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Verfahren und Vorrichtung zur zonenweisen Ausnutzung der fühlbaren Wärme von glilhendem Koks 11. dgl.
Es ist bekannt, die Wärme des aus Retorten, Kammern und Koksofen kommenden glühenden
Kokses dadurch nutzbar zu machen, dass man unbrennbare Gase über den Koks führt und diese Gase einer Kesselanlage zuführt. Da bei diesen Einrichtungen das gesamte Temperaturgefälle des Kokses von etwa 10000 C bis etwa 2000 C ausgenutzt wird, so sind ausserordentlich grosse Mengen unbrennbarer
Gase für die Wärmeübertragung nötig und auch sehr grosse Dampfkesselanlagen. Der dadurch entstehende hohe Anlagepreis wägt in den meisten Fällen den Nutzen aus der wiedergewonnenen Wärme zum grossen Teil auf.
Es ist zwar bekannt, die Wärme von Koks zonenweise abzuführen, aber dies geschieht bei den bekannten Einrichtungen nicht in in sieh geschlossenen Kreisläufen, sondern es kehren bei allen diesen Einrichtungen die abgekühlten Gase aller Zonen wieder in ein und dasselbe Gebläse zurück. Dadurch treten verhältnismässig kalte Gase auch durch die heisseste Zone, wodurch der Gesamtwirkungsgrad auf dem Kessel wesentlich herabgesetzt wird und somit die die Wärme aufnehmenden Flächen des Kessels wesentlich grösser sein müssen als bei der Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung. Da bei den bekannten Einrichtungen nur ein Gebläse für sämtliche Zonen vorhanden ist. so muss dieses auch voll in Betrieb bleiben, wenn nur einzelne Zonen ausgenutzt werden sollen.
Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird nicht das ganze Temperaturgefälle des glÜl1en- den Kokses mit einem Male ausgenutzt, sondern es wird das Gefälle in mehrere Stufen zerlegt, die gleichzeitig und kontinuierlich ausgenutzt werden. In der ersten Stufe, die etwa die Temperaturen von 1000 bis zu 700 C umfasst, wird die Wärme des Kokses einer Hoehdruckkesselanlage zugeführt. In der zweiten Stufe von etwa 700 bis 3000 C wird die Wärme einem Wasservorwärmer zugeführt, dessen Wasser gege- benenfalls dam Hochdruckkessel als Speisewasser dient.
Das letzte Temperaturgefälle wird durch Ablöschen des Kokses mit warmem Wasser bzw. niedrig gespanntem Dampf bewirkt, wobei der entstehende Wasserdampf dazu dient, den Luftabschluss zu bewirken und damit zu verhindern, dass der Koks an der Luft verbrennt. Eine Ausnutzung dieser letzten Wärmestufe lohnt sieh nicht.
Gemäss der Erfindung wird jedem der Wärmeaufnehmer die Wärme der ihm zugeordneten Wärmezone des Kokses durch je einen in sich geschlossenen und von einem besonderen Gebläse bewegten Gasstrom zugeführt. Durch diese Unterteilung des gesamten Wärmegefälles in mehrere Stufen wird die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wesentlich erhöht.
Zwei beispielsweise Ausführungsformen derartiger Anlagen sind in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform, bei der der glühende Koks teilweise auf einem Treppenrost und teilweise auf einem Wanderrost ruht. Bei der zweiten Ausführungsform nach Fig. 2 wird lediglieh ein Treppenrost für den Koks benutzt.
Was zunächst die Ausführungsform nach Fig. 1 anbelangt, so ist hier ein Einwurftrichter j ! vorgesehen, unter dem ein Treppenrost 2 zur Aufnahme des glühenden Kokses dient. Der Trichter 1 ist durch eine Klappe 3 luftdicht abzuschliessen. Über dem Treppenrost 2 liegen die Heizröhren eines Hoch-
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Gebläse zieht bei 9 die so abgekühlten Gase wieder zurück. Diesen ständig zirkulierenden inerten Gasen können noch weitere inerte Gase, vorzugsweise Rauchgase einer Feuerungsanlage, zugeführt werden, damit im ganzen Kühlraum immer etwas Überdruck gegen die Atmosphäre herrscht und gegebenenfalls ein Verlust an inerten Gasen ersetzt wird.
Gegebenenfalls kann noch ein Teil der zu beheizenden Röhren des Kessels 5 bei 10 abgezweigt sein und durch eine zusätzliche Brennereinrichtung 11 etwa durch Gasbrenner erhitzt werden, wenn gelegentlich ein forcierter Betrieb des Hochdruckkessels nötig ist.
An den Treppenrost 2. schliesst sich ein Wanderrost 12 an, der aus einer Kette mit Platten 13 od. dgl. besteht, die über die Kettenräder. M und 15 läuft. Auf diesem Rost wird die zweite Temperaturstufe ausgenutzt, u. zw. wiederum dadurch, dass durch ein eigenes Gebläse 16 mittels der Leitung 11 inerte
Gase durch den Rost 12 und die auf ihm liegende glühende Koksschicht geblasen werden, welche Gase dann eine Wasservorwärmvorrichtung 18 umspülen und bei 19 wieder in das Gebläse 16 eintreten. Auch dem Gebläse dieser-Stufe können Rauchgase irgendeiner Feuerungsanlage zugeführt werden, damit auch in diesen Räumen Überdruck gegen die Atmosphäre und gegen den Nasslöschraum herrscht, um unnötiges
Uberrteten von Dampf der letzten Stufe, der Nasslöschstufe, in den Kühlraum zu vermeiden.
Die Wasser- vorwärmvorrichtung kann dazu dienen, den Hochdruckkessel mit Speisewasser zu versehen.
Der von dem Wanderrost 12 kommende Koks fällt sodann in einen Bunker 20, der unten durch einen Drehschieber 21 verschlossen ist. Über dem Bunker 20 ist ein Abzugsrohr 22, in dem zwei Klappen 23 und 24 liegen. Die Klappe 23 ist mit der Klappe 21 durch das Gestänge 25 verbunden, u. zw. derart, dass, wenn die eine Klappe zu ist, die andere geöffnet ist, und umgekehrt.
Durch die Düseneinrichtung 26 kann zweckmässig warmes Wasser auf den glühenden Koks im
Bunker 20 gespritzt werden bzw. kann durch die Düse 27 Niederdruckdampf durch den Koks geblasen werden, um ihn vollständig abzukühlen. Der entstehende bzw. erhitzte Dampf entweicht dabei teilweise durch das Abzugsrohr 22, erfüllt aber mit einer niederen Spannung den ganzen Raum 28 über dem
Bunker 20 und schliesst diesen gegen Lufteintritt ab.
Die Klappe 24 ist durch das Gestänge 29 mit der Klappe 3 verbunden, wiederum in der Weise, dass, wenn eine Klappe offen, die andere geschlossen ist, und umgekehrt.
Die Wirkungsweise ist folgende :
Der aus der Retorte bzw. dem Koksofen kommende glühende Koks fällt nach Öffnung der Klappe 3 zunächst in den Trichter 1 und damit auf den Treppenrost 2. Der Ventilator 6 bläst unbrennbares Gas durch den Rost und den Koks, und dieses Gas umströmt die Heizröhren 4 des Hochdruckkessels 5 und gibt seine fühlbare Wärme an diese ab. Dadurch wird Hochdruckdampf erzeugt. Auf dem Rost 2 erfolgt die Abkühlung des glühenden Kokses von etwa 10000 bis 600 bzw. 7000 C. Der Koks fällt dann auf den
Wanderrost 12, der ihn mitnimmt und durch den mittels des Gebläses 16 gleichfalls unbrennbare Gase eventuell mit Zusatz von Rauchgasen geblasen werden, die die Vorwärmeröhren 18 umziehen und ihre
Wärme an diese abgeben.
Von dem Wanderrost 12 fällt über das Kettenrad 15 der Koks allmählich herunter in den Bunker 20, wo er entweder durch Warmwasser aus den Düsen 26 oder durch Niederdruck- dampf aus den Düsen 27 abgekühlt wird. Der vom Wanderrost kommende Koks hat noch eine Tempe- ratur von etwa 3000. Aus dem Bunker 20 wird der Koks nach seiner Abkühlung auf etwa 1000 C durch die Klappe 21 abgezogen. Wird diese geöffnet, so schliesst sich durch das Gestänge 25 die Klappe 23, so dass von oben her keine Luft eintreten kann. Der Raum 28 ist ständig mit dem aus dem heissen Koks durch Bespritzen mit Wasser bzw. mit Dampf entstehenden Wasserdampf angefüllt, wodurch der Luft- abschluss gesichert ist. Ein weiterer Abschluss erfolgt durch den Überdruck der zusätzlich an- gesaugten Gase.
Bei Öffnung der Klappe 3 schliesst sich die Klappe 24 und verhindert, dass durch die Öffnung 22
Luft eingesaugt wird. Ferner kann noch durch eine besondere Einrichtung die Klappe 23 mit der Klappe 24 in solcher Verbindung stehen, dass stets, wenn eine dieser beiden Klappen geöffnet ist, die andere ge- schlossen bleibt.
Die Klappen 23 und 24 stehen miteinander in solcher Verbindung, dass beide Klappen nie gleich- zeitig geschlossen sein können ; wenn daher eine der Klappen 23, 24 geschlossen ist, muss die andere Klappe offen stehen. Dies ergibt folgende Abhängigkeit aller Klappen 3, 23,24, 21 untereinander : 1. ist Klappe 3 offen, so ist Klappe 24 geschlossen, daher Klappe 23 offen und Klappe 21 geschlossen ; 2. ist Klappe 21 offen, so ist Klappe 23 geschlossen, daher Klappe 24 offen und Klappe 3 geschlossen ; 3. sind die Klappen 23 und 24 offen, so ist Klappe 3 und Klappe 21 geschlossen. Im Falle 1 und 2 ist also das Klappensystem 23,
24 geschlossen und man sieht, dass von den drei Klappensystemen 3,21 und 23, 24 nur eines immer offen sein kann.
In Fig. 1 ist eine Einrichtung angedeutet, die den eben angedeuteten Zusammenhang zwischen
Klappe 23 und 24 herstellt. Auf den Wellen der Klappen 23 und 24 sitzt je eine eigenartig ausgebildete
Kurvenscheibe 40 und 41, von denen jede einen konvexen Teil 40'bzw. 41'und einen konkaven Teil 40" bzw. 41" besitzt. Jeder konvexe Teil der einen Scheibe kann in den konkaven Teil der anderen Scheibe eingreifen. Wird beispielsweise durch Öffnen der Klappe 3 die Klappe 24 mittels des Gestänges 29 ge- schlossen, so dreht sich mit der Klappe 24 die Kurvenscheibe 41, und deren konvexer Teil 41'legt sich in
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den konkaven Teil 40"der Kurvenscheibe 40 der Klappe 28 und verhindert die Drehung der Klappe 28 und damit auch die Drehung der Klappe 21.
Ist die Klappe 21 offen und damit durch die Zugstange 25 die Klappe 23 geschlossen, so legt sich der konvexe Teil 40'der Kurvenscheibe 40 in den konkaven Teil 41" der Kurve 41 und verhindert damit eine Drehung der Klappe 24 und eine Öffnung der Klappe 3.
Unter dem Wanderrost j ! 2 ist noch eine weitere Klappe.. 30 vorgesehen, durch die der entstehende Feinkoks abgezogen werden kann. Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 ist die Anordnung im ersten Teil die gleiche, nur wird der Wanderrost gleichfalls von einem Treppenrost 31 gebildet, durch den mittels des Gebläses 16 und der Leitung 17 wiederum inertes Gas geblasen wird, das nach Umspülung der Röhren
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Trommel. 32 vorgesehen, die sich in der Pfeilrichtung langsam dreht und unten den Koks allmählich abnimmt und dem Bunker 20 zuführt, der wieder in derselben Weise eingerichtet ist wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1. Die Trommel 32 kann gegebenenfalls an ihrem Umfang mit Greifern versehen sein, um den Koks besser mitzunehmen.
Bei beiden Ausführungsformen wandert der eingeworfene glühende Koks allmählich über die beiden Roste und gibt in Stufen seine Wärme an den Hochdruckkessel bzw. an die Wasservorwärmevorrichtung ab.
Gegebenenfalls kann die Unterteilung noch weitergeführt werden, indem man zwischen die beiden ersten Stufen noch eine weitere Stufe zur Erzeugung von Niederdruckdampf einschaltet.
Durch die stufenweise Ausnutzung der Wärme ist es möglich, die wärmeaufnehmenden Apparate in erheblich einfacherer und wesentlich billigerer Form herzustellen. Da obendrein die Abkühlung des Kokses durch inerte Gase nur auf etwa 300 bis 4000 erfolgt, wird die Gebläseleistung erheblich geringer, so dass der wirtschaftliche Wirkungsgrad der Gesamtanlage wesentlich höher wird als wenn die Wärme- ausnutzung in einer einzigen Stufe erfolgt.
Dasselbe Verfahren und dieselbe Vorrichtung kann auch benutzt werden zur Ausnutzung der fühlbaren Wärme von andern glühenden Massen als Koks, die aus irgendwelchen Brennöfen od. dgl. anfallen. Der glühende Koks kann über die Roste gegebenenfalls auch durch eine besondere Fördervorrichtung geführt werden.
Die Abkühlung des Kokses nach diesem System ergibt einen sehr guten Koks, weil die Nasslöschung des Kokses erst bei einer Temperatur von etwa 3000 erfolgt und dazu noch mit heissem Wasser oder Dampf, so dass hiebei das Wasser oder der Dampf keine zerstörende Wirkung auf den Koks ausüben kann.
Die Stufenlöschung kann auch aufgeteilt werden in Hochdruckdampf, Niederdruckdampf und
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zeitig aus dem Niederdruckkessel Speisewasser für den Hochdruckkessel entnimmt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur zonenweisen Ausnutzung der fühlbaren Wärme von glühendem Koks u. dgl. mittels inerter Gase im kontinuierlichen Betrieb, dadurch gekennzeichnet, dass von mehreren Wärmeaufnehmern, wie Hochdruckkesseln, Niederdruckkesseln, Vorwärmern u. dgl., jeder gleichzeitig je von einem in sich geschlossenen und durch ein besonderes Gebläse bewegten inerten Gasstrom bestrichen wird, dessen besondere Rückführungsleitung an die zugehörige Wärmezone des auf einem oder mehreren Rosten liegenden heissen Kokses angeschlossen ist.