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Beheizung von Öfen, insbesondere Kammeröfen, zur Erzeugung von Gas
und Koks Wenn man Ofen mit regenerativer oder rekuperativer Vorwärmung der Verbrennungsmedien,
die nur zum Betriebe mit einem heizschwachen Brenngase (Gichtgas, Generatorgas)
eingerichtet sind, mit einem heizkräftigen Brenngase, z. B. dem Destillationsgase
der Kohle oder dem bei der Gaszerlegung durch Kompression und Tiefkühlung nach Enfernung
des Wasserstoffes verbleibenden Restgase, beheizen will, so kann man in bekannter
Weise so arbeiten, daß man dem heizkräftigen Gase die aus dem Wärmeaustäuscher (Rekuperator
oder Regenerator) mit einer Temperatur von beispielsweise aoo bis 300° C austretenden
Abgase beifügt, und zwar in solcher Menge, daß der Heizwert der Mischung gleich
dem Heizwert des ursprünglich für die Ofenbeheizung vorgesehenen Schwachgases ist;
dieses Gasgemisch aus Abgasen und heizkräftigem Brenngas leitet man in die Vorwärmeräume
(Schwachgasrekuperatoren bzw. -regeneratoren) ein, so daß es hoch erhitzt in die
Heizzüge eintritt.
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Im praktischen Betriebe geschieht .die Zumischung der Abgase zum Brenngase
automatisch durch Sauger, die ein bestimmtes Mischungsverhältnis- der beiden Bestandteile
dauernd gewährleisten. Diese Arbeitsweise birgt aber insofern eine Gefahr in sich,
als bei Betriebsstockungen die aus den Heizzügen abziehenden Gase große Mengen-unverbrauchter
Luft enthalten und .mit dem heizkräftigen Brenngase explosible Gemische bilden können.
-Bei Öfen, die sowohl mit Starkgas als mit Schwachgas betrieben werden können, hat
man der Verbrennungsluft vor Eintritt in die Vorwärineregeneratoren Rauchgase zugesetzt
oder Rauchgase gesondert zu den Brennstellen geführt, um die Starkgasflamme zu strecken
und so eine Flammenbildung ähnlich wie bei Schwachgasbetrieb zu erhalten; eine Mischung
des Heizgases mit den Rauchgasen vor seinem Eintritt in die Heizzüge findet hierbei
nicht statt.
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Für Schwachgasöfen, d. h. Ofen, die nicht mit besonderen Leitungen
zur Zuführung eines heizkräftigen Gases zu jedem einzelnen Heizzug ausgestattet
sind, eine Beheizung zu schaffen, die die Verwendung eines Starkgases ermöglicht
und Explosionen ausschließt, ist das Ziel der Erfindung; sie besteht im wesentlichen
darin, daß das heizkräftige- Gas aus der Sammelleitung der vorgewärmten Abgase unmittelbar
in Kanälen zugeleitet wird, die bei Ofen, deren Wärmeaustauscher eine ganze Gruppe
von Heizelementen mit Brennstoff versorgen, zwischen Heizelementen und Wärmeaustauschern
vorgesehen sind und der Verteilung der Verbrennungsstoffe auf die einzelnen Heizzüge
in der Kammerlängsrichtung dienen. Die Mischung des heizkräftigen Brenngases findet
hierbei nicht schon vor Eintritt der Abgase in die Wärmeaustauscher statt, vielmehr
wird nach der Erfindung in, den Schwachgasrekuperatoren bzw. -regeneratoren der
zur Zurnischung bestimmte Teil der Verbrennungsgase erst wieder so weit vor--gewärmt;
daß seine Temperatur öberhalb der Zündungstemperatur von Gemischen aus
heizkräftigem
Gas und Luft liegt, und darauf erst mit dem Starkgas in den Verteilkanälen vereinigt.
Sind in dem zur Gasverdünnung bestimmten Teil der Abgase noch größere Sauerstoffmengen
enthalten, so kann in den Verteilkanälen nur eine Zündung, aber nicht eine Explosion
eintreten.
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An zwei bekannten Ofentypen sei nachfolgend die Anwendung der Beheizungsweise
gemäß der Erfindung erläutert. Bei dem in Abb. r im senkrechten Schnitt durch Heizzüge
und Regeneratoren dargestellten Ofen beschreiben die Verbrennungsmedien in der Zeichenebene
durch die Regeneratoren und Heizzüge einen C-förmigen Weg, wobei der Grundstrich
des C durch die Heizzüge, der obere und untere Haken des C durch je
einen Regenerator gebildet wird (sog. C-Zugofen). Bei einem solchen Ofen verlaufen
waagerechte Verteilkanäle a unterhalb und b oberhalb der Heizzüge, die mit
den Regeneratoren c und d unmittelbar in Verbindung stehen und bei normaler Schwachgasbeheizung
in der einen Heizperiode zur Zuführung der Luft und des Schwachgases, in der anderen
Heizperiode zur Abführung der Abgase dienen. Mittels Durchbrechungen f und g, die
auch bei bereits vorhandenen Öfen leicht angebracht werden können, und mit Hähnen
k- versehener Leitungen i sind die Verteilkanäle an die Starkgasleitungen
k angeschlossen. Der in der einen Regenerativperiode beispielsweise im Regenerator
c vorgewärmte Verbrennungsstoff hat während des Durchströmens durch den Kanal a
eine Temperatur angenommen, die oberhalb der Entzündungstemperatur eines Gemisches
von Starkgas und Luft liegt. Wird also statt der als Verdünnungsmittel dienenden
Abgase ein größere Mengen Sauerstoff enthaltendes Gemisch in den Regenerator c eingeführt,
so kann zwar eine Flammenbildung in dem Kanal a auftreten, die aber, da sie der
Natur der Sache nach nur kurze Zeit anhält, keine schädlichen Wirkungen hervorrufen;
Explosionen sind jedenfalls ausgeschlossen.
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Die Abb.2 und 3 zeigen im Längsschnitt durch eine Heizwand und im
Längsschnitt durch die Batterie einen Ofen mit waagerechten Kammern und in Zwillingszüge
unterteilte Heizwände. Die Regeneratoren sind unterhalb der Kammern und Heizzüge
angeordnet, und zwischen Heizzügen und Regeneratoren befinden sich Verteilkanäle;
beim normalen Schwachgasbetrieb wird das in einem in der Längsrichtung der Ofenkammer
sich erstreckenden Regenerator vorgewärmte Schwachgas den einzelnen Heizzögen je
zweier Heizwände zugeführt. Die Regeneratoren o und p erstrecken sich nur etwa über
die Hälfte der Kammerlänge; die auf der Koksseite liegenden Regeneratoren dienen
abwechselnd zur Vorwärmung der Verbrennungsmedien und zur Aufnahme der Abhitze aus
den Verbrennungsgasen, während die auf der Maschinenseite liegenden Regeneratoren
jeweilig die umgekehrte Funktion ausüben. Die Regeneratoren o dienen wechselweise
zur Vorwärmung des Schwachgases, die Regeneratoren p wechselweise zur Vorwärmung
der Luft. Den Regeneratoren o entsprechen die Verteilkanäle q, den Regereratoren
p die Verteilkanäle r, von denen jeder mit jedefn zweiten Heizzug je zweier
Wände verbunden ist. Wird die Beheizung gemäß der Erfindung bei diesem Ofentyp angewendet,
so braucht der Schwachgasverteilkanal q nur mittels einer Zuleitung s an die Starkgasverteilleitung
t angeschloAsen zu werden.
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Die Beheizung gemäß der Erfindung kann also einerseits bei bereits
vorhandenen, nur zur Schwachgasbeheizung eingerichteten Öfen unter geringfügigen
baulichen Veränderungen angewendet werden, es können aber auch neue Ofen für die
Anwendung dieser Beheizung gebaut werden. Solche Ofen haben gegenüber den Verbundöfen
(Öfen zur wahlweisen Beheizung durch Schwachgas oder Starkgas) den großen Vorteil,
daß die komplizierten, in der heißen Zone des Ofenmauerwerks unterzubringenden Verteilleitungen
für das Starkgas fortfallen und trotzdem die Benutzung von Brenngasen mit erheblich
höherem Heizwert möglich ist.