DE4433417C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen der beim Füllen von Koksofenbatterien mit Kohle anfallenden Füllgase - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen der beim Füllen von Koksofenbatterien mit Kohle anfallenden Füllgase gemäß den Oberbegriffen der An­ sprüche 1 und 4.

Aus Glückauf 122 (1986), Nr. 5, Seite 367 bis 374 ist es bekannt, die beim Füllen von Koksöfen mit Kohle entstehenden Füllgase durch mittels Druckwassereindüsung oder Dampfinjek­ tion erzeugten Unterdruck über das Steigrohr des zu füllen­ den Ofens sowie über ein mittels des Füllwagens verfahrba­ res, am entgegengesetzten Kammerende an sogenannte Mini­ steigrohre andockbares Überleitrohr (auch jumper pipe ge­ nannt) durch den Gassammelraum einer Nachbarkammer, in der zu diesem Zeitpunkt relativ wenig Gas entbunden wird und über deren Steigrohr in die Vorlage einzuleiten.

Bei diesem Verfahren werden die Gase horizontal durch die Koksofenkammer zum Steigrohr geführt. Dadurch kommt es vor allem zum Ende der Füllphase und beim Planieren der Kohle zu Querschnittsverengungen für den Gasfluß und damit zu erhöh­ ten Füllgas-Drücken im Gassammelraum (Raum oberhalb der Kohle und der Kammerdecke).

Dadurch entstehen Gasdrücke innerhalb der Ofenkammer und an den Füllöchern, die zu mehr- oder minderstarken Füllgas-Emis­ sionen führen können, die hauptsächlich an den Füllö­ chern zwischen Füllochrahmen und sogenannten Füllteleskopen auftreten.

Um trotz der gegebenen Verhältnisse ein emissionsfreies oder möglichst emissionsarmes Füllen zu erreichen, ist es erfor­ derlich, die Absaugung über das Steigrohr mit entsprechend hohem Unterdruck zu betreiben. Das wiederum hat aber zur Folge, das größere Mengen von Kohlepartikel mit in die Vor­ lage gerissen werden und den Reinheitsgrad des Teeres beein­ trächtigen.

Da je ein Ministeigrohr für jede Kammer an der dem Haupt­ steigrohr entgegengesetzten Kammerseite benötigt wird, ist der Investitions-Aufwand für dieses Verfahren relativ hoch; insbesondere ist eine entsprechende Nachrüstung einer Koks­ ofenbatterie allenfalls nach Stillegung der betroffenen Ofenkammern möglich. Jedes Ministeigrohr ist mit einem Deckel versehen. Die Abdichtung erfolgt üblicherweise durch ein Wasserbad. Außer den Investitionskosten für diese zusätzli­ chen Steigrohre muß ein erheblicher Aufwand für die Reini­ gung und Wartung betrieben werden, da es beim Überleiten des Gasstromes zu Verschmutzungen des Wasserbades kommt und die Deckel gereinigt werden müssen.

Ein ähnliches, gattungsgemäßes System ist aus der US 4,004,702 bekannt, bei dem der Füllgasstrom durch eine Ein­ schnürung am Füllteleskop reduziert und in der Koksofenkam­ mer besser verteilt werden soll - unter Inkaufnahme einer längeren Kokseinfülldauer. Hier kann eine Überleiteinrich­ tung mit einem jumper pipe zur ergänzenden Füllgasverteilung verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mit denen ein emissionsfreies oder zumindest mög­ lichst emissionsarmes Füllen von Kohle mit vergleichsweise geringem technischem Aufwand und minimalen Betriebskosten ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst, vorzugsweise wird nur eine einzige Gassammelleitung verwendet, die vorzugsweise an alle ver­ bleibenden Füllöcher der zu befüllenden Koksofenkammer ange­ schlossen ist und nur mit einem einzigen Füllgasüberlei­ tungsteleskop mit einem einzigen Fülloch einer benachbarten Ofenkammer verbunden wird. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine "benachbarte" Ofenkammer ist - im Sinne der Erfindung - eine solche, bei der die in ihrem Gassammelraum abzufüh­ rende Gasmenge so klein ist, daß auch die dorthin übergelei­ teten Füllgasmengen noch mit abgeführt werden können; es muß sich also nicht um eine unmittelbar benachbarte Ofenkammer, sondern kann sich z. B. auch um eine über- oder drittnächste Ofenkammer handeln.

Gemäß der Erfindung wird ein Teil der Füllgase, wie aus dem Stand der Technik bekannt, in horizontaler Richtung zum Steigrohr der gerade zu befüllenden Ofenkammer gesaugt und von da in die Vorlage geleitet. Zusätzlich werden aus der Ofenkammer in vertikaler Richtung über mehrere, vorzugsweise über alle Füllöcher, d. h. über die Kammerlänge verteilt, mittels eines speziellen Überleitungssystems Füllgase in eine benachbarte Ofenkammer und von da ebenfalls in die Vorlage geleitet. Da das Füllgas an verschiedenen Stellen über die gesamte Länge des Ofens verteilt abgesaugt wird, können keine hohen Füllgasdrücke, die Emissionen zur Folge haben, mehr entstehen.

Die Füllgasmenge steigt während der Füllzeit (üblicherweise zwischen 50 und 120 Sekunden - je nach Füllsystem und Kohle­ menge -) kontinuierlich an. Entsprechend diesem Anstieg erhöht sich auch der Druck und die Temperatur an den Füll­ teleskopen. Um dem Rechnung zu tragen wird gemäß einer Wei­ terbildung der Erfindung die Absaugeleistung über die Er­ fassung des anstehenden Druckes und/oder der Temperatur an den Füllteleskopen der entstehenden Füllgasmenge angepaßt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich das Absaugevolumen über den Zeitablauf während der Füllzeit zu steuern.

Das erfindungsgemäße Überleitsystem ist vollständig auf dem Füllwagen angeordnet und besteht aus folgenden Komponenten:

• - Füllteleskopen mit Ringspaltkammern zur senkrech­ ten Füllgasableitung aus den Ofenkammern;
• - einer, vorzugsweise einzigen, an die Ringspaltkam­ mer angeschlossenen Füllgassammelleitung;
• - einer, vorzugsweise einzigen, mit der Füllgassam­ melleitung fluidisch verbundenen Füllgasfördervor­ richtung, vorzugsweise einem Gebläse, wie einem Heißgasventilator mit vorzugsweise regelbarem Vo­ lumendurchsatz sowie
• - einem, vorzugsweise einzigen Füllgasüberleittele­ skop zum fluidischen Verbinden der Füllgassammel­ leitung mit einem, vorzugsweise einzigen Fülloch einer der zu befüllenden Ofenkammer benachbarten Ofenkammer.

Vorteilhafterweise sind ferner vorgesehen:

• - mindestens ein Massekühler zur Füllgastemperatur­ reduzierung der überzuleitenden Füllgase;
• - Absperrklappen im Rohrleitungssystem zwischen den Füllteleskopen und dem Überleitteleskop;
• - Temperatur- und/oder Drucksonden für die Gebläse­ steuerung oder Regelung.

Der Ofendeckel des Fülloches der benachbarten Ofenkammer, durch das der betreffende Teil der Füllgase in den Gassam­ melraum der benachbarten Ofenkammer übergeleitet wird, wird mit einem in dem Überleitteleskop eingebauten Elektromagne­ ten oder mittels einer Einrichtung außerhalb desselben abge­ hoben und nach Beendigung des Überleitvorganges wieder auf­ gelegt. Das für das Füllgasüberleiten zu verwendende Fülloch einer benachbarten Ofenkammer kann den Platzverhältnissen auf dem Füllwagen entsprechend ausgewählt werden. Eine Be­ schränkung der Überleitstelle auf die Koksseite - wie bei den bekannten jumper pipes - entfällt, d. h. daß jedes belie­ bige der z. B. 3 bis 5 Füllöcher einer der benachbarten Ofen­ kammern genutzt werden kann. Bevorzugt liegt die Überleit­ stelle nahe dem Steigrohr um möglichst geringe Druckverluste zu erzielen.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das erfindungsgemäße Füllgasüberleitteleskop eine relativ ein­ fach aufgebaute Vorrichtung sein kann, bei der lediglich sichergestellt ist, daß eine hinreichend gasdichte Verbin­ dung zwischen der vorzugsweise einzigen Füllgassammelleitung und dem vorzugsweise einzigen (Kohle)fülloch der "benachbarten" Ofenkammer herstellbar ist. Dichtigkeits- und Hand­ lingsprobleme, wie sie an den bekannten "jumper pipes" und besonders gravierend bei der Überbrückung von mehreren Ofen­ kammern auftreten, weil zwei gasdichte Rohrverbindungen gleichzeitig hergestellt werden müssen, treten bei den er­ findungsgemäßen Füllgasüberleitteleskopen nicht auf.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt in perspektivischer ausschnittsweisen Darstel­ lung schematisch eine Koksofenbatterie mit Füllgasabsaugung;

Fig. 2 zeigt eine schematisierte Darstellung eines erfin­ dungsgemäßen Füllgasüberleitteleskopes - zum Teil im Ver­ tikalschnitt.

Aus der Fig. 1 geht hervor, daß eine Koksofenkammer 100 einer Koksofenbatterie 101 mit Kohle 30 mittels eines auf der Koksofendecke auf Schienen 102 verfahrbaren Füllwagens 103 befüllt wird, wobei ein Gassammelraum 31 unter der Koks­ ofendecke 32 verbleibt. Wie durch Pfeile A angedeutet, wird ein Teil der Füllgase über Füllöcher 1, 2, 3 und 4 in an sich bekannte Füllteleskope 5, 6, 7 und 8 mit Ringspaltkammer (siehe Detailzeichnung Fig. 1a) gesaugt. Aus Gründen der Übersicht­ lichkeit ist nur das Füllteleskop 5 und 8 schematisch darge­ stellt. Durch die Ringspaltkammern werden die Füllgase über Rohrleitungen mit Absperrklappen 12, 13, 14 und 15 in eine Gassammelleitung 9, 10, 11, 17 und 20 geführt. Die Füllgase werden in einem sogenannten Massekühler 16 im Bedarfsfalle abgekühlt. Hinter dem Massekühler 16 ist ein Heißgasventi­ lator 18 mit regelbarem Antrieb 19 angeordnet. Die Füllgase werden anschließend über die Leitung 20 und ein Füllgasüber­ leitteleskop 21, einem Fülloch 22 eines Nachbarofens (Fig. 2) zugeführt und, wie durch Pfeile C angedeutet, über ein Steigrohr 23 in die Vorlage 24 der Koksofenbatterie gesaugt.

Der andere Teil der Füllgase wird, wie durch Pfeile B an­ gedeutet, über ein Steigrohr 25 in die Vorlage 24 gesaugt.

Durch die erfindungsgemäße Aufteilung der Füllgasabsaugung kann die Druckwassereindüsung bzw. die Dampfinjektion in den Steigrohren reduziert werden, wodurch Energie gespart und der Austrag von Kohlepartikeln reduziert wird.

In Fig. 1a ist in einer Ausschnittsvergrößerung das Füllte­ leskop 5 mit Ringspaltkammer beispielhaft dargestellt. Die rechte Hälfte der Figur zeigt das Füllteleskop in abgesenk­ ter und die linke Hälfte in angehobener Stellung. Das Füll­ teleskop 5 besteht aus einer flexiblen Abdichtung 5A, zwei Teleskoprohren 5B und 5C und einem auf die Mündung des Fül­ loches 1 gasdicht aufsetzbaren Dichtring 5D für den Fülloch­ rahmen an der Ofendecke 32. In den Teleskoprohren 5B und 5C sind Teleskoprohre 5E und 5F so angeordnet, daß eine nach unten offene Ringspaltkammer R zwischen den Teleskoprohren 5B, 5C einerseits und 5E, 5F andererseits entsteht, an der eine Rohrleitung 5G angeschlossen ist, die mit der Gassam­ melleitung 9 verbunden ist. Durch eine Kohlezuführein­ richtung 5H wird Kohle über die Teleskoprohre 5F und 5E in die Koksofenkammer 100 gefüllt (Pfeile D). Die Füllgase werden, wie durch Pfeile E angedeutet, über die Ringspalt­ kammer R und die Rohrleitung 5G in die Gassammelleitung gesaugt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besteht ein an eine einzige je Füllgassammelleitung 20 vorzugsweise starr angekoppeltes Füllgasüberleitungsteleskop 21 aus einer flexiblen Abdich­ tung 21A, zwei Teleskoprohren 21B und 21C und einem auf die Mündung eines Fülloches 22 im wesentlichen gasdicht aufsetz­ baren Dichtring 21D für den Füllochrahmen an der Ofendecke 32. Eine automatisch arbeitende Füllochdeckelabheb- und Füllochdeckelaufsetzvorrichtung ist vorzugsweise im Bereich des Füllgasüberleitteleskopes am Füllwagen 103 vorgesehen, in der Fig. 2 aber nicht eigens dargestellt, da an sich be­ kannt.

Bezugszeichenliste

1 Fülloch
2 Fülloch
3 Fülloch
4 Fülloch
5 Füllteleskop
5A flexible Abdichtung
5B Teleskoprohr
5C Teleskoprohr
5D Dichtring
5E Teleskoprohr
5F Teleskoprohr
5G Rohrleitung
6 Füllteleskop
7 Füllteleskop
8 Füllteleskop
9 Rohrleitung
10 Rohrleitung
11 Rohrleitung
12 Absperrklappen
13 Absperrklappen
14 Absperrklappen
15 Absperrklappen
16 Massekühler
17 Rohrleitung
18 Heißgasventilator
19 regelbarer Antrieb
20 Rohrleitung
21 Überleitteleskop
21A flexible Abdichtung
21B Teleskoprohr
21C Teleskoprohr
21D Dichtring
22 Fülloch
23 Steigrohr
24 Vorlage
25 Steigrohr
30 Kohle
31 Gassammelraum
32 Koksofendecke
100 Koksofenkammer
101 Koksofenbatterie
102 Schienen
103 Füllwagen
A Pfeile
B Pfeile
C Pfeile
D Pfeile
E Pfeile
R Ringspaltkammer

Claims (6)

1. Verfahren zum Entfernen der unter Verwendung eines Füllwagens beim Füllen einer Koksofenbatterie mit Kohle anfallenden Füllgase durch Absaugen, bei dem die Füll­ gase sowohl über das Steigrohr der zu füllenden Ofen­ kammer als auch über ein mit dem Füllwagen verfahrbares Überleitrohr durch den Gassammelraum einer benachbarten Ofenkammer und über deren Steigrohr in die Vorlage der Koksofenbatterie geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Füllgase über mehrere oder über alle Füllöcher der zu befüllenden Koksofenkammer mit Hilfe von an sich bekannten Füllteleskopen mit Füllgas-Überführungskammern, wie Ringspaltkammern, abgesaugt wird, mittels einer oder mittels mehrerer Gassammelleitung/en gesammelt wird und mittels eines oder mittels mehrerer Füllgasüberleitte­ leskope/s über ein Fülloch oder über mehrere Füllöcher einer benachbarten Ofenkammer in deren Gassammelraum und über dessen Steigrohr in die Vorlage der Koksofen­ batterie geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die Erfassung des anstehenden Druckes und/oder der Temperatur an den Füllteleskopen und/oder in der Gas­ sammelleitung die Absaugeleistung geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeleistung entsprechend dem Zeitablauf während der Füllzeit gesteuert wird.

4. Vorrichtung zum Entfernen der unter Verwendung eines Füllwagens beim Füllen einer Koksofenbatterie mit Kohle anfallenden Füllgase durch Absaugen, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer auf einem Füllwagen angeordneten Über­ leiteinrichtung, die mit einer benachbarten Ofenkammer verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß für mehrere oder für alle Füllöcher der zu befüllenden Koksofenkammer an sich bekannte Füllteleskope (5, 6, 7 und 8) mit Füllgas-Überführungskammern, wie Ringspaltkammern vorgesehen sind, daß die Füllgas-Überführungskammern, wie Ringspaltkammern, über eine einzige oder über mehrere Füllgassammelleitung/en mit einem einzigen oder mit mehreren Überleitteleskop/en (21) verbunden ist/sind und daß das einzige oder die mehreren Überleitteleskop/e in einer ein fluidisches Verbinden des/der Überleitteleskope/s mit einem einzigen oder mit mehreren Fülloch/Füllöchern benachbarter Ofenkammern gestattenden Position am Füllwagen angeordnet ist/sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Füllgassammelleitung ein einziger/s oder mehrere Heißgasventilator/en oder -gebläse (17) mit regelbarem Förderstrom (19) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an mehreren oder allen Füllteleskopen (5, 6, 7 und 8) und/oder in der Gassammelleitung Temperatur- und/oder Drucksonden für die Steuerung des Heißgasventila­ tors oder -gebläses vorgesehen sind.