DE765964C

DE765964C - Coke oven for the production of gas and coke with vertical heating trains

Info

Publication number: DE765964C
Application number: DEB189938D
Authority: DE
Inventors: Joseph Becker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1940-02-27
Filing date: 1940-02-27
Publication date: 1953-03-23

Description

Koksofen zur Erzeugung von Gas und. Koks mit senkrechten Heizzügen Die Erfindung bezieht sich auf Koksöfen zur Erzeugung von Gas und Koks mit senkrechten Heizzügen, in denen auf die Lufteintrittskanäle auswechselbare Düsen aufgesetzt sind, und wahlweiser Beheizung mittels Stark- und Schwachgas.Coke oven for generating gas and. Coke with vertical heating flues The invention relates to coke ovens for the production of gas and coke with vertical Heating flues in which interchangeable nozzles are placed on the air inlet ducts and optional heating with high and low gas.

Zweck der Erfindung ist, die Beheizungseinrichtung bei solchen Koksöfen derart auszubilden, daß die Heizwände auf ihrer ganzen Höhe gleichmäßig beheizt werden, wobei diese gleichmäßige Beheizung den jeweiligen, Ve@rkolcungsverhäItnissen leicht angepaßt werden kann. Die bei der Verkokung der Kohle erzeugten Gase ändern, sich in ihrer Zusammensetzung je nach der Eigenschaft der zu verkokenden Kohle, der Garungszeit, der Destillationstemperatur und aus anderen Gründen. Erfolgt die Beheizung der Koksöfen mit den im Koksofen erzeugten Destillationsgasen oder anderen Starkgasen, so ergibt sich demnach die Aufgabe, den für die Verkokung des Kammerinhaltes erforderlichen Wärmebedarf diesen jeweiligen, durch die veränderte Zusammensetzung der Heizgase bedingten verschiedenartigen Brenneigenschaften anzupassen. Starkgas, das mehr oder weniger Wasserstoff oder Wasserstoff- und Kohlenwasserstoffverbindungen enthält, - bildet bei der Verbrennung eine kurze heiße Flamme, durch die bekanntlich eine unerwünschte örtliche Überhitzung der Koksofenwände im unteren Teil der Ofenkammern erfolgt, wogegen bei Heizgasen, die größere Mengen von kohlenstoffhaltigen Verbindungen enthalten, die Verbrennung langsamer verläuft und eine längere Flamme erzeugt wird, wodurch die Verbrennungswärme gleichmäßiger verteilt wird.The purpose of the invention is the heating device in such coke ovens to be designed in such a way that the heating walls are heated evenly over their entire height be, with this uniform heating the respective, VerkolcungsverhäItektiven can be easily customized. Change the gases produced when the coal is coked, their composition depending on the properties of the coal to be coked, the cooking time, the distillation temperature and other reasons. If the Heating of the coke ovens with the distillation gases generated in the coke oven or others Strong gases, the task arises accordingly, that for the coking of the chamber contents required heat demand these respective, due to the changed composition to adapt the different combustion properties due to the heating gases. Strong gas, the more or less hydrogen or hydrogen and hydrocarbon compounds contains, - forms a short hot flame when burned, by which, as is well known an undesirable local overheating of the coke oven walls in the lower part of the oven chambers takes place against what in the case of heating gases that contain larger amounts of carbon Contain compounds that burn slower and have a longer flame generated, whereby the heat of combustion is distributed more evenly.

Es ergibt sich daraus, daß bei derart verschiedenen Zusammensetzungen der Heizgase entweder eine örtlich zu schnelle Verkokung der Ofenbeschickung bei unzulässig hohen Temperaturen in bestimmten Teilen des Mauerwerks erfolgt oder aber, daß die Heizwandzonen eine niedrigere Temperatur als erforderlich ist, erhalten. Bei derartigen Schwankungen der Zusammensetzung der Heizgase sind auch die bekannten Regeleinrichtungen zum regelbaren Zuführen der Heizmittel am Fuß der Heizzüge nicht geeignet, beispielsweise ein mit kurzer Flamme verbrennendes Gas so zuzuführen, daß eine lange Flamme erzeugt wird.It follows that with such different compositions of the hot gases either locally too rapid coking of the furnace charge Inadmissibly high temperatures occur in certain parts of the masonry or else, that the heating wall zones a lower temperature than required is obtained. Such fluctuations in the composition of the heating gases are also known Control devices for the controllable supply of the heating medium at the foot of the heating flues are not suitable, for example, to supply a gas that burns with a short flame that a long flame is produced.

Die Erfindung sieht nun vor, bei Koksöfen mit wahlweiser Beheizung mit Stark- und Schwachgas eine gleichmäßige Beheizung der Ofenkammerwände in der Höhenrichtung dadurch zu erzielen, daß die Austrittsöffnungen für Verbrennungsluft mittels etwa in Höhe der Ofensohle auf die Lufteintrittskanäle aufsetzbarer, auswechselbarer Luftdüsen höher gelegt werden, derart, daß die Luft in einer bestimmten Höhe oberhalb der etwa in Höhe der Ofensohle endenden Starkgasaustrittsöffnungen in die Heizzüge mündet. Diese Düsensteine können während des Betriebe ausgewechselt bzw. bei einer Umstellung auf Starkgasbeheizung aufgesetzt werden. Dadurch wird bei Schwachgasbeheizung der Verbrennungsbeginn des mit langer Flamme verzögert verbrennenden Schwachgases in Höhe der Ofensohle gelegt und auch hierfür eine gleichmäßige Höhenbeeheizung gesichert.The invention now provides for coke ovens with optional heating with high and low gas a uniform heating of the furnace chamber walls in the To achieve the height direction that the outlet openings for combustion air can be placed on the air inlet ducts at about the level of the furnace base and can be replaced Air nozzles are placed higher, so that the air at a certain height above the high-strength gas outlet openings into the heating flues that end approximately at the level of the furnace base flows out. These nozzle stones can be exchanged during operation or at a Switch to high-gas heating. This is when lean gas heating the start of combustion of the lean gas that burns with a long flame placed at the level of the furnace base and also for this an even height heating secured.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Luftaustrittsöffnungen in den Heizzügen hat gegenüber den bekannten Einrichtungen, bei denen eine Höherlegung des Verbrennungsbeginnes durch Anordnung der Starkgasaustrittskanäle oberhalb der Ofensohle erfolgt, den Vorteil, daß eine pyrogene Zersetzung des Starkgases in den hocherhitzten Heizzügen vermieden wird. In solchen oberhalb, der Heizzugsohle mündenden Starkgaskanälen setzen sich leicht erhebliche 11lengen von elementarem Kohlenstoff ab, der ständig beseitigt werden muß, um die Zufuhr einer gleichmäßigen 'senge Gases durch die Leitungen aufrechtzuerhalten.The inventive arrangement of the air outlet openings in the heating flues has compared to the known facilities in which a higher setting of the start of combustion by arranging the high-gas outlet ducts above the furnace base, the Advantage that a pyrogenic decomposition of the strong gas in the highly heated heating flues is avoided. In such high gas ducts opening above the sole of the heating draft considerable amounts of elemental carbon are easily deposited, which constantly must be eliminated to the supply of an even 'narrow gas through the pipes maintain.

Es ist zwar bekannt, die Luftaustrittskanäle oberhalb der Starkgasaustrittskanäle in die Heizzüge münden zu lassen. Hierbei ist jedoch die äußerste Lage der lediglich zwecks Mengenregelung mit Düsen versehenen Mündungen der Luftaustrittskanäle in Höhe der Ofensohle vorgesehen. Zeck dieser bekannten, nur für Starkgasbeheizung vorgesehenen Beheizungseinrichtung ist, eine parallele Aufwärtsbewegung von Gas und Luft bei langsamer Vermischung zu erzielen.It is known that the air outlet ducts above the high-strength gas outlet ducts to flow into the heating flues. Here, however, the outermost position is only for the purpose of volume control with nozzles provided openings of the air outlet ducts in The height of the furnace base is provided. Zeck this well-known, only for high-gas heating provided heating device is a parallel upward movement of gas and air with slow mixing.

Es ist ferner bekannt, bei nur für Starkgasbeheizung ausgebildeten ''erl:o@ungskammer5fen die Verbrennungsluft durch in den Heizzugquer-,vänden (Binder) angeordnete Kanäle und das Starkgas durch Barunterliegende Starl:gasdüsen zuzuführen. wobei zwei Starkgasdüsen übereinander vorgesehen sind, von denen die untere den der zuzuführenden Heizgäsmenge entsprechenden und die obere einen größeren Querschnitt besitzt. Zweck einer solchen Ausbildung der Beheizungseinrichtung ist ebenfalls, die Stark-asdüsen dem hohen Temperaturbereich zur Vermeidung von Gaszersetzungen zu entziehen. Eine Anpassung des Verbrenntingsbegiiines an die bei Schwachgasbeheizung und bei durch Starkgas verschiedener Eigenschaften entsprechenden Verhältnisse ist hierbei weder möglich noch vorgesehen.It is also known to be trained only for high-gas heating '' Allow: o @ ungskammer5fen the combustion air through in the heating duct cross walls (binder) arranged channels and the high-strength gas through Starl: gas nozzles underneath the bar. two high-power nozzles are provided one above the other, the lower one of which denotes the corresponding to the amount of heating gas to be supplied and the upper one with a larger cross-section owns. The purpose of such a design of the heating device is also the Stark-as nozzles the high temperature range to avoid gas decomposition to withdraw. An adaptation of the combustion process to that of lean gas heating and with corresponding ratios due to strong gas of different properties this is neither possible nor intended.

1Ian hat auch schon vorgeschlagen, eine Zersetzung des Starkgases. das durch in die Heizzüge mündende Starkgasdüsen zugeführt wird, dadurch zu vermeiden, daß die Starkgasdüsen von Schwachgas zuführenden Rohren ummantelt sind.1Ian has already proposed a decomposition of the strong gas. that is fed through the high-gas nozzles opening into the heating flues, thereby avoiding that the high-gas nozzles are encased by pipes supplying lean gas.

Es ist auch bekannt. auf die am Boden der Heizzüge mündenden Luft- und Gaszuführungen sich nach oben verjüngende. auswechselbare 'Mischdüsen aufzusetzen.It is also known. at the opening into the bottom of the heating flues air and gas feeds upwardly tapered. to put on exchangeable 'mixing nozzles.

Schließlich ist es auch bekannt, bei senkrechten Verkokungskammeröfen mit `ch«-achgasbeheizung durch Anordnung von regelbaren Öffnungen in den Trennwänden der Schwachgas und Luft den Heizzügen zufÜhrenden waagerechten Kanäle eine Vorverbrennung zwecks Einstellung dl-rB el:eizungstemperatur im unterenTeil der Ofenkammern zu erzielen.Finally, it is also known for vertical coking chamber ovens with "ch" gas heating through the arrangement of adjustable openings in the partition walls the lean gas and air to the heating flues supplying horizontal channels a pre-combustion for the purpose of setting dl-rB el: heating temperature in the lower part of the furnace chambers achieve.

Gegenüber diesen bekannten Einrichtungen vereinigt die erfindungsgemäße Belieizungseinrichtung die Vorteile einer einfachen Ausbildung und der Möglichkeit einer C-mStellung der Beheizung von Sch«-achgas auf Starkgas und umgekehrt, wobei in beiden Fällen der Verbrennungsbeginn durch entsprechende Bemessung der Länge der aufzusetzenden Luftdüsen oder ohne diese in Anpassung an die Eigenschaft des vorhandenen Heizgases erfolgen kann.Compared to these known devices, the inventive unites Belieizungseinrichtung the advantages of a simple training and the possibility a C-m position of the heating from Sch «-achgas to strong gas and vice versa, whereby in both cases the start of combustion by dimensioning the length accordingly of the air nozzles to be attached or without them in adaptation to the property of the existing heating gas can be done.

Die gemäß der Erfindung auf die Lufteintrittsöffnungen aufsetzbaren Düsensteine bestehen vorzugsweise aus Silirranit und sind entsprechend der sog. Horizontalkonizität von der Maschinenseite zur Koksseite der Ofenbatterie so kalibriert, daß eine gleiclimäßige Beheizung der ganzen Heizwand entsprechend dem erforderlichen Wärmebedarf gesichert ist.According to the invention, which can be placed on the air inlet openings Nozzle stones are preferably made of Silirranit and are according to the so-called. The horizontal conicity from the machine side to the coke side of the furnace battery is calibrated so that that an equal The entire heating wall is heated accordingly the necessary heat demand is assured.

In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausfiihrungsbeispiel dargestellt.The invention is shown in an exemplary embodiment in the drawings shown.

Abb,. i zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen Teil einer Heizwand sowie durch einen Teil einer Ofenkammer einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Ofenbatterie; Abb. 2 ist ein vergrößerter Schnitt nach Linie II-II der Abb. i; Abb. 3 stellt einen zusammengesetzten senkrechten OOuerschnitt durch eine Ofenbatterie mit Schnitten A-A und B-B nach Abb. i dar; Abb,. q. zeigt eine vergrößerte Ansicht der erfindungsgemäß ausgebildeten Kanalaufsätze mit dem zum Auswechseln des Aufsatzes erforderlichen Arbeitsgerät.Fig ,. i shows a vertical section through part of a heating wall as well as part of a furnace chamber of one constructed in accordance with the invention Oven battery; Fig. 2 is an enlarged section on line II-II of Fig. I; Fig. Figure 3 shows an assembled vertical cross section through an oven battery with sections A-A and B-B according to Fig. i; Fig ,. q. shows an enlarged view of the channel attachments designed according to the invention with the one for exchanging the attachment required equipment.

In den Zeichnungen ist eine; Kokso@fenbatterie mit Verkokungskammern 1o dargestellt, die in üblicher Weise in abwechselnder Reihenfolge, mit dazwischen angeordneten Heizwänden i i abwechselnd nebeneinanderliegen. Die Heizwände bestehen aus einer Reihe senkrechter Heizzüge 12, die in Gruppen von vier Heizzügen oben mit einem waagerechten Kanal 13 verbunden sind, der wiederum durch einen über die Decke der Ofenkammer 1o führenden Querkanal 14 mit der in derselben Weise ausgebildeten Nachbarheizwand derselben Ofenkammer verbunden ist.In the drawings is one; Coke oven battery with coking chambers 1o shown, in the usual way in alternating order, with in between arranged heating walls i i lie alternately next to one another. The heating walls exist from a series of vertical heating flues 12, which are in groups of four heating flues above are connected to a horizontal channel 13, which in turn by a through the Ceiling of the furnace chamber 1o leading transverse channel 14 with the formed in the same way Neighboring heating wall is connected to the same furnace chamber.

Jeder Heizzug ist mit einem unterhalb der Ofenkammer angeordneten, im wesentlichen parallel dazu verlaufenden Regenerator.15 durch einen Kanal 16 verbunden, durch welchen die Verbrennungsluft, die in den Regeneratoren vorgewärmt ist, den Heizzügen zugeführt wird. Jeder Heizzug steht ferner mit einer Heizgaszuführung in Verbindung, die aus. -senkrechten Kanälen 17 besteht, die mit waagerechten, in den Pfeilerwänden f9 der Regeneratoren angeordneten Kanälen; 18 verbunden sind.Each heating flue is equipped with a Regenerator.15, which runs essentially parallel to it, is connected by a duct 16, through which the combustion air, which is preheated in the regenerators, the Heating flues is supplied. Each heating flue is also available with a heating gas supply in connection that made. -vertical channels 17, which with horizontal, in channels arranged in the pier walls f9 of the regenerators; 18 are connected.

Die, Beheizung der Heizwände erfolgt demnach derart, daß den eine Ofenkammer einschließenden Heizwänden Gas und Luft am Fuße derselben zugeführt wird, wobei die dabei erzeugten Verbrennungsgase über den Querkanal 14 in die damit verbundene Heizwand und von dieser in den zugehörigen Regenerator strömen, aus, welchem die Abgase in den Kamin abgesaugt werden, wobei die Beheizungsrichtung nach einer bestimmten Zeit umgestellt wird.The heating of the heating walls is therefore carried out in such a way that the one Gas and air are supplied to the heating walls enclosing the furnace chamber at the foot of the same, the combustion gases generated in the process via the transverse channel 14 into the associated one Heating wall and from this flow into the associated regenerator, from which the Exhaust gases are sucked into the chimney, the heating direction according to a certain Time is changed.

Die Mündungen der Luft- und Starkgaskanäle 16, 17 liegen am Boden der Heizzüge in gleicher Höhe wie die Ofenkammersohle. Jede dieser Öffnungen ist mit einem auswechselbaren Düs,ens,tein 22, 23 versehen, der mittels einer langen Stange 26, die durch die Schaulöcher 2o der Ofendecke eingeführt wird, ausgewechselt werden kann. Die Mündungen der Kanäle 16, 17 besitzen Schrägflächen, die so ausgebildet sind, daß sie die unten mit entsprechenden Schrägflächen verschenen Aufsatzdüsen tragen.The mouths of the air and heavy gas channels 16, 17 are on the ground the heating flues at the same height as the bottom of the furnace chamber. Each of these openings is provided with an exchangeable nozzle, ens, tein 22, 23, which is connected by means of a long Rod 26, which is inserted through the peep holes 2o in the furnace roof, is replaced can be. The mouths of the channels 16, 17 have inclined surfaces which are designed in this way are that they give away the attachment nozzles below with corresponding inclined surfaces wear.

Sind auf die Luftzuführungen 16 keine Aufsätze aufgesetzt, so kann demnach die Verbrennung unmittelbar am Fuße der Heizzüge erfolgen. Dieses ist beispielsweise erforderlich, wenn die Beheizung der Ofenbatterie mittels Schwachgas erfolgt, da hierbei die Verbrennung mit langer Flamme vor sich geht. Die Zeichnungen zeigen eine Ofenbatterie mit Beheizung nur mit Starkgas, jedoch kann die Ofenbatterie auch mit Mitteln zur wahlweisen Beheizung mit Starkgas oder Schwachgas ausgebildet sein. In einem solchen Fall muß der Regenerator 15 nochmals in der Querrichtung unterteilt sein, wobei der eine der so unterteilten Regeneratoren mit Luft und der andere mit Schwachgas beaufschlagt und beide Regeneratoren durch entsprechende Kanäle 16 mit den Heizzügen verbunden sind.If no attachments are placed on the air supply lines 16, then accordingly, the combustion takes place directly at the foot of the heating flues. This is for example required if the furnace battery is heated using lean gas, since in this case the combustion takes place with a long flame. The drawings show an oven battery with heating only with high-strength gas, but the oven battery can also be designed with means for optional heating with high-power gas or lean gas. In such a case, the regenerator 15 must be divided again in the transverse direction be, with one of the regenerators divided in this way with air and the other with Lean gas is applied and both regenerators through corresponding channels 16 with connected to the heating flues.

Je nach der Zusammensetzung des Heizgases werden bei Beheizung der Ofenanlage mit Starkgas auf die Luftkanäle 16 kanalartige Düsen 22 aufgesetzt, die so weit in die Heizzüge hineinragen, als dem der Zusammensetzungg der Heizgase erforderlichen Verbrennungsbeginn entspricht. Die unteren Enden der Düsenaufsätze 22 sind vorzugsweise in mehrere Flächen, beispielsweise in vier Flächen 2,4 abgeschrägt. Eine solche Abschrägung hat den Vorzug, d.aß die am oberen Ende der Düsen vorgesehenen Aussparungen25 zum Eingreifender zum Herausziehen bzw. Einsetzen dienenden Stange 26 stets in einer für alle Düsen gleichen Richtung liegen, so daß die Stange leicht in die Aussparung 25 eingebracht werden kann, ohne daß erst ein mühsames. Suchen dieser Aussparung erforderlich ist. Der Querschnitt des Kanals 27 ist so groß ausgebildet, als der den Heizzügen zuzuführenden Gasmenge entspricht, so: da3 also gleichzeitig der Düsenaufsatz als Regelkörper dient. Die in die Heizzüge auf eine gewisse Strecke oberhalb der Heizzugsohle ragende Luftdüse 22 hat die Wirkung, d'aß die Luft gewissermaßen eine aufsteigende Säule bildet, zu der das unterhalb zugeführte Starkgas sich erst allmählich zumischt, so daß somit eine verzögerte Verbrennung erfolgt und eine lange Flamme gebildet wird.Depending on the composition of the heating gas, the Furnace system with strong gas placed on the air ducts 16 channel-like nozzles 22, the extend as far into the heating flues as required by the composition of the heating gases Start of combustion corresponds. The lower ends of the nozzle attachments 22 are preferred beveled in several surfaces, for example in four surfaces 2, 4. Such Bevel has the advantage that the recesses 25 provided at the upper end of the nozzles for engaging for pulling out or inserting serving rod 26 always in a for all nozzles are in the same direction, so that the rod easily enters the recess 25 can be introduced without a laborious one. Find this recess is required. The cross section of the channel 27 is made as large as the corresponds to the amount of gas to be supplied to the heating flues, so: da3 at the same time the nozzle attachment serves as a regulating body. Those in the heating flues on a certain distance above the The air nozzle 22 protruding from the sole of the heating draft has the effect that the air is, so to speak, a ascending column forms, to which the strong gas fed in below is only gradually mixed in, so that a delayed combustion takes place and a long flame is formed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Coke oven for the production of. Gas and coke with vertical. Heating flues, in which exchangeable nozzles are placed on the air inlet ducts, and optional heating by means of high-strength and lean gas, characterized in that the replaceable air nozzles placed on the air inlet ducts approximately at the level of the furnace base consist of nozzle-like duct stones standing in the heating flues, which are approximately in Project beyond the high gas nozzles ending at the furnace base. z. Coke oven according to claim i, characterized in that the nozzle-like channel stones provided with a recess for the engagement of the rod to be inserted through the oven roof for the purpose of removal are inserted into the air inlet channels with their lower ends, prismatic or pyramidal. To distinguish the subject matter of the invention from the state of the art, the following publications have been considered in the grant procedure: German Patent Specifications No. 174671, 2 24 565, 447 732, 513 593, 565 731 British Patent K r. 1458 BC J. 1912.