DE596000C

DE596000C - Furnace for the production of gas and coke

Info

Publication number: DE596000C
Application number: DEO19395D
Authority: DE
Original assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Current assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Priority date: 1931-09-26
Filing date: 1931-09-26
Publication date: 1934-04-26

Description

Ofen zur Erzeugung von Gas und Koks Aus einzelnen Kammern bestehende Ofenblöcke zur Entgasung von Brennstoffen auf dem Wege der trockenen Destillation arbeiten in kleineren Einheiten schon deswegen bedeutend unwirtschaftlicher als ähnliche Anlagen großen Umfanges, weil mit Rücksicht auf das ungünstigere Verhältnis der Oberfläche zum Volumen und damit zum Wärmeinhalt der durchgesetzten Stoffe die Abstrahlungsverluste mit abnehmendem Umfang der Anlage anwachsen. Während moderne Großkokereien nur Strahlungsverluste von wenigen Prozent aufweisen, läßt sich bei kleinen Gaswerksöfen oft ein Abstrahlungsverlust feststellen, der bis zur Hälfte der dem Ofen zugeführten Energie beträgt.Furnace for the production of gas and coke Consisting of individual chambers Furnace blocks for degassing fuels using dry distillation work in smaller units is therefore significantly more uneconomical than similar facilities on a large scale, because with regard to the less favorable relationship the surface to the volume and thus to the heat content of the penetrated substances Radiation losses increase as the size of the system decreases. While modern Large coking plants only show radiation losses of a few percent small gas-fired stoves often notice a radiation loss of up to half the energy supplied to the furnace.

Gemäß der Erfindung soll die auf dem Wege der Leitung und Strahlung an die den Ofenblock begrenzenden Wandungen abgegebene Wärme wiedergewonnen werden, indem diese Wandungen, soweit sie nicht zur Anbringung von Ofentüren oder zum Füllen und Entleeren oder zur sonstigen Bedienung des Ofens Verwendung finden, in ihrem inneren Teil gasdurchlässig ausgebildet sind. Die noch nicht zur Vereinigung gebrachten Verbrennungsstoffe, Gas und Luft oder einer von beiden, werden im wesentlichen parallel zu dem in den Wandungen herrschenden Wärmegefälle diesem in dem gasdurchlässigen Teil der Wand entgegengeführt. Dabei soll die Wärme, die in dem Mauerwerk der Wandungen von den heißen Räumen des Ofens zur Außenluft wandert, in den für den Durchtritt der vorzuwärmenden Stoffe frei bleibenden Kanälen, Spalten, Öffnungen usw. die Verbrennungsstoffe so vorwärmen, wie man dies bei Gaserzeugungsöfen durch Wärmespeicher (Regeneratoren) und Wärmeaustauscher (Rekuperatoren) bewerkstelligt, in denen die fühlbare Wärme der verbrannten Gase diesem Zweck nutzbar gemacht wird. Bei dem Ofen gemäß der Erfindung kann die fühlbare Wärme der verbrannten Gase, da sie nicht zur Vorwärmung der Verbrennungsstoffe mehr benötigt wird, zur Erhitzung von Dampfkesseln oder anderen möglichst mit der Ofenanlage in Verbindung stehenden Zwecken verwendet werden.According to the invention, the aim is to use conduction and radiation heat given off to the walls delimiting the furnace block is recovered, by these walls, insofar as they are not used for attaching oven doors or for filling and emptying or other operation of the oven can be used in your inner part are designed to be gas-permeable. Those not yet brought to union Combustion materials, gas and air, or one of the two, become essentially parallel to the heat gradient prevailing in the walls, this in the gas-permeable one Part of the wall. In doing so, the heat that is in the masonry of the walls migrates from the hot rooms of the furnace to the outside air, into the one for passage of the substances to be preheated, ducts, crevices, openings, etc. that remain free are the combustion substances preheat in the same way as in gas generating furnaces by means of heat accumulators (regenerators) and heat exchangers (recuperators) accomplished in which the sensible heat the burned gases are made usable for this purpose. In the furnace according to the invention the sensible heat of the burned gases, as they do not preheat the combustion materials more is needed for heating steam boilers or other, if possible with the Kiln plant-related purposes.

Bei parallel angeordneten Kammern, an deren beiden Längsseiten in einzelne Züge aufgeteilte Heizwände liegen, stoßen die beiden Endheizwände an die Kopfwände des Ofens und erhitzen diese sehr stark, da ein nützlicher Wärmeverbrauch hier nicht stattfindet; man ordnet sogar, um übermäßige Erhitzungen der Köpfe zu vermeiden, an der Außenseite der Endheizwände besondere Züge an, durch die Luft geleitet wird, um eine genügende Abkühlung der Ofenköpfe sicherzustellen; diese Luftzüge vergrößern natürlich noch die verlorengehende Wärmemenge. Die Außenwände dieser Endheizzüge sind demnach in erster Linie für die Unterbringung der Erhitzerräume geeignet. Man bildet die Erhitzerräume so aus, daß die Außenwandungen der Endheizzüge im Innern aus gasdurchlässigem Mauerwerk bestehen und zwischen diesem gasdurchlässigen Mauerwerk und gasundurchlässigen, unmittelbar an die Außenluft bzw. unmittelbar an die Endheizwände grenzenden Wänden Verteil- bzw. Sammelräume für die vorzuwärmenden Verbrennungsstoffe vorgesehen sind. Während bei waagerechten, auf beiden Seiten durch senkrechte Türen abgeschlossenen Ofenkammern die senkrecht zur Kammerlängsrichtung sich erstreckenden senkrechten Außenwände für die Bedienung des Ofens frei gehalten werden müssen, sind bei senkrechten Kammeröfen nicht nur die parallel zur Längsrichtung der Kammern liegenden, sondern auch die dazu senkrechten Außenwände zur Aufnahme der Erhitzerräume gemäß der Erfindung geeignet.In the case of chambers arranged in parallel, on the two long sides of which in individual trains are divided heating walls, the two end heating walls come up against the Head walls of the furnace and heat them up very strongly, as a useful heat consumption does not take place here; one even assigns to excessive heating of the heads avoid special drafts through the air on the outside of the end heating walls is conducted to ensure sufficient cooling of the furnace heads; these Of course, drafts increase the amount of heat lost. The outside walls these final heating flues are therefore primarily used to accommodate the heating rooms suitable. The heater rooms are designed in such a way that the outer walls of the end heating flues consist of gas-permeable masonry inside and gas-permeable between this Masonry and gas impermeable, directly to the outside air or directly Walls bordering the end heating walls, distribution or collection rooms for the preheating Combustion materials are provided. While with horizontal, on Furnace chambers closed on both sides by vertical doors which are perpendicular to the Vertical outer walls extending in the longitudinal direction of the chamber for operation of the furnace must be kept free, are not only in the case of vertical chamber furnaces those lying parallel to the longitudinal direction of the chambers, but also those perpendicular to it Outer walls suitable for receiving the heater rooms according to the invention.

In den Ofenblock, der die Kammern, Heizwände und Erhitzerräume umfaßt, kann auch ein zur Erzeugung des Heizgases dienender Generator eingebaut sein, und die Außenwand dieses Generators kann ebenfalls Erhitzerräume enthalten; diese können zur Vorwärmung des Unterwindes des Generators dienen.In the furnace block, which includes the chambers, heating walls and heating rooms, a generator serving to generate the heating gas can also be installed, and the outer wall of this generator can also contain heater rooms; these can serve to preheat the wind below the generator.

Es sind bereits zylindrische, von einem hohlzylindrischen Heizraum umgebene Kammern für die Holzverkohlung bekanntgeworden, bei denen die Luftzuführung durch einen mit feuerfesten Steinen besetzten Raum erfolgt, der sich rings um den Heizraum erstreckt. Da jedoch die Luft in diesem Raum am oberen Ende eingeführt wird und ihn unten durch eine am inneren Umfang gelegene Öffnung verläßt, so strömt die Luft in diesem Raume in im wesentlichen senkrechter Richtung und kann daher die radial erfolgende Wärmeabstrahlung praktisch nicht aufheben. Um die Wirkung gemäß der Erfindung zu erzielen, nämlich eine Aufhebung der Wärmeleitung durch die in entgegengesetzter Richtung strömenden, noch nicht zur Vereinigung gebrachten Verbrennungsmedien, müssen sich also die Verteil- und Sammelräume über die ganze Ausdehnung der Erhitzerräume erstrecken. Außerdem ist übrigens der erwähnte Holzverkohlungsofen für eine rationelle Erzeugung größerer Gasmengen deswegen ungeeignet, weil er einen zylindrischen Querschnitt hat und daher nicht unter Herabsetzung der Abstrahlungsverluste überhaupt zu größeren Einheiten zusammengesetzt werden kann.They are already cylindrical, from a hollow cylindrical boiler room Surrounded chambers for charring became known, in which the air supply through a room filled with refractory bricks that surrounds the Boiler room extends. However, since the air is introduced into this room at the upper end and leaves it at the bottom through an opening located on the inner circumference, so flows the air in this space in a substantially perpendicular direction and can therefore practically do not cancel out the radially occurring heat radiation. To the effect to achieve according to the invention, namely a cancellation of heat conduction through the flowing in the opposite direction, not yet brought together Combustion media, so the distribution and collection areas must cover the whole Extend expansion of the heater rooms. Also, by the way, is the aforementioned charring oven unsuitable for the rational generation of larger amounts of gas because it has a has a cylindrical cross-section and therefore does not reduce the radiation losses can at all be put together to form larger units.

Für die Ausbildung des gasdurchlässigen Mauerwerks, das zum Aufbau der Erhitzerräume dient, ergeben sich verschiedene Möglichkeiten. Um einen möglichst langen Gasweg zu erhalten, kann man beispielsweise senkrecht zum Wärmegefälle verhältnismäßig dünne Platten so anordnen, daß zwischen in der Längsrichtung aneinanderstoßenden Platten Zwischenräume verbleiben, wobei diese Zwischenräume in der Richtung des Wärmegefälles gegeneinander versetzt angeordnet und die Gase auf diese Weise gezwungen sind,. sich in einer etwa meanderförmigen Bahn zwischen den Platten hindurchzubewegen. Man kann aber auch die Hauptströmungsrichtung des Gases beibehalten, indem die Öffnungen ungefähr in Richtung des Wärmegefälles verlaufen, muß aber dann dafür sorgen, daß keine direkte Wärmestrahlung nach außen gelangen kann, was durch genügend kleinen Querschnitt der Öffnungen oder durch geringe Abweichungen der Längserstreckung der Öffnungen von der Geraden erreicht werden kann. Gasdurchlässiges Mauerwerk kann man z. B. in der Weise schaffen, daß dünne Plättchen aus feuerfestem Werkstoff mit verhältnismäßig rauher Oberfläche aufeinandergelegt werden, wobei die Ebene dieser Plättchen und der sich beim Aufeinanderlegen ergebenden Spalte in der Richtung des Wärmegefälles liegt. Die Plättchen können ebene oder in bekannter `'(reise auch wellenförmige Gestalt besitzen. In jedem Falle können die Formlinge für diese Platten in bekannter Weise durch die Strangpresse in größerer Anzahl gleichzeitig hergestellt -und in der üblichen Weise getrocknet und gebrannt werden. Derartige Plättchen können in gewölbeartig ausgebildete Räume ohne weiteres eingesetzt und bei eventueller Verschmutzung nach Stillsetzen der anstoßenden Heizwände leicht herausgenommen, gereinigt oder auch durch neue ersetzt werden. Die gasdurchlässige Wandung kann auch durch sogenannte Nadelsteine gebildet werden; derartige Steine werden als Tonschamottesteine in bekannter Weise so hergestellt, daß nach der Naßverformung und teilweisen Trocknung stählerne Nadeln in die Formlinge eingestoßen und dabei durchgehende Hohlräume geformt werden. Statt des Einstoßens gerader Nadeln können auch durch Einbohren spiralförmiger Nadeln in die naß gepreßten Formlinge spiralförmige Hohlräume in dem Nadelstein gebildet werden, um der Strahlung den Durchgang durch das Mauerwerk zu erschweren.For the formation of the gas-permeable masonry that is used to build is used for the heating rooms, there are various possibilities. To you as much as possible To get a long gas path, you can, for example, perpendicular to the heat gradient proportionally Arrange thin plates so that they abut one another in the longitudinal direction Plates gaps remain, these gaps in the direction of the The heat gradient is offset from one another and the gases are forced in this way are,. to move in an approximately meandering path between the plates. But you can also maintain the main flow direction of the gas by opening the openings run approximately in the direction of the heat gradient, but must then ensure that no direct heat radiation can get to the outside, which is due to sufficiently small Cross-section of the openings or by slight deviations in the longitudinal extension of the Openings from the straight line can be reached. Gas-permeable masonry can one z. B. create in such a way that thin plates of refractory material with relatively rough surface are placed on top of each other, the plane of this And the resulting column in the direction of the Heat gradient is. The tiles can be flat or in a familiar '' (travel also have a wave-like shape. In any case, the moldings for these plates produced in a known manner by the extruder in larger numbers at the same time -and dried and fired in the usual way. Such platelets can easily used in vault-like rooms and in eventual Contamination easily removed after the adjacent heating walls have been shut down, cleaned or replaced with new ones. The gas-permeable wall can are also formed by so-called needle stones; Such stones are called clay firebricks produced in a known manner so that after wet deformation and partial drying steel needles are pushed into the moldings and continuous cavities are formed in the process will. Instead of pushing in straight needles, you can also drill in spiral-shaped needles Needles in the wet-pressed briquettes spiral-shaped voids in the needle stone be formed in order to make it difficult for the radiation to pass through the masonry.

Zur Veranschaulichung der Erfindung ist in den Abbildungen ein Ofen mit senkrechten Kammern und senkrechten Heizzügen dargestellt, bei dem in dem Ofenblock auch ein Generator eingebaut ist, und zwar zeigt Fig. i einen waagerechten Schnitt durch den Ofen längs I-I von Fig. 2, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine der Ofenkammern längs II-II von Fig. i, Fig.3 einen senkrechten Schnitt senkrecht -zur Längsrichtung der Ofenkammern längs III-III von Fig. i.To illustrate the invention, a furnace is shown in the figures shown with vertical chambers and vertical heating flues, in the case of the one in the furnace block a generator is also installed, namely Fig. i shows a horizontal section through the furnace along I-I of FIG. 2, FIG. 2 shows a vertical section through a of the furnace chambers along II-II of Fig. i, Fig.3 a vertical section perpendicular -to the longitudinal direction of the furnace chambers along III-III of Fig. i.

Der Ofen besitzt zwei senkrechte, nach unten erweiterte Ofenkammern a, zu deren beiden Seiten die (insgesamt drei) Heizwände b liegen, die in einzelne senkrechte Züge unterteilt sind. In den parallel zur Kammerlängsrichtung sich erstreckenden Außenwandungen c sind Erhitzerräume d angeordnet, in die die vorzuwärmende Luft, gegebenenfalls auch das Verbrennungsgas, aus den Sammelleitungen e mittels der Verteilräume feingeführt und in vorgewärmtem Zustande in den Räumen g gesammelt, durch die zu den Kammern parallelen Kanäle h in die senkrecht dazu liegenden. Kanäle i geführt wird, aus denen die Verbrennungsluft in die Heizzüge eintritt, in denen sie mit dem Gas zusammenkommt. Zur Erzeugung des Verbrennungsgases dient ein Generatorschacht k, in dessen Außenwand sich ebenfalls ein Erhitzerraum in befindet, dem Luft oder ein Gemisch von Luft und .Wass--.rdampf unter Druck zugeführt und aus dem sie unter den Rost des Generators gebracht wird. Durch den Kanal n tritt das erzeugte Gas in den waagerechten Gasverteilkanal o ein; die aus den Heizwänden abziehenden verbrannten Gase werden im Kanal p gesammelt.The furnace has two vertical furnace chambers that extend downwards a, on both sides of which there are (a total of three) heating walls b, which are divided into individual vertical trains are divided. In the parallel to the longitudinal direction of the chamber Outer walls c are arranged heater rooms d, in which the air to be preheated, possibly also the combustion gas from the collecting lines e by means of the distribution spaces finely guided and collected in preheated condition in the spaces g through which to Channels h parallel to the chambers into the channels perpendicular to them. channels i, from which the combustion air enters the heating flues in which it comes together with the gas. A generator shaft is used to generate the combustion gas k, in the outer wall of which there is also a heater room in, the air or a mixture of air and .water -. steam is supplied under pressure and from which it is under the grate of the generator is brought. The generated gas passes through the channel n into the horizontal gas distribution channel o; those that were withdrawn from the heating walls were burned Gases are collected in channel p.

Auch in den zu den Wänden c senkrechten Außenwänden können Erhitzerräume für die Verbrennungsluft vorgesehen sein, wenn es sich um senkrechte Ofen handelt. Bei waagerechten Ofen kann man daran, denken, die Ofendecke für die Unterbringung von Erhitzerräumen heranzuziehen. Die den Kanälen i und o entsprechenden Verteilkanäle für das Gas und die Luft müssen bei waagerechten Öfen unterhalb der Kammersohle verlaufen, wenn auch hierbei die Heizwände in senkrechte Heizzüge aufgeteilt sein sollen.Heater rooms can also be found in the outer walls perpendicular to the walls c be provided for the combustion air if it is a vertical furnace. In the case of a horizontal oven, one can think of the oven ceiling for the accommodation to be used from heating rooms. The distribution channels corresponding to channels i and o for the gas and air must be below the floor of the chamber in the case of horizontal ovens run, even if the heating walls are divided into vertical heating flues should.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Furnace for the production of gas and coke, in which the Combustion materials (gas and air) not yet brought together by the walls partially designed as gas-permeable masonry (heater rooms) of the furnace essentially parallel and opposite to that in these walls existing heat gradient are passed, characterized in that the furnace several parallel elongated rectangular chambers (a) and these adjacent, in individual vertical trains subdivided heating walls (b), in the outer walls (c) heating rooms (d) are arranged made of gas-permeable masonry and on both sides of the same Distribution or collection spaces extending over the entire extent of the heater spaces (g and f) exist for the combustion media to be preheated.

2. Furnace for production of gas and coke according to claim i, characterized in that in the case of vertical, parallel arranged chambers both in the longitudinal direction of the furnace chambers and heating walls parallel as well as in the perpendicular outer walls of the furnace heating rooms are provided.

3. Oven according to claim i, characterized in that in this a generator serving to generate the heating gas is installed, the outer wall of which dedicated heating rooms of the same type are provided for preheating of the lower wind, as they are for the combustion materials in the longitudinal direction of the furnace chambers and Heating walls parallel outer walls are provided. q ..

Furnace according to claims i to 3, characterized in that the gas-permeable masonry is laid on top of one another thin flat platelets with a rough surface is formed and that between the platelets Gaps run in the direction of heat transfer.

5. Furnace according to claim q., characterized in that the gas-permeable masonry is laid on top of one another thin, undulating shaped platelets is formed.

6. Oven according to claim i to 3, characterized in that the gas-permeable masonry by so-called Needle stones is formed.

7. Oven according to claim 6, characterized in that the gas-permeable masonry is formed by needle stones with spiral-shaped cavities will. B. furnace according to claim i to 3, characterized in that the gas-permeable Masonry is formed by thin plates that are perpendicular to the direction of heat transfer are arranged so that between successive plates in the longitudinal direction small spaces remain and the spaces in the direction of the heat transfer successive rows of plates are arranged offset from one another.