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Vorrichtung zum Herstellen von im Innern der Kohlenbeschickung angeordneten
senkrechten Gasabzugskanälen Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung
bei unterbrochen betriebenen liegenden Kammeröfen zur Koks- und Gaserzeugung. Dieselbe
ermöglicht ein leichtes und schnelles Ableiten der Desti'llationsgase und -dämpfe
aus der Kohlebeschickung während ihrer Entgasung und Verkokung und bringt Verbesserungen
in der Gewinnung der flüchtigen Destillations- und Verkokungserzeugnisse hinsichtlich
Güte und Ausbeute sowie eine günstigere Gestaltung des Ofenbetriebes mit sich.
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Nach einem nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag werden
im Innern der Kohlebeschickung von unterbrochen betriebenen liegenden Kammeröfen
im mittleren Teil senkrechte, offen in den oberen Gassammelraum ausmündende Gasabzugskanäle
dadurch hergestellt, daß` Rohre oder Stangen durch eine Reihe in der Ofendecke angeordneter
öffnungen in senkrechter Richtung in die eingefüllte und eingeebnete Kohlebeschickung
hineingeführt und nach einer gewissen Zeit wieder zurückgezogen werden.
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Nach der Erfindung wird zum gleichen Zweck über der Decke der Ofenkammern
eine als Fahrgestell ausgebildete Vorrichtung vorgesehen, auf der ein Windwerk angeordnet
ist, mittels dessen an Seilen o. dgl. hängende Rohre oder Stangen durch die Deckenöffnungen
eingesenkt oder sofort nach Bildung von Hohlräumen genügender Eigensteifigkeit wieder
herausgehoben -werden. -Diese Vorrichtung kann wegen ihrer Verfahrbarkeit für die
Bedienung einer ganzen, aus einer größeren Anzahl von Einzelöfen bestehenden Kammerofenbatterie
Verwendung finden, ,da bekanntlich sämtliche Einzelöfen einer Batterie in regelmäßigen
Zeitabständen nacheinander beschickt und entleert werden. Die Eigenart der erfindungsgemäßen
Vorrichtung bringt .es mit sich, daß sie ihre Benutzung bei dem jeweiligen Einzelofen
immer nur für einen verhältnismäßig kurzen Zeitabschnitt notwendig macht. Dabei
ermöglicht 'die Verwendung des maschinellen Windwerks das Einsenken und Wiederherausheben
der Rohre oder Stangen, d. h. das Herstellen der sämtlichen senkrechten Gasabzugskanäle
an jedem Einzelofen binnen kürzester Zeit.
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Die mit der Vorrichtung herzustellenden Gasabzugskanäle, die am oberen
Ende offen' in den oberen Gassammelraum ausmünden, liegen spätestens sofort nach
dem Entfernen der kanalfornnenden Rohre oder Stangen für den Gasabzug frei und ermöglichen
infolgedessen den schnellsten und kürzesten Abfluß der bei der Entgasung und Verkokung
gebildeten flüchtigen Destillationserzeugnisse innerhalb der Kohlebeschickung. Dadurch
wird der bei der sonst üblichen Betriebsweise auftretende Nachteil vermieden, daß
die frisch ' erzeugten flüchtigen Bestandteile ihren Weg nach den beheizten Kammerwänden
hin-nehmen und beim Vorbeistreichen entweder an diesen hocherhitzten- Flächen selbst
oder an
und in den unmittelbar anliegenden Schichten von hocherhitztem
Koks Zersetzungen und Schädigungen erleiden. Auch werden Verluste vermieden, die
durch Übertritt durch die niemals ganz dichten Kammerwände hindurch nach den benachbarten
Heizzügen hin verursacht werden könnten. Da diese Mängel der üblichen Betriebsweise
vermieden werden, lassen sich bei Anwendung der Erfindung Nebenerzeugnisse der Kohlendestillation
in verbesserter Güte und erhöhter Ausbeute ge-@vinnen. Der anfallende Teer enthält
mehr hochwertige Bestandteile von niedrigeren. Siedepunkten und weniger Beimengungen
von geringwertigen hochsiedenden, pechartigen Bestandteilen. Der leichtere und schnellere
Abfluß der flüchtigen Destillationserzeugnisse in der Richtung von den beheizten
Kammerwänden weg nach den im mittleren Teil der Kohlebeschickung liegenden Gasabzugskanälen
begünstigt und verstärkt die Wärmeübertragung von- den beheizten Kammerwänden in
die Kohlenmasse hinein und beschleunigt dadurch den Destillationsprozeß. Zugleich
wird durch das Vermeiden von Wärmestauung und Überhitzung und durch die verstärkte
Wärmeübertragung auch die Erzeugung eines großstückigen Kokses von hervorragender
Güte gesichert. -Die Vorrichtung kann nach einer Weiterbildung der Erfindung dahin
ausgestaltet werden, daß die zum Durchbringen der kanalformenden Rohre oder Stangen
dienenden Deckenöffnungen mit einem Sammelrohr zum Ableiten von Destillationsgasen
nach einer Vorlage hin verbunden werden. Bei dieser Ausgestaltung können die aus
jedem einzelnen senkrechten, oben offenen Gasabzugskanal der Kohlebeschickung entweichenden
Gase und Dämpfe in unmittelbarer gleichachsiger, Fortsetzung ihres senkrechten Weges
in die erwähnten Deckenöffnungen hinein und von da aus weiter zu dem Sammelrohr
hin abströmen. Sie brauchen demnach nicht erst an den durch die Beheizungswirkung
der Kammerwände verhältnismäßig heiß gehaltenen Oberflächen der Deckenwölbungen
entlang zu streichen, bevor sie aus dem Gassammelraum, z. B. durch ein Steigrohr,
entfernt werden.
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Man kann jedoch nach einem weiteren Erfindungsmerkmal auch in der
Ofendecke eine besondere Gasabzugsöffnung zum Ableiten von Destillationsgasen nach
einer zweiten Vorlage hin vorsehen. Diese Gasabzugsöffnung und die zugehörige Vorlage
können für sich genommen zum Ableiten der durch die inneren Gasabzugskanäle abströmenden
wertvollen Destillationsgase und -dämpfe gemeinsam mit den gewöhnlichen aus der
Kohlebeschickung entwickelten flüchtigen- Destillationserzeugnissen dienen. In diesem
Fall ist die Ausgestaltung der Deckenöffnungen zum Ableiten von Destillationsgasen
und -dämpfen und eine an sie angeschlossene besondere Vorlage überflüssig.
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Wenn bei der Vorrichtung sowohl die zum Durchbringen der Rohre oder
Stangen dienenden Deckenöffnungen als auch die besondere Gasabzugsöffnung für das
Ableiten von Destillationsgasen vorgesehen werden, so kann erfindungsgemäß die Absaugung
der Destillatiorisgase aus dem Gassammelraum gleichzeitig durch die an ein Sammelrohr
angeschlossenen Deckenöffnungen nach der einen Vorlage hin und durch die besondere
Deckenabzugsöffnung nach der zweiten Vorlage hin erfolgen. Diese Verfahrensweise
ergibt die Möglichkeit einer bis zu einem gewissen Grade getrennten Gewinnung von
verschiedenwertigen Destillationserzeugnissen, d. h. der bei verhältnismäßig niedriger
Temperatur entstehenden sogenannten Innengase und der unter der Wirkung der Kammerwände
umgewandelten heißeren Außengase.
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Die ersteren können dabei, wie schon geschildert, aus den senkrechten
Gasabzugskanälen der Kohlebeschickung auf kürzestem senkrechtem Wege in die jeweils
Barüberstehenden Deckenöffnungen ohne wesentliche Überhitzung abziehen.
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Nach einer anderen, ebenfalls unter die Erfindung fallenden Verfahrensweise,
die bei der Anordnung beider Arten von Abzugsöffnungen in der Ofendecke möglich
ist, werden die im ersten Abschnitt des Entgasungs-und Verkokungsverfahrens entwickelten,
vorwiegend kühleren Gase und Dämpfe, d. h. hauptsächlich die Innengase, durch die
an das Sammelrohr angeschlossenen Deckenöffnungen und die im anschließenden zweiten
Abschnitt entwickelten, vorwiegend heißeren Gase und Dämpfe, d. h. in der Hauptsache
die Außengase, durch die besondere, nach der zweiten Vorlage hin führende Deckenabzugsöffnung
abgesaugt. Diese Verfahrensweise ergibt ebenfalls eine Fraktionierung der flüchtigen
Destillationserzeugnisse. Auch hat sie den weiteren Vorteil, daß die wertvolleren
und mehr schonungsbedürftigen Erzeugnisse des ersten Abschnitts, die hauptsächlich
aus den inneren, während dieser Periode noch verhältnismäßig kühlen Partien der
Kohlebeschickung entwickelt werden und dadurch selbst noch verhältnismäßig kühl
sind, aus dem durch die Außenbeheizung verhältnismäßig heißen Deckenraum der Ofenkammer
schnell entfernt und sofort in einen kühl gelegenen Abzugskanal, nämlich das an
die Deckenöffnungen angeschlossene Sammelrohr, abgeführt werden können, so daß sie
dem heißen, unter dem-Ein-flu9 der Ofenbeheizung
stehenden Deckengewölbe
und damit den schädigenden Zonen höherer Temperatur schnell entrückt werden..
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Ein anderer älterer, ebenfalls nicht zum Stande der Technik gehörender
Vorschlag zur Herstellung von Gasabzugskanälen im Innern der. Kohlebeschickung bei
Kammeröfen der hier in Betracht kommenden Gattung betrifft eine Einrichtung, bei
der an einem auf der Decke der Ofenbatterie in deren Längsrichtung verfahrbaren
Gestell ein Gerüst heb- und senkbar angeordnet ist, das senkrechte Rohre in Einheit
mit einem ihre oberen. Enden verbindenden waagerechten Querrohr trägt, wobei dieses
Querrohr mit einer unbeweglichen Gasabzugsleitung gekuppelt werden kann. Die senkrechten
Rohre werden dabei ebenfalls durch Deckenöffnungen, z. B. durch die Einfüllöffnungen,
in die Kohlebeschickung eingesenkt und später wieder herausgehoben. Hier haben jedoch
die durch den Gassammelraum in die Kohlefüllung eingesenkten Rohre, abweichend von
der vorliegenden Erfindung, die Aufgabe, die im Innern der Kohle entwickelten Gase
und Dämpfe durch die Rohre hindurch, getrennt von den im umgebenden Gassammelraum
zusammenströmenden Gasen und Dämpfen, nach außen abzusaugen und durch das Querrohr
in eine unbewegliche Gasabzugsleitung abzuführen. Die Rohre verbleiben daher für
die ganze Dauer dieser Gasabsaugung, also für den größten Teil der gänzen Garungszeit
in der Ofenkammer und in der Kohlefüllung. Demzufolge bildet auch das die senkrechten
Rohre verbindende Querrohr einen wesentlichen und unentbehrlichen Bestandteil dieser
Einrichtung. Hiernach unterscheidet sich die erwähnte ältere Einrichtung nicht nur
im ganzen von der Vorrichtung gemäß der Erfindung, sondern sie dient auch zur Lösung
einer anderen Aufgabe. Zur Eigenart dieser älteren Einrichtung gehört auch, daß
man für die ganze Ofenbatterie keinesfalls mit nur einem einzigen die senkrechten
Rohre und das verbindende Querrohr tragenden Gerüst auskommen kann, weil sich die
verhältnismäßig langen Zeiten; während deren jedes Rohrgerüst in irgendeinem Einzelofen
benutzt und festgehalten wird, innerhalb der Gesamtzahl der Ofen einer Batterie
vielfach und langdauernd überschneiden.
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Ferner sind ein Verfahren und eine Einrichtung bekannt, mittels deren
bei stetig betriebenen senkrechten Retorten oder Ofenkammern in der Beschickung
senkrechte Gasabzugskanäle durch Eindrücken und Wiederherausziehen von esenkrechten
Stangen gebildet werden. Diese Gasabzugskanäle liegen jedoch in unmittelbarer Nähe
der beheizten Kammer- oder Retortenwände und- ragen in den gebildeten glühenden
Koks hinein. Sie erfüllen nicht die ,Aufgabe des zersetzungsfreien Abführens von
flüchtigen Destillationsprodukten, wie die nach der Erfindung im mittleren Teil
-der Kohlebeschickung herzustellenden senkrechten Gasabzugskanäle. Im übrigen liegen
in dieser Beziehung die Verhältnisse bei einem stetig betriebenen senkrechten Kammer-
oder Retortenofen überhaupt völlig anders als bei den unterbrochen betriebenen liegenden
Kammeröfen, auf welche sich der Erfindungsvorschlag bezieht. Die bekannte Einrichtung
selbst ist außerdem von derjenigen nach der Erfindung dadurch wesentlich verschieden,
daß die sämtlichen einer Ofenkammer zugeordneten kanalformenden Stangen an ihren
oberen Enden durch Querhäupter, die von Hand oder mechanisch auf und nieder bewegt
werden, zusammengefaßt sind und daß immer eine gesonderte Gesamteinrichtung dieser
Art für jede Ofenkammer ortsfest vorgesehen, d. h. nicht von Ofen zu Ofen verfahrbar
ist, weil sie nämlich infolge des stetigen Betriebs der Ofenkammer dauernd bei derselben
benötigt und in Betrieb gehalten wird. Diese bekannte Anordnung erscheint deshalb
gegenüber der Vorrichtung nach der Erfindung, abgesehen von den dargelegten Unterschieden
auch äußerst umständlich. Die Vorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich demgegenüber
durch größte Einfachheit und Leistungsfähigkeit bei der Bedienung einer ganzen Ofenbatterie
aus.
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Die Zeichnung stellt einen liegenden, erfindungsgemäß ausgestalteten
Koksofen in einem durch die Ofenkammermitte genommenen senkrechten Längsschnitt
dar. Der Koksofen ist in dem Zustand dargestellt, wo er mit Kokskohle frisch gefüllt
worden ist.
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Die Ofenkammer, die in üblicher Weise von den beiden Seitenwänden
her beheizt wird, wird oben durch die gemauerte Decke a, unten durch die Sohle b
und an den beiden Stirnseiten durch die Türen c und d begrenzt. In der Ofenkammer
befindet sich die Kohlefüllung f, die durch das übliche Einebnen eine waagerechte
Oberfläche h erhält, derart, daß zwischen dieser und dem Gewölbe der Ofendecke a
ein freier Gassammelraum b verbleibt.
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In der Ofendecke a sind über die ganze Kammerlänge verteilt fünf Füllöffnungen
i vorgesehen. Am rechten Kammerende befindet sich die Gasabzugsöffnung m, auf die
sich i ein Steigrohr n aufsetzt, das an eine Vorlage v
angeschlossen
ist. Ferner sind nach der Er- -findung in der Ofendecke a neben und zwischen. den
Füllöffnungen i sechs enger gehaltene, die gemauerte Ofendecke a durchsetzende Öffnungen
oder Durchbrechungen h angeordriet. Diese sämtlichen' Dürchbrechungen h
sind
durch Seitenstutzen o mit einem in der, Ofendecke liegenden Sammelrohr p verbunden,
das unter Zwischenfügung eines Absperrorgans g an eine andere Vorlage w angeschlossen
ist.
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Die Ankerständer r an\ beiden Ofenköpfen sind ein Stück weit über
die Ofendecke hinweg nach oben verlängert und tragen auf ihren Köpfen ein Paar Schienen
s, welche die Laufbahn für eine als Fahrgestell ausgebildete Vorrichtung l bilden.
Eine auf diesem Fahrgestellt abgestützte, parallel zu der Längsachse der Ofenkammer
liegende Welle i, die an dem linksseitigen Ende einen geeigneten Antrieb (etwa durch
einen Motor) besitzt, trägt eine Anzahl Windtrommeln u, die jeweils senkrecht über
den Öffnungen k der Kammerdecke a. angeordnet sind. An den auf die Windtrommeln
u gewickelten Seiten z hängen Rohrex oder massive Stangen y derart, daß dieselbe
durch die Deckenöffnungen k in die Ofenkammer bzw. in die Kohlefüllung f hineingesenkt
und wieder herausgehoben werden können. Diese Rohrex bzw. Stangen y, die zweckmäßig
am unteren Ende zugespitzt und ballig verdickt sind, bilden Formkörper, mit deren
Hilfe Kanäle oder Hohlräume e im Innern des Kohlekörpers f hergestellt werden. In
der Zeichnung sind, lediglich zur Erläuterung der Arbeitsweise, mehrere Rohrex und
Stangen y in verschiedenen Höhenlagen an den Seilen z hängend dargestellt; praktisch
wird die Einrichtung jedoch im allgemeinen so getroffen, daß die sämtlichen Rohre
oder Stangen immer gleich hoch hängen und gleichzeitig in die Ofenkammer hineingesenkt
und aus ihr herausgehoben werden.
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Der Betrieb der beschriebenen Einrichtung kann beispielsweise in der
Weise vor sich gehen, daß in die vom Koksrückstand der vorhergegangenen Beschickung
entleerte Ofenkammer, nachdem die Türen c und d eingesetzt sind, Schüttkohle in
üblicher Weise durch die Füllöffnungen i. der Ofendecke a eingebracht
und von der mit einer Planieröffnung ausgestatteten Tür d her eingeebnet wird, so
daß der Kohlekörperf die waagerechte Oberfläche lt erhält. Sodann werden mittels
der Windtrommeln tt der Vorrichtung t die Rohre oder Stangen x, y
an den Seilen z durch die Deckenöffnungen k in die Ofenkammer und in den eingefüllten
Kohlekörper f hinabgesenkt, so daß in diesem senkrechte, bis zur Oberfläche h und
über annähernd seine ganze Höhe reichende Hohlkanälee gebildet werden. Hiernach
werden die Rohre oder Stangen x, y wieder nach oben herausgezogen und dadurch ganz
aus der Kammer entfernt. Wenn die Hohlkanäle e schon unmittelbar mit ihrer Bildung
genügend haltbar geworden sind, um auch nach dem Entfernen der sie erzeugenden Formkörper
ohne Gefahr des Wiederzusammenfallens bestehen zu bleiben, so können die Formkörper
sofort nach ihrem Einbringen wieder entfernt werden. In diesem Falle genügen als
Formkörper massive Stangen y. Wenn jedoch auf eine solche Haltbarkeit der Hohlkanäle
e nicht mit Sicherheit zu rechnen ist und eine genügende Eigensteifigkeit derselben
erst dann eintritt, nachdem der Entgasungs- und Verkokungsprozeß bis zu einem gewissen
Stadium fortgeschritten ist, so empfiehlt es sich, als Formkörper oben offene Rohrex
zu verwenden, die eine Zeitlang in dem gebildeten Hohlkanal verbleiben und, damit
sie in dieser Stellung den Abfluß der Destillationsgase und -dämpfe nicht hindern,
über ihre ganze in die Ofenkammer hineinragende Länge mit Löchern ihrer Wandungen
versehen sind. Es genügt, wenn ein solches Rohr mit seinem oberen Ende soeben bis
zur Oberfläche lt des Kohlekörpers f hinaufreicht. Das» Wiederherausziehen der Rohrex
wird erleichtert, wenn, wie in der Zeichnung dargestellt, ihr unteres Ende etwas
ballig verdickt ist und dadurch einen Kanal von etwas größerem Durchmesser als demjenigen
des Rohrkörpers erzeugt, so daß damit einem Verbacken der Rohraußenfläche mit der
umgebenden Kohlenmasse vorgebeugt wird.
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Man kann erwünschtenfalls auch die Füllöffnungen i der Ofendecke
a neben den dafür besonders vorgesehenen Deckenöffnungen k zum Hindurchbringen der
Formkörper x, y verwenden oder dazu die Füllöffnungen i allein vorsehen, d. h. durch
diese die üffnungen k ganz ersetzen.
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Wenn außer den Deckenöffnungen k zum Hindur chbringen der Rohre oder
Stangen x, y besondere Füllöffnungen i vorhanden sind, so wird durch diese Einrichtung
noch eine andere Benutzungsweise ermöglicht, die darin besteht, daß man zuerst die
Rohre oder Stangen x, y durch die Deckenöffnungen k in die Ofenkammer bis in die
vorgesehene Tiefstellung einsenkt und danach durch die Deckenöffnungen i Schüttkohle
in die Kammer einfüllt, worauf dann schließlich die Formkörper x, y wieder nach
oben herausgezogen werden, wobei sie in dem Kohleköiper f die Hohlkanäle e hinterlassen.
Auch in diesem Fall kann das Herausziehen der Formkörper sofort oder, bei Verwendung
von gelöcherten Rohren, in einem späteren Stadium erfolgen-Das Einheben der eingefüllten
Kohle würde bei dieser Betriebsweise erst nach dem Einbringen und vor dem Wiederentfernen
der Formkörper stattfinden und deswegen besondere Vorkehrungen erfordern.
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Sobald die Rohre oder Stangenx,y nach Herstellung der -Kanäle e aus
der Ofenkammer
wieder entfernt sind, bei Anwendung gelöcherter Rohre
gegebenenfalls auch schon vor ihrem Herausziehen, und nachdem die sämtlichen Deckenöffnungen
k und i durch Stopfen oder Deckel verschlossen worden sind, wird das -Absaugen der
Destillationsgase und -dämpfe aus dem Gassammelraum g der Ofenkammer durchgeführt.
Bei der beschriebenen Vorsehung des Sammelrohres p besteht die Möglichkeit, die
Deckenöffnungen k zum Abzug der Destillationsgase und -dämpfe aus dem Gassammelraum
g zu verwenden. In diesem Fall gelangen die abgesaugten Gase und Dämpfe in die Vorlage
w: Wenn die Vorlage v und das Steigrohr n vorgesehen sind, so kann die Absaugung
der Destillationsgase und -dämpfe auch durch die Deckenöffnung m in die Vorlage
v hinein erfolgen, sei es ausschließlich auf diesem Wege, sei es neben der vorbeschriebenen
Absaugung durch das Sammelrohr p nach der Vorlage w hin. Beim gleichzeitigen Vorhandensein
beider Vorlagen v und w empfiehlt es sich, im ersten Stadium des Entgasungs- und
Verkokungsprozess:es, in dem vorwiegend kühlere Gase und Dämpfe entwickelt werden,
die Vorlage w zu benutzen, dann dieselbe mittels des Absperrorgans g abzuschalten
und nun in . dem anschließenden zweiten Stadium die bis dahin abgeschaltet gewesene
Vorlagev zum Absaugen der weiterentwickelten vorwiegend heißeren Gase und Dämpfe
zu benutzen.
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Es ist nicht unbedingt notwendig, daß die im mittleren Teil der Kohlebeschickung
angeordneten Hohlkanäle e, wie im Zeichnungsbeispiel angenommen, eine einheitliche
Reihe in der Mittelebene des Kohlekuchens bilden; man kann statt dessen auch eine
Verteilung derselben in mehreren Reihen oder in andersartiger Anordnung zwischen
den Seitenbegrenzungen des Kohlekörpers vorsehen.