DE2711883A1

DE2711883A1 - Regenerativkoksofenbatterie

Info

Publication number: DE2711883A1
Application number: DE19772711883
Authority: DE
Inventors: Joseph Van Ackeren; Edward John Helm
Original assignee: Koppers Co Inc
Current assignee: Beazer East Inc
Priority date: 1976-05-03
Filing date: 1977-03-18
Publication date: 1977-11-17
Also published as: JPS52134604A; GB1531701A; US4061544A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Regenerativkoksofenbatterie mit jeweils unterhalb der Heizzüge einer Heizwand horizontal verlaufender Heizgasleitung, die über aufsteigende Zweigleitungen das Heizgas den einzelnen Heizzügen zuführt und die au se er halb der Batterie über eine Verbindungsleitung an die Starkgashauptleitung angeschlossen ist.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Beheizung hoher Koksöfen, bei denen die Wärmeverteilung über die Höhe der Heizzüge schwierig ist, wenn ein Heizgas mit hohem Heiswert verwendet wird. Wird hierzu Koksofengas, das einen vergleichweise hohen Heizwert aufweist, benutzt, so brennt es mit einer kurzen, intensiven, d.h. heissen Flamme, wobei es ausserdem zu Kohlenetoffablagerungen in den Heizgasleitungen und in den Brennerdüsen kommt.

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist es bereite bekannt, Luft zur Verdünnung des Starkgases und zur Entkarbonisierung der Heizgasleitungen und Brennerdüsen zu benutzen. Es ist weiter bekannt, dem Starkgas rückgeführtee Abgas der Koks of en batter ie beizumischen. Letztere Arbeitsweise ist bisher jedoch nur bei den sogenannten Unterbrenneröfen praktiziert worden. Bei sogenannten kopfbeheizten Ofen, auf die sich die Erfindung bezieht, ist eine solche Abgas zum!- schung dagegen noch nicht durchgeführt worden, da eine solche Massnahme aus kons tr uktions be dingten Gründen bislang undurchführbar erschien.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung vorzusehen, die bei kopfbeheizten Ofen die Zumiechung von Abgae zum Starkgae ermöglicht. Erfindung»gemäss wird hierzu vorgeschlagen, dase die eingangs erwähnte Verbindungsleitung zwischen der Heizgas leitung und der Starkgaehauptleitung Anschluss an eine absperrbare Ab gas zuführung s leitung hat.

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Die Erfindung sieht weiter vor« dass in der Verbindungsleitung ein venturiartiges Zwischenstück angeordnet ist, das an eine Abgaszuführungsleitung angeschlossen ist und in das eine Starkgasdüse mündet.

Die Verbindungsleitung kann nach einer bevorzugten Ausführung» form der Erfindung Anschluss an den Abgaskanal haben. Ferner kann die erfindungsgemässe Einrichtung so ausgebildet sein, dass eine Abgasleitung vom Abgaskanal ausgehend vorgesehen ist, in der ein Umstellventil angeordnet ist, von dem zwei separate Leitungen zu den Verbindungsleitungen zweier benachbarter Heizwände führen.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen am Beispiel einer Batterie sogenannter Becker-Öfer» veranschaulicht, ohne dass damit jedoch die Anwendung der Erfindung auf diesen Ofentyp beschränkt wäre. Sie ist vielmehr mit gleich gutem Erfolg auch bei anderen Ofentypen anwendbar.

Es zeigen

Fig. 1 eine teilweise Ansicht einer Koksofenbatterie Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II der Fig. 1 und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III - III der Fig. 1

In Fig. 1 und 2 ist ein Teil der Koksseite einer mit 11 bezeichneten Batterie kopfbeheizter Koksöfen dargestellt, von denen hier die beiden ungeradzahligen Ofen 13 und 15 sowie der geradzahlige Ofen 14 herausgegriffen sind. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, sind auf der Koksofenseite ferner der Abgaskanal 16, die Starkgashauptleitung 17,

die Gichtgasleitung 19, Abgas- und Gichtgaskästen 21 und Abgas- und Luftkästen 23 angeordnet.

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Jeder Heizwand der Koksofenbatterie ist eine horizontal verlaufende Heizgasleitung 25 zugeordnet. Von dieser zweigen zahlreiche Leitungen 27 nach oben ab, die das Heizgas den einzelnen Heizzügen der betreffenden Heizwand zuführen. Die Heizgasleitung 25 ist über ein· Zwischenstück 29 mit einem venturiartig ausgebildeten Leitung«- stück 31 verbunden. Dieses weist in seinem unteren Bereich eine Düse 33 auf, welche die Mündung einer mit der Starkgashauptleitung 17 verbundenen Leitung 35 darstellt. Das Starkgas strömt somit aus der Starkgashauptleitung durch ein Umstellventil 37 zur Düse 33 und dadurch in das venturiartige Leitungsstück 31. Das Umstellventil selbst besitzt einen Betätigungsarm 39, der in üblicher Weise mit einer Umstellstange 41 verbunden ist. Damit können die Umstellventile der Heizwand 63 gleichzeitig umgestellt werden.

In den Fig. 1-3 ist ein Leitungspaar 43 eingezeichnet, das Gichtgas aus der Gicht gas leitung 19 in die Abgas- und Gichtgaskästen 21 führt. Eine weitere Leitung 45 bringt Abgas aus dem Abgaskanal 16 zu einem Abgasumstellventil 47, wobei das Abgas ein Absperrventil 49 passiert. Jedes Ab gas um stellventil ist mit einem Betätigungsarm 48 versehen, der mit einer Betätigungsstange 50 verbunden ist, womit eine gleichzeitige Umstellung der verschiedenen Abgasumstellventile ermöglicht wird.

Von dem Abgas ums tellventil 47 führen zwei Leitungen 51 und 53 zu der Heizwand 67 zwischen den Koksöfen 14 und 15 bzw. zu der Heizwand 69 zwischen dem Ofen 15 und dem hier nicht dargestellten, nach rechts anschliessenden Koksofen. Jede der Leitungen 51 und 53 ist hierbei verbunden mit einem spulenartigen Leitungsstück 55, das seinerseits an den unteren Flansch des venturiartigen Leitungsstückes 31 angeschlossen ist. Die Leitungen 51 und 53 sind ferner jeweils mit einem Deckel 57 versehen, der mit einer gewissen Verzögerung geöffnet wird, wenn die Heizzüge der zugehörigen Heizwand nicht be-

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flammt werden. Zu diesem Zweck ist jeder Deckel mit einem Betätigungshebel 59 versehen, an den eine Kette angreift, die wiederum über eine Rolle läuft und mit einer Betätigungsstange 61 verbunden ist.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, steht das Starkgas für die Heizzüge aller Heizwände 63, 65, 67 und 69 zur Verfügung. Es gelangt aus der Starkgaahauptleitung 17 durch die Leitung 35 und das Umstellventil 37 zur Düse 33 und damit in das venturiartige Leitungsstück 31. Von hier strömt es über das Zwischenstück in die Heizgasleitung 25, aus der es durch die aufsteigenden Leitungen 27 den gerade beflammten Heizzügen der Heiswand 63 zugeführt wird. Eine entsprechende Anordnung von Heizgasleitungen und aufsteigenden Leitungen ist bei jeder Heizwand der Koksofenbatterie getroffen.

Grundsätzlich ist das Beheizungssystem bei Koppers-Becker-Öfen derart, dass in einer Umstellperiode die Heizzüge in den Heizwänden 1, 4 und 5 beflammt werden, während die Heizzüge in den zwischenliegenden Heizwänden 2 und 3 von den Rauchgasen abwärts durchströmt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. bedeutet das, dass die Heizzüge in den Heizwänden 63 und 69 beflammt werden, die Heizzüge in den Heizwänden 65 und 67 dagegen von den Rauchgasen abwärts strömend beaufschlagt werden.

Bei der vorstehend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Beheizungsanordnung bewirken das venturiartige Leitungsstück und die Düse 33 eine Saugung, durch die heisses Abgas aus dem Abgaskanal 16 durch die Leitung 45, das Umstellventil 47, die isolierte Leitung 53 und das Leitungsstück 55 angesaugt wird. Dieses Abgas tritt um die Düse 33 herum in das venturiartige Leitungestück 31 ein.

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Es wird hierbei durch die Anordnung des Umstellventils 37 verhindert, dass Abgas in die Leitung 51 einströmen kann. In dem venturiartigen Leitungsstück vermischen sich Starkgas und Abgas miteinander, wodurch die gewünschte Verdünnung des Starkgases erreicht wird und damit das Verbrennen in den Heizzügen mit langer Flamme.

Die Verbrennungsprodukte der aufwärts beflammten Heizzüge werden durch die Heizzüge der Heizwände 65 und 67 abgezogen und von dort zu einem Regenerator und schliesslich zum Abgassammeikanal 16 geleitet. Für die letztgenannten Heizwände sind hierbei die Abgasumstellventile 47 und die Starkgasumstellventile 37 geschlossen, während die Abgasabsperrventile 49 geöffnet sind.

Wie bereits erwähnt, werden die Deckel 57 mit einer gewissen Verzögerung durch eine Umstellmaschine geöffnet, wenn die Heizwände 65 und 67 von der Beheizung abgesperrt sind. Dadurch gelangt umgebende Luft durch das venturiartige Leitungsstück 31, die Heizgasleitung 25 und die aufsteigenden Leitungen 27 zu den hier nicht dargestellten HeizgasdUsen und den gegenwärtig nicht beflammten Heizzügen. Durch die Luft werden Kohlenstoffablagerungen abgebrannt, die sich während der vorhergehenden Beheizungsperiode gebildet haben könnten. Durch das im Kreislauf geführte Abgas werden Kohlenstoffablagerungen in den Heizgasdüsen jedoch weitgehend vermieden, so dass die Benutzung der Deckel 57 unter Umständen entfallen kann.

Wie es beim Betrieb von Koksöfen Üblich ist, werden nach vorbestimmten Zeitabständen von etwa 20 - 30 Minuten die Strömungsrichtungen in den Heizzügen umgekehrt. Dann werden die Heizzüge in den Heizwänden 65 und 67 aufwärts beflammt, während in den Heizzügen der Heizwände 63 und 69 die Rauchgase abwärts strömen. Diese Umkehr der Strömungsrichtung wird in bekannter Weise durch Betätigungsstangen bewirkt, die mit Betätigungshebeln an den Ventilen verbunden sind.

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Iiei einer Umstellung der Beheizung von Starkgas auf Schwachgas werden die Abgasabsperrventile 49 geschlossen, da eine Verdünnung des Schwach- bzw. Gichtgases nicht erforderlich ist.

Die Ansaugung von Abgas kann in Abwandlung der vorstehend beschriebenen Anordnung natürlich auch aus den Abgaskästen oder aus den vorn Abgas durchströmten Regeneratoren erfolgen.

Die mit der erfindungsgemiissen Kreislaufführung heisser Abgase zwecks Verdünnung des Starkgases hat u.a. folgende Vorteile:

1. Es ergeben sich keine Korrosionsprobleine, wenn die Abgastemperatur über dem Taupunkt gehalten wird.

Z. Aufwendige Gasreinigungssysteme können entfallen.

3. Die Verwendung eines anderen Inertgase6 wie Stickstoff ist nicht erforderlich, wodurch erhebliche Kosteneinsparungen möglich sind.

4. Durch die Kreislaufführung des heiseen Abgases wird dessen Wärme für die Beheizung nutzbar.

5. Durch die Verbrennung mit langer Flamme wird eine gleichmässige Beheizung über die Höhe der Ofenkammer erreicht, wobei Kohlenstoffablagerungen weitgehend vermieden werden.

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Claims

Essen, den 14. 3. 1977 N 4722/5 a Vo/Kr KOPPERS COMPANY, INC., Pittsburgh, Pa. 15 219. USA Regenerativkoksofenbatterie Patentansprüche

1. Regenerativkoksofenbatterie mit jeweils unterhalb der Heizzüge einer Heizwand horizontal verlaufender Heizgasleitung, die über aufsteigende Zweigleitungen das Heizgas den einzelnen Heizzügen zuführt und die austerhalb der Batterie über eine Verbindungsleitung an die Starkgashauptleitung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (35) Anschluss an eine absperrbare Abgas zuführungsleitung hat.

2. Regenerativkoksofenbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungs leitung (35) ein venturiartiges Zwischenstück (31) vorgesehen ist, das an eine Abgaszuführungsleitung angeschlossen ist und in das eine Starkgasdüse (33) mündet.

3. Regenerativkoksofenbatterie nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (35) Anschluss an den Abgaskanal (16) hat.

4. Regenerativkoksofenbatterie nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abgasleitung (45) vom Abgaskanal (16) ausgehend vorgesehen ist« in der ein Umstellventil (47) angeordnet ist, von dem zwei separate Leitungen (51, 53) zu den Verbindungsleitungen (35) zweier benachbarter Heizwände (63, 65 bzw. 67, 69) führen.

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