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Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung von Dampf und Wassergas aus
glühendem Koks u. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung
zur Ausnutzung der beim Löschen von glühendem Koks, Hochofenschlacke o. dgl. in
.einem Druckbehälter periodisch anfallenden Löschdämpfe, und zwar mit der Wirkung,
daß reiner Dampf ununterbrochen erzeugt und das vondemDampf befreite Wassergas getrennt
abgeführt wird.
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Die Unabhängigkeit der ununterbrochenen Dampferzeugung von dem periodischen
Löschvorgang wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Löschdämpfe aus
der Löschkammer wechselweise in zwei Dampfspeicher derart eingeführt werden, daß
aus dem nicht im Aufladezustand befindlichen Wärmespeicher jeweils der reine Verbrauchsdampf
entnommen wird, während nach Umschaltung der beiden Speicher der andere reinen Dampf
gibt und der erstere sich im Aufladezustand befindet und wobei aus dem im Aufladezustand
befindlichen Speicher die nicht kondensierbaren Gase, wie Wassergas u. dgl., abgeleitet
werden.
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Es wird also bei diesem Verfahren eine indirekte Wärmeübertragung
durch Heizflächen hindurch und somit Verluste an Wärmeenergie, wie auch ein starker
Verschleiß an Heizflächen wirksam vermieden.
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Es ist zwar bekannt, daß man ein mit Wasserdampf gesättigtes permanentes
Gas oder, wie es bei vorliegender Erfindung der Fall ist, eine Mischung von Gas
und Dampf in einem Temperatur- und Druckbereiche, der so hoch liegt, daß es keine
Sättigung mehr, sondern ein Gemisch ist, von dem Wasser dadurch befreien kann, daß
man den Dampf im Gegenstrom zu kälterem Wasser kondensiert; diese bekannten Systeme
haben aber alle gemeinsam, daß es sich i. um Gase handelt, die bei barometrischem
oder nahezu barometrischem Druck erzeugt bzw. gereinigt werden, und 2. daß das für
die Ausscheidung des Wasserdampfes verwendete Kühlwasser entweder unverwertet bleibt
oder unter Umständen dazu dient, die aufgespeicherte Wärme zur Sättigung von Luft
oder zu sonstigen Heizungszwecken zu benutzen.
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Die Verfahren zur Erzeugung von Wasserdampf mittels eines im Kreislauf
befindlichen inerten Gasstromes haben den Nachteil eines großen Kraftverbrauches,
wodurch der Gewinn der Anlage wesentlich beeinträchtigt wird. Außerdem haftet den
bisher bekannten Verfahren der Nachteil an, daß die einzelnen Chargen nicht schnell
aufeinanderfolgen können, da der Wärmeübergang durch eine Heizfläche eine gewisse
Zeit beansprucht.
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Diesen bekannten Verfahren gegenüber wird durch die vorliegende Erfindung
auch noch ermöglicht, daß das zum Ausfällen des Wasserdampfes aus dem Wassergas-Dampf-Gemisch
verwendete Kühlmittel im warmen Zustande und mit überdruck zur Speisung eines Speichers
und zur späteren Bespritzung des Kokses verwendet wird, während das Gas-Dampf-Gemisch
unter überdruck steht.
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Auf den Zeichnungen sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen
der zur Ausübung des Verfahrens dienenden Einrichtung
in schematischer
Weise dargestellt, und zwar veranschaulicht Abb. i die Gesamtanordnung in Draufsicht,
Abb. 2 die Gesamtanordnung von der Seite aus gesehen, Abb.3 und 4 zwei weitere Ausführungsmöglichkeiten.
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Der glühende Koks wird in die Kokslöschkammer i eingebracht und diese
geschlossen, worauf der glühende Koks in der Löschkammer mit heißem Wasser bespritzt
wird, das eine Temperatur von über ioo° aufweist und aus einem Spritzwasservorwärmer
2 mittels einer Pumpe 3 über die Rohrleitung 4 auf den Koks gelangt. Der in der
Löschkammer entstehende Löschdampf, der in der Hauptsache aus Wasserdampf und Wassergas
besteht, steigt im Druck so lange an, bis er den in den Speichern 5' und 5" herrschenden
Druck erreicht. Die Anordnung von zwei Dampfspeichern 5' und 5" hat den Zweck, den
einen durch Einleitung des Löschdampfes von der Kokslöschkammer im Druck hochzubringen,
während zu gleicher Zeit der zweite Speicher aus der im Wasser aufgespeicherten
Wärme Dampf abgibt. Außerdem haben die Speicher 5' und 5" den Zweck, den Wasserdampf
der Löschdämpfe unter Druck im Wasserraum der Speicher zu kondensieren, während
die permanenten Gase durchdenWasserraum des Speichers hindurchtreten und getrennt
durch den Spritzwasservorwärmer 2 hindurch abgeführt werden. Bei der Durchführung
des Verfahrens ist die nachstehend beschriebene Schaltung vorgesehen.
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Nachdem in der Löschkammer i der Dampf einen entsprechenden Druck
erreicht hat, soll beispielsweise zuerst der Speicher 5' gefüllt werden. Es wird
das zum Speicher 5' führende Ventil 6' geöffnet, und die Löschdämpfe werden
in den Wasserraum des Speichers verteilt eingeführt. Da die Löschdämpfe einen höheren
Druck haben als der jeweiligen Wassertemperatur des Speichers entspricht, kondensiert
der Hauptanteil des Wasserdampfes in dem Speicher, während die permanenten Gase,
in der Hauptsache Wassergas und die schädlichen Bestandteile, wie Kohlensäure, Schwefelwasserstoff,
schweflige Säure, Ammoniak usw., durch den Wasserraum hindurchtreten und sich in
dem oberhalb des Wasserspiegels befindlichen kleinen Raum 7 ansammeln. Da bei der
hohen Wassertcmperatur des Speichers, die bis zu 8 Atm. und mehr reichen kann, eine
Ausscheidung der schädlichen Bestandteile der Kokslöschdämpfe restlos erfolgt, ergibt
sich, daß der zu einer anderen Zeit in dem Wasserraum des Speichers entstehende
Wasserdampf praktisch. rein ist. Das Wassergas, das nur noch geringe Mengen von
Wasserdampf mit sich führt, gelangt durch die Leitung 8 über ein Rückschlagventil
g' von unten in den Spritzwasservorwärmer 2. Da die Temperatur des im Spritzwasservorwärmer
2 befindlichen Wassers gegenüber der Speicherwassertemperatur niedriger liegt, wird
der im Wassergas verbleibende Rest des Wasserdampfes auskondensiert und gleichzeitig
eine Erhöhung der Temperatur des im Spritzwasserbehälter befindlichen Wassers erreicht.
Während des Durchtretens des Wassergases durch den Spritzwasserbehälter von unten
nach oben kann gleichzeitig von oben her durch die Leitung io aus dem Spritzwasserbassin
i i vermittels der Pumpe 12 angewärmtes Wasser mit einer Temperatur von unter ioo°
in den Spritzwasservorwärmer 2 geleitet werden. Dieses Wasser rieselt über einen
Einbau 13, der mit Raschig-Ringen oder einem sonstigen Füllmaterial gefüllt ist,
herunter und entzieht im Gegenstrom dem Wassergas den letzten Rest von Wasserdampf.
Das Wassergas :entweicht nun am höchsten Punkt des Spritzwasservorwärmers durch
eine Leitung- 14 und ein druckhaltendes Ventil 15 zu den Verbrauchsstellen. Das
druckhaltende Ventil 15 erhält in dem ganzen System den Druck der Löschdämpfe, wie
diese in der Löschkammer anfallen, aufrecht und öffnet sich erst bei Erreichung
.eines gewünschten Höchstdruckes selbsttätig. Während auf die beschriebene Weise
der Speicher 5' gefüllt wird, gibt der Speicher 5" aus der im Wasserraum aufgespeicherten
Wärme reinen Wasserdampf ab. Dies erfolgt durch die Leitung 16" über .ein Wechselventil
17. Im weiteren Verlauf gelangt der Dampf durch eine Leitung 18 und ein Reduzierventil
i g zu den Verbrauchsstellen. Das Reduzierventil hat den Zweck, den in die Leitung
18 abgehenden Dampf auf konstantem Druck zu halten, während der Dampfdruck der Speicher
dauernd steigt und fällt. Am Ende des Löschprozesses hat der Druck in der Löschkammer
i die gleiche Höhe erreicht, die dem Druck des Speichers 5' entspricht. Es wird
also eine Überführung von Löschdampf in diesen aufhören. Zu diesem Zeitpunkt wird
das Ventil6' geschlossen und das Venti12o geöffnet. Der in der Löschkammer befindliche
Dampf sowie der Dampf, der durch Nachverdampfen des Wassers aus dem Koks entsteht,
sowie auch das Cberschußwasser werden in das Wasser des Spritzwasserbassins i i
geleitet und wärmen dieses bis auf eine Temperatur von nahezu ioo' an. Aus dem Spritzwasserbassin
i i wird in der vorstehend beschriebenen Art das Spritzwasser in den Spritzwasservorwärmer
2 eingeführt, dort mittels des im Wassergas enthaltenden
Restdampfes
weitererwärmt und von da auf den Koks gespritzt.
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Bei der nächsten Charge erfolgt eine Umschaltung der Speicher dergestalt,
daß der Speicher 5" geladen wird und aus dem aufgeladenen Speicher 5' reiner. Dampf
entnommen wird. Dies erfolgt durch Umschaltung des Wechselventils 17. Es werden
auf diese Weise die Dampfverbrauchsstellen mit dem Speicher 5 in Verbindung gebracht,
während der Speicher 5" abgeschaltet wird. Der nun folgende Prozeß vollzieht sich
in gleicher Weise über den Speicher 5", wie über den Speicher 5' beschrieben.
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Um den Wasserstand in den Speichern automatisch nach oben zu begrenzen,
ist eine Leitung 21 vorgesehen, die ein Überlaufen des Wassers von den Speichern
zum Spritzwasserbehälter bewirkt. Außerdem sind noch die beiden Rückschlagventile
g' und g" vorgesehen, die sich automatisch zu dem Speicher öffnen, der im Aufladezustand
begriffen ist, während jeweils das andere den Speicher, der reinen Dampf abgibt,
von dem Löschdampf abschließt.
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Wesentlich ist bei der vorliegenden Anordnung die geringe Anzahl von
Bedienungsgriffen, die bei einer Charge durchzuführen sind. Es sind nur die Ventile
6', 6", 17 und 2o zu betätigen, so daß diese Bedienungsart gegenüber den bisher
bekannten Verfahren. keinen größeren Arbeitsaufwand bedingt, während der Vorteil
erreicht wird, daß unter Vermeidung von Heizflächen der reine Dampf kontinuierlich
entnommen werden kann.
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Vorstehend beschriebene Anlage kann auch unter Fortlassung des Spritzwasservorwäriners
2 betrieben werden; es wird hierdurch nur der Wirkungsgrad der Anlage etwas weniger
günstig. Die Anordnung ergibt sich aus den Abb. 3 und 4.
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Abb. 3 zeigt in Abänderung der vorstehend beschriebenen Anlage die
Abführung des Wassergases von den Speichern direkt zu den Verbrauchsstellen, während
das Spritzwasser aus dem Spritzwasserbassin in die beiden Speicher wechselweise
eingebracht wird und von diesen wechselweise entnommen wird, um auf den Koks gespritzt
zu werden.
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Abb.4 zeigt eine ähnliche Ausführungsform, wobei das zum Spritzen
des Kokses dienende Wasser direkt aus dem Spritzwasserbassin entnommen wird.