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Kammerkoksofen mit Regenerativbeheizung Die ErfinJungbezieht sich
auf eine verbesserte Ausführun:gsforrn des Kammerkoksofens mit Regenerativbeh.eizung
nach Patent -126086.
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Hauptzweck der Erfindung ist eine weitere Vermi:n.derung der Abmessungen
der waagerechten oder Sam.inelkanäle, die .in jeder Heizwand oberhalb :der senkrechten
Verbrennungszüge und im wesentlichen längs der obersten Schicht der Kohlenbeschickung
in aen benachbarten Kokskarninern li.ege.n; aufa:rdein werden die Zugverhältnisse
in der Vorrichtung verbessert.
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Im Hauptpatent ist eine Kohsofen'batterie finit liegenden beschrieben,
Jeren Heizwände senkrechte Verbrennungszüge hiaiben, nie mit ihren oberen Enden
in waag eiechte Sammel- oder Verteilungskanäle rn1inden. Die Erfindung des Hauptpatents
ist ;furch die Anordnung eines Verbindungskanals gekennzeichnet, der höher liegt
als die Kokskammern, un,d einen waagerechten San1-melkanal, ,der eine Gruppe von
mit Aufwärtsströrnung arbeitenden Verbrennun,gsziig°n benient, mit einem waagerechten
Sammelkanal in derselben Heizwand verbindet, Jer zu einer mit Abwärtsströmung arbeitenden
Gruppe von Zügen gehört.
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Gemäß .der Erfindung ist der höher als .der obere Gassammelraum der
Kokskammer liegende, über die Heizr.and:mitte hinweg .durchlaufende Verbindungskanal
durch eine Mehrzahl von verteilten Kanälen mit den waagerechten Sammelkanälen verbunden,
die ungefähr in der Höhe der Decke des Kohlenbeschickungsraumes in der danebenliegenden
Ko'lcska@m.mer liegen und in nie die mit Au.fwärts.ströinung .arbeitenden Züge münden.
In ähnlicher Weise ist der Verteilungskanal mit dein waagerechten Sammelkanal für
die mit Abwärtsströmung arbeitenden Züge verb-unden.
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Die Verbindung,des waagerechten Sammelkanals über den Heizzügen mit
dem oberen Ver'bind,ungs.lcanal durch eine Mehrzahl senkrechter Kanäle ist an sich
bekannt. Bei der bekannten Bauart liegt :aber der obere Verbindungskanal nicht höher
als der obere Gassaminelraum der Kokskammer.
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In ,den Zeichnungen ist beispielsweise eine
bevorzugte
Ausführungsform der Erfindung dargestellt, ohne @daß letztere auf dieses Beispiel
beschränkt werden soll.
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Fig. i .ist ein senkrechter Querschnitt durch eine Koksofenbatterie
gemäß der Erfindung; der Schnitt geht in der Längsrichtung durch eine aus senkrechten
Zügen gebil-,d'ete Heizwand un@d.durch . ein Paar Regeneratoren in Ebenen nach der
Linie C-C in Fig. 2.
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Fig.2 ist ein zusammengesetzter, senkrechter Schnitt in der Längsrichtung
einer Koksofenbatterit in Eibeien gemäß ,der Linien A-Aund B-B in Fig. i.
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Fig. 3 :ist ein waagerechter Schnitt in der Ebene nach der Linie D-D
-in Fig. i.
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Beider dargestellten Ausführungsform .ist ,die Erfindung ,auf
eine Verbundkok.sofenbatterie angewendet, 4. h. eine Batterie, idie so eingerichtet
ist, das sie entweder mit Generatorgas als Brennstoff betrieben werden .kann oder
mit Koksofengas, das @in einer Atmosphäre von :gewöhnlicher vorgewärmter Luft verbrannt
wird wie .bei gewöhnlichen Koksöfen, oder mit Koksofengas, das in einer Atmosphäre
verwendet wird, die sowohl Luft als -auch ein neutrales Verdünnungsigas enthält,.d@as,
getrennt von der Luft, in die Züge eingeführt wird.
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Der Einfachheit halber soll die Beschreibung auf die Anwendung .der
Erfindung bei einer solchen Verbundofenbatterie beschränkt werden. Die neuen Merkmale
gemäß der Erfindung können indessen auch andenweit angewendet werden, z. B. bei
sogenannten Koksöfen, die mit Koksofengas als Brennstoff arbeiten., oder gewöhnlichen
sogenannten Gasöfen, bei denen Generatorgas als Brennstoff benutzt wird. Die Erfindung
ist also nicht auf die besondere Anwendung und Ausführungsform gemäß dem Beispiel
beschränkt.
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In den Zeichnungen ist eine Koks,odenbatterie mit Nebenproduktengewinnung
dargestellt, -die die angeführten Merkmale hat. Die Ofenbatterie enthält eine Mehrzahl
von Heizwänden i i-i i,deren größte Ausdehnung in der (Querrichtung liegt, und eine
Mehrzahl von dazwischen angeordneten liegenden Kokskammern i2, deren größte Ausdehnung
ebenfalls in Ader Ouerrich:tung liegt. Die Heitzwände ii bilden dlie Seitenwände
der zugehörigen Kokskammern 12, wie ,besonders aus Fig. 2 ersichtlich, und werden
bei dem vorliegenden Beispiel von starken Trag- oder Pfeilerwänden 13-13 getragen,
die sich quer zur Batterie erstrecken und, wie in Fig. 2 gezeigt, unterhalb -der
entsprechenden Heizwände i i-i i 1i aen. Diese Pfeilerwänd'e bilden zusammen den
eigentlichen Träger für den gesamten Oberbau der Ofenbatterie und ruhen ihrerseits
auf einem flachen Fundament oder einer Plattform, die den Unterbau darstellt, auf
dem die ganze Batterie ruht.
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Die zu verkokende.Kohle wird in die verschiedenen Kokskammern durch
Beschickungsöffn.ungen 14 eingeführt, die in der Decke 15 -der Ofenbatterie liegen
und unmittelbar oberhalb der Ofenkammern 12 angeordnet sind, wie @in Fig. 2 und
3 gezeigt. Diese Beschiikkungsöffnungen 14 sind! mit ,den üblichen abnehmbaren Deckeln
versehen, die während,der Beschickung der einzelnen Ofen oder Kokskammern und zum
Versch.luß der oberen Enden der Kokskammern während der ganzen Verkokungs- oder
Destillation:sarbeit in ihre Stellung gebracht werden. Die Destillationsgase entweichen
von den oberen Enden der verschiedenen Kokskammern 1:2 durch Gasauslässe und von
dort ,durch nicht dargestellte Steigrohre in .die übliche Gashauptsammelleitung,
die die Destillationsprodukte zur Nebenproduktengewinnungsa nlage führt.
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Wie besonders in Fig. i und .2 dargestellt, besteht jede Heizwand
aus einer Mehrzahl von Verbrennungszügen 17. Die Verbrennungszüge jeder Heizwand
sind für den Betrieb in zwei Gruppen zusammengefaßt, eine Gruppe F auf der Stempelseite
und eine Gruppe G auf der Koksseite. Wenn in den Heizzügen auf einer Seite der Batterie,
z. B. der Stempelseite, Verbrennung stattfindet, d. h:. wenn sie mit Aufwärtsströmung
arbeiten, so arbeiten die Züge der Gruppe ,auf der Koksseite :derselben Heizwand
mit A'bwärtsstrÖmung und ermöglichen den Abzug der Abgase. Bei Umsteuerung der Batterie
findet in der Heizzug gruppe auf der Koksseite Aufwärtsströmung oder Verbrennung
statt, während die Zuggruppe auf der Stempelseite mit Abwärtsströmung arbeitet.
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Die quer angeordneten Regeneratoren 18
des Regeneratorofens
liegen unterhalb der erwähnten Heizwände i i und Kokskammern 12 und erstrecken sich
im vorliegenden Beispiel parallel unterhalb der Kokskammern und zwischen den Pfeilerwänden
13. In der mittleren senkrechten Längsebene der Koksofen Batterie befindet sich
eine senkrechte Teilungswand 19 (Fmg. i), .die sich über die ganze Strecke vom Fundament
der Batterie bis -zum Boden :der d'arüberliegenden Kokskammer und von einer Pfeilerwand
13 bis ,zur ,anderen erstreckt. Die Regeneratoren, die sich je auf entgegengesetzten
Seiten der Batterie befin-,den, erstrecken sich einwärts bis zu dieser Teilungswand
ig -und werden durch sie getrennt, wie aus Fig. i ersichtlich. Durch diese Anordnung
erhält man Paare von R generatoren, die sich quer zur Batterie erstrecken. Jedes
Paar besteht aus einem Regenerator F' auf der Stempelseite und einem Regenerator
G'
auf der Koksseite. Die Regeneratoren F' auf der Stempelseite entsprechen den Zuggruppen
F auf dieser Seite und die Regeneratoren G' au.f der Koksseite den Zuggruppen, G
auf dieser Seite.
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Jeder Regenerator i8 besteht aus einer Kammer, die, wie !bei 2o angedeutet,
in übliober Weise mit losen, feuerfesten Ziegeln ausgesetzt ist. Unterhalb der letzteren
:befinden ,sich Verteilun!gslzan,äle :2i, die ,die Sohlen der Kamnnern bilden und
nach .den Aussetzungsziegeln hin offen .sind. Gewünschtenfalls .kann jeder Regenerator
18, wie bei der vorliegenden Ausführungsform dargestellt, durch eine senkrechte
Wand 22 geteilt sein, die sich in der Längsrichtung des Regenerator.s erstreckt
und dazu dient, ihn in zwei Ström,ungsräume zu teilen, .die je auf entgegengesetzten
Seiten der Trennungswand 22 liegen.
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Die verschiedenen Regeneratoren werden abwechselnd diurch die heißen
Verbrennungsprodukte erhitzt, die aus den vorher erwähnten Zügen ausströmen, rund
geben dann diese Hitze an das INIediu.m ab, das sie den Verbrennungszügen zuführen.
Jeder Regenerator i8 steht mit den entsprechenden Gruppen von Zügen 17 der beiden
benachbarten und je auf entgegengesetzten Seiten des Regenerators liegenden Heizwände
durch Kanäle 23 in Verbindung, .deren jeder, wie aus Fig.2 ersi.chtlich, ,aus einem
Reäenerator nach ollen in einen Zug führt. Auf diese Weise ist jeder Regenerator
mit allen Zügen der ;beiden benachbart angeordneten Gruppen F verbunden, und ebenso
ist jeder Regenerator G' mit allen Zügen der beiden benachbart angeordneten Gruppen
G verbunden. Vermöge dieser Anordnung ist jede Gruppe F oder G von Zügen durch Kanäle
23 mit zwei benachbart angeordneten Regeneratoren der entsprechenden Gruppe verbunden,
und infolgedessen kann jede Gruppe von Zügen mit gasföranigen Mitteln ,aus zwei
.getrennten Regeneratoren gespeist -nun gwird werden. sich aus Der der Vorzug nachstehenden
dieser Anord. Beschreibung der Wirkungsweise der Batterie ergeben.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung arbeiten die Zu
bruppen auf einer Seite der Batterie mit Strömung in einer Richtung, während gleichzeitig
die Zuggruppen auf der anderen Seite der Batterie mit Strömung in der entgegengesetzten
Richtung arbeiten. Infolgedessen erhält man eine Strömung in entgegengesetzten Richtungen
durch die Regeneratoren,, die je auf entgegengesetzten Seiten der mittleren Längswand
i9 liegen. Man kann daher sagen, daß die Zugumkehr durch die Ver!brennungsz.üge
17 und die mit ihnen verbundenen Regeneratoren kreuzweise zur Batterie stattfindet,
wie es üblich ist. Die Umsteuerung der Batterie erfolgt am Schluß eines Arbeitsganges,
dessen Länge die Erfahrung ergibt, und mit Hilfe irgendeiner bekannten Umsteuerungsvorr
ichtung.
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Jeder Verbrennungszug 17 jeder Heizwand hat oben eine Zugöffnung
2.4, durch die Verbrennungsprodukte oder Abgase der im Zuge brennenden Flamme hindurchgehen.
Diese Üftnungen 2.:1. münden in waagerechte oder Sammelkanäle 25, die in der Heizwand
liegen und alle senkrechten Züge verbinden, die mit diesen waagerechten Kanälen
25 mittels der Öffnungen 24. verbunden sind. Jede Heizwand hat im vorliegenden Beispiel
sechs waagerechte Züge 25, die mit ihren Enden aneinanrcierstoßen .und je zu dreien
auf entgegengesetzten Seiten der mittleren Trennungs-1i.nie L liegen.
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Wie dargestellt, hat jeder waagerechte Kanal 25 einen verhältnismäßig
.geringen aber gleichförmigen Querschnitt, und' die beiden waagerechten Kanäle sind
miteinander durch einen waagerechten Kanal26 verbunden, der sno'h quer zur Batterie
im wesentlichen über die ganze Reihe der Kanäle 25 ers.treclct und von ebenfalls
gleichförmigem aber verhältnismäßig .größerem Ouersch.nitt als die waa@gerechten
Kanäle 25 ist. Die Verbindlungs:kanäle 26 liegen höher als der obere Gassa mmelra
um H der Üfenkammmern und können -daher von .großem Querschnitt sein, wodurch eine
!geringe Strömungsgeschwindtigkeit und eine gleichförmige Verteilung der Ströme
gesichert wird, weil für diese an dieser Stelle reichlich Raum verfügbar ist. Die
Kanäle 25 und !die Verbindungskanäle 26 sind gemäß der Erfindung miteinander durch
mehrere lange, senkrechte Züge 26' in jeder Heizwandhälfte verbunden, so daß, ,wie
im Beispiel dargestellt, die waagerechten Kanäle 25 und j eder der senkrechten Kanäle
26' nur so :groß zu sein brauchen, !daß sie !die Strömung aus fünf senkrechten Zügen
aufnehmen können, anstatt aus allen Zügen auf einer Seite der mittleren Verteilungswand:
L; die Ström-ung kann daher mit sehr geringer Geschwindigkeit stattfinden. Da die
Strömung der Gase durch die Züge unter gleichförmigem Druck und mit geringer Geschwindigkeit
stattfindet, haben rdie Gase aus jedem Zug das Bestreben, durch -J-en nächs:tgelegen.en
Auslaßkanal26' zu entweichen; beispielsweise dient jeder IC-anal 26' für die Strömung
aus zweieinih.alb Zügen auf jeder seiner Seiten.
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Infolgedessen kann die Strömung aus einer Gruppe F von Zügen auf der
Stempelseite in die waagerechten Kanäle 25, von dadurch die mehrfachen Züge 26'
in den Verbimdungskanal 26, von -da durch die mehrfachen senkrechten
Züge
26' in den waagerechten, Kanal 25 der Gruppe G auf der Koksseite derselben Heizwand
und endlich in die dort befindlichen senkrechten Züge gelangen. Bei Umsteuerung
findet die Strömung in umgekehrter Richtung von der Gruppe G .auf der Koksseite
nach der Gruppe auf der Stempelseite derselben Heizwand statt.
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Die Anordnung von mehreren senkrechten Kanälen 26' in j oder Heizwandhälfte
ermöglicht eine Verminderung :des Querschnitts und :gegebenenfalls auch der Längenausdehnung
der waagerechten Kanäle 25, und sie gestattet auch, .ihnen einen gleichförmigen
Querschnitt zu geben. Man kann infolgedessen auch eine Reihe sich senkrecht erstreckenden
Mauerwerks 27' in -derselben senkrechten Ebene wie :den oberen Sammelraum H -in
der benachbarten Kokskammer anordnen. Hierdurch erhält man .eine Wärmeisolierung
längs .des oberen Raumes H der Kokskammer, in dem sich die bei der Destillation
entwickelten wertvollen gasförmigen Nebenprodukte sammeln und durch den sie zu der
üblichen Destillationsgasableitung strömen. Ein solches isolierendes Mauerwerk ist
nicht nur vom baulichen Standpunkt vorteilhaft, sondern auch erwünscht, um eine
Überhitzung und Zersetzung der wertvollen Destillationsgase zu hindern, .die sich
in .den oberen Räumen der waagerechten Kokskammern sammeln.
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Die Anwendung senkrechter Teilungswände 28' in den waagerechten Kanälen
25, und zwar je einer für je fünf senkrechte Verbrennungszüge, also einer zwischen
je zwei senkrechten Kanälen 26', verbessert den Ofen nicht nur in baulicher Hinsicht,
sondern ,dient auch dazu, die Strömung zu und von jeder Gruppe von fünf senkrechten
Zügen durch die Kanäle 26' zu beschränken, wodurch die Verteilung und die Strömung
zu und von den senkrechten Verbrennungszügen sehr erleichtert wird. Wenn es auch
.erwünscht ist, die senkrechten Teilungswände 28' zu .benutzen, so ist es doch praktisch
vollkommen möglich, sie wegzulassen, da die Strömung zu und von den Zügen so geregelt
wird, daß sie entsprechend ihren jeweiligen Temperatur- und Druckunterschieden ausgeglichen
wird. Infolgedessen erfolgt :die Strömung von und zu je zweieinhalb Zügen auf jeder
,Seite jedes senkrechten Kanals 26' nach dem am nächsten liegenden Kanal 26'.
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Da in jeder Heizwand@häl!fte mehrere solcher waagerechten Kanäle 25
bzw. bei Fortlassung der Trennwände 28' sich selbst einstellende Kanalabschnitte
vorhanden sind, brauchen sie kein so großes Fassungsvermöen .zu haben wie bei einem
solchen Kanal oder Kanalabschnitt, und infolgedessen kann der Querschnitt jedes
waagerechten Kanals 25 im Verhältnis zu seiner Länge erheblich verkleinert werden,
so daß in der Gegend der waagerechten Kanäle die Dicke. und Stärke der Heizwände
erheblich vermehrt werden kann. Außerdem wird durch die Verbindung jedes waagerechten
Kanals 25 mit einer wesentlich verminderten Anzahl senkrechter Züge die Gleichförmigkeit
und die Verteilung der Strömung durch @die senkrechten Züge und die damit verbundenen
Regeneratoren erheblich befördert.
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Der Zug durch die Öffnungen 24 kann mittels der üblichen Schieber
27 geregelt werden, die auf der oberen Mündung der senkrechten Kanäle 26' liegen
und durch Handlöcher erreichbar sind, die sich von der Decke der waagerechten Kanäle
25 in jeder Heizwand bis zur Decke 15 der Batterie erstrecken. Über jedem Heizzug
jeder Heizwand liegt ein Handloch. Wie in Fig. i dargestellt, sind auch in ,dem
oberen Teil des in senkrechter Richtung verlängerten Mauerwerks 27' Handlöcher 27A
angeordnet, -die in derselben Richtung wie die Handlöcher 28 liegen, die sich unmittelbar
darüber in der Decke 15 befinden. Diese Handlöcher 27--1
können durch Deckel
geschlossen werden, die auf -das obere Ende dieser Handlöcher passen.
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Jedoch ,sind vermöge der Tatsache, daß die Sammelkanäle 26 einen so
großen Durchschroitthabenkönnen und"daß jeder Abschnitt der waagerechten Kanäle
25, der durch seine Kanäle 26' in den Sammelkanal 26 mündet, nur -dein Volumen des
Abgases zu entsprechen braucht, das von oder zu einer sehr beschränkten Anzahl senkrechter
Züge strömt, die Strömungsgeschwindigkeiten so gering, daß die Verteilung von und
zu den sen.krecliten Zügen gleichförmig :geInacll.t werden kann, ohne daß man die
Schieber, beispielsweise 27 im Kanal 26 oder in dem Kanal 25, benutzt oder einstellt.
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Quer zur Batterie befindet sich in jeder Pfeilerwand 13 und
unterhalb der darüber liegenden Heizwand i i ein Paar von Gaszuführungskanälen 29.
Diese Kanäle 29 dienen zur Zuführung von Koksofengäs zu den verschiedenen Verbrennungszügen
auf jeder Seite der mittleren Linie L. Zu diesem Zwecke steht rder Kanal 29 mit
den einzelnen Zügen der Gruppe F auf der Stempelseite durch Kanäle 3 1 in
Verbindung, -die von dem Kanal 29 einzeln zu den unteren Enden der einzelnen Züge
führen. In ähnlicher Weise ist der Kanal 29, der die verschiedenen Züge der Koksscitengruppe
G speist, mit diesem durch entsprechende Kanäle verbunden. In ,den verschiedenen
Kanälen sind die üblichen Düsen 32 angeordnet. Die Zufuhr von KokS-ofengäs zu den
verschiedenen Kanälen 29 erfolgt
aus Koksofengashauptleitungen
üb!l,ich,er Art, die j e auf den entgegengesetzten Seiten der Batterie liegen und
sich in -deren Längsrichtung erstrecken. Zur Öffnung und Absperrung der Gaszufuhr
zu jedem Paar von Kanälen 29 sind .geeignete Einrichtungen vorges e@hen.; selbstverständlich
erfolgt die Gaszufuhr zu einem der -Kanäle jedes Paares, während sie für den anderen
abgesperrt ist.
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Wenn man die Batterie wahlweise unter Verwendung eines besonderen
Generatorgases als Brennstoff betreiben will, so können abwechselnd angeordnete,
mit Einströmung arbeitende Regeneratoren je nach Wunsch mit einer Generatorgashauptleitung
durch irgendeine bekannte Vorrichtung verbunden werden, während die zwischen diesen
abwechselnd angeordneten Re!generatoren liegenden Regeneratoren mit Luft gespeist
werden, so daß Generatorgas und Luft in die Züge strömenkönnen, in denen aufwärts
gerichtete Verbrennung stattfindet.
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Eine weitere Betriebsweise ist diejenige mit Koksofengas als Brennstoff
in Verbinidung mit einer Zufuhr neutraler Verdiinnungsgase zu den Verbrennungszügen.
Hierbei läßt man Abgas in abwechselnde, mit Einströmung arbeitende Regeneratoren
strömen, von denen es zu den mit Aufwärtsströmung, arbeitenden Verbrennungszügen
gelangt. Da-Klurch, daß man jedem der mit Aufwärtströmung arbeitenden Verbrennungszüge
ein neutrales Verdünnungsgas, wie Abgas, zusammen mit der Luft zuführt, erhält man
eine erhebliche Verlängerung der Flammen innerhalb dieser Züge und verhindert eine
örtliche Ansammlung der höchsten Flammentemperatur in dem untersten Teil der Züge.