DE831988C

DE831988C - Device for heating industrial ovens, especially coke ovens

Info

Publication number: DE831988C
Application number: DEP20096D
Authority: DE
Inventors: Jean Henri Francois Cassan
Original assignee: CIE GENERALE DE CONST DE FOURS; Compagnie Generale de Construction de Fours
Current assignee: CIE GENERALE DE CONST DE FOURS; Compagnie Generale de Construction de Fours
Priority date: 1945-08-31
Filing date: 1948-10-30
Publication date: 1952-02-18

Description

Vorrichtung zum Heizen von Industrieöfen, insbesondere Koksöfen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heizen von Industrieöfen mitHilfe vonGasströmen, die in den Verbrennungskanälen periodisch umgeschaltet «erden (Öfen mit Wärmewiedergewinnung). Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich in gewissen Teilen zur Erläuterung der Erfindung auf die Ausbildung eines Ofens zur Verkokung von Steinkohle in waagerechten Kammern, d. h. auf einen sog. Koksofen. Nichtsdestoweniger kann das Heizverfahren gemäß der Erfindung jedoch auch bei jeder anderen Ofenart Anwendung finden, die mit Hilfe von gasförmigem Brennstoff geheizt wird. Der Verwendungszweck des Ofens ist dabei gleichgültig. Die Heizkanäle und andere Bestandteile des Ofens können im übrigen auch in anderer Weise angeordnet und ausgestaltet werden, ohne daß dabei der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Bei der Beschreibung einer Anwendungsform der Erfindung sei angenommen, daß es sich beispielsweise um den Betrieb eines Koksofens handelt, dessen Wände senkrechte Heizkanäle aufweisen, die in üblicher Weise zwei zu zwei (in Form eines umgekehrten U) zusammengefaßt sind, wobei man von haarnadelartig verlaufenden Heizkanälen spricht. Die Heizung von Öfen dieser Art kann in folgender Weise durchgeführt werden: entweder mit Hilfe von reichem Gas, nachfolgend Starkgas genannt, d.li. mit aus der Destillation von Steinkohle herrührendem Gas mit 45oo bis 5ioo kcal/m3 oder mit Hilfe von aus einem Gaserzeuger oder einem Hochofen stammenden armer. Gas von 93o bis 1300 kcal/m@; das nachfolgend mit Schwachgas bezeichnet wird. Der Ofen muß im allgemeinen die 'Möglichkeit bieten, daß man ihn ohne Unterschied, jedoch zu aufeinanderfolgenden Zeiten entweder mit Starkgas oder mit Schwachgas betreiben kann. Man spricht dann von einem Verbundofen. Die Beschreibung bezieht sich auf einen derartigen Ofen, jedoch soll hierin keine Beschränkung erblickt werden.Device for heating industrial furnaces, in particular coke ovens. The invention relates to a device for heating industrial furnaces with the aid of gas flows which are periodically switched over in the combustion channels (furnaces with heat recovery). The following description relates in certain parts to explain the invention to the design of a furnace for coking hard coal in horizontal chambers, ie to a so-called coke oven. Nevertheless, the heating method according to the invention can also be used in any other type of furnace which is heated with the aid of gaseous fuel. The purpose of the stove is irrelevant. The heating channels and other components of the furnace can also be arranged and designed in other ways without departing from the scope of the invention. In the description of an application of the invention it is assumed that it is, for example, the operation of a coke oven, the walls of which have vertical heating channels, which are combined in the usual way two to two (in the form of an inverted U) , one of hairpin-like heating channels speaks. The heating of furnaces of this type can be carried out in the following way: either with the help of rich gas, hereinafter called strong gas, i.e. with gas from the distillation of hard coal with 45oo to 5ioo kcal / m3 or with the help of a poor one from a gas generator or a blast furnace. Gas from 93o to 1300 kcal / m @; which is referred to below as lean gas. The furnace must generally offer the possibility of being able to operate it without distinction, but at successive times, either with high-power gas or with lean gas. One then speaks of a composite furnace. The description relates to such a furnace, but no restriction is to be seen here.

Beim Betrieb des Ofens allein mit Starkas wird allein die Verbrennungsluft in den Regenoratoren erhitzt, so daß die Anzahl der der Wärmewied@rgewinnung dienenden Zellen oder Kammern eine gerade Zahl ergeben muß, wobei jeweils die Hälfte dieser Kammern von den Rauchgasen durchströmt wird, während die andere Hälfte zur :lufheizun<@ der Luft dient. Beim Betrieb des Ofens mit Schwachgas müssen dagegen sowohl die Luft als auch das Gas erhitzt werden, und zwar getrennt voneinander. Daraus ergibt sich, (iaß die Anzahl der Regeneratorzellen oder -kammern bei den üblichen Anordnungen ein Vielfaches von d ergeben nitiß. Mn zwei Zellen, durch die die Rauchgase strömen, findet eine Aufheizung der Steinstapel statt, während eine Zelle zur Erhitzung der Luft und eine weitere zur Erhitzung des Schwachgases dient. Wie ohne weiteres ersichtlich, kann man mit Leichtigkeit von der Beheizung mit Schwachgas zu der Beheizung mit Starkgas übergehen, indem man die Zellen zwei zu zwei koppelt.When the stove is operated solely with Starkas, only the combustion air is used heated in the regenerators, so that the number of heat recovery serving Cells or chambers must result in an even number, with half of these The flue gases flow through the chambers, while the other half is used for: lufheizun <@ serves the air. When operating the furnace with lean gas, however, both the Air as well as the gas are heated, separately from each other. From this it follows itself, (iaß the number of regenerator cells or chambers in the usual arrangements multiples of d result in nits. Mn two cells through which the smoke gases flow, the stone pile is heated while a cell is used to heat the Air and another is used to heat the lean gas. As can be seen without further ado, you can switch from lean gas heating to heating with ease Pass high gas by pairing the cells two to two.

Bei den verschiedenen bisher bekanntgewordenen Konstruktionen hat man sich bemüht, die folgenden beiden der Wirtschaftlichkeit der Anlage und der Wärmeökonomie abträglichen Nachteile nach 'Möglichkeit zu vermeiden: a) Übertritt von Gas zwischen den Heizgaszellen und den Rauchgaszellen, weil solche Gasübertritte ztt einem vollständigen Verlust des ausgetretenen Gases führen; b) Übertritte von Luft in das Heizgas oder von Heizgas in die Luft, sei es nun in den Regeneratorzellen selbst, sei es itt den Kanälen des sogenannten Zwischenteiles des Ofens. Solche Übertritte 'haben nämlich eine die Temperatur in gefährlicher Weise erhöhende \'orverbrennung und damit einen beträchtlichen Kalorienverlust zur Folge.In the various constructions that have become known so far, one endeavors to the following two the economics of the plant and the Disadvantages detrimental to heat economy should be avoided if possible: a) transfer of gas between the heating gas cells and the flue gas cells, because such gas transfers ztt lead to a complete loss of the leaked gas; b) Conversions from Air into the heating gas or from heating gas into the air, be it in the regenerator cells even, be it the channels of the so-called intermediate part of the furnace. Such Crossing over has a pre-combustion which increases the temperature in a dangerous way and thus a considerable loss of calories.

Alle bisher bekannten Konstruktionen konnten jedoch nicht die folgenden \längel vermeiden die zur Zeit unweigerlich :bei allen bekannten Systemen mit Erhitzungskammern für Schwachgas auftreten: a) Heizgasverluste in den Kamin infolge Undichtigkeit der Umschaltventilanordnungen. Derartigel'erluste kommen um so häufiger vor, als die Ventilgehäuse Temperaturänderungen unterliegen und infolgedessen unregelmäßige Ausdehnungserscheinungen zeigen; b) Heizgasverluste aus der Kammer durch die Entleerung der Gaskammer bei jedem Ende der Umschaltperiode; c) Explosionsgefahren, wenn sich infolge eitler falschen Bedienung oder infolge von Fehlern in der Regelung in der Kammer ein explosibles Luft-Gas-Gemisch bildet.However, all the previously known constructions could not be as follows Inevitably avoid this at the moment: in all known systems with heating chambers for lean gas occur: a) Loss of heating gas in the chimney as a result of a leak the switching valve arrangements. Such losses occur all the more frequently than the valve housings are subject to temperature changes and, as a result, irregular Show signs of expansion; b) Loss of heating gas from the chamber due to emptying the gas chamber at each end of the switching period; c) Risk of explosion if as a result of vain incorrect operation or as a result of errors in the regulation in the Chamber forms an explosive air-gas mixture.

Aus den beschriebenen beiden Gruppen von'lättgeln ergibt sich, daß die @@orwärmun@r des Schwachgases durch umzuschaltende Regenoratoren, ol>w-ohl theoretisch durchaus nt<i@' lich, in der Praxis in wirtschaftUicher Hinsicht recht problematisch ist. Man kommt auf diese Weise zu dein Schluß, daß es besser ist, eine Erhitzung des Gases auf eine weniger hohe Temperatur in Kalif zu nehmen, wenn dafür die Möglichkeit bestellt, eine bessere Vorwärmung der Luft zu erzielen und im übrigen die Gas- und Luftübertritte und -verluste vollständig zu vermeiden. Es tritt dann eine allgemeine Verbesserung in der Wirtschaftlichkeit der Belieizung ein, und Störungen, wie Explosionen und örtliche Vorverbrennungen, sind ausgeschaltet, so claß die Öfen eine längere Lebensdauer haben und die Unterhaltungskosten sich vermindern.From the two groups of leaves described it follows that the @@ orwärmun @ r of the lean gas by regenerators that can be switched, ol> w-ohl theoretically absolutely not, in practice quite problematic from an economic point of view is. In this way one comes to your conclusion that it is better to have a heat to take the gas to a less high temperature in Kalif if the possibility of doing so ordered to achieve better preheating of the air and the rest of the gas and Completely avoid air ingress and loss. A general then occurs Improvement in the economics of exposure and malfunctions such as explosions and local pre-combustion are switched off, so the stoves can last longer Have a lifespan and reduce maintenance costs.

Die vorliegende Erfindung hilft den vorgenannten Mängeln ab und verwirklicht den entwickelten Gedankengang durch Beseitigen einer Vorwärmung des Schwachgases nach dem Regeneratorverfahren und ihren Ersatz durch eine -\'orw-ärmung nach dem kontinuierlichen Rektiperatorverfahren, wobei ein metallischer Wärmeaustauscher Verwendung findet.The present invention remedies and realizes the foregoing deficiencies the developed train of thought by removing a preheating of the lean gas after the regenerator process and its replacement by - \ 'orheating after the continuous Rektiperatorverfahren, with a metallic heat exchanger Is used.

Es muß jedoch bemerkt werden, daß ein Vorschlag, nach dem ein Ofen finit reinem Starkgas (unbeschadet einer genügenden Querschnittsbemessung der Kanäle und Brenner, utn den Durchgang von Schwachgas zu erlauben) betrieben und das Schwachgas in einem kontinuierlich arbeitenden metallischen Rekuperator vorgewärmt werden soll, der unter Verlängerung des Weges in dem Hauptrauchgaskanal angeordnet ist, nicht eine annehrnbare Lösung des gestellten Problems darstellt. Wenn man nämlich bei der leheizttiig mit Schwachgas die Gesamtheit der Rauchase in die 1_ufterIiitzungsregeneratoren abführt, so zeigt eine einfache Rechnung, daß die Temperatur dieser Rauchgase am Austrittsende dieser Regenoratoren mindestens bei 58o° liegt. Diese Temperatur ist zu hoch, um eine unmittelbare Einleitung in die metallischen Umschaltventilgehäuse zu gestatten. _Xl>gesehen von der sehr intensiven Wärmestrahlung dieser Gehäuse, wäre zu befürchten, daß sie einer schnellen Zerstörung unterliegen würden.It must be noted, however, that a proposal that a furnace finite pure strong gas (without prejudice to a sufficient cross-sectional dimensioning of the ducts and burners to allow the passage of lean gas) and the lean gas is to be preheated in a continuously working metallic recuperator, which is arranged while extending the path in the main smoke duct, not represents an acceptable solution to the problem posed. If you are at which heats with lean gas all of the smoke gases in the air conditioning regenerators dissipates, a simple calculation shows that the temperature of these flue gases at The exit end of these regenerators is at least 58o °. This temperature is too high to allow direct introduction into the metallic changeover valve housing to allow. _Xl> seen from the very intense heat radiation of these housings, it would be feared that they would be subject to rapid destruction.

Man könnte auch eine Konstruktion ins Auge fassen, bei der ständig ein Teil der den :1rheitsraum bei beispielsweise tooo verlassenden Rauchgase aligezw-eigt und einem metallischen, kontinuierlich arbeitenden, das Gas er;iitzenden Rekuperator zugeführt wird. während der andere Rauchgasteil in der üblichen Weise in die mit U mschaltungsbetrieb arbeitenden Lufterhitztin(,sregeneratoren gebracht wird. Die Temperatur, mit der die Rauchgase austreten, würde dann auf einen annehmbaren Wert zurückgeführt werden. Eine solche Konstruktion würde jedoch einet: doppelten \achteil aufweisen. Einerseits wurden die der l onvärmung des Schwachgases dienenden Rekuperatorröhren unter einer unzulässi-en :1"ii.)etitetnper:itur stehen, di: mindestens die Verwendun- von sehr teuren Speziallegierungen erforderlich ntac:ien würde und anderseits wiirde die (.iasnmschaltt:n@@. die erforderlich bleibt, weil die 1_;ifterliitzting finit Regenoratoren eine wechselweise Erhitzung erforderlich macht, notwendigerweise auf der Beißen Gasseite erfolgen müssen. Die Umschaltvorrichtung, Dreiwegehahn o. dgl., müßte also bei einer Temperatur arbeiten, die keine Betriebssicherheit verbürgen würde. Auch wäre die Dichtigkeit der Umschaltvorrichtung sehr in Frage gestellt.One could also consider a construction in which continuously a part of the: 1rheitsraum with, for example, tooo leaving smoke gases aligezw-eigt and a metallic, continuously operating recuperator that heats up the gas is fed. while the other flue gas part in the usual way in the with Switching operation working air heaters (, regenerators is brought The temperature at which the smoke gases exit would then be at an acceptable level to be led back. Such a construction would have one thing in common: a double disadvantage exhibit. On the one hand, the recuperator tubes used to heat the lean gas were used under an impermissible: 1 "ii.) etitetnper: itur stand, ie: at least the use of very expensive special alloys would ntac: ien and would on the other hand the (.iasnmschaltt: n @@. which remains necessary because the 1_; ifterliitzting finite Regenorators require alternating heating, necessarily on the biting gas side must be done. The switching device, three-way cock o. The like. So would have to work at a temperature that is not operationally reliable would vouch for. The tightness of the switching device would also be very questionable posed.

Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, diese Schwierigkeiten zu vermeiden, indem man die metallischen Gaserhitzungsri')hren hinter dem der Vorwärmung der Luft dienenden Stapel, jedoch vor dem Gehäuse der Umschaltvorrichtung anordnet, von wo die Rauchgase in den Rauchkanal abgeführt werden.It has now been found that it is possible to address these difficulties Avoid by opening the metallic gas heating vents behind that of the preheater the air serving stack, but arranged in front of the housing of the switching device, from where the smoke gases are discharged into the smoke channel.

In dem die Rauchase aufnehmenden Regenerator haben diese nämlich im unteren Teil des Stapels eine Temperatur von etwa 55o bis 6oo°, die ausreicht, um das Gas auf eine gleiche Temperatur zu erhitzen (da das Volumen der 12auchgase ungefähr das Doppelte des Volumens des Heizgases ist), jedoch die Metallröhren des Gaserhitzers nicht gefährdet.In the regenerator that absorbs the smoke gases, they have in lower part of the stack a temperature of about 55o to 6oo °, which is sufficient to to heat the gas to the same temperature (since the volume of the smoke gases is approximately twice the volume of the heating gas), but the metal tubes of the gas heater not endangered.

Die Gesamtanordnung der Anlage ist demnach folgende: Die Anzahl der Regeneratorze11en ist gradzahligr Die einen empfangen die Rauc'igase. während die anderen die Luft erhitzen, bi: bei der Umschaltung eine Umkehrung der Ströme eintritt. Alle Zellen sind hinter dem Steinstapel, aber vor dem Rauchgasaustritt mit einem Oberflächenw-ärmeatistatischer zur Erhitzung des Heizgases versehen. Betrachtet man nun einen bestimmten Betriebszustand der Anlage, bei dem beispielsweise die gradzahligen Zellen P Rauchgase erhalten, während die ungradzahligen Zellen I die Luft erhitzen. so ergibt sich folgendes: Die in diesem Augenblick in Betrieb befindlichen Brenner, die mit P bezeichnet seien, erhalten Luft aus den Zellen I und das Gas aus den im unteren Teil der Zellen P angeordneten Rekuperatoren. Die in diesem Augenblick nicht in Betrieb befindlichen Brenner. die mit P' bezeichnet sein inögeti, erhalten die Rauchase der Brenner 1' und leiten sie in die Zellen P weiter. Bei der folgenden Umschaltung erhalten die Zellen P die Luft, die Zellen I Raticl:gase. die Brenner P' von P kommende Luft und Gas aus dem im unteren Teil von 1 angeordneten Rekuperator und die Brenner 1' Rauchgase, die in die Zellen I geleitet werden.The overall arrangement of the system is therefore as follows: The number of Regeneratorze11en is even-numbered. Some receive the smoke gases. while the others heat the air, bi: a reversal of the currents occurs when switching over. All cells are behind the pile of stones, but with one in front of the smoke outlet Surface heat statistic for heating the fuel gas. Considered you now have a certain operating state of the system, in which, for example, the Even-numbered cells P receive smoke gases, while the odd-numbered cells I the Heat the air. the result is the following: those currently in operation Burners labeled P receive air from cells I and the gas from the recuperators arranged in the lower part of the cells P. The one right now burner not in operation. those marked with P 'be inögeti, received the smoke from the burner 1 'and pass it on to cells P. In the following Switching, the cells P receive the air, the cells I Raticl: gase. the burners P 'Air and gas coming from P from the recuperator located in the lower part of FIG and the burners 1 'flue gases that are directed into the cells I.

Die Umschaltung bei der Luft, bei den Rauchgasen und bei dein ffeizgas sind leicht zu bewerkstelligen, indem man die Umschaltvorrichtungen, Dreiwegehähne, Ventilgehäuse o. dgl., mit Betätigungsstangen des Umschaltmechanismus verbindet. Gemäß einer ühliclien Anordnung durchlaufen zwei Stan-en die gesamte Front der Ofenbatterie, und diese Stanen werden mit umgekehrter Bewegung angetrieben.' Abgesehen von dieser allgemeinen Anordnung kennzeichnet sich die Erfindung durch Vorkehrungen, die beim Erreichen des gewünschten Zieles mithelfen und aus der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen sind Diese Vorkehrungen können zusammen oder einzeln, in Verbindung oder unabhängig von dein hauptsächlichen Anordnungsschema angewendet werden, ohne daß damit der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Dran hat zunächst geglaubt, daß es nicht angezeigt sei, in der Lufterhitzungsphase kalte Luft auf die Gaserhitzungsröhren zu schicken, weil die Röhren auf diese Weise gekühlt würden und bei der folgende Phase mit der Lieferung von heißem Gas erst mit einer bestimmten Verzögerung beginnen würden. Im Gegensatz dazu hat sich jedoch herausgestellt, daß die Gaserhitzungseinrichtung in der Lage ist, sofort von dem Betriebsbeginn ab bzw. nach jeder Umschaltung warmes Gas zu liefern, obwohl die kalte Luft jenseits der Gaserhitzungsröhren zugeführt wird. wenn man zwischen dem Lufteintritt und dem der Gaserhitzung dienenden Rekuperator ein gewisses Steinvolumen anordnet, das einen Wärmespeicher bildet.The changeover with the air, with the smoke gases and with your ffeizgas are easy to do by using the switching devices, three-way cocks, Valve housing or the like, connects to operating rods of the switching mechanism. According to a normal arrangement, two staves run through the entire front of the furnace battery, and these rods are driven with reverse motion. ' Apart from this general arrangement, the invention is characterized by precautions that when Help achieve the desired goal and from the description below These precautions can be taken together or individually, in conjunction or regardless of your main arrangement scheme, without that this leaves the scope of the invention. It initially believed that it is not indicated, in the air heating phase, cold air on the gas heating tubes because the tubes would be cooled in this way and in the following Start the phase with the delivery of hot gas after a certain delay would. In contrast, however, it has been found that the gas heating device is able to warm up immediately from the start of operation or after each switchover Deliver gas even though the cold air is fed beyond the gas heating tubes will. if there is between the air inlet and the gas heating recuperator arranges a certain volume of stone, which forms a heat store.

Unter diesen Umständen ist die Umschalt- und Verteilungsvorrichtung für die Luft von der Umschaltvorrichtung für die Rauchgase verschieden. Sie arbeitet stets im Kalten und kann infolgedessen beträchtlich vereinfacht und leichter gebaut werden, wobei trotzdem ein zufriedenstellendes Arbeiten gewährleistet ist. Die Vorrichtung kann aus einem einfachen, sich in die freie Luft öffnenden Klappenventil oder Drehschieber oder aus einem einfachen Hahn bestehen, dessen Gehäuse mit einer Luftzuleitung (Blasluft) verbunden ist.Under these circumstances, the switching and distributing device is different for the air from the switching device for the flue gases. she works always in the cold and can consequently be considerably simplified and built lighter , whereby satisfactory work is nevertheless guaranteed. The device can consist of a simple flap valve or rotary slide valve that opens into the open air or consist of a simple tap, the housing of which is provided with an air supply line (blown air) connected is.

Die ebenfalls sehr vereinfachte Umschaltvorrichtung für die Rauchgase besteht aus einem einfachen Gehäuse mit einem Ventil, einer Klappe oder einem Schieber. Im Gegensatz zu der Umschaltvorrichtung für die Luft bleibt diese Vorrichtung stets warm, da sie niemals von kalter Luft durchflossen ist. Infolgedessen besteht keine Befürchtung, daß sie Ausdehnungsänderungen unterliegt.The also very simplified switchover device for the flue gases consists of a simple housing with a valve, a flap or a slide. In contrast to the switching device for the air, this device always remains warm, as cold air never flows through it. As a result, there is none Fear that it is subject to expansion changes.

Bemerkt sei noch, daß sowohl bei der Luft- als auch bei der Rauchgasumschaltungsvorrichtung keine absolute Dichtigkeit erforderlich ist. Übertritte von Luft in den Rauchkanal fallen nicht ins Gewicht. Infolgedessen können einfache und robust gebaute Vorrichtungen verwendet werden, die leicht zu unterhalten und zu regeln sind.It should also be noted that both the air and the flue gas switchover device no absolute tightness is required. Transfer of air into the smoke channel do not matter. As a result, simple and robustly built devices that are easy to maintain and manage.

Die Gasumschaltvorrichtung ist vor dem Gaseintritt in das Heizröhrenbündel des Rekuperators angeordnet. Infolgedessen arbeitet diese Vorrichtung stets im Kalten. Sie kann daher sehr ein-' fach ausgeführt sein, und es ist leicht möglich, eine völlige Dichtigkeit zwischen dem Hauptgassammler und den Regeneratoren und eine absolute Dichtigkeit zwischen dem Gaskreislauf und der Außenluft zu erzielen.The gas switching device is in front of the gas entry into the heating tube bundle of the recuperator arranged. As a result, this device always works in the cold. It can therefore be made very simple, and it is easily possible to use a complete tightness between the main gas collector and the regenerators and one To achieve absolute tightness between the gas circuit and the outside air.

Aus den getroffenen Vorkehrungen ergibt sich, daß die Erfindung weiterhin durch besonders vorteilhafte Ausbildung der Verbundkoksöfen gekennzeichnet ist.From the precautions taken it follows that the invention continues is characterized by a particularly advantageous design of the composite coke ovens.

Bekanntlich werden derartige Ofen sowohl in Gasanstalten als auch in Kokereien verwendet, die chemische oder metallurgische Werke mit Gas versorgen. Einerseits eignen sich Koksöfen sehr schlecht für wesentliche und schnelle Änderungen des Betriebes. Anderseits kommen jedoch bei gewissen Gaswerken Änderungen in der -Menge des abgegebenen Gases vor, die von einem Wochentag zum anderen sehr beträchtlich sein können. (Dies ist beispielsweise bei den städtischen Gaswerken von Paris am Sonntag während der schönen Jahreszeit der Fall.) Auch bei bestimmten chemischen oder metallurgischen Werken kann gelegentlich ein beträchtliches, wenn auch kurzzeitiges Absinken der Gaslieferungskurve vorkommen. Wenn man nun jeden Gasverlust bei verminderter Aufnahmefähigkeit des Gasometers vermeiden will, so ist man gezwutigen, bei einer mehr oder weniger großen Anzahl von C)fen schnell von dem Betrieb mit Schwachgas auf den Betrieb mit Starkgas überzugehen. Bei den augenblicklich vorhandenen Ofen erfordert dies eine gewisse Anzahl von Vorkehrungen, für die wiederum Zeit und Aufmerksamkeit notwendig sind. Bei dem beschriebenen erfindungsgemäßen System kann man dagegen augenscheinlich in vollkommen kontinuierlichem Betriebe nach und nach von dem Betrieb mit Schwachgas über eine gemischte Speisung auf den Betrieb mit Starkgas übergehen. Zur richtigen Durchführung dieses Betriebsvorganges genügt es, an jeder der Leitungen für Starkgas und Schwachgas einen Durchflußanzeiger anzuordnen und dessen Anzeigen zu verfolgen. Diese Möglichkeit ist gegeben, weil das Volumen der Lufterhitzungskammerr genügend ist, um die Gesamtheit der zur Verbrennung von Starkgas erforderlichen Luft zu erhitzen und weil es beim Betriebe mit Starkgas nicht erforderlich ist, durch einen besonderen Schaltvorgang dafür zu sorgen, daß zusätzliche Luft durch die Schwachgasregeneratoren strömt.It is known that such furnaces are used both in gas stations and used in coking plants that supply gas to chemical or metallurgical plants. On the one hand, coke ovens lend themselves very poorly to substantial and rapid changes of the company. On the other hand, however, there are changes in the gasworks at certain gasworks -Amount of gas given off, which from one day of the week to another is very considerable could be. (This is for example at the municipal gas works of Paris on Sunday during the fine season of the year.) Even with certain chemical or metallurgical works can occasionally be a considerable one, though there may also be a short-term drop in the gas delivery curve. If you now everyone Wants to avoid gas loss with reduced absorption capacity of the gasometer, so if you are forced to do so quickly if you have a greater or lesser number of cases to switch from operation with lean gas to operation with high gas. Both current furnace requires a certain number of precautions, which in turn require time and attention. In the described invention System, on the other hand, can evidently be used in completely continuous operations gradually from operation with lean gas via a mixed feed to the Skip operation with high gas. For the correct implementation of this operating process it is sufficient to have a flow indicator on each of the lines for high gas and lean gas to arrange and to follow its advertisements. This possibility is given because the volume of the air heating chamber is sufficient to hold all of the air for combustion of high-strength gas to heat the air required and because it is used when operating with high-strength gas it is not necessary to use a special switching operation to ensure that additional air flows through the lean gas regenerators.

Die Erfindung kann, wie schon gesagt, in verschiedener Weise und in den verschiedensten Anwendungsfällen verwirklicht werden. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich jedoch als Ausführungsbeispiel auf die Anwendung der Erfindung auf einen Koksofen. In den Zeichnungen ist Fig. i ein senkrechter Schnitt in den senkrecht zu den N-littelebenen der Destillationskammern verlaufenden Ebenen A-A' in Fig. 2, Fig. 2 auf der linken Seite ein Schnitt nach der Linie B-B' durch den linken Teil eines Ofens; in der Mitte: ein Schnitt nach der Linie C-C durch den mittleren Teil eines Ofens und auf der rechten Seite ein Schnitt nach der Linie D-D' durch den rechten Teil eines Ofens und Fig. 3 eine schematische Darstellung der Anlage der Umschaltvorrichtung.As already mentioned, the invention can be implemented in various ways and in can be realized in a wide variety of applications. The following description however, as an exemplary embodiment, relates to the application of the invention a coke oven. In the drawings, Fig. I is a vertical section into normal to the N-middle planes of the distillation chambers planes A-A 'in Fig. 2, FIG. 2 on the left-hand side a section along the line B-B 'through the left-hand side Part of a furnace; in the middle: a cut along the line C-C through the middle one Part of a furnace and on the right side a section along the line D-D ' the right part of a furnace and FIG. 3 a schematic representation of the system the switching device.

Es sei angenommen, daß in dem betrachteten Augenblick die Regeneratorzellenl von Luft und die Zellen P von Rauchgasen durchflossen sind. Die Luft kommt aus den beiden Kanälen a,a, die in dem Boden der Regeneratorkammern angeordnet sind und gelangt nach Aufheizung in Berührung mit den in der Figur nichtdargestellten Steinstapeln durch die Kanäle b, b zu den unten in den Heizschächten 1',1' angeordneten Brennern. Das Gas kommt aus den unterhalb der Zellen P angeordneten Oberflächen--,värmeaustauschern und steigt durch eine außerhalb des Ofens gelegene mit einer Wärmeisolierung versehene Leitung C bis in den unter dem Boden befindlichen Kanal d, von wo sich das Gas durch die Kanäle e, e auf die verschiedenen Brenner I', I' verteilt. Die verbrannten Gase steigen in den Schächten 1',l' bis zu oberen Öffnungen f, f hoch und strömen dann in den Schächten P', l" wieder abwärts, bis sie zu den Mundstücken der unten in diesen Schächten gelegenen Brenner und durch die Kanäle g,g in die Regeneratorzellen P, P gelangen, wo sie die Steinstapel erhitzen. Iin unteren Teil dieser Zellen treten die Rauchgase durch die Öffnungen h, lr, aus und strömen um die Atistauscher s, s, bis sie schließlich durch die über die Ventile k, k in den Rauchkanal mündenden Schächte I, I abgeführt werden.It is assumed that at the moment under consideration the regenerator cells are traversed by air and the cells P by flue gases. The air comes from the two channels a, a, which are arranged in the bottom of the regenerator chambers and, after heating, comes into contact with the stone stacks (not shown in the figure) through channels b, b to the lower ones in the heating ducts 1 ', 1' Burners. The gas comes from the surface heat exchangers arranged below the cells P and rises through a line C provided with heat insulation and located outside the furnace to the channel d located below the floor, from where the gas flows through the channels e, e distributed to the various burners I ', I' . The burnt gases rise in the shafts 1 ', 1' up to the upper openings f, f and then flow back down in the shafts P ', l "until they reach the mouthpieces of the burners located below in these shafts and through the channels g, g get into the regenerator cells P, P, where they heat the stone piles. In the lower part of these cells the flue gases exit through the openings h, lr, and flow around the exchanger s, s until they finally pass through the valves k, k shafts I, I opening into the smoke channel are discharged.

Die Speisung mit reichem Gas erfolgt in der bei Koksöfen üblichen Art mit Hilfe von unterhalb des Kammerbodens befindlichen Kanälen 1,1, die die Brennerdüsen speisen.The supply of rich gas takes place in the manner customary in coke ovens with the aid of channels 1, 1 located below the chamber floor, which feed the burner nozzles.

Natürlich werden, wie sich <lies aus dem Prinzip des Heizungssystems selbst ergibt, alle Gasströme bei jeder Halbperiode umgeschaltet.Of course, as read from the principle of the heating system itself results, all gas flows switched at each half cycle.

Das Schema nach Fig.3, aus dem sich der Betrieb nach dem Vorhergesagten ohne weiteres ergibt, hat hauptsächlich den Zweck, zti zeigen, daß es mit Hilfe geeigneter Verteilervorrichtungen, die z. B. nach Art der in der rechten oberen Ecke der Zeichnung dargestellten oder in ähnlicher Weise ausgebildet sein können, möglich ist, zwei lyenac'hbarte Ofen mit einem einzigen Verteilersatz für Luft, Schwachgas und Starkgas auszurüsten. Lediglich die Ventile k und k' müssen gesondert vorhanden sein, aber es ist möglich. sie in ein und demselben Gehäuse zu vereinigen. :1tis dieser Verminderung der Anzahl der Verteilervorrichtungen ergeben sich zwei wesentliche Vorteile. nämlich eine beträchtliche Verringerung der Baukosten und weiterhin eine kleinere Ausdehnung der Betriebsbühnen.The scheme according to Figure 3, from which the operation according to the foregoing without further ado, the main purpose is to show zti that it is with the help suitable distribution devices, e.g. B. after the type in the upper right Corner of the drawing shown or designed in a similar manner, it is possible to have two lyenachbar ovens with a single distributor set for air, To equip lean gas and high gas. Only the valves k and k 'have to be separate be present, but it is possible. to unite them in one and the same housing. : 1tis this reduction in the number of manifolds, there are two substantial advantages. namely a significant reduction in construction costs and furthermore a smaller expansion of the operating platforms.

In dem Schema nach Fig. 3 geben die Pfeile GR, 02, GP und F den Eintritt des reichen Gases, der Luft und des armen Gases bzw. den Austritt der Rauchgase an. (Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind in dieser Fiur die Hauptzufuhrleitungen für Starkgas und' Schwachgas fortgelassen worden.) Es sei bemerkt, daß es bei einer derartigen Anlage angezeigt ist, auch die Luft mittels einer Leitung unter schwachem Druck (Schrauben-oder Zentrifugalventilator) zuzuführen. Durch Zuführung der drei Ströme unter Druck ist eine leichte Regelung und Kontrolle der abgegebenen Mengen möglich.In the scheme according to FIG. 3, the arrows GR, 02, GP and F indicate the entry of the rich gas, the air and the lean gas and the exit of the flue gases. (For the sake of clarity, the main supply lines for high gas and lean gas have been omitted in this figure.) It should be noted that in such a system it is advisable to also supply the air by means of a line under low pressure (screw or centrifugal fan). By supplying the three streams under pressure, an easy regulation and control of the dispensed quantities is possible.

In der vorhergehenden Beschreibung ist vorausgesetzt worden, daß das Gas durch Austauscher erhitzt wird, die unterhalb der die Rauchgase empfangenden Zellen P angeordnet sind. Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht ein Wärmeverfahren vor, das auf dem Prinzip der wärmespeichernden Ofen beruht. Gesetzt den Fall, die Oberflächen der unterhalb der Regeneratorzellen angeordneten Austauscher sind mit einer genügend dicken Schicht eines mittelmäßig wärmeleitenden Stoffes von verhältnismäßig hoher spezifischer Wärme bedeckt, so kann inan durch geeignete Bemessung der Oberflächen und Schichtdicken auf Grund bekannter thermischer Berechnungen eine Verschiebung der einer Halbperiode entsprechenden Wärmewelle erzielen. Diese abgeänderte Ausführungsform hat den Vorteil, daß die metallischen Oberflächen sehr wirksam gegen Feuerstöße geschützt werden. Andererseits erfordert sie jedoch eine größere Wärmeaustauschfläche, als sie bei unbekleideten Rekuperatoren erforderlich wäre. Bei der praktischen Verwirklichung der letztbeschriebenen Ausführungsform müssen natürlich die Austausc'her s' (und nicht s) mit den Kanälen d verbunden werden, während die Austauscher s mit den Kanälen d' zu verbinden sind.In the preceding description it has been assumed that the Gas is heated by exchangers that are below the one receiving the flue gases Cells P are arranged. Another embodiment of the invention provides a thermal process before, which is based on the principle of the heat-storing furnace. Assuming that Surfaces of the exchangers arranged below the regenerator cells are with a sufficiently thick layer of moderately thermally conductive material of proportion high specific heat, so can inan by suitable dimensioning of the surfaces and layer thicknesses a shift based on known thermal calculations that corresponding to a half-period Achieve heat wave. These Modified embodiment has the advantage that the metallic surfaces are very be effectively protected against bursts of fire. On the other hand, however, it requires one larger heat exchange surface than required for bare recuperators were. In practicing the last-described embodiment the exchangers s' (and not s) must of course be connected to the channels d, while the exchangers s are to be connected to the channels d '.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for gas heating of industrial furnaces with preheating and periodic switching of the gas flows, characterized by the combination of preheating of the combustion air with the help of regenerators consisting of stone piles and preheating of the fuel gas by means of continuously l) etriel) ener heat exchangers (recuperators), whereby the continuously operated heat exchanger (Recuperator) is arranged in the flue gas path behind the regenerator used to preheat the air.

2. Device according to claim i, characterized in that that the air inlet into the regenerator cell is arranged in such a way that the incoming Air does not cover the preheating surface (recuperator) of the heating gas.

3. Device according to claim i, characterized in that between the air inlet and the recuperator of the heating gas a z. B. off. built into a stone stack of existing heat accumulators is.

4. Apparatus according to claim i, characterized in that the air, or. the switching devices controlling the heating gas or the flue gases are separated from one another are so that the first two are constantly in cold and the latter constantly in hot Working conditions.

5. Apparatus according to claim i, characterized in that the Switching devices for air or heating gas from three-way valves or mechanically equivalent Organs exist and for two neighboring regenerator cells or two neighboring ones Heat exchangers are alternately common.

6. Apparatus according to claim i, characterized characterized in that the connections between the switching devices, the cells or heat exchangers and the heating ducts are laid in such a way that the one Burner (I ') feeding gas from an exchanger (P) and the one burner (P') feeding gas comes from an exchanger (1).

7. Apparatus according to claim i, characterized characterized in that the tubes or exchange surfaces are used for heating gas preheating Heat exchanger with such a dimensioned layer of poorly thermally conductive substance (refractory stone mass) are clothed that the heat flow permeating this substance is shifted in time by a switching half-period, the connections according to Claim 6 are changed so that one and the same cell (l or P) the corresponding Burner row (I 'or P') supplied with air and heating gas at the same time. B. Device according to claim i, characterized in that the mass of the air preheating is used Steinstapel is dimensioned so that it can be used to preheat the entire when operating The amount of air required for the high-power gas is sufficient. G. Application of the device according to the Claims i to 8 on coke ovens with vertical heating shafts at their upper Partly so connected in pairs. are that there is a hairpin-shaped flame path.