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Heizgasführung zur Beheizung der Wände von Schwelöfen mit aufgeheizten
Gasen Die Erfindung bezieht sich auf Heizgasführungen von Verkokungseinrichtungen,
insbesondere Schwelöfen, bei denen große eiserne Heizflächen durch aufgeheizte Heizgase
erwärmt werden sollen. Wenn während der Verkokungsdauer diese Heizflächen an den
verschiedenen Stellen verschiedene Temperaturen aufweisen, so fällt ein ungleichmäßiger
Koks an, und die Garungszeit ist unnötig lang, da sich diese nach den Stellen der
geringeren Temperaturen richtet. Die Aufteilung der Heizgasführung in einzelne parallel
oder hintereinandergeschaltete Kanäle vermag den Übelstand der ungleichmäßigen Beheizung
nicht zu beseitigen. Zwar erreicht man eine bessere Wärmeverteilung dadurch, daß
die einzelnen Heizkanäle nach dem Gegenstromprinzip nebeneinandergelegt sind, aber
eine vollkommene Gleichmäßigkeit ist auch hier nur dadurch zu erreichen, daß man
umständliche Drosseleinrichtungen innerhalb der Heizkanäle einbaut, die verhältnismäßig
teuer sind.
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Wie Versuche gezeigt haben, läßt sich aber eine vollkommene Gleichmäßigkeit
der Temperaturverteilung erzielen, indem gemäß der Erfindung das aufgeheizte Heizgas
in einen geräumigen Druckverteilungsraum gebracht und von dort vermittels in der
Wand desselben in großer Anzahl vorgesehener Düsen, in feinen Strahlen verteilt,
auf die in seiner Nähe angeordnete Heizfläche geleitet wird. Die Aufteilung des
Heizgasstromes in einzelne feine Strahlen, welche gegen die Heizfläche gerichtet
werden, ist bei Wärmeaustauschern der chemischen Industrie bekannt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand einer beweglichen, innenbeheizten,
für Schwelöfen bestimmten Heizwand dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine im Schnitt
gehaltene Seitenansicht der Heizwand, Fig.2 einen dazugehörigen Schnitt nach der
Linie II-II der Fig. i, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. i,
Fig. 4. bis 6 der Fig. 3 entsprechende Schnitte bei anderen Ausführungsformen der
Heizwand.
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Bei der einen geschlossenen Kasten bildenden Heizwand (Fig. i bis
3) stehen die Breitflächen i, 2 mit der zu verkokenden Kohleschicht in Berührung
und sind gleichmäßig zu beheizen. Die Heizgase treten durch einen Rohrstutzen 3
(Fig. i) und einen Vorraum 4. in einen Druckverteilungsraum 5 ein, welcher durch
Zwischenwände 6 in einzelne Längskanäle aufgeteilt ist. Diese Kanäle sind unten
durch Böden 7 verschlossen. Das Heizgas gelangt von dem Druckverteilungsraum 5 über
in seinen Wandblechen 8 (Fig. 2, 3) angeordnete
düsenförnLige Öffnungen
9 in Zwischenräume i i, welche zwischen den Heizflächen 1, 2 und den Wänden 8 angeordnet
sind. In diesen Zwischenräumen fällt das Heizas nach unten in einen gemeinsamen
Saminelraurn 12, von wo es durch einen Abzugsschacht 13, welcher innerhalb der Heizwand
neben dem Druckverteilungsraum 5 angeordnet ist, und einen zweiten Rohrstutzen 14
aus der Heizwand heraustritt.
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Der Querschnitt des Druckverteilungsrauines 5 ist so gewählt, daß
innerhalb des Raumes nur sehr geringe Gasgeschwindigkeiten vorhanden sind. Der Querschnitt
der Düsen ist erheblich kleiner als der Querschnitt der Zuflußleitung für das Heizgas.
Durch die geringe Gasgeschwindigkeit im Druckverteilungsraum wird bewirkt, daß ein
Druckabfall nicht auftritt, sondern eine ganz gleichmäßige Druckverteilung innerhalb
des Raumes sich einstellt. Das Heizgas strömt also aus den einzelnen Düsen praktisch
überall unter gleichem Druck aus. Unterschiede in der Temperatur, besonders bei
höherem Gesamtlvärmeabfall in der Heizwand, und selbstverständlich auch feinere
Unterschiede iill Druck lassen sich durch unterschiedliche Verteilung und Bemessung
der Düsen ausgleichen. Die Reizgase sollen mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit
auf die Heizwandflächen auftreffen. Die hierbei erzeugte Prallwirkung ruft eine
wesentlich stärkere Wärmeabgabe hervor, als wenn die Gase parallel an den inneren
Heizwandflächen vorbeistreichen würden. Die OOuerschnitte der Düsen sind dementsprechend
zu bemessen.
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Entsprechend der Zunahme der angeschlossenen Düsen 9 verjüngt sich,
wie Fig. 2 zeigt, der Druckv erteilungsraum 5 nach unten, während sich die Zwischenräume
ii entsprechend erweitern. Zu dem gleichen Zwecke ist auch der Sammelraum 12 nach
dem Abzug zu mit sich vergrößerndem Querschnitt ausgebildet, indem die Enden der
einzelnen Längskanäle des Drucke erteilungsraumes 5 gestaffelt sind. Dadurch stellt
sich einpraktisch völlig gleichmäßiger Druck auch im Abzugsraum ein.
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Die Heizwand ist aus einzelnen U-förmig gebogenen Blechen zusammengesetzt,
die mit den freien kanten ihrer Schenkel 15 (Fig. 3) auf die Stegbleche 16 des benachbarten
U-förinig gebogenen Bleches aufgeschweißt sind. Das linke U-förmig gebogene Blech
umschließt den :\#l)zugssel11cllt 13, während die Unterteilung des iibrigbleibenden
Innenraumes der Heizwand in Druckverteilungsraum 5 und Zwischenräume i i durch Eiilsetzen
der Wandbleche S zwischen den Stegblechen 16 erfolgt.
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Eine besonders kräftige und einfache Bauart einer solchen mit Druckverteiluil"sraum
und Düsen versehenen Heizwand ergibt sich daraus, daß man gemäß Fig..I die einzelnen
Längskanäle des Druckverteilungsrauines 5 durch unten geschlossene Rohre 17 bildet,
welche mit den Heiz-,vandblechen 1, 2, wozu in diesem Falle einfache Blechplatten
verwendet sind, an einzelnen Punkten der Berührungsstellen i8 verschweißt sind.
Die Zwischenräume i i werden durch mit den Rohren verschweißte Bleche i9 -abgeteilt,
welche nach unten schmaler werden, so daß sich auch hier die Zwischenräume i i nach
unten erweitern. Die Achsrichtungen der Düsen 9 treffen bei dieser Ausführungsform
schräg auf die Heizwandflächen z und 2 auf. Der Auftreffwinkel und die Auftreffstelle
des Düsenstrahles ist so gewählt, daß auch hier eine gleichmäßige Wärmeverteilung
in der Heizwandfläche gewährleistet ist. Um die Heizgase zwangsläufig an die Heizwandflächen
zu führen, sind bei der Ausführungsform nach Fig. 6 die die Zwischenräume i i abtrennenden
Bleche22 gekrümmt ausgeführt. Die Abzugsräume werden durch die inneren Räume 24
gebildet, in welche die Gase durch Öffnungen 25 eintreten.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind an Stelle einer Reihe von
Röhren 17 zwei Reihen vorgesehen, die entsprechend mit den Heizwandflächen i und
2 und miteinander verschweißt sind.
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Um die Teile der Heizwandflächen i und 2, welche an den Abzugsschacht
13 grenzen, ausreichend warm zu halten, sind einzelne Düsen 21 (Fig. 3 und_4) vorgesehen,
welche den Abzugsschacht mit den benachbarten Zwischenräumen ii verbinden und diebewirken,
daß die im Abzugsschacht 13 aufsteigenden Heizgase etwas aufgeheizt werden. Auch
die Bodenflächen besitzen Düsen 26, welche den Wärmeverlust der Grundplatte der
Heizwand ausgleichen sollen. Natürlich kann der Abzugsschacht auch innerhalb .des
Druckverteilungsraumes angeordnet werden, so daß die Heizwandflächen i und 2 mit
ihm nicht in Berührung stehen.
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Die Düsen 9 sind mit in der Ausströmrichtung sich erweiterndem Querschnitt
ausgeführt, um unnötige Wirbelverluste zu vermeiden.
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Durch die beschriebene Heizgasführung wird erreicht, daß auf der ganzen
Heizwandfläche auch bei sehr langer Beheizungsdauer überall die gleiche Temperatur
aufrecht erhalten bleibt und daher in dem besonderen Falle der Anwendung bei Verkokungseinrichtungen
ein vollständig gleichmäßiger Koks anfällt und die Gesamtgarungszeit auf das Beringst
mögliche Maß herabgesetzt wird. Der Abstand der einzelnen Düsen voneinander richtet
sich nach der Leitfähigkeit des Stoffes der Heizwandfläche. Er kann uni so
größer
sein, je größer diese Leitfähirleit und je höher die Wandstärke ist. Die Versuche
haben bei eisernen Heizwandflächen mit einer Wandstärke von etwa 6 mm bei Abständen
der Düsen von 5o bis ioo mm gute Ergebnisse gezeitigt.