-
Regenerativ-Koksofen Die Erfindung betrifft einen Regenerativ-Koksofen
mit gegen den Eintritt der Luft geschützter Ofenkammer, welche durch mehrere unter
der Ofensohle angeordnete Verbrennungskanäle beheizt wird.
-
Ähnliche Koksöfen sind bereits bekannt. Diese haben jedoch verschiedene
Nachteile. Bei einigen sind beispielsweise nur zwei Regeneratoren vorgesehen, welche
.die für sämtliche Verbrennungskanäle bestimmte Verbrennungsluft zu erwärmen haben,
so daß die Vorwärmung derart großer Luftmengen durch einen Regenerator ungleichmäßig
und daher der Betrieb des Ofens unwirtschaftlich wird.
-
Bei anderen Koksöfen erfolgt die Vorwärmung der Verbrennungsluft durch
Rekuperatoren, d. h. durch Vorrichtungen, welche aus zwei durch eine Wand voneinander
getrennten Räumen besteht, wobei durch einen Raum die Abgase und durch den anderen
die vorzuwärmende Luft geblasen wird. Bei Anwendung derartiger Rekuperatoren bleibt
infolge des mangelhaften Wärmeaustausches zwischen den Abgasen und der vorzuwärmenden
Verbrennungsluft ein großer Teil der Abgaswärme urausgenutzt und geht verloren.
-
Bei Anwendung der Rekuperatoren hat man jedoch den Vorteil, daß man
jeden Verbrennungskanal unabhängig von den anderen regeln kann. .
-
Durch den Koksofen gemäß Erfindung sollen die bei den bisher bekannten
Ausführungen dieser Art vorhandenen Nachteile vermieden werden" ohne auf die Vorteile
der Reküperatorenverzichten zu müssen. Gemäß, Erfindung ist für jeden Verbrennungskanal
eine besondere Gruppe von zwei oder mehr Regeneratoren vorgesehen. Die entgegengesetzten
Enden jedes Kanals sind dabei mit einem oder mehreren Regeneratoren verbunden, die
abwechselnd kalt- und warmgeblasen werden. Durch eine derartige Anordnung der Regeneratoren
hat man den Vorteil, daß jeder Verbrennungskanal, unabhängig von den anderen, regelbar
ist, da für jeden Kanal eine besondere Gruppe von Regeneratoren vorgesehen ist.
Durch Anordnung von mindestens zwei Regeneratoren für einen Verbrennungskanal wird
ein fortlaufender Arbeitsgang möglich, und zwar wird ein Regenerator warm- und der
andere kaltgeblasen. Sobald der warmgeblasene Regenerator genügend hocherhitzt ist
bzw. der kaltgeblasene abgekühlt ist, erfolgt ein Umschalten der beiden, so daß
die Speisung des Verbrennungskanals mit vorgewärmter Luft keinerlei Störung erWirt.
-
Vorzugsweise werden die Regeneratoren als an - sich bekannte Haarnadelregeneratoren
ausgebildet und unter den Verbrennungskanälen angeordnet. Hierdurch ergibt sich
der Vorteil, daß die Regeneratoren trotz einer verhältnismäßig großen Wirkungsfläche
keine unerwünschte Vergrößerung .des ganzen Ofens bedingen, sondern infolge ihrer
gedrängten Konstruktion ohne besonderen Platzbedarf
unterhalb der
Verbrennungskanäle angeordnet werden können.
-
Vorteilhaft ist jeder Verbrennungskanal mit einer Anzahl Verteilungskanälen
versehen, welche zum Zuleiten von Zusatzluft von den auf Luft gehenden Regeneratoren
zu den Verbrennungskanälen und zum Ableiten von Abhitzegasen von den Verbrennungskanälen
zu den auf Abhitze gehenden Regeneratoren dienen.
-
Die Zuleitung von Zusatzluft in die Verbrennungskanäle von Koksöfen
ist an sich bekannt.
-
Auf den Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
-
Abb. i ist eine Draufsicht auf einen von der Sohle aus beheizten Regenerativ-Koksofen.
-
Abb. 2 ist ein wagerechter Schnitt durch einen derartigen Ofen längs
der Linie 2-2 der Abb. 4.
-
Abb. 3 ist ein wagerechter Schnitt des Ofens längs der Linie 3-3 der
Abb. 4.
-
Abb. 4 stellt einen senkrechten Längsschnitt längs der Linie 4-4 der
Abb. i dar. Abb. 5 zeigt einen senkrechten Querschnitt längs der Linie 5-5 der Abb.
2.
-
Abb. 6 zeigt :einen senkrechten, in die Längsrichtung des Ofens gelegten
Teilschnitt, welcher die Vorderseite des Ofens wiedergibt.
-
Abb. 7 stellt eine Stirnansicht des unteren Teils der Abb. 6 dar.
-
Abb. 8 zeigt einen wagerechten Querschnitt durch den in Abb. 5 gezeigten
Abschnitt des Regenerators.
-
Abb. 9 ist ein in Längsrichtung des Ofens gelegter Querschnitt, wobei
der Ofen mit einem Paar Verteilungskanälen in den Verbrennungskanälen des Ofens
versehen ist.
-
Abb. i o zeigt vergrößert einen in die Längs. richteng des Ofens gelegten
Teilschnitt und insbesondere den einstellbaren Verteilungskanal.
-
Abb. i i ist ein Querschnitt durch einen Einzelteil längs der
Linie i i- i i der Abb. i o. Abb.i2 ist eine perspektivische Ansicht eines
Abschnittes des Verteilungskanals. Die ebene Oberfläche i des Ofens ist mit Beschickungsöffnungen
2 versehen, die zum Einbringen der Kohle in den Ofen dienen. Die Gasnebenprodukte
werden durch Gasrohre 3 abgeleitet. Jede Stirnseite der Ofenkammer ist mit einer
Tür 4, 5 versehen, durch welche der Koks mittels eines passenden Schiebers aus dem
Ofen entfernt wird.
-
Die Oberfläche des Ofens ist mit Flurziegeln 6 bedeckt. Die Innenseite
der Kammer besteht aus Schamottesteinen 7 (Abt. 5), über welchen rote Ziegelsteine
8 angeordnet sind. Auf die Ziegelsteine 8 wird ein geeigneter Füllstoff 9 gebracht,
auf welchem die Flurziegel ruhen.
-
Unter jeder Ofensohle erstrecken sich eine Anzahl unabhängig voneinander
angeordneter Verbrennungskanäle io. Die Sohle der Ofenkammer bildet die Oberfläche
der Verbrennungskammern und besteht aus einer Anzahl von aus Kieselerde hergestellten,
mit Füßen 12 versehenen Steinen i i, welche auf zwischen den Kanälen angeordneten
Wänden 13 ruhen. Die aus Kieselerde hergestellten Steine sind mit Nuten 14 versehen.
Die Verbindungsstellen zwischen den Steinen bilden Zwischenräume, welche nach Hinlegen
der Steine mit Zement gefüllt werde.. Eine oder mehrere Lagen von aus Kieselerde
hergestellten Steinen 15 erstrecken sich quer zwischen den Böden der Verbrennungskanäle
und den Regeneratoren des Ofens. Diese nehmen die Hitze von den Kanälen auf und
übertragen ;sie teilweise auf die Regeneratoren. Diese Schichten besitzen Ausdehnungsverbindungen
16 (Abb. 5), welche eine Ausdehnung der aus Kieselerde hergestellten Steine gestatten.
-
Die Luftregeneratoren leiten die vorgewärmte Luft zu den Verbrennungskanälen.
Zwei Haarnadelregeneratoren leiten abwechselnd und periodisch Luft zu jedem Heizkanal
und empfangen die Verbrennungsprodukte. Diese Luftregeneratoren 17, 18, 19, 20,
21, 22, 23, 24, 25, 26 sind mit einem Regeneratorwürfelwerk 27 versehen. Jeder Regenerator
besteht aus einem Paar von Kanälen, die durch eine Wand 30 voneinander getrennt
sind. Der Regenerator liegt unter dem Verbrennungskanal und verläuft parallel zu
diesem. Zu den Regeneratoren wird die Luft durch ,getrennte, mit Öffnungen 31a versehene
Lufteinla.ßrohre 31 geleitet. Die Öffnungen 3 ja können durch Stöpsel
311'
verschlossen werden. Entlastungsröhren 32 dienen zum Ableiten der Abhitze
und können .durch Gleitschieber 32a gesteuert werden. Die Verbrennungskanäle werden
durch besondere Gasrohre 33 mit Gas versorgt" und zwar sind stets für jeden Verbrennungskanal
zwei Rohre vorgesehen. Die vorerhitzte Luft strömt durch die Öffnung 34 (Abt. 6),
von ihrem Regenerator kommend, in den Verbrennungskanal ein. Die lichte Weite dieser
Öffnung kann durch den gleitbar angeordneten Stein 3 5 eingestellt werden. Der abnehmbare
Stein 36 an der Stirnwand des gleitbar angeordneten Steins 35 erlaubt die Einstellung
des letzteren. Für die Beaufsichtigung des Regeneratörs sind besondere, mittels
Stöpsel 38 verschließbare Öffnungen 37 vorgesehen.
-
Die die Abhitze ableitenden Rohre 32 (Abb.3 und 4) sind an jeder Stirnwand
des
Ofens mittels einer Leitung 39 mit einem zum Schornstein führenden
Kanal 40 verbunden. Ein Schieber 41 regelt den Durchfluß zum Schornstein. In jede
Leitung 39 sind ferner Schieber 42 und 43 eingebaut; mit diesen kann die Heizung
des Ofens eingestellt werden.
-
Bei der in Abb. 9 bis 12 dargestellten Ausführungsform sind für die
Luft und Abhitzegase in jedem Kanal Mittel vorgesehen, welche eine stärkere Heizung
der nach der Mitte des Ofens zu gelegenen Kanalteile und eine verminderte Heizung
der Ofenenden ermöglichen. Hierdurch kann man eine gleichmäßige Heizung jedes Kanals
über die ganze Länge des Ofens erzielen.
-
An jedem Ende jedes Kanals sind ein oder mehr Verteilungskanäle 45
vorgesehen. In den Abb. 9 bis 12 ist nur ein Kanal an jedem Ende jedes Brennkanals
vorgesehen. Es können jedoch ebensogut mehr als einer benutzt werden. Die Form der
Kanäle kann verschieden sein. Sie werden vorzugsweise aus feuerfestem Stoff hergestellt.
Jeder Kanal besteht aus einer Reihe von U-förmigen Teilen :16, welche durch eine
Verbindung 47 miteinander verbunden werden, und zwar kann durch entsprechende Anordnung
der Teile 46 . der Kanal verlängert oder verkürzt werden. Das vordere Ende jedes
Kanals ist durch die Schlußwand 4 8 des Teiles verschlossen, während die Rückwand
49, d. h. das dem Innern des Kanals zugewendete Ende, offen ist. Bei Verwendung
von U-förmigen Röhren mit einem offenen Boden kann Luft durch zusätzliche Öffnungen
5o, 51, welche in den aus Kieselerde hergestellten Steinen 15 ausgebildet sind,
zu den Kanälen geleitet werden. Die Steine r 5 trennen den Regenerator von der Sohle
des Ofens. Für die Einstellung der Öffnungen 5o und 5 r können gleitbar angeordnete
Schieber vorgesehen werden. Das Dach jedes Kanalabschnittes ist vorzugsweise mit
einer Hilfsöffnung 52 versehen, .durch welche die Luft abgeleitet oder die Ahhitzegase
eingeleitet werden können, sobald der Ofen in Gang ist. Der Teil 46 ist verschiebbar
auf der Kanalsohle angeordnet. Eine dieser Stellungen ist in vollen Linien und eine
andere in gestrichelten Linien (Abt. to) dargestellt. Diese Einstellung erfolgt
mittels -einer Einstellstange, die nach Entfernen der Steine 3 5 und 36 an den Enden
der Kanäle eingeführt wird.
-
Wenn der eine an einem Ende eines Verbrennungskanals angeordnete Verteilungskanal
die durch die Öffnung 51 eintretende vorgewärmte Luft für die Verbrennung empfängt
und verteilt, nimmt der andere Kanal die Abhitzegase auf und leitet sie durch die
Öffnung 5o in den Regenerator. Nach der Umsteuerung des Ofens wird der Luftstrom
und die Abhitzegase umgekehrt durch die Regeneratoren strömen. Das Gas wird abwechselnd
durch die üblichen, an den Enden der Kanäle angeordneten Brennerrohre 33 eingeführt.
Die für die Verbrennung erforderliche Luftmenge wird durch die Luftöffnung 34 an
dem Ende des Kanals zugeleitet. Diese Luftmenge kann eingestellt werden und hängt
von der Länge des Kanals und der Beschaffenheit des zu verbrennenden Gases ab. Die
Stärke der Hitze an dem ;äußeren Ende kann auf diese Weise beliebig eingestellt
werden. Der übersrhuß der unverbrannten Gase wird darauf durch Mischen mit der Verbrennungsluft
verbrannt, welche in die Kanäle durch die zusätzliche Öffnung eintritt. Der bewegliche
Kanal verteilt diese Verbrennungsluft nach dem Mittelpunkt des Kanals hin, um so
eine gleichmäßige Erhitzung des Kanals auf seiner ganzen Länge zu erhalten. Während
dieses Vorgangs empfängt der Kanal auf dem anderen Ende des Verbrennungskanals einen
Teil der Ablutzegase und leitet sie durch seine zusätzliche Öffnung an das andere
Ende, wo sie in den Regenerator eintritt. Dieses überleiten der Abhitzegase aus
dem Kanal erfolgt dabei durch die an dem äußeren Ende befindliche Öffnung 34. Die
Flamme wird auf diese Weise ausgedehnt und die Stärke der Hitze an dem äußeren Ende
des Kanals verringert. Werden Gase von niedrigem Heizwert verwendet, so genügt eine
Düse an jedem Ende eines Kanals, da solche Gase mit verhältnismäßig langer Flamme
verbrennen. Eine Düse an jedem Ende der Öffnung genügt im allgemeinen, um eine gleichmäßige
Verteilung der von der Flamme erzeugten Wärme über die ganze Länge des Kanals zu
erzielen. Sollen jedoch hochwertige Gase, wie z. B. Koksofengas, verwendet werden,
so müssen zwei oder mehrere Düsen an jedem Ofenende vorgesehen werden, weil derartige
Gase mit einer kurzen und intensiven Flamme verbrennen. Um hierbei eine gleichmäßige
Verteilung der Wärme zu erzielen, führen die Düsen nur die notwendigen Luftmengen
an den verschiedenen Stellen des Kanals ein, so daß das überschüssige Gas nicht
vollständig verbrennt, bevor es die Mitte des Ofens erreicht hat. , Die Wirkungsweise
des Regenerativofens gemäß Erfindung ist folgende: Luft und Gas strömen auf einer
Stirnseite in den Ofen ein. Die Luft streicht durch den Regenerator, und die Flamme
geht durch die sich unter-der Ofensohle befindliche Leitung und dann am Ende ihres
Weges mittels der am entgegengesetzten Ende des Ofens vorgesehenen Leitung nach
außen (Abb.4). Die Regelang
der Luft und des Gases ist für jeden
Sohlkanal unabhängig. Das Ausströmen der Hitze wird durch den Schieber 42 eingestellt,
wobei dann der Schieber 43 geschlossen ist. Bei der Umsteuerung, des Ofens wird
der Schieber 42 geschlossen und der Schieber 43 geöffnet. Luft und Gas strömen dann
an der linken Seite -des Ofens (Abb. 4) ein. Die Luft tritt durch die Öffnungen
31a ein.