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Ofen zur Erzeugung von Gas und Koks Die Erfindung bezieht sich auf
Verbesserungen an Retortenkoksöfen. und betrifft insbesondere einen Ofen zur ErzeugungvonGas
und Koks, der mit senkrechten Heizzügen ausgerüstet ist, die über die Kokskamm-ern
hinweg miteinander verbunden sind.
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Bei derartigen öfen ist es neben anderen Erwägungen von Bedeutung,
daß -die bei der Verbrennung der Heizmedien in den Heizzügen herbeigeführte Erwärmung
über die ausgedehnten Heizwandflächen, welche mit den Kohlenfüllungen in den Kokskammern.
zwischen diesen Heizwänd-en in Berührung sind, möglichst gleichmäßig verteilt wird
und daß Unregelmäßigkeiten, welche die Folge von örilich beschränkten, überhitzten-
oder unterhitzten Bezirken der Heizwände, sind, selbsttätig ausgeglichen werden.
Auch ist es von Wichtigkeit, daß die Ausnutzung des Brennstoffs dadurch gefördert
wird, daß dem überverbrauch an gasfZrmigem Brennstoff gesteuert wird, der aus der
örtlichen Beschränkung der Flamme von zu großer Intensität auf Teile der Heizzüge,
ohne genügende Ausbreitung und Verteilung der Flamme des verbrennenden Heizgases
durch die Züge hmdurch, entstehen kann, besonders angesichts der Tatsache, daß die
Verkokung derKohlenfüllung in der Hauptsache durch die unmittelbare Wärmestrahlung
der Flamme und weniger durch die beschränkte we#t-ere Wärme herbeigeführt wird,
-welche aus den heißen Verbrennungsprodukten kommt, die aus den Zügen abströmen,
in denen die Flamme brennt. Es muß ein bestimmtes Minimum an Heizgas verbrannt werden,
um die zur Verkokung einer gegebenen Kohlenfüllung erforderliche Wärme zu entwickeln,
und es muß ein bestimmtes Minimum an Luft für die Verbrermung dem Heizgas zugeführt
-,verden. Durch eine ausgedehnte und gleichmäßige Verteilung der Flamme in den Flammenzügen
wird die Flammenwärme wirksamer gemacht und gleichzeitig eine vollständige Verbrennung
des Heizgases mit einem kleinsten Luftbedarf gefördert, wenn die Verteilung des
Gas-Luft-Gemisches, welches durch die Flammenzüge strömt und darin verbrennt, erweitert
und gleichmäßiger gemacht wird.
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Gemäß der Erfindung stehen zur Erreichung der vorstehend genannten
Zwecke bei einem Ofen der genannten Art die in der einen Kammerwand angeordneten
Heizzüge mit den in der anderen Kammerwand angeordneten Heizzügen über die Kammer
hinweg in Sätzen, unter der Kammersohlejedoch einzeln durch Kanäle miteinander in
Verbindung.
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In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsforin des Ofens gemäß
der Erfindung beispie15weise dargestellt.
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Fig. i ist eine senkrechte Schnittans-icht eines Retortenkokschfens
oder einer Ofenbatterie der Bauart nach Becker, bei der,
wie oben
erwähnt, überquerungswege vorgesehen sind; dabei verlaufen die Schnitte quer zur
Batterie nach den LinienD-D und E-E der Fig. 2.
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Fig. 2 ist ein zusammengesetzter senkrechter Schnitt längs des Koksofens
oder der Ofenbatterie, und zwar nach den LinienA-A und B-B der Fig. i.
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Fig. 3 ist ein Teil des waagerechten Schnittes nach der.
Linie III-III der Fig. 2 und zeigt insbesondere die Gas-, Luft- und Abgasauslässe
in den unteren Teilen der Heizzüge sowie die zu deren Auslässen führenden Verbindungswege
in ihrer Lage zu den Heizwänden und den zwischenliegend-en Kokskammern.
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Fig. 4 ist ein zusammengesetzter Schnkt quer zur Ofenbatterie nach
den Linien D-D-und M-M der Fig. 2.
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Fig. 5 ist ein gebräuchlich-es Strömungsdiagr.amm, das den
allgemeinen Lauf des Gas-, Luft- und Abgasstromes durch die Regeneratoren, die Heizzüge
und ihre Verbindungswege der in den Fig. i bis 4 dargestellten Ofenbatterie erkennen
läßt.
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In den verschiedenen Figur-en sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen. Die Buchstaben WH bedeuten abgehende Wärinegase, G bedeutet Gas,
A bedeutet Luft. Diese Buchstaben sind voll ausgezogen für die eine Strömungsrichtung
und gestrichelt für die andere Richtung.
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Die in den Fig. i bis 5 wiedergegebene Ausführungsform weist
die folgenden wichtigeren Merkmale auf: Der Koksofen oder die Ofenbatterie enthält
eine Reihe von liegenden Kokskammern, io und dazwischenliegenden Heizwänden 12 für
die Kammern, Seite an Seite mit diesen, sowie Reihen nebeneinander angeordneter
Quergeneratoren 13 und 14, welche unter den Kokskammer- und Heinvandreihen liegen
und parallel mit diesen verlaufen, zusammen mit den Verbindungen. zwischen den Heizwänden
und den Regeneratoren, und den weiteren dargestellten Gasleitungen, Tragwänden und
anderen Bauteilen. Die Heizwände schließen senkrecht angeordnete Heizzüg#e
15 ein, die in Sätzen angeordnet sind, wobei, sich in jeder Heizwand ein
Satz befindet. Die in Paaren benachbarter Heizwände liegenden Sätze sind miteinander
durch überquerungsleitungen 16 verbunden, durch welche die heißen Verbrennungsprodukte
oder die a'ggeh-enden Wärmegase aus dem in der einen Heizwand befindlichen Satz
Heizzüge mit Aufwärtsstrom, in denen eine Verbrennung stattfindet, nach dem in der
anderen Heizwand des Paares befindlich-en Satz Heizzüge mit Abwärtsstrom überfließt.
Bei der Umsteuerung de5 Regenerativsystems wird die Stromrichtung vertauscht, und
der Satz mit Aufwärtsstrom wird zum Satz mit Abwärtsstrom und umgekehrt. Die unteren
Enden der Querleitungen 16 münden in waagerechte Kanäle 17, welche
die oberen Enden18 der Heizzüge in den Heizwänden mit-einander verbinden.
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Der in jeder Heizwand befindliche Satz von Heizzügen, in denen der
Strom zu irgendeiner Zeit in einer Richtung (entweder aufwärts oder abwärts) verläuft,
ist in Gruppen zu je drei oder vier Heizzügen angeordnet; dabei sind die
verschiedenen Heizzüge jeder Gruppe voneinander durcli senkrechteTrennwände ig getrennt,
die quer zur Heizwand verlaufen. Diese Trennwände ig in jeder Gruppe endigen etwas
unterhalb dem oberen Ende der Heizwand, um den obenerwähnten Verbindungska-nal
17 zu bilden, während sich ähnliche Querwände2o bis zum oberen Ende der Heizwand
erstrecken, aber mit Auslässen 21 versehen sind, welche den waagerechten Raum über
den HeizzÜgen benachbarter Gruppen miteinander verbinden und den waagerechten Kanal
17 über die ganze Länge
des oberen Teiles der Heizwand. irn wesentlichen ununterbrochen
mach-en. Der Strom aus oder nach den Heizzügien in jeder Gruppe durchläuft in der
Hauptsache die überquerungsleitung 16, die sich über der mittleren Trennwand ig
dieser Gruppe befindet. Das obere Ende dieser mittleren Trennwand erweitert sich
bei 22 unterhalb der ihrgegenüberliegenden Mündung der Leitung 16 nach außen,
um die Gleichheit des Stromes nach oder aus den mittleren Heizzügen der Gruppe und
nach oder aus denjenigen Heizzügen 4.erselben Gruppe, welche von dieser überquerungsleitung
16 weiter entf ernt -sind, zu fördern. Die obenerwähnten Auslässe2i in den
zwisehen den Gruppen liegenden Querwänden 2o dienen dazu, irgendwelche Strom- oder
Druckungleichheiten auszugleichen, welche z. B. zwischen den oberen Enden benachbarter
Gruppen des in der ganzen Heizwand, enthaltenen Satzes von Heizzügen entstehen können.
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Die liegenden Kokskammern io zwischen den Heizwänden haben eine größere
Nöhe als die Heizwände, und ihre gegenüberliegenden Enden sind in üblicher Weise
durch abnehmbare Türen 24 verschlossen.
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Die obengenannten Querregeneratoren, die unterhalb und parallel zu
den Reihen der Kokskammern und Heizwäncle liegen, sind in Gruppen zu dreien angeordnet,
wobei jede
Gruppe einen großen mittleren Gasregenerator 13 besitzt,
neben dem zwei kleinere Luftregeneratoren 14 liegen. Die Gasregenerätoren 13
- sind nicht nur zur Vorwärmung von armem oder schwachem Gas, wie z. B.
Generatorgas
oder Hochofengas, sondernauch zur Vorwärmung von Luft geeignet, wenn die Of en mit
Starkgas, wie z. B. mit ihren eigenen Destillationsgasen, geheizt wer-den sollen,
welche keine regenerative Vorwärmung erfordern. Die Luftregeneratoren 14 sind zur
Vorwärmung der Luft geeignet, und in jeder Gruppe flankieren sie den mittleren>
Gasrc#,-enerator 13, der dadurch von den Regeneratoren der benachbarten Gruppen
isoliert ist, die gleichzeitig mit Abwärtsstrom oder Ausströmen von Abgasen arbeiten.
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jeder Gasgenerator 13 -steht mit seinem oberen Ende durch zwei Verbindungswege
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mit Heizzüger# in Heizwänden in Verbindung, welche auf gegenüberliegenden
Seiten der unmittelbar über diesem Gasregenerator hefindlichen Kokskammer liegen.
Die beiden Luftregen,pratoren 14, welche neben diesem Gasregenerator liegen, stehen
je, durch Verw bindungswege 28 mit den Heizzügen in der einen dieser
beiden Heizwände in Verbindung, die beide mit diesem Gasregenerator verbunden sind.
Die Regeneratorg-ruppensind voneinander durch Ofentragwände, 29 getrennt. In jeder
Dreiergruppe sind die Gas-und Luftregeneratoren voneinander durch die Ofentragwände
3o getrennt.
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Die Gasregeneratoren in den einfüllseitigen Reib-en bzw. in den kokss#eitigen
Reihen werden mit Gas aus den Gasleitungen32 und 33 gespeist, die sich längs
ider Einfüllseite bzw. der Koksseite der Batterie exstrecken. jeder Gasregenerator
besitzt zwei Bodenkanäle 34, die sich längs des Regenerators unter seinem Ziegehverk
erstrecken, wähTend jeder Luftregenerator einen Bodenkanal 35
hat, der sich
in der Längsrichtung des Regenerators unter seinem Ziegelw-erk erstreckt. Alle Bodenkanäle
sind an ihren äußeren En-den mit Luftkammern 36 ausgerüstet, die alle mit
Lufteinlaßventfle1137 versehen sind und Außerdem durch Verbindungsleitungen38 mit
dem angrenzenden Abgask anal 3 9 in Verbindung stehen; ein solch-er Kanal
zieht sich an der Außenseite des Unterbaues zu beiden Seiten der Batterie hin. Die
Luftkammern, die für die Gasregeneratoren vorgesehen sind, stehen auch über Ventile
durch Leitungen40 mit den Gasrohren 32 bzw. 33 in Verbindung, welche
das Gas den Gasregeneratoren zuführen, und die Lufteinlaßventile für dieseLuftkammern
sind dauernd geschlossen, wenn die Batterie mit Gas aus den genannten, die Gasregeneratoren
speisenden Gasrohren geheizt wird. Wenn die Batterie mit Starkgas, z. B. mit den
eigenen Destillationsgasen, geheizt wird, welche keine regenerative Vorwärmung,
aber eine große Luftzufuhr erfordern, dann werden alle Leitungen 40, nach den Gasrohren32,33
geschlossen gehalten, während sämtliche Luftkammern dazu verwendet werden, allen
Regeneratoren der Batterie Luft zuzuführen und Abgase zu entziehen.
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Wenn die Batterie wahlweise mit reichem Gas, wie z. B. mit ihren eigenen
Destillations,-gasen, geheizt werden soll, dann wird der untere Teil jedes Heizzugs
mit einer Gasleitung 4 1 versehen, die sich -unmittelbar nach unten und durch die
die Regeneratoren tragende Grun.dplatte42 hindurch erstreckt; dabei ist jede Üerartige
Lei-tur)g4i an ihrem unteren frei liegenden Ende mit einem besonderen von Hand zu
bedienenden Ventil43 ausgerüstet, welches unter der Batterie zugänglich ist und
durch welches der in die Leitung41 tretende Gasstrom durch den Arbeiter für sich
geregelt werden kann. Weitere individuelle Rohrleitungen44 verbinden jede Leitung
41 mit einem Abzweigkapfstück 45, welch-es seinerseits durch ein Rohr46 mit einem
Hauptgasrohr 47 verbunden ist, das der Batterie Gas aus einem Behälter zuführt,
in welchem die Destillationsgase von dieser Batterie oder von ähnlichen Batterien
derselben Anlage gesammelt und gespeichert -,verden. Es sind zwei solcher HauptgasrOhre
47 vorgesehen, die sich in der Längsrichtung unter der Batterie hinziehen, und zwar
eine unter deren einfüllseitiger Hälfte und eine unter deren koksseitiger Hälfte;
ein Abzweigkopfstück45, ist für jede Hälfte jeder Heizwand in der Batterie vorgesehen.
Die selbsttätige Umsteuervorrichtung der Batterie ist nutden Hebelarmen48 der Ventile49
in dein Verbindungsrohr 46 zwischen jedem Ahzweigkopfstück45 und dem betreffenden
Hauptgasrohr 47 verbunden. Während der wechselnden Umsteuerlyerioden wird die Zufuhr
nach den abwechselnden Paaren 5o dieser Abzweigkopfstücke freigegeben bzw. gesperrt.
Die Gasleitungen 4 1, die den Heizzügen individuell zugeordnet sind, liegen innerhalb
der Tragwände30, die in den betreffenden ob-en beschriebenen Regeneratorengruppen
liegen. In jedem Augenblick führen -die GasleituDge3141 Gas nach denselben Heizwänden,
die von derselben Regeneratorengruppe gespeistwerden.
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Das Ziegelwerk in den Regeneratoren, ist durch senkrechte Querwände
52 unterteilt, um die Gleichheit in ;der Verteilung des Stromes zu fördern.
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Unterquerungsleitungen51, die quer unter den Kokskammem angeordnet
sind, verbinden die unteren Enden der Sätze von Heizzügen miteinander, die abwechselnd
und in gegenseitiger Verbindung für den Aufwärtsstrom und den Abwärtsstrom dienen.
jede der Querleitungen 51 verbindet :das untere Ende eines Heizzugles in einer Heizwand
mit dem unteren Ende eines entsprechenden Heizzuges in der Heizwand auf der gegenüberliegenden
Seite
einer zwischenliegeniden Kokskammer. Der in der einen Heizwand des Paares
b efindliche Satz von Heizzügen arbeitet mit aufwärts gerichtetem Strom verbrennender
Gase, und der in der gegenüberliegenden Heizwand befIndliche Satz von Heizzügen,
arbeitet mit abwärts gerichtetem Strom der Verbrenirungsprodukte, weIche zu ihr
durch die zwischenliegenden Querleisten 16 übergeführt werden. Diese abwärts strömenden
Verbrennungsprodukte werden zum großen Teil,durc'h die Abgasregeneratorenabgeführt,
die danach mit einem solchen Abwärtsstromsatz von Heizzügen in Verbindung stehen.
Ein beträchtlicher Teil. der durch jeden H.eizzug abwärts strömenden Verbrennungsprodukte
wird jedoch durch die Querleitung 51 aus dem -unteren Ende dieses Heizzugs icaden
entsprechenden H.eizzug mit aufwärts gerichteter Verbrennung auf der entgegengesetzten
Seite der zwischenliegienden Kokskammer zürückgetrieben, wodurch ein vollständiger
Kreislauf durch.,die miteinander verbundenen Meizzüge auf beiden Seiten der zwischenliegenden
Kokskammer erhalten wird.
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Es stellt sich zwischen der Zugreguherung und der Heizgaszuführ auf
der einen Seite und dein Abgasrücklauf auf der anderen Seite selbsttätig ein Gleichgewicht
her.