DE3147552C2 - Düse zur Zerstäubung von Flüssigkeit im Abzugsstandrohr eines Koksofens - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Ausrüstungen für die Kokereiindustrie. Die Düse enthält ein Gehäuse (1), in dem eine eine tangentiale Einführung (8) sowie einen axialen Düsenmund aufweisende zylindrische Wirbelkammer (10) vorhanden ist. Im Gehäuse (1) ist erfindungsgemäß eine zusätzliche Wirbelkammer (3) ausgebildet, welche eine separate tangentiale Einführung (9) sowie einen separaten axialen Düsenmund (11) aufweist. Die Wirbelkammern (2, 3) sind von unterschiedlichen Durchmessern und miteinander durch einen Überlaufkanal (12) verbunden. Die Erfindung wird in der Kokereiindustrie für die Ejektion der Begichtungsgase sowie für die Reinigung der Kokereigase im Abzugsstandrohr eines Koksbrennofens und der Wandungen dieses Abzugsstand rohres verwendet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Ausrüstungen für die Kokereiindustrie und betrifft insbesondere eine Düse zur Zerstäubung von Flüssigkeit im Abzugsstandrohr eines Koksofens.

Die bekannten Flüssigkeitszerstäubungsdüsen sind baumäßig derart ausgeführt, daß die Flüssigkeit in einem Strahl und mit einem konstantbleibcnden öffnungswinkel des Zerstäubungsstrahles zerstäubt wird.

Es ist beispielsweise eine Flüssigkeitszerstäubungsdüse bekannt (s. UdSSR-Urheberschein 3 45 936), welche ein Gehäuse enthält, in dem sich eine Wirbelkammer mit tangentialer und axialer Flüssigkeitseinführung sowie einem Düsenmund befindet. Die Flüssigkeit gelangt in die Wirbelkammer gleichzeitig über beide Einführungen. Der größere Teil der Flüssigkeit wird über die tangentiale Einführung in die Wirbelkammer gefördert. In dieser wird sie auf ihren Wandungen aufgewirbelt und tritt aus ihr über den Düsenmund in einem hohlen Zerstäubungsstrahl aus. Ein geringerer Teil der Flüssigkeit wird über die axiale Einführung in die Wirbelkammer gefördert, aus welcher diese über den Düsenmund in einem Strahl austritt, der von dem hohlen Zerstäubungsstrahl umgeben ist. Auf diese Weise wird ein ausgefüllter Flüssigkeitszerstäubungsstrahl gebildet.

Die Flüssigkeitszerstäubungsdüse im Krümmer des Abzugsstandrohres des Koksofens für das Absaugen der Füllgase wird während der für das Einfüllen der Kokskohle notwendigen Zeit von 3 bis 4 Minuten betrieben. Während der Verkokung ist die Zerstäubungsdüse im Laufe von 15 bis 18 Stunden außer Betrieb. Im Verlaufe der gesamten Verkokungs/.eit fließt heißes Kokereigas unter der Zerstäubungsdüse in die Vorluge, aus welchem sich Dickteer an den Krümmcrwandiingen unter der Zerstäubungsdüse niederschlägt, über den Düsenmund in die Wirbelkammer gelangt und die Düse verstopft. Der Verstopfung der Zerstäubungsdüse k;niti durch sliindigc Reinigung des Kokercigases von sch we benden teerhaltigen und anderen Feststoffteilchen vorgebeugt werden.

Zu diesem Zweck ist es erforderlich, im Krümmer des Abzugsstandrohres des Koksofens die Flüssigkeit stän-

dig zu zerstäuben, wobei der öffnungswinkel des Zerstäubungsstrahles größer als der öffnungswinkel des Zerstäubungsstrahles der Flüssigkeit für das Absaugen j der Füllgase ist, wodurch es möglich wird, das Kokereigas unter der Zerstäubungsdüse auf dem gesamten Durchgangsquerschnitt sowie der gesamten Höhe des Krümmers des Abzugsstandrohres des Koksofens zu reinigen. Dieser Zerstäubungsstrahl der Flüssigkeit ist dabei mit dem Zerstäubungsstrahl der Flüssigkeit für das Absaugen der Füllgase zu vereinigen bzw. der letztere ist möglichst nahe an diesem zu erzeugen, um das Absaugen der Füllgase nicht zu stören. Hierbei wird eine gleichzeitige Zerstäubung der Flüssigkeit für das Absaugen der Füllgase und für die Reinigung des Kokereigases sowie der Wandungen des Krümmers des Abzugsstandrohresdes Koksofens gewährleistet.

Bei den im Krümmer des Abzugsstandrohres nebeneinander angeordneten Wirbelkammern mit unterschiedlichen Durchmessern aufweisenden und die Flüssigkeit mit verschiedenen Öffnungswinkeln des Zerstäubungsstrahles zerstäubenden Flüssigkeiiszerstäubungsdüsen ist es nicht möglich, die Zerstäubungsstrahle zu vereinen bzw. möglichst nahe aneinander zu bringen, da die Wirbelkammern dieser Zerstäubungsdüsen sowie ihre Düsenmünder, bedingt durch die Außenabmessungen der Zerstäubungsdüsen, zu weit auseinanderliegen. Die Erfindung verfolgt das Ziel, die vorstehend erwähnten Nachteile zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Düse zur Zerstäubung von Flüssigkeit im Ab-

j5 zugsstandrohr eines Koksofens zu entwickeln, in welcher die Wirbelkammer derart ausgeführt ist, daß sie einen störungsfreien Betrieb der Zerstäubungsdüse während der Absaugung der Füllgase aus dem Abzugsstandrohr gewährleistet.

4(i Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Düse zur Zerstäubung von Flüssigkeit im Abzugsstandrohr des Koksofens, welche ein Gehäuse enthält, in dem eine eine tangential Einführung sowie einen axialen Düsenmund aufweisende zylindrische Wirbelkammer vorhanden ist, im Gehäuse erfindungsgemäß mindestens eine zusätzliche zylindrische Wirbelkammer ausgebildet ist, welche eine separate tangentiale Einführung sowie einen separaten axialen Düsenmund aufweist, wobei die Wirbelkammern von unterschiedlichen Durchmessern miteinander durch einen Überlaufkanal verbunden sind.

Im Verlaufe der gesamten Verkokungszeit wird im Krümmer des Abzugsstandrohres des Koksofens mit Hilfe der zusätzlichen Wirbelkammer ein Zerstäubungssirahl erzeugt, mit dem das aus dem Koksofen unter der Zerstäubungsdüse in die Vorlage durchtretende Kokereigas von schwebenden Teer- und Feststoffteilchen gereinigt wird.

Über die zweite Wirbelkammer, die nur während des Füllens des Koksofens für den Abzug der Füllgase betrieben wird, strömt ununterbrochen die Flüssigkeit hindurch, welche in diese über den Überlaufkanal aus der ständig betriebenen zusätzlichen Wirbelkammer gelangt, wodurch es möglich wird, ihrer Verstopfung mit schwebenden Teer- und Feststoffteilchen vorzubeugen sowie ihren störungsfreien Retrieb bei der F'üllgasabsäugling ^/N gewährleisten.

Da die Wirbelkammer!! in demselben (iehause auge-

ordnet und von unterschiedlichen Durchmessern sind, wird die Flüssigkeit in einer derartigen Zerstäubungsdüse in zwei nahe anoinanderliegenden Zerstäubungsstrahlen mit verschiedenen Öffnungswinkeln zerstäubt. Somit wird die Reinigung des Kokereigases von schwebenden Teer- und Feststoffteilchen aut der gesamten Höhe des Krümmers sowohl während der Verkokung als auch während der Füllgasabsaugung des Koksofens gewährleistet.

Dadurch, daß eine der Wirbelkammern ständig betrieben wird, werden zudem Dickteer und andere Ablagerungen von den Wandungen des Krümmers des Abzugsstandrohres des Koksofens und dem in diesem befindlichen Tellervemi! abgespült und die Temperatur des Kokereigases um 10 bis 15° C herabgesetzt. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung der Zerstäubungsdüse, bei welcher der Überlaufkanal in bezug auf die zylindrischen Wandungen der Wirbelkammern entlang einer Tangente ausgeführt ist.

Der Überlauf der Flüssigkeit in eine beliebige der beiden Wirbelkammern über einen derartigen Kanal wird durch deren Aufwirbelung in diesen begleitet, wodurch die Reinigung der Wirbelkammer, über welche die Flüssigkeit strömt, verbessert bzw. die Füllgasabsaugung infolge des Entstehens eines zusätzlichen Zerstäubungsstrahles der Flüssigkeit bei gleichzeitigem Betrieb sämtlicher Wirbelkammern verbessert wird. Es ist vorteilhaft, in den Wirbelkammern in Form von zylindrischen Einsätzen ausgeführte Wirbler anzuordnen, in welchen seitlich ausgeführte Schrägkanäle mit für jeden Wirbler verschiedenen Neigungswinkeln eingearbeitet sind. Dadurch wird es möglich bei Bedarf den öffnungswinkel des Zerstäubungsstrahles der aus der Wirbelkammer austretenden Flüssigkeit zu verändern.

Im weiteren wird das Wesen der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Düse zur Zerstäubung von Flüssigkeit im Abzugsstandrohr eines Koksofens im Querschnitt;

Fig. 2 die Zerstäubungsdüse nach Fig. 1 im Schnitt 11-11 von Fi g. 1;

Fig. 3 die Zerstäubungsdüse nach Fig. I, im Schnitt lll-III von Fig. 1;

F i g. 4 das Abzugsstandrohr eines Koksofens, in welchem die erfindungsgemäße Zerstäubungsdüse angeordnet ist.

Die Düse zur Zerstäubung von Flüssigkeil im Krümmer eines Abzugsstandrohres enthalt ein zylindrisches Gehäuse 1 (Fig. 1), in welchem sich eine zylindrische Wirbelkammer 2 zur Flüssigkeilszerstäubung für die Absaugung der Füllgase befindet. Im Gehäuse 1 ist erfindungsgemäß eine zusätzliche zylindrische vVirbelkammer 3 zur Flüssigkeitszerstäubung für die Reinigung des Kokereigases au »geführt.

In jeder Wirbelkammer 2,3 sind in Form von zylindrischen Einsätzen ausgeführte Wirbier 4,5 angeordnet, in welchen seitlich ausgeführte Schrägkanäle 6, 7 (Fig. 1 und 2) eingearbeitet sind.

Die Neigungswinkel Jer Kanäle 6 und 7 sowie die Abmessungen der Wirbler 4 und 5 sind verschieden.

Jede Wirbelkammer 2. 3 weist eine unabhängige uingentiale Einführung, entsprechend 8 und 9 (F i g. 2). sowie einen axialen Düsenimind, entsprechend 10 und 11 (Fig. 1), auf.

Die Wirbelkammer!! 2 und 3 sind miteinander durch einen Überlaufkanal 12 (s. F i g. 1 und 3) verbunden, der im Gehäuse 1 unter den Wirblern 4 und 5 (s. Fig. 1) ausgebildet ist. Der Überlaufkanal 12 ist in bezug auf die zylindrischen Wandungen der Wirbelkammern 2 und 3 entlang einer Tangente ausgeführt.

Das Gehäuse 1 (s. Fig. 1) der Zerstäubungsdüse ist mit einem abnehmbaren Deckel 13 sowie einer Dichtung 14 versehen. Die Düse 15 (F i g. 4) zur Zerstäubung von Flüssigkeit im Abzugsstandrohr eines Koksofens ist auf einem Gasabzugsstandrohr angeordnet, welches aus dem eigentlichen Standrohr 16, dessen unterer Teil mit

to dem Koksofen-Gassammelraum (in F i g. 4 nicht gezeigt) in Verbindung steht, sowie einem Krümmer 17 besteht, in welchem ein mit der Vorlage (in F i g. 4 nicht gezeigt) verbundenes Tellerventil 18 angeordnet ist. Die Zerstäubungsdüse 15 ist durch Stutzen, entsprechend 8 und 9 (s. Fig. 2). an eine Hochdruckwasserleitung 19 über einen Hahn 20 sowie an eine Niederdruckwasserleitung 21 angeschlossen.

Die Wirkungsweise der Düse zur Zerstäubung von Flüssigkeit im Abzugsstandrohr eines Koksofens, besteht in folgendem: Vor dem Füllen des Koksofens (in der Zeichnung nicht gezeigt) wird in die Wirbelkammer 2 (F ig. 1) der Zerstäubungsdüse 15 (F ig. 4) unter einem Druck von 16 bis 21 bar aus der Leitung 19 (Fig.4) bei geöffnetem Hahn 20 über die tangentiale Einführung 8 (F i g. 2) Ammoniakwasser zugeführt.

In der Wirbelkammer 2 (F i g. 1) gelangt das Ammoniakwasser an den Wirbler 4, fließt über dessen seitlich ausgeführte Schrägkanäle 6, wird aufgewirbelt und tritt über den axialen Düsenmund 10 mit einem öffnungs-

jo winkel des Zerstäubungsstrahles von 30" aus der Wirbelkammer 2 in den Krümmer 17 des Abzugsstandrohres 16 (Fig.4) aus. Dieser öffnungswinkel überdeckt den gesamten Durchgangsquerschnitt des Krümmers 17 in der Nähe des Tellerventils 18, das unter dem Krüm-

J5 mer 17 des Abzugsstandrohres 16 angeordnet ist und bewirkt die Absaugung der Füllgase aus dem Abzugsstandrohr 16 des Koksofens in die Vorlage (in der Zeichnung nicht gezeigt) über den Krümmer 17 im Verlaufe der gesamten Bcfiillungszeit des Koksofens.

Nach der Beendigung der Befüllung des Koksofens, die 3 bis 4 Minuten dauert, wird der Hahn 20 gesperrt und die Zuführung von Ammoniakwasser in die Wirbelkammer 2 eingestellt.
Der öffnungswinkel des Zersuubungsstrahles von 30° in der Wirbelkammer 2 wird durch die Wahl des Neigungswinkels der seitlich ausgeführten Schrägkanäle 6 des Wirbiers 4 sowie ihrer Abmessungen, des Durchmessers der Wirbelkammer 2 und des Düsenmundes 10 bestimmt.

ίο Im Verlaufe der gesamten Befüllungszeit des Koksofens und der Verkokung wird das Ammoniakwasser aus der Leitung 21 (F i g. 4) über die tangentiale Einführung 9 (F i g. 2) unter einem Druck von 3 bis 4 bar in die Wirbelkammer 3 (F i g. 1) gefördert, in welcher sie beim Durchströmen über die seitlich ausgeführten Schrägkanäle 7 des Wirbiers 5 aufgewirbelt wird und über den axialen Düsenmund 11 mit einem öffnungswinkel des Zerstäubungsstrahles von 60° aus der Wirbelkammer 3 in den Krümmer 17 des Abzugsstandrohres 16 (Fig.4)

bo austritt.

Der öffnungswinkel des Zerstäubungsstrahles von 60° in Her Wirbelkammer 3 (F i g. 1) wird durch die Wahl der Neigungswinkel der seitlich ausgeführten Schrägkanäle 7 des Wirbiers 5 sowie deren Abmessungen, des

ei Durchmessers der Wirbelkammer 3 und des Düsenmundes 11 bestimmt.

Dieser öffnungswinkel des Zerstäubungsstrahles überdeckt den gesamten Durchgangsquerschnitt ober-

halb des Krümmers 17 (F i g. 4) des Abzugsstandrohres 16 unmittelbar unter der Zerstäubungsdüse 15, berieselt das Kokereigas, das aus dem Abzugsstandrohr 16 in die Vorlage (in der Zeichnung nicht gezeigt) über den Krümmer 17 abgesaugt wird, reinigt das letztere auf der ■> gesamten Höhe des Krümmers 17 von schwebenden Teer- und Feststoffteilchen und setzt seine Temperatur um 10 bis 15⁰C herab. Dadurch wird ein störungsfreier Betrieb der Zerstäubungsdüse gewährleistet.

Darüber hinaus spült dieser Zerstäubungsstrahl Dick- ιυ teere und Graphit von den Wandungen des Krümmers des Abzugsstandrohres ab und reinigt das letztere.

Da das Ammoniakwasser bei der Verkokung nur in die Wirbelkammer 3 (Fig. 1) zugeführt und die Wirbelkammer zu dieser Zeit nicht betrieben wird, fließt es in die letztere über den Über!auft<ana! 12 (Fig. 1 und 2) aus der Wirbelkammer 3 über. Da der Überlaufkanal 12 in bezug auf die zylindrischen Wandungen der Wirbelkammern 2 und 3 entlang einer Tangente ausgeführt ist, wird beim Überlauf von Ammoniakwasser durch den Kanal 12 in die Wirbelkammer 2 unter einem Druck von 3 bis 4 bar dieses in Drehbewegungen versetzt. Infolgedessen spült es ständig die Wandungen der Wirbelkammer 2 ab, reinigt diese und tritt über den Düsenmund 10 in den Krümmer 17 des Abzugsstandrohres 16 aus.

Über denselben Kanal 12 fließt aus der Wirbelkammer 2 in die Wirbelkammer 3 das Ammoniakwasser, welches während der Befüllung des Koksofens (in der Zeichnung nicht gezeigt) unter einem Druck von 16 bis 21 bar in die Wirbelkammer 2 für die Füllgasabsaugung jo aus dem Abzugsstandrohr 16 in den Krümmer 17 und weiter in die der Vorlage (in der Zeichnung nicht gezeigt) zugeführt wird.

Das Ammoniakwasser gelangt aus der Wirbelkammer 2 in die Wirbelkammer 3 über den Überlauf kanal 12 in der der Aufwirbelung von Ammoniakwasser bei dessen Tangentialeinführung in die Wirbelkammer 3 entgegengesetzten Richtung, bremst die Drehbewegung des Ammoniakwasserstroms in der Wirbelkammer 3 ab und bildet somit in dieser Kammer einen zusätzlichen Zerstäubungsstrahl, dessen öffnungswinkel 30" beträgt. Dieser zusätzliche Zerstäubungsstrahl, der aus der Wirbelkammer austritt, trägt während des Betriebs der Wirbelkammer 2 bei der Begichtung des Koksofens zur Verbesserung der Füllgasabsaugung aus dem Abzugsstandrohr 16 des Koksbrennofens in die Vorlage (in der Zeichnung nicht gezeigt) bei. Dies ermöglicht es, den Druck des Ammoniakwassers an der Zerstäubungsdüse 15 herabzusetzen.

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Düse zur Zerstäubung von Flüssigkeit im Abzugsstandrohr eines Koksofens, welche ein Gehäuse enthält in dem eine eine tangentiale Einführung sowie einen axialen Düsenmund aufweisende zylindrische Wirbelkammer vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß

im Gehäuse (1) mindestens eine zusätzliche zylindrische Wirbelkammer (3) ausgebildet ist, welche eine separate tangentiale Einführung (8) sowie einen separaten axialen Düsenmund (11) aufweist, und daß die Wirbelkammern (2, 3) unterschiedliche Durchmesser aufweisen und miteinander durch einen Überlaufkanal (12) verbunden sind.

2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlaufkanal (12) in bezug auf die zylindrischen Wandungen der Wirbelkammern (2,3) entlang einer Tangente ausgeführt ist.

3. Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Wirbelkammern (2, 3) in Form von zylindrischen Einsätzen ausgeführte Wirbler (4, 5) angeordnet sind, in weichen seitlich ausgeführte Schrägkanäle (6,7) mit für den jeweiligen Wirbler (4, 5) verschiedenen Neigungswinkeln eingearbeitet sind.