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Regenerativkoksofenbatterie mit stehenden Kammern Zweck der Erfindung
ist die Anwendung der bei üfen mit liegenden Kammern bekannten Beheizungsart mit
über die Kammern hinwegführenden Querkanälen gemäß dem Hauptpatent 45.. 259 auf
Regenerativöfen mit stehenden Kammern und senkrechten Heizzügen.
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Gemäß der Erfindung werden die Querkanäle innerhalb von Mauerwerksteilen
angeordnet, welche brückenartig die Beschikkungsöffnung durchsetzen oder in der
die Beschickungsöffnung umgebenden Decke des Kammerraumes liegen.
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Hierdurch werden um die Kokskammern herumgeführte Verbindungskanäle,
wie man sie bisher benutzt hat, um in einer Wand einer Kammer oder Retorte verbrannte
Heizgase in die andere Wand zu leiten, vollkommen ausgeschaltet. Die Querkanäle
sind in hohlen Blöcken oder sonstigen Mauerwerksteilen ausgespart, die quer über
dem Kammerraum liegen. Diese Mauerwerksteile können, wie gesagt, seitlich der Beschickungsöffnungen
liegen oder diese durchsetzen. Im ersteren Fall überspannt der Ouerv erbindungskanal
die Kammer in der Nähe der Deschickungsöffnung. Die in letzerem Fall erfolgende
Teilung der Beschickungstrichter verursacht keine Schwierigkeit. In beiden Fällen
ist die Überführung der Verbrennungsprodukte sehr einfach, und die Gase bleiben
in dem Teil des Mauerwerks, wo die Heizung erfolgen soll, und werden nicht nach
außen an Stellen geführt, wo sie unwesentliche Teile erhitzen würden.
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Blöcke oder Mauerwerksteile der angegebenen Art können bei sämtlichen
Kammern auch da angewendet werden, wo keine überführungskanäle vorhanden sind. Hierdurch
wird die Hitze zusammengehalten und der Vorgang in allen Kammern vergleichmäßigt.
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In den Zeichnungen ist beispielsweise eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung dargestellt, ohne daß letztere auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt
ist.
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Fig. i ist ein senkrechter Querschnitt durch eine Koksofenbatterie
gemäß der Erfindung nach der Linie i-i in Fig. 4 und zeigt im
Schnitt
eine Kokskammer und einen Überbrückungsblock mit Querverbindung, ferner in punktierten
Linien einen Regenerator, eine mit Heizzügen versehene Heizwand und Verbindungskanäle.
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Fig.2 ist ein zusammengesetzter waagerechter Schnitt in verschiedenen
Ebenen nach den Linien 2A-2A, 2B-2B und 2C-2C in Fig. 3 und zeigt die gegenseitige
Anordnung der Kokskammern, der mit Zügen versehenen Heizwände, der Regeneratoren
und der Verbindungskanäle.
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Fig. 3 ist ein senkrechter Querschnitt nach der Linie 3-3 in Fig.
4 und zeigt im Schnitt die Züge einer Heizwand, den einen Regenerator des dazugehörigen
Paares und die dazwischenliegenden Verbindungskanäle.
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Fig. ,¢ ist ein zusammengesetzter senkrechter Längsschnitt in verschiedenen
Ebenen nach den Linien 4D-4D, 4E-4E und 4F-4F in Fig. 3 und zeigt jeweils im Schnitt
die Regeneratoren, die Verbindungskanäle und die mit Heizzügen versehenen Heizwände
mit über der entsprechenden Kokskammer angeordneter Querverbindung.
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Fig.5 ist eine Oberansicht der Ofenbatterie von der Linie 5G-5G, in
Fig. 4 gesehen, nach Entfernung der Beschickungstrichter und zeigt teilweise einen
waagerechten Schnitt nach der Linie 5H-5H in Fig. i und 4.
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In den Zeichnungen ist eine Ofenbatterie vom Verbundtypus mit Nebenproduktengewinnung
dargestellt, die wahlweise mit Starkgas oder Schwachgas betrieben werden kann. Die
Batterie enthält eine Mehrzahl von Heizwänden i i, deren Hauptausdehnung senkrecht
liegt und die sich quer zur Batterie erstrecken, und eine Mehrzahl dazwischenliegender
Kokskammern oder Retorten 12, deren Hauptausdehnung ebenfalls senkrecht liegt. Die
Heizwände i i bilden die Seitenwandungen der betreffenden Kokskammern 12, wie besonders
in Fig. 2 und 4 ersichtlich, und werden bei dem AusfÜhrungsbeispiel von der üblichen
Fundamentplatte und den Wänden 13 (Fig. i) getragen, zwischen denen unterhalb
der Koksmauern ein freier Raum vorhanden ist, durch den die Wagen fahren können,
die den Koks nach Beendigung des Verkokungsvorganges aufnehmen. Die zu verkokende
Kohle wird in die verschiedenen Kokskammern oder Retorten durch Beschickungsöffnungen
14 eingebracht, die in der Decke 15 der Batterie angeordnet sind und unmittelbar
über den Kammern 1.2 liegen, wie in Fig. i gezeigt. Die Öffnung jeder abwechselnden
Kokskammer ist durch einen Block 15a überbrückt, der mit einem Querverbindungskanal26
versehen ist, auf den noch zurückzukommen ist. Die Seiten i4a der Öffnung 14 verlaufen
vorzugsweise schräg nach außen zu den Seitenwänden der Kammer, und die Gasableitungen
16 führen von den oberen Enden der verschiedenen Kammern durch Steigrohre in die
übliche Hauptgassammelleitung, die die gasförmigen Destillationsprodukte zu der
Nebenproduktengewinnungsanlage führt. Die senkrechten Seiten des Überbrückungsblocks
bewirken zusammen mit den schrägen Seiten der Beschickungsöffnung eine wirksame
Verteilung der Kohle über den Querschnitt der Kammer. Wenn auch Überbrückungsblöcke
15a mit Querver-. Bindungskanälen 26 nur oberhalb abwechselnder Kokskammern erforderlich
sind, werden doch vorzugsweise ähnliche Überbrückungsblöcke i5 b (Fig. 5) quer über
den dazwischenliegenden Kokskammern angeordnet, weil sie zum Festhalten der Hitze
dienen und den Vorgang in allenKammerngleichförmigermachen. Die letzteren Überbrückungsblöcke
brauchen keine Verbindungskanäle zu haben. Oberhalb jeder Beschickungsöffnung 14
ist ein bedeckter Beschickungstrichter i4P und ein winkelförmiges Führungsstück
14c vorgesehen, welches letztere oberhalb des Überbrückungsblocks liegt und die
Beschickung von dessen Seiten ableitet. Die Retorte kann an ihrem Boden mit einem
Verschluß 12' versehen sein; wenn sie absatzweise arbeitet.
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Die Hitze zur Verkokung der Kohlebeschickungen in den verschiedenen
Kammern i2 wird von den Heizwänden i i geliefert. Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt,
enthält jede Heizwand i i eine Mehrzahl von Verbrennungszügen 17, die bezüglich
ihrer Wirkung zu einer einzigen Gruppe zusammengefaßt sein können, wenn die Wände
verhältnismäßig schmal sind.
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Das Mauerwerk der Batterie hat auf einer Seite einen Fortsatz, und
quer zu diesem Fortsatz sind Regeneratoren 18 angeordnet, deren Hauptausdehnung
senkrecht liegt und deren obere Enden mit den unteren Enden der Züge 17 durch senkrecht
angeordnete Verbindungskanäle 23 verbunden sind, die zwischen den Regeneratoren
und Heizwänden liegen und durch niedriger liegende waagerechte Verbindungskanäle
23' mit den Zügen der betreffenden Heizwände verbunden sind. Die Regeneratoren sind
in einer einzigen Reihe parallel zu der Reihe abwechselnder Retorten und Heizwände
und in gleicher Höhe wie diese angeordnet. Jeder Regenerator 18 enthält eine Kammer,
die in üblicher Weise schachbrettartig mit Ziegeln ausgesetzt ist, wie bei 2o angedeutet,
und hat einen Verteilungsbodenkanal 21 unterhalb der Ausmauerung, der nach letzterer
hin offen ist und mit einer Auslaßöffnung 22 versehen ist. Die senkrechte Anordnung
der Regeneratoren bewirkt eine =gleichförmige Verteilung
der Gase
über den Querschnitt der Ausmauerung und ergibt ferner eine Ersparnis an Bodenraum,
weil der Hauptteil der Regeneratoren senkrecht angeordnet ist. Die Anordnung der
Verbindungskanäle in der Wand zwischen den Regeneratoren und den Heizwänden sichert
gegen einen Wärmeverlust bei der Überführung von Gasen von der einen Stelle zur
anderen.
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Jeder Heizzug 17 in jeder Heizwand hat an seinem oberen Ende eine
Öffnung 2q., die in einen waagerechten Sammelkanal 25 in der Heizwand führt, und
die Sammelkanäle benachbarter Wände sind paarweise vorzugsweise in der Mitte durch
O_uerkanäle 26 verbunden, die in den betreffenden Überbrückungsblöcken i 5a ausgespart
sind. Diese Anordnung bewirkt eine im wesentlichen gleichförmige Verteilung der
Hitze über die ganze Wand.
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Die Zugöffnungen 24 (Fig. 2 und 3) können mit Hilfe der üblichen beweglichen
Schieber 27 geregelt werden, die in der gewöhnlichen Weise auf dem Boden der waagerechten
Kanäle 25 angeordnet sind und durch Handlöcher 28 zugänglich sind, die sich von
der oberen Seite der waagerechten Kanäle 25 in jeder Heizwand durch die Decke
15 der Batterie erstrecken; über jedem Heizzug jeder Heizwand liegt ein solches
Handloch. Quer zur Batterie und unterhalb jeder Heizwand I I liegt ein Kanal
29 zur Zuführung von Starkgas, d. h. Koksofengas, zu den verschiedenen Verbrennungszügen
durch Kanäle 3 r, die mit den üblichen Düsen 32 versehen sind.
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Die Gasströmung durch die Heizwände wird so geführt, daß in zwei aufeinanderfolgenden
Verbindungskanälen 26 die Strömungsrichtung während jedes Arbeitsganges entgegengesetzt
ist. Dies hat das Ergebnis, daß in einigen Retorten die Heizgase gleichzeitig in
beiden Heizwänden in gleicher Richtung strömen, während bei anderen Retorten in
einer Heizwand Aufwärtsströmung und in der anderen Abwärtsströmung stattfindet..
Gemäß dieser Anordnung der Heizwände sind die Regeneratoren in der Reihe in Gruppen
von vier mit Einströmung arbeitenden Regeneratoren zerlegt, die mit Gruppen von
vier mit Ausströmung arbeitenden Regeneratoren abwechseln, mit Ausnahme der Enden
der Batterie, wo nur halbe Gruppen vorhanden find, wie in Fig.2 dargestellt. Wenn
die Batterie mit Schwachgas, z. B. Generatorgas, als Brennstoff arbeitet, so enthält
jede mit Einströmung arbeitende Gruppe Regeneratoren A zur Vorwärmung der Luft und
Regeneratoren P zur Vorwärmung des Schwachgases, während mit W die mit Ausströmung
arbeitenden oder Abgas aufnehmenden Regeneratoren bezeichnet sind. Betrachtet man
die Fig. 2, so ist ersichtlich, daß die heizgasführenden Regeneratoren P stets von
dem Abgasgenerator W durch dazwischenliegende Luftregeneratoren A. getrennt sind.
Da zwischen den Heizgasregeneratoren P und den benachbarten Regeneratoren keine
Gegenströmung stattfindet, so wird das Entweichen von Heizgas durch Undichtigkeit
auf ein Mindestmaß zurückgeführt, «nährend das Nebeneinanderliegen von LuftregeneratorenA
und Abgasregeneratoren W nicht wesentlich zu beanstanden ist. Es ist ersichtlich,
daß die wesentlichen Merkmale der in Fig.2 dargestellten Regeneratorenanordnung
in dem nächsten Arbeitsgang beibehalten werden, während dessen die mit Einströmung
arbeitenden Regeneratoren zu mit Ausströmung arbeitenden werden und umgekehrt. Die
Strömungsrichtung ist in den Grundrißzeichnungen für Aufwärtsströmung durch Punkte
und für Abwärtsströmung durch Kreuze bezeichnet. Wenn Starkgas als Brennstoff benutzt
wird, so können die vorstehend als Regeneratoren zurVorwärmung von Schwachgas bezeichneten
Regeneratoren P so geschaltet werden, daß sie Luft führen..
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Die Umsteuerung erfolgt am Ende des erfahrungsmäßig bestimmten Arbeitsganges
und mittels irgendeiner beliebigen Umsteuerungsvorrichtung bekannter Bauart.
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Wenn man Koksofengas als Brennstoff mit einem neutralen gasförmigen
Verdünnungsmittel in den Zügen verwenden will, in denen eine aufwärts gerichtete
Verbrennung stattfindet, so kann man dies erzielen, indem man einen Teil der verbrannten
Gase in die beiden Regeneratoren ablenkt, die vorher für Generatorgas verwendet
wurden. Die Zuführung einer gewissen Menge des neutralen gasförmigen Verdünnungsmittels,
z. B. Abgas zu den Zügen mit aufwärts gerichteter Verbrennung, hat die Wirkung,
die Flammen in diesen Zügen erheblich zu verlängern und eine örtliche Erhitzung
durch die höchsten Flammentemperaturen in den äußersten unteren Teilen der Züge
zu verhindern.
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Bei Anwendung auf absatzweise arbeitende, senkrechte Retorten ermöglicht
die Erfindung die Ausführung einer Batterie derart, daß der Erhitzungsvorgang in
einer Phase stattfindet, durch die die vollständige Verkokung der ganzen Masse vor
der Entleerung bewirkt werden kann, wodurch jedes Anhaften plastischer Iosassen
infolge unvollständiger Verkokung einzelner Teile verhindert wird.
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Die Anordnung des die einzige Beschikkungsöffnung der senkrechten
Kammern überspannenden überbrückungsblocks hat nicht nur das Ergebnis, bei Kammern
dieser Bauart ein Mittel zur Unterbringung eines Querverbindungskanals
zu
liefern; sondern sie hat neben anderen Vorteilen auch noch den, daß der einzige
Strom verhältnismäßig kalter Kohle bei seiner Abwärtsbewegung während der Beschickung
das Überbrückungsstück im wesentlichen umgibt und infolge seiner innigen Berührung
damit dessen Temperatur unterhalb der kritischen oder höchst zulässigen hält. Dies
ist deshalb wichtig, weil das Überbrückungsstück sowohl der Hitze der Kokskammer
ausgesetzt ist als derjenigen der heißen Gase, wenn diese aus der brennende Gase
einschließenden Wand zu der die Verbrennung sprodukte abl eitenden Wand überströmen.
Aus dieser Wärmeübertragung ergibt sich auch der umgekehrte Vorteil, daß die Vorwärmung
der Kohle den nachherigen Verkokungsvorgang erleichtert, die Wärmeverluste vermindert
und die Nutzwirkung der Kammer oder Retorte vermehrt.
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Sehr ähnliche Vorteile ergeben sich auch bei Anordnung der Querkanäle
in einer die Beschickungsöffnung enthaltenden Decke des Kammerraumes, denn auch
in diesem Fall kommt das frische Beschickungsgut in ausgiebige unmittelbare Berührung
mit dem die Kammer überspannenden Mauerwerkskörper.
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Bei absatzweise arbeitenden senkrechten Kammern oder Retorten findet
die Strömung der Gase durch das Überspannungsstück vorzugsweise ununterbrochen statt,
nicht dagegen die Zuführung der Kohle. Bei ununterbrochen arbeitenden senkrechten
Kammern oder Retorten ist dagegen sowohl die Bewegung der Kohle wie diejenige der
Gase ununterbrochen, und im letzteren Falle werden die Vorteile der Erfindung im
höchsten Maße erzielt.
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Zur Vermehrung der Wärmeübertragung von den brückenartigen Querkanälen
auf die abwärtsgehende Kohle kann eine Mehrzahl von Überbrückungsstücken mit Querkanälen
vorgesehen werden, die die Beschickungsöffnung durchsetzen und die Übertragung von
Wärme, soweit es mit der Bauart der Batterie vereinbar ist, im höchsten Maße erleichtern.