abwechselnde Regeneratoren, die zwischen anderen abwechselnden
Regeneratoren liegen, Luft eintreten zu lassen, läßt man in abwechselnde mit Einströmung
arbeitende Regeneratoren Abgas eintreten, das von dort zu den mit Aufwärtsströmung
arbeitenden Heizzügen gelangt. Der gleichzeitige Zufluß von Luft und eines neutralen
gasförmigen Verdünnungsmittels, wie Abgas, zu den Heizzügen, in denen. Verbrennung
stattfindet, hat die Wirkung, daß die Flammen innerhalb dieser Heizzüge erheblich
verlängert werden und eine örtliche Erhitzung durch die heißeste Flammentemperatur
an den äußersten unteren Enden der Heizzüge-vermieden wird.