DE1143785B

DE1143785B - Vertically charged regenerator for coke ovens

Info

Publication number: DE1143785B
Application number: DEO4552A
Authority: DE
Inventors: Dr Julius-Walther Hiby; Friedrich-Karl Hiby
Original assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Current assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Priority date: 1954-11-08
Filing date: 1955-11-07
Publication date: 1963-02-21

Description

Senkrecht beaufschlagter Regenerator für Koksöfen Die Erfindung betrifft Regeneratoren für Koksöfen, bei denen die Hitze der heißen Abgase zur Vorwärmung der Luft oder des Verbrennungsgases verwendet wird. Derartige Regeneratoren bestehen im wesentlichen aus einem Regeneratorraum mit offenem Mauerwerk und einem oder mehreren Kanälen unter dem Regeneratorraum, durch welchen die Gase zum Regeneratorraum oder von diesem weggeführt werden und der im wesentlichen im rechten Winkel zur Richtung des Gasstromes im Regeneratorraum angeordnet ist.Vertically loaded regenerator for coke ovens The invention relates to Regenerators for coke ovens, in which the heat of the hot exhaust gases is used for preheating the air or the combustion gas is used. Such regenerators exist essentially of a regenerator room with open masonry and one or more Channels under the regenerator space through which the gases to the regenerator space or be led away from this and which is substantially at right angles to the direction of the gas flow is arranged in the regenerator space.

Der Kanal unter dem Regeneratorraum dient zur Verteilung des einströmenden Gases über den Regeneratorraum oder alternativ zur Entgegennahme des vom Regeneratorraum ausströmenden Gases und wird vielfach als Sammelkanal bezeichnet. Die Art der Verteilung hängt ab von den Bedingungen des statischen Druckes und des Geschwindigkeitsdruckes, der über die Länge des Sammelkanals vorherrscht. Zweck der Erfindung ist, einfache Hilfsmittel zu schaffen, mit denen es möglich ist, eine wirksame Verteilung des in oder aus dem Regenerator strömenden Gases zu erhalten mit niedrigerem Druckverlust, als es mit den bekannten Mitteln möglich ist. Überdies sollen beim Eintritt keine Unterschiede des statischen Druckes im Regenerator zwischen Stellen gleicher Höhe vorhanden sein, damit unerwünschte Strömungen des Gases quer durch den Regenerator verhindert werden.The channel under the regenerator space is used to distribute the inflowing Gas via the regenerator room or alternatively to receive the from the regenerator room escaping gas and is often referred to as a collecting channel. The way of distribution depends on the conditions of the static pressure and the velocity pressure, which prevails over the length of the collecting duct. Purpose of the invention is simple To provide tools with which it is possible to effectively distribute the to obtain gas flowing in or out of the regenerator with lower pressure drop, than is possible with the known means. In addition, no Differences in static pressure in the regenerator between locations of the same height be present to allow unwanted flows of gas across the regenerator be prevented.

Es ist bereits bekannt, zur Verteilung der gasförmigen Verbrennungsmedien auf den Regenerator und zum Sammeln der verbrannten Gase zwei Sohlkanäle übereinander anzuordnen und diese durch eine Folge von Öffnungen miteinander zu verbinden; es wurde auch darauf hingewiesen, daß dabei der obere Sohlkanal eine nochmalige Verteilung der Medien in Regeneratorlängsrichtung bewirkt. Man hat dabei auch schon dem oberen Kanal eine vom äußeren Ende nach der Ofenmitte zu abnehmende Höhe gegeben; sofern dabei die Luftzuführung durch den oberen Kanal erfolgte, während der untere Kanal tot lag, hatte dieser bezüglich der gleichmäßigen Verteilung der einzuführenden Verbrennungsmedien keine Bedeutung. Man hat die Weite der Öffnungen zwischen den übereinanderliegenden Sohlkanälen auch schon durch Regelkörper veränderbar gestaltet. Man hat schließlich bei Verwendung nur eines Sohlkanals dessen Querschnitt nach der Ofenmitte zu entweder gleichmäßig oder durch Anwendung einer im senkrechten Querschnitt parabolischen Bodenfläche verjüngt und den Durchlaßöffnungen die Form von Venturi-Rohren gegeben oder die Regelkörper so ausgebildet, daß die COffnungswände zum Teil gekrümmt verlaufen. Dennoch ergibt sich bei allen diesen Ausführungen - wenigstens in der Ausströmrichtung -ein Hineinstoßen von Teilströmen des Gases in den waagerecht im unteren Kanal abziehenden Hauptstrom der Gase und als Folge davon die Entstehung von Wirbeln mit Energieverlusten, die an den verschiedenen Einmündungsstellen längs des Sammelkanals unterschiedlich sind.It is already known for the distribution of gaseous combustion media on the regenerator and to collect the burned gases two sole channels one above the other to arrange and to connect them to one another through a series of openings; it it was also pointed out that the upper sole channel had a repeated distribution of the media in the longitudinal direction of the regenerator. You already have the upper one Channel given a height decreasing from the outer end to the middle of the furnace; provided the air was supplied through the upper duct, while the lower duct was dead, this had to deal with the even distribution of the to be introduced Combustion media is irrelevant. You have the width of the openings between the Overlying sole channels already designed to be changeable by regulating bodies. After all, if only one sole channel is used, its cross-section is determined by it the furnace center to either evenly or by applying one in the vertical Cross-section tapered parabolic bottom surface and the passage openings the shape given by Venturi tubes or the control body designed so that the CO opening walls partly curved. Nevertheless, with all of these statements - At least in the outflow direction, partial flows of the gas are pushed into the main flow of gases withdrawn horizontally in the lower channel and as a result the creation of eddies with energy losses at the various points of confluence are different along the collecting channel.

Unter Verwendung durch die genannten Konstruktionen zum Teil bekanntgewordener Elemente wird das Ziel eines möglichst geringen Druckverlustes der gasförmigen Verbrennungsmittel bei gleichmäßiger Verteilung derselben über die Beheizungsorgane des Koksofens gemäß der Erfindung so erreicht, daß bei einem senkrecht beaufschlagten Regenerator, dessen Sohlkanal durch eine mit Durchtrittsöffnungen versehene Trennwand in einen oberen und einen unteren Verteilungs- bzw. Sammelraum aufgeteilt und der untere Raum am äußeren Ende mit einem Abzug für die verbrannten Gase versehen ist, die genannten Durchtrittsöffnungen bogenförmige Kanäle sind, die nach oben in der im Regenerator herrschenden Strömungsrichtung, nach unten in der im unteren Sohlkanalteilraum herrschenden Strömungsrichtung ausmünden, wobei der Querschnitt des als Ein- und Ausströmkanal dienenden unteren Sohlkanalteilraumes von der Ofenaußenseite her stufenweise jeweils um den Querschnitt des Abzweigkanals abnimmt.Using some of the known constructions Elements is the goal of the lowest possible pressure loss of the gaseous combustion agent with even distribution of the same over the heating elements of the coke oven according to the invention achieved so that in a vertically acted upon regenerator, its Sole channel through a partition wall provided with openings into an upper one and divided a lower distribution or collection space and the lower space at outer end is provided with a vent for the burned gases, the said Passages are arcuate channels that go up in the regenerator prevailing flow direction, downwards in the prevailing in the lower sole channel subspace Flow direction open out, the cross section of the as inflow and outflow serving lower sole channel subspace from the furnace outside step by step in each case decreases by the cross section of the branch duct.

Die Richtungsänderung der Gasströme tritt bei der neuen Anordnung nur innerhalb der gekrümmten Durchlässe ein; an den Abzweigstellen bzw. Wiedereinmündungsstellen verlaufen die einzelnen Teilströme parallel zur Hauptströmung im Sohlkanal. Auf diese Weise wird der Druckverlust infolge der Wirbelbildung vermieden, die stets bei der Sammlung der Abgasströme eintritt, wenn die Teilströme rechtwinklig in den Sohlkanal einmünden. Der Gesamtquerschnitt der gekrümmten Durchlässe ist gleich dem des Sohlkanaleintritts. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Gase während des eigentlichen Aufteilungs- bzw. Sammlungsvorganges keine Geschwindigkeitsänderungen erleiden. Die einzige mit Energieverlusten verbundene Geschwindigkeit'Serniedrigung findet nach erfolgter Verzweigung stätt beim Austritt in den großen Querschnitt des Regenerators. Die große Querschnittserweiterungbei der Verteilung der Gase vom Sohlkanal auf den Regenerator macht einen Energieverlust infolge Wirbelablösung unvermeidlich; die vorliegende Anordnung hat jedoch den Vorzug, daß diese Verluste bei allen Teilströmen in gleicher Weise auftreten, so daß keine Unterschiede des statischen Druckes längs des Regenerators auftreten. Es wird also durch völlige Symmetrie des Verzweigungsvorganges und ebenso auch des Sammlungsvorganges eine gleichmäßige Verteilung des Gasdurchsatzes auf den Regenerator ermöglicht.The change in direction of the gas flows occurs with the new arrangement only inside the curved passages; at the branch points or re-junction points get lost the individual partial flows parallel to the main flow in the bed canal. In this way the pressure loss due to the vortex formation is avoided, which always occurs during the collection the exhaust gas flows when the partial flows open into the bottom channel at right angles. The total cross-section of the curved passages is the same as that of the sole channel inlet. In this way it is achieved that the gases during the actual partitioning or the collection process do not suffer any changes in speed. The only one with Energy losses associated speed decrease takes place after Branching takes place at the exit into the large cross-section of the regenerator. the large cross-sectional expansion in the distribution of the gases from the bed canal to the regenerator makes energy loss due to vortex shedding inevitable; the present However, the arrangement has the advantage that these losses are the same for all partial flows Manner so that there are no differences in static pressure across the regenerator appear. So it becomes through complete symmetry of the branching process and likewise the collection process also results in an even distribution of the gas throughput allows the regenerator.

Die Anordnung erlaubt es; die Verteilung des Gasstromes, der entweder in den Regeneratorraum strömt oder aus diesem heraus, mit einem geringeren Druck durchzuführen, als es in bekannten Anlagen bisher möglich war, da sie keine Verengung des Querschnittes des Gasstromes notwendig macht.The arrangement allows; the distribution of the gas flow that is either flows into or out of the regenerator space at a lower pressure perform than was previously possible in known systems, as they do not have a constriction the cross-section of the gas flow makes necessary.

Der neue Regerieratoraufbau ist in den Zeichnungen dargestellt. Auf diesen zeigt Fig. 1 den unteren Teil eines Koksofens parallel zur senkrechten Mittelebene einer Ofenkammer geschnitten, und zwar auf der linken Hälfte nach Linie B-B, auf der rechten Hälfte nach Linie C-C der Fig. 2, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt in Batterielängsrichtung entsprechend der Linie A -A von Fig. 1, Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 1 und in größerem Maßstab einen Teil des Sohlkanals mit den die Trennwand bildenden Einbauten, Fig. 4 einen Querschnitt gemäß Linie D-D der Fig. 3, Fig. 5 eine Draufsicht auf die Einbauten, Fig. 6 eine andere Ausbildungsform derselben im Schnitt, Fig. 7 eine Draufsicht derselben, Fig. 8 einen dem unteren Teil von Fig. 1 entsprechenden Schnitt bei einer abgewandelten Ausführungsform.The new regulator structure is shown in the drawings. On these Fig. 1 shows the lower part of a coke oven cut parallel to the vertical center plane of a furnace chamber, on the left half according to line BB, on the right half according to line CC of Fig. 2, Fig. 2 is a vertical section in the longitudinal direction of the battery the line a -A of Fig. 1, Fig. 3 shows a detail from Fig. 1 and on a larger scale a part of the Sohlkanals with the forming the partition baffles, Fig. 4 a cross section along line DD in Fig. 3, Fig. 5 a plan view of the internals, FIG. 6 a different embodiment of the same in section, FIG. 7 a plan view of the same, FIG. 8 a section corresponding to the lower part of FIG. 1 in a modified embodiment.

Bei der Anordnun,,g nach den Fig. 1 bis 5 wird Schwachgas zur Beheizung des Ofens durch eine Leitung 22 in eine Abhitzeleitung 1 geführt und gelangt durch den unteren Teil 2a eines Sohlkanals zwischen den Einbauten 2 b hindurch, wo sich die Strömungsrichtung ändert, zu dem oberen Teil 2 c des Sohlkanals. Der durch die Räume 2 a und 2 c gebildete Sohlkanal hat einen rechteckigen Querschnitt. Die Einbauten 2 b sind längs einer Diagonale des rechteckigen Schnitts so angeordnet, daß der Raum 2 c im Querschnitt in dem Maße zunimmt, wie der Raum 2 a sich vermindert.In the arrangement according to FIGS. 1 to 5, lean gas is used for heating of the furnace is guided through a line 22 into a heat recovery line 1 and passes through the lower part 2a of a sole channel between the internals 2 b through where the direction of flow changes, to the upper part 2 c of the sole channel. The one through the Spaces 2 a and 2 c formed sole channel has a rectangular cross-section. The internals 2 b are arranged along a diagonal of the rectangular section so that the Space 2 c increases in cross-section as space 2 a decreases.

Die Einbauten können fest sein oder beweglich, so daß die Aufteilung des Gasstromes regelbar ist. Beim Einströmen gelangt das Gas von dem Sohlkanal durch die Regeneratorräume 3, wo es vom heißen Mauerwerk Wärme aufnimmt, und von dort über die Kanäle 5 zu den Heizzügen 4. Die Verbrennungsluft des Gases folgt einem ähnlichen Weg durch einen anliegenden Sammelkanal 6 und Regeneratorraum 7 und trifft das Gas in den Heizzügen 4.The internals can be fixed or movable, so that the division the gas flow is controllable. When flowing in, the gas passes from the bottom channel the regenerator rooms 3, where it absorbs heat from the hot masonry, and from there Via the channels 5 to the heating flues 4. The combustion air of the gas follows one similar path through an adjacent collecting channel 6 and regenerator space 7 and meets the gas in the heating flues 4.

Bei Starkgasbeheizung wird das Gas durch Rohre 16 - in Fig. 2 - zu den Heizzügen 4 geleitet, ohne die Regeneratoren zu passieren. In diesem Falle werden beide Regeneratoren 3 und 7 zur Vorwärmung der Luft verwendet.In the case of high-gas heating, the gas is passed through pipes 16 - in FIG. 2 - to the heating flues 4 without passing through the regenerators. In this case both regenerators 3 and 7 are used to preheat the air.

Im Regenerativwechsel kehrt sich die Strömungsrichtung um. Nach der Zugumkehr strömt heißes Abgas von den Heizzügen 4 nach unten durch die Kanäle 5 in den Regeneratorraum 3 und 7, wo es einen großen Teil seiner Wärme an das Mauerwerk der Regeneratorfüllung abgibt. Von hier wird es in umgekehrter Richtung durch die Sammelkanäle 2c, 2a und 6 über den Abhitzekanal zum Kamin geführt.In the regenerative change, the direction of flow is reversed. After In the reverse direction of the draft, hot exhaust gas flows from the heating flues 4 downwards through the channels 5 in the regenerator room 3 and 7, where a large part of its heat is transferred to the masonry the replenisher filling delivers. From here it is in reverse through the Collective ducts 2c, 2a and 6 passed through the waste heat duct to the chimney.

Es sind abnehmbare Verschlüsse 9 vorgesehen, so daß, falls es erforderlich ist, die Einbauten verstellt oder entfernt werden können.Removable closures 9 are provided so that if necessary the internals can be adjusted or removed.

Die Einbauten 2 b, wie sie in Fig. 3 bis 5 gezeigt sind, sind Hohlmetallkörper. Ihr Querschnitt geht aus Fig. 3 hervor. Sie sind in Metallplatten 10 mit gefalzten Kanten 11 eingeschweißt. Jedes Paar Platten trägt zwei Einbauten. Die Platten 10 ruhen auf abgeschrägten Vorsprüngen 12, welche durch das Mauerwerk des Kanals 2 a, 2 c gebildet werden.The internals 2 b, as shown in Fig. 3 to 5, are hollow metal bodies. Its cross section is shown in FIG. 3. They are welded into metal plates 10 with folded edges 11. Each pair of panels has two built-in components. The plates 10 rest on beveled projections 12 which are formed by the masonry of the channel 2 a, 2 c.

Fig. 6 und 7 zeigen eine andere Gestaltung der Einbauten aus hitzebeständigem Steinmaterial. Diese haben einen vollen Teil 13 ähnlicher Gestalt wie die der metallenen Einbauten gemäß Fig.3 bis 5. An jeder Seite sind Stützflanschen 14 am vollen Teil fest angebracht.6 and 7 show another design of the internals made of heat-resistant stone material. These have a full part 13 of a shape similar to that of the metal internals according to FIGS. 3 to 5. Support flanges 14 are firmly attached to the full part on each side.

Fig. 8 gibt einen Teil einer Koksofenbatterie, ähnlich jenem in Fig. 1, wieder, jedoch mit einem Sammelkanal 17, welcher von der Abhitzeleitung 1 aus sich verjüngt. Er liegt unter einer horizontalen Reihe von Einbauten 2 b. Zwischen diesen und den Regeneratorkammem 3 und 7 liegt ein Raum 18 mit gleichförmigem Querschnitt.Fig. 8 shows part of a coke oven battery, similar to that in Fig. 1, again, but with a collecting duct 17, which starts from the heat-recovery line 1 tapers. It lies under a horizontal row of internals 2 b. Between These and the Regeneratorkammem 3 and 7 is a space 18 with a uniform cross section.

In jedem Fall sind die Einbauten 2 b derart geformt, daß zwischen ihnen gekrümmte Durchlässe 19 freibleiben, welche die Luft oder das Gas vom horizontalen Kanal unter den Einbauten in die darüberliegenden vertikalen Regeneratorkammern führen.In any case, the internals 2 b are shaped such that between them curved passages 19 remain free, which the air or the gas from the horizontal Channel under the internals into the vertical regenerator chambers above to lead.

Die vorliegende Erfindung ist dargestellt in Verbindung mit einer Koksofenbatterie mit einem einfachen Sammelkanal, zweifach unterteilten Regeneratoren und haarnadelförmigen Heizzügen. Es sei jedoch erwähnt, daß sie auch an anderen Koksofen-Systemen verwirklicht werden kann, wie z. B. solchen mit zwei Sammelkanälen oder mit dreifach unterteilten Regeneratoren, ebensogut wie bei Koksöfen mit gruppenweise angeordneten Heizzügen. Selbstverständlich kann sie auch in Koksöfen zur Anwendung kommen, die eine Kombination der genannten Typen darstellen.The present invention is illustrated in connection with a Coke oven battery with a simple collecting duct, regenerators divided into two parts and hairpin-shaped heating cables. It should be noted, however, that they also work on others Coke oven systems can be realized such. B. those with two collecting channels or with three-fold regenerators, just as well as in coke ovens with groups arranged heating flues. Of course, it can also be used in coke ovens that are a combination of the types mentioned.

Claims

PATENT CLAIM: Vertically loaded regenerator for coke ovens, in which the sole channel is in an upper and a lower distribution or collecting space divided and the lower Space at the outer end is provided with a vent for the burned gases, thereby characterized in that the passage openings are arcuate channels following up in the in the regenerator prevailing flow direction, according to open out at the bottom in the direction of flow prevailing in the lower sole channel subspace, wherein the cross section of the lower sole channel subspace serving as inflow and outflow channel from the outside of the furnace stepwise around the cross-section of a branch duct decreases. Publications considered: German Patent Specifications No. 531395, 684 822; German patent application D 3058 VI / 10 a (published June 11, 1952); Austrian Patent No. 160 545; French Patent No. 1031169; British Patent Nos. 120 079, 699 505.