DE4321676C2

DE4321676C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Gasdruckes einer Koksofenkammer

Info

Publication number: DE4321676C2
Application number: DE19934321676
Authority: DE
Inventors: Hans Josef Giertz; Werner Eisenhut; Hans-Juergen Hammermann; Friedrich Huhn
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1992-07-14
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-11-16
Anticipated expiration: 2013-07-01
Also published as: ES2114611T3; CN1038845C; ZA934904B; US5609731A; RU2126436C1; PL176815B1; SK5395A3; UA43832C2; DE4321676A1; CZ5295A3; CA2139401C; CN1083847A; EP0649455B1; DE59307997D1; JP3733139B2; SK280444B6; AU4567593A; KR100257530B1; CA2139401A1; PL306863A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Gasdruckes einer Koksofenkammer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betritt die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, welche aus Anspruch 6 hervorgeht.

Aus der DE-PS 9 55 681 ist es bekannt, den Gasdruck in den Steig rohrkrümmern von Koksofenbatterien mittels Drosselorganen, die mit einer Kurvenscheibe als Steuerorgan verbunden sind, zu regeln. Da bei entspricht die Geometrie der Steuerscheibe den überlicherweise zu erwartenden Druckverhältnissen. Durch diese in kleinen Schrit ten erfolgende Drehbewegung des Drosselorgans des Steigrohrkrüm mers wird der Querschnitt des Steigrohres von Beginn der Füllung der Ofenkammer bis zum Ende der Garungszeit entsprechend dem Druckverlauf bei der Gasbildung der zu verkokenden Kohle geregelt, um ständig einen gleichbleibenden geringen Überdruck in der Kammer aufrechtzuerhalten.

Aus der DE-AS 11 92 152 ist ein Verfahren zur Regelung des Gas druckes einer Koksofenkammer bekannt, bei dem die in dem Steig rohrkrümmern angeordneten schwenkbaren tassenförmigen Ver schlußklappen als Drosselorgane entsprechend dem Druckverlauf bei der Gasbildung der zu verkokenden Kohle betätigt werden. Dabei er folgt die Regelung über eine Steuerscheibe, die je Garungsperiode eine Umdrehung durchführt und mit einem Hebelarm für die Ver schlußklappe verbunden ist. In waagerechter Stellung füllt sich die Verschlußklappe mit Wasser, so daß die aus der Kokereitechnik bekannte wirksam abdichtende Flüssigkeitsdichtung erhalten wird.

Bei diesen bekannten Regelungen ist es von Nachteil, daß alle Koksöfen einer Batterie lediglich entsprechend der vorgegebenen Geometrie der Kurvenscheibe als Steuerorgan geregelt werden kön nen. Eine von der tatsächlich vorliegenden Gasentbindung des ein zelnen Ofens abhängende individuelle Kammerdruckregelung ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwick eln, um den Gasdruck jeder einzelnen Koksofenkammer in Abhängig keit von der vorliegenden Gasentbindung individuell zu regeln und/oder die Rohgaszusammensetzung durch die individuelle Kam merdruckregelung zu beeinflussen. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver fahrens bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens gemäß dem Kennzei chen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Drosselung für jeden einzelnen Ofen mit einer regelbaren Wassertauchung und die Rege lung in Abhängigkeit von den tatsächlichen Druckverhältnissen in der Koksofenkammer erfolgt.

Verfahrensmäßige Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 niedergelegt.

Vorrichtungsmäßige Lösungen der Erfindungsaufgabe weisen die An sprüche 6 bis 14 aus.

Die regelbare Wassertauchung kann mit einer herkömmlichen Schwenk tasse vorgenommen werden. Dabei muß die Wasserzugabe in die Schwenktasse regelbar ausgeführt sein. Durch eine erhöhte Wasser zugabe wird zusätzlich zu der üblichen Tauchung eine Tauchung in nerhalb des Tauchrohres (innere Wassertauchung) ausgebildet, die durch Veränderung der Wasserzugabe regelbar ist.

Bei der herkömmlichen Schwenktasse kann die Wassertauchung nicht unter den Schwenktassenrand vermindert werden. Eine Verringerung der Tauchung ist dadurch möglich, daß die bekannten Schwenktassen mit Öffnungen im oder an dem Tassenboden versehen werden. Es ist weiterhin möglich, den Tassenboden als Prallplatte für eine regel bare Wassertauchung innerhalb des Tauchrohres zu benutzen. Die als Drehklappe ausgeführten Vorlagenventile können ebenfalls für die erfindungsgemäße Wassertauchung benutzt werden.

Eine gegenüber herkömmlichen Schwenktassen veränderte Schwenktasse besitzt, z. B. einen Spalt zwischen Tassenboden und Tassenrand, durch den sowohl das Wasser als auch in die Tauchung gelangende Kondensate abfließen können. Während der Füllung ist die erfindungsgemäße Schwenktasse, genau wie die herkömmliche Schwenk tasse, geöffnet. Sie kann sogar bei flächengleicher Ausbildung des Ringspaltes gegenüber dem offenen Steigrohrkrümmerquerschnitt auch von Beginn an geschlossen sein, da bei dieser Ausführungsform keine Drosselwirkung auftritt.

Durch diese regelbare Wassertauchung wird erstmals eine Trennung von Vorlagendruck und Kammerdruck möglich. Dadurch kann bei glei chem Absaugungsquerschnitt eine bessere Absaugung durch einen ge ringeren Vorlagendruck erzielt werden, da der Kammerdruck aufgrund der Abtrennung durch die regelbare Wassertauchung nicht mehr von dem Vorlagendruck abhängig ist. Es können weiterhin die bekannten Maßnahmen zur Emissionsverminderung beim Füllvorgang entfallen (Preßwasserabsaugung, Überleitrohr und das Lufteinblasen in die Planiertür, z. B. mit Planiermuff).

Die maximale Höhe des Wasserstandes innerhalb des Tauchrohres kann durch Auslegung des Querschnittes der Wasserzugabeleitung, durch eine Thermoelementsicherung oder durch einen Höchstdruck in der Kammer begrenzt werden.

Die klare Trennung zwischen Vorlagen- und Kammerdruck erlaubt eine individuelle Regelung des Druckes innerhalb jeder einzelnen Kam mer. Hierzu wird mittels bekannter Druckaufnehmer der Kammerdruck, z. B. am Steigrohrfuß, am Krümmer, im Türbereich oder einer ande ren geeigneten Stelle gemessen. Der so gemessene Druck dient als Führungsgröße für eine Druckregelung, die über die Veränderung der Wasserzugabe an der Wassertauchung erfolgt.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Rohgasvolumenstrom als Führungsgröße für die Regelung zu nutzen.

Natürlich kann z. B. bei Ausfall der Druckmessung auch eine reine Steuerung des Druckes - ohne Soll-/Istwert-Vergleich - in Abhän gigkeit von der Garungszeit, von der Rohgastemperatur im Steigrohr oder einer anderen geeigneten Größe durchgeführt werden.

Gemäß Anspruch 2 kann die Regelung des Gasdruckes derart erfolgen, daß im Bereich der maximalen Höhe der Wassertauchung geregelt wird. Durch die Erhöhung der Tauchung wird der Kammerdruck gezielt erhöht. Es wird dadurch die Möglichkeit geschaffen, die Rohgasverweilzeiten zu verlängern. Aufgrund von Crackreaktionen ergibt sich eine Rohgaszusammensetzung z. B. mit erhöhtem Wasserstoffgehalt und verringertem Teerausbringen.

Gemäß Anspruch 3 werden die Gase bei geöffnetem Drosselorgan mit vermindertem Vorlagendruck abgesaugt. Dabei kann in der Vorlage sogar ein Unterdruck herrschen. Dieser verringerte Vorlagendruck wirkt sich auf die Ofenkammer so aus, daß das Rohgas zum Garungs beginn und während der Abgarung leichter als bisher aus der Ofen kammer entweichen kann und dadurch hohe Drücke in der Kammer ver mieden werden. Damit wird es möglich, den Kammerdruck, der von dem aus dem im Stand der Technik bekannten höheren Vorlagendruck ab hängt, zu vermindern, da der jetzt geringere, eventuell sogar negative Vorlagendruck direkt in der Kammer wirksam werden kann und somit zu verstärkter Absaugung mit verringerter Rohgas verweilzeit führt.

Die Verkürzung der Rohgasverweilzeit führt zu einer Schonung der gasförmigen Kohlenwertstoffe. Das bedeutet, daß z. B. der Methan anteil des Gases ansteigt, während sich der Wasserstoffanteil ver ringert. Als Folge davon steigt der Brennwert, die Rohgasdichte und die Wobbezahl des Gases. Weiterhin wird durch die Senkung des Vorlagendruckes eine schnellere Rohgasabsaugung bewirkt. Dadurch wird die Kohlenfeuchte schneller aus dem Kammerbesatz entfernt und damit der spezifische Energieverbrauch bei der Verkokung gesenkt.

Zwischen den Regelbedingungen gemäß Anspruch 3 bzw. Anspruch 2 kann jede gewünschte Wassertauchung eingestellt und geregelt wer den.

Wird der Gasdruck in der Ofenkammer infolge der veränderten Roh gasentbindung geringer, so reduziert sich der Kammerdruck bis auf einen für jede Kammer individuell einstellbaren Gasdruck. Wird dieser vorher festgelegte Kammerdruck erreicht oder unter schritten, so wird über einen Stellmotor die Schwenktasse betätigt und damit der freie Querschnitt im Gasweg verringert. Die Schwenk tasse braucht dann nicht über einen vom Kammermindestdruck gesteu erten Stellmotor geschlossen werden, wenn bei einer flächenglei chen Ringspaltausführung die Tasse direkt nach dem Füllvorgang ge schlossen wurde. Durch das ständig fließende Kohlewasser der Vorlagenberieselung gelangt Wasser in die geschlossene Schwenk tasse. Das Wasser in der Schwenktasse steigt in Abhängigkeit von dem Wasserabfluß durch den Auslaufquerschnitt der Tasse und dem zufließenden Wasser auf eine gewisse Tauchungshöhe an. Dadurch steigt in Abhängigkeit von der Tauchungshöhe der Gasdruck im Koks ofen an. Die Tauchhöhe kann über die Wassermenge geregelt werden, so daß der Druck der einzelnen Ofenkammer individuell einstellbar ist.

Eine Tauchhöhenbegrenzung erfolgt durch die Randhöhe der Schwenk tasse, d. h. wenn das Kohlewasser ungeregelt in die Schwenktasse fließt, wird die maximale Tauchhöhe durch die Tassenrandhöhe be grenzt und das überschüssige Wasser läuft über den Schwenktassen rand in die Vorlage. Durch Regelung der Wasserzuflußmenge kann jede gewünschte Tauchungshöhe stufenlos eingestellt werden, so daß auf einfache Art und Weise der Kammerdruck für jeden einzelnen Koksofen individuell einstellbar ist. Der jeweils anstehende Kam merdruck wird ständig gemessen und dient als Führungsgröße für die Regelung über die Tauchung. Dabei wird der Druck in jeder Ofenkam mer so bemessen, daß keine Umgebungsluft in den Ofen hineingesaugt werden kann, d. h. daß auch an der Ofensohle immer ein leichter Überdruck in der Kammer herrscht.

Gemäß Anspruch 4 kann die erfindungsgemäße regelbare Wassertau chung vorteilhaft für den Betrieb von Koksöfen mit einer Doppel- Vorlage eingesetzt werden. Der Rohgasstrom in die eine oder andere Vorlage wird über unterschiedliche Tauchungshöhen gesteuert; dabei kann der Vorlagendruck der beiden Vorlagen unterschiedlich sein und unabhängig von der Kammerhöhe eingestellt werden. Infolge die ser Unabhängigkeit des Vorlagendruckes von der Kammerhöhe kann ein geringerer als der bisher unbedingt notwendige Vorlagendruck eingestellt werden oder sogar ein Unterdruck in der Vorlage vor herrschen. Dadurch wird eine zusätzliche Absaugung über beide Vorlagen, z. B. eine Preßwasser-Absaugung, überflüssig.

Eine vermehrte Rohgasabsaugung kann über einen erfindungsgemäß un abhängig vom Kammerdruck einstellbaren Vorlagendruck erreicht wer den und benötigt nicht mehr den Umweg über eine Vergrößerung des Absaugungsquerschnittes bei dem bisher nicht veränderbaren Vorla gendruck. Es ist trotz ständiger Rohgasabsaugung möglich, immer einen Mindest-Gasdruck im Ofen aufrechtzuerhalten und so bei zu geringer Gasentwicklung mögliche Lufteintritte in die Ofenkammer sicher zu verhindern.

Gemäß Anspruch 5 kann der Druck in der Koksofenkammer so geregelt werden, daß der Druck konstant in Höhe des an sich bekannten Kam mermindestdruckes liegt. Durch diese Verfahrensweise werden die Emissionen aus allen Ofenleckagen gegenüber der herkömmlichen Ver fahrensweise erheblich verringert. Im Gegensatz zu der üblichen Verfahrensweise besteht bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise nicht die Gefahr, daß die Koksofenkammer in den Unterdruckbereich kommt und damit die Gefahr von Lufteintritten gegeben ist.

Die erfindungsgemäße Schwenktasse kann, genau so wie die Steig rohrkrümmerverlängerung, die als Tauchrohr fungiert, gegenüber der oben erwähnten Ausführungsform unterschiedlich ausgebildet werden. Die Wasserzugabe kann ebenfalls auf unterschiedliche Weise er folgen. Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in der

Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schwenktasse, in der

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schwenktasse, in der

Fig. 3 eine Ausführungsform, in der das Drosselorgan als Platte ausgebildet ist, in der

Fig. 4 das Prinzip der Regelung des Gasdruckes einer Koks ofenkammer mit der erfindungsgemäßen Schwenktasse, in der

Fig. 5 das Prinzip eines wassergetauchten Doppel-Vor lagenbetriebs eines Koksofens, in der

Fig. 6 und 7 weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Tasse, in der

Fig. 8 verschiedene Möglichkeiten der Steigrohrkrümmerver längerung, in der

Fig. 9 eine Ausführung der erfindungsgemäßen Wassertauchung, in der

Fig. 10 eine weitere Möglichkeit der erfindungsgemäßen Kam merdruckregelung, in der

Fig. 11 eine spezielle Ausführungsform der Wasserregelung für die erfindungsgemäße Wassertauchung und in der

Fig. 12 die Abhängigkeit des Kammerdrucks von der Garungszeit.

Die Fig. 1 zeigt eine Schwenktasse 1 mit einer Achse 2 mit der die Schwenktasse 1 gedreht werden kann. In waagerechter Stellung ragt in die Schwenktasse 1 ein Tauchungsrohr 4 hinein, so daß eine Tauchung bis zu dem Tassenrand 5 der Schwenktasse 1 möglich ist. In Abhängigkeit von der zufließenden Wassermenge läuft das Wasser entweder nur über den Spalt 3 ab oder bei verstärktem Wasserzufluß über den Spalt 3 und den oberen Tassenrand 5. Die Wassermenge kann so geregelt werden, daß zwischen dem Spalt 3 und dem Tassenrand 5 jede Tauchungshöhe einstellbar ist.

Die Fig. 2 zeigt eine Schwenktasse 6 mit einem als Kegel ausge bildeten Boden 8 und Ablaufspalten 7, die durch Stege 9 unterbro chen sind.

Die Fig. 3 zeigt eine Platte 10, die mit einer Achse 11 mit einem verstellbaren Anschlag 12 unter ein Tauchrohr 13 geschwenkt werden kann. Durch eine nicht dargestellte Wasserzugabe kann ein beliebi ger Wasserstand 14 in dem Tauchrohr 13 eingestellt werden.

In der Fig. 4 ist das Verfahren zur Regelung des Gasdruckes einer Koksofenkammer dargestellt. Aus der Fig. 4 geht hervor, daß die erfindungsgemäße Schwenktasse 1 in einer Vorlage 21, an die über einen Steigrohrkrümmer 22 ein Steigrohr 23 angeschlossen ist, an geordnet ist. Das Steigrohr ist in üblicher Weise an eine Ofenkam mer 24 angeschlossen. An der Vorlage 21, dem Steigrohr 23 und der Ofenkammer 24 sind Druckmeßstellen 15, 25, 26, 27 und 28 ange bracht, die über Druckwandler 16, 29 und 30 an einen Rechner 31 angeschlossen sind. Über den Rechner 31 ist ein Ventil 32 einer Kohlewasserleitung 33 mit einem Regler 17 und einem Stellantrieb 18 einstellbar.

Zu Beginn der Garungszeit ist die Schwenktasse 1 geöffnet und der Druck aus der Vorlage 21 wirkt über den Steigrohrkrümmer 22 und das Steigrohr 23 auf die Ofenkammer 24. Das entstehende Rohgas kann somit aus der Ofenkammer 24 abgesaugt werden. Sinkt der Gas druck an den Druckmeßstellen 25, 26, 27 oder 28 unter einen in dem Rechner 31 vorgegebenen Grenzwert, so wird über den Regler 35, einen Stellantrieb 36 und ein Gestänge 37 die Schwenktasse 1 in eine waagerechte Stellung gebracht. In die Schwenktasse 1 läuft nun das Wasser aus der Leitung 33, dadurch steigt der Druck in der Ofenkammer an. Erreicht der Kammerdruck einen in dem Rechner 31 voreingestellten Grenzwert, so wird der Wasserzufluß über das Ven til 32 so weit reduziert, daß die Tauchung in der Schwenktasse 1 sinkt, bis der anstehende Kammerdruck dem gewünschten Wert ent spricht. Auf diese Weise kann in Abhängigkeit von dem gewünschten Kammerdruck die Tauchung von 0 mm bis zur maximalen Tauchung bis auf Tassenrandhöhe bzw. bis zur inneren Tauchhöhenbegrenzung an steigen, da eventuell zu viel dosiertes Wasser über den Tassenrand in die Vorlage läuft.

Fällt die Regelung der Tauchungshöhe aus, so kann kein Wasser in den Ofen laufen und der Kammerdruck kann maximal auf den der größ ten inneren Tauchungshöhe entsprechenden Wert ansteigen.

Wird keine Kammerdruckreduzierung unter den von der baubedingten Randhöhe der Tauchung vorgegebenen Druckwert gewünscht, so kann die Wasserzufuhr unreduziert in Betrieb sein. Es stellt sich damit auch ohne Regelung ein konstanter Kammerüberdruck ein, der den Eintritt von Umgebungsluft in den Koksofen verhindert.

In Fig. 5 ist das Prinzip eines Doppel-Vorlagenbetriebes eines Koksofens mit der erfindungsgemäßen Wassertauchung dargestellt.

Aus der Figur geht hervor, daß an einen Koksofen 40 mit einem Gas sammelraum 41 zwei Vorlagen 42 und 43 über Steigrohre 51 und 52 sowie Steigrohrkrümmer 49 und 50 angeschlossen sind. In den beiden Vorlagen 42 und 43 sind Schwenktassen 44 und 45 angeordnet, die über Vorlagenberieselungen 47 und 48 mit Wasser beschickt werden können.

Zum Garungsbeginn ist die Schwenktasse 44 ganz geöffnet und die Schwenktasse 45 geschlossen, d. h. in waagerechter Stellung ange ordnet. Die in dem Koksofen 40 vorhandenen Rohgase gelangen über den Gassammelraum 41 Steigrohr 51 und den Steigrohrkrümmer 49 über die geöffnete Schwenktasse 44 in die Vorlage 42. Gleichzeitig ist die Schwenktasse 45 in waagerechter Stellung. Damit ist der Koks ofen 40 durch die Tauchung in der Schwenktasse 45 von der Vorlage 43 getrennt. Beide Vorlagenberieselungen 47 und 48 sind gleichzei tig in Betrieb.

Ändert sich im Laufe der Abgarung die Rohgaszusammensetzung, so kann ab einer gewünschten Rohgasqualität die Vorlage 42 durch Dre hung der Schwenktasse 44 in die Waagerechte getrennt und die Vor lage 43 durch Drehung der Schwenktasse 45 angeschlossen werden.

Werden beide Schwenktassen 44 und 45 in die waagerechte Stellung gebracht, so kann durch Erhöhung bzw. Erniedrigung der Tauchung aufgrund der Erniedrigung bzw. Erhöhung des Wasserzulaufes eine Regelung erfolgen. Infolge des Druckanstieges durch Erhöhung der Tauchung, z. B. in der Schwenktasse 44 der Vorlage 42, wird das Rohgas durch die Vorlage 43 mit geringerer Tauchung in der Schwenktasse 45 abgesaugt.

Dabei kann das sogenannte Ab- bzw. Anhängen der beiden Vorlagen 42 und 43 in Abhängigkeit von der Rohgaszusammensetzung, dem Kammer druck und der entwickelten Rohgasmenge oder in Abhängigkeit von der Garungszeit erfolgen. Der Wasserstand in den Schwenktassen 44 und 45 kann - wie vorher beschrieben - auf die gewünschte Tau chungshöhe eingestellt werden und so der Kammerdruck auf einen ge wünschten Wert gehalten werden. Durch genügenden Unterdruck in der beim Füllvorgang angehangenen Vorlage kann auf eine bisher not wendige Zusatzabsaugung der Füllgase mit Preßwasser oder ein Über leitrohr verzichtet werden.

Die Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Schwenktasse. Aus der Figur geht hervor, daß eine Schwenktasse 60 mit einem Trichterboden 61 ausgeführt wird. Der Trichterboden 61 ist mit Ausflußöffnungen 62 und 63 versehen. Die Ausflußöffnungen 62 und 63 sind in unterschiedlichen Höhen ange bracht. Aus der unteren Ausflußöffnungen 62 laufen die schweren Kondensatanteile und Wasser, aus den oberen Ausflußöffnungen 63 die leichteren Kondensatanteile und Wasser.

Mit der Schwenktasse 60 können somit schwere Kondensatanteile kon tinuierlich der Ausflußöffnung 62 zugeführt werden. Durch den Was serablauf 63 kann der Wasserspiegel in der Schwenktasse 60 auf ei ner definierten Höhe gehalten werden.

In der Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Schwenktasse dargestellt. Eine Schwenktasse 70 weist eine Ausflußöffnung 71 auf. Wird die Schwenktasse 70, z. B. für den Füllvorgang, nach unten geschwenkt, wird die Ausflußöffnung 71 automatisch durch einen Reinigungsdorn 72 von eventuell anhaften den Ablagerungen befreit.

Selbstverständlich können bei dieser Ausführungsform auch mehrere Ausflußöffnungen und dementsprechend mehrere Reinigungsdorne vor gesehen werden.

In der Fig. 8 sind verschiedene Möglichkeiten der Gestaltung der Steigrohrkrümmerverlängerung, die als Tauchrohr 13 fungiert, dar gestellt. Bei diesen Ausführungsformen wird die Kante des Tauch rohrs 13 derart verändert, daß eine vollständig zum Wasserspiegel des Druckregelungswassers parallele Kante [Fig. 8 (a)] wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform nicht mehr vorhanden ist. In Versuchen hat sich herausgestellt, daß eine zum Wasserspiegel parallele Kante zu einem Überschwingen der Druckregelung und zu einer Pulsation der Tauchung führt.

Wird die Kante, wie in der Fig. 8 (b-g) dargestellt, ausge führt, so wird eine schlagartige völlige Abtauchung verhindert, wenn der ansteigende Wasserspiegel die Kante erreicht. Ein Über schwingen der Druckregelung wird vermieden.

In der Fig. 9 ist eine Ausführung der erfindungsgemäßen Was sertauchung dargestellt, bei der die erfindungsgemäße Schwenktasse vollständig entfällt. Die Wassertauchung wird durch einen U-förmig verlängerten Steigrohrkrümmer erreicht. Die U-förmige Steigrohr krümmerverlängerung 90 ist mit einer Auslauföffnung 91 für Konden sat und Wasser versehen. Das Rohgas gelangt über den Steigrohr krümmer und die Steigrohrkrümmerverlängerung 90 in die Vorlage 95. Sinkt der Kammerdruck, so kann durch vermehrte Wasserzugabe über die Steigrohrberieselung die zulaufende Wassermenge vergrößert werden und damit der Wasserspiegel in der Steigrohrkrümmerverlän gerung 90 angehoben und der freie Gasaustrittsquerschnitt ver kleinert werden. Diese Querschnittsverringerung kann bis zum völ ligen Verschluß des U-Rohrquerschnitts bis zu der Überlaufkante 94 gesteigert werden. Durch diese Vorrichtung ist die erfin dungsgemäße Regelung des Gasdruckes ohne Schwenktasse möglich.

In der Fig. 10 ist eine weitere Möglichkeit der erfindungsgemäßen Kammerdruckreglung dargestellt. Unter einer Steig rohrkrümmerverlängerung 101 ist ein in vertikaler Richtung beweg bares Rohr 102 angeordnet, das über eine Tauchung 103 gegenüber der Steigrohrkrümmerverlängerung 101 abgedichtet ist. Das Rohr 102 ist mit einer Kante 104 entsprechend den Ausführungsformen der Fig. 8 ausgeführt. Diese Kante 104 taucht in den Vorlagensumpf 105. Die erfindungsgemäße Kammerdruckregelung erfolgt durch unter schiedliche Tauchung des Rohrs 102 in den Vorlagensumpf 105. Dabei kann das Rohr 102 jede Position zwischen "nicht eingetaucht" und "vollständig eingetaucht" einnehmen. Die Kammerdruckregelung er folgt somit über eine Hubsteuerung des Rohres 102.

Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, daß ein völlig freier und gleichbleibender Rohrquerschnitt für Kondensat und Rohgas vorhan den ist. Damit ergeben sich keinerlei Verstopfungsprobleme beim Kondensatablauf. Der Wasserstand ist gleichbleibend unabhängig von irgendeiner Regelung des Wasserzulaufs. Es sind keine verschleißenden Dichtungselemente vorhanden. Die Dichtung zwischen Steigrohrkrümmerverlängerung 101 und Rohr 102 erfolgt über eine verschleißfrei arbeitende Wassertauchung. Aufgrund der Konstruk tion der Wassertauchung können keine festen oder abbröckelnden Kondensatteile aus der Steigrohrkrümmerverlängerung in die Tau chung gelangen. Die Hubeinrichtung für das Rohr 102 kann seitlich, oberhalb oder unterhalb des Rohres 102 angeordnet sein.

In der Fig. 11 ist eine spezielle Ausführungsform der Was serregelung für die erfindungsgemäße Wassertauchung dargestellt. Eine Vorlage 110 mit einer Steigrohrkrümmerverlängerung 111 und einer Schwenktasse 112 wird über eine Leitung 113 und 114 mit Be rieselungswasser versorgt. Dieses Berieselungswasser kann, wie schon beschrieben, für die erfindungsgemäßen Wassertauchung einge setzt werden. Der Wasseranteil, der zu dem jeweiligen Zeitpunkt zur Tauchung nicht benötigt wird, wird über eine Leitung 115 di rekt in die Vorlage geleitet. Hierdurch wird sichergestellt, daß immer die gesamte gelieferte Wassermenge ohne Abdrosselung in die Vorlage gelangt und somit jederzeit die notwendige Wassermenge zum Kondensattransport in dem Vorlagensumpf zur Verfügung steht. Die Verteilung der Wasserströme erfolgt mit einer Regelungseinrichtung 117 und ist beliebig. Es muß nur gewährleistet sein, daß eine Min destmenge als Berieselungswasser für die Rohgaskühlung zur Verfü gung steht. Diese Mindestwassermenge führt zu keinem Regelungsef fekt im Hinblick auf die Wassertauchung.

Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, daß keine Pump energie zu Regelungszwecken abgedrosselt wird. Die Pumpen für die Wasserzufuhr laufen immer unter gleicher Belastung. Eventuelle Un dichtigkeiten innerhalb der Absperrhähne sind unproblematisch und die Dichtelemente der Absperrhähne unterliegen einem geringeren Druck, da die Wasserzufuhr nicht gedrosselt werden muß.

In der Fig. 12 ist der Kammerdruck P in Abhängigkeit von der Ga rungszeit t dargestellt. Kurve 120 zeigt den Verlauf des Kammer drucks über die Garungszeit gemäß dem Stand der Technik. In der Kurve 121 ist ein veränderter Verlauf des Kammerdrucks über die Garungszeit dargestellt. Dieser Verlauf wird durch die erfindungs gemäße Wassertauchung ermöglicht, wenn die Vorlage nicht, wie bis her im Kokereibetrieb zwingend erforderlich, im Überdruck- sondern im Unterdruckbereich betrieben wird. Bei dieser Verfahrensweise wird der Kammerdruck so weit verändert, daß der Druck konstant in Höhe des gewünschten Kammermindestdrucks liegt. Dieser Mindest druck ist so zu bemessen, daß keine Umgebungsluft gegen Garungs ende in den Ofen gelangt.

Durch diese Verfahrensänderung (Vorlage im Saugungsbereich) werden die Emissionen aus allen Ofenleckagen gegenüber der herkömmlichen Verfahrensweise (Vorlage im Überdruck) erheblich verringert.

Durch die Absenkung des Kammerdrucks auf einen von Garungsbeginn bis Garungsende gleichbleibenden Mindestdruck wird der bisher deutlich darüberliegende Differenzdruck zwischen dem jeweiligen Druck inner- und außerhalb der Kammer abgebaut. Damit fällt die Ursache für die auftretenden Koksofenemissionen weg, obwohl die Anzahl und Größe der Leckagestellen gleichbleibt. Es wird ohne weitere Abdichtungsmaßnahmen ein Emissionsverhalten des Koksofens über die gesamte Garungszeit erreicht, wie sie bisher nur gegen Garungsende aufgrund der fortschreitenden Verkokung und der damit verbundenen geringeren Gasentwicklung und Druckabnahme vorlag.

Bei Betrieb mit erfindungsgemäßer Schwenktasse ist bei dieser Ver fahrensführung die Schwenktasse stets in waagerechter Stellung. Lediglich während des Füllvorgangs wird die Schwenktasse in die vertikale Richtung geschwenkt.

Bezugszeichenliste

  1 Schwenktasse
  2 Achse
  3 Spalt
  4 Tauchungsrohr
  5 Tassenrand
  6 Schwenktasse
  7 Ablaufspalt
  8 Boden
  9 Stege
10 Platte
11 Achse
12 Anschlag
13 Tauchrohr
14 Wasserstand
15 Druckmeßstelle
16 Druckwandler
17 Regler
18 Stellantrieb
21 Vorlage
22 Steigrohrkrümmer
23 Steigrohr
24 Ofenkammer
25 Druckmeßstelle
26 Druckmeßstelle
27 Druckmeßstelle
28 Druckmeßstelle
29 Druckwandler
30 Druckwandler
31 Rechner
32 Ventil
33 Kohlewasserleitung
35 Regler
36 Stellantrieb
37 Gestänge
40 Koksofen
41 Gassammelraum
42 Vorlage
43 Vorlage
44 Schwenktasse
45 Schwenktasse
47 Vorlagenberieselung
48 Vorlagenberieselung
49 Steigrohrkrümmer
50 Steigrohrkrümmer
51 Steigrohr
52 Steigrohr
60 Schwenktasse
61 Trichterboden
62 untere Ausflußöffnung
63 obere Ausflußöffnung
70 Schwenktasse
71 Ausflußöffnung
72 Reinigungsdorn
90 Steigrohrkrümmerverlängerung in U-Form
91 Auslauföffnung
94 Überlaufkante
95 Vorlage
101 Steigrohrkrümmerverlängerung
102 Rohr
103 Tauchung
104 Kante
105 Vorlagensumpf
110 Vorlage
111 Steigrohrkrümmerverlängerung
112 Schwenktasse
113 Leitung
114 Leitung
115 Leitung
117 Regelungseinrichtung
120 Kurve
121 Kurve

Claims

1. Verfahren zur Regelung des Gasdruckes einer Koksofenkam mer, bei dem die in den Steigrohrkrümmern angeordneten schwenkbaren tassenförmigen Verschlußklappen als Dros selorgane entsprechend dem Druckverlauf bei der Gasbil dung der zu verkokenden Kohle betätigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselung für jeden einzelnen Ofen mit einer durch Veränderung der Wasserzugabe re gelbaren Wassertauchung und die Regelung in Abhängigkeit von den tatsächlichen Druckverhältnissen in der Koks ofenkammer erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Gasdruckes im Bereich der maximalen Höhe der Wassertauchung erfolgt und so die Verweilzeit des Rohgases in der Koksofenkammer verlängert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Gasdruckes im Bereich der minimalen Höhe der Wassertauchung erfolgt und so die Verweilzeit des Rohgases in der Koksofenkammer verkürzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die regelbare Wassertauchung bei Koksöfen mit Doppel- Vorlagenbetrieb eingesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Koksofenkammer so geregelt wird, daß der Druck konstant in Höhe des an sich bekannten Kammer mindestdruckes liegt.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß das Drosselorgan aus einer Schwenktasse (1), die einen Spalt (3) aufweist, besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (8) der Schwenktasse (1) als Kegel ausgebildet ist und Ablaufspalte (7), die durch Stege (9) unterbro chen sind, aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte (10), mit einer Achse (11), mit einem ver stellbaren Anschlag (12) unter einem Tauchrohr (13) schwenkbar angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwenktasse (60) mit einem Trichterboden (61) mit Ausflußöffnungen (62) und (63) ausgeführt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwenktasse (70) mit einer Ausflußöffnung (71) derart ausgebildet ist, daß ein Reinigungsdorn (72) bei der Schwenkung nach unten eingeführt werden kann.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante des Tauchrohres (13) schräg ausgeführt oder mit Aussparungen bzw. Öffnungen versehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steigrohrkrümmer mit einer Steigrohrkrümmerverlänge rung (90) mit Auslauföffnung (91) ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß unter einer Steigrohrkrümmerverlängerung (101) ein in vertikaler Richtung bewegbares Rohr (102), das über eine Tauchung (103) gegenüber der Steigrohrkrümmerverlängerung (101) abgedichtet ist, angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorlage (110) mit einer Steigrohrkrümmerverlänge rung (111) und einer Schwenktasse (112) mit Leitungen (113, 114 und 115) und einer Regelungseinrichtung (117) für die Wasserzufuhr ausgebildet sind.