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Koksofenbatterie mit liegenden Kokskammern Die Erfindung bezieht sich
auf eine Koksofenbatterie mit liegenden Kokskammern, bei der die zu einer Kammer
gehörenden Heizwände durch mehrere die Kammer überquerende Kanäle derart verbunden
sind, daß zu jedem dieser Querkanäle ein gewisses, einer Heizzuggruppe entsprechendes
Stück des Sammelkanals gehört und umsteuerbare Regeneratoren in einer Reihe nebeneinander
unterhalb der Heizwände und Kammern und unter jederzeitiger Getrennthaltung der
Gasregeneratoren von den Abgas aufnehmenden Regeneratoren durch Luftregeneratoren
liegen.
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Gemäß der Erfindung ist bei solchen Öfen die Sammelkanalbreite der
Heizwandinnenbreite möglichst angenähert unter entsprechender Verminderung der Kanalhöhe
und entsprechender Verkürzung der zu jeder Heizzuggruppe gehörigen Strecke der für
die Koks- und die Stempelseite voneinander getrennten Sammelkanalabschnitte.
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Durch eine derartige Anordnung werden die Vorgänge in dem oberen Teil
der Kammer sehr günstig beeinflußt; denn man kann solche Sammelkanalstücke hart
unterhalb der freien Gassammelräume der Kokskammern verlegen und die Heizzüge höher
hinaufziehen. Trotzdem erfährt der Gassammelraum einer Kokskammer keine Beheizung
durch Züge, abgesehen von den verhältnismäßig geringen Wärmeanteilen, die von den
Querverbindungskanälen abgegeben werden; denn die meiste von den letzteren abgegebene
Hitze verteilt sich unter Temperaturverringerung im Deckenmauerwerk. Die Querverbindungskanäle
können ferner infolge ihrer größeren Zahl geringere Abmessungen erhalten. Die Destillationsgase
erfahren bei ihrer Ströinung entlang den oberen Gassaminelräumen der Kammern von
seiten der Querverbindungskanäle nur einige kurze, mäßige und unschädliche Erwärmungen.
Andererseits sind die längs der obersten Schicht der Verkokungscharge liegenden
Sammelkanäle so geteilt, daß nicht nur diese oberste Schicht, sondern die Charge
im ganzen diejenige Beheizung erfährt, die ihrer jeweilig von der Stempelseite nach
der Koksseite hin verschiedenen Stärke entspricht, indem die Heizgase für jede dieser
Seiten auf vollkommen getrennten Wegen geführt auch für sich geregelt werden.
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Dadurch, daß die Abstände zwischen den Ouerv erbindungskanälen ein
gewisses Höchstmaß nicht übersteigen, wird die gewünschte
Flachhaltung
der Sammelkanalstücke ermöglicht, ohne daß die Zugverhältnisse beeinträchtigt und
Stauungen hervorgerufen werden. Man stellt auf diese Weise ein richtiges Verhältnis
her zwischen kleiner Höhe und großer Breite des Sammelkanalstückes einerseits und
der Höchstmenge gasförmiger Stoffe andererseits, die jedes mit einem Ouerv erbindungskanal
zusammenarbeitende Sammelkanalstück aufzunehmen hat. Entsprechend kurz sind ferner
diejenigen Wegstrecken, über die das Saminelkanalstück die ihm zuströmenden Gasmengen
nach seiner Mitte zu bzw. von seiner Mitte ab zu verteilen hat.
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Man kann daher die Beschickung von unten bis oben gleichmäßig erhitzen
mit Ausnahme einer ganz dünnen oberen Schicht, die ohnehin auf niedrigerer Temperatur
bleiben muß, um eine Spaltung der Nebenprodukte zu vermeiden.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel eines Ofens gemäß der
Erfindung dargestellt.
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Fi. r ist eine zusammengesetzte Ansicht einer' Kolssofenbatterie gemäß
der Erfindung und zeigt auf der einen Seite eine Ansicht der Stempelseite und auf
der anderen eine Ansicht der Koksseite der Batterie.
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Fig. 2 ist ein senkrechter Querschnitt durch eine Kokskammer in Ebenen
nach der Linie E-E in Fig. 3.
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Fig. 3 ist ein zusammengesetzter senkrechter Schnitt durch eine Batterieeinheit
in der Längsrichtung der Koksofenbatterie in Ebenen nach den Linien C-C und D-D
in Fig. 2.
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Fig. d. ist ein zusammengesetzter senkrechter Schnitt in der Längsrichtung
durch eine Heizwand und quer zur Batterie in Ebenen nach den Linien A-A und 73-B
in Fig. 3.
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Der in den Zeichnungen als Ausführungsbeispiel dargestellte Ofen kann
wahlweise mit verhältnismäßig armem Gas aus einer äußeren Quelle, z. B. Generatorgas,
geheizt werden oder mit verhältnismäßig reichem Gas, z. B. Koksofengas.
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Die Batterie enthält eine Reihe von Heizwänden z i von erheblicher
Längsausdehnung, die mit liegenden Kokskammern oder Retorten 12 abwechseln, und
Regeneratoren 18, die unterhalb der Heizwände und Kammern liegen und sich quer zur
Batterie erstrecken. Die Regeneratoren sind durch Tragwände 13
getrennt. Die
Batterie besteht aus einer Einheit oder einer Mehrzahl von Einheiten. In Fig. 3
ist eine Einheit dargestellt; sie enthält gemäß der Erfindung zwei Paare von Heizwänden
r r, von denen jedes durch Querkanäle 26 verbunden ist, so daß die Ströinung der
Gase in einer Wand des Paares aufwärts und fite der anderen abwärts geht. Es sind
drei Kokskammern i2 vorhanden, auf deren beiden Seiten die Heizwände liegen, sowie
acht Regeneratoren, und das Ganze ist so angeordnet, daß die Strömung in dem links
liegenden Heizwandpaar derjenigen in dein rechts liegenden Paar entgegengesetzt
gerichtet ist und die vier Regeneratoren im Inneren der Einheit stets gleichzeitig
in derselben Richtung von den Gasen durchströmt werden. Infolge dieser Anordnung
sind die Regeneratoren P zur Vorwärmung des Heizgases stets durch Regeneratoren
.A zur Vorw ärmung der Luft von den vom Abgas durchströmten Regeneratoren getrennt.
Wie in Fig. 3 ersichtlich, arbeiten die beiden inneren Heizwände der Einheit mit
Aufwärtsströmung und die beiden äußeren finit Abwärtsströmung, und die Anordnung
der Regeneratoren entspricht dem SchemaWWAPPAWW. Nach Umkehrung des Zuges arbeiten
die beiden äußeren Heizwände mit Aufwärtsströinung und die beiden inneren mit Abwärtsströmung,
und die Anordnung der Regeneratoren entspricht dem Schema PAWWWWAP. Hierdurch wird
eine entgegengesetzt gerichtete Strömung in Heizgasgeneratoren und Abhitzeregeneratoren
vermieden, obwohl kegeneratoren mit verschiedenem Innendruck in derselben Reihe
liegen. Eine Undichtigkeit zwischen Luft- und Heizgasregeneratoren ist nicht so
wichtig und kann weniger leicht eintreten, weil im allgemeinen in diesen Regeneratoren
nahezu gleiche Drucke herrschen. Eine Undichtigkeit zwischen luftführenden Regeneratoren
und abgasführenden Regeneratoren ist sehr viel weniger zu beanstanden als eine Undichtigkeit
der Heizgasregeneratoren.
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Wenn mehrere Einheiten zu einer Batterie vereinigt sind, kann natürlich
zwischen den Enden zweier benachbarten Einheiten eine weitere Kokskammer angeordnet
werden, damit der Wechsel zwischen Heizwänden und Kokskammern beibehalten wird.
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Die Trennungswände zwischen nebeneinanderliegenden Regeneratoren,
die stets von dem gleichen Mittel in gleicher Richtung durchströmt werden, können
fortgelassen werden. Beispielsweise kann in Fig. 3 die mittlere Pfeilerwand 13 der
Einheit fortgelassen werden, so daß an Stelle der zwei Regeneratoren PP ein Regenerator
mit einem einzigen Hohlrauen verbleibt. In ähnlicher Weise können bei Batterien
aus mehr als einer Einheit die Trennungswände zwischen nebeneinanderliegenden Endregeneratoren
gewünschtenfalls fortgelassen werden.
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Die Heizwände sind mit senkrechten Heizzügen 17 versehen. Es ist ersichtlich,
daß die Heizwände mit Bezug auf die Strömungsrichtung in den Zügen derart in Gruppen
zusammengefaßt
sind, dali in abwechselnden Paaren L gleichzeitig
Strömung in derselben Richtung stattfindet, beispielsweise Einströmung oder Verbrennung,
während in den dazwischenliegenden Paaren 1f7 gleichzeitig eine Strömung entgegengesetzt
derjenigen in den Paaren L stattfindet, beispielsweise Ausströmung. Ferner können
die Heizwände gruppenweise in Paare 1N, reihenweise betrachtet, zusatnmengefaßt
werden, wobei jede Gruppe N aus einer Heizwand eines Paares L und einer damit verbundenen
Heizwand des benachbarten Paares M besteht. Vermöge dieser Anordnung können die
Kokskammern zweckmäßig gruppenweise in zwei Reihen zusammengefaßt werden, nämlich
eine Reihe von abwechselnden Kokskammern C und eine Reihe von dazwischenliegenden
Kokskammern C. In jeder einzelnen Kokskammer der abwechselnden Reihe C wird
die Kohlenbeschickung einer Erhitzung von beiden Seiten und von einem Ende der Beschickung
zum anderen während abwechselnder Zugumkehrabschnitte unterworfen, während in den
anderen Zugumkehrabschnitten durch die Heizwände auf beiden Seiten der Beschickung
und von deren einem Ende zum anderen Abgas hindurchströmt. In den Kokskammern der
dazwischenliegenden Reihe C unterliegt die Beschickung der Heizwirkung der
Züge, in denen Verbrennung stattfindet, auf der ganzen Länge einer Seite der Beschickung,
während in einem darauffolgenden Zugumkehrabschnitt die Heizwirkung der in den Zügen
brennenden Flammen ebenfalls auf die ganze Länge, aber nur auf der anderen Seite
der Beschickung, zur Geltung kommt.
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Die Regeneratoren r S bestehen aus zwei Abschnitten, die je auf entgegengesetzten
Seiten der Batterie liegen und sich nach innen bis zu einer Zwischenwand z9 erstrecken,
durch die sie getrennt sind, wie in Fig. 2 ersichtlich. Durch diese Anordnung ist
es möglich, die Strömung durch die Regeneratoren von entgegengesetzten Seiten der
Batterie her zu regeln, wodurch die Heizzüge bei der Herbeiführung einer gleichförmigen
Verteilung unterstützt werden und die Strömung an der Stempelseite vollkommen von
derjenigen an der Koksseite der Batterie getrennt gehalten wird.
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Die verschiedenen Regeneratoren können, in der Längsrichtung der Batterie
betrachtet, in abwechselnde Gruppen R und dazwischenliegende Gruppen S zusammengefaßt
werden, von denen die ersteren den abwechselnden Paaren L von Heizwänden entsprechen
und mit Strömung in gleicher Richtung wie diese arbeiten, während die letzteren
den dazwischenliegenden Gruppen 1I7 von Heizwänden entsprechen und mit der gleichen
Strömungsrichtung wie diese arbeiten. Wenn in den Regeneratoren R und den Heizwänden
L Einströmung stattfindet, so arbeiten die Heizwände M und die Regeneratoren S mit
Ausströmung.
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jeder Regenerator ist mit einer Reihe von Kanälen 23 versehen, die
sämtlich entsprechend in einzelne Heizzüge 17 der dem Regenerator entsprechenden
Heizwand münden, und jede Heizwand ist durch diese Kanäle 23 mit ihrem zugehörigen
Paar von Regeneratoren verbunden.
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Jeder Heizzug 17 jeder Heizwand hat an seinem oberen Ende eine
Öffnung 24 zur Herstellung des Zuges und zum Durchgang der Verbrennungsprodukte
oder Abgase. Diese Öffnungen 24. verbinden die Heizzüge 17 mit waagerechten oder
Sammelkanälen 25, die in den Heizwänden oberhalb der Züge liegen und letztere gruppenweise
verbinden. Eine Mehrzahl - im dargestellten Beispiel sechs -solcher waagerechten
Kanäle 25 sind in-Fig. q. dargestellt; sie stoßen mit den Enden aneinander.
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Die zu jeder Heizwand gehörigen waagerechten Kanäle 25 sind einzeln,
etwa in ihrer Mitte, durch die Querverbindungskanäle 26 mit den entsprechenden waagerechten
Kanälen einer der nächst benachbarten Heizwände verbunden. Vermöge dieser Anordnung
braucht der Querschnitt der waagerechten Kanäle nur so groß zu sein, daß er die
Strömung aus der Hälfte der senkrechten Züge einer Gruppe aufnehmen kann.
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Die Form des senkrechten Querschnitts der waagerechten Kanäle 25 ist,
wie aus Fig. 3 ersichtlich, verhältnismäßig breit und flach. Die Breite ist vorzugsweise
so groß, wie es die Breite der Heizwand gestattet. Diese Form der Züge 25 ist von
Wichtigkeit, weil es dadurch ermöglicht wird, die Hitze der Flammen auf die ganze
Beschickung von oben bis unten wirken zu lassen, mit Ausnahme der dünnen Schicht
am oberen Ende, die man absichtlich auf etwas niedrigerer Temperatur hält, um die
Spaltung der Nebenprodukte zu vermindern. Diese dünne Schicht am oberen Ende der
Beschickung entspricht in ihrer Höhenlage und ihren senkrechten Abmessungen denen
des waagerechten Kanals 25, so daß die gesamte Fläche der Heizwände von der Decke
der waagerechten Kanäle bis nach unten in bester Weise ausgenutzt wird.
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Außerdem erstrecken sich die waagerechten Kanäle in keinem merklichen
Maße längsseits des Gasraums nach oben.
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Die Querverbindungskanäle 26 sind in zwei Gruppen zusammengefaßt,
die je auf den entgegengesetzten Seiten der senkrechten mittleren Längsebene L'
der Batterie liegen. Diese Bauart und Anordnung der Querkanäle befördert
eine
praktisch gleichförmige Verteilung der Strömung durch die senkrechten Züge und vermeidet
so sehr als möglich jede waagerechte Strömung der Gase nach ihrem Austritt aus den
mit Aufwärtsströmung arbeitenden senkrechten Zügen oder vor ihrer Verteilung in
die mit Abwärtsströmung arbeitenden senkrechten Züge, so daß die Gase so sehr als
möglich in parallelen Linien von einer Heizwand zur anderen strömen. Gleichzeitig
kann die Gasströmung getrennt auf beiden Seiten der Mittelebene L' der Batterie
so geregelt werden, daß sie den verschiedenen Anforderungen an der Koks- und Stempelseite
der einzelnen Koksöfen entspricht, ohne daß eine Mischung der die Stempelseite irgendeines
Ofens bedienenden Gase mit denen eintritt, die die Koksseite bedienen. Es ist bekannt,
daß die liegenden Kammeröfen in ihrer Breite abnehmen, so daß sie auf der Stempelseite
enger sind als auf der Koksseite und der zu erhitzende Kohlenkörper auf der Koksseite
dicker ist als auf der Stempelseite und daher mehr Hitze zu seiner Behandlung erfordert.
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Kanäle 29 und 3o, Gasleitungen 31 und Düsen 32 zur Zuführung von Starkgas
zu den Heizwänden sind in der dargestellten Weise vorgesehen.