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Regenerativretortenofenbatterie. Die Erfindung bezieht sich auf Verbund-Regenerativkoksofenbatterien
mit von senkrechten Heizzügen durchsetzten Heizwänden und mit diesen abwechselnden
stehenden Kammern oder Retorten sowie mit Gruppen von umschaltbaren Regeneratoren,
die längs der Retorten und Heizwände angeordnet sind und sowohl mit den oberen als
mit den unteren Teilen der Heizzüge in Verbindung stehen.
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Die Erfindung ist insbesondere anwendbar für Öfen zum Destillieren
und Verkoken von kohlenstoffhaltigen Stoffen; die Vorzüge der Vorrichtung nach der
Erfindung ergeben sich besonders bei Ofenbatterien mit hohen, schmalen stehenden
Retorten, die am oberen Ende beschickt und am Fuß entleert werden.
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Hauptzweck der Erfindung ist, die langen senkrechten Gasströmungskanäle
an den Seiten der Regeneratoren zu beseitigen, GasstrÖmungskanäle, die bisher bei
Öfen der angegebenen Art benutzt wurden, zum Zwecke, die gesamten gasförmigen Heizmittel
aus den Regeneratoren aufzunehmen, welche die aufwärts brennenden Heizzüge in den
Heizwänden speisen.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Regeneratoren einer Gruppe mit
den unteren Teilen der Heizzüge der Heizwände durch Zuführungskanäle verbunden sind,
welche mit den Heizzügen abwechseln, während die Regeneratoren einer anderen Gruppe
mit den oberen Teilen der Heizzüge durch direkte Zugverbindungen verbunden sind.
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In den beiliegenden Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Erfindung
beispielsweise dargestellt.
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Abb. i ist ein zusammengesetzter senkrechter Schnitt durch einen Ofen
mit stehenden Retorten nach der Erfindung; der Schnitt ist nach den verschiedenen
senkrechten Ebenen genommen, die durch die Linien A-A von Abb. 3 gegeben sind. Abb.
2 ist ein senkrechter Schnitt durch den Retortenofen, der nach den verschiedenen
senkrechten Ebenen genommen ist, welche durch die Linien G-G, H-H und L-L von Abb.
i angedeutet sind.
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Abb. 3 ist ein zusammengesetzter wagerechter Schnitt bzw. eine Ansicht
gemäß den verschiedenen wagerechten Ebenen, die durch die Linien B-B, C-C, D-D und
E-E von Abb. i angegeben sind.
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In den Zeichnungen ist als Beispiel ein Ofen mit stehenden Retorten
zur Gewinnung von Hüttenkoks unter Benutzung eines von außen kommenden Gases, wie
Generatorgas oder Hochofengas, als Heizstoff gewählt.
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Die Ofenbatterie besitzt eine Reihe von stehenden, in ihrer Längsrichtung
ausgedehnten Retorten oder Kokskammern i i und von dazwischenliegenden Heizwänden
i2, die sich alle zu einer verhältnismäßig großen Höhe im Vergleich zu ihrem Durchmesser
und den anderen O_uerschnittsdimensionen der Retortenbatterien erstrecken. Die Reihe
der Retorten und Heizwände ist längs einer Seite der Ofenbatterie angeordnet, während
die Regeneratoren 38 seich längs der anderen Seite der Batterien erstrecken. Die
Heizwände 12 bilden die Seitenwände der entsprechenden Retorten i i, wie insbesondere
in den Abb. 2 und 3 ersichtlich ist, und die oberen Enden der entsprechenden Retorten
ebenso wie die der Heizwände sind durch seitliche feuerfeste Wände 15 verstärkt.
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Die zu verkokende Kohle wird dem oberen Ende derRetorte i i zugeführt,
und der fertige Koks wird durch Öffnungen am Fuß der Retorten abgezogen. Wegen der
verhältnismäßig großen Höhe der Retorten wird die Retortenbatterie vorzugsweise
kontinuierlich betrieben.
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Jede Heizwand 12 besteht aus einer Mehrzahl vön senkrechten Heiz-
oder Verbrennungszügen 37, die in bezug auf ihre Arbeitsweise
zu
einzelnen Gruppen in den betreffenden Heizwänden zusammengefaßt sind, d. h. alle
Heizzüge jeder Heizwand arbeiten gleichzeitig mit Zug in derselben Richtung; es
geht der Zug in derselben Richtung während einer bestimmten Umschaltungsperiode
durch das gesamte System der Heizzüge der Ofenbatterie, wie später ersichtlich.
Die Regeneratoren 38 sind auf der den Retorten i i abgekehrten Seite der Ofenbatterie
angeordnet und von den Retorten i i und den Heizwänden 12 durch die ?Mittelwand
16 getrennt. Wie in Abb. 3 zu ersehen, sind die Regeneratoren in einzelnen Reihen
längs einer Seite der Ofenbatterie angeordnet, wobei die senkrechten Hauptebenen
der Regeneratoren parallel zu den senkrechten Hauptebenen der Retorten und der Heizwände
verlaufen. In bezug auf die Arbeitsweise sind die Reihen von Regeneratoren 38 in
zwei Gruppen R und S eingeteilt, die je aus einem Paar von Regeneratoreri bestehen;
die Gruppe R wechselt mit der Gruppe S ab. Wenn die Regeneratoren der Gruppe R mit
Einströmung gehen, arbeiten die Regeneratoren der Gruppe S mit Ausströmung. Bei
der Umschaltung der Batterie am Ende jeder Arbeitsperiode werden die Einströmungsregeneratoren
zu Ausströmungsregeneratoren und umgekehrt.
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Jeder Regenerator 38 besteht vorzugsweise aus einer hohen, schmalen
aufrecht stehenden Kammer, die mit Ziegeln oder Würfelwerk ausgesetzt ist, und besitzt
einen Bodenkanal 44 der unterhalb des Würfelwerks liegt und in dieses sich öffnet.
Sowohl die Gruppen R wie die Gruppen S der Regeneratoren sind so mit entsprechenden
Zügen verbunden, daß die Einströmung immer in Aufwärtsrichtung durch die Regeneratoren
erfolgt, während die Ausströmung immer abwärts geht.
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Die Regeneratoren der Gruppen R liefern bei der Einströmung Luft und
Brennstoffgas zu den Heizzügen (Flammzügen) während der Periode, wo die letzteren
mit Abwärtsverbrennung arbeiten; diese Regeneratoren R nehmen die Verbrennungsgase
aus den Heizzügen (Flammzügen) nach der Umschaltung auf, d. h. während der Periode,
in welcher die Heizzüge mit Aufwärtsverbrennung gehen. Entsprechend arbeiten die
Regeneratoren der Gruppen S mit Einströmung, wenn die Heizzüge mitAufwärtsverbrennung
gehen, und mit Ausströmung, wenn die Heizzüge abwärts brennen. Diese Betriebsweise
macht es erforderlich, daß die Regeneratoren R mit den oberen Teilen der Heizzüge
37 und die Regeneratoren S mit den unteren Teilen der Heizzüge verbunden sind. Auf
diese Verbindung wird gemäß der Erfindung besonderer Wert gelegt.
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Die Regeneratoren der Gruppen R und S bestehen aus Luftregeneratoren
A und Gasregeneratoren P, wenn sie mit Einströmung gehen, aber beide Regeneratoren
jeder Gruppe arbeiten als Abgasregeneratoren W bei der Ausströmung. Die Regeneratoren
R arbeiten mit Einströmung, während zu derselben Zeit die Regeneratoren S mit Ausströmung
gehen. Die Regeneratoren A der Gruppen R führen an ihren oberen Enden zu Zügen
53, die mit den oberen wagerechten Zügen-55 eines Paares benachbarter Heizwände
verbunden sind. Diese wagerechten Züge 55 stehen unmittelbar mit den oberen Enden
der Heizzüge in ihren entsprechenden Heizwänden durch Durchlässe 54 in Verbindung.
So ist jeder Regenerator A der Gruppen R unmittelbar mit den oberen Enden der Heizzüge
37 .eines Paares benachbarter Heizwände verbünden, und alle Heizzüge der Ofenbatterie
sind so mit unmittelbaren Verbindungen mit den Regeneratoren versehen, die Luft
zu den Heizzügen führen, sobald in diesen Heizzügen Abwärtsverbrennung vor sich
geht.
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Die Regeneratoren P der Gruppen R führen an ihren oberen Enden zu
Zügen 63, und jeder Zug 63 steht in Verbindung mit den oberen wagerechten Kanälen
65 eines Paares benachbarter Heizwände. Diese wagerechten Kanäle 65 sind unmittelbar
mit den oberen Teilen der Heizzüge in ihren entsprechenden Heizwänden durch Durchlässe
6:4 verbunden. So steht jeder Regenerator P der Gruppen R unmittelbar mit den oberen
Enden der Heizzüge 37 eines Paares benachbarter. Heizwände in Verbindung, und alle
Heizzüge der Ofenbatterie haben auf diese Weise unmittelbare Verbindungen mit den
Regeneratoren, die Brennstoffgas zu den Heizzügen führen, sobald Abwärtsverbrennung
in den Heizzügen vor sich geht.
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Die verschiedenen Regeneratoren A der Gruppen S führen an ihren oberen-
Enden zu Kanälen 73, welche mit wagerechten Kanälen 74 in Verbindung stehen, die
oberhalb der Heizzüge eines Paares benachbarter Heizwände liegen. Jeder der wagerechten
Zuführungskanäle 74 ist mittels der Kanäle 75 mit senkrechten Luftkanälen 76 verbunden,
welche sich abwärts durch die Heizwand erstrecken und zwischen .einem Paar benachbarter
Heizzüge liegen, mit Ausnahme des Luftkanals, der zwischen dem letzten inneren Heizzug
und dem Regenerator liegt, wie aus Abb, i zu ersehen. Mit Ausnahme des letzterwähnten
Kanals 76 ist jeder der anderen Luftkanäle 76 durch Abzweigungen 77 mit dem untern
Teil des Paares von Heizzügen verbunden, zwischen denen er liegt.
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Der senkrechte Luftkanal zwischen dem letzten inneren Heizzug und
dem Regenerator
ist mit diesem Heizzug durch einen einzelnen Auslaß
78 verbunden. Infolge dieser Bauart ist jeder Regenerator der Gruppen S durch Luftverteilungskanäle
mit den unteren Enden der Heizzüge 37 eines Paares benachbarter Heizwände verbunden,
und alle Heizzüge der Ofenbatteri sind so mit direkten Verbindungen mit den Regeneratoren
ausgestattet, die Luft zu den Heizzügen führen, sobald die Heizzüge mit Aufwärtsverbrennung
gehen.
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Die verschiedenen Regeneratoren P der Gruppen S führen an ihren oberen
Enden zu Kanälen 83, welche mit wagerechten Kanälen 84 in Verbindung stehen, die
oberhalb der Heizzüge eines Paares benachbarter Heizwände liegen. jeder wagerechte
Zuführungskanal 84 ist mittels der Kanäle 85 mit senkrechten Brennstoffgaskanälen
86 verbunden, welche mit den senkrechten Luftkanälen 76 abwechseln, wie in Abb.
z ersichtlich. Mit der Ausnahme desjenigen Kanals 86, der unmittelbar an der Seitenwand
12 liegt, ist jeder Brennstoffgaskanal durch. Abzweigungen 87 mit dem unteren. Teil
des Paares der Heizzüge verbunden, zwischen denen er liegt. Der äußerste senkrechte
Brennstoffkanal ist mit dem danebenliegenden Heizzug durch einen einzigen Auslaß
88 verbunden. Es ist also jeder Regenerator P der Gruppen S durch die Brennstoffgasverteilungskanäle
mit den unteren Enden der Heizzüge 37 eines Paares benachbarter Heizwände verbunden,
und alle Heizzüge der Batterie stehen so in direkter Verbindung mit den Regeneratoren,
die Brennstoffgas zu den Heizzügen führen, sobald aufwärts gerichtete Verbrennung
in den Heizzügen vor sich geht.
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Wie in Abb. z gezeigt, erstrecken sich die senkrechten Zuführungskanäle
beider Gruppen 76 und 86 vorzugsweise bis zu dem oberen Teil und dem Fuß des Ofens
und durch diese hindurch; hierdurch werden Schauöffnungen gebildet, welche nach
Bedarf zur Reinigung oder zu anderen Zwecken geöffnet werden können. Gewöhnlich
sind die Schauöffnungen sowohl am oberen Teil wie am Fuß durch Stopfen oder Deckel
geschlossen gehalten. Vorsorge ist getroffen, um die Retortenbatterie auch mit verhältnismäßig
reichem Brennstoffgas, wie Koksofengas, betreiben zu können. Zu diesem Zweck sind
die oberen Teile der einzelnen Heizzüge 37 jeder Heizwand mit Koksofengaszuführungskanälen
89 versehen, und die unteren Teile der Heizzüge sind mit einzelnen Koksofengaskanälen
9o ausgestattet, um dieses Gas während der Aufwär.tsbeheizung der Retorten zuzuführen.
Wenn Koksofengas benutzt wird, werden die Regeneratoren P jeder Gruppe R oder S
benutzt, um Luft durch die verschiedenen vorbeschriebenen Kanäle hinzuzuführen,
anstatt Brennstoffgas, gleichgültig, ob die Verbrennung aufwärts oder abwärts in
den Heizzügen erfolgt. Beim Betrieb der Retortenofenbatterie mit verhältnismäßig
armem und verdünntem Gas, wie gewöhnlichem Erzeugergas, als Brennstoff in den Heizzügen
wird wie folgt verfahren. Angenommen, daß die verschiedenen Regeneratoren der Gruppen
R mit Einströmung gehen, und daß alle Heizzüge der Ofenbatterie mit abwärts gerichteter
Verbrennung arbeiten; es müssen jetzt während dieser Periode die Regeneratoren P
der Gruppen R zum Vorwärmen des Brennstoffgases benutzt werden, welches darauf in
die Heizzüge eingeleitet wird. Die Regeneratoren A der Gruppen R werden benutzt,
um die Luft vorzuwärmen, die zur Unterhaltung der Verbrennung des Gases in den Heizzügen
dient. Es arbeiten alle Regeneratoren der Gruppen S gleichzeitig mit Ausströmung
(als Abgasregeneratoren W), Luft bzw. Brennstoffgas gehen aufwärts: durch die Regeneratoren
A bzw. P
der Gruppen R, dann durch die Kanäle 53 bzw. 63 zu den wagerechten
Kanälen 55 bzw. 65, welche oberhalb der Heizzüge liegen. Aus den wagerechten Kanälen
55 bzw. 65 wird Luft bzw. Brennstoffgas unmittelbar durch die Auslässe 54 bzw. 64
zu den oberen Teilen der Heizzüge geleitet. Das Gasgemisch brennt in den Heizzügen
37 abwärts, die Abgase gehen durch die Kanäle 77 bzw. 78, 87 bzw. 88 in die Kanäle
76 bzw. 86, durch welche die Abgase zu dem oberen Teil des Ofens gehen. Am oberen
Teil der Kanäle 76 und 86 gehen die Gase durch die Kanäle 75 und 85 zu den wagerechten
Kanälen 74 und-84, welche die Abgase zu den Kanälen 73 und 83 bringen. Andererseits
führen die Züge 73 und 83 die Abgase zu den oberen Teilen der Regeneratoren A und
P der Reihe S. Nach dem Abwärtsgang durch die Regeneratoren S strömen die Abgase
schließlich durch die Bodenkanäle 41 zum Fuchs. Da die senkrechten Kanäle 76 und
86 unmittelbar an ihren oberen Enden mit den oberen Teilen der mit Abwärtsströmung
gehenden Abgasregeneratoren verbunden sind, so werden etwaige Wärmeverluste, die
infolge der Gegenstrombewegung zwischen Abgas und abwärts brennender Flamme in den
Heizzügen der Heizwände auftreten können, unmittelbar zu dem Würfelwerk in den Abgasregeneratoren
geleitet, mit dem Ergebnis, daß derartige Wärmemengen wieder der neu eintretenden
Luft bzw. dem Brennstoffgas zugeführt werden, wenn die Regeneratoren S Eins:trömungsregeneratoren
nach der Umschaltung des Ofens werden. Es sind indessen bei dem Ofen nach der Erfindung
unmittelbare
Wärmeverluste von den Flammen iii den abwärts brennenden
Zügen praktisch zu vernachlässigen, da die Abgase aus den "Zügen unmittelbar in
die Kanäle 76 und 86 treten, welche zu dieser Zeit als Kanäle niit Aufwärtsströmung
gehen. Die Abgase selbst haben eine Temperatur, die nur wenig unterhalb derjenigen
der Heizzüge 37 liegt, so daß der Wärmeunterschied zwischen dem Gas in den Heizziigen
und dein Abgas in den Kanälen 76, 86 sehr gering ist. So kann tatsächlich die Wärine
der Gase in den Kanälen 76, 86 die Wärtne in den Heizzügen 37 bei der Destillation
des kohlenstofflialtigeu Guts in der benachbarten Retorte unterstützen. Nach Unischaltung
des Betriebes werden die Heizzüge 37 finit Aufwärtszug betrieben, lind gleichzeitig
werden die Regeneratoren der Gruppen S Einströmungsregeneratoren und die Regeneratoren
der Gruppen R Ausströinungsregeneraturen. Das eintretende Erennstoffgas und die
Luft gehen aufwärts durch die Gruppen S und von dort in die Kanäle 83 und 73 der
Regeneratoren P und A. Von den Kanälen 83 und 73 am oberen Teil der Regeneratoren
gehen Brennstoffgas und Luft in die wagerechten Zuführungskanäle 8d. und 74 und
von dort durch die Zuführungskanäle 85 und 7 5 in die senkrechten Verteilungskanäle
8(3 und 76. Nach (lein Abwärtsgehen durch die Kanäle 86 und 76 gellen Breinistof(-gas
ultc Luft durch die Iiatiäle 87, 88 ulid 77, 75 zu dem unteren Teil der Heizzüge
37, wo die Verbrennung des Breiuistoftgases in der zugeführten Luft vor sich geht.
Die Verbrennungsprodukte der aufwärts brennenden Flammen in den Heizzügen 37 gehen
von dein oberen Teil der Heizzüge durch die Auslässe 54 und C#4. in die wagerechten
Kanäle 55 und 65 und von dort durch die Kanäle 53 und 63 zu den oberen Teilen der
Regeneraturen der Gruppen R. Die Verbrennungsgase gehen abwärts durch die Regeneratoreil
R und von dort hinaus zum Fuchs durch die l',odeulcanäle d.1. Wenn Aufwärtsverbrennung
in den Heizzügen 37 vor sich gellt, wird die etwaige von der Flamme innerhalb der
Heizzüge durch die Gegen-@tr@finung von Luft und Brennstoffgas in den K@tllülell
7(i und 86 aufgenommene Wärme tininittelbar wieder den Flammen 111 -letz Heizzügen
zurückgeliefert; es tililet eine direkte Rcktiperativwirlctuig während der :luiwiirts@"crbrennung
in den f-1,'üziigen :aalt. f@ie:c- Rckul@erativwirhung @#;ir@l durch die Bauart
gemäß der Erfindung erreicht, um so mehr, als Lias Brennstoffgas und die Luft auf
die einzelnen Heizzüge verteilt wird, sobald Gas und Luft-den oberen Teil der lfinströmungsregeneratoren
durch die l,ializile 86 und 76 verlassen.