EP1419214B1 - Verfahren zum betreiben einer koksofenbatterie - Google Patents

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EP1419214B1
EP1419214B1 EP02730053A EP02730053A EP1419214B1 EP 1419214 B1 EP1419214 B1 EP 1419214B1 EP 02730053 A EP02730053 A EP 02730053A EP 02730053 A EP02730053 A EP 02730053A EP 1419214 B1 EP1419214 B1 EP 1419214B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coking
immersion
pressure
raw gas
throttle
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02730053A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1419214A1 (de
Inventor
Frank Krebber
Helmut Dobert
Ralf Schumacher
Ulrich Kochanski
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.)
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
Uhde GmbH
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10128992A external-priority patent/DE10128992C2/de
Application filed by Uhde GmbH filed Critical Uhde GmbH
Publication of EP1419214A1 publication Critical patent/EP1419214A1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • C10B27/00—Arrangements for withdrawal of the distillation gases
    • C10B27/06—Conduit details, e.g. valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/0318—Processes
    • Y10T137/0396—Involving pressure control

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a coke oven battery having a plurality of identical coking chambers, a raw gas supply and arranged in the raw gas template throttle devices for individually regulating the gas pressure in the coking.
  • the throttle devices each have a water immersed immersion cup with a closable drain.
  • the coking chambers are connected to the raw gas feed through gas lines which terminate as dip tubes in the dip cups of the throttle devices.
  • Such throttle devices are off EP 0 649 455 B1 and WO 94/01513 A known.
  • the gas pressure of the associated coking chamber can be regulated as a function of the gas release.
  • the change of the liquid level in the immersion cup takes place indirectly by controlling the water inflow and outflow.
  • This equilibrium water conditions set which are dependent on the static pressure of the water column in the immersion cup and the free cross section of the drain opening and change in fluctuations in the feed rate or the discharge rate.
  • complex control is required to determine the water inflows and outflows during the coking process. All coking chambers must be equipped with measuring devices for chamber pressure. Furthermore, flow meters and control devices must be fitted to the throttle devices be provided both in the inflow and outflow of water. The control engineering effort for an automated operation of the coke oven battery is great.
  • the invention has for its object to provide a method that allows a simple control, safe operation of the coking chambers of a coke oven battery.
  • a coke oven battery with a plurality of the same coking, a raw gas and arranged in the raw gas throttle devices for individually regulating the gas pressure in the coking, wherein the throttle devices each have a water-immersed immersion cup with a closable outlet and wherein the coking with the raw gas template by gas lines are connected, which end as a dip tubes in the immersion cups of the throttle devices.
  • the invention and solution of the above object is a method for operating such a coke oven battery, wherein Throttle devices are used which have a vertically adjustable by an actuator overflow for controlling the liquid level in the immersion cup, for a coking chamber, which is associated with a pressure regulating device with a measuring device for the chamber pressure and with a position sensor for controlling the actuator, which are recorded in the form of a position-time curve associated with the temporal pressure curve during the coking coal to coke associated actuating signals for the actuator in accordance with the position-time curve, the actuators are controlled by throttle devices associated with coking chambers without pressure control devices.
  • the inventive method makes use of the fact that the coking in the coking chambers is a cyclic batch process and the evolution of gas during coking has a predictable course that is the same in all coking chambers.
  • This makes it possible to control the liquid level in the immersion cup according to a position-time curve, which is stored in a process computer.
  • the position-time curve is transmitted as control signals from the process computer to the actuators of the throttle devices, which position the associated overflow according to the control signals.
  • it is sufficient if only one or a few coking chambers in the coke oven battery are equipped with a pressure regulating device.
  • the pressure regulating device comprises a measuring device for the chamber pressure and a position transmitter, which generates control signals for the actuator of the vertically adjustable overflow from the pressure values and setpoints.
  • the transmitted control signals are stored for one or each gas development cycle as a position-time curve and can then at the next or at later Gas development cycles are used as control signals instead of directly coming from the pressure control unit control signals.
  • the position-time curve is also used to operate coking chambers, which have no pressure control device.
  • the pressure in the raw gas sample is measured and the function values of the position-time curve correction values are activated when the pressure in the raw gas sample deviates from a reference value measured during the recording of the position-time curve.
  • Pressure fluctuations on the gas discharge side are compensated for and do not adversely affect the operation of the coking chambers. Disturbances on the gas supply or generation side are generally known and are dependent on changes in the operating parameters, e.g. caused by a change in the coking times or the Schuzugtemperaturen. In such cases, the position-time curve is recaptured.
  • the invention relates to a method for operating a coke oven battery, which has a plurality of identical coking chambers, a raw gas supply and throttle devices for individually regulating the gas pressure in the coking chambers.
  • a coke oven battery which has a plurality of identical coking chambers, a raw gas supply and throttle devices for individually regulating the gas pressure in the coking chambers.
  • a raw gas supply and throttle devices for individually regulating the gas pressure in the coking chambers.
  • Fig. 1a and 1b one of the coking chambers 1 with associated throttle device and a section of the raw gas template 2 is shown.
  • the throttle device is disposed within the raw gas feed 2 of the coke oven battery and connected via a riser pipe 3 with the gas space of the coking chamber 1 ( Fig. 1a, 1b ).
  • the basic structure of the throttle device includes a dip cup 4, the water is constantly fed 5, and a dip tube 6, which is connected via a riser manifold 7 with the riser pipe 3 and ends in the dip cup 4.
  • the immersion cup 4 has an overflow 8 and a closable outlet 9.
  • the dip tube 6 is formed with an end portion 10, the free gas outlet cross-section is dependent on the liquid level 11 in the dip cup 4.
  • the end portion 10 shell-side slots 12 on ( Fig. 2 ).
  • the lower edge may be profiled or bevelled.
  • a drain pipe 13 is provided for water, the inlet end of which protrudes into the dip tube 6 and shell-side inlet openings 14 for the inflow of water.
  • an open at both ends of slide 15 is arranged, which closes the inlet openings 14 of the drain pipe 13 in accordance with its position in the longitudinal direction and forms a vertically adjustable overflow for the inflowing into the drain pipe 13 water.
  • the inlet end of the drain pipe 13 is surrounded by a siphon pipe 16, which closes the upper side of the drain pipe 13 and forms an opening below the dip tube 6 in the dip cup 4 annular channel for the inflow of water.
  • the upper edge of the slider 15 defines the height of the water level within the immersion cup 4.
  • the siphon tube 16 prevents gas from flowing through the drain pipe 13 and can adversely affect the water level control.
  • the e.g. Slot-shaped shell-side recesses 12 in the end portion 10 of the dip tube 6 extend in the longitudinal direction over a portion a, whose length is adapted to the adjustment range of the slider 15 within the drain pipe 13.
  • the slider 15 is movable by a control rod 17 which is guided by a portion of the dip tube 6. It is through the wall of the riser 8, its extension represents the dip tube 6, led to the outside and there connected to a suitable actuator 18 ( Fig. 1a, 1b ).
  • a drive unit is used as the actuator 18, which remains in case of failure of its drive energy in the last control position, as this represents that position in which the combination water level / gas pressure corresponds to a defined, safe state. This is especially important in the case of raw gas removal from the coking chamber, since the pressure must neither increase too much nor fall too much.
  • Fig. 3 shown functional position of the device, for example, formed as longitudinal slots shell-side inlet openings 14 of the drain pipe 13 are closed by the slider 15. Due to the incoming water, the dipping cup 4 is flooded. The water flows through the overflow 8 of the immersion cup 4. The liquid column b in the dip tube 6 is so large that the gas path between the gas chamber of the coking chamber 1 and the raw gas template 2 is interrupted. The coking chamber 1 can be opened and expressed coke coke. The device according to the invention prevents air from entering the raw gas feed 2.
  • the drain pipe 13 is connected as a movable actuator to a drain 9 associated closure plug 19, wherein the effluent in the drain pipe 13 water flows through a water channel of the dipping cup 4 sealing plug 19 ( Fig. 1a and 2 ).
  • the plug 19 is by a lifting movement of the drain pipe 13 in the in Fig. 4 shown opening position movable and are the flow 9 of the dipping cup 4 for emptying the immersion cup free.
  • the inventive device takes the in Fig. 4 illustrated functional position when the associated coking chamber 1 is freshly filled with coal. The filling gases are sucked unthrottled into the raw-gas template 2 with the negative pressure prevailing in the raw-gas template 2.
  • the complete operating cycle of a coking chamber can be controlled or regulated.
  • the dipping cup 4 is completely emptied so that the filling gases can be sucked unthrottled into the raw gas template 2 with the negative pressure prevailing in the raw gas template 2.
  • the chamber pressure is regulated by regulation of the liquid level in the device according to the invention in accordance with a preset value.
  • the gas path is interrupted by flooding the immersion cup 4, so that no air can get into the raw gas 2 template. From a comparative analysis of the figures, one can deduce that the regulation, closing and opening of the gas path by a rectified movement of the slider 15 takes place.
  • the fluid level can be controlled ( Fig. 2 ).
  • the inlet openings 14 of the drain pipe 13 are closed ( Fig. 3 ).
  • the slide 15 is against a stop, for example, the upper lid of the drain pipe 13, movable and leads to further stroke movement, the drain pipe 13 with the firmly connected stopper 19, wherein the outlet 9 of the dip cup 4 is opened ( Fig. 4 ).
  • the required positioning movements of the control rod 17 are small, so that the functional steps can be performed quickly.
  • the control signals for the actuator in the form of a position-time curve recorded and indeed for the entire coking process.
  • the actuators are controlled by throttle devices associated with coking, which have no pressure control devices.
  • the pressure in the raw gas sample is measured, and the function values of the position-time curve correction values are displayed when the pressure in the raw gas sample deviates from a reference value measured during the recording of the position-time curve.
  • the position of the slide or the actuator is determined by direct assignment, which is then set.
  • the (theoretical) raw gas volume flow-time curve does not reflect the actual raw gas volume flow over the cooking time but rather one of the Pressure difference between chamber and template cleaned, standardized value, which stands for the position of the drive or the slider.
  • the procedure described compensates for pressure fluctuations on the gas discharge side. Disturbances on the gas supply or generation side are generally known and occur primarily only when changes to the operating parameters, e.g. the cooking time or Schuuchtemperatur be made. Such changes can be taken into account by recapturing the position-time curve for the control of the actuators at regular intervals, or at least during serious changes in the operating parameters.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verfahren zum Betreiben einer Koksofenbatterie mit einer Mehrzahl gleicher Verkokungskammern, einer Rohgasvorlage und in der Rohgasvorlage angeordneten Drosselvorrichtungen zum individuellen Regeln des Gasdruckes in den Verkokungskammern. Die Drosselvorrichtungen weisen jeweils eine mit Wasser beaufschlagte Tauchtasse mit einem verschließbaren Ablauf auf. Die Verkokungskammern sind mit der Rohgasvorlage durch Gasleitungen verbunden, die als Tauchrohre in den Tauchtassen der Drosselvorrichtungen enden.
  • Solche Drosselvorrichtungen sind aus EP 0 649 455 B1 und WO 94/01513 A bekannt. Durch Verändern des Flüssigkeitsspiegels in der Tauchtasse kann der Gasdruck der zugeordneten Verkokungskammer in Abhängigkeit der Gasentbindung geregelt werden. Die Veränderung des Flüssigkeitsspiegels in der Tauchtasse erfolgt mittelbar durch Steuerung des Wasserzuflusses und des Wasserabflusses. Dabei stellen sich Gleichgewichtswasserzustände ein, die abhängig sind von dem statischen Druck der Wassersäule in der Tauchtasse sowie dem freien Querschnitt der Abflussöffnung und sich bei Schwankungen in der Zulaufmenge oder der Ablaufmenge ändern. Für jede Verkokungskammer der Koksofenbatterie ist eine aufwendige Regelung erforderlich, um die Wasserzu- und -abflüsse während des Verkokungsvorganges festzulegen. Dabei müssen alle Verkokungskammern mit Messeinrichtungen für den Kammerdruck ausgerüstet werden. Ferner müssen an den Drosselvorrichtungen Durchflussmess- und Regeleinrichtungen sowohl im Wasserzufluss als auch im Wasserabfluss vorgesehen werden. Der regelungstechnische Aufwand für einen automatisierten Betrieb der Koksofenbatterie ist groß.
  • Klaus Hofherr et al (Stahl und Eisen, 121 (2001) Nr. 3, 33-40) beschreibt ein Verfahren zur Einzelkammerdruckregelung mit einer mit Wasser beaufschlagten Tauchtasse mit einem verschließbaren Ablauf.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das einen regelungstechnisch einfachen, sicheren Betrieb der Verkokungskammern einer Koksofenbatterie ermöglicht.
  • Vorausgesetzt wird eine Koksofenbatterie mit einer Mehrzahl gleicher Verkokungskammern, einer Rohgasvorlage und in der Rohgasvorlage angeordneten Drosselvorrichtungen zum individuellen Regeln des Gasdruckes in den Verkokungskammern, wobei die Drosselvorrichtungen jeweils eine mit Wasser beaufschlagte Tauchtasse mit einem verschließbaren Ablauf aufweisen und wobei die Verkokungskammern mit der Rohgasvorlage durch Gasleitungen verbunden sind, die als Tauchrohre in den Tauchtassen der Drosselvorrichtungen enden. Gegenstand der Erfindung und Lösung der vorstehen genannten Aufgabe ist ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Koksofenbatterie, wobei
    Drosselvorrichtungen verwendet werden, die einen von einem Stellantrieb vertikal verstellbaren Überlauf zur Regelung des Flüssigkeitsspiegels in der Tauchtasse aufweisen,
    für eine Verkokungskammer, der eine Druckregeleinrichtung mit einer Messeinrichtung für den Kammerdruck und mit einem Stellungsgeber zur Steuerung des Stellantriebes zugeordnet ist, die dem zeitlichen Druckverlauf beim Verkoken von Kohle zu Koks zugeordneten Stellsignale für den Stellantrieb in Form einer Stellungs-Zeit-Kurve aufgezeichnet werden und
    nach Maßgabe der Stellungs-Zeit-Kurve die Stellantriebe von Drosselvorrichtungen gesteuert werden, die Verkokungskammern ohne Druckregeleinrichtungen zugeordnet sind.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt aus, dass die Verkokung in den Verkokungskammern ein zyklischer Batch-Prozess ist und die Gasentwicklung während der Verkokung einen in allen Verkokungskammern gleichen, vorhersehbaren Verlauf hat. Das ermöglicht es, den Flüssigkeitsstand in der Tauchtasse nach einer Stellungs-Zeit-Kurve, die in einem Prozessrechner hinterlegt ist, zu steuern. Die Stellungs-Zeit-Kurve wird dabei als Stellsignale vom Prozessrechner an die Stellantriebe der Drosselvorrichtungen übertragen, welche nach Maßgabe der Stellsignale den zugeordneten Überlauf entsprechend positionieren. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es ausreichend, wenn nur eine oder einige wenige Verkokungskammern in der Koksofenbatterie mit einer Druckregeleinrichtung ausgerüstet werden. Die Druckregeleinrichtung umfasst eine Messeinrichtung für den Kammerdruck und einen Stellungsgeber, der aus den Druckwerten und Sollwerten Stellsignale für den Stellantrieb des vertikal verstellbaren Überlaufes erzeugt. Die übertragenen Stellsignale werden für einen oder jeden Gasentwicklungszyklus als Stellungs-Zeit-Kurve abgespeichert und können dann beim nächsten oder bei späteren Gasentwicklungszyklen als Stellsignale anstelle der direkt aus der Druckregeleinheit kommenden Stellsignale eingesetzt werden. Erfindungsgemäß wird die Stellungs-Zeit-Kurve auch genutzt, um Verkokungskammern zu betreiben, die keine Druckregeleinrichtung aufweisen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Druck in der Rohgasvorlage gemessen und werden den Funktionswerten der Stellungs-Zeit-Kurve Korrekturwerte aufgeschaltet, wenn der Druck in der Rohgasvorlage von einem bei der Aufzeichnung der Stellungs-Zeit-Kurve gemessenen Referenzwert abweicht. Druckschwankungen auf der Gasabführungsseite werden dadurch kompensiert und wirken sich nicht nachteilig auf den Betrieb der Verkokungskammern aus. Störgrößen auf der Gaszuführungs- bzw. Erzeugungsseite sind im Regelfall bekannt und werden von Änderungen der Betriebsparameter, z.B. bei einer Änderung der Verkokungszeiten oder der Heizzugtemperaturen, verursacht. In solchen Fällen wird die Stellungs-Zeit-Kurve neu erfasst.
  • Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der nachgeordneten Ansprüche 3 bis 5 und werden im Folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch
    • Fig. 1a und 1b
    einen Ausschnitt aus einer Koksofenbatterie mit einer im Gasweg zwischen einer Verkokungskammer und einer Rohgasvorlage angeordneten Drosselvorrichtung, die in unterschiedlichen Funktionsstellungen gezeigt ist,
    Fig. 2
    einen Längsschnitt durch die Drosselvorrichtung in einer gegenüber Fig. 1a und 1b vergrößerten Darstellung,
    Fig. 3 und 4
    andere Funktionsstellungen der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Betreiben einer Koksofenbatterie, die eine Mehrzahl gleicher Verkokungskammern, eine Rohgasvorlage und Drosselvorrichtungen zum individuellen Regeln des Gasdruckes in den Verkokungskammern aufweist. In den Fig. 1a und 1b ist eine der Verkokungskammern 1 mit zugeordneter Drosselvorrichtung und einem Ausschnitt aus der Rohgasvorlage 2 dargestellt.
  • Die Drosselvorrichtung ist innerhalb der Rohgasvorlage 2 der Koksofenbatterie angeordnet und über ein Steigrohr 3 mit dem Gasraum der Verkokungskammer 1 verbunden (Fig. 1a, 1b). Zum grundsätzlichen Aufbau der Drosselvorrichtung gehören eine Tauchtasse 4, der ständig Wasser 5 zugeführt wird, sowie ein Tauchrohr 6, das über eine Steigrohrkrümmer 7 mit dem Steigrohr 3 verbunden ist und in der Tauchtasse 4 endet. Die Tauchtasse 4 weist einen Überlauf 8 sowie einen verschließbaren Ablauf 9 auf. Das Tauchrohr 6 ist mit einem Endabschnitt 10 ausgebildet, dessen freier Gasaustrittsquerschnitt abhängig ist von dem Flüssigkeitsspiegel 11 in der Tauchtasse 4. Im Ausführungsbeispiel weist der Endabschnitt 10 mantelseitige Schlitze 12 auf (Fig. 2). Ferner kann die Unterkante profiliert oder abgeschrägt sein.
  • Der Fig. 2 entnimmt man, dass zur Regelung des Flüssigkeitsspiegels 11 ein Ablaufrohr 13 für Wasser vorgesehen ist, dessen einlaufseitiges Ende in das Tauchrohr 6 ragt und mantelseitige Einlauföffnungen 14 für den Zufluss von Wasser enthält. Innerhalb des Ablaufrohres 13 ist ein an beiden Stirnseiten offener Schieber 15 angeordnet, der die Einlauföffnungen 14 des Ablaufrohres 13 nach Maßgabe seiner Stellung in Längsrichtung verschließt und einen vertikal verstellbaren Überlauf für das in das Ablaufrohr 13 einströmende Wasser bildet. Das einlaufseitige Ende des Ablaufrohres 13 ist von einem Siphonrohr 16 umgeben, welches das Ablaufrohr 13 oberseitig verschließt und einen unterhalb des Tauchrohres 6 in die Tauchtasse 4 mündenden Ringkanal für den Zufluss von Wasser bildet. Die Oberkante des Schiebers 15 definiert die Höhe des Wasserstandes innerhalb der Tauchtasse 4. Das Siphonrohr 16 verhindert dabei, dass Gas durch das Ablaufrohr 13 strömen und die Wasserstandsregelung negativ beeinflussen kann.
  • Die z.B. schlitzförmig ausgebildeten mantelseitigen Ausnehmungen 12 im Endabschnitt 10 des Tauchrohres 6 erstrecken sich in Längsrichtung über einen Abschnitt a, dessen Länge an den Stellbereich des Schiebers 15 innerhalb des Ablaufrohres 13 angepasst ist.
  • Der Schieber 15 ist durch eine Stellstange 17 bewegbar, die durch einen Abschnitt des Tauchrohres 6 geführt ist. Sie ist durch die Wand des Steigrohrkrümmers 7, dessen Verlängerung das Tauchrohr 6 darstellt, nach außen geführt und dort mit einem geeigneten Stellantrieb 18 verbunden (Fig. 1a, 1b). Zweckmäßig wird als Stellantrieb 18 ein Antriebsaggregat verwendet, das bei Ausfall seiner Antriebsenergie in der letzten Regelstellung verharrt, da diese diejenige Position darstellt, bei der die Kombination Wasserstand/Gasdruck einem definierten, sicheren Zustand entspricht. Das ist vor allem bei der Rohgasabfuhr aus der Verkokungskammer von Bedeutung, da hier der Druck weder zu stark ansteigen noch zu stark abfallen darf. Bei einem unkontrollierten Druckanstieg besteht die Gefahr von Emission über die Ofenverschlüsse; bei einem Druckabfall ist ein Lufteinbruch in die Verkokungskammer möglich, was zu Beschädigungen durch Überhitzung führen könnte. Der letzte geregelte Wasserstand vor dem Ausfall der Antriebsenergie des Stellantriebes 18 bzw. einer sonstigen Störung des Stellantriebes 18 stellt gleichzeitig für diesen Zustand die sichere Stellung für den Ofenbetrieb dar.
  • Bei der in Fig. 3 dargestellten Funktionsstellung der Vorrichtung sind die z.B. als Längsschlitze ausgebildeten mantelseitigen Einlauföffnungen 14 des Ablaufrohres 13 durch den Schieber 15 verschlossen. Durch das zulaufende Wasser ist die Tauchtasse 4 geflutet. Das Wasser fließt über den Überlauf 8 der Tauchtasse 4 ab. Die.Flüssigkeitssäule b im Tauchrohr 6 ist so groß, dass der Gasweg zwischen dem Gasraum der Verkokungskammer 1 und der Rohgasvorlage 2 unterbrochen ist. Die Verkokungskammer 1 kann geöffnet und ausgegarter Koks ausgedrückt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung verhindert, dass Luft in die Rohgasvorlage 2 gelangen kann.
  • Das Ablaufrohr 13 ist als bewegliches Stellelement an einen dem Ablauf 9 zugeordneten Verschlussstopfen 19 angeschlossen, wobei das im Ablaufrohr 13 abfließende Wasser durch einen Wasserkanal des die Tauchtasse 4 abdichtenden Verschlussstopfens 19 abströmt (Fig. 1a und 2). Der Verschlussstopfen 19 ist durch eine Hubbewegung des Ablaufrohres 13 in die in Fig. 4 dargestellte Öffnungsstellung bewegbar und gibt den Ablauf 9 der Tauchtasse 4 zur Entleerung der Tauchtasse frei. Die erfindungsgemäße Vorrichtung nimmt die in Fig. 4 dargestellte Funktionsstellung ein, wenn die zugeordnete Verkokungskammer 1 frisch mit Kohle befüllt wird. Die Füllgase werden mit dem in der Rohgasvorlage 2 herrschenden Unterdruck ungedrosselt in die Rohgasvorlage 2 abgesaugt.
  • Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der komplette Betriebszyklus einer Verkokungskammer gesteuert bzw. geregelt werden. Zur Kohlebeschickung der Verkokungskammer 1 wird die Tauchtasse 4 vollständig entleert, damit die Füllgase mit dem in der Rohgasvorlage 2 herrschenden Unterdruck ungedrosselt in die Rohgasvorlage 2 abgesaugt werden können. Während der Verkokungszeit wird der Kammerdruck durch Regelung des Flüssigkeitsspiegels in der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Maßgabe eines Vorgabewertes geregelt. Zum Ausdrücken des ausgegarten Kokses aus der Verkokungskammer 1 wird der Gasweg durch Fluten der Tauchtasse 4 unterbrochen, so dass keine Luft in die Rohgasvorlage 2 gelangen kann. Einer vergleichenden Betrachtung der Figuren entnimmt man, dass das Regeln, Verschließen und Öffnen des Gasweges durch eine gleichgerichtete Bewegung des Schiebers 15 erfolgt. Durch die Stellbewegungen des Schiebers 15 kann der Flüssigkeitsstand geregelt werden (Fig. 2). Durch eine weitere Stellbewegung des Schiebers sind die Einlauföffnungen 14 des Ablaufrohres 13 verschließbar (Fig. 3). Der Schieber 15 ist gegen einen Anschlag, z.B. den oberen Deckel des Ablaufrohres 13, bewegbar und führt bei weiterer Hubbewegung das Ablaufrohr 13 mit dem fest angeschlossenen Verschlussstopfen 19 mit, wobei der Ablauf 9 der Tauchtasse 4 geöffnet wird (Fig. 4). Bei der Abfolge der Funktionsschritte sind die erforderlichen Stellbewegungen der Stellstange 17 klein, so dass die Funktionsschritte schnell ausgeführt werden können.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Betrieb der Koksofenbatterie werden für eine Verkokungskammer, der eine Druckregeleinrichtung mit einer Messeinrichtung für den Kammerdruck und mit einem Stellungsgeber zur Steuerung des Stellantriebes zugeordnet ist, die Stellsignale für den Stellantrieb in Form einer Stellungs-Zeit-Kurve aufgezeichnet und zwar für den gesamten Verkokungsprozess. Nach Maßgabe dieser Stellungs-Zeit-Kurve werden dann die Stellantriebe von Drosselvorrichtungen gesteuert, die Verkokungskammern zugeordnet sind, welche keine Druckregeleinrichtungen aufweisen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es ausreichend, wenn eine Verkokungskammer oder einige wenige Verkokungskammern mit einer Druckregeleinrichtung ausgerüstet sind. Die Drosselvorrichtungen der übrigen Verkokungskammern werden nach der für alle Verkokungskammern geltenden aufgezeichneten Stellungs-Zeit-Kurve gesteuert. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Druck in der Rohgasvorlage gemessen und werden die Funktionswerte der Stellungs-Zeit-Kurve Korrekturwerte aufgeschaltet, wenn der Druck in der Rohgasvorlage von einem bei der Aufzeichnung der Stellungs-Zeit-Kurve gemessenen Referenzwert abweicht.
  • Aus der Kenntnis der Stellung des Stellantriebes und somit des Schiebers wird die oberhalb des Wasserspiegels vorhandene freie Gasdurchtrittsfläche der schlitzförmig ausgebildeten, mantelseitigen Ausnehmungen 12 im Endabschnitt 10 des Tauchrohres ermittelt. Aus dieser freien Gasdurchtrittsfläche sowie der Druckdifferenz zwischen dem gemessenen Kammerdruck und dem gemessenen Vorlagendruck wird ein theoretischer Rohgasvolumenstrom errechnet. Dieser theoretische Rohgasvolumenstrom wird als vergleichmäßgte, normierte Kurve über die gesamte Garungszeit abgespeichert. Zur Steuerung des Kammerdruckes über die Garungszeit während einer späteren Garungsreise bzw. an einem anderen Ofen wird mit Hilfe der abgespeicherten Rohgasvolumenstrom-Zeit-Kurve und der Druckdifferenz zwischen dem vorgegebenen Kammerdruck (Sollwert) sowie dem gemessenen Vorlagendruck; die zur Einstellung des Soll-Kammerdruckes erforderliche freie Gasdurchtrittsfläche der schlitzförmig ausgebildeten mantelseitigen Ausnehmungen 12 im Endabschnitt 10 des Tauchrohres berechnet. Aus diesem Wert wird durch direkte Zuordnung die Stellung des Schiebers bzw. des Stellantriebes ermittelt, die dann eingestellt wird. Bei der beschriebenen Vorgehensweise gibt die (theoretische) Rohgasvolumenstrom-Zeit-Kurve nicht den tatsächlichen Rohgasvolumenstrom über die Garungszeit wieder sondern vielmehr einen von der Druckdifferenz zwischen Kammer und Vorlage bereinigten, normierten Wert, der für die Stellung des Antriebes bzw. des Schiebers steht.
  • Durch die beschriebene Vorgehensweise werden Druckschwankungen auf der Gasabführungsseite kompensiert. Störgrößen auf der Gaszuführungs- bzw. Erzeugungsseite sind im Regelfall bekannt und treten vornehmlich nur dann auf, wenn Änderungen an den Betriebsparametern, z.B. der Garungszeit oder Heizzugtemperatur, vorgenommen werden. Derartige Änderungen lassen sich berücksichtigen, indem die Stellungs-Zeit-Kurve für die Steuerung der Stellantriebe in regelmäßigen Abständen, zumindest aber bei gravierenden Änderungen der Betriebsparametern, neu erfasst wird.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Koksofenbatterie mit einer Mehrzahl gleicher Verkokungskammern, einer Rohgasvorlage und in der Rohgasvorlage angeordneten Drosselvorrichtungen zum individuellen Regeln des Gasdruckes in den Verkokungskammern, wobei die Drosselvorrichtungen jeweils eine mit Wasser beaufschlagte Tauchtasse mit einem verschließbaren Ablauf aufweisen und wobei die Verkokungskammern mit der Rohgasvorlage durch Gasleitungen verbunden sind, die als Tauchrohre in den Tauchtassen der Drosselvorrichtungen enden, dadurch gekennzeichnet,
    dass Drosselvorrichtungen verwendet werden, die einen von einem Stellantrieb vertikal verstellbaren Überlauf zur Regelung des Flüssigkeitsspiegels in der Tauchtasse aufweisen,
    dass für eine Verkokungskammer, der eine Druckregeleinrichtung mit einer Messeinrichtung für den Kammerdruck und mit einem Stellungsgeber zur Steuerung des Stellantriebes zugeordnet ist, die dem zeitlichen Druckverlauf beim Verkoken von Kohle zu Koks zugeordneten Stellsignale für den Stellantrieb in Form einer Stellungs-Zeit-Kurve aufgezeichnet werden und
    dass nach Maßgabe der Stellungs-Zeit-Kurve die Stellantriebe von Drosselvorrichtungen gesteuert werden, die Verkokungskammern ohne Druckregeleinrichtungen zugeordnet sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der Rohgasvorlage gemessen wird und dass den Funktionswerten der Stellungs-Zeit-Kurve Korrekturwerte aufgeschaltet werden, wenn der Druck in der Rohgasvorlage von einem bei der Aufzeichnung der Stellungs-Zeit-Kurve gemessenen Referenzwert abweicht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verkokungsprozess in einer Verkokungskammer der vertikal verstellbare Überlauf der dieser Verkokungskammer zugeordneten Drosselvorrichtung verschlossen und die Tauchtasse bis zu einem Tauchtassenüberlauf mit Wasser geflutet wird, bevor der Koks aus der Verkokungskammer ausgedrückt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Beschicken einer Verkokungskammer mit Kohle die Tauchtasse der zugeordneten Drosselvorrichtung entleert wird, um die beim Beschicken auftretenden Emissionen drosselfrei mit dem in der Rohgasvorlage herrschenden Unterdruck abzusaugen.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Stellantrieb ein an beiden Stirnseiten offener Schieber in einem Ablaufrohr betätigt wird, der mantelseitige Einlauföffnungen des bis in das Tauchrohr ragenden Ablaufrohres nach Maßgabe seiner Stellung in Längsrichtung verschließt und den Überlauf bildet,
    wobei das einlaufseitige Ende des Ablaufrohres von einem Siphonrohr umgeben ist, welches das Ablaufrohr oberseitig verschließt und einen unterhalb des Tauchrohres in die Tauchtasse mündenden Ringkanal für den Zufluss von Wasser bildet,
    wobei das Ablaufrohr als bewegliches Stellelement an einen dem Ablauf der Tauchtasse zugeordneten Verschlussstopfen angeschlossen ist und das im Ablaufrohr abfließende Wasser durch einen Wasserkanal des die Tauchtasse abdichtenden Verschlussstopfens abströmt,
    und dass durch Hubbewegungen des Schiebers der Flüssigkeitsspiegel der Tauchtasse während des Verkokungsprozesses geregelt wird, die Einlauföffnungen nach Beendigung des Verkokungsprozesses geschlossen werden, um die Tauchtasse zu fluten, sowie der Verschlussstopfen anschließend geöffnet wird, um die Tauchtasse vor einer Befüllung der Verkokungskammer mit frischer Kohle zu entleeren.
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