EP2281025A1 - Vorrichtung zur gerichteten einleitung von primärer verbrennungsluft in den gasraum einer koksofenbatterie - Google Patents

Vorrichtung zur gerichteten einleitung von primärer verbrennungsluft in den gasraum einer koksofenbatterie

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Publication number
EP2281025A1
EP2281025A1 EP09753603A EP09753603A EP2281025A1 EP 2281025 A1 EP2281025 A1 EP 2281025A1 EP 09753603 A EP09753603 A EP 09753603A EP 09753603 A EP09753603 A EP 09753603A EP 2281025 A1 EP2281025 A1 EP 2281025A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coke oven
gas
primary air
openings
coke
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09753603A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ronald Kim
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uhde GmbH filed Critical Uhde GmbH
Publication of EP2281025A1 publication Critical patent/EP2281025A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • C10B15/00—Other coke ovens
    • C10B15/02—Other coke ovens with floor heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00—Forming, maintaining or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/02—Supplying steam, vapour, gases or liquids

Definitions

  • the invention relates to a device for supplying primary combustion air into the coking chamber of a coke oven of the "non-recovery type" or "heat-recovery type", wherein the primary combustion air is introduced through one or more inlet openings in the coke oven ceiling, and the inlet or the inlet openings are provided with devices by which primary air in the gas space above the coke cake can be better distributed.
  • the invention also relates to a method of operating a coke oven or a coke oven battery, wherein the primary combustion air for coking through one or more inlets in the ceiling of each furnace chamber above the furnace is directed into a gas filled space above the coke cake, where the partial combustion of the coke oven Coke gas with the primary air takes place, and wherein the primary air flows against the coke cake through the gas flow conducting devices at an angle of less than 90 °.
  • coke ovens of the "non-recovery” type or the "heat-recovery” type the coal is heated to a high temperature and the resulting gas is burnt with a substoichiometric amount of so-called primary air.
  • the combustion with primary air is usually incomplete and takes place in a gas-filled space above the coke cake.
  • the incompletely burnt coking gas is directed in so-called “downcomer” channels in secondary air soles below the coking chamber, where so-called secondary air flows in and the incompletely burnt coking gas is completely burnt "Heat recovery” uses the heat from combustion in addition to generating energy.
  • the introduction of the primary air into the combustion chamber usually takes place through openings in the ceiling of the coke oven chamber. These are often designed to admit the primary air perpendicular to the coke cake without further distribution into the gas-filled coke oven chamber.
  • the coke oven walls which are located above the coke oven doors, can also be opened. be equipped to the inlet of additional primary air. By doing so, enough primary air is admitted into the chamber so that the coking gas can be combusted to the extent that sufficient heat develops in the headspace above the coking chamber.
  • the coking chamber of a coke oven has in the ceiling a plurality of inlet openings through which the coking gas produced during coking is uniformly brought into contact with the desired amount of primary air for the partial combustion of the coking gas.
  • these primary air inlets can be separately combined by an air supply system, and the air supply systems of the individual furnace chambers are connected to an air supply system common to many furnace chambers.
  • a control element is provided between the air supply system and the air supply lines of the individual oven chambers. In this way, a substantial equalization of the distribution of the primary air takes place.
  • the invention solves this problem by a distribution system for primary combustion air, which admits the primary combustion air through openings in the ceiling of a coke oven, and these openings have a distribution system that introduces the inflowing primary air at a slanted angle in the gas space above the coke cake , This allows the primary air to be better distributed.
  • the distribution of the primary air in a slanted angle can be done both at one opening and at several openings.
  • the distribution of the air into the gas space of a coke oven chamber can take place in one, in several or in all lateral horizontal directions.
  • a device for supplying primary combustion air for the combustion of coking gas in a coking chamber of a coke oven of the "non-recovery type" or "heat-recovery type” is claimed, wherein
  • one or more primary air inlet openings above the furnace for each furnace chamber are separately arranged by an air supply system such that the coking gas produced during combustion is directed into a gas filled space above the coke cake in which the coking gas is mixed with the coking cake Primary air is brought into contact, and which is characterized in that
  • This opening or these openings on the underside of the ceiling have a gas-conducting device, which, based on a vertical Lot through the ceiling have an outwardly directed discharge angle, which is greater than 0 °.
  • the distribution of the primary air in lateral directions can be done both by gas-conducting devices located in the openings for the primary air, as well as through the openings themselves.
  • the lateral walls of the openings have an outwardly directed angle, which is greater than 0 ° relative to a perpendicular plumb through the ceiling, and which is an opening angle.
  • the angle formed by the lateral walls of the openings with respect to a perpendicular plumb through the ceiling of the coke oven chamber is greater than 0 ° and less than 20 °.
  • the outward angle can be performed both directly with permanent skew and with an offset.
  • the openings can be arbitrarily shaped. They can be covered on the top to protect the opening from the weather.
  • the openings are advantageously on the top of the furnace roof as channels type. These channels can be closed with to protect the coke oven interior against the weather. This can for example be a simple cover, but this can also be a flap or a slider.
  • the openings can also be made as U-pipes. In order to regulate or increase the flow of primary air better, the pipe can also be equipped with a fan.
  • the gas-conducting devices can be arbitrarily shaped. These can be shaped as a plate or as a disc with a plurality of openings. In a preferred embodiment, the disc is round and contains 2 to 6 openings. The Disc can also be equipped with crescent-shaped openings or with slots or notches to better direct the air. The gas-conducting devices can also be shaped turbine or star shape.
  • the device for supplying combustion air may consist of a high-temperature steel, ceramic, silica or fireclay bricks or a combination of these components. But they can in principle consist of any material that is suitable for the introduction of air into gas chambers of high temperature.
  • the gas-conducting devices can be manufactured arbitrarily. So they can be incorporated directly into the coke oven ceiling. It is possible, for example, to make a disk with special openings, inlets or vanes and then insert them in openings provided for this purpose. This can be done for example with a ceramic adhesive, with mortar or with cement. The attachment is then carried out temperature resistant.
  • the openings may also be equipped with a fan in front of or behind the gas-conducting device in order to improve the access of the primary air.
  • the gas-conducting devices can be held by pins, bolts or other suitable holding device in the opening for supplying the primary air.
  • the gas-conducting devices may also be designed so that they are interchangeable, so that they can be used or replaced during a business interruption.
  • a suitable embodiment is a disc with gas-conducting inlets, which can be used as needed by cotter pins or with a suitable mortar.
  • the gas-conducting devices consist of channels which have a length to diameter ratio of greater than 0.8 and less than 10. In a particularly preferred embodiment, the gas-conducting devices consist of channels which have a length to diameter ratio of greater than 3.
  • the gas-conducting devices may also contain swirl elements to give the incoming primary air an alignment or a twist.
  • the swirl elements can be made of a high temperature resistant steel or bricked example.
  • these may also contain gas-speed increasing elements. These may be, for example, Venturi elements or constrictions with which the tangential velocity component of the inflowing primary air can be increased.
  • the coke oven chamber walls may also contain openings for the admission of primary air via the coke oven chamber doors or the oven doors themselves.
  • coke oven chambers containing nozzle-shaped openings in the coke oven chamber walls for improved supply of primary air
  • these openings can be equipped with gas-conducting devices. If the nozzles are aligned linearly and not provided with gas-conducting facilities, the air flows in parallel to the coke cake and can be poorly distributed in the gas space of the coke oven chamber.
  • the opening in the coke oven chamber wall has a gas conducting device which has an outwardly directed angle greater than 0 ° with respect to a perpendicular plumb through the frontal occluding coke oven wall above the coke oven door, the coke cake will not be parallel but directed flowed at an angle of more than 0 ° and the primary air can be better distributed in the gas space of the coke oven chamber.
  • These devices can be shaped as well as the gas-conducting devices in the coke oven ceiling. Both the frontal closing coke oven chamber wall above the coke oven chamber door and the coke oven chamber itself may contain these gas conducting devices.
  • the openings above the Koksofenscht as well as the openings in the coke oven chamber itself with an outward opening angle, which has based on a vertical Lot through the front, closing coke oven wall on the coke oven door an outwardly directed angle, the larger than 0 °.
  • the inflowing primary air does not flow parallel to the coke cake, but flows at an angle of more than 0 °, and the primary air can thereby be better distributed in the gas space of the coke oven chamber.
  • the coke oven chamber wall as well as the coke oven chamber door can contain both one and a plurality of openings which are equipped with the opening angle according to the invention or with a gas-conducting device according to the invention.
  • Coke cake gas-filled space is passed, in which the coking gas is brought into contact with the primary air, and which is characterized in that
  • the method of feeding primary air into the headspace of a coking chamber may take place under any conditions that are typically and especially suitable for coking. Typical conditions for carrying out coking are temperatures from 900 ° C. to 1550 ° C. Any starting materials can also be used to carry out the coking. So hard coal can be used preferably; but it is also possible to use lignite, charcoal or biological materials.
  • the openings in the frontal, closing coke oven wall may be equipped with gas-conducting devices.
  • the method also includes supplying primary air through openings in the wall of the coke oven chamber above the coke oven chamber door with improved distribution of primary air.
  • the inventive device and the inventive method offer the advantage of a uniform distribution of primary air into the gas space of a coke oven battery.
  • a device according to the invention can be installed with little effort on existing primary air devices and is insensitive to high temperatures and chemical influences.
  • FIG. 1 shows a coke oven battery (1) in a side view.
  • the coke oven ceiling (2) On top of the coke oven battery is the coke oven ceiling (2).
  • the openings have inlets (5) through which the gas stream is led laterally into the gas space (6) of the coke oven chamber.
  • the openings on the top of the coke oven chamber are provided on the upper side with U-shaped covers (7), through which the openings can be protected from the weather.
  • the U-tubes also contain flaps (8) for controlling the gas flow.
  • the coke oven chamber wall (9) also contains openings (12) for introducing primary air into the gas space of the coking chamber. This directs primary air (4) in the gas space above the coke cake (13). You can also see here the secondary air sole (14) and the openings (15) for regulating the secondary air flow.
  • FIG. 2 shows a coke oven battery (1) in a side view.
  • the coke oven ceiling (2) On top of the coke oven battery is the coke oven ceiling (2).
  • the openings (3) have bevels, which serve as gas-conducting devices and deflect the primary air flow (4) in the lateral direction. As a result, the primary air (4) is better distributed.
  • the openings (3) on the upper side of the coke oven chamber are provided on the upper side with channels (7a) which contain flaps as covers, by means of which the openings can be protected from the weather. You can also see the side coke oven chamber wall, which is here as Koksofensch (10).
  • the coke oven chamber wall (10) also contains openings (12) for introducing primary air (4) into the gas space of the coking chamber (6). This passes primary air into the gas space (6) above the coke cake (13).
  • the openings have an outwardly directed opening angle, so that the coke cake is flowed parallel, but directed (12a).
  • the secondary air sole (14) and the openings for regulating the secondary air flow (15) can also be seen here.
  • FIG. Figure 3 shows the ceiling of a coke oven chamber (2) with openings through which primary air (4a) flows into the coke oven.
  • These openings (3) have inlets (5), which serve as gas-conducting devices and through openings (5a) direct the primary air flow (4).
  • the primary air flows in the lateral direction (4) in the gas space of the coke oven chamber (6).
  • the openings are covered by U-tubes (7), which protect the openings against the weather.
  • the U-tubes contain here flaps (8) through which the primary air flow (4) can be controlled or shut off.
  • the coke oven ceiling (2) and the coke oven chamber wall (9) consist of a brick wall.
  • cotter pins (5b) are mounted, which hold the inlets or gas-conducting elements (5) in the openings (5a).
  • FIG. Figure 4 also shows the ceiling of a coke oven chamber (2) with openings through which primary air (4a) flows into the coke oven.
  • These openings (3) have inlets (5), which serve as gas-conducting devices and through openings (5a) direct the primary air flow (4).
  • the U-tube-shaped openings (7) have inside swirl elements (7b). By the swirl elements (7b), the inflowing primary air (4a) is provided with a swirl so that it can be better distributed in the gas space (6) of the coke oven chamber.
  • Shown here are also the inlets (5) as gas-conducting elements (5a) in the openings and the split pins (5b) for fastening these twist elements.
  • FIG. Figure 5 also shows the ceiling of a coke oven chamber (2) with openings through which primary air (4a) flows into the coke oven.
  • the U-tube-shaped covers (7) have inside Venturi elements (7c), through which the tangential velocity of the incoming air (4a) can be increased.
  • Venturi elements (7c) instead of admitting the opening has inside swirl elements (5c), which are firmly connected to the masonry and provided the incoming air with a twist. As a result, it is better distributed in the gas space (6) of the coke oven chamber.
  • FIG. Figure 6 shows a disc (5) designed as an inlet into the opening (3) of the coke oven top. This is embedded in the opening (3), which admits the primary air (4) in the coke oven.
  • the disc (5) may be curved or planar.
  • the disc (5) in a typical embodiment has the thickness of the coke oven ceiling (2) and thus fits into the opening (3).
  • This disc (5) can be made of ceramic, silica or a fireclay brick. It is inserted into the opening with a ceramic mortar or binder.
  • the disc (5) here has six round openings (5a), which are directed sideways outwards. You can see here the pipe (5d), which runs through the interior of the disk.
  • the primary air (4) flows through these openings into the gas space (6) of the coke oven chamber. Due to the directional shape of the tubes, the primary air (4) flows laterally outwards.
  • FIG. 7 shows a disk (5) in a side view.
  • the disc (5) is shown here in its entire thickness. Shown here is a hook (5e) for removal from the Koksofendecke.
  • FIG. 8 shows the same disc (5), which is equipped with slots (5f) for conducting the primary air (4) instead of round openings.
  • FIG. Figure 9 shows the ceiling (2) of a coke oven chamber through which a primary air inlet (4) passes.
  • This inlet (5) has at the exit to the coke oven chamber an inclination (2a) which directs the gas flowing out of the opening sideways into the gas space (6) of the coke oven chamber (1).
  • the slope (2a) arises here below a constriction (5g) in the opening and has an angle of more than 0 ° relative to a solder through the ceiling.
  • FIG. 10 shows the ceiling (2) of a coke oven chamber (1) through which a primary air inlet (3) passes.
  • This inlet (3) has at the outlet to the coke oven chamber (1) an inclination (2a), which leads the gas (4) flowing out of the opening (3) sideways into the gas space (6) of the coke oven chamber (1).
  • the inclination (2a) arises here below a broadening (5h) in the opening (3) and has over a Lot through the ceiling an angle of more than 0 °.
  • FIG. Figure 11 shows an inlet (5) with openings (5a) whose length of the channels and whose diameter of the channels is defined.
  • the ratio of length to diameter is advantageously greater than 0.8 and less than 10.
  • the ratio of length to diameter is particularly advantageously greater than 3.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gerichteten Gasführung von Primärluft in einen Kokskammerofen, wobei diese Primärluft durch die Kokskammerdecke in den Gasraum einer Koksofenbatterie geführt wird und beim Eintritt in den Gasraum der Kokskammer seitlich abgelenkt wird, so dass sich die Primärluft besser verteilt. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur seitlichen Ablenkung von Primärluft nach dem Eintritt in die Koksofenkammer, wodurch die Primärluft in der Koksofenkammer besser verteilt wird.

Description

Vorrichtungen zur gerichteten Einleitung von primärer Verbrennungsluft in den Gasraum einer Koksofenbatterie
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zuführung von primärer Verbrennungsluft in die Verkokungskammer eines Koksofens vom „Non-Recovery-Typ" oder „Heat-Recovery-Typ", wobei die primäre Verbrennungsluft durch eine oder mehrere Eintrittsöffnungen in der Koksofendecke eingeleitet wird, und die Eintrittsöffnung oder die Eintrittsöffnungen mit Vorrichtungen ausgestattet sind, durch die Primärluft in dem Gasraum über dem Kokskuchen besser verteilt werden kann. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb eines Koksofens oder einer Koksofenbatterie, wobei die primäre Verbrennungsluft für die Verkokung durch eine oder mehrere Eintrittsöffnungen in der Decke jeder Ofenkammer oberhalb des Ofens in eine über dem Kokskuchen befindlichen gasgefüllten Raum geleitet wird, wo die teilweise Verbrennung des Verkokungsgases mit der Primärluft erfolgt, und wobei die Primärluft den Kokskuchen durch die den Gasstrom leitenden Vorrichtungen in einem Winkel von weniger als 90° anströmt.
[0002] Die Herstellung von Koks aus Kohle oder kohlenstoffhaltigen Materialien wird häufig in Koksöfen vom „Non-Recovery"-Typ oder vom „Heat-Recovery"-Typ durchgeführt. Bei Koksöfen vom Typ „Non-Recovery" oder „Heat-Recovery" wird die Kohle auf hohe Temperatur erhitzt und das entstehende Gas mit einer unterstöchio- metrischen Menge an sogenannter Primärluft verbrannt. Die Verbrennung mit Primärluft ist in der Regel unvollständig und findet in einem gasgefüllten Raum oberhalb des Kokskuchens statt. Von diesem gasgefüllten Raum aus wird das unvollständig verbrannte Verkokungsgas in sogenannten „Downcomer"-Kanälen in Sekundärluftsohlen unterhalb der Verkokungskammer geleitet, wo sogenannte Sekundärluft zuströmt und das unvollständig verbrannte Verkokungsgas vollständig verbrannt wird. Auf diese Weise gelingt eine gleichmäßigere Wärmeverteilung des gesamten Kokskuchens. Beim Typ „Heat-Recovery" wird die Wärme aus der Verbrennung zusätzlich zur Erzeugung von Energie genutzt.
[0003] Die Einleitung der Primärluft in die Verbrennungskammer erfolgt in der Re- gel durch Öffnungen in der Decke der Koksofenkammer. Diese sind häufig so ausgelegt, dass sie die Primärluft senkrecht auf den Kokskuchen ohne weitere Verteilung in die gasgefüllte Koksofenkammer einlassen. Zum weiteren Einlass der Primärluft können auch die Koksofenwände, die sich über den Koksofentüren befinden, mit Öffnun- gen zum Einlass weiterer Primärluft ausgestattet sein. Durch diese Verfahrensweise wird genügend Primärluft in die Kammer eingelassen, so dass das Verkokungsgas soweit verbrannt werden kann, dass sich genügend Wärme in dem Gasraum über der Verkokungskammer entwickelt.
[0004] Ein Beispiel für diese Belüftungstechnik gibt die WO 2006128612 A1. Die Verkokungskammer eines Koksofens besitzt in der Decke eine Vielzahl von Eintrittsöffnungen, durch die das während der Verkokung entstehende Verkokungsgas gleichmäßig mit der gewünschten Menge an Primärluft für die Teilverbrennung des Verkokungsgases in Kontakt gebracht wird. Oberhalb des Ofens können diese Eintrittsöff- nungen für Primärluft separat durch ein Luft-Zuführungssystem zusammengefasst werden, und die Luft-Zuführungssysteme der einzelnen Ofenkammern werden an ein für viele Ofenkammern gemeinsames Luft-Zuführungssystem angeschlossen. Zur Veränderung der Primärluftmenge über der Garungszeit ist zwischen dem Luft- Zuführungssystem und den Luftzuführungen der einzelnen Ofenkammern je ein Steu- erorgan vorgesehen. Auf diese Weise findet eine erhebliche Vergleichmäßigung der Verteilung der Primärluft statt.
[0005] Diese Technik besitzt jedoch den Nachteil, dass eine Vielzahl von Öffnungen notwendig ist, um eine gleichmäßige Verteilung der Primärluft zu erreichen. Aus diesem Grund wäre es von Vorteil, wenn eine gleichmäßige Verteilung der Primärluft in den Gasraum oberhalb des Kokskuchens mit einer wesentlich geringeren Anzahl an Öffnungen für Primärluft erreicht werden könnte. Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Zuführungssystem von primärer Verbrennungsluft zur Verfügung zu stellen, das mit einer geringen Zahl an Öffnungen im Deckenbereich auskommt und dennoch eine gleichmäßige Verteilung an primärer Verbrennungsluft erreicht.
[0006] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verteilungssystem für primäre Verbrennungsluft, das die primäre Verbrennungsluft durch Öffnungen in der Decke eines Koksofens einlässt, und diese Öffnungen ein Verteilungssystem besitzen, das die einströmende Primärluft in einem abgeschrägten Winkel in den Gasraum über dem Kokskuchen einleitet. Dadurch kann die Primärluft besser verteilt werden. Die Vertei- lung der Primärluft in abgeschrägtem Winkel kann sowohl bei einer Öffnung als auch bei mehreren Öffnungen erfolgen. Die Verteilung der Luft in den Gasraum einer Koksofenkammer kann sowohl in eine, in mehrere als auch in alle seitlichen horizontalen Richtungen erfolgen. [0007] Beansprucht wird insbesondere eine Vorrichtung zur Zuführung von primärer Verbrennungsluft für die Verbrennung von Verkokungsgas in eine Verkokungskammer eines Koksofens vom „Non-Recovery-Typ" oder „Heat-Recovery-Typ", wobei
• in der Decke jeder Ofenkammer eine oder mehrere Eintrittsöffnungen für Primärluft oberhalb des Ofens für jede Ofenkammer separat durch ein Luftzuführungssystem derart angeordnet sind, dass das während der Verbrennung entstehende Verkokungsgas in einen über dem Kokskuchen befindlichen gasgefüllten Raum geleitet wird, in dem das Verkokungsgas mit der Primärluft in Kontakt gebracht wird, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass
• diese Öffnung oder diese Öffnungen auf der Unterseite der Decke eine gasleitende Vorrichtung besitzen, die bezogen auf ein senkrechtes Lot durch die Decke einen öffnungsauswärts gerichteten Ausströmwinkel besitzen, der größer als 0° ist.
[0008] Die Verteilung der Primärluft in seitliche Richtungen kann sowohl durch gasleitende Einrichtungen, die sich in den Öffnungen für die Primärluft befinden, als auch durch die Öffnungen selbst erfolgen. In diesem Fall besitzen die seitlichen Wände der Öffnungen bezogen auf ein senkrechtes Lot durch die Decke ein öffnungsauswärts gerichteten Winkel, der größer als 0° ist und der ein Öffnungswinkel ist. In einer bevor- zugten Ausführungsform der Erfindung ist der Winkel, den die seitlichen Wände der Öffnungen bezogen auf ein senkrechtes Lot durch die Decke der Koksofenkammer bilden, größer als 0° und kleiner als 20°. Der nach außen gerichtete Winkel kann sowohl direkt mit permanenter Schrägung als auch mit einem Versatz ausgeführt werden.
[0009] Die Öffnungen können beliebig geformt sein. Sie können auf der Oberseite abgedeckt sein, um die Öffnung gegen Witterungseinflüsse zu schützen. Die Öffnungen sind vorteilhaft auf der Oberseite der Ofendecke als Kanäle geartet. Diese Kanäle können mit verschlossen werden, um das Koksofeninnere gegen Witterungseinflüsse zu schützen. Dies kann beispielsweise ein einfacher Deckel sein, dies kann aber auch eine Klappe sein oder ein Schieber. Die Öffnungen können auch als U-Rohre geartet sein. Um den Strom an Primärluft besser regeln oder verstärken zu können, kann das Rohr auch mit einem Gebläse ausgestattet sein.
[0010] Die gasleitenden Vorrichtungen können beliebig geformt sein. Diese können als Teller oder als Scheibe mit mehreren Öffnungen geformt sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Scheibe rund und enthält 2 bis 6 Öffnungen. Die Scheibe kann auch mit sichelförmigen Öffnungen oder mit Schlitzen oder mit Kerben ausgestattet sein, um die Luft besser zu leiten. Die gasleitenden Vorrichtungen können aber auch turbinen- oder sternförmig geformt sein. Die Vorrichtung zur Zuführung von Verbrennungsluft kann aus einem hochhitzebeständigen Stahl, aus Keramik, aus Silica oder Schamottesteinen oder einer Kombination dieser Bauelemente bestehen. Sie können aber prinzipiell aus jedem beliebigen Material bestehen, das zur Einleitung von Luft in Gasräume von hoher Temperatur geeignet ist.
[0011] Die gasleitenden Vorrichtungen können beliebig hergestellt werden. So können diese direkt in die Koksofendecke eingearbeitet sein. Es ist zum Beispiel mög- lieh, eine Scheibe mit speziellen Öffnungen, Einlassen oder Leitelementen herzustellen und diese dann in dafür vorgesehene Öffnungen einzufügen. Dies kann beispielsweise mit einem keramischen Kleber, mit Mörtel oder mit Zement geschehen. Die Befestigung wird dann temperaturbeständig ausgeführt. Die Öffnungen können auch vor oder hinter der gasleitenden Vorrichtung mit einem Gebläse ausgestattet sein, um den Zu- tritt der Primärluft zu verbessern. Auch können die gasleitenden Vorrichtungen durch Splinte, Bolzen oder eine andere geeignete Haltevorrichtung in der Öffnung zur Zuführung der Primärluft gehalten werden.
[0012] Die gasleitenden Vorrichtungen können auch so gestaltet sein, dass sie austauschbar sind, so dass sie während einer Betriebsunterbrechung eingesetzt oder ausgetauscht werden können. Eine hierzu geeignete Ausführungsart ist eine Scheibe mit gasleitenden Einlassen, die je nach Bedarf durch Splinte oder mit einem geeigneten Mörtel eingesetzt werden kann. Um eine besonders wirkungsvolle Anströmung zu erreichen, bestehen die gasleitenden Vorrichtungen aus Kanälen, die ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von größer als 0,8 und kleiner als 10 besitzen. In einer be- sonders bevorzugten Ausführungsform bestehen die gasleitenden Vorrichtungen aus Kanälen, die ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von größer als 3 besitzen.
[0013] Die gasleitenden Vorrichtungen können auch Drallelemente enthalten, um der einströmenden Primärluft eine Ausrichtung oder einen Drall zu geben. Die Drallelemente können beispielhaft aus einem hochtemperaturbeständigen Stahl bestehen oder gemauert sein. Diese können jedoch auch gasgeschwindigkeitserhöhende Elemente enthalten. Dies können beispielhaft Venturi-Elemente sein oder Verengungen, mit denen die tangentiale Geschwindigkeitskomponente der einströmenden Primärluft erhöht werden kann. Hierdurch wird eine bessere Durchmischung der Primärluft mit dem Verkokungsgas in dem Gasraum der Verkokungskammer erreicht. [0014] Zur verbesserten Zuführung von Primärluft in den Gasraum über dem Kokskuchen können auch die Koksofenkammerwände über den Koksofenkammertüren oder die Ofentüren selbst Öffnungen zum Einlass von Primärluft enthalten. Ein Beispiel für eine Koksofenkammerbatterie, deren Koksofenkammern düsenförmige Öffnungen in den Koksofenkammerwänden zur verbesserten Zuführung von Primärluft enthalten, gibt die DE 1020 07042502. Auch diese Öffnungen können mit gasleitenden Vorrichtungen ausgerüstet sein. Sind die Düsen linear ausgerichtet und nicht mit gasleitenden Einrichtungen versehen, so strömt die Luft den Kokskuchen parallel an und kann sich schlecht im Gasraum der Koksofenkammer verteilen. Besitzt die Öffnung in der Koks- ofenkammerwand jedoch eine gasleitende Vorrichtung, die bezogen auf ein senkrechtes Lot durch die frontale, verschließende Koksofenwand über der Koksofentür einen öffnungsauswärts gerichteten Winkel besitzt, der größer als 0° ist, so wird der Kokskuchen nicht parallel, sondern gerichtet in einem Winkel von mehr als 0° angeströmt und die Primärluft kann sich dadurch besser im Gasraum der Koksofenkammer verteilen. Diese Vorrichtungen können genauso geformt sein wie die gasleitenden Vorrichtungen in der Koksofendecke. Sowohl die frontale, verschließende Koksofenkammerwand ü- ber der Koksofenkammertür als auch die Koksofenkammertür selbst können diese gasleitenden Vorrichtungen enthalten.
[0015] Es ist auch möglich, die Öffnungen über der Koksofenkammertür als auch die Öffnungen in der Koksofenkammertür selbst mit einem auswärtsgerichteten Öffnungswinkel auszustatten, der bezogen auf ein senkrechtes Lot durch die frontale, verschließende Koksofenwand über der Koksofentür einen öffnungsauswärts gerichteten Winkel besitzt, der größer als 0° ist. Dadurch strömt die einströmende Primärluft den Kokskuchen nicht parallel, sondern gerichtet in einem Winkel von mehr als 0° ange- strömt und die Primärluft kann sich dadurch besser im Gasraum der Koksofenkammer verteilen. Die Koksofenkammerwand als auch die Koksofenkammertür können sowohl eine als auch mehrere Öffnungen enthalten, die mit dem erfindungsgemäßen Öffnungswinkel oder mit einer erfindungsgemäßen gasleitenden Vorrichtung ausgestattet sind.
[0016] Beansprucht wird auch ein Verfahren zur Zuführung von Verbrennungsluft für die Verbrennung von Verkokungsgas in eine Verkokungskammer. Beansprucht wird Verfahren zur Zuführung von Verbrennungsluft für die Verbrennung von Verkokungsgas in eine Verkokungskammer eines Koksofens vom „Non-Recovery-Typ" oder „Heat- Recovery-Typ", wobei • die Primärluft durch eine oder mehrere Eintrittsöffnungen in der Decke jeder Ofenkammer oberhalb des Ofens einströmt, wobei das während der Verbrennung entstehende Verkokungsgas in einen über dem
Kokskuchen befindlichen gasgefüllten Raum geleitet wird, in dem das Verkokungsgas mit der Primärluft in Kontakt gebracht wird, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass
• die Primärluft den Kokskuchen durch den Gasstrom leitende Vorrichtungen in einem Winkel von weniger als 90° anströmt.
[0017] Das Verfahren zur Zuführung von Primärluft in den Gasraum einer Verko- kungskammer kann bei allen Bedingungen stattfinden, die typischerweise und speziell zur Ausführung einer Verkokung geeignet sind. Typische Bedingungen zur Durchführung einer Verkokung sind Temperaturen von 900 0C bis 1550 0C. Zur Durchführung der Verkokung können auch beliebige Ausgangsmaterialien verwendet werden. So kann bevorzugt Steinkohle verwendet werden; es ist aber auch möglich, Braunkohle, Holzkohle oder biologische Materialien zu verwenden.
[0018] Auch die Öffnungen in der frontalen, verschliessenden Koksofenwand können mit gasleitenden Vorrichtungen ausgestattet sein. In diesem Fall umfasst das Verfahren auch die Zuführung von Primärluft durch Öffnungen in der Wand der Koksofenkammer über der Koksofenkammertür mit verbesserter Verteilung von Primärluft.
[0019] Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren bieten den Vorteil einer gleichmäßigen Verteilung von Primärluft in den Gasraum einer Koksofenbatterie. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich mit geringem Aufwand auch auf vorhandene Primärlufteinrichtungen installieren und ist unempfindlich gegenüber hohen Temperaturen und chemischen Einflüssen.
[0020] Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand von sieben Zeichnungen erläutert, wobei diese Zeichnungen nur Ausführungsbeispiele für die Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind.
[0021] FIG. 1 zeigt eine Koksofenbatterie (1) in seitlicher Ansicht. Auf der Oberseite der Koksofenbatterie befindet sich die Koksofendecke (2). In der Koksofendecke (2) befinden sich Öffnungen (3) mit einem geneigten Ausströmwinkel (2a), durch die Primärluft (4) in den Koksofen strömt. Die Öffnungen besitzen Einlasse (5), durch die der Gasstrom seitlich in den Gasraum (6) der Koksofenkammer geleitet wird. Durch die Schräge tritt der Gasstrom schräg gerichtet in seitlicher Richtung aus, so dass der Gasstrom in dem Gasraum besser verteilt wird. Die Öffnungen auf der Oberseite der Koksofenkammer sind oberseitig mit U-Rohr-förmigen Abdeckungen (7) versehen, durch die die Öffnungen vor Witterungseinflüssen geschützt werden können. Die U- Rohre enthalten auch Klappen (8) zur Regelung des Gasstromes. Zu sehen ist hier ebenfalls die seitliche Kokosofenkammerwand (9) über der Koksofenkammertür (10) mit der dahinterliegenden Öffnung zur Koksofenkammer (11) und dem Bewegungsmechanismus für die Koksofenkammertür (10a). Die Koksofenkammerwand (9) enthält auch Öffnungen (12) zur Einleitung von Primärluft in den Gasraum der Verkokungs- kammer. Diese leitet Primärluft (4) in den Gasraum über dem Kokskuchen (13). Zu sehen sind hier ebenfalls die Sekundärluftsohle (14) und die Öffnungen (15) zur Regelung des Sekundärluftstromes.
[0022] FIG. 2 zeigt eine Koksofenbatterie (1) in seitlicher Ansicht. Auf der Oberseite der Koksofenbatterie befindet sich die Koksofendecke (2). In der Koksofendecke (2) befinden sich Öffnungen (3) mit einem geneigten Öffnungswinkel (2a), durch die Primärluft (4) in den Koksofen (1) strömt. Die Öffnungen (3) besitzen Abschrägungen, die als gasleitende Vorrichtungen dienen und den Primärluftstrom (4) in seitliche Richtung ablenken. Dadurch wird die Primärluft (4) besser verteilt. Die Öffnungen (3) auf der Oberseite der Koksofenkammer sind oberseitig mit Kanälen (7a) versehen, die Klap- pen als Abdeckungen enthalten, durch die die Öffnungen vor Witterungseinflüssen geschützt werden können. Zu sehen ist hier ebenfalls die seitliche Koksofenkammerwand, die hier als Koksofenkammertür (10) geartet ist. Die Koksofenkammerwand (10) enthält auch Öffnungen (12) zur Einleitung von Primärluft (4) in den Gasraum der Verkokungskammer (6). Diese leitet Primärluft in den Gasraum (6) über dem Kokskuchen (13). Die Öffnungen besitzen einen auswärtsgerichteten Öffnungswinkel, so dass der Kokskuchen parallel, sondern gerichtet angeströmt wird (12a). Zu sehen sind hier e- benfalls die Sekundärluftsohle (14) und die Öffnungen zur Regelung des Sekundärluftstromes (15).
[0023] FIG. 3 zeigt die Decke einer Koksofenkammer (2) mit Öffnungen, durch die Primärluft (4a) in den Koksofen strömt. Auch diese Öffnungen (3) besitzen Einlasse (5), die als gasleitende Einrichtungen dienen und durch Öffnungen (5a) den Primärluftstrom (4) lenken. Dadurch strömt die Primärluft in seitlicher Richtung (4) in den Gasraum der Koksofenkammer (6). Auch hier sind die Öffnungen durch U-Rohre (7) abgedeckt, die die Öffnungen gegen Witterungseinflüsse schützen. Die U-Rohre enthalten hier Klappen (8), durch die der Primärluftstrom (4) geregelt oder abgesperrt werden kann. Zu sehen sind hier die Koksofendecke (2) und die Koksofenkammerwand (9), die aus einer gemauerten Wand bestehen. An der Koksofenwand sind Splinte (5b) montiert, die die Einlasse oder gasleitenden Elemente (5) in den Öffnungen (5a) halten.
[0024] FIG. 4 zeigt ebenfalls die Decke einer Koksofenkammer (2) mit Öffnungen, durch die Primärluft (4a) in den Koksofen strömt. Auch diese Öffnungen (3) besitzen Einlasse (5), die als gasleitende Einrichtungen dienen und durch Öffnungen (5a) den Primärluftstrom (4) lenken. Die U-Rohr-förmigen Öffnungen (7) besitzen im Inneren Drallelemente (7b). Durch die Drallelemente (7b) wird die einströmende Primärluft (4a) mit einem Drall versehen, so dass diese sich besser im Gasraum (6) der Koksofenkammer verteilen kann. Gezeigt sind hier auch die Einlasse (5) als gasleitende EIe- mente (5a) in den Öffnungen und die Splinte (5b) zur Befestigung dieser Drallelemente.
[0025] FIG. 5 zeigt ebenfalls die Decke einer Koksofenkammer (2) mit Öffnungen, durch die Primärluft (4a) in den Koksofen strömt. Die U-Rohr-förmigen Abdeckungen (7) besitzen im Inneren Venturi-Elemente (7c), durch die die tangentiale Geschwindig- keit der einströmenden Luft (4a) erhöht werden kann. Statt Einlassen besitzt die Öffnung im Inneren Drallelemente (5c), die fest mit dem Mauerwerk verbunden sind und die einströmende Luft mit einem Drall versehen. Dadurch verteilt sich diese besser im Gasraum (6) der Koksofenkammer.
[0026] FIG. 6 zeigt eine Scheibe (5), die als Einlass in die Öffnung (3) der Koks- Ofendecke gestaltet ist. Diese ist in die Öffnung (3) eingelassen, die die Primärluft (4) in den Koksofen einlässt. Die Scheibe (5) kann gewölbt sein oder planar. Die Scheibe (5) besitzt in einer typischen Ausführungsform die Dicke der Koksofendecke (2) und fügt sich damit in die Öffnung (3) ein. Diese Scheibe (5) kann aus Keramik, Silica oder einem Schamottestein gefertigt sein. Sie wird mit einem keramischen Mörtel oder Bin- demittel in die Öffnung eingelassen. Die Scheibe (5) besitzt hier sechs runde Öffnungen (5a), die seitwärts nach außen gerichtet sind. Zu sehen ist hier die Rohrleitung (5d), die durch das Innere der Scheibe verläuft. Durch diese Öffnungen strömt im Betrieb des Koksofens die Primärluft (4) in den Gasraum (6) der Koksofenkammer. Durch die gerichtete Form der Röhren strömt die Primärluft (4) seitlich nach außen.
[0027] FIG. 7 zeigt eine Scheibe (5) in seitlicher Ansicht. Die Scheibe (5) ist hier in der gesamten Dicke gezeigt. Gezeigt ist hier auch ein Haken (5e) zur Herausnahme aus der Koksofendecke. [0028] FIG. 8 zeigt die gleiche Scheibe (5), die statt mit runden Öffnungen mit Schlitzen (5f) zur Leitung der Primärluft (4) ausgerüstet ist.
[0029] FIG. 9 zeigt die Decke (2) einer Koksofenkammer, durch die ein Einlass für Primärluft (4) führt. Dieser Einlass (5) besitzt am Ausgang zur Koksofenkammer eine Neigung (2a), die das aus der Öffnung ausströmende Gas seitwärts in den Gasraum (6) der Koksofenkammer (1) leitet. Die Neigung (2a) entsteht hier unterhalb einer Einschnürung (5g) in der Öffnung und besitzt gegenüber einem Lot durch die Decke einen Winkel von mehr als 0°.
[0030] FIG. 10 zeigt die Decke (2) einer Koksofenkammer (1), durch die ein Ein- lass (3) für Primärluft (4) führt. Dieser Einlass (3) besitzt am Ausgang zur Koksofenkammer (1) eine Neigung (2a), die das aus der Öffnung (3) ausströmende Gas (4) seitwärts in den Gasraum (6) der Koksofenkammer (1) leitet. Die Neigung (2a) entsteht hier unterhalb einer Verbreiterung (5h) in der Öffnung (3) und besitzt gegenüber einem Lot durch die Decke einen Winkel von mehr als 0°.
[0031] FIG. 11 zeigt einen Einlass (5) mit Öffnungen (5a), dessen Länge der Kanäle und dessen Durchmesser der Kanäle definiert ist. Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser ist vorteilhaft größer als 0,8 und kleiner als 10. Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser ist besonders vorteilhaft größer als 3.
[0032] Bezugszeichenliste
1 Koksofen
2 Decke der Koksofenkammer
2a Neigungswinkel gegen ein senkrechtes Lot in der Koksofenkammerdecke
3 Öffnung in der Decke der Koksofenkammer
4 Strom an Primärluft
4a Von außen gerichtet einströmende Primärluft
5 Einlasse in die Öffnungen 5a Gasleitende Vorrichtungen
5b Splinte zur Halterung der Einlasse
5c Drallelemente in den Öffnungen
5d Innenwand der gasleitenden Vorrichtung
5e Haken zum Herausnehmen des Einlasses
5f Schlitze in dem Einlass
5g Einschnürung in der Öffnung
5h Verbreiterung in der Öffnung Gasraum der Koksofenkammer U-Rohr als Abdeckung der Primärluftöffnung a Rohr als Abdeckung mit Klappen b Drallelemente in den U-Rohren c Verengung in den U-Rohren zur Erlangung eines Venturi-Effektes Regelklappe für die Öffnung für Primärluft Seitliche Koksofenwand 0 Koksofenkammertür 0a Aufhängung für die Koksofenkammertür 1 Öffnung der Koksofenkammertür 2 Düsenförmige Öffnung in der Koksofenkammerwand zur Zufuhr von Primärluft2a Gerichtet einströmende Primärluft durch die düsenförmigen Öffnungen3 Kokskuchen 4 Sekundärluftsohlen 5 Regelklappen für Sekundärluftsohlen

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Zuführung von primärer Verbrennungsluft für die Verbrennung von Verkokungsgas in eine Verkokungskammer eines Koksofens vom „Non-Recovery-Typ" oder „Heat-Recovery-Typ", wobei • in der Decke jeder Ofenkammer eine oder mehrere Eintrittsöffnungen für Primärluft oberhalb des Ofens für jede Ofenkammer separat durch ein Luftzuführungssystem derart angeordnet sind, dass das während der Verbrennung entstehende Verkokungsgas in einen über dem Kokskuchen befindlichen gasgefüllten Raum geleitet wird, in dem das Verkokungsgas mit der Primärluft in Kontakt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass
• diese Öffnung oder diese Öffnungen auf der Unterseite der Decke eine gasleitende Vorrichtung besitzen, die bezogen auf ein senkrechtes Lot durch die Decke einen öffnungsauswärts gerichteten Ausströmwinkel besitzen, der größer als 0° ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich auf der Unterseite der Decke mehrere Öffnungen befinden, von denen mindestens eine bezogen auf ein senkrechtes Lot durch die Decke einen öffnungsauswärts gerichteten Winkel besitzt, der größer als 0° ist und der ein Öffnungs- Winkel ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Decke befindlichen Öffnungen auf der Oberseite der Decke eine U-rohr-förmige Abdeckung besitzen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die U-Rohr- förmige Abdeckung eine Klappe oder eine Vorrichtung besitzt, die den eintretenden Strom an Primärluft regeln kann.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der frontalen, verschließenden Koksofenwand über der Koksofentür oder in der Koksofentür eine oder mehrere gasleitende Vorrichtun- gen befinden, von denen mindestens eine, bezogen auf ein senkrechtes Lot durch die frontale, verschließende Koksofenwand über der Koksofentür einen öffnungsauswärts gerichteten Winkel besitzt, der größer als 0° ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der frontalen, verschließenden Koksofenwand über der Koks- ofentür oder in der Koksofentür Öffnungen oder Einlasse befinden, von denen mindestens eine, bezogen auf ein senkrechtes Lot durch die frontale, verschließende Koksofenwand über der Koksofentür einen öffnungsauswärts gerichteten Winkel besitzt, der größer als 0° ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gasleitenden Vorrichtungen aus Kanälen bestehen, die ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von größer als 0,8 und kleiner als 10 besitzen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gasleitenden Vorrichtungen aus Kanälen bestehen, die ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von größer als 3 besitzen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der gasleitenden Vorrichtung Drallelemente oder Venturi- Elemente befinden, die den Gasstrom verbreitern oder die tangentiale Geschwindigkeitskomponente erhöhen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Vorrichtung zur Zuführung von Primärluft ein Gebläse befindet.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Zuführung von Verbrennungsluft aus einem hoch- hitzebeständigen Stahl, aus Keramik, aus Silica oder Schamottesteinen o- der einer Kombination dieser Bauelemente besteht.
12. Verfahren zur Zuführung von Verbrennungsluft für die Verbrennung von Verkokungsgas in eine Verkokungskammer eines Koksofens vom „Non- Recovery-Typ" oder „Heat-Recovery-Typ", wobei • die Primärluft durch eine oder mehrere Eintrittsöffnungen in der Decke jeder Ofenkammer oberhalb des Ofens einströmt, wobei das während der Verbrennung entstehende Verkokungsgas in einen über dem Kokskuchen befindlichen gasgefüllten Raum geleitet wird, in dem das Verkokungsgas mit der Primärluft in Kontakt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass
• die Primärluft den Kokskuchen durch den Gasstrom leitende Vorrichtungen in einem Winkel von weniger als 90° anströmt.
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