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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Koks Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Koks, insbesondere
Tief- und Nlitteltemperaturkoks, und bezweckt, durch eine besondere Gestaltung der
Wärmezufuhr und -einwirkung auf das zu verkokende Gut die Wirtschaftlichkeit der
Verkokung wesentlich zu verbessern, indem die bisher zur Verkokung des Kokskernes
aufgewandte und für die eigentliche Verkokungdesselbennurungenügendausgenutzte Wärmemenge
wesentlich herabgesetzt und die bisher bei dem Löschen des Kokses durch U"asserbespritzen
oder Abkühlen durch Kühlgase vernichtete Wärme zu einem Teil für die Garung herangezogen
wird, und zwar unter Erhöhen der Durchsatzleistung des Ofens.
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Dies geschieht gemäß der Erfindung dadurch, daß die Beheizung des
Verkokungsgutes vor Erreichen der normalen Garungszeit beendet und die Restgarung
durch die in den äußeren Teilen der Koksstücke aufgespeicherte Eigenwärme durch
Wärmeausgleich erfolgt.
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Zu diesem Zweck werden bei periodisch betriebenen Ofen die Verkokungskammern
vor Beendigung der normalen Garungszeit entleert, und der noch nicht durchgegarte
Koks wird in einem wärmeisolierten Behälter durch seine Eigenwärme nachgegart. Bei
kontinuierlich arbeitenden Ofen wird die Durchlaufzeit der Kohle durch den beheizten
Teil des Ofens so eingestellt, daß dieselbe den beheizten Teil des Ofens vor Beendigung
der Ausgarung verläßt und die Nachgarung in einem untergebauten Schacht ebenfalls
durch die Eigenwärme erfolgt.
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Die Nach- oder Restgarung erfolgt also ohne erneute fremde Wärmezufuhr,
lediglich dadurch, daß die Eigenwärme der äußeren Koksschalen zur vollständigen
Ausgarung des Kokskernes herangezogen wird.
Hierdurch wird eine
Steigerung der Durchsatzleistung des Ofens bis zu etwa 301/o erreicht, da bei periodisch
betriebenen Ofen der Zeitabstand der aufeinanderfolgenden Füllungen der Verkokungskammern
um diesen Betrag verringert, bei kontinuierlich arbeitenden Ofen die Durchlaufzeit
der Kohle durch den beheizten Ofenteil entsprechend herabgesetzt werden kann. Hand
in Hand damit geht eine Verminderung des Unterfeuerungsbedarfes sowie .des Energieaufwandes.
Dieser Erfolg wird erreicht, ohne daß die Anlagekosten der Einrichtung sich gegenüber
den bekannten Verfahren wesentlich erhöhen, vielmehr verringern sie sich je Tonne
Durchsatzleistung.
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Bei periodisch arbeitenden Ofen werden die beheizten Verkokungskammern
vorzugsweise schon nach Ablauf von etwa drei Viertel der normalen Verkokungsdauer
in einen unter den Verkokungskammern befindlichen wärmeisolierten Bunker entleert.
In diesem verbleibt der Koks während der Beheizung der folgenden Charge der Verkokungskammern.
Bei kontinuierlich betriebenen Ofen beträgt die Durchlaufzeit der Kohle durch den
beheizten Ofenteil ebenfalls etwa drei Viertel der normalen Garungszeit. Der untergebaute
isolierte Schacht ist so groß bemessen, daß für den Durchlauf der vorzeitig aus
dem beheizten Teil abgezogenen Koksmengen bis zum Koksaustrag ebenfalls drei Viertel
der normalen Garungszeit zur Verfügung steht. Da nur ein Bruchteil des Innern der
Koksstücke nacbzugaren ist, ist für den erforderlichen Temperatur- und Wärmeausgleich
genügend Zeit vorhanden.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele eines für die Durchführung
des Verfahrens geeigneten Schwelofens dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen senkrechten
Querschnitt durch einen periodisch arbeitenden Schwelofen, Fig.2 ein Schema des
Temperaturverlaufes in einem Koksstück, Fig. 3 einen senkrechten Querschnitt durch
einen kontinuierlich arbeitenden Schwelofen.
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Gemäß Fig. i wird die zu verkokende Kohle in an sich bekannter Weise
über Füll- und Verteilbunker i den Verkokungskammern 2 zugeführt, welche zwischen
senkrecht hängenden, eisernen, innen beheizten Heizwänden 3 gebildet sind. Diese
Heizwände befinden sich in einem von wärmeisoliertem Mauerwerk 4 umgebenen Ofenraum
5. An den Ofenraum schließt sich unten ein Vorrats-oder Sammelbunker 6 an, welcher
bei den bekannten Schwelöfen zur Aufnahme des aus den Kokskammern 2 entleerten Kokses
dient, um diesen sofort, nach Bedarf oder bei Anlangen des Löschwagens 7 austragen
zu können. Vielfach findet das Löschen schon im Vorratsbunker 6 statt, indem diesem
Kühlgase, Wasserdampf u. dgl. zugeführt werden. Es ist auch schon vorgeschlagen
worden, dem Bunker in Gestalt von Brenn- oder heißen Gasen Wärme zuzuführen, um
eine Nachentgasung bei erhöhter Temperatur zu bewerkstelligen.
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Von diesen bekannten Verwendungsarten des Bunkers 6 unterscheidet
sich die erfindungsgemäße Verwendung dadurch, daß der Koks ohne Zu- oder Abfuhr
von `\'ärtnetnetigeii in dem Bunker aufbewahrt wird, und zwar eine ganz bestimmte
Zeitspanne, während der der erforderliche Temperaturausgleich im Innern der einzelnen
Koksstücke stattfinden kann und wobei die Zeitspanne in bestimmter Beziehung zu
dem Zeitabstand der aufeinanderfolgenden Füllungen der Verkokungskammern steht.
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Nachdem aus dem Bunker 6 der fertige Koks ausgetragen ist, werden
die Heizwände 3 auseinandergespreizt, so daß der in den Kammern 2 befindliche noch
unfertige Koks in den Bunker 6 fällt. Dies geschieht, hevor die normale, für die
Erzeugung eines durchgegarten Schwelkokses erforderliche Beheizungsdauer von z.
B. 2 bis 3 Stunden beendet ist, z. B. schon nach 11j= bis 2 Stunden. Nach Zurückbewegen
der Wände 3 in die Schließlage werden über die Verteilbunker i die Kammern 2 mit
der zu verkokenden Kohle neu gefüllt, und die Füllung wird dann der Beheizung durch
die Heizwände ausgesetzt.
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Gegen Ende der vorgesehenen Wärmebehandlung dieser Charge in den Verkokungskarnmern
2 ist der im Bunker befindliche Koks der vorangegangenen Charge ausgegart. Er wird
in den Förderwagen 7 ausgetragen, die Heizwände 3 werden auseinandergespreizt, und
die vorgegarte Charge fällt in den Vorratsbunker 6. Nunmehr wiederholt sich das
oben beschriebene Spiel. Der Zeitabstand der Verkokungsperioden kann auf diese `'eise
auf drei Viertel bis zwei Drittel der normalen Größe verringert werden.
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Der Temperaturverlauf im Koks findet bei der normalen Schwelung etwa
nach der Linie 8 der Figur 2 statt. Wird eine Verkokungstemperatur der Heizwand
von 6oo° benutzt, so beträgt die Temperatur in der Kernmitte am Ende der Schwelzeit
etwa 55o°. Bei dem erfindungsgemäßen, vorzeitigen Abbruch der Beheizung herrscht
bei gleicher Heizwandtemperatur von 6oo° ein Temperaturverlauf gemäß der Linie 9
im Koks, der eine Temperatur im Kokskern von etwa 45o° zeigt. Während der im Bunker
6 stattfindenden Nachgarung stellt sich dabei eine -Mitteltemperatur von etwa 525°
ein, indem die Wärmemengen der äußeren Schalen gemäß den Dreiecken 1o in die inneren
Teile des Kokses entsprechend den Dreiecken ii übergehen.
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Durch Wahl der Heizwandtemperatur und des Verhältnisses der Vor- zur
Nachgarungszeit kann ein beliebiger Abstand zwischen der Heizwandtemperatur und
der Endtemperatur im Kokskern erzielt werden.
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Bei dem in Fig. 3 dargestellten, kontinuierlich arbeitenden Schwelofen
wurden die erläuterten allgemeinen Verkokungsbedingungen ebenfalls eingehalten.
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Durch bekannte Vorrichtungen 12 wird die Kohle dem Verkokungsraum
13 zugeteilt, welcher im vorliegenden Beispiel durch quer geführte Heizröhren 14
beheizt wird. Die Durchtrittsgeschwindigkeit der Kohle durch den Verkokungsraum
ist
so bemessen. claß dieselbe nach etwa drei Viertel der normalen
Schwelzeit den Verkokungsraum verläßt und in den nicht beheizten wärmeisolierten
Schacht 1,5 eintritt, aus welchem der fertige Koks durch bekannte Vorrichtungen
16 abgezogen wird. Die Aufenthaltsdauer des vorgeschwelten Kokses im unbeheizten
Schacht ist so bemessen, daß dieselbe mindestens gleich der Durchlaufzeit der Kohle
durch den beheizten Verkokungsraum ist, so daß Gewähr für einen ausreichenden Temperaturausgleich
gegeben ist.
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Die Qualität des anfallenden Schwelteeres ist bekanntlich bei Schweltemperaturen
von 5oo bis 55o° besser als bei höheren Temperaturen, z. B. 6oo°. Da bei der erfindungsgemäßen
N achgarung im Koksbunker bzw. Ofenschacht eine geringere Menge der Kohle in den
Bereichen der Heizwandtemperatur verschwelt wird als bei der normalen Verschwelung,
ist zu erwarten, daß auch die Teerqualität besser ist als bei der normalen Schwelung.
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Wird das erfindungsgemäße Verfahren bei der Mitteltemperaturverkokung
angewendet, bei welcher normalerweise ein 'Mischkoks anfällt, dessen Außenschichten
bei Temperaturen von 700 bis 8oo° verkokt sind, während die Temperatur zum
Kokskern hin bis auf etwa 55o° abfällt, so werden die überhitzten äußeren Koksschichten
dünner und der mit Schwelkokscharakter anfallende Kokskern dicker ausfallen, wodurch
die Brenneigenschaften des Mitteltemperaturkokses günstig beeinflußt werden.
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Soll die Nachgarungszeit über die Verkokungsdauer in den Verkokungskammern
bzw. in dem Verkokungsraum verlängert werden, so kann dies dadurch geschehen, daß
der Rauminhalt des Bunkers 6 bzw. Schachtes 15 vergrößert wird, z. B. auf das Doppelte,
so daß der nachgarende Koks entsprechend länger in diesen Räumen verbleiben kann,
da auch in diesem Falle jeweils unten so viel Koks ausgetragen wird, wie oben an
zu verkokender Kohle nachgefüllt wird.