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Kammerofen zur Erzeugung von Gas und Koks Das Patent 897
093 betrifft einen Kammerofen zur Erzeugung von Gas und Koks mit Beheizung
durch Starkgas, das den Brennstellen des Ofens durch den Unterbau durchsetzende
Kanäle unter Überdruck zugeführt wird und wobei die senkrechten Starkgaskanäle paar-
oder gruppenweise miteinander am unteren Ende derart verbunden sind, daß die zu
den beflammten Heizzügen führenden Gaskanäle mit Gaskanälen der in der gleichen
Betriebsperiode von Abgas durchzogenen Heizzüge in Verbindung stehen und je mit
einem Injektor ausgestattet sind, mittels dessen durch das sich entspannende Starkgas
eine regelbare Abgasmenge in die Starkgaszuleitung gesaugt wird.
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Gemäß der Erfindung ist die Injektordüse in dem Mauerwerk unverschiebbar
derart gelagert, daß sie bei Dehnung des Ofenmauerwerks ihre zentrale Lage zur Mischdüse
nicht ändert. Die mit der Injektordüse verbundeneZuleitung durchsetzt dabei die
Ofentragplatte mit Spiel.
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Durch eine solche feste Verbindung der Injektordüse mit dem Ofenmauerwerk
wird erreicht, daß die Injektordüse mit der Dehnung des Ofenmauerwerks wandert,
ohne die zentrale Lage zur Mischdüse und damit das Mischungsverhältnis zu ändern,
und daß die Zuleitung zur Injektordüse in dem Spielraum der Ofentragplatte der Dehnungsbewegung
des Ofenmauerwerks folgen kann.
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Vorzugsweise ist erfindungsgemäß die Injektordüse in einer fest mit
dem Mauerwerk verbundenen metallischen Tragplatte gelagert, an der auch die Zuführungsleitung
befestigt ist.
Damit die zu den Injektordüsen führenden Zuleitungen
auch der Dehnung des Mauer-,verks ohne Verbiegung folgen können, sieht die Erfindung
ferner vor, die Zuleitungen mit den in -den Fundamentgängen angeordneten Verteilleitungen
nachgiebig zu verbinden.
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Weiter ist Gegenstand der Erfindung, in dem die senkrechten Starkgaskanäle
unten paar- oder gruppenweise verbindenden Kanal ein mit einer feuerfesten Isolierung
ausgebildetes metallisches Rohr anzuordnen.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen in einer bevorzugten Ausführungsform
beispielsweise dargestellt.
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Fig. i zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen Teil einer Unterbrennerkoksofenbatterie;
Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch die Koksofenbatterie gemäß Fig. i in einer senkrechten
Ebene dazu; Fig. 3 stellt einen vergrößerten Schnitt durch die Injektoreinrichtung
gemäß der Erfindung dar.
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In Fig. i ist mit io eine Koksofenkammer bezeichnet, die zwischen
den Heizzügen 12 und 14 liegt. Unter der Ofenkammer und den Heizzügen sind die Regeneratoren
16, 18, 20 und 22 angeordnet. In der ersten Hälfte einer Heizperiode wird ein Gas-Luft-Gemisch
unten in den Heizzug, z. B. 12, eingeführt. Die Verbrennungsprodukte steigen im
Heizzug 12 auf und strömen durch einen Deckenkanal 24 in den Heizzug 14 auf der
anderen Seite der Ofenkammer io. Während der zweiten Hälfte einer Heizperiode wird
das Gas-Luft-Gemisch in dem Heizzug 14 verbrannt. Das Abgas strömt dann in diesem
Heizzug in entgegengesetzter Richtung aufwärts.
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Die Injektoren sind, wie aus Fig. i und 2 ersichtlich, in dem feuerfesten
Mauerwerk unterhalb der Heizzüge angeordnet. Zu jedem Injektor gehört zunächst der
Brenngaskana126, welcher sich vom unteren Ende der Heizzüge bis unterhalb des Bodens
der Regeneratoren erstreckt. Das untere Ende des Brenngaskanals hat eine, Verengung
28 nach Art der Ventuni,dü.sen, die den einen Ans.augteil des Injektors darstellt.
Unmittelbar unter der Verengung 28 liegt die Injektord.üse 3o, durch «-elche das
aus der Leitung 32 strömende Gas in die Mitte der Mischdüse 28 geblasen. wird. Seitlich
unterhalb der Mischdüse 28 ii:st ein Sammelraum 34 für Abgas., aus dem durch die
Saugwirkung der Injektordüse 30, 28 Abgas in den Brenngaskanal 26 eingesaugt wird.
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Wird ein Heizzug von den Abgasen abwärts durchströmt, so strömt ein
Teil der Abgase vom Boden des Heizzuges, z. B. 14, durch den Brenngaskanal 26, den
Sammelraum 34, einen Verbindungskanal 36 zu einem zweiten Sammelraum 34, der zum
Injektor des Heizzuges 12 gehört. Die Injektoren beider Heizzüge sind paarweise
hintereinander in der Längsachse der Ofenkammer angeordnet, wie aus Fig. i und 2
erkennbar. Einer der beiden Injektoren ist dabei jeweils aufwärts durchströmt, während
der andere mit den abwärts strömenden Abgasen zusammenarbeitet. Der Injektor wird
im allgemeinen so eingestellt, daß eine lange Flamme entsteht und die günstigste
Beheizung erzielt wird. Vorzugsweise wird zu einem Starkgas mit einem Wärmewert
von 49oo bis 544 cal/m3 so viel Abgas gemischt, daß das Gasgemisch einen mittleren
Heizwert von etwa 23oo bis 2700 cal/m3 besitzt. Dieses Gasgemisch wird beim
Durchströmen des Mischrohres 26 nicht zersetzt.
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Alle Bestandteile des Injektors, der Brenngaskanal 26, die Mischdüse
28, der Gasraum unterhalb der Mischdüse 28 und der Sammelraum 34, sind aus demselben
feuerfesten Material miteinander verbunden und machen deshalb die Wärmebewegung
der ganzen Ofenkonstruktion als einheitliches Ganzes mit. Der ganze Ofenbau steht
auf einer Tragplatte 38. Die Regeneratoren sind auf dieser Tragplatte verschiebbar
aufgebaut.
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Wie aus Fig.3 erkennbar, sind in dem feuerfesten Mauerwerk, das den
Verbindungskanal 36 umgibt, Dehnfugen 4ovorgesehen, um eine Dehnung des Mauerwerks
in Richtung des Kanals 36, d. h. quer zur Ofenachse, zu ermöglichen. Ebenso sind
Dehnfugen vorgesehen, um eine Bewegung der Injektoreinrichtung und der Regeneratoren
in der Längsachse der Ofenkammer zu ermöglichen. Da die Injektoreinrichtung ein
Teil des feuerfesten Mauerwerks ist, kann eine Dehnung oder Zusammenziehung des
Mauerwerks keine Verformungen an dieser hervorrufen.
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Damit die Injektordüse 3o den Gasstrom auch genau in die Mitte des
Venturirohres 28 einblasen kann, ist die Injektordüse starr mit einer metallischen
Platte 42 verbunden, die mittels einer Mörtelschicht q.3 in dem Mauerwerk ¢.4 eingebettet
ist. Wenn das Mauerwerk 44 sich in irgendeiner Richtung in Richtung der Ofenachse
oder quer dazu dehnt, bewegt sich der Injektor 30 in gleicher Weise mit und
bleibt so genau auf die Mitte der :Mischdüse 28 zentriert. Die Metallplatte 42 ist
mit der Betondecke 38 nicht fest verbunden, sondern kann auf ihr in jeder Richtung
gleiten entsprechend dem ihn umgebenden feuerfesten Mauerwerk. Die Injektordüse
30 ist in die :'Metallplatte 42 eingeschraubt und kann durch die Leitung
32 eingebracht oder entfernt werden. Auf diese Weise kann man. den Injektor in jeder
beliebigen Weise einstellen, um so eine bestimmte Gaszufuhr und Abgaszumischung
zum Brenner zu erhalten.
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Die Zuleitung 32 bewegt sich mit der Metallplatte 42 j e nach der
Dehnungsbewegung des Mauerwerks 44. Damit diese Bewegung in der Betondecke 38 ungleich
ist, durchsetzt die Leitung 32 die Betondecke mit einem genügend großen Spielraum.
An das untere Ende der Rohrleitung 32 sind nachgiebige Verbindungsleitungen angeschlossen,
die die Verbindung mit der Starkgasverteilleitung 5o herstellen.
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Die Hauptdehnung des Ofenmauerwerks findet statt, wenn die Ofenbatterie
vom kalten Zustand auf die Arbeitstemperatur aufgeheizt wird. Eine gewisse Bewegung
findet außerdem noch statt, wenn die Arbeitstemperatur infolge Wechselns der Kohlensorte
geändert -wird. Die Hauptbewegungsrichtung
liegt in Richtung der
Ofenachse, und zwar nimmt das Ausmaß der Bewegung von der Mitte der Ofenkammer an,
wo praktisch keine Dehnung vorhanden ist, nach den Ofenköpfen hin in beiden Richtungen
gleichmäßig zu. Gleichzeitig findet auch eine Dehnung der gesamten Ofenbatterien
statt, die, ebenfalls von der :Mitte der Batterielängsachse beginnend, nach deren
beiden Enden, hin zunimmt.
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Die Verbindungsleitung 36, durch die die Abgase im Kreislauf durch
die Mischdüse geführt werden, ist wegen der Bewegung des feuerfesten Mauerwerks
nur lose in dieses eingebettet. Sie besteht aus einem metallischen Mantel 52, der
innen mit feuerfestem, vorzugsweise tongebundenem Material ausgekleidet ist. Das
feuerfeste Mauerwerk, welches die Rohrleitung 36 umgibt, ist so ausgeführt, daß
trotz verhältnismäßig enger Einpassung eine gleitende Bewegung des Rohres unabhängig
von der Mauerwerksbewegung möglich ist. Die Dehnfugen in der Nähe der Enden des
Verbindungsrohres g6 sind mit Asbeststreifen 56 ausgefüllt, damit die Abgase nicht
durch den Zwischenraum zwischen Rohrmantel und Mauerwerk strömen.