EP0037541A1 - Gasdichte Tür eines Reaktorraumes für chemische Reaktionen - Google Patents

Gasdichte Tür eines Reaktorraumes für chemische Reaktionen Download PDF

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EP0037541A1
EP0037541A1 EP81102364A EP81102364A EP0037541A1 EP 0037541 A1 EP0037541 A1 EP 0037541A1 EP 81102364 A EP81102364 A EP 81102364A EP 81102364 A EP81102364 A EP 81102364A EP 0037541 A1 EP0037541 A1 EP 0037541A1
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door
sealing liquid
tubular cavity
seal
sealing
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Hans-Josef Giertz
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Bergwerksverband GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B25/00—Doors or closures for coke ovens
    • C10B25/02—Doors; Door frames
    • C10B25/16—Sealing; Means for sealing

Definitions

  • the invention relates to a reactor space according to the preamble of claim 1.
  • Reactor rooms of this type are used above all when the chemical reaction taking place therein is carried out at relatively high temperatures and the gases formed cannot be retained with sufficient reliability by a simple seal, i.e. they represent an environmental burden due to undesired leakage from the reactor room door.
  • a preferred area of application for such reactor rooms is coke oven chambers, especially those with vertical chamber doors.
  • the object of the invention is to provide a reactor space according to the preamble of the main claim, the outer seal in relation to the door opening is wear-resistant to temperature influences. Furthermore, it should be achieved that the gas tightness is improved compared to known solutions and the seal is easy to maintain. Finally, the aim is to ensure that the seal remains as functional as possible even when the components are warmed.
  • claim 4 represents an advantageous embodiment of the invention.
  • Solution according to claim 5 is a simple and effective solution.
  • Claim 7 offers a surprisingly simple and effective further improvement.
  • Figure 1 shows a vertical section through a simple reactor room according to the invention. This representation is to be understood purely schematically.
  • the inner door seal 3 and the sealing edges 4a and 4c can be fastened to the door 2a as well as to the door frame at 2b.
  • the sealant Before opening and closing the door, the sealant must be drained or refilled. This happens through the feed and Processes 5a and 5b.
  • FIG. 2a shows a section in the plane of the seals.
  • the first tubular cavity 6 is a self-contained ring line.
  • the second tubular cavity 4b encloses the first tubular cavity 6. It is filled with sealing liquid which can be supplied via 5a and removed via 5b. It is also possible in this way to maintain a continuous flow of the sealing liquid through the second tubular cavity 4b.
  • Figure 2b corresponds essentially to Figure 2a, but with the special feature that the drainage of the sealing liquid, as already in Figure 1, is arranged below.
  • the flow of sealing liquid can be controlled via valves 7. Sealing liquid penetrating approximately in the first tubular cavity 6 flows at the lower end together with the remaining sealing liquid into a collecting basin 8, the liquid level of which seals the two sealing systems from the outside.
  • Figure 3a shows a special embodiment of the invention in which the features of claims 2 and 3 are realized. It is the same section as in Figures 2a and 2b.
  • the outer door seal is designed as a channel that is open at the top.
  • This is a simplified embodiment of the corresponding solution in FIG. 2b, leaving out the top sealing edge.
  • This embodiment can only be used with doors standing essentially vertically, since the sealing liquid would otherwise leak. It has the advantage that it can be used like a storage tank that is already known in many areas, the fill level being kept at a constant level by a weir or float valve. Overfilling the gutter can e.g. B. can be prevented by a well-known overflow system.
  • a solution according to claim 3 is shown in the lower half of Figure 3a.
  • the trough 10 filled with sealing liquid is filled or raised so high that the liquid level closes off the first tubular cavity 6, which is open towards the bottom, from the atmosphere.
  • the outer door seal immersed with their lower ends into the liquid layer D of the tub 10 so deep that the regulating valves 9 are located below the liquid level. This is necessary so that the outer seal can be completely filled with sealing liquid after the door has been closed.
  • the sealing liquid is drained again, which, for. B. can be done in that the inflow of sealing liquid is shut off and valves 9 can drain all sealing liquid in tub 10, which is then removed by lowering or pivoting about a horizontal axis so far that the door can be opened.
  • This solution has the advantage that contaminants, sealing fluid from a leak, or condensate escaping from the reactor despite the inner door seal can be removed without difficulty.
  • the incrustations that frequently occur in this area which would particularly stress the outer door seal, would be eliminated.
  • Figure 3b shows a section in the plane A / A through Figure 3 a.
  • a special door frame (12, 12a, 12b) was used in the area of the door opening of the wall of the reactor room 1.
  • the portion 12a of this door frame forms a hori- z ontales weir for a water reservoir from which the sealing liquid can continuously flow over the weir into the horizontal groove.
  • the part 12b of the frame is a horizontal leg on which the seal 3 comes to rest and which dips into the tub 10 approximately as far as the two vertical tubular cavities4b, which are filled with sealing liquid.
  • This solution offers the advantage that a gas overpressure that forms in the first tubular cavity 6 due to a malfunction or overpressure of the sealing liquid in the second tubular cavity 4b can only become as high as the depth of immersion of these sealing spaces, which are open towards the bottom, in the trough 10.
  • the sealing liquid can be circulated as long as the contamination does not become too large.
  • Figure 4 shows an enlarged section of Figure 1, in which the features of claims 4 and 5 are realized in a schematic example.
  • the elastic wall 13 here replaces the function that the door itself has in the other representations, namely to form the door-side boundary of the two tubular cavities 6 and 4b.
  • the inner door seal 3 can be designed in the form of an adjustable, knife-shaped blow bar, as you can z. B. at coke oven doors.
  • the present invention can be used particularly effectively if the first tubular cavity 6 with a Inert gas is flushed out, which takes on an additional sealing function in relation to possible leaks in the inner door seal 3, provided that the inert gas pressure is greater than the pressure developing in the reaction space.
  • the formation of explosive gas mixtures or condensation deposits are avoided by inert gas purging or filling. This problem arises particularly with coke oven doors and it has been found that especially the vapor of the sealing liquids commonly used, such as. B. water, is suitable to act as an inert gas.

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Abstract

Bei einem Reaktorraum für chemische Reaktionen mit gasdichter Tür, bei der zwei rund um die Türöffnung verlaufende Dichtungen zusammen mit dem Türrahmen 2b und der diesen überlappenden Tür 2a im Verschlußzustand einen ersten rohrförmigen Hohlraum 6 bilden, besteht die in bezug auf die Türöffnung ausliegende Dichtung aus a) zwei im wesentlichen parallel verlaufenden Dichtschneiden 4a, 4c, welche im Verschlußzustand zusammen mit den Türrahmen 2b und der diesen überlappenden Tür 2a einen weiteren rohrförmigen Holraum 4b bilden, b) einer Dichtflüssigkeit, die den zweiten rohrförmigen Hohlraum 4b ausfüllt, c) einer Zu- und Ableitung 5a, 5b für die Dichtflüssigkeit für den zweiten rohrförmigen Hohlraum 4b.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Reaktorraum gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Derartige Reaktorräume werden vor allem dann benutzt, wenn die darin ablaufenden chemische Reaktion bei relativ hohen Temperaturen durchgeführt wird und dabei gebildete Gase durch eine einfache Dichtung nicht hinreichend zuverlässig zurückgehalten werden können, diese also durch unerwünschten Austritt bei der Reaktorraumtür eine Umweltbelastung darstellen.
  • Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet solcher Reaktorräume sind Koksofenkammern, insbesondere solche mit vertikalen Kammertüren.
  • Bei bisher bekannten Reaktorräumen konnte zwar durch die Verwendung zweifacher Türdichtungen die Gasdichtigkeit der Türen schon relativ zuverlässig erreicht werden, sie hatten jedoch den Nachteil, daß die üblichen Dichtungsmaterialien den auftretenden Temperaturen nur relativ kurze Zeit standhielten.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Reaktorraum gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches zu schaffen, dessen in bezug auf die Türöffnung außen liegende Dichtung verschleißfest gegenüber Temperatureinflüssen ist. Weiterhin soll erreicht werden, das die Gasdichtigkeit gegenüber bekannten Lösungen verbessert wird und die Dichtung wartungsfreundlich ist. Schließlich soll erreicht werden, daß die Dichtung auch bei auftretendem Wärmeverzug der Bauteile bestmöglich funktionstüchtig bleibt.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird im wesentlichen durch die Merkmalskombination des Anspruches 1 gelöst.
  • Bei Reaktorräumen mit in etwa vertikal stehenden Türen stellen die Lösungen gemäß Anspruch 2 und 3 eine Verbesserung und Vereinfachung des grundlegenden Erfindungsgedankens dar. Die beiden letztgenannten Lösungen können auch in Kombination Anwendung finden.
  • Soweit besonders hohe Temperaturen an der in bezug auf die Türöffnung außen liegenden Dichtung auftreten, stellt Anspruch 4 eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar.
  • Soweit Wärmeverzug im Bereich der Tür des Reaktorraumes, wie er z. B. bei Koksofentüren eintreten kann, das feste Anliegen der Dichtung zwischen Tür und Türrahmen verhindert, stellt die Lösung gemäß Anspruch 5 eine einfache und wirkungsvolle Lösung dar.
  • In Fällen, in denen sich in dem ersten rohrförmigen Hohlraum, also zwischen den beiden Dichtungen, ein explosives Gasgemisch bilden kann, weil etwa die in bezug auf die Türöffnung innen liegende Dichtung nicht völlig dicht schließt, erweist sich eine Lösung gemäß Anspruch 6 als besonders vorteilhaft. Anspruch 7 bietet hierzu eine überraschend einfache und wirkungsvolle weitere Verbesserung.
  • Funktionsweise, besondere Gestaltung und weitere Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung zu den Zeichnungen näher erläutert. Dabei ist der Gegenstand der Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen der weitestgehenden Auslegung der Ansprüche zu verstehen.
  • Figur 1 stellt einen Vertikalschnitt durch einen einfachen Reaktorraum gemäß der Erfindung dar. Diese Darstellung ist rein schematisch zu verstehen. Die innere Türdichtung 3 sowie die Dichtschneiden 4a und 4c können sowohl an der Tür 2a als auch am Türrahmen bei 2b befestigt sein. Im geöffneten Zustand sind keine rohrförmigen Hohlräume 4b und 6 mehr vorhanden, sondern nur noch nach einer Seite offene Rinnen, die erst durch die Tür bzw. den Türrahmen abgeschlossen werden, so daß diese Hohlräume entstehen. Vor dem Öffnen und nach dem Schließen der Tür muß die Dichtflüssigkeit abgelassen bzw. wieder eingefüllt werden. Dies geschieht durch die Zu- und Abläufe 5a und 5b. Es ist auch möglich, an der Auslaufseite der in bezug auf die Türöffnung außen liegenden, flüssigkeitsgefüllten Dichtung mit einem Ventil zu versehen und dieses im Verschlußzustand der Tür so einzustellen, daß die Dichtflüssigkeit, die über die Zuleitung stets nachgeführt wird, mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch den von ihr ausgefüllten Hohlraum strömt. Dies hat den Vorteil, daß bei besonders hohen Temperaturen die Dichtflüssigkeit sich nicht zu stark aufheizt und im Falle von Iechagen, d. h. Austreten der Dichtflüssigkeit aus dem von ihr ausgefüllten Hohlraum, immer so viel Dichtflüssigkeit ergänzt werden kann, daß ihre Funktion ständig erhalten bleibt. Die Dichtflüssigkeit stellt also Dichtmittel und Kühlung zugleich dar.
  • Figur 2a zeigt einen Schnitt in der .Ebene der Dichtungen. Bei dieser Lösung ist der erste rohrförmige Hohlraum 6 eine in sich geschlossene Ringleitung. Der zweite rohrförmige Hohlraum 4b umschließt den ersten rohrförmigen Hohlraum 6. Er ist mit Dichtflüssigkeit gefüllt, die über 5a zu- und über 5b abgeführt werden kann. Es ist so auch möglich, eine dauernde Strömung der Dichtflüssigkeit durch den zweiten rohrförmigen Hohlraum 4b aufrecht zu erhalten.
  • Sofern Leckagen an der äußeren Türdichtung 4a - 4c auftreten, ist dies im Normalfall unschädlich, da ständig Dichtflüssig- keit nachgeführt wird und durch die innere Türdichtung 3 vermieden wird, daß die Dichtflüssigkeit in den Reaktorraum eindringen kann.
  • Figur 2b entspricht im wesentlichen der Figur 2a, jedoch mit der Besonderheit, daß der Ablauf der Dichtflüssigkeit, wie schon in Figur 1, unten angeordnet ist. Über Ventile 7 kann der Durchfluß an Dichtflüssigkeit gesteuert werden. Etwa im ersten rohrförmigen Hohlraum 6 eindringende Dichtflüssigkeit fließt am unteren Ende zusammen mit der übrigen Dichtflüssigkeit in ein Auffangbecken 8, dessen Flüssigkeitsspiegel die beiden Dichtsysteme nach außen hin abschließt.
  • Figur 3a zeigt eine besondere Ausführungsform der Erfindung, in der die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 verwirklicht sind. Es handelt sich um den gleichen Schnitt wie bei Figuren 2a und 2b. Die äußere Türdichtung ist in ihrem oberen Bereich als nach oben hin offene Rinne ausgeführt. Dies ist eine vereinfachte Ausführungsform der entsprechenden Lösung in Figur 2b unter Fortlassung der obersten Dichtschneide. Diese Ausführungsform ist nur bei im wesentlichen senkrecht stehenden Türen anwendbar, da die Dichtflüssigkeit sonst auslaufen würde. Sie hat den Vorteil, daß sie wie ein in vielen Bereichen bereits bekanntes Vorratsbecken benutzt werden kann, wobei der Füllstand durch Wehr oder Schwimmerventil auf konstante Höhe gehalten wird. Ein Überfüllen der Rinne kann z. B. durch ein allgemein bekanntes Überlaufsystem verhindert werden.
  • Eine Lösung entsprechend Anspruch 3 ist in der unteren Hälfte der Figur 3a dargestellt. Die mit Dichtflüssigkeit gefüllte Wanne 10 ist soweit gefüllt bzw. so hoch angehoben, daß der Flüssigkeitsspiegel den nach unten hin offenen ersten rohrförmigen Hohlraum 6 gegenüber der Atmosphäre abschließt. Die äußere Türdichtung taucht mit ihren unteren Enden in die Dichtflüssigkeit der Wanne 10 so tief ein, daß die Regelventile 9 sich unterhalb des Flüssigkeitsspiegels befinden. Dies ist notwendig, damit nach dem Schließen der Türe die äußere Dichtung vollständig mit Dichtflüssigkeit gefüllt werden kann. Vor dem öffnen der Türe wird die Dichtflüssigkeit wieder abgelassen, was z. B. dadurch geschehen kann, daß der Zufluß an Dichtflüssigkeit abgesperrt wird und über Ventile 9 alle Dichtflüssigkeit in Wanne 10 abfließen kann, die anschließend durch Absenken oder Fortschwenken um eine horizontale Achse so weit entfernt wird, daß die Türe geöffnet werden kann.
  • Diese Lösung hat den Vorteil, daß Verunreinigungen, DichtFlüssigkeit aus einer Leckage oder aus dem Reaktor trotzt der inneren Türdichtung austretende Kondensate ohne Schwierigkeit abgeführt werden können. Bei Koksofentüren würden die in diesem Bereich häufig auftretenden Verkrustungen, die besonders die äußere Türdichtung belasten würden, entfallen.
  • Figur 3b zeigt einen Schnitt in der Ebene A/A durch Figur 3a. Hier wurde ein besonderer Türrahmen (12, 12a, 12b) im Bereich der Türöffnung der Wandung des Reaktorraumes 1 verwendet. Der Bereich 12a dieses Türrahmens bildet ein hori- zontales Wehr für ein Wasserreservoir, aus dem die Dichtflüssigkeit ständig über das Wehr in die horizontale Rinne 11 überfließen kann. Der Teil 12b des Rahmens ist ein horizontaler Schenkel, an dem die Dichtung 3 zur Anlage kommt und der in etwa so weit in die Wanne 10 eintaucht, wie die beiden vertikalen, rohrförmigen Hohlräume4b, die mit Dichtflüssigkeit ausgefüllt sind.
  • Diese Lösung bietet den Vorteil, daß ein sich aufgrund einer Betriebsstörung bildender Gasüberdruck im ersten rohrförmigen Hohlraum 6 oder überdruck der Dichtflüssigkeit im zweiten rohrförmigen Hohlraum 4b nur so hoch werden kann, wie es der Eintauchtiefe dieser nach unten hin offenen Dichtungsräume in die Wanne 10 entspricht.
  • Die Dichtflüssigkeit kann, wie auch in den vorhergehenden Fällen, im Kreislauf geführt werden, so lange die Verschmutzungen nicht zu groß werden.
  • Figur 4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 1, in dem die Merkmale der Ansprüche 4 und 5 in einem schematischen Beispiel verwirklicht sind. Die elastische Wandung 13 ersetzt hier die Funktion, die in den anderen Darstellungen die Tür selber hat, nämlich die türseitige Begrenzung der beiden rohrförmigen Hohlräume 6 und 4b zu bilden. Durch Anpreßmittel 14 in Verbindung mit der elastischen Wandung 13 wird erreicht, daß die Türdichtung 4a, 4b, 4c auch noch fest auf ihrer Auflagefläche 15b anliegt, wenn im Bereich des Türrahmens 2b thermische Verwerfungen auftreten. Die innere Türdichtung 3 kann in Form einer nachstellbaren, schneidenförmigen Schlagleiste ausgeführt sein, wie man sie z. B. bei Koksofentüren antrifft.
  • Die vorliegende Erfindung kann besonders wirkungsvoll eingesetzt werden, wenn der erste rohrförmige Hohlraum 6 mit einem Inertgas durchspült wird, welches gegenüber eventuellen Undichtigkeiten der inneren Türdichtung 3 eine zusätzliche Dichtfunktion übernimmt, sofern der Inertgasdruck größer ist als der sich im Reaktionsraum ausbildende Druck. Darüber hinaus werden durch eine Inertgasspülung bzw. -füllung die Bildung von Explosivgasgemischen oder Kondensationsniederschlägen vermieden. Dieses Problem taucht besonders bei Koksofentüren auf und es wurde gefunden, daß besonders der Dampf der üblicherweise verwendeten Dichtflüssigkeiten, wie z. B. Wasser, dazu geeignet ist,-als Inertgas zu fungieren. Eine solche Lösung hat den besonderen Vorteil, daß eventuelle Leckagen der Dichtflüssigkeit in dem ersten rohrförmigen Hohlraum 6 hinein nicht zu Schäden führt, sondern im Gegenteil, daß diese an heißen Stellen verdampfende Flüssigkeit zu einer Erhöhung und Auffrischung des Inertgasgehaltes führt. Selbstverständlich wird man für den Normalfall eine gezielte Eindüsung mit bereits aufgeheizter Dichtflüssigkeit vornehmen, um sie innerhalb des ersten rohrförmigen Hohlraumes 6 verdampfen zu lassen.
    • 1 Wandung des Reaktorraumes
    • 2a Tür des Reaktorraumes
    • 2b Türrahmen des Reaktorraumes
    • 3 innere Türdichtung
    • 4a-c äußere Türdichtung
    • 4a Dichtschneide
    • 4c Dichtschneide
    • 4b zweiter rohrförmiger Hohlraum (mit Dichtflüssigkeit ausgefüllt)
    • 5a/b Zu- und Ablauf für die Dichtflüssigkeit
    • 6 erster rohrförmiger Hohlraum
    • 7 Ventile
    • 8 Auffangbecken
    • 9 Ventile
    • 10 Wanne mit Dichtflüssigkeit
    • 11 Rinne mit Dichtflüssigkeit
    • 12 Türrahmen
    • 13 elastische Wandung
    • 14 Anpreßmittel
    • 15a thermische Isolationsschicht

Claims (7)

1. Reaktorraum für chemische Reaktionen mit gasdichter Tür, bei der zwei rund um die Türöffnung verlaufende Dichtungen zusammen mit dem Türrahmen und der diesen überlappenden Tür im Verschlußzustand einen ersten rohrförmigen Hohlraum bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die in bezug auf die Türöffnung außen liegende Dichtung besteht aus
a) zwei im wesentlichen parallel verlaufenden Dichtschneiden, welche im Verschlußzustand zusammen mit dem Türrahmen und der diesen überlappenden Tür einen zweiten rohrförmigen Hohlraum bilden,
b) einer Dichtflüssigkeit, die den.zweiten rohrförmigen Hohlraum ausfüllt,
c) einer Zu- und Ableitung für die Dichtflüssigkeit für den zweiten rohrförmigen Hohlraum,
2. Reaktorraum nach Anspruch 1, bei dem sich die gasdichte Tür an einer vertikalen Ebene befindet und zumindest an der oberen Seite horizontal verläuft, dadurch gekennzeich- net, daß
a) die in bezug auf die Türöffnung außen liegende obere Dichtung aus einer türöffnungsseitigen Schneide besteht, die zusammen mit der Tür und den Türrahmen im Verschlußzustand eine nach oben hin offene Rinne bildet,
b) die Rinne von der Dichtflüssigkeit ausgefüllt ist, welche an den Enden der Rinne über je eine Öffnung mit der Dichtflüssigkeit in den vertikal verlaufenden Hohlräumen in freier Verbindung steht.
3. Reaktorraum nach Anspruch 1, bei dem sich die gasdichte Tür an einer vertikalen Ebene befindet und zumindest an der unteren Seite horizontal verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die in bezug auf die Türöffnung außen liegende untere Dichtung aus einer mit der Dichtflüssigkeit gefüllten Wanne besteht, bei der im Verschlußzustand der Flüssigkeitsspiegel die untere Begrenzung des ersten rohrförmigen Hohlraumes bildet,
b) die mit der Dichtflüssigkeit ausgefüllten, vertikal verlaufenden Hohlräume in der Wanne unterhalb des Flüssigkeitsspiegels münden und Drosselventile besitzen, die unterhalb des Flüssigkeitsspiegels gelegen sind.
4. Reaktorraum nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den zwei im wesentlichen parallel verlaufenden Dichtschneiden der in bezug auf die Türöffnung außen liegenden Dichtung und dem Türrahmen eine thermische Isolationsschicht angeordnet ist.
5. Reaktorraum nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die in bezug auf die Türöffnung außen liegende Dichtung elastisch befestigt ist,
b) Anpreßmittel für diese Dichtung tür- oder rahmenseitig angeordnet sind.
6. Reaktorraum nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
a) der erste rohrförmige Hohlraum mit Inertgas ausgefüllt ist,
b) mit einer Zu- und einer Ableitung für das Inertgas versehen ist.
7. Reaktorraum nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas der Dampf der Dichtflüssigkeit ist.
EP81102364A 1980-04-09 1981-03-28 Gasdichte Tür eines Reaktorraumes für chemische Reaktionen Expired EP0037541B1 (de)

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EP0037541A1 true EP0037541A1 (de) 1981-10-14
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