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Vertikalofen zur Verkokung von Steinkohlen Die Erfindung bezieht sich
auf den Aufbau von Vertikalöfen zur Verkokturg von Steinkohlen, die ruhend, d. h.
im periodischen Betrieb, behandelt werden, und bezweckt, das Füllen der Kohle in
den Ofen und das Austragen des Kokses aus dem Ofen zeitsparen(lier und wirtschaftlicher
zu gestalten und die dazu erforderlichen Einrichtungen zu vereinfachen und betriebssicherer
zu machen und jede Rauchbelästigung zu verhindern.
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Die ülxrwic;end für backende Steinkohle aneM endete periodische Verkokung
betrifft Kohlen, deren l)aci«vertzalll oberhalb eiaies bestimmten Wertes liegt und
die zweckmäßig als Feinkohle verkokt \%-erden, deren "Teilchen sich hei einer Tetnperatur
von etwa -loor' unter Mitwirkung des schmelzenden 13ackl)itttmeiis zu einem Kokskuchen
verkitten.
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Die bisher für einen solchen periodischen Betrieb verwen<lvten
Füll- und Austragsmittel sind verhaltnIsmaßlg umständlich. Bei Horizontalkammeröfen,
z. B. Koksöfen, müssen, nachdem die Koksofentüren von der Koks- und Maschinenseite
mittels besonderer Türhebekrane vorgesetzt und dann abgedichtet sind, die oberen
Füllverschlüsse geöffnet und beiseite gelegt werden, der Füllwagen über die einzelnen
Füllöcher gefahren werden. Anschließend wird die Kohle unter Zuhilfenahme einer
Planie-rtnaschine in die einzelnen Kammern eingefüllt. Alsdann sind die Fülldeckel
wieder aufzulegen und abzudichten und die Kammer wird an die Gasvorlage angehängt.
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Zwecks Entleerung der Koksofenkammer, die .nach 20 bis 24 Stunden
Garungszeit erfolgt, ist die Kammer von der Gasvorlage wieder abzuhängen, die leiden
Koksofentüren sind abzuheben und zur Seite zu fahren, und der Kokskuchen ist mittels
einer Koksausstoßmasehine auszustoßen.
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Bei vertikalen Kammeröfen entfällt lediglich die Benutzung einer Ausstoß-
und Planiermaschine, alle anderen Manipulationen bleiben bestehen.
Mit
dem Entleeren und Füllen einer Kammer ist jedesmal ein Aufwand an Zeit und Arbeit
verbunden, ferner entsteht durch Abstrahlung aus der zeitweise offenstehenden hocherhitzten
Kammer ein Wärmeverlust, und schließlich eine Rauchplage durch unvollkommen verkokte
Kohle beim Entleeren sowie beim Einfüllen frischer Kohle.
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Bei Schmalkammeröfen, die im letzten Jahrzehnt insbesondere zur Tieftemperaturverkokung
von Steinkohlen' (Schwelung) in der Verkokungsindustrie eingeführt worden -sind,
treten die geschilderten Nachteile in erhöhtem Maße in Erscheinung, weil diese Kammern
zufolge ihrer geringen Breite mit wesentlich kürzeren Garungszeiten, bis herab zu
4 bis 5 Stunden, arbeiten. Der geschilderte Arbeitsvorgang wiederholt sich bei solchen
Ofen demnach in wesentlich kürzeren Zeitabständen, womit sich die erwähnten Nachteile
vervielfachen, da das Verhältnis der vorbereitenden Leerzeiten zur Garungszeit entsprechend
ungünstiger wird.
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Man hat zwar schon eine Mehrzahl von Kammern in einem Gehäuse vereinigt
und so die Möglichkeit geschaffen, diese gruppenweise zu entleeren und zu beschicken
und erzielt dadurch Tagesdurchsätze, die dem Vielfachen eines normalen Koksofens
entsprechen, doch ergeben sich dabei andererseits so große Abmessungen der Deckel-
und Bodenverschlüsse, daß besondere Maschinen zu ihrer Bedienung nötig geworden
sind. Der eine Nachteil bleibt aber bestehen, daß die vorher geschilderten Betriebsmaßnahmen
nunmehr jedesmal in Zeitabständen von 4 bis 5 Stunden durchgeführt werden müssen,
wobei die erwähnten Mißstände, Zeit- und Arbeitsaufwand, Wärmeabstrahlung und Rauchplage,bestehenbleiben.
Diese Nachteile würden sich durch einen kontinuierlichen Betrieb, bei welchem die
Kohle der Verkokungskammer ständig zugeführt und in gleicher Weise der Koks aus
der Kammer ständig abgeführt wird, vermeiden lassen. Solche kontinuierlich betriebenen
vertikalen Kammer- und Retortenöfen sind vereinzelt in der Gasindustrie in Betrieb.
Sie lassen.sich jedoch mit backenden Steinkohlen, hei welchen eine kuchenförmige
Koksbildung (Zusammenbacken) stattfindet, nicht betreiben. Ein einigermaßen störungsfreier
Betrieb läßt sich in diesem Falle nur mit schwach- oder nichtbackenden Kohlen durchführen,
so daß solche Ofen sich zur Herstellung von Qualitätskoks aus backenden Kohlen nicht
eignen.
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Eine Vereinfachung des Betriebes von Verkokungsöfen, die der Herstellung
von Qualitätskoks aus backenden Steinkohlen dienen, ist jedoch mit Rücksicht auf
die oben dargestellten Vorgänge wünschenswert und vorteilhaft.
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Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung oberhalb einer den Verkokungsraum
abschließenden Deckplatte eine Reihe von den einzelnen Verkokungskammern zugeordneten
und deren Inhalt entsprechenden Meßbunkern vorgesehen, die einzeln an die Füllöffnungen
der Deckplatte für die verschiedenen Verkokungskammern angeschlossen sind.
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Die Meßbunker sind einerseits mit einem über ihnen angeordneten gemeinsamen
Vorratsbunker, anderseits mit den nach den Kammerfüllöffnungen führenden Füllrohren
abschließbar verbunden.
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Die Meßbunker können, vorzugsweise gruppenweise, in bestimmten Abständen
so betätigt werden, daß sich die Garungszeiten der einzelnen Verkokungskammern in
bestimmter Folge aneinanderreihen bzw. überdecken.
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Unterhalb der Verkokungskammern, die vorzugsweise durch Spreizung
oder durch bewegliche Einzelverschlüsse entleert werden, sindbunkerartige,unten
in einen Schlitz endende Aufnahmeräume für den Koks gebildet, denen Brecherwalzen
vorgelagert sind, mittels welcher der Koks fortlaufend auf die gewünschte Stückgröße
gebrochen wird. An die Brecheröffnungen schließt sich nach unten ein mit einer Austragswalze
auf den Löschwagen entleerender Vorratsraum an, der eine fortlaufende Aufnahme von
Koks ohne Rücksicht auf die periodischen Entleerungszeiten gestattet und der gleichzeitig
zur Unterbringung einer besonderen Nachentgasung für den Koks und/oder einer Einrichtung
zur Abkühlung des Kokses dienen kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem
senkrechten Schnitt durch einen Schmalkammerofen mit innen beheizten, auseinanderspreizbarenWänden
dargestellt.
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Die zu verkokende Kohle befindet sich in einem oben angeordneten Vorratsbunker
i, dem sie mittels Transportband zugeführt wird. An seinen unteren Teil ist eine
Reihe von Meßbunkern 2 angeschlossen, welche durch Füllwalzen 3 aus dem Vorratsbunker
einzeln gefüllt werden können und die unten über Füllverschlüsse 4 und Füllrohre
5 mit in einer gemeinsamen Deckplatte 6 befindlichen Füllöffnungen 7 für die einzelnen
Verkokungskammern verbunden sind. Die Verkokungskammern 8 von rechteckförmigem Querschnitt
sind zwischen senkrechtstehenden, innen beheizten eisernen Heizwänden gebildet.
Unten sind die Verkokungskammern durch an je einer der beiden Heizwände befestigte
Leisten i i abgeschlossen. Die Entleerung der Verkokungskammern nach Abschluß der
Garung erfolgt durch Verschwenkung der Wände um eine obere Drehachse 12, wie für
die rechte Heizwand dargestellt. Bei weniger backenden Kohlen kann die Entleerung
auch ohne Spreizen der Wände, z. B. durch Bewegung der die Verkokungskammer unten
abschließenden Leiste, erfolgen. Jeder Verkokungskammer 8 kann ein besonderer Meßbunker
2 nebst Füllverschluß 4 und Füllrohr 5 zugeordnet werden. Bei der dargestellten
Ausführungsform gehören zu jedem Meßbunker zwei nebeneinanderliegende Verkokungskammern
8, und jedes Füllrohr 5 teilt sich in zwei Äste, deren jeder an die schlitzförmige
Füllöffnung 7 seiner Verkokungskammer angeschlossen ist. Da beim dargestellten Beispiel
die beiden Verkokungskammern oben miteinander zusammenhängen, kann ein selbsttätiger
Ausgleich der Füllung erfolgen, falls die beiden Kammern nicht gleichmäßig beschickt
werden.
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Der gemeinsam durch die Deckplatte 6 und die Wände 13 gebildete Verkokungsraum
14, der die Verkokungskamtnern 8 und die Heizwände 9 aufnimmt,
führt
unten nicht, wie bei den gebräuchlichen Ofen dieser Art, unmittelbar nach dem Austrag,
sondern es sind an ihn ein oder mehrere bunkerartige, unten in einen Schlitz endende
Aufnahmeräume 15 angeschlossen, die auf Brecher 16 auslaufen, mittels welcher der
Koks fortlaufend auf die gewünschte Stückgröße gebrochen wird. An die Brecher schließt
sich nach unten ein Vorratsraum 17 an, der unten durch eine Austragswalze 18 abgeschlossen
ist, welche den Koks in einen Löschwagen i9 entleert.
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Dein Vorratsbunker i kann ohne Rücksicht auf die periodischen Füllzeiten
des Ofens die zu verkokende Kohle zugeführt werden, und dank der Anordnung des unteren
Vorratsraumes 17 für den fertigen Koks kann auch das Austragen des Kokses ohne Rücksicht
auf die periodischen Garungszeiten vorgenommen werden.
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Während des Füll-, Verkokungs- und Entleerungsvorganges bleibt die
Gasabsaugung in Betrieb, d. h. die Vorlage bleibt mit den Ofenkammern in Verbindung.
Um auch die Garung mehr einem kontinuierlichen Betriebe anzunähern, können die in
dem Verkokungsraum 14 angeordneten Verkokungskammern 8 durch entsprechende Betätigung
der Meßbunker 2 einzeln oder gruppenweise in bestimmten .Miständen so betätigt werden,
daß sich die Garungszeiten der Verkokungskammern einzeln oder gruppenweise in bestimmter
Weise aneinanderreihen bzw. überdecken.
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Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwei Gruppen von Verkokungskammern
8 und dementsprechend auch zwei Gruppen von Heizwänden 9 und bleßbunkern 2 gebildet.
Durch eine Zwischenwand 21 wird der Verkokungsraum 14 in zwei Teile geteilt, deren
jedem ein Aufnahmeraum 15 nebst Brecher 16 zugeordnet ist.
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Infolge dieser Maßnahme ist innerhalb des Ofengehäuses stets eine
Verkokung von Kohle in Gang, so daß keine Unterbrechung in der Bildung von Destillationsgasen
stattfindet. Füllung und Entleerung können im Wechselbetrieb durchgeführt werden,
was eine wesentliche Ersparnis von Arbeitskräften und die vermehrte Möglichkeit
der Koksaustragung ohne Rücksicht auf die Lage der Garungszeiten zur Folge hat.
Unterhalb der Heizwände fehlt der bisher angewandte Bodenverschluß, der bei jedesmaliger
Entleerung und Beschickung des Ofens abgenommen und wieder angebracht werden mußte,
und die schwere Deckplatte 6, welche bei den bisherigen Konstruktionen vor jeder
Füllung des Ofens durch schwere Hebe- und Kranvorrichtungen abgenommen und wieder
angefahren werden mußte, verbleibt während des Betriebes in ihrer Lage. Sie kann
mitsamt den Meßbunkern 2 und dem Vorratsbunker i abgenommen werden, wenn es sich
darum handelt, zu dem Verkokungsraum 14 zwecks Kontrolle oder Reparatur Zutritt
zu gewinnen.
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Die etwa in Ziegelsteingröße durch die Brecher 16 vorgebrochenen und
aus dem Vorratsbunker 17 über die Austragswalze 18 in den Löschwagen 19 abgelassenen
Kokstafeln werden in bekannten Einrichtungen durch Löschen, Brechen, Absieben usw.
weiterbehandelt. Zur Vermeidung des Eintrittes von Luftsauerstoff bei diesem Entleerungsvorgang
wird in den im Bunker befindlichen glühenden Kokshaufen Wasser staubförmig eingesprüht,
so daß durch die entstehende Dampfbildung der Zutritt von Luftsauerstoff mit Sicherheit
vermieden wird. Die periodische Verkokung von Steinkohlen kann durch die beschriebene
Einrichtung unter Vermeidung der Nachteile, die der periodische Verkokungsbetrieb
bisher mit sich brachte, in ähnlicher Weise durchgeführt werden, wie solches bei
der Verkokung im kontinuierlichen Betrieb von nichtbackenden Steinkohlen vereinzelt
schon geschieht. Das Füllen und Entleeren der Verkokungskammern erfolgt, ohne daß
es notwendig wäre, die Kammern von der Vorlage abzuhängen und wieder anzuschließen,
die Füll-oder Entleerungsdeckel zu öffnen und zu schließen usw. Damit wird jede
lästige und insbesondere für das Bedienungspersonal schädliche Staub- und Rauchentwicklung
vermieden. Der bisher für die jedesmalige Entleerung und Beschickung erforderliche
Zeitaufwand, das sind etwa 1o Minuten je Charge, kommt einer höheren Durchsatzleistung
und einer Ersparnis an Arbeitskräften zugute.
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Der Vorratsraum 17 kann dazu benutzt werden, eine Nacherhitzung oder
Nacherhitzungszone einzuschalten, wenn es sich darum hahdelt, den aus den Verkokunigskammern
8 kommenden Tieftemperaturkoks in Mittel- oder Hochtemperaturkoks umzuwandeln. An
Stelle einer solchen Nacherhitzung oder im Anschluß an diese kann in dem Raum 17
auch eine Einrichtung zur Abkühlung des fertigen Kokses vorgesehen sein, ebenso
wie in dem Vorratsbunker 1 eine Einrichtung zur Vorwärmung der zu verkokenden Kohle
angeordnet sein könnte.