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Koksofen, in dessen einzelnen Heizzügen Hohlsäulen zur Zuführung der
Verbrennungsluft angeordnet sind Bei Koksöfen wird das zu entgasende Material -
hauptsächlich Kohle - in sogenannte Entgasungskammern eingebracht und durch zwischen
diesen liegende Heizkammern, in welchen Gas zur Verbrennung gelangt, stark erhitzt.
Die Heizkammern werden fast allgemein in senkrecht angeordnete Heizzüge unterteilt,
und jeder Heizzug besitzt in seinem unteren Teil eine Heizvorrichtung bzw. Brenner.
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Um nun das zu entgasende Material gleich-'mäßig zu erhitzen, ist es
auch notwendig, in den Heizzügen eine gleichmäßige Temperatur zu erzielen. Die zu
diesem Zweck vorgeschlagenen und ausgeführten Heizvorrichtungen erfüllen diese Bedingung
im allgemeinen nur unvollkommen.
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Der Erfindung gemäß wird eine gleichmäßige Temperatur in den Heizkammern
dadurch erreicht, daß dem in die Heizzüge eintretenden Heizgas die zur Verbrennung
nötige Luft nicht an den Gaseintrittsstellen, sondern vermittels poröser oder geeignet
gelochter Hohlsäulen, die in den Heizzügen angeordnet sind, zugeführt wird.
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Es ist zwar durch die amerikanische Patentschrift i o1193
z bekannt geworden, dem in jeden Heizzug unten eintretenden Heizgas die zur Verbrennung
nötige Luft von oben her durch eine im Heizzug angeordnete, bis zu dem oder fast
bis zu dem unteren Ende des Heizzuges reichende, unten ringsum mit Öffnungen versehene
Hohlsäule zuzuführen. Demgegenüber zeigt der Erfindungsgegenstand den wesentlichen
Unterschied, daß die Hohlsäule porös ausgebildet ist oder auf ihrem gesamten Umfang
mit derartig vielen Löchern versehen ist, daß eine flächenhafte Verteilung der in
den Heizzug austretenden Luft stattfindet und dadurch eine große Anzahl kleiner
Flammen entsteht. Bis zu jeder bestimmten Höhe der Hohlsäule gelangt die der zugeführten
Luftmenge entsprechende Gasmenge zur Verbrennung; selbstverständlich muß die Summe
der zugeführten Verbrennungsluft zur Verbrennung des eintretenden Gases genügen.
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Es wird auf diese Weise an jeder Hohlsäule eine Flammensäule erzielt,
bei der an jeder Stelle die gleiche Verbrennungstemperatur herrscht. Hierbei werden
Wärmestauungen und örtliche Überhitzungen des Mauerwerks vermieden. Es zeigt sich
dann, daß im unteren Teil des Heizzuges die Luft im Gas und im oberen Gas und Luft
in Mischung verbrennen. Verwendet man eine Hohlsäule mit Löchern, so muß deren Anordnung,
Größe und Anzahl der an jeder Stelle verbrennenden Gasmenge angepa.ßt sein.
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An Hand der beiliegenden Abbildungen soll im folgenden die Ausführungs-
und Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes beschrieben werden.
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In Abb. i ist ein Längsschnitt durch eine Heizkammer und in Abb. z
ein Querschnitt durch einen Heizzug und Entgasungskammern
dargestellt.'
Abb. 3 zeigt die Anwendung der Neuerung an einem Koksofen mit Zugumkehr. Abb.4,
5 und 6 zeigen Horizontalschnitte von Heizzügen mit verschieden geformten Hohlsäulen.
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Das Heizgas wird (Abb. i und z) durch einen Kanal a und Abzweige
b, die Luft durch einen Kanal c und Abzweige d dem Heizzug
A
zugeführt. Über den Abzweigen b befinden sich zweckmäßig haubenartige Gasverteiler
e mit Düsen f. Das Heizgas strömt aus den Düsen/ in den HeizzugA und trifft in.
ihm mit der Luft zusammen, die aus den Poren oder Löchern der Hohlsäule B austritt.
Die Rauchgase verlassen den Heizzug A bei lt. Das Verbrennungsgas wird durch einen
Schornstein abgesaugt, der auch dazu dient, die Luft und das Heizgas anzusaugen.
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Daß. die Form der Hohlsäule viele Ausführungsmöglichkeiten zuläßt,
zeigen die Abb.4, 5 und 6; ferner bietet die gleiche Größe des Querschnittes in
verschiedener Höhe den Vorteil größerer Einfachheit; dagegen trägt ihre Verjüngung,
entsprechend der fortschreitenden Verbrennung, der Luftabnahme im Innern und der
Zunahme der Verbrennungsgase außerhalb der Hohlsäule Rechnung.
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Um die Hohlsäule zu stützen, können an ihr in verschiedener Höhe außen
Zwischenstücke i angebracht werden, welche sich an die Läufer und Binder anlehnen.
Durch die Zwischenstücke ziehen die Gase in aufwärts führenden Gängen k, wobei in
ihnen Wirbel entstehen und ihre bessere Mischung mit der Verbrennungsluft gefördert
wird. Sind die Gänge geneigt und führen -sie die Gase bei aufeinanderfolgenden Zwischenstücken
in entgegengesetzter Richtung um die Säule, so wird der Weg der Gase verlängert
und die Vollständigkeit der Verbrennung erhöht.
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Ist die Hohlsäule porös, so kann zwecks besserer Mischung von Luft
und Heizgas ein Teil des Heizgases unten beä L in-die Hohlsäule eintreten, wenn
Abscheidung von Kohlenstoff sowie Explosion der Mischung nicht zu befürchten ist.
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Es ist möglich, daß bei Verwendung von Heizgasen, die bei hoher -Temperatur
(etwa iooo bis i ioo Grad) zur Zersetzung neigende Kohlenwasserstoffe enthalten,
eine Ausscheidung von Kohlenstoff (Graphit, Ruß) stattfindet, der sich an den Wänden
des Heizzuges ablagert; in diesem Falle ist es bedingt, die bekannte Zugumkehrbeheizung
zu verwenden, die in Abb.3 dargestellt ist. Bei dieser Beheizungsart brennt das
Gas in dem Heizzug I, und die Rauchgase werden durch den Heizzug II abgeleitet.
Nach der Zugumkehr brennt das Gas in dem Heizzug II, und die Rauchgase werden durch
den Heizzug I abgeführt. Die Rauchgase nehmen also immer den umgekehrten Weg, den
vorher die Luft genommen hatte. Da praktisch nicht nur die zur Verbrennung nötige
Luft, sondern ein geringer Luftüberschuß zugeführt wird, dient dieser überschuß
dazu, den Kohlenstoff zu verbrennen, und zwar dann, wenn die Rauchgase den Heizzug
durchströmen.
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Die Erfindung ist für Abhitze-, Rekuperativ- und Regenerativkoks-öfen
verwendbar, und als Heizgas. kann Leucht-, Generator- oder Hochofengas Verwendung
finden.