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Einrichtung zur Zuführung der Heizmittel in die Heizzüge von Verkokungsöfen
Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Zuführung der Heizmittel in die
Heizzüge von Verkokungsöfen zur Erzeugung von Gas und Koks, wobei die Heizmittel
in der Heizzugsohle zusammentreffen und der Querschnitt der Zuführungskanäle verändert
werden kann.
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Es sind Einrichtungen zum Regeln des freien Querschnitts der Zuführkanäle
der Heizmittel an der Heizzugsohle von Verkokungsöfen bekannt, die aus auf der Heizzugsohle
verschiebbaren Flachschiebersteinen oder in den Heizzugsohlenöffnungen eingehängten
verschiebbaren Hängesteinen bestehen.
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Bei diesen bekannten Regeleinrichtungen besteht die Gefahr, daß bei
Ablagerungen bei der Verbrennung des Heizgases der Schieberweg verlegt wird, so
daß etwa weitere erforderlich werdende Regelungen nicht mehr vorgenommen werden
können. Zweck der Erfindung ist, an der Heizzugsohle von Verkokungskammeröfen eine
Regeleinrichtung für die eintretenden Heizmittel zu schaffen, bei der sich eine
Verschiebung durch Regelschieber erübrigt. Die Erfindung erstrebt ferner, Gas und
Luft in gewollter regelbarer Weise ohne Wirbelung und Stauungen zu mischen, so daß
man es in der Hand hat, die Flammenlänge und die Heizgasmenge je nach Art des verwendeten
Heizgases (Stark- oder Schwachgas) und nach dem Wärmebedarf der zu verkokenden
Kohle zu regeln. Diese Regelung erfolgt #gemäß der Erfindung durch Einsetzen von
im wesentlichen zylindrischen Einsatzkörpern auf die Trennwand der in den Heizzug
mündenden Gas- und Luftkanäle, wobei die Auflageflächen so aneinanderliegen, daß
Ablagerungen des Gases zwischen den Flächen vermieden werden,, so daß die Steine
leicht ausgewechselt werden können.
Außer der mit diesen Einsatzkörpern
möglichen Regelung des freien Querschnitts der Heizzugsohlenöffnungen kann man gemäß
der Erfindung ferner durch entsprechende Ausbildung der Regelkörper die Höhe des
Verbrennungsbeginns, also des Zusammentreffens von Gas und Luft, heben oder senken,
je nach Art des zu verbrennenden Gases.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand der beiliegenden Zeichnungen
beschrieben, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen.
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Abb. i stellt einen teilweisen senkrechten Querschnitt einer Heizwand
und der zugehörigen Regeneratoren dar.
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Abb.2 ist ein perspektivisch dargestellter Schnitt durch einen Teil
des Querschnitts der Abb. i.
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Abb. 3 bis 5 stellen verschiedene Arten von Regelkörpern dar, mit
denen die freie Querschnittsfläche der Gaszuführung regelbar ist, wobei Abb. 4 der
Grundriß der Abb. 3 ist.
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Abb. 6 bis 8 zeigen eine Düse mit seitlichen Vorsprüngen in Aufriß,
Seitenrill und Grundriß.
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Abb. 9 stellt eine weitere Perspektive ähnlich der der Abb. 2 dar.
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Abb. io ist ein Schnitt nach Linie X-X der Abb. i.
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Die Ofenbatterie, von der in den Abbildungen nur die die Erfindung
betreffenden Einzelteile dargestellt sind, ist für wahlweise Beheizung mit Schwachgas
oder Koksofengas eingerichtet. Der Einfachheit halber ist die Beschreibung auf eine
solche Verbundofenbatterie beschränkt. Die Erfindung kann aber auch für andere Bauarten
verwendet werden, beispielsweise nur mit hol:sofengas beheizte oder nur mit Schwachgas
beheizte Ofen.
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Die Ofenbatterie besteht aus den waagerechten Verkokungskarnmern io,
die mit den Heizzügen i9 in abwechselnder Reihenfolge nebeneinander angeordnet sind.
Unterhalb der Ofenkammern und Heizzüge sind parallel dazu verlaufende Regeneratoren
13, 1.. vorgesehen. Je zwei zur Schwachgas- und Luftvorwärmung dienende Regeneratoren
13, 1.I werden durch Ofenstützwände 15 und die Regeneratoren 13, 13 und 1d, 14 durch
Trennwände 16 voneinander getrennt. Im oberen Teil der Wände 16 sind Kanäle 17,
18 vorgesehen, durch «-elche die Heizmittel aus den Regeneratoren 13, 1.1. in die
Heizrüge i9 strömen. Die Kanäle 17, 18 vereinigen sich oben unterhalb des Heizzugbodens
zu einer Mischdüse 23.
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Bei Starkgasbeheizung wird das Heizgas durch waagerechte Kanäle 31
der Regeneratortrennwände 16 den einzelnen Heizzügen durch in der Zeichnung nicht
dargestellte senkrechte Kanäle zugeführt, die neben der Mischdüse 23 in die Heizzugsohle
münden. Der Mischkanal 23 ist im wesentlichen zylindrisch und senkrecht angeordnet.
Die die Zuführkanäle für Gas und Luft trennende Wand 38 endet unterhalb der Mündung
des Kanals 23, damit eine Mischung von Gas und Luft vor Austritt aus dem Kanal 23
in den Heizzug stattfinden kann. Das Ende der Treihnwand 38 ist in der Mitte so
ausgebildet, daß eine Muffe 39 entsteht, deren obere Kante eine waagerechte Fläche
bildet. Zur Regelung der Luft-Gas-Menge beim Eintritt in den Heizzug, der mit jedem
Kanal 23 in Verbindung steht, dient nun eine zylindrische Düse 4o, die an einem
Ende mit einem Zapfen 41 versehen ist, der so ausgebildet ist, daß er in eine Bohrung
der Muffe 39 paßt und herausnehmbar gelagert ist. Auf diese Weise kann man durch
Einsetzen von zylindrischen Düsen mit entsprechendem Querschnitt den freien Querschnitt
der Mündungen der Gas-Luft-Kanäle in der Heizzugsohle beliebig ändern. Da die Wandflächen
des Kanals 23 und der Düsen 4o im wesentlichen parallel und senkrecht verlaufen
und somit den Gas-Luft-Strömen nach Verlassen der Öffnungen 17, 18 keine Hindernisse
entgegenstehen, strömen die Gase aus der Kanalmündung 23 in senkrechter Richtung
ohne Wirbelungen in den Heizzug. Das obere Ende der Düsen 4o mündet nur wenig in
den Kanal 23, so daß W irbelungen innerhalb des Kanals selbst ausgeglichen werden,
bevor die Gase in den Heizzug gelangen.
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Die Menge des ausströmenden Gas-Luft-Gemisches kann somit durch entsprechend
bemessene Einsatzkörper 40 geregelt werden, da die Heizmittel als senkrecht aufsteigende
Säule ohne wesentlichen Widerstand in den Heizzug gelangen. Dieses ist dann von
besonderer Bedeutung, wenn die Koksöfen mit Gasen von höherem Heizwert beheizt werden,
weil solche Gase die Neigung haben, ihre Verbrennungswärme schneller als gewünscht
abzugeben. Werden die Öfen mit solchen Gasen (Starkgas) beheizt, so arbeiten sämtliche
Regeneratoren mit Luft. Die Regeleinrichtung bewirkt, daß die ohne Wirbelung aufsteigende
Verbrennungsluft unmittelbar nach oben steigt und verhindert, daß eine zu frühe
innige Vermischung der genannten Luft mit dem Heizgas stattfindet, so daß die Verbrennungsgeschwindigkeit
verzögert und die Flamme verlängert wird. Auf diese Weise wird eine Überhitzung
des unteren Teils der Heizzüge und damit der Ofenkammer vermieden.
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Bei Schwachgasbeheizung strömen Luft und Schwachgas in vorgewärmtem
Zustand durch die Kanäle 17, 18 und vermischen sich an der Vereinigungsstelle dieser
Kanäle am
Ende der Trennwand 38 (Abb. i und a), so daß die Verbrennung
dort beginnt. Die Stelle des Verbrennungsbeginns liegt somit in wesentlicher Entfernung
unterhalb der Heizzugsohle, so daß also die vorgewärmten Heizmittel in Wirklichkeit
schon begonnen haben, Wärme zu entwickeln, bevor sie in die Heizzüge gelangen. Da,
wie erwähnt, die Gase von verhältnismäßig niedrigem Heizwert langsamer verbrennen
als die von höherem Heizwert, so ermöglicht der Anfang des Verbrennungsvorgangs
an einer Stelle erheblich unterhalb der Ofensohle die Erzielung höherer Temperaturen
an niedriger gelegenen Stellen als bei Vermischung von Schwachgas mit Luft an Stellen,
die sich näher oder am Boden der Heizzüge befinden.
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Durch Einsetzen entsprechender Düsen 4o hat man es ferner in der Hand,
die Stelle des Verbrennungsbeginns höher oder tiefer zu legen, je nach- den an der
Ofensohle erforderlichen Temperaturen. In Abb. 6 bis 8 ist eine Düse dieser Art
dargestellt. Die Düse kann mit Vorsprüngen 42 versehen werden, die auf dem oben
abgerundeten Teil 4.3 des Endes der Trennwand 38 (Abb. io) aufliegen und somit eine
Verlängerung der Trennwand 38 bilden, so daß Gas und Luft erst oberhalb der Vor-Sprünge
42 verbrennen können.
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Aus Abb. i geht hervor, daß der Boden der Heizzüge oberhalb der Ofensohle
liegt. Dadurch wird die für die Absorption der größeren Wärmemenge, die bei Beginn
der Verbrennung von Starkgas entwickelt wird, verfügbare Heizwandfläche vergrößert
und eine bessere Verteilung der Wärme erzielt. Ferner werden die Steine 44 zu den
Heizwänden hin abgeschrägt, um die Wärmeleitung zu den Böden der Ofen zu erleichtern,
was insbesondere dann wichtig ist, wenn die Verkokung durch Beheizung mit Gasen
von niedrigerem Heizwert (Schwachgas) erfolgt.
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Die Düsen werden aus gutem, feuerfestem Material hergestellt, beispielsweise
aus Kieselsäure, Sillimanit (Ah, A10, Si04) o. dgl., vorzugsweise bestehen diese
jedoch aus Sillimanit. Die Sillimanitsteine haben den Vorteil, daß sie in kleinsten
Abmessungen hergestellt und aus den Heizzügen bei hoher Temperatur entfernt werden
können, wobei eine plötzliche Abschreckung unschädlich ist und keine Rissebildung
verursacht.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung wird dadurch erreicht,
daß die Verbindung zwischen der Düse 4.o und dem Sitz sowie der Abstützung der Muffen
39 stets gegen schädliche Ablagerungen aus dem Gas geschützt ist. Wenn der Durchmesser
der Düse geringer sein muß als der Durchmesser der Auflagefläche 49, wie in Abb.
3 dargestellt, so wird der untere Teil der Düsen so abgeschrägt, daß die Muffe 39
und die Auflagefläche q.9 stets vollständig bedeckt sind und gegen schädliche Ablagerungen
aus den Heizgasen geschützt liegen. Um einen sicheren Schutz der Verbindung zwischen
der Düse und ihrem Sitz 5o gegen Ablagerungen zu erhalten, wird die untere Fläche
.49 der Düse so hergestellt, daß an ihrem Umfang ein etwas erhöhter Randvorsprung
gebildet wird, so daß die Verbindung zwischen der Düse und dem Sitz stets an der
äußeren Kante hergestellt wird und keine schädlichen Ablagerungen in die Verbindung
gelangen können.
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Um das Herausnehmen der Düsen zu erleichtern, ist in der Spitze der
Düse ein senkrechtes Langloch 45 vorgesehen, das mit einem Querloch 46 zusammentrifft.
An der Verbindungsstelle befindet sich eine Nute 4.7, die sich parallel zudem Langlochd.5
erstreckt. In dieses Langloch 45 wird eine Stange mit einem entsprechenden Kreuzstück
eingesetzt, die in die Nute 47 eingreift und das Einsatzstück q.o aus dem Heizzug
durch die in der Zeichnung nicht dargestellten Schaulöcher der Ofendecke entfernt.