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Verfahren und Vorrichtung zur Kokstrockenkühlung mit mehreren Kühlzellen
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Kokstrockenkühlung und entsprechende
Einrichtungen mit mehreren Kühlzellen und kreisenden Inertgasen als Wärmeübertrager
an Wärmeaustauscher eines Dampferzeugers od. dgl.
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Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art wird jeweils der aus einem
Koksofen ausgestoßene oder ausgelassene Koksbrand stets in voller Menge einer Kühlzelle
zugeführt, welche aus einer oder mehreren Kühlkammern, einer Inertgas-Umpumpeinrichtung
und Wärmeaustauschern bestand. Demgegenüber wird nach der Erfindung der aus einem
Koksofen entnommene Koksbrand vor seiner Kühlung in mehrere Kühlzellen mit je eigener
Inertgas-Umpumpeinrichtung und eigenem Wärmeaustauscher verteilt und die Kühlung
der Teilmengen zu verschiedenen Zeiten durchgeführt.
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Da die Abkühlung des Koksbrandes im Inertgasstrom der Kühlzelle anfangs
schneller und gegen ihr Ende hin immer langsamer werdend erfolgt und demgemäß der
Wärmerückgewinn anfangs am stärksten und dann schwächer werdend anfällt, zeigt beispielsweise
das Dampfmengenmessungsdiagramm einer Kokstrockenkühlung eine sägenförmige Kurve,
deren Spitzen um so höher sind, je größere Mengen Koks ein Koksbrand enthält, und
deren zeitliche Abstände um so weiter voneinander liegen, in je größerem zeitlichem
Abstand ein neuer Koksbrand in Kühlung genommen wird. Durch die erfindungsgemäße
Aufteilung der Koksbrände jeweils auf mehrere Kühlzellen im Verein mit einer zeitlichen
Verschiebung des Kühlbeginns für die verschiedenen Portionen können die Dampfspitzen
verkleinert, d. h. die Dampferzeugung und gegebenenfalls auch Dampfüberhitzung gleichmäßiger
gehalten werden.
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Weiterhin bietet sich der Vorteil an, daß ein Anteil eines Koksbrandes
in einer Kühlzelle gekühlt wird, die beispielsweise zur Dampferzeugung für die Kokerei
bestimmt ist, wohingegen der restliche Anteil des Koksbrandes in einer anderen Kühlzelle
gekühlt wird; die beispielsweise einer Heißdrucklufterzeugung für den Antrieb eines
Stromerzeugers mit Heißluftturbine zugeordnet ist, wobei bei beiden eine annähernd
gleichmäßige Wärmebeaufschlagung erreicht wird: Dabei kann, wie an sich bekannt,
vor der Ausstoßfront einer Kokskammerofenbatterie und unterhalb der Höhe der Ofensohle
eine Kokstransportwagenfahrbahn angeordnet sein; auf dieser Fahrbahn laufen in ihrem
Laderaum dem inneren Koksofenprofil nahezu gleiche Kokstransportwagen und versorgen
die als Kleinkühlzellenanlage ausgebildete Kokstrockenkühleinrichtung mit Koks,
indem nach der Erfindung der Gesamtkühlraum der Kokstrockenkühleinrichtung parallel
zur Fahrbahn in mehrere im Durchgang des Kokses voneinander ,getrennte Teilkühlräume
aufgeteilt wird. Diese Teilkühlräume können nunmehr zur Aufnahme einer Teilmenge
eines Koksbrandes oder von Teilmengen mehrerer Koksbrände unter Einhaltung für die
Aufheizung des Inertgasstromes am Koks günstigen Strömungsquerschnitt günstiger
Koksschichthöhe in der Kühlkammer ausgebildet werden. Dies gestattet eine geringe
Bauhöhe der Kokstrockenkühleinrichtung bzw. eine nur wenig unter Terrain greifende
Grube unterhalb der Kokstransportwagenfahrbahn, was sich in geringen Anlagekosten
auswirkt. Bei den relativ niedrigen Teilkühlräumen braucht außerdem die Gesamtmenge
des Kokses nach seiner Kühlung weniger hoch gefördert zu werden, um ihn an Waggons
od: dgl. abzugeben. Sind erfindungsgemäß die Teilkühlräume je für sich allein entleerbar
eingerichtet, so geraten bei Entnahme des gekühlten Kokses nur kleine Mengen von
Koks in Bewegung, so daß ein Koksabrieb weitestgehend vermieden wird. Ferner können
mehrere Teilkühlräume jeweils mit ein und demselben im Kokstransportwagen herangeführten
Koksbrand versorgt werden, wozu ein dem Kokskuchenprofil entsprechender sogenannter
Kokskuchentransportwagen besonders vorteilhaft ist, da durch ihn der Koks ohne Sturz
und als Kokskuchen mit kleinster Oberfläche, d. h. also geringstem Abbrand an der
Luft, aus dem Koksofen in die Kühleinrichtung gelangt.
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Erfindungsgemäß können mehrere Teilkühlräume zu einer Kühlzelle mit
gemeinsamer Kokseinlaßvorrichtung bzw. mit gemeinsamem Einlaßöffnungsverschluß zusammengefaßt.bzw.
eine Kühlzelle durch eine Zwischenwand in mehrere Teilkühlräume unterteilt werden.
Die
Anwendung des Kokskuchentransportwagens wird nach der Erfindung dadurch erreicht,
daß der Boden des Kokstransportwagens parallel zur Fahrbahn in mehrere je für sich
in Fahrtrichtung des Kokstransportwagens bewegbare Schieber unterteilt wird. _ Vorteilhafterweise
werden zwischen den Bodenschiebern ein oder mehrere von den Bodenschiebern unabhängige,
vorzugsweise um parallel zur Fahrtrichtung liegende Achsen schwenkbare Bodenstücke
vorgesehen.
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In den zum Teil schematischen Zeichnungen ist die Erfindung in einem
Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt Abb. 1 einen teilweisen senkrechten Querschnitt
durch eine Kokstrockenkühleinrichtung, parallel zur Koksofenbatterie, Abb. 2 einen
teilweisen senkrechten Querschnitt nach der Linie d-b in Abb. 1 und Abb.3 in kleinerem
Maßstab einen teilweisen Grundriß der Gesamtanlage.
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Die Kokstrockenkühleinrichtung ist vor der Ausstoßfront der Batterie
von Koksöfen 1 zum Teil in einer Grube 2 angeordnet. Nahe unter der Höhe der Koksofensohle
3 erstreckt sich eine Betonplattform 4 längs der Ofenfront, auf der die Schienen
5 für einen Kokskuchentransportwagen 6 und die Schienen 7 für einen Kokskuchenführungswagen
8 verlegt sind, der mit einer Einrichtung zum Abheben und Anbringen der Koksofentüren
vereinigt sein kann. Der Wagen 6 besteht aus einem möglichst luftdichten, dem lichten
Ofenquerschnitt annähernd gleichen Gehäuse 9, dessen den Koksöfen zugewandte Seite
offen ist. Der Boden des Wagens besteht aus horizontal in Richtung der Fahrbahn
beweglichen Schiebern 10 bzw. 10', einem Bodenstück 11 sowie einer Klappe 45, wobei
die Schieber 10 zu einer gemeinsamen mechanischen Betätigungsvorrichtung
zusammengefaßt sind, andererseits ebenso die Schieber 10'. Zur Füllung des Wagens
6 werden, wie in Abb. 3 oben dargestellt, der Kokskuchenführungswagen 8 und der
Kokskuchentransportwagen 6 vor den garen Koksofen gefahren, die Klappe 45
in den Führungswagen hineingeklappt und der Kokskuchen mit der Druckstange 46 der
Ausdrückmaschine in das Gehäuse 9 geschoben, wobei er seine ursprüngliche Form beibehält.
Nach Zurückschwenken der Klappe 45 wird der Kokskuchentransportwagen von seinem
nicht dargestellten Fahrwerk bis über die Kühleinrichtung gefahren.
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Die Kühleinrichtung ist unterhalb der Fahrbahn angeordnet und besteht
aus mehreren Zellen, die parallel zu den Koksofenachsen paarweise nebeneinander
angeordnet sind. Die dargestellte Einrichtung enthält acht Kühlzellen 12 bis 19.
Jede Kühlzelle umfaßt einen Kühlraum 20, ein Inertgas-Umwälzgebläse
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und einen Inertgaskühler, der nach der Abb. 1 aus einer Rohrschlangengruppe
22 besteht. Der Kühlraum 20 entspricht in seiner Breite etwa der halben Breite des
Kokskuchenwagens bzw. eines Kokskuchens und ist in seinen übrigen lichten Maßen
so gehalten, daß er j e nach der gewünschten Kühlleistung einen halben oder einen
oder eineinhalb Kokskuchen aufnehmen kann; hierzu besitzt er eine mit einer abnehmbaren
Haube 23 gasdicht verschließbare Einfüllöffnung 24.
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Bei Beschickung des Kühlraumes wird die Haube mittels eines mit Luft-
oder Öldruck betriebenen mechanischen Schwenkwerkes von der Öffnung 24 abgehoben
und seitlich gelagert, worauf der Kokskuchentransportwägen über die Einfüllöffnung
24 gefahren wird. Am Wagen wird nun, wieder mittels Luft- oder Öldruck, die Schiebergruppe10
unter dem Kokskuchen weggezogen, so daß etwa eine Kokskuchenhälfte in den Kühlraum
rutscht. Von einem anderen Kokskuchen, der erforderlichenfalls wegen sehr großer
Durchsatzleistung der Anlage in einem zweiten Kokskuchentransportwagen herangeführt
werden kann, wird noch ein weiterer halber Kokskuchen in die Kühlkammer abgelassen
und dann die Einfüllöffnung wieder mit der Haube 23 verschlossen. Nun wird das Gebläse
21 in Gang gesetzt und Inertgas durch die Öffnungen 34 und den beim Einfüllen aufgelockerten
Koks gedrückt und durch die Öffnungen 35 sowie die Züge 25 bis 28 hindurch vom Gebläse
wieder angesaugt. Dabei wird die am Koks vom Inertgas aufgenommene Wärme an die
Rohrschlangengruppe 22 und gegebenenfalls an eine weitere Rohrschlangengruppe 29
übertragen. Nach genügender Kühlung wird die Austragklappe 30 geöffnet und
mittels einer einem umlaufenden Band ähnlichen und von einem Elektromotor 36 angetriebenen
Vorrichtung 31 auf das Transportband 32 abgelassen, welche ihn auf das zur Kokssieberei
führende Transportband 33 fördert.
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Nachdem der Kokskuchentransportwagen einen halben Koksbrand an die
Kühlzelle12 abgegeben hat, wird er über die Kühlzelle 17 gefahren, um in diese die
andere Koksbrandhälfte zu entlassen; dazu werden seine Schieber 10' gezogen
und ferner das Bodenstück 11, auf welchem bei Abgabe der ersten Kuchenhälfte noch
Koks verblieben sein wird, zum Abwurf dieses Kokses entsprechend geschwenkt. Nun
werden die Schieber 10 und 10' wieder geschlossen und der Kokskuchentransportwagen
vor einen weiteren zu entleerenden Koksofen gefahren. Der nächste Kokskuchen wird
dann zur ersten Hälfte an die Kühlzelle 17, zur zweiten Hälfte an die Kühlzelle
12 abgegeben, wobei die Klappe 11 entsprechend anders herum bewegt wird.
Bei den Kühlzellen 13 und 16 bzw. 14 und 19 bzw. 15 und 18 wird in gleicher Weise
verfahren.
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Hinsichtlich der Abführung des Kokses sind die Kühlzellen 12 bis 15
auf das Transportband 32, die Kühlzellen 16 bis 19 auf das Transportband 37 vereinigt.
Vorzugsweise sind die Kühlzellen 12 bis 15 bzw. 16 bis 19 aber auch
hinsichtlich ihrer Wärmeaustauscher je zu Einheiten, z. B. Dampferzeugern, zusammengefaßt,
deren Verdampfer-Rohrschlangen 22
über die Leitungen 38 an eine oder mehrere
gemeinsame Wasser- und Dampftrommeln 39 angeschlossen sind, und - deren Dampfüberhitzer-Rohrgruppen
29 von den Wasser-Dampf-Sammeltrommeln über Leitungen 40 mit Sattdampf versorgt
werden und ihn über eine Leitung 41 an die Verwendungsstelle abgeben. Die Verdampfer-Rohrschlangen
22 können ihr Wasser über Leitungen 42 und 43 von Pumpen 44 zugeführt erhalten.
Die Kühlkammern 20 und 20'
können sowohl an gemeinsame Wärmeaustauscher
angeschlossen sein, als auch von einem gemeinsamen Gebläse versorgt werden. Je nach
Eigenart der gewünschten Wärmeausnutzung können die Kühlkammer 20 und
20' je für sich an verschiedenartige Wärmeaustauscher, z. B. die Kammer
20 an einen Verdampfer, die Kammer 20'. nur an einen Dampfüberhitzer
angeschlossen sein, und eigenen Inertgasumlauf von gegebenenfalls unterschiedlicher
Menge und unterschiedlichen Gebläsen haben.