-
Verkokungsofen mit beweglichen, innen beheizten Heizwänden Die Erfindung
bezieht sich auf Koksöfen, insbesondere für Tieftemperaturverkokung, die mit beweglichen,
innen beheizten, hohlen Heizwänden ausgerüstet sind.
-
Bei bekannten Anordnungen dieser Art werden die beweglichen Heizwände
von einem Gehäuse allseitig umschlossen, durch dessen Wandungen sowohl die Aufhängevorrichtungen
für die einzelnen Wände als auch die Zu- und Ableitungen der Heizgase der außerhalb
des Gehäuses angeordneten Wärmequelle hindurchtreten.
-
Diese Bauart zeigt verschiedene Nachteile, die hauptsächlich darin
bestehen, dä,ß der schädliche Raum noch nicht weitgehend genug herabgedrückt ist,
die Angriffspunkte der Aufhängevorrichtungen für die Heizwände innerhalb des Schwelraumes
sowie die Spreizvorrichtung kostspielige Konstruktionen erfordern, auch die Zugänglichkeit
der Heizwände zu wünschen übrigläßt und die Außenabmessungen, insbesondere die Heizgasführungen
und die Einrichtungen der Wärmequelle, einer wesentlichen Verkleinerung bedürfen,
um durch Herabsetzung des Anlagekapitals die Anlage wirtschaftlich brauchbarer zu
machen. Vor allem gilt dies für Verkokungseinrichtungen mit geringer Leistung, z.
B. für kleinere Gasanstalten, die mehrere kleinste selbständige Einheiten mit j
e einem Kohlendurchsatz' bis herunter auf r Tonne pro Tag verwenden.
-
Zur Beseitigung dieser. Nachteile wird gemäß der Erfindung die Anordnung
getroffen, daß die Heizwände durch eine Öffnung der Gehäusewand mit einem die Öffnung
schließenden Teil hindurchtreten, der das Innere der beweglichen Heizwände außerhalb
des Gehäuses unmittelbar zugänglich macht und dem Anschluß der Heizmittelleitung
und anderer Vorrichtungen dient.
-
Durch diese Anordnung wird die Möglichkeit geschaffen, den Aufbau
des Verkokungsofens wesentlich zu vereinfachen und zu verbilligen; denn dadurch,
daß die Vorrichtungen zur Aufhängung und Bewegung det Heizwände unmittelbar an den
letzteren und an kalten Punkten derselben angreifen können, fallen die schwierigen
und kostspieligen Abdichtungen und Isoliereinrichtungen fort. Ferner wird hierdurch
auch die Möglichkeit geschaffen, daß die Erhitzung der im Innern der einzelnen beweglichen
Heizwände wirksamen Heizmittel ganz oder teilweise durch in den Wänden angeordnete
Brenner bewirkt wird, da die Überwachung und Bedienung dieser Brenner während des
Betriebes vermittels des durch die Gehäusewand hindurchtretenden Teiles der Heizwände
erfolgen kann.
-
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. r eine zum Teil im Schnitt gehaltene Vorderansicht einer Heizwand
nebst Aufhängeeinrichtung und Heizgasgebläse, Fig. 2 eine dazugehörige Oberansicht,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der Vorrichtung ohne
Gebläse.
-
Die eisernen, innen hohl gehaltenen Heizwände z (Fig. r), die zu mehreren
nebeneinander hängen und zwischen sich die Kohlenkammern
2 (Fig.2)
bilden, sind von einem Gehäuse 3 aus feuerfestem Stoff umgeben, das unten einen
zu öffnenden Entleerungsboden .I besitzt und oben eine Öffnung.,5,_ welche durch
die oberen Teile der Heizwände. abgeschlossen wird. jede Heizwand i ist mit-, tels
Haltestangen ( (Fig. i) an einer die Ofenanlage tragenden Eisenkonstruktion ; aufgehängt,
wobei die Haltestangen an Augen 8 der Heizwände angreifen, «-elche durch die oberen
Begrenzungsflächen der Heizwände abdeckende Isolierschichten 9 hindurchragen.
-
Das Innere der Heizwände ist durch Zwischenwände 1i, 12 in ein System
von hintereinandergeschalteten Heizzügen unterteilt, welches an jeder Seite in einen
oben angebrachten Rohrstutzen 13 ausläuft, der über einen mittels Bleitassen 14
o. dgl. abgedichteten, beweglichen Krümmer 15 nach einem für alle Heizwände gemeinsamen
Heizgashauptkanal 16 bzw. 17 führt.
-
Der Hauptkanal 16 ist über eine Öffnung 18 und der Hauptkanal 17 über
einen Kanal ic und eineÖffnung2o mit einem Druckraum 23 eines Gebläses 24. verbunden,
während ein Saugkanal 22 durch Öffnungen 21, 1o mit den Hauptkanälen 1ö bzw. 17
in Verbindung steht. Durch Ventilschieber 30, 40 können entweder, wie dargestellt,
die Öffnungen io, 2o oder die Öffnungen 18, 2i abgedeckt werden.
-
In den Druckraum 23 ragen ein Gasbrenner 25 und in die oberhalb der
Zwischenwände 12 gebildeten Verbindungsräume der Heizwände Gasbrenner 26, welche
ihr Frischgasgemisch über Leitungen 27 erhalten, die mittels die Spreizung der Wände.
ermöglichender biegsamer Teile 28 an die Hauptgasleitung 29 angeschlossen sind.
In den oberen Deckflächen der einzelnen Heizwände i sind verschließbare Öffnungen
31 vorgesehen, welche der Zuführung der Entzündungsflamme dienen. Eine gleiche
Öffnung 3-2 ist für den Brenner 2,5 vorhanden. Die oberen Teile der Zwischenwände
12 sind durch Isolationshauben 33 gegen die unmittelbare Einwirkung der Brennerflammen
geschützt. Dem gleichen Zweck kann auch eine. feuerfeste Schutzplatte 3@d. dienen,
welche unterhalb des ersten Brenners von links in Fig. i angedeutet ist.
-
Durch das Gebläse 2.4, das samt der Ventilumsteuerung 30, .I0 und
dem Brenner 25 gemeinsam für eine aus mehreren Heizwänden i bestehende Batterie
zu denken ist, wird bei der dargestellten Stellung der Ventilklappen 30 und
.4o die Umwälzung der in dein Heizzugsystem befindlichen Gase im Sinne der eingezeichneten
Pfeile bewirkt, d. h. die Gase treten durch die Öffnung 18 in den Hauptkanal i<>
ein, -verteilen sich über die Krümmer 15 auf die einzelnen Heizwände, durchlaufen
in diesen nacheinander die senkrechten Heizzüge und gehen über die Rohrstutzen 131
die Krümmer 15, den Hauptkanal 17, den eanal ic, die Öffnung 21, den Saugkanal 22
,ilach dem Gebläse 2:I zurück.
-
Die von jeder Wand benötigte Wärmemenge wird durch die Brenner
26 und den gemeinsamen Brenner 25 erzeugt. Durch einen an den Druckraum 23
angeschlossenen Kamin 35 fließen die überschüssigen Abgase ins Freie oder zu Wärmeaustauschvorrichtungen
ab.
-
Im oberen Teil jedes Brenners sind schraubenförmige Leitbleche 36
vorgesehen, durch welche das eintretende Gemisch eine starke Umdrehung erfährt,
so daß es an den Innenseiten eines Leitkegels 37 in rascher Wirbelung hinuntergleitet.
Hierdurch wird eine schnelle, gleichmäßige und ruhige Verbrennung des Gasgemisches
bewirkt, ohne daß die kälteren, vom Gebläse herkommenden Abgase den Verbrennungsvorgang
stören können. Zu dem gleichen Zweck ragen die Leitkegel 37 ein gewisses Stück in
die Heizwand hinein, damit ein Teil der durchströmenden Heizgase unterhalb der Brenneröffnungen
und ein Teil oberhalb derselben vorbeifließt.
-
Die bei der Destillation entstehenden Schwelgase sammeln sich in den
zwischen den Heizwänden liegenden Räumen oberhalb der Kohleneinschüttung, deren
Höhe durch die Linie 38 angedeutet ist. Zum seitlichen Abschluß der Kokskammern
2 sind in bekannter `'eise kleine Nebenkammern 39 (Fig. 2) gebildet, die mit kleinstückigem
Koks gefüllt werden.
-
Die Schwelgase wandern in jedem Raum 2 oberhalb der Kohle nach links
(vgl. den Pfeil 4i), treten durch die zwischen den Krümmern 15 liegenden Zwischenräume
und über Verbindungsröhren 42 aus dem Gehäuse i heraus in eine Sammelvorlage 4.3.
Oberhalb der Krümmer 15 sind in seitlichen Deckenetreifen 44. abnehmbare, wärmeisolierte
Dekkel 45 angeordnet, die einen bequemen Zugang zu den Krümmern 15 gestatten.
-
Die zwischen den Heizwänden befindlichen Kohlenkammern 2 werden nach
beendigter Füllung und während der Verschwelung durch auf abgeschrägten Rändern
der Heizwände sitzende Deckel 46 (Fig. 2) abgedeckt und z. B. durch Lehm gasdicht
abgeschlossen. Zwischen den Deckstreifen ,4,I des Gehäuses und den obersten Flächen
der Heizwände befindet sich ein schmaler Zwischenraum, der die Spreizbewegung der
Wände, Wärmeausdehnungen und die genaue Aufhängeeinstellung der Wände gestattet.
Dieser Raum wird während der Verschwelung ebenfalls. z. B.
durch
eine Lehmeinlage 47, gasdicht abgeschlossen. Zwecks Spreizung der Wände z während
der Entleerung der Kokskammern 2 tragen die Augen 8, (Fig. r) Zapfen 5o, an welchen
Stangen 6o angreifen, die zu der an sich bekannten und hier daher nicht weiter dargestellten
Spreizvorrichtung für die Wände führen.
-
Es ist ersichtlich, daß der beschriebene Verkokungsofen gegenüber
den bekannten Bauarten zunächst dadurch wesentlich vereinfacht erscheint, daß die
gesamte Deckenkonstruktion, die sich bei den bekannten Anordnungen oberhalb der
Heizwände befindet, in Wegfall kommt. Die Decke wird ersetzt durch die oberen Flächen
der Heizwände und durch die unmittelbar auf den Rändern der Heizwände aufruhenden
Deckel 46. Es wird ferner ein bequemer Zugang zu den Kokskammern und zu den Innenräumen
der Heizwände geschaffen. Die Beobachtbarkeit der Kokskammern wie auch Innenräume
der Heizwände wird nicht durch einen großen Abstand vom Beobachter und Teernebel
beeinträchtigt und die Zugänglichkeit nicht durch eine Deckenkonstruktion, gleichgültig,
wie groß die Spreizung ist. Dies ist besonders für die Entleerung der Kammern wichtig,
wenn es sich um die Herstellung von Formkoks handelt, wo die Wände mit äußeren senkrechten
Rippen versehen sind, zwischen denen der Koks herausgestoßen werden muß.
-
Ferner können die Aufhängevorrichtungen unmittelbar an den Heizwänden
angreifen, und zwar an den Teilen der Wand, die nicht von den heißen Schwelgasen
umspült sind und daher eine größere Gebrauchsfestigkeit besitzen. Die Gelenke der
Aufhängevorrichtungen sind auf diese Weise stets der Beobachtung und Ölung zugänglich
gemacht, ihr Verschleiß ist hierdurch und durch die Fern haltung der Schwelgase
und des Kohlenstaubes auf ein geringes Maß herabgesetzt.
-
Wie ersichtlich, kann auch die Spreizvorrichtung, die bei bekannten
Anordnungen erst nach Öffnung der Bodenplatte 4 und Seitwärtsverfahren der Spreizvorrichtung
durch den Entleerungswagen mit den. Heizwänden in Verbindung gebracht wurde, unmittelbar
an den Heizwänden angreifen, wodurch sich ebenfalls wesentliche bauliche Vereinfachungen
ergeben. Während die Schwenkpunkte der Heizwände bisher ziemlich tief innerhalb
des Gehäuses 3 lagen, können sie jetzt in die oberen Aufhängepunkte der Stangen
6 verlegt werden, was eine bessere Spreizung ermöglicht. Auch können zwei Schwenkpunkte
übereinander vorgesehen werden, wodurch es der Wand ermöglicht wird, senkrecht herabzuhängen,
was wiederum beim Herausstoßen von Formkoks von Vorteil ist. Durch den Wegfall der
Räume zwischen der Deckenkonstruktion und den Heizwänden sind die schädlichen käum,e,-
welche ein längeres Verweilen der empfindlichen Schwelgase an den heißen Wänden
der Heizwände und Rohrleitungen im Gefolge haben, wesentlich verringert. Dadurch,
daß die Wärmequelle für die umgewälzten Heizgase ganz oder teilweise zum größten
Teil in das Innere der Heizwände verlegt ist, ist die Menge der umgewälzten Heizgase
auf einen Bruchteil der früheren Menge herabgesetzt worden. Im vorliegenden Falle
beträgt sie nur etwa 1/4 derjenigen Menge, die erforderlich wäre, wenn die Heizquelle
ausschließlich außerhalb der Heizwände angeordnet sein würde. Durch Vermehrung der
Brenner im Innern der Heizwände kann dieses Verhältnis entsprechend noch weiter
herabgedrückt werden.
-
Infolge dieser stark herabgesetzten Heizgasmenge kann nicht nur ein
Gebläse von wesentlich geringerer Leistung gewählt werden, sondern es -werden auch
sämtliche Querschnitte der Heizgaskanäle und der Durchgangsöffnungen entsprechend
verkleinert, was eine bedeutende Ersparnis bezüglich der Herstellungskosten im Gefolge
hat. Insbesondere können auch die Krümmer 15 in ihren Maßen wesentlich verkleinert
und außerdem ausreichend mit Wärmeschutz versehen werden. Auch die Dicke der Heizwände
kann gegenüber denen der bekannten Anordnungen herabgesetzt werden. Der gemeinsame
Brenner 2,5 kann bei entsprechender Gestaltung bzw. Vermehrung der Brenner 26 in
Fortfall kommen.
-
Eine weitere Vereinfachung der Anordnung wird erzielt, wenn die Umwälzung
der Heizgase statt durch ein Gebläse durch die Auftriebswirkung der im Innern der
Heizwände erzeugten heißen Gase erfolgt. Eine solche Anordnung stellt das Ausführungsbeispiel
der Fig. 3 dar.
-
Die an Haltevorrichtungen 6 aufgehängte, bewegliche, innen hohl gehaltene
Heizwand r ist hier durch Zwischenwände 48, 49 und 5 t in vier Heizzüge 52, 53,
54 55 eingeteilt. In den Heizzügen 52 und 54 sind je zwei Bremnex 56 in mittlerer
Höhe und am unteren Ende angeordnet, denen Frischgas und Luft durch Röhren 57, 58
zugeführt wird. Um das Frischgas der schädlichen Einwirkung der erhitzten Gase zu
entziehen, ist seine Zuleitung 58 an den gefährdeten Stellen innerhalb der Luftzuleitungsrohre
57 geführt. Die beiden Luftzuleitungsrohre 57 der beiden Brennerpaare zweigen sich
von einem Querrohr 59 ab, das von zwei senkrechten Rohrstücken 61, 62 getragen wird,
die an ein Querrohr 63 angeschlossen sind. Das Querrohr ist durch die Wand des Gehäuses
3 dichtend hindurchgeführt
und wird auf der einen Seite durch eine
Rolle 6.I unterstützt, auf der anderen Seite ist es über einen biegbaren Rohrteil
65 an ein Verteilungsrohr 66 angeschlossen, in das auch die Rohrleitungen 63 der
anderen Heizwände münden. Entsprechend ist das am linken Ende der Leitung 63 austretende
Zuleitungsrohr 67 für das Frischgas über ein biegbares Rohrstück 68 an eine Hauptgasleitung
69 angeschlossen.
-
Verteilungsrohr (-t) und Gasrohr 6g ruhen auf einem `'Vagen
71, der um ein gewisses Stück mitsamt der beschriebenen Gas- und Luftrohrleitungseinrichtung
nach rechts bewirkt werden kann. Hierdurch ist es möglich gemacht, daß die Brenner
56 auf die HeizzÜge 53 bzw. 55 umgestellt werden können, wobei sie durch Öffnungen
; 2 der Zwischenwände .I8 und 5 i hindurchtreten.
-
Die überschüssigen Abgase entweichen durch ein an dem oberen Teile
jeder Heizwand befestigtes Rohr 73, das intt einem U-förmigen Teil 74 in einen Wassertrog
; 5 taucht. Eine zur Ermöglichung der Beweglichkeit der Heizwände genügend groß
zu haltende Öffnung 76 der Gehäusewand 3, durch welche das Rohr 73 hindurchtritt,
wird durch einen Blechmantel 77, der den einen Schenkel der U-förmigen Biegung
des Rohres 73 umgibt und ebenfalls in den Wassertrog 75 eintaucht, abgedichtet.
-
Die Abdichtung der oberen Öffnung 5 des Gehäuses 3 erfolgt in der
bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Weise durch Einfüllung einer Lehmabdichtung
78. Ebenso werden die zwischen den Heizwänden liegenden Kokskammern durch entsprechend
abnehmbare, durch Lehm o. dgl. abgedichtete Deckel während der Verschwelung abgeschlossen.
Abschließbare Öffnungen 31 gestatten den Zugang zu den Brennern zwecks Zündung
derselben in deren verschiedenen Verstellagen. Das Schwelgas kann über durch die
Gehäusewand 3 hindurchgehende Rohrstutzen 42 entweichen, die an einen Sammelkanal
43 angeschlossen sind.
-
Werden die Brenner 56 entzündet, so steigen die Heizgase in den Heizzügen
52 und 54 infolge ihrer Auftriebswirkung nach oben und fallen dann -in den Heizzügen
53 und 55 infolge der durch Wärmeabgabe an die Heizwände nerv orgerufenen N'err
ingerung ihres Wärmeinhaltes nach unten, so daß ihre ständige Umwälzung im Sinne
der eingezeichneten Pfeile 79 zustande kommt. Werden die Brenner 56 auf die Heizzüge
53 bzw. 55 umgestellt, so werden die Heizgase in der entgegengesetzten Richtung
umgewälzt. Die Umsteuerung der Brenner 5f> durch Bewegung des Wagens ; i erfolgt
in bestimmten kurzen Zeitabschnitten ähnlich wie die Bewegung der Ventilklappen
18, 21 bei dem ersten Ausführungsbeispiele. Die Umstellung der Brennerflammen könnte
auch durch Verschwenkung oder in der `''eise erfolgen, daß in jedem Kanal Brenner
angeordnet sind, die abwechselnd in Wirkung treten.
-
Da bei dieser Ausführungsform die ganze Gebläseeinrichtung, die Hauptsammelkanäle
16 und 17, die Rohrkrümmer 15 und die Rohrstutzen
13 in Fortfall kommen, ist die Vorrichtung gegenüber den bekannten Bauformen
noch weiter vereinfacht und läßt sich wirtschaftlich auch für die kleinsten Einheiten
ohne weiteres verwenden.