DE889435C - Verfahren und Vorrichtung zur Beheizung waagerechter Kammeroefen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Beheizung waagerechter Kammeroefen

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DE889435C
DE889435C DED10410A DED0010410A DE889435C DE 889435 C DE889435 C DE 889435C DE D10410 A DED10410 A DE D10410A DE D0010410 A DED0010410 A DE D0010410A DE 889435 C DE889435 C DE 889435C
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DE
Germany
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recuperation
heating
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gas
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Expired
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DED10410A
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English (en)
Inventor
Wilhelm Dr Phil Gras
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Didier Kogag Hinselmann Koksofenbau und Gasverwertung AG
Gasverwertung AG
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Didier Kogag Hinselmann Koksofenbau und Gasverwertung AG
Gasverwertung AG
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B5/00Coke ovens with horizontal chambers
    • C10B5/10Coke ovens with horizontal chambers with heat-exchange devices
    • C10B5/20Coke ovens with horizontal chambers with heat-exchange devices with recuperators

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Beheizung waagerechter Kammeröfen Die großen Vorteile der gleichbleibenden Beflammung eines Ofens für die Erzeugung von Koks und Gas mit waagerechten Kammern bei rekuperativer Vorwärmung der Heizmittel, Luft und Heizgas, gegenüber der wechselnden Belammung bei. regenerativ betriebenen Öfen werden eingeschränkt :durch die im Rekuperativbetrieb bishe praktisch nicht erzielte ebenso günstige Anunutzung der Wärme der Abgase unmittelbar für den eigenen Ofen wie beim regenerativ betriebenen Ofen. Die bekannte Anordnung ider unter den Kammern liegenden Reikuperatoren, .die dadurch vor Wärmeabstrahlung weitgehend geschützt sind, ist so, daß jeder Heizmitteleintritt und jederAbgasaustritt der Heizzüge an je einen Heizmittel oder Abgas führenden Rekuperationskanal angeschlossen ist. ,jede Zuführungsstelle der Heizzüge in der 13eizwand kann dadurch im kalten Strom geregelte Nfengen Verbrennungsstoffe erhalten, und ebenso können' die --'#bgasstrbmungen für jeden Heizzug bei niedriger Temperatur geregelt werden. Bei dieser sehr vorteilhalten Anordnung im Beheizumgssvstem eines Koksofens konnte die Wärme der Ab- gas-, bisher nicht so günstig für die Vorwärrnung der Heizmittel ausgenutzt werden, wie dies bei regenerativ beheizten Öfen möglich ist. Die Länge der vielen Rekuperationskanäle ist praktisch beschränkt. Eine bedeutende Verlängerung der Kanäle über das übliche Maß hinaus und eine dadurch erzielbare größere Bemessung der Wärme übertragenden Flächen, um trotz der niedrigen T'emperatur noch eine gute Wärmeübertragung zu erhalten, ist nicht durchführbar, weil übergroße, teure Gebilde entstehen würden.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Beheizungsverfahren für Öfen der bekannten, vorstehend beschriebenen Art, bei dem mit einfachen Mitteln eine wesentlich über das bisher in den üblichen Rekuperatoren erreichte Ausmaß der Wärmerückgewinnung hinausgehende Ausnutzung der Abgaswärme erfolgt. Die Erfindung besteht darin, die jedem Heizzug zukommen Iden- Mengen Verbrennungsstoffe, Heizgas und Luft, durch aus einem Heizzug kommende Abgase in Rekuperationskanälen zu erhitzen, die Heizstoffe aber vor ihrem Eintritt in diese Rekuperationskanäle in einer zweiten Rekuperation vorzuwärmen, wobei immer die Abgase mehrerer Heizzüge für die Vorwärmung' der der gleichen Anzahl Heizzüge zukommenden Gesamtmengen .der einzelnen Heizmittel dienen. Die Heizmittel werden also in, auf ,die Heizzüge verteilten Mengenlurch die höher temperierten Abgase in Rekuperationskanälen einzeln erhitzt, und die bereits, aber nicht vollständig ausgenutzten Abgase mehrerer Heizzüge zusammen wärmen die diesen Heizzügen zukommende .Menge Heizmittel vor deren Eintritt in die mit den höheren Abgastemperaturen arbeitende Rekuperation in den Gesamtmengen in einer zweiten Rekuperation vor.
  • Das Volumen der Abgase beim Eintritt in die erste Rekuperation ist sehr groß, und die den Raum ganz erfüllenden Abgase bestreichen alle Flächen des Rekuperationskanals. Je stärker die Abgase bei ihrem Strämen .durch die Kanäle abkühlen, desto geringer wird ihr Volumen, und die Wände der im Querschnitt gleichen Rekuperationslcanäle wenden nicht mehr in der ganzen Ausdehnung so innig berührt wie im heißen Teil des Kanals. Dadurch wird der Wärmeübergang geringer. Wird nun die Menge der Abgase vergrößert, bei entsprechender Kanalbemessung im zweiten Rekuperator, welcher baulich unabhängig ist vom ersten Rekuperator, so wird dort auch für die niedrige Temperatur eine intensive Berührung der Abgase mit der gesamten wärmeübertragenden Fläche erzielt. Demnach werden ähnliche @Vär-meübergangsverhältni.sse geschaffen, wie sie im ersten Rekuperator bei den höheren Temperaturen vorliegen. Entsprechend ist auch die Wärmeaufnahme durch ,die Heizmittel. Die Regelung der Heizmittel und der Abgase im zweiten Rekuperator erfolgt bei praktisch kalter Strömung der Stoffe, und es verbleibt noch eine Strömungsregelung der Teilmengenv orerhitzung, z. B. beim Eintritt des Heizmittels in die hierfür bestimmten Kanäle der ersten Rekuperation bei niedriger Temperatur.
  • Die Heizzüge einer Heizwandkönnen in kleineren oder größeren Gruppen bis zu sämtlichen Heizzügen einer Heizwand zusammengefaßt werden. Als besonders vorteilhaft ergibt sich die Zusammenfassung der Heizzüge einer Heizwandhälfte. Bei dieser Ausführung ergeben sich nur zwei Erstrekuperatoren, während bei anderen Gruppierungen so viele Rekuperato'ren anzuordnen sind, als He.izzu:ggruppen gebildet werden.
  • Zur Durchführung -des Behe.izun gsverfahrens werden die Kanäle der heißgehenden Rekuperation an unterhalb liegende Sammelkanäle angeschlossen, die voneinander getrennt, jeweils für die ve.rschiedenen Stoffe dienen. Die Ab'gasrekuperationskan.äle einer Heizzuggruppe werden an den Abgaassammelkanal angeschlossen, während die Luft- und Heizga.szüge von anderen Sammelkanälen gespeist werden. Diese Samme'llaanä 1e sind mit entsprechenden Zügen für Heizgas, Luft und Abhitze der zweiten bei niedrigerer Temperatur arbeitenden Rekuperation verbunden. .
  • Der Baustoff der wärmeübertragenden Wände der ersten Rekuperation wird durch die hohe Temperatur deren Abgase bestimmt. Man wird einen feuerfesten Baustoff wählen. Allerdings haben solche Baustoffe nur ein geringes Wärmeleitvermögen. Man kann für die zweite Rekuperation den gleichen Baustoff nehmen. Wird aber ein. Baustoff gewählt, der eine höhere Wärmeleitfähigkeit besitzt, so kann der Wärmeübergang bei geringer Länge der Kanäle bedeutend gesteigert werden. Die niedrige Temperatur ermöglicht auch die Verwendung von Metallen als Baustoff, z. B. Eisen.
  • Bei Anwendung von metallenen, insbesondere eisernen Wärmeaustauschwänden ist es erforderlich, darauf zu achten, daß der Taupunkt der Abgase nichterreicht wird. Dies gilt hauptsächlich bei einer Beheizung mit wasserstoffreichen Gasen, z. B. Starkgas. An den Wänden liegt die Temperatur bedeutend niedriger als in der Mitte der Kanäle, so daß bei weitgehenderWärmeausnutzung das Abgas zu tief kühlen kann, wodurch korrodierende . Wasserahscheidungen an den !Metallwänden entstehen. Dies kann vermieden werden, wenn man die Kühlluft der Ofenfundamente als Verbrennungsluft für den Ofen verwendet und diese bereits angewärmte Luft in die Kanäle der Metallrekuperation einführt. Man erreicht dadurch auch noch eine Rückführung der Ofenstrahlwärme fü'r den Ofen., Hierzu werden die Fundamentkühlkanäle einzeln oder in Gruppen an die Luftvorwärmnezüge(derZweitrekuperatiGnungesdhlossen. Die :Wärmeübertragung kann man noch erhöhen, indem man in den Rekuperationskanälen der zweiten Rekuperation die Strömung beeinflussende Einbauten anärdnet. Man kann z. B. in Abständen Prallkörper in die Kanäle einsetzen oder Le.itkörpe'r anordnen, welche die strömenden Stoffe in wirbelnde oder besonders gerichtete Strömung bringen, die für eine gute Würmeübertragung günstig ist.
  • Die zweite Rekuperation kann man unterhalb der ersten Rekuperation im Ofenkörper einbauen. Zweckmäßig ist jedoch eine Anordnung "der zweiten Rekuperation an der Ofenaußenseite, zwischen Ofenkörper und Rauchkanal. Hierbei werden die Sammelkanäle bis zurAußenwand geführtundunter Freihaltung einer Bedienungsmöglichkeit dieser für ein Regeln der strömenden Stoffe der ersten Rekuperation durch die Sammelkanäle hindurch mit den korrespondierenden Kanälen der zweiten Rekuperation auf kurzem Wege verbunden.
  • Bei einer Beheizung des- Ofens mit Starkgas wird dieses .den Heizzügen ohne vorherigen Durchgang durch die Rekuperationskanäle zugeführt. Vorgewärmt wird .dann nur die Luft in allen Vorwärmungsakan.älen bzw. Erhitzungskanälen der beiden Rekuperationen. Die Zeicbnun.g veranschaulicht die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel.
  • Abb. i zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch den vorderen Teil eines waagerechten rekuperativ betriebenen Koksofens, Abb.2 einen senkrechten OOuerschnitt durch d,@esen Ofen nach der Linie a-b der Abb. i, Abb. 3 einen senkrechten Querschnitt durch die Z weitrekuperation nach der Linie c-d der Abb. i. Zur Beheizung der Kammern i ist Schwachgas vorgesehen. Die Heizmittel, Luft und Schwachgas, sowie das Abgas nehmen dabei folgende Wege. Als Verbrennungsluft dient die in den Fund.amentkühlQ#:an,älen 2 -bereits angewärmte Luft, die über die Sammelleitung 3 in den zweckmäßig metallenen Zweitrekuperator durch die Leitung eingeführt wird. Nach Durchströmen der Kanäle .5 dieses Rekuperators tritt sie in die O.fensohlkanäle 6 über und wird aus :diesen auf die einzelnen, jedem Reizzug 7 zugeardne.ten Luftrekuperatoren 8 des Erstrekuperators verteilt. Aus diesen Rekuperatoren tritt sie :durch die Düsen 9 in die Heizzüge 7 aus.
  • Das aus der vor 'dem Ofen bzw. der Zweitrekuperation entlang geführten Schwachgasleitung io für die einzelne Heizwand entnommene Schwachgas wird durch die Anschlußleitung i i in den Zweitrekuperator eingeführt, durchströmt in diesem die Kanäle 12 und tritt in die Sohlkanäle 14 über, von denen aus das Gas auf die Schwachgasrekuperatoren 15 des Erstrekuperators verteilt wird. Aus diesen Rekuperatoren tritt es durch die Düsen @i.6 in die Heizzüge 7 aus.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Heizzüge, ein aufwärts und ein abwärts beflammter Heizzug, zu einer Gruppe zusammengefaßt. Die im aufwärts beflammten Heizzug zur Verbrennung gekommenen Heizmittel verlassen den abwärts beflammten Heizzug an dessen Sohle als Abgas durch die Düsen 17. Die Abgase durchströmen die Abgasrelcuperatoren 18 des Erstrekuperators, treten in die Sohlkanäle i9 über und werden aus -diesen Kanälen mengenmäßig geelt dem Zweitrekuperator zugeführt. Sie s samm durchströmen diesen kekuperator in den Kanälen 2o und werden nunmehr dem Rauchikanul 113 zugeführt.
  • Auf ihrem ganzen Wege vom Eintritt der Heizmittel, Schwachgas und Luft, in den Zweitrekuperator und Austritt der Abgase aus diesem Rekuperator bis zu den Düsen am Fuß der Heizzüge stehen Heizmittel "und Abgas im Wärmeaustausch, wobei die Rückgewinnung der Abgaswärme in der erfindungsgemäßen Weise vorteilhaft zur Vorwärmung der Heizmittel ausgenutzt wird. Die benötigten Heizmittelmengen können bei ihrem Eintritt in den Zweitrekuperator geregelt werden, wie auch für :das strömende Abgas beim CT'bertritt in ,den Rauchkanal. zi eine Regeleinrichtung vorgesehen ist.
  • Der dargestellte Ofen ist lediglich ein Ausfübrungsbeispiel für den Weg der strömenden Medien bei Anwendung der Erfindung. Sowohl der Erstrekuperator als auch insbesondere der Zweitrekuperator können auch in anderer Weise ausgebildet und der Zweitrekuperator auch andersartig angeordnet sein.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: z. Be'beizungsverfahren für waagerechte Kammeröfen zur Erzeugung von Koks und Gas mit gleichgerichteter Beflamincung der Kammern in senkrechten Heizzügen und rekuperativer Ausnutzung der Abgaswärme, dadurch gekennzeichnet, daß die einem Heizzug (7) zu-'kommenden Mengen Verbrennungsluft und Heizgas :durch die aus einem Heizzug (7) kommenden Abgase erhitzt werden und die Abgase mehrerer Heizzüge (7) in einer zweiten Rekuperation das Reizgas. und die Luft für die gleiche Anzahl Heizzüge in Gesamtmengen v orerhitzen. 2.. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die für die einzelnen strömenden Stoffe getrennten Sammelkanäle (6, 14., 'ig) der ersten Rekuperation mit den entsprechenden Zügen für Heizgas (12), Verbrennungsluft (5), A -as de verb (2o) r zweiten Rekuperation bunden sind. 3. Vorrichtung nach Anspruch -i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zvärmeaustawsehenden Wände der zweiten Rekuperation eine höhere Wärmeleitfähigkeit besitzen als die wärmeaustauschenden Wände der ersten Rekuperation. d.. Vorrichtung nach Anspruch,i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Luftkühlung des Ofenfundamentes die Kühlkanäle (2) an ihrem Ausgang zu einer Ofenseite einzeln oder in Gruppen an die Luftkanäle (5) der Zweitrekuperation angeschlossen sind. 5. Vorrichtung nach Anspruch,i bis q., da-,durch gekennzeichnet, daß in die Kanäle (r2, 5, 2o) und/oder Züge der Zweitrekuperation die Strömung beeinflussende Einbauten, wie Prallkörper, Leitkörper usw., eingebaut sind. 6. Vorrichtung nach Anspruch #i bis q., da-,durch gekennzeichnet, daaß die zweite Rekuperation an der Ofenwandaußenseite zwischen Austritt der Sammelkanäle (6, 14, i9) und Rauchkanal (13) angeordnet isst. 7. Vorrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Rekuperation für je eine Ofenhälfte angeordnet ist.
DED10410A 1951-10-14 1951-10-14 Verfahren und Vorrichtung zur Beheizung waagerechter Kammeroefen Expired DE889435C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2386595A1 (fr) * 1977-04-07 1978-11-03 Bergwerksverband Gmbh Procede et dispositif pour la recuperation de la chaleur des fours a coke

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2386595A1 (fr) * 1977-04-07 1978-11-03 Bergwerksverband Gmbh Procede et dispositif pour la recuperation de la chaleur des fours a coke

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