WO2011057719A1 - Verfahren zur erzeugung eines unterdruckes in einer koksofenkammer während des ausdrück- und beladevorganges - Google Patents

Verfahren zur erzeugung eines unterdruckes in einer koksofenkammer während des ausdrück- und beladevorganges Download PDF

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WO2011057719A1
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oven chamber
negative pressure
coke
channels
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Ronald Kim
Rainer Worberg
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Uhde Gmbh
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    • C10B41/00—Safety devices, e.g. signalling or controlling devices for use in the discharge of coke
    • C10B41/08—Safety devices, e.g. signalling or controlling devices for use in the discharge of coke for the withdrawal of the distillation gases

Definitions

  • the invention relates to a method for generating a negative pressure in a coke oven chamber during the Ausdschreib- and loading process, are sucked out of a coke oven chamber by the harmful fumes, which arise in particular during the loading and Ausdschreibvorganges a coke oven chamber, so that they are not in the Environment.
  • the invention also relates to a device for generating a negative pressure in a coke oven chamber.
  • the operation of the coke oven came mern takes place usually cyclically. After a certain period of time, the coking is completed and the coke is removed from the coke oven chamber. This is done in a cycle of squeezing, whereby the coke gets into a cart for onward transport or into a cooling device. The coke oven chamber is then reloaded with fresh coal. Since a coke oven chamber usually holds only a limited amount of coal, several coke oven chambers are combined to form a coke oven bank. This allows the coke production to be continuous.
  • US 3844901 A describes a device for extracting dusty hot gases consisting of a tapered roof supported by buttresses, the top of the roof being above the source of emissions, and the top Zone of the roof, a thermal expansion zone is formed, wherein in the upper zone of the roof, a suction channel which extends over the entire length of the roof and whose cross-section widens towards the suction source, and the suction channel is provided with bulge openings to a uniform To ensure suction vacuum over the entire length of the suction channel.
  • the structure is claimed for all processes and chemical processes, but is particularly suitable for horizontal coke oven chambers, with the roof located above the coke oven chamber door, so that the emission of flue gases into the roof is in the top of the opening of the suction channel.
  • the roof runs along the entire front of the coke oven chamber. The construction is stationary and requires a lot of space in front of the coke oven chamber doors, which is not available for coke oven loading machines, for example.
  • GB 365934 A describes coke oven chambers with a gas collection chamber above the coke cake, wherein the coke cake is provided with openings through openings in the coke oven chamber ceiling through which the gases exiting during the coking are drawn off, which via a connecting pipe in a Suction pipe to be sucked, which is connected to all coke oven chambers, and there are devices for controlling the pressure between the connecting pipe and the gas collecting pipe.
  • the pressure in the gas collection chamber above the coke cake is adjusted by adjusting the suction pressure to the particular stage of the coking process. An extraction of the flue gases during squeezing and loading is not described.
  • the application of channels in the coke cake before the coking process is expensive.
  • GB 447036 discloses a process for the distillation and coking of coal which are heated in coking retorts, these coking retorts being arranged in rows to coke oven benches, the coal being progressively heated so that it is dried and distilled until it becomes a coke oven Temperature has reached 600 ° C, whereby it is cooled.
  • the retorts may be provided with vertical heat transport channels, which may also be used to extract the coking gases by a vacuum, which in one embodiment of the method are connected to the flue gas channels below the coking retort. In this way, a negative pressure can be sucked into the gas space of the coking retort via the flue gas ducts. As a result, a coking coal with controlled utilization of the coking gases can be achieved.
  • a process step for the special suction of the flue gases during the squeezing and loading is not described.
  • EP 1230321 B1 describes a method for the discharge of hot raw gases which are formed when coking in furnace chambers of a coke oven battery, wherein the raw gases are withdrawn from the furnace chambers at a temperature of 600 to 1000 ° C and introduced into a hot gas template without lowering the raw gas temperature, and the pressure in the furnace chambers is measured and regulated independently of the pressure level of the hot feed by shut-off and throttling means located in the hot gas streams between the raw gas outlet of the furnace chambers and the hot melt, and their position in dependence on the measured pressure in the associated furnace chamber is controlled, and the gas is supplied from the hot gas template of a steam boiler control or a cleavage reactor.
  • the hot raw gases produced during the coking can be supplied to complete combustion or splitting without further treatment and without lowering the raw gas temperature, without the coking process in the furnace chambers being influenced thereby.
  • the hot gas template is held to generate the vacuum under a slight negative pressure.
  • the method does not disclose a process step of rapidly exhausting flue gases during the loading and ejection process.
  • the said methods or devices have the disadvantage that a special process step for the suction of the gases is not provided.
  • this process step must be specially provided for this purpose, because only at the time of squeezing and loading substantial amounts of pollutant flue gas by opening the coke oven chamber doors get outside.
  • the invention solves this problem by an intake system for negative pressure, which performs the suction through the Sekundäreuerraum via channels through the side walls, so that in the gas space above the coke cake, which is also called primary heating space, for the duration of opening the Koksofenhuntten and the expressing and loading the coke or coal cake, an increased negative pressure in the furnace is produced.
  • the coke oven chamber contains channels in the side walls, and these
  • Channels connect the upper, coke-free part of the coke oven chamber on the gas side with the combustion system below the coke oven chamber, and which is characterized in that
  • the suction is started 5 minutes before the opening of the coke oven chamber doors and completed 30 minutes after closing the coke oven chamber doors. This ensures optimal extraction of the flue gases from the coke oven chamber. In an exemplary embodiment of the invention, suction is continued for up to 4 hours after closing the doors.
  • the flue gases can be sooty.
  • Typical negative pressures which are required for complete extraction of the flue gases, are -20 to -50 Pa in the primary heating space in the vicinity of the coke oven chamber doors.
  • the exhaust gas design from the Sekundäreuerraum and the air supply can be temporarily shut off in the Primärsortraum.
  • negative pressures of up to -120 Pa can also be achieved.
  • the flue gas sucked off according to the invention can be reused as desired.
  • the vacuum reservoir is then under increased negative pressure and is briefly connected to the opening of the coke oven chamber door with the Sekundäreuerraum.
  • the negative pressure in the Primäreuerraum is sufficient to reliably prevent leakage of gases from the coke oven chamber.
  • the negative pressure in the combustion system below the coke oven chamber is thus generated by a vacuum reservoir, which is connected to the Sekundäreuerraum via a lockable secondary line, which is briefly connected for the process of suction with the Sekundäreuerraum, so that through the channels a negative pressure in the gas space above of the coke cake is sucked.
  • the vacuum collecting container can be separated from the Sekundäreuerraum after evacuation by suitable devices and evacuated again.
  • the negative pressure in the combustion system is generated by an arranged outside the coke oven chamber vacuum-carrying vacuum line, being sucked via a branch line, the negative pressure in the gas space above the coke cake through the channels.
  • This vacuum line can be arranged anywhere in the vicinity of the coke oven chamber or the coke oven bank. Possible is an example of an arrangement under half of the coke oven chamber doors. But it is also possible an arrangement on the coke oven chamber ceiling.
  • Claimed is also a device for generating a negative pressure in a coke oven chamber during the Ausdrück- and loading process, comprising
  • Coke cake is loadable, being located above the coke cake, a gas space in which the coking intended for coal is heated after filling, and
  • the coke oven chamber in the sidewalls contains channels, and these channels connect the upper, coke-free part of the coke oven chamber on the gas side to the combustion system below the coke oven chamber, and which is characterized in that
  • the combustion system below the coke oven chamber is equipped with outgoing secondary ducts, through which the combustion system can be subjected to a negative pressure, so that
  • At least one of the outgoing secondary channels is equipped with a regulating device.
  • the shutter mechanism is designed in the connection between the vacuum reservoir and Sekundäreuerraum. If the vacuum reservoir is small and designed to accommodate increased negative pressure, the shutter mechanism must open quickly and completely. In this case, a slider is suitable as an example. This opens the secondary channel between Vakuumvorlage employer and Sekundäreuerraum short and complete, so that on Sekundärutzraum and the intermediate channels sufficient negative pressure in the Primärsortraum arises. If, on the other hand, the vacuum reservoir has a large volume in relation to the required negative pressure, then, for example, a spindle suffices for fine dosing.
  • a channel which contains a regulating device for the vacuum, which connects the secondary heating chamber to the suction side of a sucking device is claimed it is the regulating device is a slider.
  • the regulating device is a slider.
  • a channel is claimed which uses a flap as the regulating device.
  • the method according to the invention and the device used for this purpose have the advantage that, when the coke oven chamber doors are opened, a negative pressure is briefly generated in the gas space above the coke cake, so that the flue gases which arise during the ejection after the doors have been opened, Instead of going outside, be sucked into the interior of the Primäreuerraumes, this procedure and the consequent device requires neither on the coke oven chamber nor in front of the coke oven chamber space. Unwanted emissions into the atmosphere and the release of flue gases, which pose a risk to the environment and personnel, are thus avoided.
  • FIG. 1 shows the side view of a coke oven chamber (1) which contains a primary heating space (2) and a secondary heating space (3).
  • the gases formed during the coking flow into the primary heating chamber (2), where they are partially burned and the partially burned coking gas via channels (4) in the side walls of the coke oven chamber (1) or in the coke cake (5) in the Sekundäreuerraum (3 ) located under the coke cake (5). There it is completely burned, whereby the coke cake (5) is heated from below.
  • the completely burned coking gas is an exhaust gas version (6) with shut-off device (6a), which opens into an exhaust duct (6b). Also visible are the openings (4a) of the "downcomer" channels in the primary heating chamber (2), via which vacuum is drawn in.
  • FIG. Figure 2 shows the side view of a coke oven chamber (1) containing a primary heating space (2) and a secondary heating space (3), with a vacuum generating and pressure regulating vacuum line (14) in addition on the ceiling of the coke oven chamber (1) exemplified in GB 365934 A.
  • a vacuum line (14) which is connected to all coke oven chambers. This is provided for attachment to the coke oven chamber (1) with a holder (14a). Via a connecting line (14b) with valve (14c) and pressure regulating device (14d), the pressure in the primary heating chamber (2) of the coke oven chamber (1) is regulated during operation.
  • the connecting pipe valve (14c) is closed during the suction phase of the vacuum via the downcomer pipe (4) so that the pressure regulating means (14d) is not connected to the coke oven chamber (1) during the suction phase
  • the doors (7) of the coke oven chamber (1) are opened, so that the coke cake (5) can be expressed, and the wall (7a) above the coke oven chamber door (7) can still be seen the opening of the coke oven chamber (7) via the "downcomer" channels (4) sucked a negative pressure to suck the flue gases back into the coke oven chamber (1).
  • U-tube-shaped openings (8a) on the ceiling there are simple openings (8c) which are equipped with an openable flap (8d).
  • the first of the doors (7b) is open for loading, the other (7) closes off the coke oven chamber (1).
  • the carriage (15) is mounted on rollers (15b), which in turn are located at ground level (16).
  • the exhaust passage (6b) is arranged underground, wherein before the shut-off valve (6a) of the exhaust passage of the inlet of the secondary channel (10) is located. This is provided with a valve, which is opened here (10b). Characterized the secondary channel (10) is connected to the vacuum reservoir (11) and sucked from this a negative pressure. At the end of the suction direction, connected via the Sekundärteilraum (3) and the "downcomer" channels (4), the coke oven chamber (1).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Absaugen von Rauchgasen aus einer Koksofenkammer, wobei die Rauchgase, die kurzzeitig während des Ausdrückens und Beladevorganges des Kokskuchens aus der Koksofenkammer entstehen, durch ein in dem Gasraum über dem Kokskuchen erzeugtes Vakuum abgesaugt werden, und dieses Vakuum in dem Gasraum über der Koksofenkammer durch Kanäle durch die Seitenwände der Koksofenkammer oder in dem Kokskuchen erzeugt wird, wobei das Vakuum in einer vorteilhaften Ausführungsform in dem Sekundärheizraum erzeugt wird, welches wiederum beispielhaft aus einem Vakuumvorlagebehälter angesaugt werden kann, der für die Zeitdauer des Öffnens der Koksofenkammertüren über das öffnen von Absperreinrichtungen in der Verbindungsleitung mit dem Sekundärheizraum verbunden wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die unerwünschte Emission von Rauchgasen in die Atmosphäre vermieden. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung, mit der dieses Verfahren ausgeführt wird.

Description

Verfahren zur Erzeugung eines Unterdruckes in einer Koksofenkammer während des Ausdrück- und Beladevorganges
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Unterdruckes in einer Koksofenkammer während des Ausdrück- und Beladevorganges, durch das schädliche Rauchgase, die insbesondere während des Belade- und Ausdrückvorganges einer Koksofenkammer entstehen, aus einer Koksofenkammer abgesaugt werden, damit diese nicht in die Umwelt gelangen. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes in einer Koksofenkammer.
[0002] Die Herstellung von Koks erfolgt häufig in Koksofenkammern, die horizontal beladen werden, wobei der Beladung der Verkokungsprozess folgt, der aus Kohle einen verwendungsfähigen Koks erzeugt. Über dem Kokskuchen ist in dieser Ausführungsform ein kohlefreier Raum vorhanden, um das störungsfreie Ausgasen von Verkokungsgasen zu gewährleisten. Das aus der Kohle beim Erhitzen entweichende Koksofengas wird in diesem kohlefreien Raum gesammelt und unter Zutritt von Luft verbrannt. Um eine gleichmäßige Beheizung des Kokskuchens von allen Seiten zu gewährleisten, wird das teilverbrannte Verkokungsgas in speziellen Kanälen, die sich in den Seitenwänden der Koksofenkammern befinden, in Sekundärheizräume geleitet, die sich unter der eigentlichen Koksofenkammer befinden. Dort wird es unter Zutritt einer weiteren Luftmenge komplett verbrannt. Dadurch wird der Kokskuchen auch von unten und somit von allen Seiten beheizt. Koksöfen dieses Typs werden, je nach Verwendung der Verbrennungswärme Koksöfen vom Typ„Heat-Recovery" oder„Non- Recovery" genannt. Typische Ausführungsformen finden sich in der US 4344820 A o- der in der US 4287024 A.
[0003] Der Betrieb der Koksofen kam mern erfolgt in der Regel zyklisch. Nach einer gewissen Zeitdauer ist die Verkokung abgeschlossen und der Koks wird aus der Koksofenkammer entfernt. Dies geschieht in einem Zyklus des Ausdrückens, wobei der Koks in einen Wagen zum Weitertransport oder in eine Kühlvorrichtung gelangt. Anschließend wird die Koksofenkammer mit frischer Kohle neu beladen. Da eine Koksofenkammer in der Regel nur eine begrenzte Menge an Kohle fasst, werden mehrere Koksofenkammern zu einer Koksofenbank zusammengefasst. Dadurch lässt sich die Koksproduktion kontinuierlich gestalten.
[0004] Bei dem Vorgang des Ausdrückens und Beiadens müssen die Koksofenkammertüren geöffnet werden. Werden die Ofentüren beispielhaft verfrüht geöffnet, treten unverbrannte Rauchgase durch die offenen Türen oder die Primärluftöffnungen in die Umwelt. Im Anschluß an die Entleerung werden die Öfen wieder mit nicht vorgewärmter Kohle beladen. Mit dem Beladevorgang setzt aufgrund der hohen Ofenraumtemperatur von 1 100°C bis 1400°C spontan eine intensive Rohgasentwicklung und - Verbrennung ein. Hieraus erklärt sich die große Menge an Rauchgasen zu Beginn des Verkokungsprozesses. Diese können in herkömmlichen Konstruktionen ungehindert ins Freie gelangen, da sonst der bei geschlossenen Türen anliegende Unterdruck in der Brennkammer infolge der offenen Türen beim Beladen nicht aufrechterhalten werden kann. Auch die beim Beladevorgang entweichenden Rauchgasmengen stellen eine Belastung für die Umwelt dar und gefährden das Betriebspersonal. Aus diesem Grund gibt es im Stand der Technik zahlreiche Versuche, dieses unerwünschte Entweichen von Rauchgasen zu vermeiden.
[0005] Die US 3844901 A beschreibt eine Vorrichtung zum Absaugen von staub- haltigen heißen Gasen, die aus einem spitz zulaufenden Dach besteht, welches von Stützpfeilern getragen wird, wobei sich die Spitze des Daches oberhalb der Quelle der Emissionen befindet, und durch die obere Zone des Daches eine thermische Expansionszone gebildet wird, wobei sich in der oberen Zone des Daches ein Saugkanal befindet, der sich über die gesamte Länge des Daches erstreckt und dessen Querschnitt sich zur Saugquelle hin erweitert, und der Saugkanal mit Ausbuchtungsöffnungen versehen ist, um einen gleichmäßigen Saugunterdruck über die gesamte Länge des Saugkanals zu gewährleisten. Die Konstruktion wird für alle Verfahren und chemischen Prozesse beansprucht, ist jedoch insbesondere für horizontale Koksofenkammern geeignet, wobei sich das Dach oberhalb der Koksofenkammertür befindet, so dass die Emission der Rauchgase in das Dach erfolgt, in dessen Spitze sich die Öffnung des Saugkanals befindet. Das Dach läuft an der gesamten Front der Koksofenkammer ent- lang. Die Konstruktion ist stationär und beansprucht viel Platz vor den Koksofenkammertüren, der beispielsweise für Koksofenbelademaschinen nicht zur Verfügung steht.
[0006] Die GB 365934 A beschreibt Koksofenkammern mit einem Gassammel- raum oberhalb des Kokskuchens, wobei der Kokskuchen durch Öffnungen in der Koksofenkammerdecke mit Kanälen versehen wird, durch die die während der Verko- kung austretenden Gase abgezogen werden, welche über ein Verbindungsrohr in ein Gassammeirohr gesaugt werden, welches mit allen Koksofenkammern verbunden ist, und sich zwischen dem Verbindungsrohr und dem Gassammeirohr Vorrichtungen zur Kontrolle des Druckes befinden. In einer Ausführung der Erfindung wird der Druck in dem Gassammeiraum über dem Kokskuchen durch Einstellung des Saugdruckes an die jeweilige Stufe des Verkokungsprozesses angepasst. [0007] Eine Absaugung der Rauchgase während Ausdrückens und Beiadens wird nicht beschrieben. Zudem ist das Aufbringen von Kanälen in dem Kokskuchen vor dem Verkokungsprozess aufwendig. Es wäre deshalb von Vorteil, das während des Ausdrückens und Beiadens austretende Rauchgas durch einen Unterdruck vorzunehmen, der während dieses Vorganges in dem Gasraum über dem Kokskuchen angelegt wird. Die Erzeugung von Unterdruck in dem Primär- und Sekundärheizraum ist bereits vorbeschrieben. Der Unterdruck muss zur Absaugung des Rauchgases reguliert werden, da der Unterdruck für diesen Zweck nur zeitweise erhöht wird.
[0008] Die GB 447036 offenbart ein Verfahren zur Destillation und Verkokung von Kohle, welche in Verkokungsretorten erhitzt werden, wobei diese Verkokungsretorten in Reihen zu Koksofenbänken angeordnet sind, wobei die Kohle fortschreitend erhitzt wird, so dass diese getrocknet und destilliert wird, bis diese eine Temperatur von 600 °C erreicht hat, wodurch diese gekühlt wird. Die Retorten können mit vertikalen Wärmetransportkanälen versehen sein, welche auch zur Absaugung der Verkokungsgase durch einen Unterdruck genutzt werden können, wobei diese in einer Ausführungsform des Verfahrens mit den Rauchgaskanälen unter der Verkokungsretorte verbunden sind. Auf diese Weise kann in den Gasraum der Verkokungsretorte über die Rauchgaskanäle ein Unterdruck angesaugt werden. Dadurch lässt sich eine Verkokung der Kohle mit kontrollierter Verwertung der Verkokungsgase erreichen. Ein Prozessschritt zur speziellen Ansaugung der Rauchgase während des Ausdrückens und Beiadens wird nicht beschrieben.
[0009] Auch die Regulierung von Unterdruck in einer Koksofenkammer ist vorbeschrieben. Die EP 1230321 B1 beschreibt ein Verfahren zur Ableitung von heißen Rohgasen, die bei einer Verkokung in Ofenkammern einer Koksofenbatterie entstehen, wobei die Rohgase mit einer Temperatur von 600 bis 1000 °C aus den Ofenkammern abgezogen und ohne Absenkung der Rohgastemperatur in eine Heißgasvorlage eingeleitet werden, und der Druck in den Ofenkammern gemessen und unabhängig von dem Druckniveau der Heißvorlage durch Absperr- und Drosselorgane geregelt wird, die in den heißen Gasströmen zwischen dem Rohgasauslaß der Ofenkammern und der Heißvorlage angeordnet sind, und deren Stellung in Abhängigkeit des in der zugeordneten Ofenkammer gemessenen Druckes gesteuert wird, und das Gas aus der Heißgasvorlage einer Dampfkesselsteuerung oder einem Spaltreaktor zugeführt wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die bei der Verkokung entstehenden heißen Rohgase ohne weitere Behandlung und ohne Absenkung der Rohgastemperatur einer vollständigen Verbrennung oder Spaltung zugeführt werden, ohne dass der Verkokungsvorgang in den Ofenkammern dadurch beeinflusst wird. Die Heißgasvorlage wird zur Erzeugung des Vakuums unter leichtem Unterdruck gehalten. Das Verfahren offenbart keinen Prozessschritt der schnellen Absaugung von Rauchgasen während des Belade- und Ausdrückvorganges.
[0010] Die genannten Verfahren oder Vorrichtungen besitzen den Nachteil, dass ein spezieller Verfahrensschritt für das Absaugen der Gase nicht vorgesehen ist. Dieser Verfahrenschritt muss jedoch eigens hierfür vorgesehen sein, weil nur zu dem Zeitpunkt des Ausdrückens und Beiadens erhebliche Mengen an schadstoffhaltigem Rauchgas durch das Öffnen der Koksofenkammertüren ins Freie gelangen.
[0011] Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches durch Erzeugung und Regulierung eines im Vergleich zum Normalbetrieb erhöhten Unterdruckes im Ofen innerhalb der Koksofenkammer das während des Ausdrückens und Beiadens entstehende Rauchgas in die Kokskammer zurückzusaugen. Unter erhöhtem Unterdruck ist dabei ein gegenüber dem Atmosphärendruck weiter reduzierter Druck zu verstehen. Die Absaugung muss so erfolgen, dass innerhalb eines kurzen Zeitabschnittes ein relativ hoher Unterdruck zur Verfügung steht, so dass die Absaugung vollständig und emissionsfrei verläuft.
[0012] Von Vorteil wäre es weiterhin, wenn keine Konstruktionen auf der Koksofenkammerdecke erforderlich sind, da der Raum auf der Koksofenkammerdecke häufig für Vorrichtungen zur Belüftung genutzt wird. Auch können Konstruktionen zur Be- füllung, Reinigung oder Prozesskontrolle auf der Koksofenkammerdecke vorgesehen werden, wenn der dortige Raum nicht für die Absaugevorrichtung benötigt wird.
[0013] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Ansaugsystem für Unterdruck, welches die Ansaugung durch den Sekundärheizraum über Kanäle durch die Seitenwände vornimmt, so dass in dem Gasraum über dem Kokskuchen, der auch Primär- heizraum genannt wird, für die Zeitdauer des Öffnens der Koksofenkammertüren und des Ausdrückens und Beiadens des Koks- oder Kohlekuchens ein erhöhter Unterdruck im Ofen erzeugt wird.
[0014] Dies kann beispielhaft durch eine spezielle Ansaugvorrichtung geschehen, die saugseitig mit den Kanälen verbunden wird. Der Druck im Primärheizraum wird auf diese Weise beim Öffnen der Koksofenkammertüren gesenkt, so dass die Rauchgase, die während des Ausdrückens nach dem Öffnen der Türen entstehen, statt ins Freie zu gelangen, in das Innere des Primärheizraumes gesaugt werden. Durch diese Verfah- rensweise und dadurch bedingte Vorrichtung wird weder auf der Koksofenkammerdecke noch vor den Koksofenkammertüren Platz benötigt.
[0015] Beansprucht wird insbesondere ein Verfahren zur Erzeugung eines Unterdruckes in einer Koksofen kam mer während des Ausdrück- und Beladevorganges, wo- bei
• die Koksofenkammer für die Verkokung mit einer Schicht Kohle befüllt wird, wodurch Rauchgase erzeugt werden, und
• nach der Befüllung die Kohle zur Verkokung erwärmt wird, und
• diese flüchtigen Kohlebestandteile mittels unterstöchiometrisch zuge- führter Luft direkt oberhalb der Kohleschüttung in einem dafür vorgesehenen Gasraum partiell oxidiert werden, und unterhalb der Koksofenkammer ein Verbrennungssystem zur Verbrennung von unverbrannten, flüchtigen Kohlebestandteilen sowie den bei der partiellen Oxidation erzeugten Gasen angeordnet ist, und
· die Koksofenkammer in den Seitenwänden Kanäle enthält, und diese
Kanäle den oberen, koksfreien Teil der Koksofenkammer gasseitig mit dem Verbrennungssystem unterhalb der Koksofenkammer verbinden, und welches dadurch gekennzeichnet ist, dass
• durch diese Kanäle in dem Gasraum über dem Kohlekuchen ein Unter- druck erzeugt wird, der dazu dient, die während des temporären Befüllens oder Ausdrückens entstehenden Rauchgase aus dem Gasraum abzusaugen.
[0016] Zur vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird der Ansaugvorgang 5 Minuten vor dem öffnen der Koksofenkammertüren begonnen und 30 Minuten nach dem Schließen der Koksofenkammertüren beendet. Dadurch wird ein optimales Absaugen der Rauchgase aus der Koksofenkammer gewährleistet. In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Ansaugvorgang bis zu 4 Stunden nach Schließen der Türen fortgesetzt. Die Rauchgase können rußhaltig sein.
[0017] In einer einfachen Ausführungsart ist es denkbar, den Unterdruck direkt an die Kanäle in den Seitenwänden anzulegen, so dass die Kanäle mit der Saugseite einer saugenden Vorrichtung verbunden sind und dadurch ein Unterdruck in dem Primärheizraum entsteht, wobei die Koksofenkammer in Saugrichtung endseitig liegt. Vorteilhaft wird der Unterdruck jedoch in dem Sekundärheizraum, der sich unter der Koks- ofenkammer befindet, gesenkt, so dass dieser Unterdruck über die Kanäle in den Seitenwänden, die sogenannten„downcomer"-Kanäle, in den Primärheizraum angesaugt wird, wobei die Koksofenkammer in Saugrichtung endseitig liegt.
[0018] Typische Unterdrücke, die zum vollständigen Absaugen der Rauchgase er- forderlich sind, sind -20 bis -50 Pa im Primärheizraum in der Nähe der Koksofenkammertüren. Um diesen Unterdruck zu erreichen, können die Abgasausführung aus dem Sekundärheizraum und die Luftzuführung in den Primärheizraum temporär abgesperrt werden. In einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch Unterdrücke von bis zu -120 Pa erreicht werden. Das erfindungsgemäß abge- saugte Rauchgas kann beliebig weiterverwendet werden.
[0019] Günstig ist es in einer weiteren Ausführungsform beispielsweise, einen Vakuumvorlagebehälter zu nutzen, der beim Öffnen der Türen der Koksofenkammer über ein zu öffnendes Ventil mit dem Sekundärheizraum verbunden wird, so dass dadurch in dem Gasraum über dem Kokskuchen innerhalb kurzer Zeit ein Unterdruck erzeugt wird, wobei die Koksofenkammer in Saugrichtung endseitig liegt. Auf diese Weise wird also der Unterdruck in dem Gasraum oberhalb des Kokskuchens über die Kanäle aus dem Sekundärheizraum angesaugt.
[0020] Der Vakuumvorlagebehälter steht dann unter erhöhtem Unterdruck und wird mit dem öffnen der Koksofenkammertür kurzzeitig mit dem Sekundärheizraum verbunden. Dadurch ist der Unterdruck im Primärheizraum ausreichend, um ein Austreten der Gase aus der Koksofenkammer zuverlässig zu verhindern. Der Unterdruck in dem Verbrennungssystem unterhalb der Koksofenkammer wird somit durch einen Vakuumvorlagebehälter erzeugt, der mit dem Sekundärheizraum über eine absperrbare Sekundärleitung verbunden ist, der für den Vorgang des Absaugens kurzzeitig mit dem Sekundärheizraum verbunden wird, so dass über die Kanäle ein Unterdruck in dem Gasraum oberhalb des Kokskuchens angesaugt wird. Der Vakuumvorlagebehälter kann nach dem Absaugvorgang durch geeignete Vorrichtungen von den Sekundärheizraum getrennt und wieder evakuiert werden.
[0021] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Unterdruck in dem Verbrennungssystem durch eine außerhalb der Koksofenkammer angeordnete unterdruckführende Vakuumleitung erzeugt, wobei über eine abzweigende Leitung der Unterdruck in dem Gasraum oberhalb des Kokskuchens über die Kanäle angesaugt wird. Diese Vakuumleitung kann in der Umgebung der Koksofenkammer oder der Koksofenbank beliebig angeordnet sein. Möglich ist beispielhaft eine Anordnung unter- halb der Koksofenkammertüren. Möglich ist aber auch eine Anordnung auf der Koksofenkammerdecke.
[0022] Möglich ist es auch, den Unterdruck in dem Verbrennungssystem unterhalb der Koksofenkammer durch ein Gebläse zu erzeugen, welches den Unterdruck in dem Verbrennungssystem unterhalb der Koksofenkammer über separate Kanäle ansaugt. Der Unterdruck kann dann durch eine das Gebläse in der Leistung regelnde Vorrichtung gesteuert werden. Ein Vorlagebehälter ist hierzu nicht zwingend erforderlich.
[0023] Beansprucht wird auch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes in einer Koksofenkammer während des Ausdrück- und Beladevorganges, umfassend
· eine Koksofenkammer, die mit einem zur Verkokung vorgesehenen
Kokskuchen beladbar ist, wobei sich oberhalb des Kokskuchens ein Gasraum befindet, in dem die zur Verkokung vorgesehene Kohle nach der Befüllung erwärmt wird, und
• sich in den Seitenwänden Kanäle befinden, die zum Ansaugen eines Unterdruckes geeignet sind, und
• sich unterhalb der Koksofenkammer ein Verbrennungssystem zur Verbrennung von unverbrannten, flüchtigen Kohlebestandteilen sowie den bei der partiellen Oxidation erzeugten Gasen befindet, und
• die Koksofenkammer in den Seitenwänden Kanäle enthält, und diese Kanäle den oberen, koksfreien Teil der Koksofenkammer gasseitig mit dem Verbrennungssystem unterhalb der Koksofenkammer verbinden, und welche dadurch gekennzeichnet ist, dass
• das Verbrennungssystem unterhalb der Koksofenkammer mit auswärtsführenden Sekundärkanälen ausgestattet ist, durch die das Verbren- nungssystem mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist, so dass
• der Gasraum über dem Kokskuchen über das Verbrennungssystem und die Kanäle mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist, und
• mindestens einer der auswärtsführenden Sekundärkanäle mit einer regelnden Vorrichtung ausgestattet ist. [0024] Je nach Größe der Vakuumvorlagebehälter oder der saugenden Vorrichtung im Verhältnis zum angeforderten Vakuum wird auch der Verschlussmechanismus in der Verbindung zwischen Vakuumvorlagebehälter und Sekundärheizraum gestaltet. Ist der Vakuumvorlagebehälter klein und zur Aufnahme eines erhöhten Unterdruckes vorgesehen, so muss der Verschlussmechanismus schnell und vollständig öffnen. In diesem Falle ist beispielhaft ein Schieber geeignet. Dieser öffnet den Sekundärkanal zwischen Vakuumvorlagebehälter und Sekundärheizraum kurz und vollständig, so dass über Sekundärheizraum und die dazwischenliegenden Kanäle ein ausreichender Unterdruck im Primärheizraum entsteht. Besitzt der Vakuumvorlagebehälter hingegen im Verhältnis zum benötigten Unterdruck ein großes Volumen, so reicht beispielsweise eine Spindel zur Feindosierung.
[0025] Beansprucht wird in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor- richtung zur Steuerung des Unterdruckes in einer Koksofenkammer während des Ausdrück- und Beladevorganges ein Kanal, der eine regelnde Vorrichtung für das Vakuum enthält, der den Sekundärheizraum mit der Saugseite einer saugenden Vorrichtung verbindet, wobei es sich bei der regelnden Vorrichtung um einen Schieber handelt. [0026] Beansprucht wird in einer weiteren Ausführungsform zur Steuerung des Unterdruckes in einer Koksofenkammer während des Ausdrück- und Beladevorganges ein Kanal, der als regelnde Vorrichtung statt des Schiebers eine Spindel nutzt. Schließlich wird in einer weiteren Ausführungsform zur Steuerung des Unterdruckes in einer Koksofenkammer während des Ausdrück- und Beladevorganges ein Kanal bean- sprucht, der als regelnde Vorrichtung eine Klappe nutzt. Geeignet ist jedoch prinzipiell jede regelnde Vorrichtung, die die Justierung eines Vakuums im Primärheizraum durch die Kanäle in der Seitenwand über Sekundärkanäle in der gewünschten Höhe und Anforderungszeit vornimmt.
[0027] Das erfindungsgemäße Verfahren und die hierfür genutzte Vorrichtung be- sitzen den Vorteil, dass beim Öffnen der Koksofenkammertüren kurzzeitig in dem Gasraum über dem Kokskuchen ein Unterdruck erzeugt wird, so dass die Rauchgase, die während des Ausdrückens nach dem öffnen der Türen entstehen, statt ins Freie zu gelangen, in das Innere des Primärheizraumes gesaugt werden, wobei diese Verfahrensweise und die dadurch bedingte Vorrichtung weder auf der Koksofenkammerdecke noch vor den Koksofenkammertüren Platz benötigt. Unerwünschte Emissionen in die Atmosphäre und die Freisetzung von Rauchgasen, die eine Gefährdung von Umwelt und Personal darstellen, werden somit vermieden.
[0028] Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand von zwei Zeichnungen erläutert. Diese Zeichnungen sind nur Ausführungsbeispiele für die Konstruktion der er- findungsgemäßen Vorrichtung, welche nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist.
[0029] FIG. 1 zeigt die seitliche Ansicht einer Koksofenkammer (1), die einen Primärheizraum (2) und einen Sekundärheizraum (3) enthält. Die bei der Verkokung ent- stehenden Gase strömen in den Primärheizraum (2), wo diese partiell verbrannt werden und das teilverbrannte Verkokungsgas über Kanäle (4) in den Seitenwänden der Koksofenkammer (1) oder in dem Kokskuchen (5) in den Sekundärheizraum (3), der sich unter dem Kokskuchen (5) befindet. Dort wird es vollständig verbrannt, wodurch der Kokskuchen (5) von unten beheizt wird. Das vollständig verbrannte Verkokungsgas wird einer Abgasausführung (6) mit Absperreinrichtung (6a), die in einen Abgaskanal (6b) mündet. Zu sehen sind ebenfalls die Öffnungen (4a) der„Downcomer"-Kanäle im Primärheizraum (2), über die Unterdruck angesaugt wird (4b). Werden nun zum Ausdrücken und Beladen die Türen (7) der Koksofenkammer geöffnet, so wird Zuführung der Primärluft, die hier über Öffnungen für Primärluft in der Decke mit einer U-Rohr- förmigen Abdeckung (8) erfolgt, über geeignete Absperreinrichtungen (8a) für Primärluft abgesperrt. Auch die Ausführung der Abgase (6) aus dem Sekundärheizraum (3) wird über geeignete Absperreinrichtungen (6a) für Abgas abgesperrt. Die Verschlussvorrichtungen (9) an den Öffnungen zur Zuführung von Sekundärluft in den Sekundärheizraum (9) werden für diesen Vorgang geschlossen. Das Ventil (10a), welches bei- spielhaft ein Schieber sein kann, für den Vakuumvorlagebehälter (11) wird geöffnet, wodurch über den Sekundärkanal (10), den Sekundärheizraum (3) und die Kanäle (4) in dem Primärheizraum (2) ein Unterdruck erzeugt wird. Dadurch werden erfindungsgemäß während des Öffnens der Koksofenkammertüren (7) die Rauchgase in den Primärheizraum (2) gesaugt. Das Vakuum in dem Vakuumvorlagebehälter (11) kann nach dem Vorgang des Einsaugens mit einer Vakuumpumpe (12) über eine Vakuumleitung (13) mit Absperreinrichtung (13a) wieder hergestellt werden.
[0030] FIG. 2 zeigt die seitliche Ansicht einer Koksofenkammer (1), die einen Primärheizraum (2) und einen Sekundärheizraum (3) enthält, wobei sich zusätzlich eine vakuumerzeugende und druckregelnde Vakuumleitung (14) auf der Decke der Koks- ofenkammer (1) befindet, wie sie beispielhaft in der GB 365934 A beschrieben ist. Diese dient insbesondere dazu, den Druck in der Koksofenkammer (1) während des Betriebes zu regeln. Hierzu befindet sich auf dem Dach der Koksofenkammer (1) eine Vakuumleitung (14), die mit allen Koksofenkammern verbunden ist. Diese ist zur Befestigung auf der Koksofenkammer (1) mit einer Halterung (14a) versehen. Über eine Anschlußleitung (14b) mit Ventil (14c) und Druckregeleinrichtung (14d) wird der Druck im Primärheizraum (2) der Koksofenkammer (1) während des Betriebes geregelt. In dieser Ausführungsform wird das Ventil (14c) für die Anschlußleitung während der Ansaugphase des Vakuums über die„Downcomer"-Rohre (4) geschlossen, so dass die Druckregeleinrichtung (14d) während der Ansaugphase nicht an die Koksofenkammer (1) angeschlossen ist. In dieser Ausführungsform sind die Türen (7) der Koksofen- kammer (1) geöffnet, so dass der Kokskuchen (5) ausgedrückt werden kann. Zu sehen ist hier noch die Wand (7a) über der Koksofenkammertür (7). Erfindungsgemäß wird nun während dieser Zeit des Öffnens der Koksofenkammertüren (7) über die„Down- comer"-Kanäle (4) ein Unterdruck angesaugt, um die Rauchgase zurück in die Koksofenkammer (1) zu saugen. Statt U-Rohr-förmiger Öffnungen (8a) auf der Decke befin- den sich dort einfache Öffnungen (8c), die mit einer zu öffnenden Klappe (8d) ausgestattet sind. Die erste der Türen (7b) ist zum Beladen geöffnet, die andere (7) schließt die Koksofenkammer (1) ab. Zu sehen ist hier die Beladung des Kokskuchens (5), der über einen Wagen (16) mit Druckvorrichtung (15a) erfolgt. Der Wagen (15) ist auf Rollen (15b) gelagert, die sich wiederum auf ebenerdigem Grund (16) befinden. In dieser Ausführungsform ist der Abgaskanal (6b) unterirdisch angeordnet, wobei sich vor dem Absperrventil (6a) des Abgaskanals der Zulauf des Sekundärkanals (10) befindet. Dieser ist mit einem Ventil versehen, welches hier geöffnet ist (10b). Dadurch wird der Sekundärkanal (10) mit dem Vakuumvorlagebehälter (11) verbunden und aus diesem ein Unterdruck angesaugt. Am Ende der Saugrichtung befindet sich, verbunden über den Sekundärheizraum (3) und die„Downcomer"-Kanäle (4), die Koksofenkammer (1).
[0031] Bezugszeichenliste
1 Koksofenkammer
2 Primärheizraum
3 Sekundärheizraum
4 Kanäle
4a Öffnungen der„Downcomer"-Kanäle
4b Angesaugter Unterdruck
5 Kokskuchen
6 Abgasausführung
6a Absperreinrichtung für Abgas
6b Abgaskanal
7 Koksofenkammertüren
7a Koksofenkammerwand über der Koksofenkammertür
7b Erste der Türen (7b), zum Beladen geöffnet
8a Öffnungen für Primärluft in der Decke mit U-Rohr-förmiger Abdeckung
8b Absperreinrichtung für Primärluft
8c Öffnungen für Primärluft in der Decke d Klappe zum Verschluss der Öffnungen für Primärluft in der Decke
Verschlussvorrichtungen an den Öffnungen zur Zuführung von Sekundärluft0 Sekundärkanal
0a Absperreinrichtung für den Sekundärkanal
0b Ventil für Sekundärkanal, welches hier geöffnet ist
1 Vakuumvorlagebehälter
2 Vakuumpumpe
3 Vakuumleitung
3a Absperreinrichtung für Vakuumleitung
4 Vakuumleitung
4a Halterung für Vakuumleitung
4b Anschlußleitung für Vakuumleitung
4c Ventil für Anschlußleitung
4d Druckregeleinrichtung
5 Wagen
5a Druckvorrichtung
5b Rollen
6 Ebenerdiger Grund

Claims

Verfahren zur Erzeugung eines Unterdruckes in einer Koksofenkammer (1) während des Ausdrück- und Beladevorganges, wobei
• die Koksofenkammer (1) für die Verkokung mit einer Schicht Kohle (5) befüllt wird, wodurch Rauchgase erzeugt werden, und
• nach der Befüllung die Kohle (5) zur Verkokung erwärmt wird, und
• diese flüchtigen Kohlebestandteile mittels unterstöchiometrisch zugeführter Luft direkt oberhalb der Kohleschüttung (5) in einem dafür vorgesehenen Gasraum (2) partiell oxidiert werden, und unterhalb der Koksofenkammer (1) ein Verbrennungssystem (3) zur Verbrennung von unverbrannten, flüchtigen Kohlebestandteilen sowie den bei der partiellen Oxidation erzeugten Gasen angeordnet ist, und
• die Koksofenkammer (1) in den Seitenwänden oder in dem Kokskuchen (5) oder in den Seitenwänden und in dem Kokskuchen (5) Kanäle (4) enthält, und diese Kanäle (4) den oberen, koksfreien Teil der Koksofenkammer (1) gasseitig mit dem Verbrennungssystem (3) unterhalb der Koksofenkammer (1) verbinden,
dadurch gekennzeichnet, dass
• durch diese Kanäle (4) in dem Gasraum (2) über dem Kohlekuchen (5) ein Unterdruck erzeugt wird, der dazu dient, die während des temporären Befüllens oder Ausdrückens entstehenden Rauchgase aus dem Gasraum
(2) abzusaugen.
Verfahren zur Steuerung des Unterdruckes in einer Koksofenkammer (1) während des Ausdrück- und Beladevorganges nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang zur Erzeugung des Unterdruckes 5 Minuten vor dem öffnen der Türen (7) beginnt und 30 Minuten nach dem Schließen der Türen (7) beendet wird.
Verfahren zur Steuerung des Unterdruckes in einer Koksofenkammer (1) während des Ausdrück- und Beladevorganges nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck in dem Verbrennungssystem
(3) unterhalb der Koksofenkammer (1) erzeugt wird, wobei die Koksofenkam- mer (1) in Saugrichtung endseitig liegt, und der Unterdruck in dem Gasraum (2) oberhalb des Kokskuchens (5) über die Kanäle (4) angesaugt wird.
4. Verfahren zur Steuerung des Unterdruckes in einer Koksofenkammer (1) während des Ausdrück- und Beladevorganges nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck in dem Verbrennungssystem (3) durch eine außerhalb der Koksofenkammer (1) angeordnete unterdruckfüh- rende Vakuumleitung (14) erzeugt wird, wobei über eine abzweigende Leitung der Unterdruck in dem Gasraum (2) oberhalb des Kokskuchens (5) über die Kanäle (4) angesaugt wird.
5. Verfahren zur Steuerung des Unterdruckes in einer Koksofenkammer (1) während des Ausdrück- und Beladevorganges nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck in dem Verbrennungssystem (3) unterhalb der Koksofenkammer (1) durch ein Gebläse (12) erzeugt wird, wobei die Koksofenkammer (1) in Saugrichtung endseitig liegt, welches den Unterdruck in dem Verbrennungssystem (3) unterhalb der Koksofenkammer (1) über separate Kanäle (10) ansaugt, und der Unterdruck durch eine regelnde Vorrichtung (10a) gesteuert wird.
6. Verfahren zur Steuerung des Unterdruckes in einer Koksofenkammer (1) während des Ausdrück- und Beladevorganges nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck in dem Verbrennungssystem
(3) unterhalb der Koksofenkammer (1), wobei die Koksofenkammer (1) in Saugrichtung endseitig liegt, durch einen Vakuumvorlagebehälter ( 1) erzeugt wird, der mit dem Sekundärheizraum (3) über eine absperrbare Sekundärleitung (10) verbunden ist, der für den Vorgang des Absaugens kurzzeitig mit dem Sekun- därheizraum (3) verbunden wird, so dass über die Kanäle (4) ein Unterdruck in dem Gasraum (2) oberhalb des Kokskuchens (5) angesaugt wird.
7. Vorrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes in einer Koksofenkammer (1) während des Ausdrück- und Beladevorganges, umfassend
• eine Koksofenkammer (1), die mit einem zur Verkokung vorgesehenen Kokskuchen (5) beladbar ist, wobei sich oberhalb des Kokskuchens (5) ein Gasraum (2) befindet, in dem die zur Verkokung vorgesehene Kohle (5) nach der Befüllung erwärmt wird, und • sich in den Seitenwänden oder in dem Kokskuchen (5) oder in den Seitenwänden und in dem Kokskuchen (5) Kanäle (4) befinden, die zum Ansaugen eines Unterdruckes geeignet sind, und
• sich unterhalb der Koksofenkammer (1) ein Verbrennungssystem (3) zur Verbrennung von unverbrannten, flüchtigen Kohlebestandteilen sowie den bei der partiellen Oxidation erzeugten Gasen befindet, und
• die Koksofenkammer (1) in den Seitenwänden oder in dem Kokskuchen (5) oder in den Seitenwänden und in dem Kokskuchen (5) Kanäle (4) enthält, und diese Kanäle (4) den oberen, koksfreien Teil der Koksofen- kammer (1) gasseitig mit dem Verbrennungssystem unterhalb der Koksofenkammer (3) verbinden,
dadurch gekennzeichnet, dass
• das Verbrennungssystem (3) unterhalb der Koksofenkammer (1) mit auswärtsführenden Sekundärkanälen (10) ausgestattet ist, durch die das Verbrennungssystem mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist, so dass
• der Gasraum (2) über dem Kokskuchen (5) über das Verbrennungssystem und die Kanäle (4) mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist, und
• mindestens einer der auswärtsführenden Sekundärkanäle (10) mit einer regelnden Vorrichtung (10a) ausgestattet ist.
8. Vorrichtung zur Steuerung des Unterdruckes in einer Koksofenkammer (1) während des Ausdrück- und Beladevorganges nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der regelnden Vorrichtung (10a) um einen Schieber handelt.
9. Vorrichtung zur Steuerung des Unterdruckes in einer Koksofenkammer (1) während des Ausdrück- und Beladevorganges nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der regelnden Vorrichtung (10a) um eine Spindel handelt.
10. Vorrichtung zur Steuerung des Unterdruckes in einer Koksofenkammer (1) wäh- rend des Ausdrück- und Beladevorganges nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der regelnden Vorrichtung (10a) um eine Klappe handelt.
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