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Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Koks in waagerechten, von
außen beheizten Kammeröfen mit getrennter Absaugung 'der unter und über 500° C entstehenden
Gase Beim Erzeugen von Koks wird die getrennte Absaugung der unterhalb der Schweltemperaturgrenze
von etwa Soo° C entstehenden, zur Gewinnung von wertvollen Nebenerzeugnissen geeigneten
Schwelgase und der oberhalb dieser Temperaturgrenze sich bildenden, infolge ihrer
teilweisen Zersetzung an den heißen Kammerwänden weniger wertvollen Verkokungsgase
dadurch erschwert, daß bei der üblichen von außen her erfolgenden Beheizung der
waagerechten Kokskammeröfen infolge der schlechten Wärmeleitungsfähigkeit der Kohle
in den der Heizung benachbarten äußeren Schichten des Besatzes diese Schweltemperaturgrenze
bereits erreicht und überschritten wird, während die Temperaturen im Innern des
Besatzes noch weit unterhalb dieser Temperaturgrenze liegen. Die Bildung der Schwelgase
ist also in den äußeren Schichten des Besatzes bereits beendet, während sie im Innern
des Besatzes noch vor sich geht. Die beim Uberschreiten dieser Temperaturgrenze
in den äußeren Schichten des Besatzes sich bildenden weniger wertvollen Verkokungsgase
vermischen sich dann mit den noch immer aus der Besatzmitte aufsteigenden wertvollen
Schwelgasen und verschlechtern dieselben. Zur Vermeidung dieses Nachteils hat man
eine stufenweise Entgasung des Brennstoffes mit EinAchtungen zur getrennten Absaugung
beider Gasarten in der Weise angewendet, daß man zur gesonderten Absaugung der Schwelgase
die Heizung zunächst auf die Schweltemperatur von 500° C eingestellt hat, und zwar
so lange, bis auch die mittleren Schichten des Besatzes auf die Schweltemperatur
durchgewärmt waren und die Bildung der Schwelgase im ganzen Besatz beendet war.
Erst dann wurde die Heizung auf die Verkokungstemperatur von etwa i.ooo° C umgestellt
und unter gesonderter Absaugung der nun noch allein entstehenden weniger wertvollen
V erkokungsgase die Verkokung zu Ende geführt. Auf diese Weise gelang es zwar, beide
Gasarten gut getrennt voneinander abzusaugen und die wertvollen Schwelgase nahezu
vollständig zu gewinnen, aber es entstand der große Nachteil der Unwirtschaftlichkeit
der Ofenlage, weil es sehr lange dauerte, bis die gesamte Durchwärmung des Besatzes
auf 5oo° C beendet war und die Verkokungstemperatur eingestellt werden konnte. Man
hat daher auch schon versucht, bei der getrennten Absaugung beider Gasarten und
sofortiger Einstellung der Heizung gleich beim Beginn des Betriebes auf die Verkokungstemperatur
von etwa iooo° C dem Umstande Rechnung zu tragen, daß` sich die Bildung der Schwel-
und Verkokungsgase während der Entgasung des Brennstoffes teilweise überdeckt, indem
man im Besatz über die ganze Kammerlänge hin waagerechte Gasabzugskanäle angebracht
und die im Innern des Besatzes entstehenden Schwelgase, getrennt von denjenigen
im oberen Gassammelraum der Ofenkammer befindlichen
Gasen, durch
eine seitliche Kammertür abgesaugt hat, aber eine vollständige Gewinnung der wertvollen
Schwelgase und überhaupt eine scharfe Trennung beider Gasarten war auf diese Weise
nicht möglich. Bei diesem bekannten Verfahren kann nicht verhindert werden, daß
Teile der wertvollen Schwelgase in die Leitung der weniger wertvollen Verkokungsgase
gelangen und damit v erlorengehen, besonders bei Beginn des Betriebes, bei welchem
bis zur Erreichung der Schweltemperaturgrenze auch in den äußeren Schichten des
Besatzes nur wertvolle Schwelgase entstehen, die größtenteils in den oberen Gassammelraum
gelangen und auch` bei geschlossener Außengasleitung nicht in die waagerechten,
durch eine dicke Brennstoffschicht vom Gassammelraum getrennten Absaugungskanäle
für die Innengase gelangen können, und auch während des fortgeschrittenen Betriebes,
da es auch hier unvermeidlich ist, daß aus der Besatzmitte wertvolle Schwelgase
ihrer natürlichen Neigung folgend hochsteigen und sich mit den Verkokungsgasen vermischen.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung dieses bekannten Verfahrens
mit dem Ziele einer möglichst vollständigen Trennung beider Gasarten und einer möglichst
vollständigen Gewinnung der sämtlichen Schwelgase, die bei der Entgasung des Brennstoffes
unterhalb der Temperaturgrenze von etwa 500° C entstehen, und zwar, ohne die gesamte
Verkokungsdauer zu verlängern und dadurch die Ofenlage unwirtschaftlich zu machen.
Das Verfahren der Erfindung besteht darin, daß zunächst während der Rufheizung der
frisch besetzten und ausgekühlten Ofenkammer die Heizung auf 500° C eingestellt
wird, um während dieser Zeit mit Sicherheit Temperaturüberhöhungen einzelner Stellen
des Besatzes und damit Teilzersetzungen der während dieser Zeit entstehenden wertvollen
Schwelgase zu vermeiden, die sämtlich bei noch geschlossener Außengasleitung der
Innengasleitung zugeführt werden. Erst dann, wenn die äußersten, den Heizwänden
der Ofenkammer zugewendeten Brennstoffschichten des Besatzes diese Temperatur erreicht
haben, wird die Heizung auf die Verkokungstemperatur von etwa rooo° C umgeschaltet
und gleichzeitig die Außengasleitung geöffnet, so daß die an der Außenseite des
Besatzes sich bildenden und sich an den heißen Ofenwandungen teilweise zersetzenden
und dadurch weniger wertvollen Destillationsgase nunmehr aus dem oberen Gassammelraum
gesondert abgesaugt werden, während die gleichzeitig im Innern des Besatzes entstehenden
wertvollen Schwelgase nach wie vor durch die Innengasleitung abströmen. Wenn dann
bei fortgeschrittener Entgasung auch die inneren Schichten des Besatzes die Temperatur
von 500° C erreicht hüben und damit die Bildung der wertvollen Schwelgase aufgehört
hat, wird die Innenal.saugungsleitung abgeschlossen, und die jetzt bis .zur vollständigen
Verkokung des Brennstoffes sich allein noch bildenden weniger wertvollen Verkokungsgase
werden weiterhin durch die geöffnet bleibende Außengasleitung abgesaugt, bis auch
deren Bildurig beendet ist und auch die Außengasleitung geschlossen wird.
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Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Vorrichtung
besteht in einer Gasabsaugungshaube, die nach beendeter Beschickung der Ofenkammer
und nach der Einebnung des Besatzes auf die Besatzoberfläche herabgelassen wird.
Diese in der Ofenkammer heb- und senkbar aufgehängte Gasabsaugungshaube ist einerseits
an die Absaugungsleitung für die Schwelgase angeschlossei, und andererseits münden
in dieselbe an sich bekannte senkrechte, in der Mitte des Besatzes angebrachte Gasabzugskanäle,
die gegenüber den waagerechten Gasabzugskanälen bei dem bekannten Verfahren den
Vorteil haben, daß sie weniger leicht einstürzen und sich verstopfen können. Bei
Stampfkuchenbeschickung können im Besatz noch zusätzliche schräg abwärts laufende
Seitenkanäle angebracht werden, die mit den senkrechten Kanälen in Verbindung stehen
und eine leichtere Abführung der in den äußeren Besatzschichten entstehenden Schwelgase
nach der Besatzmitte gestatten. Die weniger wertvollen Verkokungsgase werden in
üblicher Weise durch an der Decke der Ver--kokungskammer angebrachte oder in den
seitlichen Heizwänden angeordnete Abzugskanäle abgesaugt. Die Absaugungsrohre für
die Schwel- und für die Verkokungsgase sind gasdicht voneinander getrennt und unter
Zwischenschaltung geeigneter Absperrventile an die gleichfalls getrennten Gassammelleitungen
angeschlossen. Die Absperrventile ermöglichen nicht nur.die gänzliche Absperrung
dieser Absaugungsleitungen, sondern auch ihre genaue Einstellung und Anpassung des
Absaugungsdruckes an die jeweiligen Gasbildungsverhältnisse während der Dauer der
Enfgasung.
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In der Seitenwandung der Ofenkammer angebrachte Gasabzugsschächte,
die durch schräg abwärts geneigte Kanäle mit der Ofentcammer in Verbindung stehen,
sind bei einer Einrichtung bekanntgeworden, bei welcher sich zkischen je zwei zusammengehörigen
Ofenkammern je eine nicht beheizte Zwischenwand befindet, in der die erwähnten Gasabzugskanäle
angeordnet sind. Die Heizung
erfolgt von den beien gegenüberliegenden
Heizwänden her, so- daß durch diese Absaugungsschächte im Gegensatz zur Erfindung
auch Schwelgase abgesaugt werden, während die in den beheizten Kammerwänden der
Erfindung angebrachten ähnlichen Schächte nur zur Absaugung . der weniger wertvollen
Verkokungsgase dienen.
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Neben oder in Verbindung mit diesen Gasabsaugungsschächten in den
Kammerwandungen können im Besatz noch besondere an sich bekannte seitliche Gasabsaugungskanäle
zur Absaugung der Verkokungsgase angebracht sein, die gleichfalls senkrecht stehen
und die ebenso wie die übrigen Gasxbsaugungskanäle im Besatz in bekannter Weise
mit Koksstückchen ausgefüllt sein können, um zu verhindern, daß sie einstürzen oder
sich verstopfen.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist auf der Zeichnung in einigen Ausführungsbeispielen in schematischer Darstellung
veranschaulicht. Es zeigen: Abb. i einen senkrechten Ouerschnitt durch eine Verkokungskaminer
mOit äußerer Beheizung und Stampfkuchenbeschickung, Abb.2 einen waagerechten Querschnitt
durch eine ähnliche Verkokungskammer mit einem Stampfkuchen in anderer Ausführungsform,
Abb.3 einen waagerechten Querschnitt durch einen Verkokungsofen mit Füllkohlebeschickungen
mit zwei verschiedenen Verkokungskammern.
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Nach Abb. i ist der in die Verkokungskaminer i, die durch die Seitenwände
2 von den Heizkammern 3 getrennt ist, eingesetzte Stampfkuchend. an seinerOberfläche
mit einer Gasabsaugungshaube 5 bedeckt, die mittels mehrerer die Ofendecke 8 durchdringender
Gasabsaugungsrohre 6 heb- und senkbar ist. Die Rohre 6 endigen in je eine gasdicht
dieselben verschließende Gewindespindel 7, die im Ausführungsbeispiel mittels des
Handrades ii gehoben oder gesenkt werden kann. Die Gegenspindel 13 ist axial verschiebbar,
aber nicht drehbar, und mittels einer Vierkantführung in dem-Ouerstück eines oberhalb
der Ofenkammer ain Dache derselben angebrachten Gestells 12 aufgehängt. Die Hebevorrichtungen
einer Gasabsaugungshaube 5 sind mechanisch derart miteinander verbunden, daß beim
Drehen des Handrades i i die Gasabsaugungshaube gleichmäßig gehoben oder gesenkt
werden kann. Statt des Handrades kann auch ein maschineller Antrieb mittels eines
Elektromotors verwendet werden. Die Gasabführungsrohre 6, die an ihrem unteren Ende
in die Gasabsaugungshaube 5 einmünden und mit ihr fest verbunden sind, befinden
sich in- Ummantelungsrohren 16, welche gasdicht in die Kammerdecke 8 eingebaut sind
und durch Seitenrohre 17 unter Zwischenschaltung von Absperrventilen mit den Sammelrohren
i8 in Verbindung stehen. Die durch die Gasabsaugungshaube 5 nach oben gesaugten
Schwelgase treten aus den Abführungsrohren 6 durch Schlitze i9 in den Ringraum zwischen
den Rohren 6 und 16 und strömen von hier aus durch die Seitenrohre 17 zum Sammelrohr
i8, von wo aus sie der weiteren Verwertung, insbesondere zur Gewinnung wertvoller
Nebenerzeugnisse, zugeleitet werden. Der Ringraum zwischen den Rohren 6 und 16 ist
nach oben und unten durch Tauchverscblüsse bekannter Art gasdicht abgeschlossen.
Der obere Tauchverschluß besteht beispielsweise aus der Tauch--locke io und der
Sandtasse 9, der untere aus dem nach unten verlängerten, von oben her in die Ofenkammer
hineinragenden Ende 16' des Ummantelungsrohres 16 und der Sandtasse 2o, welche oben
an der Gasabsaugungshaube 5 angebracht ist. .
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Zur Absaugüng der weniger wertvollen Verkokungsgase dienen die ebenfalls
mit Absperrventilen versehenen Absaugungsrohre :2"1, welche gleichfalls an der Kammerdecke
angebracht sind und in .das Sammelrohr 22 führen.
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Zur Erleichterung der Absaugung der Schwelgase aus dem Inneren des
Brennstoffbesatzes dienen die senkrechten, im Besatz angebrachten Gasabzugskanäle
14 nach Abb. i oder 2 bzw. 1q.' nach Abb. 3. Bei Stampfkuchenbeschickung erfolgt
die Herstellung derselben durch Einsetzen und Umstampfen von senkrechten Rohren
oder Dornen in den Stampfkasten. Vor dem Einfahren des fertigenKohlenkuchens in
die0fenkammer werden sie wieder herausgezogen. Die auf diese Weise entstehenden
senkrechten Hohlkanäle werden zweckmäßig mit Koksstückchen gefüllt, um das Einstürzen
und Verstopfen derselben beim Einfahren des Kohlenkuchens in die Ofenkammer zu verhüten.
Von den Hauptkanälen 14. nach Abb. i können auch Nebenkanäle 15 quer zur Längsachse
des Stampfkuchens nach außen führen und bei dem verdichteten Brennstoffbesatz des
Stampfkuchens das Strömen der in den Randschichten entstehenden Schwelgase nach
der Besatzmitte erleichtern. Auch diese Nebenkanäle können durch Einlegen und Umstampfen
von kurzen Dornen oder Rohren hergestellt werden, die vor dem Einfahren des Kohlenkuchens
in die Ofenkammer seitlich wieder herausgezogen -werden.
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Bei Koksöfen nach Abb. 3, bei welchen der Brennstoff lose in die Verkokungskammern
eingefüllt wird, werden die senkrechten Gasabzugskanäle 1,a.' dadurch hergestellt,
daß vor
dem Einfüllen des Brennstoffes von den Füllöffnungen der
Kammerdecke aus senkrechte, mit Koksstückchen gefüllte Rohre in die Ofenkammer eingesetzt
'und nach dem Einfüllen des Brennstoffes und gegebenenfalls nach seiner Verdichtung
in der Ofenkammer derart wieder herausgezogen werden, daß die Koksfüllung im Besatz
verbleibt.
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Die Absaugung der weniger wertvollen Verkokungsgase erfolgt bei der
in Abb. 3 dargestellten linken Ofenkammer in derselben Weise wie bei Abb. i durch
die Kammerdecke nach dem Gassammelrohr 22; nach der gleichen Abbildung aber bei
der dargestellten rechten Ofenkammer durch die in die beheizten Seitenwandungen
der Ofenkammer eingebauten Absaugungsschächte 24, die durch die schräg abwärts geneigten
Kanäle mit der Ofenkammer in Verbindung stehen.
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Bei Ofenkammern mit Stampfkuchenbeschickung besteht zwischen dem Stampfkuchen
und der Kammerwandung ein schmaler Spalt, durch welchen die Außengase leicht nach
oben in den Gassammelraum hochsteigen können. Diesen Spalt kann man auch mit Koks-
oder Kohlestückchen lose ausfüllen, um bei etwaigem Zerfallen des Kohlenkuchens
das ungehinderte Hochsteigen der Verkokungsgase an der Kammerwandung zu siclierri.
Man kann nach Abb. 2 den Stampfkuchen auch seitlich mit senkrechten Rinnen 23 versehen,
wodurch ebenfalls das Hochsteigen der Verkokungsgase erleichtert wird und außerdem
noch der Vorteil entsteht, daß die Oberfläche des Stampfkuchens vergrößert wird,
was den Wärmeübergang erleichtert und die Verkokungsdauer verkürzt. Bei Verkokungsöfen
mit Füllbetrieb nach Abb. 3 besteht dagegen seitlich kein Spalt zwischen Kammerwand
und Besatz, dieAußengase sind dann am Aufsteigen wesentlich behindert und das um
so mehr, wenn der eingefüllte Brennstoff in der Ofenkammer verdichtet wird. In diesem
Falle ordnet man zweckmäßig an beiden Seiten im Besatz, und zwar dicht an den Kammerwänden,
Gasabzugskanäle 23' an, die in gleicher Weise hergestellt werden und mit
Koksstückchen gefüllt sind wie die mittleren Gasabzugskanäle i4'. Diese Gasabzugskanäle
23' genügen entweder für sich allein oder in Verbindung mit den Gasabzugsschächten
24 bzw. in Verbindung mit den Absaugungsrohren 21 und den Gassammelrohren 22 zur
ungehinderten Absaugung und Abführung der Verkokungsgase.
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Auch bei den Verkokungskammerr_ nach Abb. 3 mit Füllbetrieb ist natürlich
die Gas.-absaugungshaube 5 -nach Abb. i vorhanden und wird nach beendeter Beschickung
auf die Oberfläche des Brennstoffs in der Ofenkaminer herabgesenkt. Bei Koksöfen
mit Füllbetrieb nach Abb. 3 kann der Brennstoff auch in an sich bekannter Weise
vorgetrocknet in die Ofenkammer eingefüllt werden, was den Vorteil hat, daß bei
der Entgasung wenigerWasser verdampft werden muß. Dadurch wird Heizung erspart und
die Verkokungsdauer verkürzt.