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Kammerofen zur Erzeugung von Gas und Koks Gegenstand der Erfindung
ist ein reihenweise mit dazwischenliegenden, in senkrechte Heizzüge aufgeteilten
Heizkammern angeordneter Kammerofen mit regenerativer Vorwärmung der Verbrennungsluft,
gegebenenfalls auch des Schwachgases. Es sind mehrere Ofensysteme dieser Art bekannt,
von denen sich einige durch jahrzehntelange Benutzung bewährt haben und bei. denen
durch ständige Weiterarbeit der Wärmeverbrauch, auf die durchgesetzte Kohlenmenge
gerechnet, auf einen sehr geringen Wert gebracht und die. Ausbeute an verschiedenen
Nebenerzeugnissen bei der Entgasung der Kohle immer weiter erhöht worden ist. Es
ist nicht das besondere Ziel der vorliegenden Erfindung, die Ausbeute an Nebenerzeugnissen
weiter hinaufzusetzen, vielmehr-soll in erster Linie der Aufbau des Koksofens durch
eine einfachere Anordnung und bessere Ausnutzung der Regeneratoren billiger und
der Betrieb übersichtlicher gestaltet werden. Bei den derzeit üblichen Ofensystemen
mit den besten Betriebswerten findet der Wärmeaustausch zwischen den noch nicht
zur Vereinigung gebrachten Verbrennungsstoffen und, den verbrannten Gasen in so-genannten
Querregeneratoren statt, die' unterhalb der Heizkammern und Ofenkammern angeordnet
sind und die im wesentlichen in senkrechter Richtung gemäß der Diechmannschen Regel
beaufschlagt werden, d. h. bei der Erwärmung in aufsteigender, bei der Abkühlung
in absteigender Richtung, wobei nach der Schaltung je einer Heizkammer eine oder
zwei Gruppen von Regeneratoren zugeordnet sind. Da jedem dieser Regeneratoren die
Verbrennungsluft (bzw. Luft und Gas) gesondert, und zwar am unteren Ende zugeführt
wird, so befinden sich bei diesen Bauarten alle-Heizkammern auf annähernd dem gleichen
Druck, so daß es leicht ist, durch entsprechende Einstellung der Absaugung der Destillationsgase
aus den Ofenkammern die benachharten
Ofenkammern und Heizkammern
auf praktisch gleichem Druck zu halten. Als Mängel dieser Bauart ergaben sich teilweise
das Nebeneinanderliegen von entgegengesetzt beaüfschlagten Regneratoren, die durch
verhältnismäßig dünne Wände getrennt sind, die schwere Zugänglichkeit der unteren
Enden der Heizzüge und die geringe Ausnutzung der Regeneratoren infolge der geringen
darin herrschenden Strömungsgeschwindigkeit.
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Eine andere, ebenfalls noch übliche Ofenbauart bedient sich der sogenannten
Längsregeneratoren, die sich, wie ihr Name zum Ausdruck bringen soll, längs der
Batterie erstrecken und mit einer größeren Anzahl von Zu- und Abführungen für die
noch nicht zur Vereinigung gebrachten Verbrennungsstoffe und die verbrannten Gase
versehen sind. Wird bei Öfen mit derartigen Längsregeneratoren das sogenannte Unterbrennerprinzip
angewendet, d. h. wird der Ofen mit einer begehbaren Unterkellerung versehen, so
ist er zwar an Zugänglichkeit der zuerst genannten Bauart überlegen; von der an
sich möglichen Regelung der jedem einzelnen Heizzuge zugeführten Menge vorgewärmter
Verbrennungsmittel (Luft und Schwachgas) hat man bei dieser bekannten Bauart jedoch
noch keinen Gebrauch gemacht. Es kommt hinzu, daß eine gleichmäßige Verteilung der
Verbrennungsmittel über die einzelnen Räume der Längsgeneratoren nicht möglich ist,
so daß diese sehr schlecht ausgenutzt werden.
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Gemäß der Erfindung werden bei batterieweise angeordneten waagerechten
Kammeröfen zur Erzeugung von Gas und Koks mit begehbarer Unterkellerung und unterhalb
der Heizkammern in deren Längserstreckung verlaufenden, mit den einzelnen Heizzügen
in Verbindung stehenden Sammel- und Verteilkanälen für die Verbrennungsstoffe an
den Batterieköpfen Zentralregeneratoren für Luft bzw. Luft und Schwachgas angeordnet,
die durch längs der Batterie verlaufende Verteil-und Sammelkanäle mit den Heizkammern
in Verbindung stehen. Sowohl für die in die Regeneratoren einströmenden als auch
für die ausströmenden Verbrennungsstoffe sind Sauger vorgesehen.
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Weitere Einzelheiten und die besonderen Vorteile der neuen Bauart
seien an Hand der beiliegenden Zeichnung erläutert, die einen batterieweise angeordneten
waagerechten Kammerofen gemäß der Erfindung in beispielsweiser Ausführungsform zeigt
und auf der Abb. i einen senkrechten Schnitt, auf der linken Hälfte in der Längsrichtung
durch eine Heizkammer und einen der in der Längsrichtung der Batterie verlaufenden
Verteil-und Sammelkanäle für die Verbrennungsmittel, auf der rechten Hälfte in der
Längsrichtung einer Ofenkammer entsprechend I-I von Abb. 2, Abb.2 einen waagerechten
Schnitt durch einen Batteriekopf mit den davorliegenden Regeneratoren entsprechend
der Schnittlinie II-II von Abb. i, Abb.3 einen senkrechten Schnitt in der Längsrichtung
der Batterie, ebenfalls durch den Batteriekopf und die davorliegenden Regeneratoren
entsprechend III-III von Abb. 2 darstellen.
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Abb. q. zeigt in größerem Maßstabe einen Ausschnitt aus Abb. 3 entsprechend
der dort eingezeichneten punktierten Linie.
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Abb.5 zeigt in gleichem Maßstabe einen Ausschnitt aus Abb. i entsprechend
der dort eingezeichneten punktierten Linie.
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Die waagerechten Ofenkammern i der Batterie sind durch Heizwände 2
getrennt, innerhalb deren sich die zu Zwillingspaaren zusammengefaßten Heizzüge
3 befinden. Die Beschickung der Kammern erfolgt durch die Füllöcher q.. Die in den
Kammern entwickelten Gase ziehen durch die Steigrohre 5 in die Vorlage 6 ab. Das
Ausdrücken des Kokses geschieht mittels der Koksausdrückmaschine, deren Stempel
7 den Koks über die Bühne 8 hinweg in den Kokslöschwagen 9 befördert.
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Der gesamte Ofenbau ruht auf Tragpfeilern io, zwischen denen der begehbare
Kellerraum i1 liegt. Die Pfeiler io tragen eine Betonplatte 12 (sog. Düsendecke)
und über dieser eine aus feuerfestem Werkstoff bestehende Isolierung 13, oberhalb
deren das die Sohlkanäle 1q., 15, 2q., 25 und das die Heizzüge umschließende feuerfeste
einheitliche Silicamauerwerk 16 beginnt. Unterhalb der Ofenkammern i liegen die
waagerechten Sammel-und Verteilkanäle rd. und 24, die abwechselnd zur Einführung
vorgewärmter Luft und zur Abführung verbrannter Gase dienen, und Sammel- und Verteilkanäle
15 und 25, die im Falle der Schwachgasbeheizung abwechselnd zur Einführung vorgewärmten
Schwachgases und zur Abführung verbrannter Gase dienen; im Falle der Beheizung mit
einem nicht vorgewärmten@Gase dient in jeder Heizperiode eine der Gruppen der Kanäle
14., 15 und 2:1., 25 zur Einführung vorgewärmter Luft. Wenn in einer Heizperiode
die Kanäle 1q. und 15 zur Zuführung vorgewärmter Verbrennungsstoffe dienen, werden
durch die Kanäle 24 und 25 die verbrannten Gase abgeführt, und umgekehrt.
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Wenn der Ofen mit Starkgas beheizt wird, so wird dies durch eine längs
der Batterie auf der Koksseite verlaufende Leitung 17 zugeführt, von der unterhalb
jeder Heizwand 2 einzeln absperrbare Stränge 18 und 'i9 abzweigen, von denen der
eine mit den ungeradzahligen,
der andere mit den geradzahligen Heizzügen
jeder Heizwand über senkrechte Kanäle 2o- in Verbindung steht, die in die Brenner
21 münden.
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Unterhalb der Begehbühne 8 auf der Koksseite verlaufen die zentralen
Sammel- und Verteilkanäle für die vorgewärmten Verbrennungsstoffe und die verbrannten
Gase, die mittels isolierter Krümmer 26 mit den unterhalb der Heizkammern liegenden
Verteilkanälen 14, 15, 24,-25 in Verbindung stehen, und zwar sind, die Kanäle 14
an den Hauptkanal 22, die Kanäle 15 an den Hauptkanal 23, die Kanäle 24 an den Hauptkanal
27 und die Kanäle 25 an den Hauptkanal 28 angeschlossen. In die Krümmer 26 sind
Schiebersteine 29 eingesetzt, durch die die jedem der Kanäle 14, 15, 24, 25 zuzuführenden
Verbrennungsmittelmengen eingestellt und trotz des längs der Hauptkanäle 22, 23,
27, 28 herrschenden Druckabfalls ein etwa gleicher Druck in sämtlichen Kammern eingestellt
werden kann. Die Hauptkanäle 22, 23, 27, 28 sind an die als liegende Zylinder ausgebildeten
Zentralregeneratoren 32, 33, 37, 38 angeschlossen. Die oberen Regeneratoren 32 und.
37 sind mit Lufteinlaßstutzen 31 und 47 ausgerüstet, außerdem sind sie über -die
mit Schiebern 42 und 45 versehenen Rohre 36 bzw. 48 mit dem Kamin verbunden. Von
den unteren (Gas-) Regeneratoren 33 und 38 führen senkrechte Rohre 39 -und 49, die
mit (nicht dargestellten) Absperrhähnen versehen sind, zur Schwachgasleitung. Durch
die mit den Schiebern 43 und 44 ausgerüsteten Rohre 4o bzw. So stehen auch die Schwachgasregeners.toren
mit dem Kamin in.- -'Verbindung.
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In die Rohre 31, 36, 40, 47, 48 und So sind außer den Absperrschiebern
41 bis 46 Gassauger 51 bis 56 eingebaut. Die beiden Rohre 40 und So sind vor den
Gassaugern durch eine mittels der Klappe 57 verschließbare Öffnung verbunden.
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Während der Betriebsperiode, in der in den Regeneratoren die durch
die ausgezogenen Pfeile in Abb.2 angedeutete Strömungsrichtung herrscht, ist -der
Schwachgasschieber in der zum Regenerator 33 führenden Leitung 39 geöffnet, in der
zum Regenerator 38 führenden Leitung 49 geschlossen. In dem in den Regenerator'32
mündenden Rohr 31 ist der Absperrschieber 46 geöffnet, der Sauger 56 ist in Tätigkeit.
Bei dem an den Regenerator 37 angeschlossenen Rohr 47 ist der Schieber 41 geschlossen,
der Sauger 51 steht still. In den Kaminanschlußrohren 36 und 4o der Regeneratoren
3.2 und 33 sind die Schieber 44 und 45 geschlossen, die Sauger 54 und 55 stehen
still. In den Kaminanschlußrohren 48 und So der Regeneratoren 37 und 38 sind die
Schieber 42 und' 43 geöffnet, die Sauger 52 und 53 arbeiten.
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Beim Wechseln wird zunächst die Schwachgaszuführung zum Regenerator
33 abgesperrt und der zu diesem Regenerator gehörende Schieber 44 geöffnet. Alsdann
wird die Klappe 57 geöffnet: ein Teil der aus dem Regenerator 38 abziehenden verbrannten
Gase strömt in den Regenerator 33 und drängt das in diesem noch vorhandene Schwachgas
in den Ofpen, wo es noch zur Verbrennung kommt. Alsdann wird die Klappe 57 wieder
geschlossen, ferner werden unter Schließen der Schieber 42, 43 und 46 die Sauger
52, 53 und 56 stillgesetzt, die Schieber 41 und 45 geöffnet, und die Sauger 51,
54 und 55 in Tätigkeit gesetzt. Unmittelbar im Anschluß daran wird auch der in der
Leitung 49 vorgesehene Sch*achgasschieber geöffnet. Nunmehr herrscht in den Regeneratoren
die durch die gestrichelten Pfeile in Abb. 2 angedeutete Strömungsrichtung.
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Die Menge der Verbrennungsmittel, die von den Kanälen 14, 15 und 24,
25 durch die schrägen Verbindungsöffnungen 58 (s. Abb-. 4 und 5) in die Heizzüge
3 eintritt, kann durch Schiebersteine 59 geregelt werden, die in der Längsrichtung
der Heizkammer verstellt werden können. Die Schiebersteine 59 sind vom Kellerraum
i i aus zugänglich durch untere Verbindungsöffnungen 6o, die durch Kappen 61 abgeschlossen
werden können. Da auch die Starkgaszufuhr zu jedem einzelnen Heizzuge durch Einstellung
der in den Leitungen 2o vorgesehenen Ventile, Düsen o. dgl. genau geregelt werden
kann, so gestattet der neue Ofen eine genaue Regelung der jedem einzelnen Heizzuge
zugeführten Verbrennungsmittel sowohl bei Starkgas- als auch bei Schwachgasbeheizung.
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Bei Öfen mit unterhalh der Heizkammern liegenden Regeneratoren ist
eine so genaue Regelung' der Schwachgas- und Luftzufuhr nicht möglich.
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Ein weiterer Vorteil des neuen Ofens liegt darin, daß das feuerfeste
Mauerwerk über fast die ganze Höhe etwa die gleiche Temperatur annimmt; in den verschiedenen
Höhenlagen tritt demnach die gleiche Dehnung beim Anheizen auf, so daß die Ankerständer
62 überall fest am Mauerwerk anliegen. Im Gegensatz dazu hat der Ofen mit unterhalb
der Ofenkammern liegenden Regeneratoren eine nach unten hin abnehmende Dehnung,
was die Verankerung gerade der unteren Ofenpartien schwierig macht.
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Durch die Anwendung künstlichen Druckes und künstlicher .Saugung für
das Hindurchziehen der Verbrennungsmittel -durch den Ofen lassen sich unter Aufrechterhaltung
eines dem in der Atmosphäre herrschenden
nahezu gleichen Druckes
in sämtlichen Heizkammern hohe Geschwindigkeiten in den Regeneratoren (beispielsweise
2o m/Sek.) und damit eine höhere Ausnutzung derselben erzielen, womit eine Einsparung
an Regeneratorraum gegenüber anderen Bauarten eintritt. An Stelle der großen Anzahl
von Umstellorganen, die bei der Zuordnung je einer Regeneratorgruppe zu jeder Heizkammer
erforderlich sind, ist nur ein zentrales Umstellorgan für jedes Verbrennungsmittel
und jede Beheizungsrichtung erforderlich; hierdurch wird ebenso wie durch die erheblich
geringere Bauhöhe die Ofenanlage bedeutend verbilligt.