-
Koksofenbatterie mit waagerechten Verkokungskammern und unterhalb
der Regeneratoren nebeneinander angeordneten Sohlkanälen Die Erfindung bezieht sich
auf Koksofenbatterien mit waagerechten Verkokungskammern und unterhalb der Regeneratoren
nebeneinander angeordneten Sohlkanälen, die von Gasen unterschiedlichen Druckes,
wie Heizgas und Luft einerseits und Abgasen andererseits durchströmt werden.
-
Eine solche Anordnung der Regeneratorsohlkanäle ist beispielsweise
bei als sogenannten Doppelöfen bekannten Koksöfen erforderlich, wobei die Trennwände
der Sohlkanäle verhältnismäßig dünn sind und es schwierig ist, den Gasdurchtritt
zwischen zwei Kanälen des heißen Mauerwerks zu vermeiden.
-
Gegenstand. der Erfindung ist, die Regeneratorsohlkanäle in einem
einheitlichen Bauwerk ohne Fugen anzuordnen, das einen Zusammenhang mit der Stützdecke
bildet und die Möglichkeit eines Bruches oder einer Deformation während der Aufheizperiode
bei Batterien und dunit auch die Gefahr der Bildung von Undichtigkeiten zwischen
angrenzenden Sohlkanälen während des Betriebes und damit von Gasübertritten ausscheidet.
-
Gemäß der Erfindung sind die Stützdecke der Batterie von waagerechten
Koksöfen und, die kegeneratorsohlkanäle einheitlich aus monolithischen feuerfestem
Beton oder seinen Äquivalenten ausgeführt, welche sich aufwärts erstrecken bis zum
Boden der Gitterw.erksräume der Regeneratoren. Die Sohlkanäle sind vorzugsweise
in dem feuerfesten Beton vorgesehen. Sie werden gelyildet durch Einstampfendes Betons
um den Sohlkanälen entsprechende Formen. Für die erfindungsgemäße Ausbildurig
der
Sohlkanäle wird ein feuerfester Beton verwendet, der verhältnismäßig homogen und
frei von Fugen ist, um Undichtigkeiten zwischen angrenzenden Sohlkanälen, durch
die verschiedene Gase unter verschiedenen Druckbedingungen strömen, zu vermeiden.
-
Gemäß der Erfindung -sind in der feuerfesten Betonstützdecke Dehnfugen
angeordnet, durch die die Stützdecke in mehrere für sich dehnbare Einheiten unterteilt
ist. Diese tischartigen Einheiten sind in einer solchen Weise angeordnet, daß sie
ein Wachsen derselben während der Auflieizperiode ohne Zerstörung des die Sohlkanalwände
bildenden Betons erlauben.
-
Die eine Einheit mit den Sohlkanälen bildende Stützdecke kann aus
einem geeigneten feuerfesten Beton hergestellt sein, der beispielsweise aus einem
vorkalzinierten feuerfesten Stoff, wie Silikabruch od. dgl., und einem Bindemittel
aus hydraulischem Zement, wie Porzellanzement od, dgl., besteht, der aus einer Mischung
gebildet wird, welche keinen oder nur wenig Kalk enthält, eine hohe Dichte hat und
beim Erhitzen nur wenig Wasser abgibt. Zemente, «-elche einen hohen Gehalt von Kalziumaluminat
(Ca(A102)2) oder Kalziumsilikat (Ca Si03) mit hauptsächlich allen ihren chemischen
Verbindungen haben, sind besonders erwünscht, infolge ihres Widerstandes gegen Schwefeloxyde
der Abgase, bei den Temperaturen, wie sie im Sohlkanal während des Betriebes der
Ofenbatterie herrschen. Die Erfindung löst nicht nur eine seit langem im Koksofenbau
bestehende Aufgabe hinsichtlich der Verwendung eines geeigneten Baustoffes zur Vermeidung
von Gasübertritten in einfacher Weise. Ein bedeutender Vorteil besteht auch in der
Ersparnis größerer Mengen von Mauerwerk durch den Ersatz von feuerfestem Beton.
-
Es war bisher üblich, die Regeneratorsohlkanäle aus Mauerwerk herzustellen,
also aus Steinen, die mit Mörtel eingebunden sind. Es sind verschiedene Einrichtungen
vorgeschlagen worden., uni die Mängel zu beseitigen, die bei solchem Mauerwerk auftreten.
Derartige Mängel sind besonders in dem unteren Teil von Koksöfen beim Aufheizen
der Ofenbatterie vorhanden.
-
In der Zeichnung, die einen Teil dieser Beschreibung bildet und eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung und ein für diese geeignetes Verfahren
zeigt, ist die Erfindung näher erläutert.
-
Abb. i zeigt einen senkrechten Querschnitt durch eine Unterbrennerkoksofenbatterie,
wobei der Schnitt durch einen Teil einer Verkokungskaminer und einen Teil einer
Heizwand führt; Abb. 2 ist ein senkrechter Längsschnitt durch die Batterie nach
Linie II-II, Abb. i ; Abb. 3 ist ein waagerechter Schnitt nach Linie III-III der
Abb. i ; Abb. 4 schließlich zeigt einen teilweisen Schnitt in vergrößertem Maßstab
entsprechend der Abb. 2 und zeigt deutlich die entsprechend der Erfindung ausgebildeten
Regeneratorsohlkanäle mit dem Material der Betonstützdeckeder Batterie. In den Abbildungen
sind bei der dargestellten Unterbrennerkoksofenbatterie die Verkok~ungskammern mit
io bezeichnet. Sie erstrecken sich quer zur Batterie und sind in abwechselnder Reihenfolge
in Längsrichtung der Batterie mit dazwischenliegenden senkrechten Heizwänden i i
angeordnet. Die Heizwände i i bestehen aus einer Reihe von senkrechten Heizzügen
und sind funktionell in Heizzuggruppen unterteilt, und zwar in eine innere Heizzu:ggruppe
13 und eine äußere Heizzuggruppe 14, beiderseits der senkrechten Mittelebene der
Batterie. Jede zusammenarbeitende Heizzuggruppe 13, 14 ist oben durch einen waagerechten
Kanal miteinander verbunden, derart, daß jede Heizzubagruppe 13 lbzw. 14 einmal
von aufsteigenden und einmal von abfallenden Gasen idurchströmt wird.
-
Der Regeneratorraum zwischen angrenzenden Regeneratorlängswänden 15
ist durch eine Reihe von Querwänden 16 in ein Paar von inneren i9 und ein Paar von
äußeren Regeneratorabteilen 2i unterteilt. Die Regeneratorquerwände 16 sind mit
Dehnfugen 17 versehen, die- zur Abdichtung dienen, nachdem die Batterie auf Betriebstemperatur
aufgeheizt ist. In einen senkrechten Kanal 18, welcher sich vom Boden des Rebeneratormauerwerks
durch die Dehnfugen 17 der Regeneratorquerwand 16 erstreckt und im unteren Teil
der darüberliegenden Verkokungäkammer endigt, wird ein geeignetes fließendes Dichtungsmittel
gefüllt.
-
Die inneren und äußeren Regeneratorabteile ig, 2o sind mit einem Paar
von inneren und. äußeren Heizzuggruppen in angrenzenden Heizwänden durch ei.nPaar
vonKanälen->i mit den zugehörigen Heizzügen verbunden. Jeder der inneren und äußeren
Regeneratorabteile steht mit seinem zugehörigen Sohlkanal 22,23 in Verbindung,
welche nach jeder Seite der Batterie enden. Die Sohlkanäle 22, die mit Iden. inneren
Regeneratorabteilen ig verbunden sind, erstrecken sich unterhalb des Raumes der
äußeren Regeneratorabteile 2o und sind seitlich an die Sohlkanäle 23 angrenzend
angeordnet. Während des Beheizens der Batterie sind somit diese zwei benachbarten
Sohlkanäle unterhalb eines Regeneratorabteiles abwechselnd von Verbrennungsmitteln
oder den Abgasen durchströmt. Diese benachbarten Sohlkanäle 22, 23 stehen somit
unter verschiedenem Druck. Wenn daher die Zwischenwand 16 einen Gasdurclitritt durch
Undichtigkeiten gestattet, so kann dieses ernste Folgen für die Zwischenwand besonders
dann haben., wenn durch den einen Kanal Schwachgas zwecks Vorwärmung in den Regeneratoren
geführt wird.
-
Wie aus Abb. 3 erkennbar, sind die Sohlkanäle a2, 23 von unterhalb
einer Verkokungskammer angeordneten Regeneratorahteül@m; ig, 2o mit Kniestücken
24 versehen. Die Kniestücke 24 stehen abwechselnd mit einer Schwachgasverteilleitung
25 oder mit einem Abgaskanal 26 in Verbindung. Die Sohikanäle der dazwischenliegenden
Regen:eratorabteile sind mit Kniestücken 27 verbunden, wobei diese abwechselnd an
die Verbrennungsluftzufuhr
oder an einen Abgaskanal 26 angeschlossen
sind. Wenn die Heizzüge mit Starkgas beheizt werden, wird dasselbe in bekannter
Weise durch die Unterbrennerleitungen geführt. Zu diesem Zwecke ist jeder Heizzug
mit einem senkrechten Kanal 29 verbunden, welcher sich von dem unteren Teil des
Heizzuges durch eine Regeneratorwand 15 und die Batteriestützdecke nach unten erstreckt.
Unterhalb der Stützdecke ist die Starkgasverteilleitung 30 vorgesehen, an die die
senkrechten Unterbrennerkanäle 29 angeschlossen sind. Die Unterbrennerkanäle 29
für die äußeren Gruppen von Heizzügen 14 einer Heizwand sind durch eine Längsverteilleitung
3i verbunden, während die Kanäle 29 für die inneren Gruppen von Heizzügen
13 mit einer kurzen Verteilleitung 32 verbunden sind. Beide Verteilleitungen
sind unabhängig voneinander angeordnet, so daß Starkgas von der Hauptverteilleitung
3o durch Zweigleitungen 33 strömt, die durch die untere und die obere Abzweigung
34, 35 mit .den Verteilleitungen 34 32 verbunden sind. Durch einen Dreiwegehahn
36, der mit einer nicht dargestellten Umstelleinrichtung verbunden ist, wird das
Starkgas abwechselnd zu den entsprechenden Verteilungsleitungen 31, 32 geführt.
Wenn daher während einer regenerativen Heizperiode Starkgas verwandt wird, dienen
alle Heizzüge 14 der äußeren Heizzuggruppen einer Heizwand ab-
wechselnd mit
den Heizzügen 13 der inneren Heizzuggruppen als beflammte Heizzüge und Abgaszüge.
Die entsprechenden Regeneratoren i9, 2o sind dabei abwechselnd von einströmenden
Verbrennungsgasen und ausströmenden Abgasen durchströmt.
-
Während der Be!heizung einer regenerativen Heizperiode mit Schwachgas
ist die Zufuhr von Starkgas zu der Ofenbatterie unterbrochen und die Regeneratorpaare
i9, 2o dienen abwechselnd zur Vorwärmung von Schwachgas und Wärmeabgabe der Verbrennungsprodukte,
die zu und von den damit verbundenen Heizzügen strömen. Die vorgewärmte Verbrennungsluft
strömt gleichzeitig zu den entsprechenden beflammten Heizzügen durch jene dazwischenliegenden
Regeneratoren i9, 2o, die abwechselnd durchströmt sind von vorgewärmter Luft und
den Abgasen, von und zu den Heizzuggruppen.
-
Die' nebeneinanderliegenden Regeneratorsohlkanäle22,23,die mit den
Schwachgasregeneratoren zusammenarbeiten, haben in einem der beiden Kanäle einen
Schwachgasstrom mit einem Druck, der höher ist, als der absolute Druck in -dem benachbarten
Kanal, der zu gleicher Zeit von den Verbrennungsprodukten mit einem niedrigeren
absoluten Druck durchströmt wird. Bei etwaigen Undichtigkeiten in der Wand zu den
beiden benachbarten Sohlkanälen kann ,durch diese das Schwachgas mit dem restlichen
Sauerstoff der Abgase zur Verbrennung gelangen, da es üblich ist, die Betheizung
so vorzunehmen, daß mit einem für die theoretische Verbrennung erforderlichen Luftüberschuß
gearbeitet wird. Infolge derÜberhitzung der Sohlkanäle wird daher der Baustoff derselben
zerstört. Die Folge davon ist, daß eine wesentliche Einschränkung des Kaminzuges
erforderlich ist, um den Übertritt des Heizgases in den Abgaskanal zu verhindern.
-
Wie hieraus klar ersichtlich, ist es von größter Wichtigkeit für den
erfolgreichen Betrieb von Koksöfen, besonders solcher der beschriebenen Art, daß
der Baustoff der Trennwände zwischen den benachbarten Regeneratorsohlkanälen von
solcher Beschaffenheit ist, daß unter den Bedingungen, denen sie während des Betriebes
unterworfen sind, ein Gasdurchtritt durch dieWände unterbunden ist.
-
Gemäß der Erfindung sind die Stützdecke und die M'ände der Regeneratorsohlkanäle
im wesentlichen aus monolithischem feuerfestem Beton hergestellt, der sich vom Boden
der Decke bis zu den Böden der das Gitterwerk enthaltenden Regeneratorräume aufwärts
erstreckt. Diese baulichen Merkmale können gleichzeitig beim Einfüllen der verwendeten
Betonmischung in die Form hergestellt werden, wobei die Formen die gewünschten Abmessungen
haben und vorzugsweise zusammenklappbar ausgebildet sind, so daß die Sohlkanalformen
nach Erhärten des Betons wieder verwendet werden können. Die Sohlkanäle können auch
mit anderem feuerfestem Material ausgekleidet sein.
-
Die Betonmasse ist beim Schütten in einzelne Einheiten unterteilt,
um die Eigendehnung auszur gleichen, die beim Aufheizen der Batterie auf Betriebstemperaturen
entsteht, um die Bildung von Rissen zu verhüten, durch die die Wirkung der Erfindung
nicht eintreten kann.
-
Wie aus Abb.2 und 4 ersichtlich, werden die Verkokungskammeröfen,
die Heizwände und Regeneratoren von einer dicken Platte 4o aus feuerfestem Beton
getragen. Unter der Platte 40 wiederum sind Pfeiler 41 vorgesehen, die Durchgänge
42 frei lassen, durch welche der Bedienungsmann von Ofen zu Ofen gehen kann, um
die Regeleinrichtungen zu bedienen. Im oberen Teil der Platte 4o sind die Regeneratorsohlkanäle
22, 23 vorgesehen, die aus dem gleichen Baustoff bestehen wie die Platte 40 und
mit dieser eine Einheit bilden. Die Sohlkanäle 22 sind durch eine starke Decke 43
gleichen Baustoffes von den darüber angeordneten Regeneratorabteilen 2o abgeschlossen.
-
Zwischen den einzelnen Einheiten des Bauteiles 40, der mit den Sohlkanälen
eine Einheit bildet, sind quer und längs sich erstreckende Zwischenräume, vorzugsweise
unterhalb wechselweise angeordneter Regeneratoren vorgesehen. Sie bestehen aus senkrecht
angeordneten Schlitzen 44, 47, die durch den Teil des Beton hindurchgehen, der eine
gemeinsame Wand mit den Sohlkanälen 22, 23 bilden würde. Sie unterteilen die vollständige
Batteriestützeinheit 4o in mehrere Dehnungseinheiten, von welchen jede durch an
ihren entgegengesetzten Enden angeordnete Pfeiler 4i für sich getragen wird. Auf
diese Weise besteht die Batteriestützeinheit 4o aus einer Reihe kleinerer tischartiger
Glieder, die unabhängig voneinander dehnbar sind. Der Zwischenraum 44 wird während
des
Aufbaus der Batterie mit einem nachgiebigen Stoff, wie Asbest, Glaswolle od. dgl.
gefüllt, der zusammendrückbar ist, um eine gute Dichtung zu bilden. Die Abstützung
der Batteriestützeinheit 4o durch die Pfeiler d i erfolgt unter Vermittlung von
I-Trägern 46, die sich quer zur Batterielängsrichtung erstrecken. Die Zwischenräume
44, 47 sind vorzugsweise von den Fundamentgängen 42 aus zugänglich, um die 'Möglichkeit
des Nachfüllens von Dichtungsmitteln zu gestatten, falls den Gasdurchtritt ermöglichende
Undichtigkeiten in der Zwischenwand der Sohlkanäle 22, 23 entstehen.
-
Beim Betrieb der Koksofenbatterie, entsprechend dem dargestellten
Ausführungsbeispiel. wobei die Beheizung der Ofen mit vorzuwärmendem Schwachgas
erfolgt, werden die Regeneratoren vorzugsweise so ausgebildet und angeordnet, daß
die Schwachgasgeneratoren über den Zwischenräumen 44 liegen, und die beiderseits
davon angeordneten kegeneratoren Verbrennungsluftregeneratoren sind.
-
In den -Nbb. i und 2 sind die m einem Beheizungszeitraum mit Luft
beaufschlagten Regeneratoren mit L und die dabei von Abgas durchströmten Regeneratoren
mit A in be iden Strömungsrichtungen bezeichnet. Der Schwachgasregenerator trägt
die Bezeichnung G und der im gleichen Beheizungszeitraum dabei als Abhitzeregenerator
dienende die Bezeichnung _-I. In der umgekehrten Strömungsrichtung wird dabei der
Abgasregenerator, der mit dem Luftregenerator zusammenarbeitet, von Verbrennungsluft
durchströmt, L, und der von Verbrennungsluft durchströmte von Abgas durchströmt,
A. 1u gleicher Weise ist der vorher von Schwachgas durchströmte Regenerator jetzt
Abhitzeregenerator .-I und der damit zusammenarbeitende Regenerator Schwachgasgenerator
G.
-
Wenn die hoksofenbatterie mit Starkgas beheizt tvird, werden die Regeneratoren
2o und die zugehörigen Sohlkanäle 23 in der einen I-Ieizperiode von Verbrennungsluft
durchströmt, die in die Heizzüge i-. der äußeren Gruppen gelangt, wobei diesen gleichzeitig
Starkgas durch die Uaterbrennerkanäle 29 -zugeführt wird. In dieser Heizperiode
dienen die Sohlkanäle 22 zum Ableiten der Abgase in die Abgaskanäle 26. Würden die
Sohlkanäle aus Steinmauerwerk hergestellt sein, so bestände hierbei die Gefahr,
daß Starkgas aus den Starkgaskanälen durch Undichtigkeiten von Mauerwerksfugen in
die Sohlkanäle gelangen kann. Infolge der Ausbildung der Batteriestützeinheit 4o
aus einem einheitlichen fugenlosen Baustoff zwischen den Unterbrennerkanälen und
den angrenzenden Sohlkanälen, die Starkgas bzw. Abgas führen, ist die Möglichkeit
der Bildung von Uudichtigkeiten zwischen beiden im wesentlichen ausgeschlossen.
Ein weiterer Schutz gegen Gasübertritte in die Abhitzsohlkanäle ist dadurch geschaffen,
daß um die Starkgaskanäle im Bereich der Regeneratorsohlkanäle eine dichte metallische
Hülle vorgesehen ist, die von dem unteren Ende der Batteriestützeinheit 4o bis oberhalb
der Sohlkanäle reicht.