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Kammerofen zur Erzeugung von Gas und Koks Das Hauptpatent 897
093 .betrifft einen Kammerofen zur Erzeugung von Gas und Koks mit Heizzügen
in den Kammerwänden und Beheizung durch Starkgas, das den Brennstellen des Ofens
durch Kanäle, die den Unterbau des Ofens senkrecht durchsetzen (Unterbrennerofen),
durch 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 den 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 Starkgaszuleiüung gesaugt wird.
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Um zu verhüten, daß bei der im Ofenunterbau unterschiedlichen Dehnung
des Materials die zur Starkgaszufuhr dienenden Injektordüsen ihre zentrale Lage
zwischen Mischdüse und dem damit verbundenen zum Heizzug führenden Gaskanal ändern,
sieht das Zusatzpatent gii 726 weiter
vor, die Injektordüse
in dem Mauerwerk unve,rschiebbar zu lagern derart, daß die mit ihr verbundene Zuleitung
die Ofentragplatte mit Spiel durchsetzt.
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Ferner ist der die senkrechten Starkgaskanäle paar- oder gruppenweise
verbindende, zur Abgaszumischung dienende, mit feuerfestem Material ausgestattete
Umwälzkanal von einem metallischen Rohr umgeben. Dadurch soll eine Isolierung des
Umwälzkanals gegen bei etwaigen Undichtigkeiten aus den Regeneratorsohlkanälen austretende
Gase (Schwachgas oder Luft) geschaffen werden.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun, die Starkgasinjektordüsen
mit den damit verbundenen senkrechten Starkgaszuführungsleitungen und ein den Umwälzkanal
umgebendes Metallgehäuse als eine Einheit auszubilden und so mit dem Ofenmauerwerk
zu verbinden, daß diese Einheit auf der das Ofenmauerwerk tragenden Betonplatte
sich .mit dem Ofenmauerwerk unter Zentrierung der Starkgasdüsen in den senkrechten
Starkgaskanälen bei der Dehnung bewegen kann.
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In den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
dargestellt.
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Abb. i ist ein senkrechter Längsschnitt durch eine Unterbrennerkoksofenbatterie;
Abb. 2 zeigt einen senkrechten Querschnitt durch eine Unterbrennerkoksofenbatterie;
Abb. 3 stellt im vergrößerten Maßstab einen Teil der Abb. i in bezug auf die Abgasumwälzkanäle
dar; Abb. 4 ist ein Schnitt nach Linie IV-IV der Abb. 3 und 5 ; Abb.5 ist ein senkrechter
Querschnitt nach Linie V-V der Abb. 3 ; Abb. 6 und 7 sind Schnitte, die den Abb.
3 und 5 entsprechen, jedoch eine andere Ausführungsform darstellen.
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Die Erfindung ist anwendbar bei QuerregeIIerativöfen mit je zwei Heizzüge
über die Ofendecke verbindenden Querkanälen mit Unterbrennern, wie nachfolgend beschrieben.
Die Erfindung ist aber auch bei anderen Koksöfen, beispielsweise Unterbrenner-Zwillingszugöfen
oder anderen Arten von UnterbrennerMen mit aufsteigend und abfallend beheizten Heizzügen
anwendbar.
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Wie aus Abb. i und 2 ersichtlich, sind die senkrechten Heizzüge r2,
14 je einer Heizwand oben durch QuerkanäAle 24 miteinander verbunden. Jeder Heizzug
12, 14 ist mit einem Paar von Regeneratoren verbunden. Der Heizzug 12, steht mit
Regeneratoren 16, i8 und der Heizzug 14 .mit Regeneratoren 2o, 22 zur Zuführung
vorgewärmter Luft in Verbindung. Die Regeneratoren 18, 2o sind je mit einem Heizzug
verbunden, während die breiteren Regeneratoren 16,:2:2 je an zwei Heizzüge angeschlossen
sind. In dem einen Beheizungszeitraum wird der Heizzug 12 durch senkrechte Unterbrennerkanäle
26 mit Starkgas beheizt, während die Beheizung des Heizzuges 14 in dem anderen Beheizungszeitraum
mittels durch senkrechte Unterbrennerkanäle 26' zugeführten Starkgases erfolgt.
Die Regeneratoren sind durch Kanäle 25 mit den Heizzügen am Boden verbunden. Die
Starkgaskanäle 26, 26' erstrecken sich durch die Trennwand 25' der Regeneratoren
ebenfalls bis zum Boden der Heizzüge. Am unteren Ende der senkrechten Starkgaskanäle
26, 26' sind Düsen 3o auswechselbar in metallischen Gasleitungen 32 angeordnet.
Die Gasleitungen 32 sind mit Sammelleitungen 5o durch nachgiebige Rohre 48 verbunden,
so daß sie den Bewegungen des Ofenmauerwerks folgen können. Die senkrechten Starkgaskanäle
26, 26' sind durch je einen wagerechten Umwälzkanal 31 miteinander verbunden,
der unterhalb der Regeneratorsohlkanäle im Ofenmauerwerk angeordnet ist. Das Ofenmauerwerk
besteht an dieser Stelle aus Silikamaterial. Die Starkgaskanäle sind mit venturiartigen
Verengungen 28 versehen, die einen Teil einer Mischeinrichtung für dem Starkgas
zuzusetzendes Abgas bilden.
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Die Düsen 30 enden unterhalb dieser Verengungen 28 und an der
Verbindungsstelle des senkrechten Starkgaskanals 26 mit dem waagerechten Umwälzkanal
34, so daß das durch die Düsen 3o ausströmende Starkgas Abgas aus dem damit verbundenen,
auf Abhi.tze stehenden Starkgaskanal ansaugt. Das Starkgas gelangt somit mit Abgas
vermischt in die Heizzüge i2 bzw. 1q..
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Bei den in den Abb. 4 bis 7 dargestellten Ausführungsformen sind die
Umwälzkanäle 34 in der Betontragplatte 38 angeordnet. Die Betontragplatte 38 ist
mit Aussparungen 55 für die Umwälzkanäle 34 versehen, wobei, diese Aussparungen
mit feuerfestem Beton 40 oder Steinplatten ausgekleidet sind. Jeder Umw älzkanal
34 ist an seinen Enden bei 58 rechtwinklig nach oben abgebogen.
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Jedem Umwälzkanal38 sind zwei jeweils mit Starkgas und zwei mit Abhitze
beaufschlagte Starkgaskanäle 26, 26' zugeordnet. Die Umwälzkanäle 34 sind im Querschnitt
rohrförmig oder rechtwinklig ausgebildet und mit feuerfestem Stampfbeton oder Steinplatten
56 mit Dehnfugen 57 ausgekleidet, wie aus Abb. 7 erkennbar.
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Die venturiartige Verengung 28 der S@arkgaskanäle 26, 26' liegt oberhalb
des rechtwinklig abgebogenen Teiles 58 des Umwälzkanals 34. Der Umwälzkanal 34 ist
ferner an seinen Enden in der Achse des senkrechten Gaskanals 26, 26' mit dem Ende
6o des Gasrohres 32 verbunden. In dem Ende des oberen Gasrohres 32 ist ein Ring
61 angeordnet. Die verstellbare kalibrierte Düse 30 ist in dem Ring 61 eingeschraubt
(Abb. 5).
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Die Gasleitungen 32 und Düsen 30 stehen in einer i.neinandergreifenden
Verbindung mit dem Silikamauerwerk 25' welches eine unterschiedliche Dehnung gegenüber
der Betontragplatte 38 hat derart, daß die Düse 3o der Bewegung.des Silikamauerwerks
25' während seiner Dehnung und Zusammenziehung in bezug auf die Betontragplatte
folgen kann, um dabei die Düse 30 und die venturiartige Verengung 28 in konzentrischem
Eingriff miteinander .und mit der Achse der oberen Teile der Starkgaskanäle 26,
26' der Silikawand 25' zu halten.
Zu diesem Zwecke sind gemäß der
Erfindung, wie aus den Abb. 4 bis 7 ersichtlich, die Umwälzkanäle 34, die mit einer
tongebundenen Stein- oder Plattenauskleidung 56 versehen sind, von einem Stahlgußgehäuse
63 umkleidet, das mit Spielraum in der Aussparung 55 der Betontragplatte 38 angeordnet
ist. Das Stahlgußgehäuse 63 hat in seinem oberen Teil einen flanschartigen Ansatz
64, der in gleitender Verbindung in einer entsprechenden Aussparung 65 des oberen
Teiles der Betontragplatte 38 angeordnet ist.
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Der obere Teil des Stahlgußgehäuses und die feuerfeste Auskleidung
56 des Umwälzkanals 3.:1 endigt in der gleichen Ebene wie die Ebene 59 des oberen
Teiles ,der Betontragplatte 38, auf welcher sich das Silikamauerwerk 25' und die
Sohlkanalauskleidung 36' abstützen. Die Auskleidung 56 der Umwälzkanäle 34 liegt
mit Fugen 57 gegeneinander. Der obere Teil der feuerfesten Auskleidung 56 und der
untere metallische Gehäuseteil 63 bilden zusammen eine Einheit derart, daß der Umwälzkanal
34 eine einheitliche Bewegung relativ zu der Betontragplatte, in der sie angeordnet
sind, mit dem Silikamauerwerk 25' der Ofenbatterie, das auf der Betontragplatte
aufliegt, bei der Dehnung und Zusammenziehung gestatten.
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Zu diesem Zwecke sind die flanschartigen Ansätze 64 des Gehäuses 63
mit nach oben sich erstreckenden Rippen 66 versehen. Diese Rippen oder Vorsprünge
66 greifen in Aussparungen 67 der Bodenfläche des unteren Teiles der Silikawand
25'. Die Rippen 66 dienen nicht nur zum Halten der Düsen 30 und der Gasleitung
32, sondern auch der Umwälzkanäle 34 an dem oberen Silikamauerwerk 25' zwecks einheitlicher
Bewegung relativ zu dem sich weniger stark dehnenden tongebundenen Material der
Regeneratorsohlkanäle und der Betontragplatte 38. Auf diese Weise stehen diese Teile
in '' erl>in.duli,@ mit den Starkgaskanälen 26, 26' sowie den Düsen 30, die konzentrisch
in der Verengung 28 gehalten werden derart, daß sie alle Bewegungen gemeinsam machen.
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Bei der in den Abb. 3 und 5 dargestellten Ausführungsform ist die
venturiartige Verengung 28 der Kanäle 26, 26' fortgelassen, wohei die Düsen
30 innerhalb des Umwälzkanals 34 in der Betontragplatte endigen. Die abgebogenen
Enden 58 des Umwälzkanals haben im waagerechten Querschnitt gesehen eine T-förmige
Ausbildung (Abt. 4). Die Düse 30 ist in der Höhenrichtung einstellbar gegenüber
dem Umwälzkanal34 in dem ringförmigen Glied 61 angeordnet. Die senkrechten Gaskanäle
26, 26' können in ihren unteren Teilen unmittelbar über der Betontragplatte 38 mit
einer venturiartigen Verengung versehen sein, wie in den in Abb. 5 gestrichelten
Linien dargestellt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform, wie sie in den Abb. 6 und 7 dargestellt
ist, ist die Verengung 28 der Starkgaskanäle 26, 26' im oberen Teil der Kanäle angeordnet.
In diesen Fällen enden die Düsen 3o oberhalb der Betontragplatte 38. Die abgebogenen
Enden 58 der Kanäle 34 bestehen aus einem senkrechten Kanal 34', der in einen gegabelten
senkrechten Kanal 68, 69 der Silikawand 25' übergeht.
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Unterhalb des Bodens 36' der Regeneratorsohlkanäle 36 ist eine aus
nichtrostendem Stahl bestehende Platte 52 angeordnet, die unterhalb der Silikawand
25' entlang der Ofenbatterie verläuft. Die Platten 52 erstrecken sich quer zu der
Batterie entlang den Rippen 66 bis zu einem Punkt nahe der äußeren Kante des Flansches
64 an den entgegengesetzten Enden des Umwälzkanals 34 :und überdecken die oberen
Kanalsteine 56 des Kanals 34 in Höhe des Flansches 64.
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Bei einem Bewegen der Rippen 66 in Richtung der Ofenbatterie infolge
der Dehnung der Regeneratorwände 25' relativ zu der Betontragplatte 38 und des Bodens
36' der Regeneratorsohlkanäle 36 wird auch die Platte 52 mit den Wänden 25', dem
Umwälzkanal 34 und der Starkgasdüse 3o als eine Einheit bewegt.
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Die Starkgasdüsen 3o, die jedem Heizzug zugeordnet sind, sind entsprechend
der erforderlichen Starkgasmenge kalibriert, und zwar derart, daß sie sowohl die
bei Starkgasbeheizung erforderlichen Gasmengen als auch die bei Schwachgasbeheizung
mit Starkgaszusatz erforderlichen geringen Starkgasmengen liefern. Die Kalibrierung
der Starkgasdüsen ist dabei so vorgenommen, daß sowohl bei Anordnung von Verengungen
28 in den senkrechten Starkgaskanälen 26, 26' als auch ohne diese Verengungen durch
die hierbei sich ergebende Gasgeschwindigkeit die Abgasmengen angesaugt werden,
die zur gleichmäßigen, ausreichenden Beheizung auf der gesamten Höhe der Heizzüge
erforderlich sind.
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Die Dichtungsplatten 52 zwischen den Regeneratorsohlkanälen 36 und
den Umwälzkanälen 34 vermeiden dabei mit Sicherheit bei etwa auftretenden Rissen
im Mauerwerk die Ansaugurig von Luft aus den Regeneratorsohlkanälen in die Umwälzkanäle
34. Eine Vermischung von Luft mit dem Gas würde die gleichmäßige Beheizung infolge
der unterschiedlichen Gasmengen stören. Von besonderem Vorteil ist eine solche Verhütung
von durch Undichtigkeiten der Sohlkanäle erfolgendem Zutritt von Luft bei Beheizung
der Öfen mit Schwachgas unter Zusatz von geringen Mengen Starkgas, da der Zusatz
von unkontrollierten Mengen Luft zu den geringen Starkgasmengen eine erhebliche
Schwankung des Starkgaszusatzes zu dem Schwachgas bedeuten kann.