-
Koksofenbatterie mit liegenden Kammern Die Erfindung bezieht sich
auf Koksofenbatterien und insbesondere auf Batterien von Verbundöfen, bei denen
unterhalb der Ofen in der Querrichtung Regeneratoren angeordnet sind und die Heizgase
einen Teil der Heizzüge jeder Heizwand durchströmen und als Abgase durch andere
Züge derselben Heizwand abgeleitet werden.
-
Ein Zweck der Erfindung besteht darin, in einer Batterie von Koksöfen
dieser Art die Verteilung der Heizgase und der Luft innerhalb der Batterie durch
verbesserte Mittel auszugleichen und die Erhitzungsbedingungen in höherem Maße gleichförmig
zu machen sowie die Verteilung der Abgase so auszugleichen, daß die Regeneratoren
gleichförmig erhitzt werden.
-
Demgemäß umfaßt die Erfindung eine Koksofenbatterie mit quer angeordneten
liegenden Ofenkammern, unterhalb dieser Kammern in Kammerrichtung angeordneten Regeneratoren
und mit zwischen den Kammern angeordneten Heizwänden, in denen die Heizgase einen
Teil der Züge durchströmen und als Abgase durch andere Züge derselben Heizwand abgeführt
werden, und das Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß zwischen den Ofenkammern
und Regeneratoren in neuartiger Weise waagerechte Längszüge angeordnet sind, die
sich in der Längsrichtung der Batterie über die ganze Batterielänge erstrecken,
d. h. quer zu den Ofenkammern und Regeneratoren.
-
Ähnliche untere Längszüge sind bei einem andersartigen Koksofensystem
nur in der Ausführung kürzerer Kanalstrecken bekannt, die stets mit Bezug auf die
sämtlichen senkrechten Heizzüge einer Heizwand parallel geschaltet sind, wobei je
zwei aufeinanderfolgende, in sich parallel geschaltete Längsabschnittreihen mit
einem die darüberliegenden Kammern überquerenden Längskanalsystem zusammenarbeiten
und entgegengesetzte Zugrichtung aufweisen.
-
Bei dem vorliegenden System, bei dem- der Zugwechsel innerhalb jeder
Heizwand für sich erfolgt, werden dagegen durch die unteren waagerechten Längszüge
einige der Heizzüge jeder Heizwand mit Regeneratoren unter sich gleicher Beaufschlagung
zwecks Zuführung von Luft oder Luft und Heizgas und die anderen Heizzüge jeder Heizwand
mit anderen Regeneratoren unter sich gleicher Beaufschlagung zur Abgabe von Abgas
verbunden.
-
-Die Ofenkammern und die Heizwände sind
von den quer
angeordneten Regeneratoren durch w aagerechtes Mauerwerk getrennt. Innerhalb dieses
waagerechten Mauerwerks und über die gesamte Länge der Batterie durchgehend sind
waagerechte Züge angeordnet, deren Zahl zweckmäßig derjenigen der senkrechten Heizzüge
entspricht. Jeder der waagerechten Züge ist mit einer Mehrzahl von Regeneratoren
und außerdem mit einem Paar von Heizzügen einer Gruppe in jeder der Heizwände verbunden.
Jeder der Regeneratoren ist mit einer Mehrzahl der waagerechten Züge verbunden,
und demgemäß sind die einander entsprechenden Heizzüge jeder der verschiedenen Heizwände
in Parallelschaltung zueinander verbunden, und ebenso sind die einander entsprechenden
Regeneratoren in Parallelschaltung zueinander verbunden. Durch diese Anordnung wird
der Ausgleich der Verteilung von Heizgas und Luft zwischen den verschiedenen Heizzügen
der Heizwände gesichert, wodurch die Erhitzungsbedingungen in der ganzen Batterie
gleichförmig gemacht werden; ebenso wird die gleichförmige Verteilung der Abgase
über die Regeneratoren gesichert, so daß deren Temperaturen jederzeit während des
Betriebs der Batterie im wesentlichen gleich sind: In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform
der Erfindung beispielsweise dargestellt.
-
Fig. i zeigt in senkrechtem Querschnitt nach der Linie I-I in Fig.
2 eine koksofenbatterie gemäß der Erfindung.
-
Fig. 2 ist ein senkrechter Längsschnitt nach der Linie II-II in Fig.
i ; einzelne Teile sind abgebrochen.
-
Fig.3 ist in vergrößertem Maßstabe ein waagerechter Schnitt durch
einen Teil der Batterie nach der Linie III-III in Fig. i.
-
Fig. q. zeigt in vergrößertem Maßstabe einen senkrechten OOuerschnitt
durch einen Teil des in Fig. i dargestellten Mauerwerks.
-
Fig. 5 zeigt in vergrößertem Maßstabe einen senkrechten Längsschnitt
des waagerechten Mauerwerks und der benachbarten Bauteile; einige Teile sind abgebrochen.
-
Fig. 6 ist ein waagerechter Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. z;
einzelne Teile sind abgebrochen.
-
Wie besonders aus Fig. i und 2 ersichtlich, enthält die Koksofenbatterie
i eine Reihe von liegenden Kammern 2 und damit abwechselnde Heizwände 3. Die Anzahl
der Ofenkammern und der entsprechenden Heizwände kann beliebig sein, wie durch das
Abbrechen einzelner Teile in einigen Darstellungen angedeutet ist. Zur Erläuterung
der Grundlagen der baulichen Ausführung und des Betriebs sind beispielsweise nur
sechs Ofenkammern mit den zugehörigen sieben Heizwänden gezeigt. Jede Ofenkammer
ist mit einem Steigrohr q. versehen, das mit einer Hauptsammelleitung 5 verbunden
ist. Unterhalb der Ofenkammern liegt eine Reibe von 24 quer angeordneten Regeneratoren
6, die sich über die halbe Breite der Batterie erstrecken und paarweise quer zur
Batterie liegen.
-
Die Ofenkammern und die Heizwände sind von den Regeneratoren 6 durch
waagerechtes Mauerwerk 7 getrennt, das sich über die ganze Flächenausdehnung der
Batterie zwischen deren Wänden erstreckt. Eine Hauptheizgasleitung 8 auf jeder Seite
der Batterie ist durch Ventile g mit den Bodenkanälen io der verschiedenen Regeneratoren
6 auf der entsprechenden Seite der Batterie verbunden. Abgaskanäle ii, die ebenfalls
mit den Bodenkanälen io der Regeneratoren verbunden sind, leiten die Abgase zu dem
nicht dargestellten Schornstein.
-
Wie aus Fig. i, in der ein Schnitt durch eine der Heizwände 3 dargestellt
ist, ersichtlich, ist die Heizwand mit senkrechten Heizzügen 13 versehen, die in
an sich bekannter Weise in Gruppen von zwei benachbarten Paaren angeordnet sind,
wie durch die Pfeile angedeutet ist, die die Strömungsrichtung der Gase innerhalb
der Züge angeben. Die Heizzüge jeder Gruppe stehen oben miteinander in Verbindung,
und zwischen den verschiedenen Gruppen ist keine Trennwand vorgesehen. In den Heizwänden
der dargestellten Batterie sind beispielsweise 32 senkrechte Heizzüge vorhanden,
die in acht Gruppen zu je vier Zügen geteilt sind. In der Decke der Batterie sind
Schauöffnungen 14 angeordnet, um die Verbrennungsvorgänge innerhalb der einzelnen
Heizzüge 13 beobachten zu können.
-
Die senkrechten Heizzüge jedes Paars sind in ihren unteren Teilen
mit beiden Zügen eines Paars waagerechter Züge 15 verbunden, die sich über die ganze
Länge der Batterie durch das Mauerwerk 7 erstrecken, wie in Fig. 2, 5 und 6 dargestellt.
Die Verbindungen zwischen den waagerechten Zügen und den senkrechten Heizzügen enthalten
schräge Kanäle 16 und 17 mit Abzweigungen, die sich zu jedem der beiden entsprechenden
Heizzüge erstrecken. Jedes Paar waagerechter Züge 15 ist in ähnlicher Weise mit
dem entsprechenden Paar senkrechter Züge in jeder Heizwand verbunden. Mit anderen
Worten, jeder waagerechte Zug ist mit beiden Zügen eines Paars von senkrechten Zügen
in jeder Heizwand in Verbindung.
-
Wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich, ist jeder waagerechte Kanal
15 mit drei Regeneratoren 6 und jeder Regenerator 6 mit vier waagerechten Zügen
durch senkrecht verlaufende Kanäle 18 verbunden. Die Verbindungen zwischen den waagerechten
Zügen 15 und den Regeneratoren 6 sind symmetrisch angeordnet, so daß die gleichen
Beziehungen zwischen den Regeneratoren und den waagerechten Zügen hinsichtlich derFührung
von Heizgas, Luft und Abgasen bestehen,
wenn die Verbindungen in
der Batterie umgesteuert werden, wie noch näher beschrieben werden wird. Die Verbindungen
der betreffenden Reihen von Regeneratoren sind symmetrisch mit Bezug aufeinander.
Infolge dieser Anordnung findet eine symmetrische Strömung der Gase durch die Heizzüge
jeder Heizwand statt, wie eine Betrachtung der Pfeile in Fig, z ergibt.
-
Die Heizzüge 13 können mit Starkgas, z. B. Koksofengas, gespeist werden,
wozu Gasbrenner zcg (Fig. 2) dienen, die durch senkrechte Kanäle 2o mit jedem der
senkrechten Züge 13 verbunden sind. Die Kanäle 2o erstrecken sich, wie ersichtlich,
nach oben durch die Trennwände der Regeneratoren und das waagerechte Mauerwerk zwischen
den waagerechten Kanälen 15 und den Kanälen 16 und 17, Diese Anordnung ermöglicht
wahlweise die Anwendung einer anderen Art der Beheizung der Koksöfen, wenn kein
Generatorgas oder sonstiges Schwachgas benutzt wird.
-
Es ist bei dem Bau von Koksofenbatterien wichtig, die Ausdehnung jeder
Einheit oder Abteilung der Batterie soweit als möglich auf diese Einheit zu beschränken,
anstatt diese Ausdehnungen sich über einen erheblichen Teil der Batterie addieren
zu lassen. Zu diesem Zweck sind, wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich, Ausdehnungsverbindungen
22 und a3 vorgesehen, die sich etwa von der Höhe der Böden der Ofenkammern im wesentlichen
senkrecht abwärts durch das waagerechte Mauerwerk und quer zu den waagerechten Zügen
15 bis zu jedem der Regeneratoren 6 erstrecken. Die Ausdehnungsverbindungen 22 und
23 sind an den entsprechenden Seiten jeder Ofenkammer 2 vorgesehen und mit dem oberen
Teil jedes der Regeneratoren 6 verbunden.
-
Vermöge dieser Anordnung wird, wie ersichtlich, die Ausdehnung zwischen
den verschiedenen Regeneratoreinheiten und den die Ofenkammern und Heizwände umfassenden
Einheiten durch die Ausdehnungsverbindungen zwischen benachbarten Einheiten aufgenommen.
Die Ausdehnungsverbindungen 22 und 23 werden vorzugsweise mit feuerfestem Stoff
gefüllt, der lose oder biegsame Beschaffenheit hat, um eine gegenseitige Bewegung
zwischen den Seiten der Ausdehnungsverbindungen zu ermöglichen und so einen Durchtritt
von Gasen zu verhindern.
-
Es soll angenommen werden, daß die Batterie Z in Betrieb ist und daß
die Ofenkammern z mit Kohle in verschiedenen Verkokungsstufen gefüllt sind. Es soll
ferner angenommen werden, daß einige der Regeneratoren, wie durch die obere Buchstabenreihe
in Fig.5 angedeutet, mit Gas und Luft zur Verbrennung in den damit verbundenen Heizzügen
gespeist werden, während die anderen Regeneratoren Abgase aus den anderen Heizzügen
aufnehmen, um deren Wärme aufzuspeichern, bevor' die Gase zu den Kanälen zz gelangen.
Die in Fig. 5 dargestellte Anordnung stellt beide Reihen von Regeneratoren dar.
-
Nach dem bekannten Prinzip, zwischen gasführenden und abgasführenden
Regeneratoren luftführende Regeneratoren anzuwenden, sind die gasführenden Regeneratoren
G stets von den abgasführenden Regeneratoren bl%G durch einen luftführenden Regenerator
A getrennt. Hierdurch wird Gegenstrom zwischen gasführenden und abgasführenden Regeneratoren
vermieden. Diese Anordnung ist besonders wünschenswert, um nicht nur einen Verlust
an Brennstoff durch Entweichen in die abströmenden Abgase zu vermeiden, sondern
auch die Gefahr von Explosionen, die unter solchen Bedingungen eintreten könnten.
-
Wie sich aus Fig. q. ergibt, sind die Regeneratoren 6 und die waagerechten
Züge 15 derart verbunden, daß das Heizgas, die Luft und die Abgase über die waagerechten
Züge in derselben Reihenfolge und nach denselben Grundsätzen verteilt werden, wie
sie für die Regeneratoren 6 beschrieben worden sind. Es liegt also aus den vorher
angegebenen Gründen stets ein luftführender waagerechter Zug zwischen einem gasführenden
und einem abgasführenden Zug.
-
Jeder waagerechte Luft- oder gasführende Zug ist mit den drei in Fig.
5 entsprechend bezeichneten Regeneratoren verbunden. Jeder wagerechte gas- oder
luftführende Zug speist beide senkrechten Züge eines Paars in jeder Heizwand mit
Brennstoffen. Diese Brennstoffe brennen nach oben, wie durch die Pfeile in Fig.
z und q. angedeutet. Wenn die Heizgase die oberen Enden dieser senkrechten Züge
erreichen, treten sie über die Trennwände 24 in den waagerechten Verbindungszug
25 und strömen in dem anderen Paar senkrechter Züge 13 derselben Gruppe nach unten.
Die Heizgase, die das zweite Heizzugpaar als Abgase verlassen, gehen abwärts durch
die Kanäle 16 und 17 zu dem entsprechenden Paar von waagerechten Zügen 15 und werden
über die sechs Regeneratoren WG verteilt, da jeder waagerechte Zug mit drei Regeneratoren
verbunden ist.
-
Die für eine Gruppe von Heizzügen 13 in jeder Heizwand beschriebenen
Betriebsbedingungen sind die gleichen für jede andere Gruppe von Heizzügen in den
verschiedenen Heizwänden. Es ist zu bemerken, daß in der in Fig. x dargestellten
Heizwand verhältnismäßig wenige Punkte vorhanden sind, an denen Gegenströmung zwischen
den Heizgasen stattfindet. Ihre Zahl ist auf jeden vierten Heizzug beschränkt.
-
Wie bei dem Betrieb von Koksofenbatterien üblich, wird die Strömungsrichtung
der Gase in den verschiedenen Regeneratoren, waagerechten
Zügen
und Heizzügen von Zeit zu Zeit in geeigneten Zwischenräumen umgekehrt. -Nach einem
solchen Zugwechsel ist die Anordnung der Regeneratorverbindungen, die in Fig.5 durch
die untere Buchstabenreihe angedeutete. Die Regeneratoren, die vorher Gas und Luft
in einer Richtung führten, führen jetzt Abgase in der entgegengesetzten Richtung,
während die vorher Abgas führenden Regeneratoren jetzt je nachdem Gas oder Luft
führen. Die Strömungsrichtungen der Gase nach dem Zugwechsel sind durch punktierte
Pfeile angedeutet.
-
Die Beziehung der verschiedenen Regeneratoren zu den von ihnen geführten
Gasen ist dieselbe wie in dem vorhergehenden Betriebsabschnitt insofern, als stets
ein luftführender Regenerator zwischen zwei Regeneratoren liegt, von denen einer
Heizgas und der andere Abgas führt. Es ergibt sich auch aus den symmetrischen Verbindungen
zwischen den l#egeneratoren und den waagerechten Zügen 15, daß eine gleiche
Anordnung hinsichtlich der waagerechten Züge vorliegt. Demgemäß wird Gegenströmung
zwischen Heizgas und Abgasen vollkommen vermieden.
-
Die Verbindung jedes der Regeneratoren mit einer Mehrzahl von waagerechten
Zügen und die Verbindung jedes waagerechten Zuges mit einer Mehrzahl von Regeneratoren
bewirkt einen Ausgleich der Verteilung von Heizgas und Luft auf die waagerechten
Züge, durch die sie den Heizzügen zugeführt werden. Die parallele Verbindung jedes
waagerechten Zuges mit einem Paar senkrechter Züge in jeder Heizwand bewirkt einen
weiteren Ausgleich in der Verteilung der Brennstoffe, wodurch gleichförmige Erhitzungsverhältnisse
in jeder Heizwand und in allen Wänden der Batterie erzielt werden. Der Ausgleich
wird weiter dadurch unterstützt, daß die senkrechten Züge an ihren oberen Enden
durch die waagerechten Verbindungszüge zusammenhängen.
-
Die parallele Anordnung der Heizzüge jeder Wand und in jeder Gruppe
zusammen mit den parallelen Verbindungen der waagerechten Züge und der Regeneratoren
bewirkt einen ähnlichen Ausgleich für die Verteilung der Abgase beim Durchströmen
durch die Regeneratoren, innerhalb deren Wärme aufgespeichert wird, und die letzteren
werden daher gleichförmiger erhitzt, als es bei früheren Ausführungen möglich war.
-
Da jeder waagerechte Zug mit drei Regenoratoren und mit den senkrechten
Heizzügen von sieben Heizwänden verbunden ist, strömen die Gase in den waagerechten
Zügen über einen verhältnismäßig kurzen Weg zu den verschiedenen Auslaßkanälen,
und die waagerechten Züge können daher einen verhältnismäßig geringen Querschnitt
haben.
-
Es ist selbstverständlich, daß die Batterie auf jede gewünschte oder
ausführbare Zahl von Ofenkammern ausgedehnt werden kann. In diesem Falle ändert
sich die Zahl der Regeneratoren, der waagerechten Züge und der Heizzüge unter Wahrung
der Grundsätze der Ausführung und des Betriebs, wie sie an der verhältnismäßigkleinen,
vorstehend beschriebenen Batterie beispielsweise erläutert sind.