DE904887C - Rekuperativ-Koksofengruppe fuer die Beheizung mittels Stark- oder Schwachgas - Google Patents

Rekuperativ-Koksofengruppe fuer die Beheizung mittels Stark- oder Schwachgas

Info

Publication number
DE904887C
DE904887C DEP6894D DEP0006894D DE904887C DE 904887 C DE904887 C DE 904887C DE P6894 D DEP6894 D DE P6894D DE P0006894 D DEP0006894 D DE P0006894D DE 904887 C DE904887 C DE 904887C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heating
recuperators
gas
recuperator
furnace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEP6894D
Other languages
English (en)
Inventor
Dr Josef Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Still GmbH and Co KG
Original Assignee
Carl Still GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Still GmbH and Co KG filed Critical Carl Still GmbH and Co KG
Priority to DEP6894D priority Critical patent/DE904887C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE904887C publication Critical patent/DE904887C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B5/00Coke ovens with horizontal chambers
    • C10B5/10Coke ovens with horizontal chambers with heat-exchange devices
    • C10B5/20Coke ovens with horizontal chambers with heat-exchange devices with recuperators

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Description

  • Rekuperativ-Koksofengruppe für die Beheizung mittels Stark-oder Schwachgas Die Erfindung .betrifft eine Ofengruppe für Beheizung mittels Starkgas oder Schwachgas oder für beide Beheizungsarten nach Wahl und mit senkrechten Heizzügen, wobei zur Vorwärmung der Verbrennungsstoffe Rekuperatoren angewendet werden. Ihr Wesen besteht in besonderen Gestaltungen für die Rekuperatoren und in deren Anordnung innerhalb der Ofengruppe, und sie umfaBt weitere aus dieser Grundlage entwickelte Merkmale hinsichtlich Bauart und lBetriebsweise der Rekuperatoren und Öfen. tEs sind Koksöfen bekannt, bei denen ein Rekuperator für jede einzelne Heizwand zur Vorwärmung der Verbrennungsluft unterhalb des Ofenoberbaus vorgesehen ist. Es sind auch schon bei Industrieöfen Rekuperatoren zur Vorwärmung von Verbrennungsstoffen angewendet worden, :die einen aus feuerfesten Baustoffen hergestellten Teil für die höheren Temperaturbereiche und einen aus Metall hergestellten Teil für die niederen Temperaturbereiche umfassen. Alle solche bekannten ,Anordnungen werden nicht den für Koksöfen geltenden besonderen Verhältnissen und Bedingungen gerecht, die hier hauptsächlich durch die gruppenweise Zusammenfassung einer Vielzahl von einzelnen Ofenkammern und Heizwänden und durch die Bauart und Betriebsweise derselben, insbesondere durch die hieraus entspringende Notwendigkeit .der Einhaltung sehr geringer Druckunterschiede in den sämtlichen einzelnen Räumen und Kanälen des Ofensystems, gegeben sind.
  • Bei der Rekuperativ-Koksofengruppe nach der Erfindung ist der erfinderische Grundgedanke der, jeder mit senkrechten Heizzügen ausgestatteten Heizwand einen aus feuerfesten Baustoffen hergestellten Rekuperator für die höheren Temperaturbereiche, der unterhalb der Ofenkammer angeordnet ist, zuzuordnen und einen aus Metall hergestellten, der ganzen Ofengruppe gemeinsamen Rekuperätor für die niedrigeren Temperaturbereiche hintereinanderzuschalten. Hierbei werden nach einem weiteren Erfindungsmerkmal zum Fördern sowohl der Verbrennungsstoffe (Luft, Heizgas) als auch der ;Abgase durch die Gesamtheit der Rekuperatoren gesonderte iGebläse angeordnet. Diese erfindungsgemäße Gestaltung und Bauweise der Rekuperatoren ergibt vorteilhafte Möglichkeiten für das Zusammenschalten und Zusammenwirken @ der feuerfesten Rekuperatoren mit den Heizwänden bei einer hochwertigen Ausnutzung des ganzen Heizsystems, zugleich aber auch wegen dieser Zusammenschaltung die Möglichkeit zur Unterhaltung .günstiger,Strömungs-, Gasdruck- und Wärmeübertragungsbedingungen, wie sich im einzelnen aizs dem unten beschriebenen Ausführungsbeispiel ergeben wird. Außerdem wird durch diese Unterteilung und Gruppierung der Rekuperatoren innerhalb des ganzen Systems eine besondere ebenfalls erfindungsgemäße Betriebsweise der Rekuperativ-Koksofengruppe ermöglicht, die darin besteht, daß mit Hilfe einerAbzweigleitung zwischen den feuerfesten Rekuperatoren und dem Metallrekuperator ein Teil der durch die ersteren gegangenen Abgase mit höherer Temperatur abgeführt wird, um außerhalb der Ofenanlage für beliebige Zwecke ausgenutzt zu werden. Eine zu den Erfindungsmerkmalen gehörende Aufbauweise der feuerfesten Rekuperatoren, .die mit ihrer erfindungsgemäßen Anordnung innerhalb der Ofengruppe in engem Zusammenhang steht und wesentlich zur Erreichung der erstrebten Vorteile, namentlich für den Betrieb der Ofen beiträgt, ist dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeaustauschenden Gase im Gegenstrom durch senkrechte Kanäle geführt werden, von denen jeweils eine große Anzahl in einheitlichen, übereinander zu setzenden Steinblöcken von beträchtlichen Längs- und Querabmessungen zusammengefaßt ist. Hiermit ergibt sich ein vorteilhaftes und bequemes Zusammenschalten der Rekuperatorkanäle und Heizzüge und eine für den Betrieb, insbesondere für die geregelte Heizstoffverteilung wertvolle ,A ,ufteilung des feuerfesten Rekuperators jeder Heizwand entsprechend den einzelnen Heizzügen.
  • Die Gesamtanordnung eines einheitlich aus .-letall hergestellten Rekuperators für die ganze Ofenbatterie ergibt weitgehende Freiheit für die Konstruktion und Betriebsweise dieses Rekuperatorteils. Demgemäß kann dieser Metallrekuperator nach einem weiteren Erfindungsmerkmal mit Kanälen für die wärmeaustauschenden Gase ausgestattet «erden, die aus einer Vielzahl von parallelen eng stehenden Metallplatten gebildet und im Gegenstrom von den Verbrennungsstoffen (Luft, Heizgas) und den Abgasen durchzogen werden. Die erwähnte Förderung sowohl der Verbrennungsstoffe als auch der Abgase durch die Rekuperatoren mittels besonderer Gebläse ermöglicht es, bei einer solchen Bauweise :des Metallrekuperators, unbekümmert um den Strömungswiderstand verhältnismäßig hohe Geschwindigkeiten für das Durchströmen der wärmeaustauschenden Gase anzuwenden und dadurch denWärmeübergang wesentlich zu verstärken, d. h. auch die Wärmeausnutzung zu verbessern.
  • Weitere Besonderheiten und Merkreale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführun.gsbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen.
  • Es ist bei Koksöfen bekannt, einen für die ganze Ofenbatterie einheitlichen Rekuperator einfachster Bauart, nämlich mit lediglich einem einzelnenRohrkanal, so anzuordnen, daß der Weg ,der heißen Abgase zuerst durch ein feuerfestes Kanalstück und danach durch ein metallisches Rohr geht. Dieser bekannte Rekuperator befindet sich ganz außerhalb der Ofenbatterie, ebenso wie andere bekannte Ko@hsofenrekuperatoren, welche ausschließlich aus feuerfestem Baustoff gefertigt sind. Ferner ist es auch bekannt, bei einer Koksofenbatterie unterhalb jeder Ofenkammer einen aus feuerfesten Baustoffen hergestellten Rekuperator für die höheren Temperaturbereiche zur Versorgung einer zugeordneten Heizwand anzuordnen. Ein ausschließlich außerhalb der Ofenbatterie angeordneter Rekuperator würde, wenn man mit ihm eine hochgradige und weitreichende Wärmeausnutzung und Wärmeübertragung durchführen wollte, baulich viel zu Umfangreich und dadurch zu teuer werden, auch wegen seiner Größe und Lage zu große Wärmeverluste bedingen, d. h. in Anlage und Betrieb unwirtschaftlich sein. Ein feuerfester Rekuperator unterhalb der Heizwände der Ofenbatterie kann, weben der schwierigen Wärnieübertragung durch Steinwände hindurch, nur für die höheren Temperaturbereiche vorgesehen werden, d. h. man kann damit nur einen Teil des Wärmevorrats der heißen ,Abgase ausnutzen. Die Konstruktion eines solchen feuerfesten Rekuperators, welcher auch die niedrigeren Temperaturbereiche ausnutzen sollte, würde durch die Schwäche und Langsamkeit des sehr trägen Wärmeübergangs im Hinblick auf den baulich beschränkten Raum auf unüberwindliche Schwierigkeiten stoßen. Bei der erfindungsgemäßen Rekuperativ-Koksofengruppe werden die geschilderten Schwierigkeiten und Mängel der bekannten Rekuperatorenanordnungen mühelos überwunden und bestbefriedigende Ergebnisse hinsichtlich Anlage und Betrieb erzielt. Die Kombination der feuerfesten Rekuperatoren unter den Öfen mit dem Metallrekuperator außerhalb derselben ergibt für jeden der beiden Teile die Möglichkeit der günstigsten Bauweise und Gestaltung im einzelnen und für das Ganze die beste Wärmeausnutzung und .damit die höchste Wirtschaftlichkeit.
  • Durch die Zeichnung wird eine Ausführungsform der Erfindung als Beispiel in verschiedenen Gesamt- und Einzeldarstellungen wiedergegeben.
  • Abb. i ist eine Aufrißansicht, in Richtung der Ofenkammerachsen gesehen, und Abb.2 eine zugehörige Grundrißaufsicht, beide etwas schematisch gehalten, für die Gesamtanordnung der Ofengruppe mit Rekuperatoren und Verbindungsrohrleitungen.
  • Abb. 3 ist im allgemeinen ein senkrechter Querschnitt de- Ofengruppe nach der Linie a-a der Abb. 2. Im einzelnen ist der linke Teil der Abb. 3 ein senkrechter Schnitt nach der Linie b-b, der rechte Teil ein Schnitt nach den Linien c-c und d-d der Abb.4; der mittlere Teil ist in vereinfachter Darstellung ein gleichartiger senkrechter Schnitt, teilweise durch eine Ofenkammer, nach den Linien e-b bzw, e-c der A:bb. d..
  • A'bb. q. ist ein zu @A;bb. 3 rechtwinklig stehender Schnitt, d. h. ein senkrechter Querschnitt der Ofenkammern und Heizwände nebst feuerfesten Rekuperatoren, und zwar links nach der Linie f-f, rechts nach der Linie la-h und in der Mitte nach der Linie k-k der Abb. 3.
  • Abb. 5 und 6 sind in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilgrundrisse zu Abb. d. als waagerechte Schnitte nach deren Linien in-rn und r-r bzw. s-s und t-t, wie im einzelnen beigeschrieben.
  • Abb. 7 ist ein Teilausschnitt der Abb. 3 zur Darstellung einer Einzelheit in vergrößertem Maßstab. Die Koksofengruppe i, von der in der Gesamtanordnung der A:bb. i und 2 nur ein an einem Bätteriekopf angrenzendes Teilstück gezeichnet ist, besteht aus einer größeren oder kleineren Anzahl von liegenden Ofenkammern 2 und dazwischen befindlichen Heizwänden 3. Die Heizwände werden aus senkrechten Heizzügen 4 gebildet, die über die ganze Ofenlänge parallel geschaltet und einheitlich, nicht nach verschiedenen Gruppen unterteilt, betrieben werden. Unter den Ofenkammern sind, ebenfalls über die ganze Ofenlänge reichend, Rekuperatoren 5 zur Vorwärmung der Verbrennungsstoffe angeordnet, die aus feuerfestem Baustoff hergestellt und für die höheren Temperaturbereiche der Vorwärmung bestimmt sind. Das ganze Ofenbauwerk aus Ofenkammern, Heizwänden undRekuperatoren ist auf Fundamentpfeilern. 6 aufgebaut, die zwischen sich begehbare freie Räume 7 belassen. Unter den Rekuperatoren liegen die waagerechten Verteilkanäle 8 und 9 für die Zufuhr von Luft bzw. Schwachgas und io für die Abfuhr von Abgasen. Diese waagerechten Verteilkanäle reichen ebenfalls über die ganze Ofenlänge. Jeder Verteilkanal 8 ist durch den Rohrkrümmer i i, in dem sich ein Absperrorgan 14 befindet, an eine Rohrleitung 17, jeder Verteilkanal 9 gleichartig durch einen Rohrkrümmer 12 mit Absperrorgan 15 an die Rohrleitung i8 und jeder Verteilkanal 1o durch den Rohrkrümmer 13 mit .Absperrorgan 16 an die Rohrleitung i9 angeschlossen. Diese drei Rohrleitungen 17, 18 und i9 reichen jede über die ganze Ofengruppe und .dienen zur Verteilung der Verbrennungsstoffe (Luft und Schwachgas) und zur@ammlung der Abgase.
  • Für den Betrieb mit Starkgas ist über jeder Heizwand in der Ofendecke ein Verteilkanal2o vorgesehen, der mit jedem Heizzug q. durch eine Düse 21 in Verbindung steht und an eine für die ganze Ofengruppe gemeinsame Starkgashauptleitung 22 durch einen mit dem Absperrorgan 24. ausgestatteten Rohrkrümmer angeschlossen ist. In der Achse jeder ;Düse 21 ist über ihr eine Deckendurchbrechun.g 23 als Schauloch vorgesehen.
  • Außerhalb des Ofenbauwerks (vgl.,Abb. i und 2) ist erfindungsgemäß ein der ganzen Ofengruppe gemeinsamer Rekuperator 25 angeordnet, der aus :Metall hergestellt ist und zwei getrennte Abteile 26 und 27 umfaßt. .Das Abteil 2,6 dient als Rekuperator für die Vorwärmung von Verbrennungsluft, (las Abteil 27 als Rekuperator für die Vorwärmung von ;Schwachgas bzw. bei iStarkgasbetrieb von Luft. Die eigentlichen Vorwärmkammern dieser Rekuperatorabteile werden je aus einer Vielzahl von parallelen eng stehenden Metallplatten, etwa Eisenblechen, gebildet. Das Abteil26 ist an die Rohrleitung 17, das Abteil 27 an die Rohrleitung 18 angeschlossen, und zwar derart, daß im Abteil immer aufeinanderfolgend jeder zweite Zwischenraum zwischen zwei Metallplatten von den zur Vorwärmung bestimmten iGasen durchzogen wird. Die jeweils dazwischenliegenden Hohlräume dierienzumDurchzug der wärmeabgebenden Abgase und sind zu diesem Zweck an die iSammelrohrleitung i9 und die Ab,gaszuführungskammer 32 sowie an die Austrittskammer 33 im unteren Teil des Rekuperators angeschlossen. Eine senkrechte Querwand 41 in sämtlichen Hohlräumen dient zurlStromumlenkung. Bei dieser aus Abb. i und 2 erkennbaren Gesamtanordnung sind der jeder Ofenkammer zugeordnete feuerfeste Rekuperator und der der ganzen Ofengruppe gemeinsame metallische Rekuperator durch die Verbindungsrohrleitungen 17, 18, 19 hintereinandergeschaltet. Innerhalb der Rekuperatorabteile 26 und 27 ist für :Durchzug der vorzuwärmenden Verbrennungsstoffe (Luft, Heizgas) und der Abgase andererseits im Gegenstrom gesorgt, wie sich aus den in A bb. i eingezeichneten Stromrichtungspfeilen ergibt. Der Durchzug aller dieser wärmeaustauschenden (Gase wird erfindungsgemäß durch besondere Gebläse bewirkt. Für die Förderung der Luft durch das Rekuperatorabteil 26 dient das Gebläse 28, für die Förderung des Heizgases durch das Rekuperatorabteil 27 dient das Gebläse 29, und für die 'Förderung der Abgase dient das Gebläse 30, das mittels der Rohrleitung 31 an dieuntere Abgasaustrittskammer 33 angeschlossen ist. Das Gebläse 3o drückt die angesaugten Abgase durch das Anschlußrohr 34 in den Schornstein 35 hinein, der als eiserner Kamin von beschränkten Albmessungen ausgebildet sein kann.
  • An die Verbindungsrohrleitung i9 kann ein Abzweigrohr 36 angeschlossen werden, das ein Absperrorgan 37 enthält. Hierdurch kann ein Teil der heißen Abgase aus der Rohrleitung i9 abgezweigt und außerhalb der Ofenanlage für beliebige Zwecke ausgenutzt werden. Die Gebläse 28 und 29 drücken die Luft bzw. das Heizgas durch die Rekuperatorabteile 26 bzw. 27 und die Verbindungsrohrleitungen 17 bzw. 18 über die obenerwähnten Verteilkanäle 8 und 9 in die Vorwärmkammern der feuerfesten Rekuperatoren 5 und von da aus über die später zu beschreibenden Wege durch die Heizwände der Ofengruppe. Zum !Ansaugen des Heizgasen nach dem Gebläse 29 hin dient hierbei die Saugrohrleitung 38 mit dem Absperrorgan 39. ;Ein an diese Saugleitung angebauter Abzweig mit dem Absperrorgan 40 mündet in die freie -Außenluft und dient dazu, bei Schließung des Absperrorgans 39 Luft durch das Gebläse 29 in das Rekuperatorabteil 27 zu fördern, wenn die Ofengruppe mit Starkgas betrieben wird. Die senkrechten Heizzüge 4. werden durch die Bindertrennwände 42, die vom Fuß bis zur Decke der Heizwand durchreichen, abgeteilt und dadurch vollständig gegeneinander abgeschlossen. Die Bindertrennwände 42 enthalten je einen senkrechten Kanal 43 bzw. 44 mit seitlichen, in die zwei angrenzenden Heizzüge ausmündenden Austrittsdüsen 45 und 46 in verschiedenen, über die ganze Heizwandhöhe verteilten Höhenlagen. Dabei sind die obersten Düsen 46 (v.gl. Abb. 7) mit aufliegenden ISchiebersteinen 47 zur Regelung dieser Austrittsöffnungen ausgestattet. Die Bedienung dieser sSchieber wird mit Stellstangen durch die Deckenschaulöcher 23 und die darunterliegenden Starkgasdüsen 21 bewirkt. Die Binderkanäle 43 dienen zur Zufuhr und Verteilung von Verbrennungsluft und die BÜnderkanäle 44, die in der Heizwandlänge mit ersteren abwechseln, zur Zufuhr von iSchwachgas beim Betrieb der Öfen mit solchem, dagegen im Falle von Starkgasbetrieb ebenfalls zur Zufuhr und Verteilung von Luft. Diese Kanäle 43 und 44 sind deswegen mit ihrem unteren. Ende an die Vorwärmkammern der zugeordneten Rekuperatoren angeschlossen, wie im einzelnen weiter unten beschrieben wird. Am Fuß besitzt jeder Heizzug zwei Auslaßkanäle 48 zur Verbindung mit den "11.bgaskammern der zugeordneten Rekuperatoren. Hierdurch werden die aus jedem Heizzug abziehenden heißen Abgase in die Abgaskammern der Rekuperatoren übergeleitet.
  • Die Rekuperatoren werden aus einzelnen senkrecht stehenden Rekuperatorkassetten 5o und 51 gebildet, von denen immer eine unterhalb und gleichachsig einer Bindertrennwand 42 angeordnet ist. Dadurch wird jeder Bindertrennwand 42 bzw. jedem Heizzug 4 eine Rekuperatorkassette funktionell zugeordnet. Die Rekuperatorkassetten 5o dienen zur Vorwärmung von Verbrennungsluft, die Rekuperatorkassetten 51 zur Vorwärmung von Schwachgas bzw. bei Starkgasbetrieb ebenfalls von Luft. In der folgenden Beschreibung wird die Verwendung der Rekuperatoren für Luft und Schwachgas zugrunde gelegt. Die baulichen Einzelheiten derselben sind deutlich aus Abb. 4, 5 und 6 zu erkennen. jede Rekuperatorkassette enthält eine große Anzahl von senkrechten Kanälen, durch die die wärmeaustauschenden Gase im Gegenstrom geführt werden. Diese Kanäle befinden sich in einheitlichen übereinanderzusetzenden Steinblöcken von beträchtlichen Längs- und Querabmessungen. Die Ab-b. 5 zeigt zwei waagerechte Querschnitte eines Gasrekuperators 51, und die Abb.6 zeigt zwei andere waagerechte Querschnitte eines Luftrekuperators 5o; jeder Rekuperator enthält die Luftkanäle 52 bzw. die Gaskanäle 53 und die Abgaskanäle 54, die jeweils immer in parallelen Reihen (vgl. Teilschnitt in-in) abwechselnd nebeneinanderliegen. Abb.4 zeigt mit dem rechtsseitigen über Abb.6 stehenden Teil einen senkrechten Schnitt des Luftrekuperators 5o durch die Luftkanäle 52 und mit dem linksseitigen, über ,Abb. 5 stehenden Teil einen senkrechten (Schnitt des Gasrekuperators 51 durch die iGaskanäle 53. Die Luftkanäle 52 und ebenso die Gaskanäle 53 münden oben und unten in waagerechte taschenförmige Sammelkanäle 55 bzw. 56 aus. Die oberen Taschen 55 eines Rekuperators haben durch den Abzweigkanal 6o Verbindung mit jeweils einem senkrechten Binderkanal 43 bzw. 44. Die unteren Taschen 56 haben durch je einen senkrechten Verbindungskanal 57 Verbindung mit einem der waagerechten Verteil- und Zufuhrkanäle 8 und 9 für Luft bzw. Schwachgas.
  • Der mittlere Rekuperator 5o der Abb. 4 zeigt einen senkrechten Schnitt durch die Abgaskanäle 54. Diese münden oben in den Kopfverteilraum 61, unten in .den Fußsammelraum 62. Der Kopfraum 61 hat durch den Abzweigkanal 63 Verbindung mit den Abzugskanälen 48 am Fuß eines jeden Heizzuges. Der Fußraum 62 hat durch die senkrechte Durchbrechung 64 Verbindung mit dem waagerechten Abgassammelkanal io.
  • durch die drei waagerechten Fugen 58 wird jede Rekuperatorkassette aus vier Höhenteilen, nämlich einem Kopf- und Fußteil und zwei Mittelteilen zusammengesetzt; jeder dieser Teile bildet einen der Höhe nach einheitlichen Steinblock von beträchtlichen Längs- und Querabmessungen. Nach Abb. 5 ist außerdem eine senkrechte Mittelfuge 59 vorgesehen, damit die Querabmessungen nicht zu groß werden. Die waagerechten Fugenflächen der Steinblöcke werden so gut eben ausgeführt, daß sie beim Aufeinandersetzen gegenüber den in Betracht kommenden äußerst geringen Druckunterschieden zwischen den Luft- bzw. Gas- und Abgaskanälen genügend dicht halten.
  • Durch die geschilderte Kanalanordnung der Rekuperatoren wird für jeden Heizzug ein durchgehender geschlossener Verbindungsweg für die Verbrennungsstoffe und.Ab.gase geschaffen, der von den waagerechten Zufuhr- und Verteilkanälen 8, 9 für Luft und Heizgas durch .die senkrechten Rekuperatorkanäle 52 und 53, die Verbindungskanäle 6o und die Binderkanäle 43, 44 mit den Auslässen 45, 46 nach den Heizzügen 4 und von diesen durch die Fußauslässe 48, 63 und die Rekuperatorkanäle 54 für Abgase nach den Abgassammelkanälen io hin geht.
  • Am Grunde der senkrechten Verbindungskanäle 57 für den Luft- und Gaseinzug liegen Regelschieber 65 und 66; am Grunde der Durchbrechungen 64 für den Abgasabzug liegen gleichartige Regelschieber 67 (A.bb. 3 rechts und links). Diese Regelschieber 65, 66, 67 sind von Öffnungen 68 im Sohlenmauerwerk des Ofenunterbaues aus zugängig und können mittels Stellstangen, die durch diese Mauerwerksöffnungen und die waagerechten-Kanäle 8, 9, io hindurch geführt werden, von den Fundamenträumen 7 aus bedient werden. Beim Betrieb der Ofen mit Schwachgas wird durch das Gebläse 28 Verbrennungsluft aus der äußeren Atmosphäre in und durch das Abtei126 und Schwachgas durch das Gebläse 29 aus der Saugleitung 38, beim Offenstehen des Absperrorgans 39 und bei geschlossenem Absperrorgan 40, in das Abteil 27 des Metallrekuperators 25 gedrückt und weiter durch .die Verteilrohrleitungen 17 bzw. 18 und die Rohrkrümmer 11 und 12 in die unteren Verteilkanäle 8 und g der Ofengruppe weiter befördert. Von hier aus nehmen diese beiden Verbrennungsstoffe den schon oben erläuterten Weg über die Verbindungskanäle 57 und die senkrechten Vorwärmkanäle 52 der feuerfesten Luftrekuperatoren 5o und 53 der feuerfesten Gasre#kuperatoren sämtlicher Heizwände aufwärts, weiter über die Kopfsammelräume 55 und die Verbindungskanäle 6o durch die senkrechten Binderkanäle 43 für Luft und 44 für Schwachgas, aus denen sie durch die seitlichen Auslaßdüsen 45 und 46 in die einzelnen Heizzüge q. der ganzen Heizwände übertreten. Durch das Abwechseln der mit Luft gespeisten Binderkanäle q.3 und mit Gas gespeisten Binderkanäle qq. über die Heizwandlänge treten in jeden einzelnen Heizzug beide Verbrennungsstoffe Luft und Schwachgas in verschiedenen über die ganze Heizzughöhe verteilten Höhenlagen aus und erzeugen dadurch eine gestufte Verbrennung. Die Flammen und Verbrennungsgase ziehen in den Heizzügen abwärts, und die Abgase werden durch die Fußauslässe q:8 und die anschließenden Verbindungskanäle 63 in die Kopfräume 61 der senkrechten Abgaskanäle 54 aller Rekuperatoren geleitet. Sie durchziehen diese -Abgaskanäle, geben dadurch einen großen Teil ihres Wärmeinhaltes durch die trennenden Wandungen zwischen den verschiedenartigen Kanälen der Rekuperatoren an die Verbrennungsstoffe Luft und Schwachgas ab und werden schließlich über die unteren Sammelkammern 62 und die Durchbrechungen 64. in die waagerechten rSammelkanäle 1o übergeführt. Von hier treten sie über die Anschlußrohrkrümmer 13 in die der Ofengruppe gemeinsame Sammelrohrleitung ag über und werden unter der Wirkung des Abgasgebläses 30 von der Abgaszutrittskammer 32 aus durch die Abgaskammern der beiden Rekuperatorabteile 26 und 27 nach der Austrittskammer 33 hin gesaugt und schließlich durch das Druckrohr 34 des Gebläses in den Schornstein 35 und damit in die Außenluft abgeführt. In den beiden ,Abteilen 26 und 27 des Metallrekuperators 25 geben die Abgase den Restbetrag ihres Wärmeinhaltes an die durch diese beiden Abteile geförderten Verbrennungsstoffe Luft und Gas ab. Da über den ganzen geschilderten Stromweg in beiden (Systemen von Rekuperatoren sowohl in den einzelnen feuerfesten Rekuperatoren So, 51 als auch in den Abteilen 26 und 27 des gemeinsamen Metallrekuperators 25 reiner Gegenstrom herrscht, ist die weitestgehende Ausnutzung des Wärmeinhaltes der Abgase möglich, derart, daß damit, jedenfalls bei .dem geschilderten Schwachgasbetrieb, die Abgase bis auf eine niedrige Endtemperatur, beispielsweise 18o bis 2oo°, heruntergekühlt werden können. Die zur Erfindung gehörende Förderung der Verbrennungsstoffe und Abgase durch Gebläse anstatt durch natürlichen Schornsteinzug gibt dabei vollständige Freiheit und Sicherheit für das unbehinderte Durchziehen und Wegführen sämtlicher Gase.
  • Die Förderung der sämtlichen Verbrennungsstoffe und .Abgase durch Gebläse hat den weiteren Vorteil, daß man in dem Metallrekuperator, der für die niederen Temperaturbereiche der Vorwärmun.g bestimmt ist, durch Anwendung von verhältnismäßig engen Vorwärmkammern für den Durchzug dieser sämtlichen iGase hohe Strömungsgeschwindigkeiten, ohne Rücksicht auf die dadurch entstehenden höheren Durchzugswiderstände, anwenden kann. Hierdurch wird der in diesen niederen Bereichen vorwiegende konvektive Wärmeübergang stark gefördert und eben dadurch eine Abkühlung der warmen Abgase bis auf eine niedrige Endtemperatur ermöglicht. Dies bedeutet sowohl eine erhöhte Wärmeausnutzung der Abgase als auch eine Verbilligung der Metallrekuperatoren hinsichtlich Anlage und Betrieb.
  • Für die @Förderung der sämtlichen Verbrennungsstoffe und Abgase durch die feuerfesten Rekuperatoren und die Heizwände steht, und zwar auch schon für jeden Heizzug, eine Vielzahl von Kanälen von zusammengenommen beträchtlichen Querabmessungen zur Verfügung. Dies ergibt insgesamt einen verhältnismäßig großenDurchzugsquerschnitt und entsprechend niedrige Strömungsgeschwindigkeiten, daher auch sehr geringe .Druckunterschiede selbst an denjenigen Punkten, die von dem im Heizzug zuoberst gelegenen Umkehrpunkt am weitesten entfernt liegen, das sind die tiefsten Punkte der senkrechten Wärmeaustauschkanäle. Diese geringen Strömungsgeschwindigkeiten in den feuerfesten Rekuperatorkanälen haben keine nachteilige Bedeutung für den Wärmeübergang, da dieser in den hier gegebenen hochliegenden Temperaturbereichen vorwiegend durch [Strahlung, dagegen in geringerem Maße durch Konvektion vor sich geht. Für Wärmestrahlung sind aber bekanntlich größere Schichtstärken der Wärme abgebenden oder Wärme empfangenden Gase nützlich.
  • Für den Betrieb sind aber sehr niedrige Druckunterschiede zwischen den im gegenseitigen Wärmeaustausch stehenden Kanälen des feuerfesten Rekuperators selbstverständlich von großem Wert, weil damit die Neigung zu Gasüberströmungen durch die feuerfesten Wandungen hindurch in denkbar wirksamster und sicherster Weise hintangehalten wird.
  • Da aber andererseits in (Strömungssystemen, die eine größere Anzahl von parallel geschalteten Teilströmen enthalten, wie es hier für die Reihe der Heizzüge und Rekuperatorkassetten zutrifft, bei sehr niedrigen Druckunterschieden die erwünschte gleichmäßige Verteilung solcher Parallelströme untereinander leicht unregelmäßig wird, so sind die erfindungsgemäß mit vorgesehenen Regelschieber 65, 66, 67 an den Einzugs- und Abzugsstellen der beiden Kanalsysteme der feuerfesten Rekuperatoren sehr wertvoll, um eine gleichmäßige Verteilung der besagten Parallelströme über die ganze Ofenlänge zu sichern. Man kann mit diesem Mittel zusätzliche Drosselwiderstände zwischen den waagerechten Verteil- bzw. Sammelkanälen 8, 9 und io und den darüber angeordneten Kanalsystemen der Rekuperatoren schaffen und dadurch die Verteilung sicher gleichmäßig machen. Die Einstellung dieser Drosselschieber im Betrieb wird dabei so gehandhabt, daß die für den Einzug bestimmten Schieber 65 und 66 die einzelnen Teilmengen der Verbrennungsstoffe Luft und Gas geregelt festlegen und daß die auf der Abzugsseite, d. h. für die Abgase vorgesehenen Regelschieber 67 eine bestimmte Höhe des Gasdruckes in den Heizzügen sichern. Diese Druckhöhe wird im Betrieb wie üblich so eingestellt, daß in der ,obersten Höhenlage der Heizzüge Druckgleichheit zwischen den Zügen und den angrenzenden Ofenkammern,besteht.
  • Bei der .geschilderten Gesamtanordnung der Öfen selbst, d. h. bei der Zuordnung von. feuerfesten Rekuperatoren über die ganze Heizwandlänge in Parallelschaltung zu den Heizzügen wird jede Heizwand dauernd in ihrer ganzen Längserstrekkung mit voller Intensität beheizt. Es besteht keinerlei Unterteilung oder Unterscheidung nach Gruppen von geflammten Zügen, in denen praktisch die ,gesamte verfügbare Heizgaswärme abgegeben wird, und nach andern Gruppen von nicht geflammten ;Abgaszügen, in denen keine nennenswerte Wärmeübertragung mehr an die Ofenkammern erfolgt. Diese Intensivierung des Betriebes bedeutet naturgemäß eine erhöhte Ausnutzung der Öfen im ganzen, zugleich aber auch wegen der vollkommenen Kontinuierlichkeit eine sehr schonende Behandlung der Öfen.
  • Beim Betrieb der Öfen mit Starkgas, wo lediglich die Verbrennungsluft, nicht aber das Heizgas vorgewärmt wird, werden sämtliche Rekuperatoren als Vorwärmvorrichtungen für die Luft ausgenutzt. Es wird in diesem Falle das sonst für Heizgas zu benutzende Gebläse 29 durch Schließen des Ab-sperrorgans 39 von der Heizgasquelle abgeschaltet und durch Öffnen des !1,bsperrorgans 40, das in die Außenluft mündet, Luft eingesaugt, durch das Rekuperatorteil 27 hindurch und weiter in die Verteilleitung 18 getrieben, von wo aus die Verteilung in der oben für das Heizgas geschilderten Weise durch die waagerechten Verteilkanäle 9 in die hieran angeschlossenen Rekuperatorkassetten 51 erfolgt. Es tritt also dann Verbrennungsluft durch die sämtlichen Binderkanäle 43, 44 in die sämtlichen Heizzüge 4, und zwar wiederum der Höhe nach gestuft, über. Das Starkgas wird in diesem Fall aus der Hauptleitung 22 über die geöffneten Absperrorgane 2:1 in die in der Ofendecke angeordneten Gasverteilkanäle 2o eingeleitet und durch die Düsen 21 den sämtlichen Heizzügen 4 am Kopf zugeführt. Die Verbrennung erfolgt in den Heizzügen ebenso wie bei Schwachgas in Richtung abwärts und in verschiedenen, durch die Luftzufuhren bestimmten Höhenlagen, also ebenfalls gestuft. Die Abgase werden aus den einzelnen Heizzügen durch die Fußauslässe 48 abgeführt und nehmen ihren Weg im ganzen ebenso, wie es oben für die Schwachgasbeheizung beschrieben worden ist.
  • Bei einer solchen tStarkgasbeheizung ist, weil nicht die gesamte Masse der zugeführten Verbrennungsstoffe vorgewärmt wird, normalerweise eine ebenso yveitgehende Ausnutzung der Abwärme wie bei --Schwachgasbetrieb nicht möglich. Es verbleibt immer ein gewisser Wärmeüberschuß, der sich in der Höhe der Endtemperatur der Abgase beim Austritt aus den Wärmeaustauschvorrichtun:gen bzw. beim Übertritt in deniSchornstein bemerkbar macht. Bei dem hier beschriebenen erfindungsgemäßen Rekuperatorsystem besteht jedoch die Möglichkeit, diesen Abwärmeüberschuß aus der Sammelrohrleitung i9, also an einer Stelle zwischen den feuerfesten und metallischen Rekuperatoren, durch den Abzweig 36, 37 bei einer verhältnismäßig hochliegenden Zwischentemperatur der Abgase abzuziehen und außerhalb der Ofenanlage für beliebige Zwecke auszunutzen. Man kann etwa die Anlage so entwerfen, daß die beispielsweise mit iioo bis 120o° C in die feuerfesten Rekuperatoren eintretenden Abgase in diesen bis. auf eine Zwischentemperatur von 60o° C heruntergekühlt und in dem nachfolgenden metallischen Rekuperator bis auf die gewünschte Endtemperatur von beispielsweise 18o bis 20o° C weiter ausgenutzt werden, die bei Schwach.gasbetrieb ohne weitere Maßnahmen zu erreichen ist. Bei Starkgasbetrieb steht dann der auftretende.Abwärmeüberschuß mit der erwähnten Zwischentemperatur von beispielsweise 60o° C zur Verfügung. Er ist in diesem Zustand noch für viele nützliche Zwecke, z. B. für Destillationszwecke in der L.,1,mmonialc- und Benzolfabrik oder für Dampfkesselbeheizung, sehr gut brauchbar, während die sonst im Abgasstrom sich einstellende etwas erhöhte Endtemperatur von etwa 25o bis 300° C statt der erzielbaren 18o bis 20o° C am Austritt aus dem ganzen Rekuperativsystem einen wenig wertvollen Abwärmeüberschuß darstellen -würde. Da in der Rohrleitung i9 naturgemäß Unterdruck gegenüber der äußeren Atmosphäre herrscht, so muß der durch den ,Abzweig 36, 37 wegzuführende Abgasstrom ebenfalls von einer Unterdruck schaffenden Saugvorrichtung, sei es beispielsweise ein tSc:hornstein, der dann hinter dem Abwärmedampfkessel stehen würde, oder auch ein (Gebläse, befördert werden.
  • Die Erfindung ist nicht nur bei Koksöfen mit liegenden Kammern, wie im Beispiel beschrieben, sondern auch bei Sc-hrägkammeröfen anwendbar, da man auch solche mit senkrechten Heizzügen und daran angeschlossenen feuerfesten Rekuperatoren im Ofenunterbau ausstatten kann.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Rekuperativ-Koksofengruppe für Beheizung mittels Stark- oder -Schwachgas mit senkrechten Heizzügen, dadurch .gekennzeichnet, daß unterhalb jeder Ofenkammer ein aus feuerfesten Baustoffen hergestellter Rekuperator für die 'höheren Temperaturbereiche zur Versorgung einer zugeordneten- einzelnen Heizwand angeordnet ist und alle diese Rekuperatoren mit einem aus Metall hergestellten, der ganzen Ofengruppe gemeinsamen Rekuperator für die niedrigeren Temperaturbereiche durch Verbindungsrohrleitungen hintereinandergeschaltet sind.
  2. 2. Rekuperativ-Koksofengruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Fördern sowohl der Verbrennungsstoffe (Luft, Heizgas) als auch der ,Abgase durch die Gesamtheit der Rekuperatoren gesonderte Gebläse angeordnet sind.
  3. 3. Rekuperativ-Koksofengruppe nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für Gegenstrom geschalteten senkrechten Verbrennungsstoff- und Abgaskanäle der feuerfesten Rekuperatoren jeweils in großer Anzahl in einheitlichen, übereinanderzusetzen.den Steinblöcken von beträchtlichen Längs- und Querabmessungen zusammengefaßt sind.
  4. 4.. Rekuperativ-Koksofengruppe nach .Allsprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die `Värmeaustauschkanäle des Metallrekuperators aus einer Vielzahl von parallelen engstehenden Metallplatten gebildet werden, die im Gegenstrom von den Verbrennungsstoffen (Luft, Heizgas) und,den Abgasen durchzogen werden.
  5. 5. Rekuperativ-Koksofengruppe nach Ansprüchen 1 bis q., gekennzeichnet durch eine Abzweigleitung zwischen den feuerfesten Rekuperatoren und dem \fetallrekuperator, welche die Ausnutzung eines Teils der durch die ersteren gegangenen Albgase außerhalb der Ofenanlage für beliebige Zwecke ermöglicht. Angezogene Druckschriften Britische Patentschriften Nr. 554 vom Jahre 1553, 1194 vom Jahre 1897; deutsche Patentschrift Nr. 592 755; Otto-Heft 9 »Gaswerksöfen«.
DEP6894D 1948-10-02 1948-10-02 Rekuperativ-Koksofengruppe fuer die Beheizung mittels Stark- oder Schwachgas Expired DE904887C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEP6894D DE904887C (de) 1948-10-02 1948-10-02 Rekuperativ-Koksofengruppe fuer die Beheizung mittels Stark- oder Schwachgas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEP6894D DE904887C (de) 1948-10-02 1948-10-02 Rekuperativ-Koksofengruppe fuer die Beheizung mittels Stark- oder Schwachgas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE904887C true DE904887C (de) 1954-02-22

Family

ID=7360908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEP6894D Expired DE904887C (de) 1948-10-02 1948-10-02 Rekuperativ-Koksofengruppe fuer die Beheizung mittels Stark- oder Schwachgas

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE904887C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2386595A1 (fr) * 1977-04-07 1978-11-03 Bergwerksverband Gmbh Procede et dispositif pour la recuperation de la chaleur des fours a coke

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB189701194A (en) * 1897-01-16 1898-01-15 Henry Simon Improvements in Bye-product Coke-ovens.
DE592758C (de) * 1929-08-06 1934-02-14 Arthur Mcdougall Duckham Waermeaustauschvorrichtung fuer Rekuperativoefen mit senkrechten Heizzuegen, insbesondere Rekuperativ-Koksoefen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB189701194A (en) * 1897-01-16 1898-01-15 Henry Simon Improvements in Bye-product Coke-ovens.
DE592758C (de) * 1929-08-06 1934-02-14 Arthur Mcdougall Duckham Waermeaustauschvorrichtung fuer Rekuperativoefen mit senkrechten Heizzuegen, insbesondere Rekuperativ-Koksoefen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2386595A1 (fr) * 1977-04-07 1978-11-03 Bergwerksverband Gmbh Procede et dispositif pour la recuperation de la chaleur des fours a coke

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3339972C2 (de) Kammerringofen und Verfahren zu dessen Betrieb
DE3042708A1 (de) Tunnelofen mit zwei parallelen kanaelen
DE904887C (de) Rekuperativ-Koksofengruppe fuer die Beheizung mittels Stark- oder Schwachgas
DE934647C (de) Rekuperativ-Koksofen fuer die Beheizung mittels Stark- oder Schwachgas
DE676793C (de) Koksofenbatterie
DE2164994C3 (de) Rekuperativkoksofen
EP0042372A1 (de) Verfahren zum Brennen von dünnwandigen, insbesondere Kernlöcher enthaltenden keramischen Formlingen sowie Anlage zur Durchführung des Verfahrens
DE856496C (de) Einrichtung zum Beheizen von Gas- und Kokserzeugungsoefen mit mehreren aussenbeheizten senkrechten Entgasungskammern
DE698850C (de) Koksofenbatterie
DE617789C (de) Ofen zur Erzeugung von Gas und Koks
DE932656C (de) Verfahren zum Warmbehandeln von massigen Guetern, insbesondere Konverterboeden, in Einzeloefen sowie Anlage zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE646768C (de) Regenerativverbundkoksofen mit Zwillingsheizzuegen
DE554156C (de) Regenerativkoksofen
DE2605972C3 (de) Durchlauf-Anlaßofen für Baustahlmatten mit Wärmerückgewinnung aus dem Einsatzgut und dem Abgas
DE249313C (de)
DE248523C (de)
DE221482C (de)
DE507515C (de) Regenerativkoksofen
DE601584C (de) Ofen zur Erzeugung von Gas und Koks
DE1796304C3 (de)
DE868289C (de) Ofen zur Erzeugung von Gas und Koks
DE573854C (de) Tunnelofen
DE689190C (de)
DE25824C (de) Neuerung an Koksöfen mit Gewinnung der Nebenprodukte
CH610647A5 (en) Shaft furnace installation for burning lumpy, in particular endothermally reacting material