DE522388C

DE522388C - Koksofenbatterie mit uebereinanderliegenden Heizsystemen

Info

Publication number: DE522388C
Application number: DEK111577D
Authority: DE
Original assignee: Koppers Co Inc
Current assignee: Beazer East Inc
Priority date: 1928-01-26
Filing date: 1928-10-16
Publication date: 1931-04-13

Description

Koksofenbatterie mit übereinanderliegenden Heizsystemen Eine Koksofenbatterie gemäß der Erfindung mit Kokskammern und damit abwechselnden Heizwänden hat getrennte, übereinanderliegende Heizsysteme, deren jedes mit Einströmung und mit Ausströmung arbeitende Regeneratoren umfassen kann, und ist dadurch gekennzeichnet, daß jedes System in Reihe verbundene und in getrennten Ebenen liegende Gruppen von Heizzügen enthält und eine Gruppe jedes Systems mit einer Gruppe eines anderen Systems in derselben Heizwand in übereinanderordnung steht.
Die Erfindung bezieht sich auf Koksöfen im allgemeinen, ist aber insbesondere auf Verbundkoksöfen mit stehenden Kammern anwendbar.
Ein Zweck der Erfindung besteht darin, daß mittels der angegebenen verbesserten Heizanordnung die relativen Temperaturen der oberen und der unteren Teile der Kokskammern je nach Wunsch geregelt werden können.
Weiter bezweckt die Erfindung, die Reibungsverluste der durch die Heizsysteme der Öfen hindurchgehenden Gase wesentlich zu vermindern.
Außerdem bewirkt die Erfindung, daß entweder Schwachgas oder Starkgas leicht und bequem zu den Punkten der verschiedenen Heizzüge zugeführt werden kann, an denen die Verbrennung beginnt. Endlich soll durch die Erfindung die Bauausführung einer Koksofenbatterie dadurch erheblich vereinfacht werden, daß kompliziertes Mauerwerk für die Züge und waagerechtes Zwischenmauerwerk vermieden wird.
Beim Betrieb von Koksöfen und insbesondere von solchen mit stehenden Kammern ist es außerordentlich erwünscht, daß die Regelung der Heizung der Ofen genügend veränderbar ist, um den oberen Teilen der Öfen eine größere Wärmemenge zuzuführen- als den unteren oder um diese Bedingungen umkehren zu können.
Bei dem Betriebe von Koksöfen mit stehenden Kammern ist es üblich, durch Einführung von Dampf in ihren unteren Teil eine gewisse Menge von Wassergas zu erzeugen, die gewöhnlich von dem gewünschten Wärmewert des entstehenden Gemisches von Koksofengas und Wassergas abhängt. Je niedriger der zulässige Wärmewert ist, desto größer ist die Menge des erzeugten Wassergases.
Es ist ersichtlich, daß es beim Verkoken von Kohle in einem ununterbrochen arbeitenden stehenden Ofen, in dem wenig oder kein Wassergas erzeugt wird, erwünscht ist, den unteren Teilen der Kokskammern weniger Wärme im Verhältnis zu derjenigen zuzuführen, die den oberen Teilen zugeführt wird, weil weniger Wärme erforderlich ist, um den Verkokungsvorgang zu Ende zu führen. Wenn dagegen Wassergas in erheblichen Mengen hergestellt wird, so müssen den unteren Teilen des Ofens weitere Wärmemengen zugeführt werden, um die durch die Entwicklung von Wassergas verursachten Verluste auszugleichen.
In einem absatzweise arbeitenden stehenden Ofen ist es anderseits notwendig, dem unteren Teil mehr Wärme zuzuführen als dem oberen, selbst wenn kein Wassergas :erzeugt wird, weil eine größere Menge Kohle gleichzeitig mit derjenigen im oberen Teil verkokt werden muß. Wenn Wassergas erzeugt wird, so muß die Wärmezufuhr entsprechend vermehrt werden.
Bei dem Betrieb von Verbundöfen ist es erwünscht, daß das Generatorgas und das Koksofengas denselben Anfangsverbrennungspunkten zugeführt wird, damit bei Benutzung der jeweiligen Brennstoffe im wesentlichen ähnliche Bedingungen herrschen. Dies trifft besonders hinsichtlich des Merkmals zu, daß alle Heizzüge ohne Rücksicht auf die Art des Brennstoffes jederzeit von heißen Gasen angefüllt sind, entweder in der Form von Flammen oder von Verbrennungsprodulz-ten.
Bei der neuen Gesamtanordnung getrennter und unabhängiger Heizsysteme können die jeweils den oberen und den unteren Teilen der Heizwände zugeführten Gas- und Luftmengen je nach Wunsch an den Eintrittsstellen zu den Regeneratoren geregelt werden. Da stets dieselben Regeneratoren mit denselben Gruppen von Heizzügen verbunden sind, so wird das Wärmegleichgewicht jedes Heizsystems aufrechterhalten, weil Luft und Gas stets durch Regeneratoren eintreten, die durch in der entgegengesetzten Richtung hindurchströmende Abgase erhitzt worden sind.
Der Gesamtweg der Gase durch ein Heizsystem beträgt etwa die Hälfte desjenigen bei einem System 'mit hohen Heizwänden und durchgehenden Zügen, da der Weg annähernd die Hälfte der Höhe zweier Heizwände umfaßt. Es geht auch annähernd die Hälfte des Gasvolumens durch irgendeinen gegebenen Teil des Heizsystems. Die Reibungsverluste betragen daher annähernd ein Viertel derjenigen, die bei einem Heizsystem auftreten, in dem alle Gase einen Weg zurücklegen, der das Doppelte desjenigen bei der vorliegenden Anordnung beträgt. Diese Ausführung ermöglicht es, die Gase mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit strömer. zu lassen, da ihr Volumen vermindert worden ist.
Infolge des Umstandes, daß die übereinander angeordneten senkrechten Züge vollständig getrennt und voneinander unabhängig sind und da.ß die Ausführung der dazwischenliegenden waagerechten Kanäle verbessert ist, kann das zu ihrer Trennung dienende waagerechte Mauerwerk von einfacher und kompendiöser Ausführung sein. Die Heizzüge können quadratischen Querschnitt haben. Diese Merkmale vereinfachen wesentlich die Bauausführung der Koksofenbatterie, weil zahlreiche Sonderformen von Steinen auf diese Weise ausgeschieden werden.
Die Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, in denen Ausführungsformen beispielsweise dargestellt sind.
Fig. i ist ein senkrechter Schnitt durch eine Batterie ununterbrochen arbeitender Verhundkoksöfen mit stehenden Kammern gemäß der Erfindung.
Fig. z ist ein senkrechter Längsschnitt nach der Linie II-II in Fig. 3 und zeigt einen Teil einer Koksofenbatterie gemäß der Erfindung.
Fig.3 ist ein Querschnitt nach der Linie III-III in Fig.z.
Fig. q. zeigt teilweise -eine Oberansicht, die bei A-A angegeben ist, und teilweise waagerechte Schnitte nach den Linien B-B, C-C, D=D, E-F, F-F, G-G und H-H in Fig. 3.
Fig.5 stellt eine andere Ausführungsform in ähnlicher Weise wie Fig. 3 dar.
Fig.6 ist ein Strömungsschema der Heizsysteme zweier benachbarter Wände bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 7 ist ein ähnliches Schema für die Ausführungsform nach Fig. 5.
Fig. 8 zeigt in vergrößertem Maßstabe einen senkrechten Schnitt durch eine Heizwand und die zugehörigen Regeneratorefl einer anderen Ausführungsform.
Fig.9 ist ein waagerechter Schnitt nach der Linie III-III in. Fig. B.
Fig. io ist ein Teilschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. g.
Fig. i i ist ein Teilschnitt nach der Linie V-V in Fig.8.
Fig. 1a ist ein Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. i i.
Fig. 13 ist ein ähnlicher Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 1a.
Fig. i q. ist ein Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. i3.
Fig. 15 ist ein Schnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 13.
. Fig. 16 ist eine schematische Darstellung der Gasströmung durch zwei zusammenarbeitende Heizwände bei Verwendung von Schwachgas bei der Ausführungsform nach Fig. 8 bis 15.
Fig. 17 ist - eine entsprechende Darstellung der Gasströmung bei Benutzung von Starkgas als Brennstoff.
Wie aus Fig. i ersichtlich, besteht eine Batterie i von Verbundkoksöfen mit stehenden Kammern für ununterbrochenen Betrieb aus einem Fundament 2, das von einer Reihe von Säulen 3 getragen wird. Auf dem Fundament 2 ist ein Ofenmauerwerk angeordnet, das äußere Wände 4 und 5 und eine innere Wand 6 enthält, die die Regeneratoren von den übrigen Teilen der Batterie trennt. Die Batterie ist mit den üblichen Verankerungen 7 zur Unterstützung der verschiedenen Außenwände versehen.
Zwischen den Wänden 4 und 6 liegt eine Reihe stehender Kokskammern g, durch deren eine der Schnitt gelegt ist. Eine der Heizwände io, die mit den Kammern g abwechseln, ist in dieser Abbildung mit ihren verschiedenen 'Zügen in punktierten Linien dargestellt.
Ein Oberbau 12, der von einem Rahmenwerk 13 getragen wird, bildet einen Träger für einen beweglichen Beschickungswagen 14, mittels dessen Kohlenvorratsbehälter 15 für die verschiedenen Kammern g beschickt werden. Jede der Kammern g ist mit einer Gasableitung 16 versehen, die mit einer Gassammelleitung 17 verbunden ist. Den Heizwänden i o der Batterie wird Generatorgas oder ein sonstiges Schwachgas durch Gashauptleitungen ig zugeführt, die je mit geeigneten Regelungsventilen 2o versehen sind. Die Abgase werden von den Regeneratoren durch zwei Abgashauptleitungen 21 zum Schornstein geführt.
Das jede der Kammern g umgebende Mauerwerk wird von einem hohlen Metallrahmen 23 getragen, der in geeigneter Weise mit dem Fundament verbunden ist. In dem Rahmen 23 hängt ein hohles Gehäuse 24, in dem eine Koksabführvorrichtung 25 mit Kraftantrieb angeordnet ist. An dem Gehäuse 24 hängt wiederum ein Koksbehälter 26, der so angeordnet ist, daß er seinen Inhalt in einen Wagen 2 7 entleeren kann, der unterhalb der Batterie läuft.
In den Fig.2, 3 und 4 sind die Einzelheiten der Heizwände und die Verbindungen der darin liegenden Heizzüge dargestellt. Jede Heizwand io ist mit zwei übereinanderliegenden Reihen von senkrechten Heizzügen 29 und 30 versehen. Die obere Reihe der Heizzüge 29 der Heizwand (Fig. 3) ist mit zwei oberen waagerechten Kanälen 31 verbunden, deren jeder mit :einem Regenerator 32 :eines Paares durch Bodenkanäle 33 am oberen Ende der Regeneratoren verbunden ist. Die unteren Enden der Heizzüge 29 sind mit einem einzigen unteren waagerechten Kanal 34 verbunden. Jedes Ende dieses Kanals 34 reicht bis zu einem Umgehungszug 35, durch den der Kanal 34 mit einem entsprechenden waagerechten Kanal 34 einer benachbarten Heizwand io verbunden ist. Die untere Reihe der Heizzüge 3o der Heizwand io (Fig. 3) ist in ähnlicher Weise mit zwei unteren waagerechten Kanälen 36 verbunden, die etwa in der Mitte je durch eine Leitung 37 mit dem einen Regenerator 38 durch Bodenkanäle 3g an den unteren Enden der Regeneratoren verbunden sind. Die oberen Enden der Heizzüge 3o sind mit einem einzigen oberen waagerechten Kanal 40 verbunden, der an jedem Ende bis zu einem Umgehungskanal 4 i reicht, um den waagerechten Kanal 4o mit einem ähnlichen waagerechten Kanal 40 in der benachbarten Wand zu verbinden.
Wie besonders aus Fig.2 ersichtlich, sind die waagerechten Kanäle 34 und 4o, die den oberen und unteren Gruppen von Heizzügen entsprechen, enger als die entsprechenden Heizzüge, und die Züge 29 und 30 sind mit den waagerechten 'Zügen je durch Paare waagerechter Leitungen 43 und 44 verbunden. Durch diese Ausführung wird sichergestellt, daß heiße Gase im wesentlichen durch die ganze Länge der Heizwand hindurchgehen und das Entstehen toter Räume im wesentlichen vermieden wird. Die Hohlsteine der Heizzüge erstrecken sich bis zu dem waagerechten Mauerwerk. Die Konstruktion ist fester als bei der Bauart, bei der sich die Hohlsteine nur je nachdem bis zu der oberen Seite oder der unteren Seite der waagerechten Kanäle :erstrecken.
Durch das vorstehende System von Verbindungen wird eine Anordnung erreicht, bei der die Heizwände paarweise verbunden sind. Die oberen Gruppen oder Reihen von Heizzügen im Heizwandpaar bilden zusammen mit den damit verbundenen Regeneratorpaaren ein Heizsystem. In ähnlicher Weise bilden die unteren Gruppen oder Reihen von Heizzügen der miteinander verbundenen Wände ein ähnliches, aber vollkommen getrenntes und unabhängiges Heizsystem für die unteren Teile der benachbarten Kokskammern.
Die Regeneratoren 38 sind in einer Reihe längs der Seite der Batterie angeordnet und erstrecken sich im wesentlichen über denselben Teil der Heizwand, den die untere Gruppe von Heizzügen einnimmt. Die Regeneratoren 32 stehen über dem Regenerator 38 und erstrecken sich im wesentlichen über denjenigen Teil der Heizwand, den die obere Gruppe von Heizzügen einnimmt. Da die benachbarten Teile der verschiedenen Regeneratoren stets im wesentlichen den gleichen Temperaturbedingungen ausgesetzt sind, ist es nicht erforderlich, dazwischen eine Ausdehnungsverbindung vorzusehen.
Wie insbesondere aus Fig.4 ersichtlich, umfaßt die Batterie beispielsweise sieben Ofenkammern 9 und acht Heizwände i o, obwohl diese Zahl je nach Wunsch geändert werden kann. Die Heizwände io sind paarweise durch Paare von Umgehungskanälen 35 und 41 verbunden. Die Anordnung ist in den einzelnen Heizsystemen bei den dazwischenliegenden Teilen der Wände ähnlich. Die waagerechten Kanäle 31 sind mit den Heizzügen 29 durch geneigte Durchlässe 45 verbunden. Die waagerechten Kanäle 36 sind in ähnlicher Weise mit den unteren Heizzügen durch Durchlässe 46 verbunden.
Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, kann den oberen Heizzügen der einzelnen Heizwände Koksofengas und anderes Starkgas durch Gasdüsen 47 zugeführt werden, die sich von der oberen Seite der Batterie durch das Mauerwerk zwischen den waagerechten Zügen 31 in die oberen Teile der Heizzüge 29 erstrecken. Die unteren Heizzüge 3o sind in ähnlicher Weise mit Vorrichtungen zur 'Zuführung von Starkgas mit Hilfe von Gasdüsen 48 versehen, die vom Boden der Batterie durch das Mauerwerk zwischen den waagerechten Zügen 36 in die unteren Teile der Heizzüge 3o führen. Die üblichen, nicht dargestellten Gashauptleitungen für Starkgas sind bei der wirklichen Ausführung mit den verschiedenen Gasdüsen 47 und 48 verbunden. Die unteren Gasdüsen 48 dienen als Schauöffnungen für die unteren Heizzüge 3o. Die oberen Heizzüge 29 sind mit Schauöffnungen 49 versehen.
Wie in Fig. 4 dargestellt, ist das Batteriemauerwerk mit einer Reihe von Ausdehnungsverbindungen 5o versehen, die quer über die Batterie durch die Wände 4, 5 und 6 zwischen den benachbarten Regeneratoreinheiten hindurchgehen und sich in die Kammern der verschiedenen Koksöfen erstrecken. Vermöge dieser Bauart brauchen keine brennbaren Gase oder Abgase die Ausdehnungsverbindungen zu kreuzen, ausgenommen beim Durchgang durch die Umgehungskanäle, und ein Durchlecken der brennbaren Gase und der Abgase wird infolgedessen fast ganz vermieden. Diese Anordnung ist auch insofern vorteilhaft, als die Ausdehnung jeder Einheit, die ein System von Regeneratoren und die zugehörige Heizwand umfaßt, auf diese Einheit beschränkt werden kann und nicht auf irgendeinen Teil einer benachbarten Einheit übertragen wird.
Der Betrieb der in den Fig. 1, 2, 3 und 4 dargestellten Batterie von stehenden Kammern soll nun für den Fall der Verwendung von Schwachgas als Brennstoff beschrieben werden. Die Gasströmung ist hierbei diejenige, die schematisch in Fig. 6 dargestellt ist.
Es sei angenommen, daß die verschiedenen Ofenkammern g mit Kohle aus den zugehörigen Vorratsbehältern 15 beschickt werden und daß sich die Kohle je nach dem Abstand von den Ofendecken in den verschiedenen Kammern in verschiedenen Stadien der Verkokung befindet, so daß durch die Koksabführung 25 fertiger Koks entleert wird.
Gasförmiger Brennstoff, z. B. Generatorgas, wird aus der Gashauptleitung ig zu einem Regenerator 3z geführt, der der oberen Gruppe von Heizzügen einer Wand jedes zusammengehörigen Paares entspricht, wie in Fig. 6 durch die Inschriften angedeutet. Dem anderen Regenerator des Paares wird Luft zugeführt, und durch die entsprechenden waagerechten Kanäle 31 und Durchlässe 45 wird Gas und Luft jedem der Heizzüge 29 zugeführt, so daß es darin abwärts brennt, wie die Pfeile in Fig.6 angeben. Durch Schiebersteine 51 wird das Verhältnis der den verschiedenen Heizzügen zugeführten Gas-und Luftmengen geregelt.
Die Verbrennungsprodukte gehen durch die Heizzüge 29 abwärts und gelangen durch die Öffnungen 43 in den unteren waagerechten Kanal 34. Die Gase strömen in beiden Richtungen im waagerechten 'Zug 3 ¢ nach außen in den Umgehungskanal 35 und den waagerechten Zug 34 der benachbarten Wand, von wo sie auf -die verschiedenen Heizzüge 29 verteilt werden und dann durch die verbundenen Durchlässe und waagerechten Kanäle und die damit verbundenen Regeneratoren 32 nach außen strömen, wie in dem Strömungsschema angegeben. Die Abgase werden dann in üblicher Weise durch die entsprechende Abgashauptleitung 21 zum Schornstein geführt.
In ähnlicher Weise werden Gas und Luft zu der unteren Gruppe von Heizzügen 30 durch die Regeneratoren 38 und die Kanäle 37 zu den unteren waagerechten Kanälen 36 geführt und auf die verschiedenen Heizzüge 30 verteilt, in denen sie nach oben brennen. Die Verbindung der Regeneratoren mit den mittleren Teilen der waagerechten Kanäle 36 macht die Anwendung von Schiebersteinen unnötig. Die Verbrennungsprodukte gehen durch den oberen waagerechten Kanal 40 und die damit verbundenen Umgehungskanäle 41 und werden durch die Heizzüge 3o der anderen Wand verteilt. Von dort gehen sie nach außer. durch die waagerechten Kanäle 36, die waagerechten Durchlässe 37 und die Regeneratoren 38 nach außen und in üblicher Weise zum Schornstein.
Es ist zu bemerken, da.ß die Verbrennung an den oberen Enden der oberen Heizzüge und an den unteren Enden der unteren Heizzüge der Wand beginnt, in der die Verbrennung stattfindet, und daß die Gase in entgegengesetzten Richtungen nach dem mittleren Teil der Wand gehen und dann zu den Heizzügen der damit verbundenen Wand gelangen. Die Gase gehen dann in entgegengesetzten Richtungen zu den oberen und unteren Teilen dieser Wand und nach außen zum Schornstein.
Diese Betriebsweise wird von 'Zeit zu Zeit umgekehrt, so daß Luft und Gas den Regeneratoren der Heizwand zugeführt werden, die vorher Abgas führten, während Abgas durch die Regeneratoren abgeleitet wird, die vorher durch die Einführung von Luft und Gas gekühlt wurden. Auf diese Weise sind die Regeneratoren ständig mit Heizzuggruppen verbunden, denen sie entweder Gas und Luft zuführen oder aus denen ihnen Abgas zugeführt wird. Infolgedessen wird das Wärmegleichgewicht des Systems aufrechterhalten. Der beschriebene Betrieb eines Paares von Heizwänden ist typisch für jedes Paar der Batterie.
Es ist auch ersichtlich, daß die verschiedenen Verbindungen für die verschiedenen Paare von Heizwänden gleichzeitig geregelt werden, damit in der ganzen Batterie gleichförmige Bedingungen herrschen. Die Verbindung der Regeneratoren in jeder Reihe ist zweckmäßig die durch die BezeichnungenA G und W G (Fig. 4) angegebene, bei der ein luftführender Regenerator stets zwischen Regeneratoren liegt, die gasförmigen. Brennstoff oder Abgas führen, damit kein Durchlecken und infolgedessen ein Verlust von Brennstoff mit den Schornsteingasen eintreten kann.
Wenn Starkgas verwendet werden soll, beispielsweise Koksofelrigas, so wird dieses den verschiedenen Heizzügen durch die entsprechenden Gasdüsen 47 und 48 zugeführt, während jeder der mit Einströmung arbeitenden Regeneratoren Luft durch die damit verbundenen waagerechten Kanäle 3 i und 36 zu denselben Anfangsverbrennungspunkten wie bei Verwendung von Generatorgas zuführt. Die Strömungsrichtung der Verbrennungsprodukte ist dieselbe, wie sie für Schwachgasbetrieb beschrieben worden ist. Demgemäß werden, ohne Rücksicht darauf, ob Starkgas oder Schwachgas als Brennstoff benutzt wird, alle Heizzüge jederzeit von heißen Gasen durchströmt.
Die soeben beschriebene Art des Betriebes der Regeneratoren 38 ist nicht die normale, die Regeneratoren haben aber so engen Querschnitt, daß die Verteilung der sie durchströmenden Gase keine Schwierigkeit bietet, wie dies bei Verwendung weiter Regeneratoren der Fall ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 und dem Schema nach Fig.7 sind die entsprechenden Teile durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform ist das Verbindungssystem ähnlich dem vorher beschriebenen, jedoch sind bei dieser Abänderung die Verbindungen der unteren Regeneratoren 52 von ihren oberen Teilen zu den unteren waagerechten Kanälen 36 durch einen senkrechten Kanal 53 hergestellt.
Vermöge dieser Anordnung können die unteren Regeneratoren 52 in normaler Weise arbeiten, indem je nachdem die kalten Gase und die kalte Luft in den Regenerator stets unten durch einen Bodenkanal 54 eintreten und heiße Gase in den Regenerator stets oben eintreten. Im übrigen ist die Arbeitsweise gleichartig mit derjenigen, die für die Ausführung nach Fig. i bis q. und Fig. 6 beschrieben worden ist.
13ei der abgeänderten Ausführung liegt indessen ein. Unterschied in den Temperaturbedingungen zwischen den benachbarten Teilen der oberen und der unteren Regeneratoren vor, weil die unteren Regeneratoren 52 in ihrem oberen Teil stets von Gasen durchströmt werden, deren Temperatur erheblich höher ist als die der Gase, die den unteren Teil der oberen Regeneratoren 32 durchströmen. Es ist daher notwendig, eine Ausdehnungsverbindung 55 vorzusehen, die sich waagerecht zwischen den Regeneratorreihen erstreckt, um die gegenseitigen Ausdehnungen der benachbarten Wände auszugleichen. Die Ausdehnungsverbindungen 55 werden mit mineralischer Wolle gefüllt, die eine gegenseitige Bewegung der Seiten der Verbindung ermöglicht, aber jeden Durchtritt von Gasen wirksam verhindert.
Eine Batterie stehender Koksöfen gemäß der beschriebenen Bauart hat zahlreiche Vorteile. Die Anordnung der Regeneratoren in übereinanderliegenden Reihen ermöglicht eine gedrängte Bauausführung, infolge deren eine verhältnismäßig kleine Ausstrahlungsfläche vorhanden ist und Wärmeverluste aus dieser Ursache demgemäß vermindert werden.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 8 bis 17 ist jede Heizwand i 12 mit zwei übereinanderliegenden Reihen von senkrechten Heizzügen 129 und 130 versehen. Die untere Reihe der Heizzüge 129 der in Fig. 8 dargestellten Heizwand 112 ist mit einem oberen waagerechten Kanal 131 verbunden, der seinerseits mit zwei Paaren von Regeneratoren 132 und 133 in Verbindung steht, die mit Bodenkanälen 134 und 135 versehen sind. Die Heizzüge 129 sind außerdem an ihren unteren Teilen mit einem unteren waagerechten Kanal 136 verbunden. Jedes Ende des Kanals 136 reicht bis zu einem Umgehungskanal 137, mittels dessen der Kanal 136 mit einem entsprechenden waagerechten Kanal 136 in einer benachbarten Heizwand i 12 verbunden ist. Die obere Reihe von Heizzügen 130 in der Heizwand 112 (Fig. 8) ist in ähnlicher Weise mit einem unteren waagerechten Kanal 139 verbunden, der seinerseits mit zwei Paaren von Regeneratoren 140 und 141 verbunden ist, die je mit Bodenkanälen 142 und 143 versehen sind. Die oberen Enden der Heizzüge 130 sind mit einem waagerechten Kanal 144 verbunden, der mit jedem seiner Enden bis zu Umgehungskanälen 145 reicht, die mit einem entsprechenden waagerechten Kanal 144 in der benachbarten Heizwand 112 verbunden sind, mit der auch die unteren Umgehungskanäle 137 in Verbindung stehen.
Das vorstehend beschriebene System van Verbindungen ist bei der in Fig. 8 dargestellten Heizwand und bei abwechselnden Heizwänden i i2 der Batterie benutzt, d. h. bei Cntsprechenden Gliedern jedes Paares von Heizwänden. Wie in Fig. 16 erläutert, sind die anderen Glieder der Heizwandpaare mit einer etwas abweichenden Anordnung versehen, insofern als die Verbindungen zwischen den waagerechten Kanälen 131 und 139 und den Paaren von Regeneratoren 132 und 133 bzw. 140 und 141 gegen diejenigen gemäß Fig. 8 versetzt sind.
Demgemäß sind die Regeneratoren 132 und 133 abwechselnder Einheiten mit den entsprechenden waagerechten Kanälen 131 verbunden, während die anderen Einheiten mit entsprechenden waagerechten Kanälen 139 verbunden sind. Die Regeneratoren 14o und 141 abwechselnder Einheiten sind mit entsprechenden waagerechten Kanälen 139 und die anderen Einheiten mit den entsprechenden waagerechten Kanälen 131 verbunden.
Es ist hieraus ersichtlich, daß sich die Regeneratoren nur über die halbe Höhe der Batterie erstrecken und mit den Heizwänden etwa in deren Mitte verbunden sind.
Wie insbesondere aus Fig.9 hervargeht, umfaßt die Batterie beispielsweise fünf Kammern i i i und sechs Heizwände 112, obwohl gewünschtenfalls diese Zahl vermehrt werden kann. Die Heizwände 112 sind paarweise mittels der Umgehungskanäle 137 und 145 verbunden, deren Anordnung am iberen und unteren Ende der Heizwände ähnlich ist. Es ist ersichtlich, daß die waagerechten Kanäle 144, die den waagerechten Kanälen 136 ähnlich sind, geteilt sind, so daß dazwischen eine Wand 147 aus Mauerwerk vorhanden ist. Jeder Abschnitt der waagerechten Kanäle 136 und 144 ist mit den Heizzügen durch Öffnungen 148 verbunden.
Wie am besten aus Fig. io ersichtlich, kann allen Heizzügen der entsprechenden Heizwände Koksafengas oder anderes Starkgas durch Gasdüsen 149 zugeführt werden, die sich von der Decke der Batterie durch das Mauerwerk 147 zwischen den Abschnitten des waagerechten Kanals 144 hindurch erstrecken. Eine ähnliche Anordnung wie nach Fig.io ist am Boden jeder Heizwand vz)rgesehen, so daß der unteren Reihe von Heizzügen Starkgas in einer noch zu beschreibenden Weise zugeführt werden kann.
Wie in Fig.9 in gestrichelten Linien. dargestellt, sind die Regeneratoren auf jeder Seite des Batteriemauerwerks in parallel arbeitenden Paaren angeordnet. Beispielsweise sollen die Regeneratoren 140 und 141 und ihre Verbindungen beschrieben werden. Die Regeneratoren 132 und 133 sind in ähnlicher Weise angeordnet. Jede Regeneratoreinheit umfaßt zwei Paare von Regenerataren. Die Glieder jedes Paares liegen nebeneinander, und die beiden Paare erstrecken sich in der Richtung der Heizwand, mit der sie im Betrieb zusammenarbeiten.
Die Art der Verbindungen für eine R,egeneratoreinheit ist im einzelnen in den vergrößerten Darstellungen nach Fig. i i bis 15 gezeigt. Es soll angenammen werden, daß der Regeneratoreinheit Gas und Luft zugeführt werden, die zu der entsprechenden Heizwand gelangen sollen. Der Bodenkanal 143, der beispielsweise Luft führt, erstreckt sich bis zum Boden des einen Regenerators 141. Ein Seitenkanal 152 verbindet den Bodenkanal 143 mit dem unteren Teil des zweiten Regenerators 141, so daß der Bodenkanal 143 den parallel geschalteten Regeneratoren 141 des Paares Luft zuführt.
Der Bodenkanal 142, der dem Paar parallel geschalteter Regeneratoren 14o Gas zuführt, ist im Verhältnis zum Bodenkanal 143 kurz. Wie in gestrichelten Linien in Fig. 11 und 13 dargestellt, ist der waagerechte Kanal 142 an seinem inneren Ende mit einem senkrechten Verbindungskanal 153 verbunden, der sich zum unteren Teil eines der Regeneratoren 140 erstreckt. Ein Seitenkanal 154, der mit dem senkrechten Kanal 153 verbunden ist, erstreckt sich waagerecht nach links -oberhalb des Bodenkanals 143 und ist durch einen kurzen senkrechten Kanal 155 mit dem unteren Teil des anderen Regenerators 140 verbunden.
Der Betrieb der Batterie mit stehenden Kammern soll nullmehr mit besonderer Bezugnahme auf das Heizsystem eines Paares benachbarter Heizwände beschrieben werden, wenn letztere mit Schwachgas als Brennstoff beheizt werden, wobei die Gasströmung die in Fig. 16 schematisch dargestellte ist. Es soll angenommen werden, daß die verschiedenen Ofenkammern i i i mit Kohle aus den entsprechenden Behältern beschickt werden und daß sich die Kohle in den verschiedenen Ofenkammern in verschiedenen Verkokungs- Stadien befindet, je nach dem Weg, den sie vom oberen Ende der öfen zurückgelegt hart,,. so daß fertiger Koks durch die nicht dargestellte Koksabführungsvorrichtung entfernt wird. Es soll ferner angenommen werden, daß die Heizwände mit Schwachgas gespeist werden und daß die Strömungsrichtung der Gase durch die verschiedenen Kanäle der Heizwände die in Fig. 16 dargestellte ist. Die verschiedenen Regeneratoren I32, I33, I q.0 und 141 sind in dieser Zeichnung schematisch-als Einzelregeneratoren an Stelle parallel geschalteter Paare dargestellt, da sie in Wirklichkeit einen einzigen Regenerator bilden.
Aus der nicht dargestellten Hauptleitung wird Gas zu den Regeneratoren 140 geleitet, aus denen es in den waagerechten Kanal 131 der zweiten in Fig. 16 dargestellten Wand gelangt. Durch die Regeneratoren 141 derselben Einheit wird Luft zugeführt und tritt in den waagerechten Kanal 131 unterhalb des Gasstromes ein. Das entstehende brennende Gasgemisch wird längs des waagerechten Kanals 131 auf die verschiedenen senkrechten Heizzüge 129 verteilt und strömt abwärts in den waagerechten Kanal 136. Die heißen Gase strömen dann in entgegengesetzten Richtungen zu den Enden des waagerechten Kanals 136 und in die Umgehungskanäle 137, durch die sie zu dem waagerechten Kanal 136 der ersten in Fig. 16 dargestellten Heizwand geleitet werden, wo sie auf die senkrechten Züge 129 verteilt werden und aufwärts strömen. Die Verbrennungsprodukte gelangen in den waagerechten Kanal 131 und werden durch die parallel geschalteten Regeneratoren 132 und 133 abgeleitet und gelangen zum Schornstein.
In ähnlicher Weise werden Gas und Luft durch die Regeneratoren 140 und 141 der der ersten Heizwand entsprechenden Regeneratoreinheit zugeführt, und die brennenden Gase strömen nacheinander durch den waagerechten Kanal 139, dann aufwärts durch die senkrechten Heizzüge I 3o, die Umgehungskanäle 145, den waagerechten Kanal 144, darauf abwärts durch die senkrechten Heizzüge 130 der zweiten Wand, den waagerechten Kanal 139 und die Regeneratoren 132 und 133 zum Schornstein.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß beiden Heizzugsystemen Gas und Luft durch Regenoratoren auf derselben Seite der Batterie zugeführt werden und daß die Abgase oder Verbrennungsprodukte durch benachbarte Regenoratoren auf der entgegengesetzten Seite der Batterie entweichen. Die Strömungsrichtung der Gase ist in jeder Heizwand für die beiden Reihen übereinanderliegender senkrechter Heizzüge die gleiche. Die Strömungsrichtung der Gase in den verschiedenen Teilen der Systeme ist durch Pfeile Bezeichnet.
Wie üblich, wird die Strömungsrichtung der Gase durch die Heizsysteme von Zeit zu Zeit durch geeignete, nicht dargestellte Umsteuerungsvorrichtungen umgekehrt. Nach der Umsteuerung werden Luft und Gas je durch die Regeneratoren 133 und 132 benachbarter Einheiten zugeführt, während die Abgase durch die Regenerat@oren 140 und 141 abwärts gehen. Die Strömungsrichtungen der Gase durch die verschiedenen Teile der Systeme sind den durch die verschiedenen Pfeile bezeichneten entgegengesetzt.
Der Betrieb der Heizsysteme des soeben erörterten Heizwandpaares ist typisch für denjenigen der drei in Fig.9 dargestellten Heizwandpaar e. Die verschiedenen Verbindungen der verschiedenen Heizwandpaare werden gleichzeitig .geregelt, so daß man in der ganzen Batterie gleichförmige Bedingungen erhält. Demgemäß werden in jedem Stadium des Betriebes Luft und Gas gleichzeitig zu den verschiedenen Heizsystemen durch die Regeneratoren auf einer Seite der Batterie zugeführt, während Abgase durch alle Regeneratoren auf der entgegengesetzten Seite der Batterie nach außen entweichen. Nach der Umsteuerung liegen dieselben Bedingungen vor, nur daß die Funktionen der Regenerat@oren umgekehrt sind.
Wenn man Starkgas, z. B. Koksofengas, als Brennstoff benutzt, so verläuft der Betrieb etwas anders mit Rücksicht auf die Eigenschaften des Brennstoffs. Eine schematische Darstellung des Verbindungssystems bei Verwendung von Starkgas als Brennstoff ist in Fig.17 gegeben, die jetzt beschrieben werden soll. Da es unnötig ist, Starkgas vorzuwärmen, werden die kegeneratoren 140 und 141 benutzt, um Luft vorzuwärmen, die durch die damit verbundenen waagerechten Züge 131 und 139, die benachbarten senkrechten Heizzüge und die Umgehungskanäle 137 und 1¢5 zu dem waagerechten Zug 136 der ersten Wand und dem waagerechten 'Zug 144 der zweiten Wand strömt. Die Gasdüsen 149 am Boden der ersten Wand und an der Decke der zweiten Wand sind geöffnet und lassen Starkgas in die entsprechenden Teile der Heizzüge 129 und 130 treten. Die durch Verbrennung des Gemisches von Gas und Luft gebildeten Flammen strömen in den Zügen 129 der ersten Wand aufwärts und in den oberen Heizzügen 13o der zweiten Wand abwärts und entweichen durch die entsprechenden Regenoratoren 132 und 133.
Nach der Umsteuerung wird durch alle Regenoratoren 132 und 133 Luft zugeführt, die vorher in Gang befindlichen Gasdüsen werden abgesperrt und diejenigen am Boden der zweiten Wand und der Decke der ersten Wand werden geöffnet, so daß Verbrennung in den Heizzügen stattfindet, die vorher von hocherhitzter Luft durchströmt waren. Bei der soeben beschriebenen Betriebsweise durchströmen die Gase die verschiedenen Heizzüge und Kanäle in Richtungen, die den durch die Pfeile bezeichneten entgegengesetzt sind.
Während die letztereAnordnung keine Vorsorge dafür trifft, daß Verbrennungsprodukte in beiden Betriebsrichtungen durch alle Heizzüge gehen, wird die vorgewärmte Luft, die durch eine Reihe von Heizzügen in jeder der Heizwände strömt, höher erhitzt, weil die Verbrennungsprodukte vom vorhergehenden Arbeitsgang mit viel höherer Temperatur durch die Regeneratoren entweichen. Das Ergebnis ist daher, daß die vorgewärmte Luft nach der Umsteuerung so hohe Temperatur hat, daß sie kaum irgendeine kühlende Wirkung auf die Heizzüge hat, die von der Luft durchströmt werden, ehe die Verbrennung eintritt.
Die Anordnung von Ausdehnungsverbindungen zwischen den einzelnen Regeneratoreinheiten und den Heizwänden bewirkt, daß alle Gase durch das System geführt werden können, ohne die Ausdehnungsverbindungen zu kreuzen, außer in den Umgehungskanälen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Koksofenbatterie mit übereinanderliegenden Heizsystemen zur unabhängigen Beheizung der oberen und unteren Teile der Heizwände, dadurch gekennzeichnet, daß jedes System in Reihe verbundene und in getrennten Ebenen liegende Gruppen von Heizzügen enthält und eine Gruppe jedes Systems mit .einer Gruppe eines anderen Systems in derselben Heizwand in übereinanderanordnung steht.
2. Koksofenbatterie nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwände zu Paaren verbunden sind, von denen jedes durch zwei Heizsysteme beheizt wird und in jeder Heizwand des Paares eine Gruppe von Heizzügen eines Systems über einer Gruppe des anderen Systems liegt.
3. Koksofenbatterie nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren und inneren benachbarten Enden der Heizzüge jeder Gruppe .eines Heizsystems je durch ,äußere und innere waagerechte Kanäle verbunden sind, von denen der eine in jeder Gruppe durch Umgehungskanäle mit dem entsprechenden waagerechten Kanal der anderen Gruppe verbunden ist, während der andere waagerechte Kanal jeder Gruppe mit einem der Regeneratoren verbunden ist. q..
Koksofenbatterie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, d_aß die äußeren waagerechten Kanäle der Heizzuggruppen jedes Systems miteinander verbunden sind, während von den benachbarten inneren waagerechten Kanälen dieser Heizzuggruppen je der eine mit den mit Einströmung arbeitenden und der andere mit den mit Ausströmung arbeitenden Regeneratoren verbunden ist.
5. Koksofenbatterie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren waagerechten Kanäle der Heizzuggruppen jedes Systems miteinander verbunden sind, während von seinen äußeren waagerechten Kanälen der eine . mit den mit Einströmung und der andere mit den mit Ausströmung arbeitenden Regeneratoren verbunden ist.
6. Koksofenbatterie nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ihr zwecks Betriebs nach dem Verbundsystem Schwachgas zur Verbrennung an einer Stelle in jedem Heizsystem und Starkgas zur Verbrennung an einer anderen Stelle zugeführt werden kann.
7. Kroksofenbatterie nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ihr zwecks Betriebs nach dem Verbundprinzip entweder Schwachgas oder Starkgas in dem Anfangsverbrennungspunkt jedes Heizsystems zugeführt werden kann.