DE2653323A1

DE2653323A1 - Anordnung zum verhindern der staub- und dampfemission beim herstellen von koks und verwendung dieser anordnung

Info

Publication number: DE2653323A1
Application number: DE19762653323
Authority: DE
Inventors: Kevin D Mahar
Original assignee: Donner-Hanna Coke Corp
Current assignee: Republic Steel Corp
Priority date: 1975-11-28
Filing date: 1976-11-24
Publication date: 1977-06-02
Also published as: US4113569A; NL165778C; JPS5281301A; ES453712A1; BR7607943A; JPS6320876B2; ATA874376A; IT1123087B; MX3931E; ZA766895B; NL7613011A; CA1084863A; FR2333038A1; SE7613237L; BE848770A; GB1558387A; NL165778B; FR2333038B1; AU1986576A

Description

Köln, den 22. November 1976 vA.

Anmelderin:

Donner-Hanna Coke Corporation

Abby & Mystic Streets

Post Office Box A

South Park Station

Buffalo, New York 14220, U.S.A.

Mein Zeichen: D 101/

Anordnung zum Verhindern der_tj>taub- und Dampf emission beim Herstellen von Koks und Verwendung dieser Anordnung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Anordnung und ein Verfahren zum Minimieren der Emission von partikelbeladenen Dämpfen und Rauch in die Atmosphäre, und zwar vor dem endgültigen Ablöschen des weißglühenden Koks. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und eine Anordnung zum Unterdrücken der Verbrennung von weißglühendem
Koks bei dessen Austritt aus einem schlitzförmigen Ofen. Ebenso bezieht sich die Erfindung insbesondere auf ein Verfahren und
eine Anordnung zum Verhindern der Emission derjenigen Menge von partikelförmiger Substanz, die sonst in den durch den weißglühenden Koks.erzeugten thermischen Aufwind hineingezogen werden würde.

Die immer stärker zunehmende Beachtung, die man der Umweltverschmutzung schenkt, hat sich auf eine Anzahl von industriellen Vorgängen konzentriert, bei denen wesentliche Mengen an gasförmigen und partikelförmigen Stoffen in die Atmosphäre abgelassen werden_o Zum Abfangen solcher Emissionen hat man zahlreiche Gasreinigungsvorrichtungen, wie elektrostatische Abscheider, Wäscher usw. verwendet. Diese Vorrichtungen eignen sich im allgemeinen jedoch nur zur Anwendung bei festen oder orts_unveränderlichen Einrichtungen. Daraus ergibt sich das Bedürfnis für solche Anordnungen, die bei ganz oder teilweise ortsveränderlichen Vorgängen verwendet werden können, die ihrerseits eine Emissionskontrolle verlangen»

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Ein einschlägiger industrieller Vorgang, bei dem beträchtliche Mengen an gasförmigen und partikelhaltigen Emissionen auftreten, ist der Abtransport von weißglühendem Koks von einem Schlitzofen und der Transport dieses weißglühenden Kokses an eine entfernt liegende Ablöschstation, an der der Koks für seine weitere Verwendung, zum Beispiel zur Eisenherstellung, abgekühlt wird. Diese Vorgänge verlaufen typischerweise so, daß der Koks aus jeweils einer von zahlreichen einzelnen Ofenkammern in einer schlitzförmigen Batterie in eine bewegliche Führung gestoßen oder ausgedrückt wird, mit der er dazu gezwungen wird, in ein oben offenes Schienenfahrzeug zu fallen, während dieses an einer neben dem Koksofen befindlichen Beladestelle vorbeibewegt wird. Beim Austritt des Kokses aus dem Ofen sind die gasförmigen und partikelhaltigen Emissionen noch verhältnismäßig gering, bis der Koks beim Verlassen der Führung aufzubrethen beginnt und in das darunter befindliche Fahrzeug fällt. Dieses Ausstoßen und Herabfallen des Kokses führt im allgemeinen zu der Erzeugung einer beträchtlichen Menge von rußhaltigem Rauch und anderer partikelartiger Substanz von solcher Zusammensetzung, daß die Umgebungsluft und die Atmosphäre verschmutzt wird. Diese Emissionen können noch für die Zeit der Fahrzeugbewegung anhalten. Die Stärke wie auch die Dauer dieser Emissionen sind dann am größten, wenn es sich um ältere Anlagen handelt und Überwachungseinrichtungen fehlen, da die Selbstverbrennung der Kohle zu Koks an solchen Produktionsstätten mehr dem Zufall überlassen ist.

Das beladene Fahrzeug wird anschließend zu einer Ablöschstation gefahren, die sich in einer gewissen Entfernung vom Koksofen befindet. Der über dem Fahrzeugboden verteilte Koks wird dann zum ^; Ablöschen kräftig mit Wasser besprüht. ;

Im Stand der Technik gibt es bereits zahlreiche haubenartige Konstruktionen zum Steuern dieser Emissionen beim Ausschieben des Kokses in das oben offene Schienenfahrzeug. Diese bekannten Hauben überdecken einfach die K^ksführung und das darunter befindliche Fahrzeug. Dies erfolgt in dem Versuch, den beim Aufbrechen des Koks während seines Herabfallens in das Fahrzeug entstehe^den..theimlsoheja.._Aufj^nd.und die von diesem mitgenommen

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nen Emissionen aufzusammeln. Die sich beim Ausstoßen des Kokses einstellenden Temperaturen sind jedoch beträchtlich und können dazu führen, daß die Sammeleinrichtungen und die zugehörigen Führungen zu den Gasreinigern in ihrer Konstruktion beschädigt werden. Die in die Atmosphäre gelangenden Schmutzstoffe werden dann nur minimal kontrolliert.

Im Stand der Technik hat man auch den Bau von ¥ fahrbaren Ablöschstationen versucht. Diese stehen mit der Koksführung in Verbindung. Der Koks wird dabei entweder unmittelbar nach seinem Ausstoßen abgelöscht oder während seines Abtransportes von der Koksführung einem Ablöschvorgang unterworfen, während sich die auf einem Fahrzeug aufgebaute Ablöscheinrichtung mit dem Kokstransportfahrzeug mitbewegt. Mit diesen bekannten Konstruktionen wird jedoch die große Anzahl der oben offenen fahrbaren Ablöscheinrichtungen überflüssig, die in einer bestimmten Entfernung von den Koksöfen angeordnet sind.

In diesem Bereich liegt daher die Entwicklung eines Verfahrens und einer Anordnung, mit der die Koksemissionen niclrijnur während dessen Ausstoßens in ein oben offenes Fahrzeug, sondern auch während des Transportes des Koks in einem solchen Fahrzeug zu einer entfernt liegenden Ablöschstation kontrolliert werden können, womit sich die vorliegende Erfindung ganz wesentlich befaßt. Fachleute auf dem Gebiet der Koksherstellung sind sich der Tatsache bewußt, daß in älteren Öfen sehr häufig nur unvollständig verkokte Kohle aus einem Koksofen in eines der oben offenen Fahrzeuge ausgestoßen wird. Dies ist der sogenannte grüne Ausstoß. Unterschiedlich zu vollständig verkokter Kohle, bei der die Partikel enthaltenden Emissionen nur während des AusStoßens aus dem Koksofen und während des Ablöschens entstehen, bilden sich bei einem grünen Ausstoß beträchtliche Emissionen während der gesamten Zeitspanne des Transportes zwischen dem Koksofen und der Ablöschstation. Das Verfahren, die Anordnung und deren Verwendung nach der vorliegenden Erfindung steuern diese Eiaissionen eines grünen Ausstoßens während der gesamten Zeitspanne, während welcher der Koks ausgestoßen und bis er anschließend _: abgelöscht wird, Damit ergeben sich beträchtliche Vorteile ge-

genüloer den bekannten Anordnungen, Die erfindungsgemäße Kontrolle erfolgt dabei ohne komplizierte Fördereinrichtungen, wie sie bei den bekannten Verfahren notwendig waren. Diese bekannten Einrichtungen erforderten daher zusätzlich speziell konstruierte Fahrzeuge zur Aufnahme, zum Transport, zum Ablöschen und zum Ausstoßen des weißglühenden bzw. des gerade abgelöschten Kokses.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt somit in der Ausbildung einer Anordnung und deren Verwendung zum wirkungsvollen Steuern der luftverschmutzenden Emissionen bei weißglühendem Koks, die während dessen anfänglichem Ausstoßen aus einem schlitzförmigen Ofen und während dessen Transport in einem oben offenen Schienenfahrzeug vom Koksofen zu der Ablöschstation auftreten.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Ausbildung einer Vorrichtung und deren Verwendung zum Steuern der oben beschriebenen Emissionen, wobei die erfindungsgemäße Anordnung auch bei den bekannten Koksverarbeitungseinrichtungen anwendbar ist, bei denen eine Koksablöschstation in einer Entfernung vom Koksofen angeordnet und mit diesem über einen Schienenweg verbunden ist, auf dem oben offene, nach der Seite abkippende und sich selbst entladende Fahrzeuge verschiebbar sind.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Ausbildung einer Anordnung der oben beschriebenen Art und deren Verwendung, die sich in einer zuverlässigen und wirtschaftlichen Weise verwenden läßt, ohne daß man hierzu aufwendige Einrichtungen und luftbetätigte Maschinen in wesentlichen Mengen benötigt. Damit werden nicht nur die mit übermäßiger Größe und Komplexität verbundenen Anfangskosten vermieden, sondern der Energieverbrauch wird auf ein Minimum zurückgeführt und der Prozentsatz der nutzbaren Betriebszeit wird auf ein Maximum angehoben. . _;

Zusammengefaßt läßt sich feststellen, daß erfindungsgemäß über der Koksführung und dem benachbarten Teil des Fahrzeuges, in das der Koks gestoßen wird, eine Umhüllung vorgesehen ist, Eine solche Umhüllung weist sich gegenüberliegende und zu der Koks- ;

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führung im allgemeinen parallele Seiten auf, eine äußere Endwand, die parallel zu dem Rahmenaufbau des Koksofens vedäuft, und eine Decke, die die Seitenwände und die Endwand überdeckt. Die Innenenden der Seitenwände und der Decke liegen unmittelbar am Rahmenaufbau des Koksofens und sorgen damit für eine gegenüber dem weißglühenden Koks und der sich entwickelnden zugehörigen Dampfatmosphäre in sich abgeschlossene Atmosphäre. Auf der Innenseite dieser Umhüllung sind Sprühdüsen angeordnet und geben während des Ausstoßens des Kokses aus dem Ofen Wasser auf diesen ab.

Ein wichtiger Schritt bei der erfindungsgemäßen Anwendung liegt darin, daß während des Ausstoßens des Kokses nur eine geringe Menge Wasser auf diesen abgegeben wird. Parameter sind darüber aufgestellt worden, was eine übermäßige oder unzureichende Menge Wasser ist. Sowohl die abgegebene Menge als auch die Art und Weise, in der das Wasser abgegeben wird, müssen in Betracht gezogen werden. Eine übermäßige Menge Wasser und der sich daraus entwikkelnde Dampf würden eine schädliche Auswirkung haben, falls der Dampf auf die weißglühenden hitzebeständigen Ziegel im Koksofen auftreffen würde. Eine übermäßige Wasserzugabe würde auch zu einer Überflutung des Schienenweges führen und/oder eine die Fahrzeugbewegung hindernde Eisbildung hervorrufen. Die erste von zwei Überlegungen beim Bestimmen der erforderlichen Minimummenge an Wasser ergibt sich aus der Notwendigkeit,innerhalb der Haube eine zum Unterdrücken der Verbrennung ausreichende Dampfmenge zu erzeugen. Eine zweite Überlegung beim Bestimmen der mindestens erforderlichen Wassermenge ergibt sich aus der Notwendigkeit, die obere Schicht des in dem Fahrzeug liegenden Kokses zum Transport zur Ablöschstation vorzubereiten. In dieser Hinsicht sind sowohl die Menge des zugeführten Wassers als auch die Ausrichtung der Sprühdüsen bedeutungsvoll. Diese Vorbereitung der oberen Schicht des in dem Fahrzeug befindlichen Kokses verhindert, daß die in dem darunterliegenden Koks befindliche latente Wäreme in die oberen Koksschichten aufsteigt und während des Transports des Fahrzeuges zu der Ablöschstation zu eine Selbstentzündung bewirkenden Temperaturen führt.

Der umhüllende Dampf kann durch eine Öffnung in der Decke oder

einer Endwand der Umhüllung entweichen und durch eine Gasreinigungsführung austreten, in der Partikel durch ein mit einem geringen Druckunterschied arbeitenden Gasreinigungsverfahren, wie zum Beispiel Trägheitsaufstoßen, entfernt werden. Die Fähigkeit eines Gasreinigers, Partikel zu entfernen, wird durch die Befeuchtungswirkung der Dampfatmosphäre verbessert, in der die Partikel ihr Gewicht erhöhen und/oder miteinander zusammenbakken. Der Gasreinigungseffekt wird damit durch die gleiche einhüllende Dampfatmosphäre verbessert, die zuvor zum Unterdrücken der Atmosphäre und der anfänglichen Bildung von potentiellen Schmutzstoffen, wie zum Beispiel Ruß, verwendet wurde.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht mit Darstellung der relativen Anordnung einer Koksofenanlage mit mehreren einzelnen einander benachbarten Ofenkammern, über denen die erfindungsgemäße Haube entlang ihrer Längserstreckung und der eines oben offenen Fahrzeuges selektiv angeordnet ist, wobei das Fahrzeug den ausgestoßenen Koks zu einer entfernt liegenden Ablöschstation verbringt,

Fig. 2 eine Seitenansicht, im Schnitt, der erfindungsgemäßen Haube mit einem unter ihr befindlichen Fahrzeug, wobei der Koksofen nur teilweise und im Schnitt entlang der Schnittlinie 2 - 2 in Fig. 1 gezeigt wird, und

Fig. 3 eine Stirnansicht, im Schnitt, der Haube entlang der

Schnittlinie 3 - 3 in Fig. 2. j

Fig. 1 zeigt perspektivische eine Aufsicht auf eine allgemein mit .10 bezeichnete Koksofenbatterie mit mehreren Ofenkammern 12, die sich quer über die Batterie 10 bis zu deren abgelegener Seite erstrecken und durch zwischenliegende Hohlwandabschnitte voneinander .getrennt sind. Eine Koksführüng 14 ist vorgesehen und besteht aus einem aufrechtstehenden rohrförmigen Durchgang. Dieser wird durch sich gegenüberliegende aufstehende Wandabschnitte

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mit sich überlappenden geschlitzten Seiten gebildet. Die Koksführung 14 ist in Längsrichtung entlang der Vorderseite des Koksofens auf Führungsschienen 16 verschiebbar. Diese sind in größerem Detail in Fig. 2 dargestellt. Die Schienen 16 sind auf einer Platte oder Plattform 18 montiert, die sich seitlich nach außen von den zahlreichen Koksofenkammern erstreckt.

Wie allgemein bekannt, ist eine unter dem Namen Koksofenkammertürextraktor 20 bekannte Einheit verfahrbar auf den Schienen angeordnet. Sie wird fernbedient und nimmt periodisch eine der Türen von den zahlreichen Ofenkammern 12 ab, so daß der Koks herausgenommen und in die Koksführung 14 gezogen werden kann. Dieses Ausstoßen erfolgt mit einer auf die abgelegene Längsseite der Batterie 10 ausgeübten Ausstoßkraft. Diese Kraft wirkt in Richtung der Koksführung und drückt den Koks durch diese durch. Alles dies ist gut bekannt.

Wie bereits ausgeführt wurde, bricht der durch das Ausstoßende der Koksführung durchgestoßene Koks ab und fällt von der Platte 18 nach unten in ein oben offenes Fahrzeug 22. Das Fahrzeug 22 ist auf den Schienen 24 längs der Batterie 10 verschiebbar und wird mit einer Lokomotive 26 verschoben oder rangiert. Damit ist es auch gut bekannt, das Fahrzeug 22 so zu verschieben, daß es den Koks aus der Koksführung aufnimmt. Nach vollständigem Ausstoßen einer Ofenkammer verbringt das Fahrzeug 22 den Koks zu einer Ablöschstation 29. Wie in Fig. 2 in Einzelheiten dargestellt ist, enthält das Fahrzeug 22 eine offene Oberseite 22a und einen den Koks aufnehmenden Laderaum 22b. Die geneigte Bodenfläche 22c des Fahrzeuges ist zusätzlich in der Lage, den Koks durch einen Auslaß in der linken Seitenwand des Fahrzeuges zu drücken. Ein solcher Auslaß entsteht beim ausgewählten Öffnen der Seitenwand und dera? abgelöschte Koks rutscht dann unter Schwerkraft_einwirkung auf der geneigten Bodenwand 22c nach unten. Bei Verwendung eines oben offenen Fahrzeuges mit einem horizontalen Boden wird der abgelöschte Koks durch Kippen des Bodens ausgeladen.

Die zum Durchführen der vorliegenden Erfindung verwendete Hauben?-

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konstruktion ist in Fig. 1 bei■28 dargestellt. Die Haube läßt sich entlang einer über Kopf angeordneten Schienenführung 30 verschieben und über der Koksführung 14 rangieren, bevor diese den ausgeworfenen Koks aufnimmt. Nach der Darstellung in Fig. 1 würde der Türöffner 20 zuerst eine Türplatte von der Ofenkammer 12 abnehmen und die Koksführung 14 würde dann mit der freiliegenden Ofenkammer ausgerichtet, bevor der in dieser befindliche Koks in die Koksführung ausgestoßen würde. Auch die Haube 28 würde vor diesem Ausstoßen über der Koksführung 14 angeordnet. Nach der Darstellung in Fig. 1 enthält die Haube 28 einen abnehmbaren Wandabschnitt 28d. Damit läßt sie sich auf den Schienen 30 einfach in eine Stellung herunterrollen, in der sie die Koksführung umschließt und wobei der herausnehmbare Seitenwandabschnitt ersetzt ist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß sich das Anordnen der Haube 28 über der Koksführung 14 in Längsrichtung gesehen auf zahlreiche Arten verwirklichen läßt. Die Haube 28 könnte zum Beispiel von der Brücke eines Laufkatzenkranes herabhängen, wobei dann diese Brücke mit der Koksführung ausgerichtet würde und die Laufkatze seitlich über die Koksfüh~ rung geschoben werden kann. Ebenso könnten die Koksführung und die Haube 28 als eine einstückige Einheit ausgebildet werden und sich als Einheit mit Hilfe der Brücke und der Laufkatze eines solchen Kranes auf den Schienen 18 rangieren.

Nach der Darstellung in den Figuren 2 und 3 ruht die Haube 28 auf auf Streben 34 abgestützten Schienen. Die Streben sind nur bruchstückweise dargestellt. Damit soll eine Abstützung für die Haube angedeutet werden, um diese entlang der Kanten der Decke 28a und der Seitenwände 28b am Koksofen in B dampfdichter Anlage an diesem zu halten.

Nach der weiteren Darstellung in den Figuren 2 und 3 sind zahlreiche Wassersprühdüsen 38 auf der Innenseite der Haube 28 angeordnet. Die Düsen 38 werden über eine Hauptleitung 40 und von dieser ausgehende Zweigleitungen gespeist. Obwohl es im einzelnen nicht dargestellt ist, ist daran gedacht, daß verschieden- ; artige Zusammenstellungen von Pumpen und Umwälzeinrichtungen ^] für das zu versprühende Wasser zusammen mit der bewegbaren Hau- '■

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be 28 verwendet werden könnten. Im einzelnen ist daran gedacht worden, daß ein Wassertrog von einem die Ofenkammern bildenden ortsfesten Rahmen in einer horizontalen Lage oberhalb der Koksführung und des Türenöffners herabhängen könnte. Mit einem solchen Trog könnten Pumpansaugrohre auf dem die Umhüllung 28a tragenden Rahmen angeordnet werden und sich über und bis in den Trog herab erstrecken. Damit würden sie ständig in diesen eingetaucht sein unabhängig davon, welche ihrer zahlreichen Stellungen die Haube in Längsrichtung des Troges gesehen einnehmen würde. Wie im folgenden in bezug auf die Arbeitsweise der Haubenvorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens noch im einzelnen beschrieben werden wird, wird Wasser durch die Düsen 38 auf den durch die Koksführung 14 durchgestoßenen Koks gesprüht.

In bezug auf das Beladen des Ablöschwagens mit Koks sei noch bemerkt, daß die ünterkanten der Seitenwände 28b der Haube mit flexiblen hitzebeständigen Vorhängen 28c versehen sind, die ein in Längsrichtung vor sich gehendes Entweichen von Dampf oder mit Partikeln beladenem Rauch aus dem Laderaum 22b des Fahrzeuges zu verhindern trachten, wie dies im folgenden noch beschrieben wird.

Das Aufsprühen des Wassers auf den heißen Koks während dessen Herabfallens in das Fahrzeug 22 führt notwendigerweise zu der Erzeugung einer DampfatmeSphäre innerhalb der Haube 28. In bezug auf das Ablassen des in der Haube 28 erzeugten Dampfes ist in deren Decke oder Stirnseite an der vom Koksofen 10 abgelegenen Kante ein Kamin bzw. eine Entlüftungsleitung 36 vorgesehen. Bei dieser L_eitung ist für eine Gasreinigungsvorrichtung, die mit einem niedrigen Druckunterschied arbeitet, Vorsorge getroffen. Eine solche Gasreinigungsvorrichtung wird bei 36a als eine Schwerkraftaufpralleinrichtung gezeigt. An dieser Stelle sei jedoch darauf hingewiesen, daß sich die Gasreinigung auch auf zahlreiche andere Arten durchführen läßt, wie zum Beispiel durch elektrostatisches Ausfällen.

Es wurde bereits oben ausgeführt, daß die erfindungsgemäße Anordnung und deren Verwendung dazu vorgeslm sind, die Emission

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von mit Partikeln Geladenen Dämpfen in die Atmosphäre während der Zeitspanne vom Beginn der Abgabe des weißglühenden Koses aus dem Koksofen in ein oben offenes Fahrzeug 22 bis zum Abladen des Kokses aus diesem Fahrzeug an der Stelle des tatsächlichen Ablöschens an der Station 29 auf ein Minimum herabzusetzen. Die hier beschriebene Anordnung und deren Verwendung sind damit zur Anwendung bei einer Ablöschanordnung geeignet, die in einem Abstand von mehreren Koksofenkammern 12 angeordnet ist und mit einem oben offenen Fahrzeug zusammenarbeitet. Die erfindungsgemäße Anordnung und das deren Verwendung zugrunde liegende Verfahren lassen sich damit bei der Mehrheit der vorhandenen Koksbearbeitungseinrichtungen, die von dieser Bauart sind, einsetzen.

Bei der Beschreibung der Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung erfolgt diese in bezug auf das AufbreJieh eines Kuchens von weißglühendem Koks,wie dieser im allgemeinen aus einer Koksofenkammer 12 ausgestoßen wird. Im allgemeinen wird eine Koksofenbatterie 12 vier- oder sechsmal pro Stunde ausgestoßen und für jedes Ausstoßen oder jeden Stoß benötigt man eine Zeit in der Größenordnung von 35 bis 40 Sekunden. Während dieser Zeit entsteht infolge der Hitze des Kokses ein intensiver thermischer Aufwind, der seinerseits die mit dem Koks verbundenen partikelhaltigen Substanzen mit sich trägt. Dieses Aufwärtssteigen der mit Partikeln beladenen Gassäule wird anfangs allein durch die physikalische Umgrenzung der Haube 28 begrenzt. Dieser eben beschriebene Aufwind, der den Kokskuchen am Ende der Führung 14 aufbricht, war zusätzlich dafür bekannt, unverkohlte flüchtige Stoffe, die . im Koks unter dem Namen "Grünzeug" bekannt sind, der Atmosphäre auszusetzen. Normalerweise führt dies zu einer teilweisen unge- \ steuerten Verbrennung dieser flüchtigen Stoffe. Dieser Zus^tand j der Grünheit ist sehr oft Batterien eigen, die für einen verhältjnismäßig großen Abschnitt ihrer Betriebsdauer in Betrieb gewe- ; sen sind, wie dies Koksfachleuten allgemein bekannt ist. Das Besprühen des Kokses in einer vorgegebenen Weise betrifft damit sowohl eine Unterdrückung der Verbrennung des Kokskuchens bei dessen anfänglichem Ausstoßen aus einer Koksofenkammer wie auch während einer Zeitspanne, die für den Transport des Kokses in einem oben offenen Fahrzeug von der Koks führung bis zu einer Ab-

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löschstation erforderlich ist.

Obwohl der anfängliche thermische Aufwind und die in diesem mitgenommenen Partikel durch die mechanische Anordnung der Haube an einem direkten Eintritt in die Atmosphäre gehindert werden, läßt die Öffnung 36 einen Innendruckausgleich in bezug auf die Haube zu, wie dies im folgenden noch erläutert wird. Dies geschieht jedoch nur nach einer beträchtlichen Herabsetzung der Menge von P-P partikelhaltiger Substanz, die sonst in die Atmosphäre übergehen würde.

Ein tragendes Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt in der Tatsache, daß das auf den Koks aufgesprühte Wasser während dessen Durchtritt durch die Koksführung auf seinem Weg zum Fahrzeug von begrenzter Menge ist, so daß sowohl die Unterdrückung einer Verbrennung in der Haube sichergestellt ist als auch das Absenken der Oberflächen- oder Hauttemperatur des Kokses in der oberen Schicht des ruhenden Kokses auf einen ausreichend tief liegenden Punkt, so daß beim Weitertransport zu der AblÖschstation die Resthitze im Koks dessen Oberflächentemperatur nicht mehr bis zum Zündpunkt anheben wird. Daraus ergibt sich, daß die Wassereinleitung in die Haube nicht ein Ablöschvorgang ist, sondern nur ein Vorgang zwecks Unterdrücken einer Verbrennung, so daß das endgültige Ablöschen an einem entfernt liegenden Punkt stattfindet, wie dies allgemein Stand der Technik ist.

Für weißglühenden Koks, der in einer Kammer mit einer Breite in der Größenordnung von 17 Ms 19 Zoll, einer Höhe von 9 bis 10 Fuß und einer Länge von 40 bis 50 Fuß hergestellt wird, beträgt die Wassermenge für die Verdampfung unter der Haube etwa ein Drittel der Menge des bei normalen Ablöschverfahren verdampften Wassers. Dies steht im Unterschied zu einem normalen Ablöschvorgang an einer abgelegenen AblÖschstation, wie dies oben gesagt wurde. Hier wird eine Wassermenge in der Größenordnung von 4500 Gallonen auf den oben erwähnten Koks-Stoß gesprüht und nur etwa 1500 Gallonen Wasser würden normalerweise verdampft bei Fehlen von jeglicher Herabsetzung der Oberflächentemperatur, wie dies erfindungsgemäß beachtet wird» Es ist zu erwarten, daß die Menge

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des beim endgültigen Ablöschvorgang in Dampf umgewandelten Wassers bei Anwendung der vorliegenden Erfindung etwas herabgesetzt wird infolge der begrenzten Herabsetzung der Temperatur in der oberen Schicht des ruhenden Kokses.

Von dem weißglühenden Koks auf dessen Weg von einer Koksofenkammer ausgehende absorbierende Wärme erzeugt auf dem aufgesprühten Wasser innerhalb der Haube sofort und notwendigerweise eine einhüllende Atmosphäre aus Dampf, der sich mit dem thermischen Aufwind vermischt oder den thermischen Aufwind absorbiert, der durch die intensive Hitze des Kokses hervorgerufen wird. Diese Dampfatmosphäre verhindert jede potentielle Verbrennung des sich bewegenden Kokses in der Haube. Die einhüllende Dampfatmosphäre schützt weiter die Haube selbst vor der sich von dem bewegenden Koks ausstrahlenden Hitze, da der Dampf wie ein hochwirksamer Absorber für Strahlungshitze reagiert. Der Schutz der Haube vor der Strahlungshitze ist zu unterscheiden von der Verdampfung des aufgesprühten Wassers, mit der die Wärme von der Oberfläche der oberen Schicht des in dem Fahrzeug ruhenden Kokses absorbiert wird. Infolge dieses «c Abdeckens der Haube vor der Strahlungshitze läßt sich diese aus leichterm Material herstellen als es anders möglich wäre, falls die Haubenwände unmittelbar und ungeschützt der Strahlungshitze des Kokses ausgesetzt wären.

In bezug auf die W wirkungsvolle Erzeugung von Dampf innerhalb der Haube hat es sich als wünschenswert herausgestellt, warmes Wasser auf den Koks und das Fahrzeug zu sprühen und ein schon warmes Fahrzeug für die Aufnahme des Kokses zu verwenden, so daß sich der Dampf schneller innerhalb der Haube entwickelt und damit die Unterdrückung einer Koksverbrennung innerhalb der Haube sichergestellt wird. Wie bereits oben ausgeführt, wird jedoch nur eine begrenzte Wassermenge auf diese Weise versprüht.

In bezug auf das Ausströmen der in der Haube befindlichen Dampfatmosphäre durch die oben genannte Austrittsöffnung 36 hat es sich als wirkungsvoller herausgestellt, diese Öffnung in der ι Decke 28a an der vom Koksofen abgelegenen Außenkante anzuordnen.

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Die kontinuierliche Erzeugung von Dampf während des Ausstoßens des Kokses drückt die Dampfströmung kontinuierlich durch diese Öffnung. Dabei hat es sich herausgestellt, daß jede andere erzeugte Strömung, die nicht auf die Dampferzeugung selbst zurückgeht, die Wirksamkeit des Gesamtverfahrens herabsetzt.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß die rasche Erzeugung einer Dampfatmosphäre innerhalb der oben genannten Umhüllung während des Ausstoßens des bearbeiteten Kokses die Verbrennung des ausgestoßenen Kokses unterdrückt. Der Anteil an partikelartiger Substanz, der nach den unterdrückenden Auswirkungen der Haube und der Dampfumhüllung als Restbestandteil verbleibt, läßt sich mit Gasreinigungsverfahren, wie zum Beispiel den gezeigten Aufpralleinrichtungen, beherrschen. Die begrenzte Herabsetzung in der Oberflächentemperatur des im Fahrzeug ruhenden Kokses unter dessen Emissionspunkt reicht weiter auch aus, um dessen Verbrennung beim Transport zu einer Ablöschstation zu vermeiden.

Patentansprüche :

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Leerseite

Claims

Köln, den 22. November 1976 vA. Anmelderin: Donner-Hanna Coke Corporation Abby & Mystic Streets Post Office Box A South Park Station Buffalo, New York 14220, U.S.A. Mein Zeichen: D 101/ PATENTANSPRÜCHE

1. Anordnung zum Verhindern der Staub- und Dampfemission beim Herstellen von Koks in einem Koksofen mit mehreren Ofenkammern mit einer Kombination, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

eine mindestens ein Fahrzeug bildende Einrichtung mit einem Laderaum für Koks, eine mit diesem Laderaum in Verbindung stehende Öffnung für durchfallenden Koks und eine ebenso mit dem Laderaum in Verbindung stehende Austrittsöffnung für den Koks mit Selbstentladeeigenschaften, wobei das Fahrzeug zwischen einer Koksaufnahmestation und einer Koksablöschstation verfahrbar ist,

eine Koksführung mit einem Einlaßende, über das der aus einer der Koksofenkammern ausgestoßene Koks aufgenommen wird, und mit einem gegenüber dem Koksofen seitlich versetzten Auslaßende zur Führung der ausgestoßenen Koksmasse, damit dieser durch die Öffnung des Fahrzeuges in dessen Laderaum fällt, und

eine oberhalb des Fahrzeuges und entlang der Vorderseite der Vielzahl der Koksofenkammern angeordnete Haubeneinrichtung, die aus einer Oberseite, einer Stirnwand und sich gegenüberliegenden Seitenwänden besteht, die miteinander so verbunden sind, daß sie die Koksführung und mindestens einen j Teil der Koksaufnahmeöffnung und des Laderaumes des Fahrzeu- i ges umhüllen, wobei die Haube weiter dampffest mit dem Koks-

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ofen verbunden ist und weiter auf ihrer Innenseite montierte Sprüheinrichtungen aufweist, wobei diese Sprüheinrichtungen mit einem Arbeitsmittel gespeist werden zum Aufsprühen in vorbestimmten Mengen in Richtung auf die Koksmasse, während der Koks ausgestoßen wird, so daß damit innerhalb der Haube im wesentlichen eine Dampfatmosphäre erzeugt und die Temperatur der oberen Schicht des Kokses auf einen vorgewählten Temperaturbereich heruntergedrückt wird, und in der Haube eine Austrittsöffnung zum Entlüften von deren Innenraum vorgesehen ist, wobei diese Austrittsöffnung Einrichtungen enthält, um die mitgenommenen, befeuchteten Partikel aus der durch die Austrittsöffnung durchtretenden Dampfströmung herauszuziehen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Bewegen der Haube entlang der Vorderseite des Koksofens, um diese wählbar neben eine der Ofenkammern zu stellen.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der Haube um einen Abstand auseinanderliegen, der unter der Länge des Fahrzeuges liegt, daß sich die Seitenwände an der Oberseite des Fahrzeuges nach unten erstrekken und bewegbare Vorhänge aufweisen, die von den Unterkanten noch weiter nach unten bis in den Koks-Laderaum des Fahrzeuges verlaufen, und daß die Endwand der Haube an der Oberseite des Fahrzeuges nach Abwärts verläuft und in einem Abstand von der Vorderseite des Koksofens liegt, der mindestens dem entsprechenden Abstand der äußersten aufrechtstehenden Wand des Fahrzeuges vom Koksofen gleich ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung in der Oberseite der Haube angeordnet ist und einen gewundenen Weg aufweist, so daß die von der Dampfdurchströmung mitgenommene partikelhaltige Substanz auf die Oberflächen der Führung aufstößt und sich auf dieser ablagert.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung in der Endwand der Haube angeordnet ist und

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einen gewundenen Pfad enthält, so daß die von der durchtretenden Dampfströmung mitgenommene partikelhaltige Substanz auf die Flächen der Führung aufstößt und sich au&fc diesen niederschlägtο

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Austrittsöffnung in der Decke in einem vom Koksofen abgelegenen Abschnitt befindet und daß die Sprüheinrichtungen seitlich zum Koksofen versetzt sind und sich an einer Stelle befinden, die dem seitlichen Abstand des Endes der Koksofenführung hiervon entspricht.

7. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprüheinrichtung mit Wasser gespeist wird und daß die Austrittsöffnung in der Oberseite der Haube angeordnet ist und einen gewundenen Weg umschließt, so daß die von der Dampfströmung mitgenommene partikelhaltige Substanz auf die Oberflächen der Führung aufschlägt und sich auf diesen absetzt.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung in der Decke in dem vom Koksofen abgelegenen Abschnitt angeordnet ist und daß die Sprüheinrichtungen seitlich gegenüber dem Koksofen versetzt an einer Stelle angeordnet sind, die dem seitlichen Abstand des Auslaßendes der Koksführung davon entspricht.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der Haube um eine Strecke auseinanderliegen, die unter der Länge des Fahrzeuges liegt, daß sie sich an der Oberseite des Fahrzeuges nach unten erstrecken und einen beweglichen Vorhang enthalten, der sich von ihren Unterkanten noch weiter nach unten in den Koksladeraum des Fahrzeuges erstreckt, und daß sich die Endwand der Haube bis zur Oberseite des Fahrzeuges nach unten erstreckt und in einem Abstand von der Vorderseite des Koksofens liegt, der mindestens gleich dem entsprechenden Abstand der äußeren aufrechtstehenden Wand des Fahrzeuges vom Koksofen ist.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Koksführung und die Haube integral miteinander verbunden sind und sich damit als Einheit wählbar neben eine der Koksofenkammern setzen lassen.

11. Verwendung der Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 10 zum Steuern der mit einem Koksofen verbundenen Luftverschmutzung mit mehreren Ofenkammern, in denen eine entsprechende Vielzahl von Koksmengen verarbeitet wird und wobei die Koksmassen aus den Koksofenkammern durch das Einlaßende einer Koksführung und ein Auslaßende ausgeworfen werden, das gegenüber dem Koksofen seitlich versetzt ist, und dabei in ein Fahrzeug gelangen zu ihrer Weiterbeförderung zu einer Ablöschstation, die sich in einer Entfernung vom Koksofen befindet, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

Einhüllen des Luftraumes oberhalb der Koksführung an deren beiden Seitenwänden in eine Umhüllung in einer im wesentlichen dampfdichten Art und Weise, wobei sich die beiden Seitenwände vom Koksofen bis über das Auslaßende der Koksführung gegenüber dem Koksofen hinaus erstrecken, so daß die durch das Auslaßende der Koksführung ausgestoßenen Koksmassen in das Fahrzeug fallen können,

Besprühen der heißen Koksmassen bei deren Weg zum Fahrzeug mit einem Medium, um innerhalb des eingeschlossenen Luftraumes eine Dampfatmosphäre zu erzeugen, so daß die mit dem Koks verbundenen partikelhaltigen Substanzen innerhalb dieses Luftraumes befeuchtet und in dem Dampf mitgenommen werden und die Verbrennung des Kokses in dem Luftraum wesentlich verzögert wird und

Bilden ä eines Durchganges durch die Grenzschicht des Luftraumes in die Umgebungsatmosphäre zum Entlüften des eingeschlossenen Luftraumes, wobei dieser Durchgang Einrichtungen zum Entfernen der befeuchteten mitgenommenen Partikel enthaltenden Substanz aus der Dampfströmung enthält.

12. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der ! Durchgang mit der oberen Grenzschicht des eingeschlossenen Luftraumes in Verbindung steht und so ausgebildet ist, daß s

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er einen gewundenen Pfade· enthält, so daß die in der Dampfströmung mitgenommene partikelhaltige Substanz auf die Oberflächen des Durchganges auftrifft und sich auf diesen niederschlägt.

13. Vervrendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang in der oberen Grenzschicht des Luftraumes angeordnet ist, der vom Koksofen abgelegen liegt, und daß der Koks an einer Stelle besprüht wird, die in einem seitlichen Abstand vom Koksofen liegt, der dem seitlichen Abstand des Auslaßendes der Koksofenführung von dort entspricht.

14. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgesprühte Arbeitsmittel Wasser ist und daß der Koks mit einer vorgegebenen Wassermenge besprüht wird, so daß die Temperatur der oberen Schicht des in dem Fahrzeug befindlichen Kokses bis auf unter seine Zündtemperatur herabgesetzt wird, so daß der in dem Fahrzeug befindliche Koks während seines Transportes zu der Ablöschstation der Umgebungsatmosphäre ausgesetzt ist und keiner Verbrennung unterliegt.

15. Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang mit der oberen Grenzschicht des eingeschlossenen Luftraumes in Verbindung steht und einen gewundenen Pfad enthält, so daß die in der Dampfströmung mitgenommene partikelhaltige Substanz auf die Oberflächen des Durchganges auftrifft und sich auf diesen absetzt.

16. Verwendung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang in der oberen Grenzschicht des Luftraumes angeordnet ist, die vom Koksofen abgelegen ist, und daß der Koks an einer Stelle besprüht wird, die in einem seitlichen Abstand vom Koksofen liegt, der dem seitlichen Abstand des Auslaßendes der Koksofenführurig von dort entspricht.