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WO2014056576A1 - Vorrichtung und verfahren zur erzeugung einer mehrzahl an dampf- oder heisswasserströmen in einer koksofenbank - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur erzeugung einer mehrzahl an dampf- oder heisswasserströmen in einer koksofenbank Download PDF

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Publication number
WO2014056576A1
WO2014056576A1 PCT/EP2013/002885 EP2013002885W WO2014056576A1 WO 2014056576 A1 WO2014056576 A1 WO 2014056576A1 EP 2013002885 W EP2013002885 W EP 2013002885W WO 2014056576 A1 WO2014056576 A1 WO 2014056576A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coke oven
heat exchanger
exhaust
steam
exhaust gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2013/002885
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ronald Kim
Felix Andreas HAUSDORF
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Uhde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Uhde GmbH filed Critical ThyssenKrupp Uhde GmbH
Publication of WO2014056576A1 publication Critical patent/WO2014056576A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B15/00—Other coke ovens
    • C10B15/02—Other coke ovens with floor heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B45/00—Other details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1838—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines the hot gas being under a high pressure, e.g. in chemical installations

Definitions

  • the invention relates to a device for producing a plurality of steam or hot water flows in a coke oven bank, which is constructed from a heat exchanger with an integrated exhaust valve and which is arranged on a single coke oven of a coke oven bank, through which the exhaust gas flow rate regulate a coke oven, and at the same time steam can be generated by the heat exchanger.
  • the invention also relates to a method for producing a plurality of steam or hot water streams in a coke oven bank, through which the steam or hot water streams are produced at the individual coke ovens of a coke oven bank of the type "heat recovery" by the exhaust gases of each coke oven through a Heat exchangers are guided, which is equipped with a controllable exhaust valve, so that the exhaust gas streams of the individual coke ovens can be controlled and the exhaust gas pressure can be maintained at a constant value, while at the same time steam generation takes place at each coke oven with a variable amount of steam flow.
  • the carbonization of coal takes place in the prior art in coke ovens, which are arranged in a coke oven bank or in a coke oven battery.
  • the arrangement of the coke ovens can be done in any number and is made so that can be achieved over the total number of coke ovens over all coking cycles as good as possible equalization of the production of the exhaust gas and the main product coke and by-products.
  • By-products are, in particular, the coking gas and the exhaust gas, which are obtained in different quantities in each coke oven bank or coke oven battery.
  • the coking of coal takes place in coke ovens in cycles, which are formed from the process steps loading - coking and discharge. Depending on the type of coal used, a coking cycle lasts 16 to 192 hours.
  • coking arises depending on the type of coal used a certain amount of coking gas, which is collected depending on the type of coke ovens for further processing or burned to heat the coke oven.
  • the further processing of coke oven gas can be useful for various purposes, and requires a regulation of the pressure in the coke oven chamber.
  • the coking gas in turn, can be further processed into various derived products, including ammonia, hydrogen, hydrocarbons, and sulfur compounds. The heating takes place
  • coke ovens can be used, which use the coking gas produced during the coking for heating by the coking gas is burned with supplied air or a supplied oxygen-enriched gas, and is heated by the heat of combustion of coal cake intended for coking.
  • Coke ovens of this type are called “non-recovery” coke ovens and produce after heating an exhaust gas, which can be cleaned of environmentally harmful compounds and released into the atmosphere
  • Coke ovens of the "non-recovery” type teach the patents US4344820A, US4287024A, US5114542A, GB1555400A and CA2052177C.
  • the aim is to achieve as uniform a heating as possible of the coal cake intended for coking by
  • the coke oven chamber is only partially filled so that a gas space is left over the coal cake for heating.
  • This gas space is also called the primary heating space.
  • the primary heating space is subjected to combustion air which is substoichiometric
  • the partially combusted coking gas is then passed over coking gas passages, which in most embodiments are housed in the side walls of the coke oven chambers as so-called "downcomer" channels, into another combustion space below the coke where the partially burned coking gas from the primary heating space is completely burned with an excess amount of combustion air.
  • This combustion chamber below the coke oven chamber is also called Sekundärsortraum.
  • This stepwise combustion of the coking gas By this stepwise combustion of the coking gas, the coal cake in the coke oven is evenly heated from all sides.
  • a controlled air supply is essential. For this reason, in the prior art methods and devices exist to precisely control the access of the combustion air into the primary heating space and the secondary heating space.
  • An embodiment for controlling the entry of combustion air into the primary heating space of a coke oven chamber is taught by WO2010102707A1.
  • a coke oven can have up to 30 primary air openings.
  • WO2010034383A1 An embodiment of the regulation of the entry of combustion air into the secondary heating chamber of a coke oven chamber is taught by WO2010034383A1.
  • a coke oven can have up to 20 secondary air openings.
  • An embodiment for simultaneously controlling the entry of combustion air into the primary and SekundärMapraum a coke oven chamber teaches WO2007057076A1.
  • the coking gas is usually carried out after complete combustion in the Sekundäreuerraum from this and fed into an exhaust gas collection channel.
  • the exhaust gas thus obtained is discharged at a high temperature, since the coking within the coke oven chamber takes place at temperatures of 800 to 1500 ° C. Since the amount of exhaust gas emitted from a coke oven is substantial over time during coking, and coke oven compartments are typically combined in a plurality of coke oven banks, a significant amount of hot exhaust gas is discharged. For this reason, in most embodiments, to improve the economic performance of a coke oven bank, the sensible heat of the exhaust gas is recovered with a heat recovery unit by conversion to secondary energy.
  • Coke ovens in which the sensible heat of the exhaust gas is recovered by conversion to secondary energy, are also called “heat-recovery coke ovens.” Recovering the sensible heat of the waste gas is particularly worthwhile if several coke ovens are combined to form a coke oven bank.
  • Coke ovens of the type "non-recovery” or “heat recovery”, which are combined in a plurality, are also called coke oven banks.
  • Coke ovens of conventional type, which are grouped together, are also called coke oven batteries.
  • the discharge of the exhaust gas from a coke oven of the "non-recovery” or “heat-recovery” type is typically carried out by an exhaust gas duct, which carries out the completely burnt exhaust gas from the secondary heating chamber and leads into an exhaust gas collecting duct.
  • Embodiments of coke oven banks for recovering the sensible heat of the exhaust gas are known in the art.
  • US 5968320A describes a device for transporting and combusting a coke oven raw gas under reduced pressure in order to extract steam from the combustion energy, the device consisting of ordinary coke ovens with exhaust ducts leading into an exhaust gas collection duct where the coke oven gases are cooled by a liquid treatment, and led to a boiler with burner, where they are burned, and the burned exhaust gases are then sucked by applying a set negative pressure from the boiler, and in this way steam is generated, which can be used to generate electrical energy.
  • DE3701875A1 describes a method for generating electrical energy wherein the coal is heated in a regeneratorless coke oven with a coking chamber and with a gas line leading to a heating train below the coking chamber while maintaining a negative pressure in the coking chamber, and wherein air is introduced into the coking chamber and in the gas line only in such an amount that a reducing atmosphere is maintained not only in the coking chamber, but also in the heating train, further containing the flammable substances containing hot combustion gases from the heating train in an exhaust gas combustion chamber, in which the combustible substances are burned with excess air at a temperature which minimizes the formation of nitrogen oxides from nitrogen oxides constituents contained in the combustion gases, and the hot combustion gases which have been desulphurized to a steam boiler unit be passed in which steam generated by heat transfer from the combustion gases to feed water and this steam is used to generate electrical energy, after which the exhaust gases are discharged into the atmosphere.
  • the recovery of the energy from the sensible heat of the exhaust gas of a coke oven bank is carried out in most cases by a steam boiler.
  • the coke oven gas can also be completely burned in the coke oven and fed into a steam boiler to recover the heat.
  • the completely combusted exhaust gas from the secondary heating chambers of the coke ovens is carried out via an exhaust gas line and introduced into an exhaust gas manifold, which leads the exhaust gases into the steam boiler. Afterburning is not absolutely necessary here.
  • the exhaust manifold is usually equipped with cross sections up to 20 m 2 and is usually provided with a correspondingly thick insulating layer to keep the heat loss of the hot exhaust gas on the way to the boiler low.
  • WO2011054421 A1 describes a method for compensation of flue gas enthalpy losses of "heat recovery" coke ovens, wherein a plurality of coke oven chambers are combined to form a coke oven bank, and the coke oven bank are connected to one or more boilers via a flue gas channel or via flue gas channels wherein the operation of the coke oven chambers is periodically interrupted by removing the coke cake, and the individual coke oven chambers are kept warm during the interruption of operation with at least one externally fired auxiliary burner, so that a hot flue gas is also provided during the interruption of the operation the flue gas of the auxiliary burner comes, and the reduced compared to normal operation heat flow is compensated by at least one additional compensation burner, which is outside the coke oven chambers, so that the one or more boilers with a constant compared to the normal operation Heat flow to be supplied.
  • the boilers which are typically used for the production of steam, can be operated economically.
  • the combustion air can control the heat generation in a coke oven only conditionally, since this has a cooler temperature than the coke oven gas at the initiation, and must be fully heated before combustion only in the coke oven, and the combustion of the ejected amount of coking gas depends.
  • the ejected amount of coking gas in turn varies considerably over time, which in turn leads to uneven exhaust gas flow rates. It is therefore not possible, as desired, to influence coking and coke quality by controlling the combustion air supplied to a coke oven.
  • the invention solves this problem by a device which consists of a heat exchanger which is arranged in the exhaust passage between the Sekundäreuerraum and Abgassammeisystem a single coke oven, which forms a device for emitting the heat of the exhaust gas to feed water by indirect heat exchange , And in the gas flow direction behind the heat exchanger, a valve for metering or blocking the exhaust duct is arranged, which is associated with a single coke oven. Each individual exhaust valve thus has an integrated heat exchanger.
  • a positive aspect of the present invention is that the steam flow rate compared to the conventional procedure is comparatively greater, since the exhaust gas experiences no loss of temperature in the lines by the direct steam conversion at the furnace without transport through lines.
  • a further advantage of the present invention is that the steam lines through which the exhaust pipes pass are lower than the exhaust gas temperature due to the lower steam temperature, which results in cost advantages in the construction of a system equipped therewith.
  • the method can be further adapted by providing a buffer for the steam, so that even in case of malfunction or failure of a coke oven chamber, a further constant amount of steam for the turbine can be ensured, and the coke oven chambers independently in the air supply for optimal Coke quality are controllable.
  • the exhaust gas is passed after passing through the heat exchanger in an exhaust manifold.
  • the device according to the invention also serves for the provision of secondary energy from steam
  • the device according to the invention also includes a feed water line, which serves for supplying feed water to the heat exchanger of the coke oven, and further a steam line, which serves for the removal of the steam passing through the heat exchanger is generated, and which leads into a vapor manifold, and a conversion unit of the heat energy of the steam from the vapor manifold in secondary energy.
  • a feed water line which serves for supplying feed water to the heat exchanger of the coke oven
  • a steam line which serves for the removal of the steam passing through the heat exchanger is generated, and which leads into a vapor manifold, and a conversion unit of the heat energy of the steam from the vapor manifold in secondary energy.
  • the latter is, in most cases, a steam turbine with generator for generating electrical energy, although also exemplary Turbine for recovering mechanical energy for driving auxiliary equipment is conceivable.
  • the invention solves this problem also by a method for metering the exhaust stream from a coke oven, which is measured by the method, the exhaust pressure at the entrance of the exhaust pipe in the heat exchanger, so that the exhaust gas pressure at each coke oven chamber at least temporarily adjusted to a constant value is generated, and the fully burned exhaust gas in response to the supplied exhaust gas flow a constant amount of steam, which is fed into a vapor manifold.
  • the steam After passing through the steam manifold, the steam is delivered to a conversion unit for generating secondary energy, so that the steam quantity, since at least temporarily a constant exhaust gas flow rate is set, with the assumption of a constant exhaust gas flow at the same temperature at the corresponding coke oven also remains the same.
  • exhaust control and steam production can be decoupled.
  • the steam is no longer produced on a single steam boiler for a coke oven, but at each coke oven, at the same time a control of the exhaust gas flow is performed on each coke oven, so that the amount of steam over all coke ovens at least at times remains the same.
  • the reduced heat loss provides an increased amount of steam compared to the prior art.
  • a device for producing a plurality of steam or hot water flows in a coke oven bank, comprising
  • a coke oven of the "heat recovery" type which is arranged in a coke oven bank, and with a coke oven chamber, a gas space arranged therein which forms a primary heating space in the loaded state, a coke oven chamber ceiling, coke oven chamber doors, primary air openings for the primary heating space, and a secondary heating space, which is located below the coke oven chamber and which contains secondary air openings, is equipped,
  • a loading and unloading system for the coke oven which is intended for loading the coke oven chamber with the coal cake intended for coking, and for discharging the finished coke cake for the extinguishing process,
  • An exhaust duct which connects the secondary heating chamber to an exhaust gas collecting system, which releases the exhaust gas to the atmospheric environment after heat exchange and a required exhaust gas purification, and which is characterized in that
  • a heat exchanger is arranged, which forms a device for discharging the heat of the exhaust gas to feed water by indirect heat exchange, and which is associated with a single coke oven, and
  • a valve for metering or blocking the exhaust duct is arranged, which is associated with a single coke oven, and which is controllable by means of pressure probes in the exhaust duct, and the exhaust duct opens behind the valve in an exhaust manifold, and
  • feed water line which serves to supply feed water to the heat exchanger of the coke oven
  • steam line which serves to remove the steam generated by the heat exchanger, and which leads to a vapor collecting line, with which the transported away steam is continued
  • the coke oven bank is from 6 to 30
  • the device according to the invention is used in particular in coke oven benches with at least 6 to 30 coke ovens.
  • each individual exhaust valve since it contains an integrated heat exchanger, supplied with feed water from a feedwater manifold and be provided with an exhaust steam line, which leads into a steam manifold. These lines are arranged along the coke oven bank in a typical embodiment.
  • At least one heat exchanger for a single coke oven, a feedwater line and a steam manifold is arranged on only one frontal side of a coke oven of Koksofenbank. In one embodiment of the invention, at least one heat exchanger for a single coke oven, a feedwater line and a steam manifold is arranged on both frontal sides of a coke oven of the coke oven bank. For each coke oven, two heat exchangers with integrated exhaust valve are available.
  • At least one heat exchanger is arranged in a coke oven bank on the ceiling of the coke oven chamber.
  • This embodiment makes sense, in particular, when the loading of the coke oven chamber takes place through the frontal doors of the coke oven chamber. This saves space on the front sides of the coke oven, which is required for loading, while the free space on the ceiling of the coke oven can be used.
  • An embodiment for the loading through the coke oven chamber doors is taught by WO2010102708A2.
  • the exhaust valve with the integrated heat exchanger is arranged in a trough in the Koksofenfundament before the coke oven. In turn, this saves space on the coke oven chamber ceiling when loaded through the coke oven chamber ceiling.
  • WO2009106251 A1 An embodiment for the loading through the coke oven chamber ceiling is taught by WO2009106251 A1.
  • the heat exchanger is equipped, for example, with a tube bundle through which water can flow, with plate elements through which water can flow, or with rib elements through which water can flow, which can be arranged simply or multiply.
  • the embodiment to be selected depends in particular on the flow cross-section and the geometric shape of the heat exchanger in order to ensure the best possible heat exchange.
  • the flow-through type of the exhaust gas through the heat exchanger is also selected so that the flow-through mode optimally exchanges heat between see exhaust gas and feed water for steam generation guaranteed.
  • the exhaust gas may also change its direction several times within the heat exchanger.
  • the heat exchange coils within the heat exchanger are then arranged so that the respective flow principle is performed, wherein the arrangement of the pumps and valves for the feed water is then carried out so that the respective flow is carried out.
  • the device according to the invention must also be resistant to high temperatures, since the arrangement of the heat exchanger according to the invention takes place in the immediate vicinity of the coke oven chamber in most cases.
  • the temperatures in the immediate vicinity of the coke oven chambers are up to 1000 ° C.
  • the exhaust manifold at the end of the Sekundäreuerraumes for entry into the exhaust duct may consist of refractory bricks, steel or cast iron. All components of the heat exchanger must be made of a material which is resistant to water vapor on the water side and to hot exhaust gas with corrosive gas components on the exhaust gas side. This is a high-temperature resistant stainless steel in most embodiments, but in principle all resistant materials are suitable for this purpose.
  • the heat exchanger is equipped on the exhaust side to the inside of the exhaust pipe with a heat-resistant shell, which consists of at least one insulating layer, and which is secured with an anchor construction on the inner wall of the exhaust pipe.
  • a heat-resistant shell which consists of at least one insulating layer, and which is secured with an anchor construction on the inner wall of the exhaust pipe.
  • Suitable materials are, for example, high temperature resistant stainless steel, enamel, silicon carbide, corundum, fiber materials, alumina materials, copper, glass, silica, refractory ceramics or pieces of chamotte.
  • the housing can be made of steel or cast iron, for example.
  • the drive of the exhaust valves and the other valves must be temperature resistant. This must also be remotely controllable.
  • the exhaust valve is driven by an electrically driven engine.
  • the exhaust valve is driven by a pneumatically or hydraulically operated engine. The control of the exhaust valve can ultimately be arbitrary, as long as it is reliable at the applied high temperatures.
  • the controller preferably has a short reaction time to allow reliable control of the exhaust stream, so that a constant and constant exhaust pressure can be ensured at the end of the exhaust pipe.
  • the control of the exhaust valve is heat-protected in an advantageous embodiment, since it is arranged in the vicinity of the hot coke oven.
  • the heat protection can be done for example by installing at least one thin heat shield on the drive.
  • the supply line of the feed water into the heat exchanger, in which the exhaust valve is integrated according to the invention, and the export line for the steam can also be regulated in one embodiment of the invention so that the supply of feed water and the steam removal can be regulated if necessary ,
  • this is usually not used during operation, since the steam production is to depend on the exhaust gas flowing through, and thus depends only on the temperature of the exhaust gas at a constant exhaust gas flow rate.
  • a constant supply of feedwater and unregulated steam discharge are selected.
  • a pitot probe for pressure measurement or a pressure gauge for measuring pressure in the exhaust gas are arranged in the exhaust pipe, which leads through the heat exchanger. This embodiment is used in almost all embodiments since an important goal is to provide a consistent exhaust pressure. It is also possible to carry out the pressure measurement with devices which do not fall under the mentioned embodiments. These must be but be stable at the temperatures used and can make a reliable pressure measurement.
  • thermocouple or a lambda probe for measuring the oxygen content may be arranged in the exhaust passage.
  • a probe for measuring other gas components may be disposed in the exhaust passage. All measuring devices are then used to determine the corresponding measured values and subsequently to regulate the exhaust gas flow.
  • Exhaust duct which is equipped with the heat exchanger with the integrated exhaust valve, an auxiliary burner may be arranged, which performs an adjustable fuel line temporarily and with controllable power, an additional heating of the exhaust gas.
  • This can be simple or even multiple. This may be present on one or more coke ovens. This makes it possible to carry out a further heating of the exhaust gas, so that in addition to the pressure of the exhaust gas, which is controlled by the exhaust valve, and the temperature of the exhaust gas can hold at a constant value. This makes it possible to further homogenize the steam production.
  • each heat exchanger must be connected to a feedwater manifold. This can be arranged anywhere within the coke oven bank.
  • the feed water line supplies the heat exchangers in an advantageous embodiment via a water pump with feed water, and can be regulated or metered via a valve. In exceptional cases, a feed water line is conceivable, which carries out the promotion by a level difference promotion or convection promotion.
  • the exhaust ducts advantageously lead into an exhaust manifold, which serves to discharge the exhaust gases from the exhaust ducts.
  • the steam pipes of the heat exchangers advantageously lead into a steam manifold for the removal of the steam from the heat exchangers.
  • the vapor collection line between the heat exchanger and the conversion unit contains expandable or shrinkable intermediate pieces with which the temperature expansion of the vapor collection unit buffers. This lowers the operating costs of a coke oven bank or coke oven plant, as it requires much less frequent replacement of the vapor manifold, which otherwise undergoes frequent repair changes due to thermal expansion.
  • the so-equipped steam manifold is insulated in a preferred embodiment.
  • the steam manifold is provided in a preferred embodiment of the invention with a steam drum with which the steam can be stored.
  • a steam drum with which the steam can be stored.
  • This serves, in particular, to provide the unit for converting the steam into secondary energy, which in most embodiments is a turbine, with a further uniformized vapor flow.
  • the steam production in a coke oven depends not only on the amount of exhaust gas, but also on the temperature of the exhaust gas. In addition, the distribution of coking cycles across all coke ovens often deviates from the ideal distribution.
  • the turbine can be supplied with a constant steam flow at all times.
  • the steam drum contains regulating and metering devices as well as pressure measuring devices for the steam flow.
  • the vapor manifold is disposed on at least one side of the coke oven chamber front and along the coke oven chamber front below the service platforms.
  • the steam manifold is recessed into at least one side of the Koksofenschfront before and along the Koksofenschfront in the ground. This can also run parallel to the feed water line or to the exhaust manifold.
  • the steam manifold can also be placed on the furnace roof of the coke oven bank.
  • the coke oven bank which contains coke ovens with the heat exchangers according to the invention, equipped with auxiliary burners
  • they are supplied in an advantageous embodiment with a manifold, which is connected to each auxiliary burner of the coke oven bank, with fuel.
  • the fuel is a hydrocarbon-containing fuel and, in the majority of cases, natural gas or liquid petroleum gas (LPG).
  • at least one coke oven chamber front for at least one auxiliary burner runs along a gas line
  • the exhaust manifold, the vapor manifold, the feedwater manifold and the gas line for the auxiliary burners or at least one of these conduits run in parallel along the coke oven chamber front.
  • Pressure measuring devices in the vapor manifold which serve to remove the vapor from the individual steam lines, for use, since they are essential for controlling the vapor pressure at the means for obtaining the secondary energy, usually a turbine. Prior to the establishment of the secondary energy, additional facilities for measuring and controlling the steam temperature and the vapor pressure can sit.
  • a closable blind stub is arranged in the exhaust pipe, which leads through the heat exchanger, which serves for the use of a mobile measuring device for measuring the temperature, the pressure or for measuring at least one gas component in the exhaust pipe. This is used to carry out a temporary measurement of the temperature, the pressure or at least one gas component.
  • a mobile measuring device is used, which is temporarily inserted into the closable blind stub.
  • nozzle diameter DN20 to DN50 Diameter nominal according to EN ISO 6708, under DN a nominal size according to DIN standard is understood.
  • the obtained values can be used by way of example, in order to permanently adjust one or more additional control valves for controlling the Exhaust flow in an exhaust valve.
  • a cleaning line for steam or compressed air is arranged in the exhaust pipe in front of or behind the exhaust valve.
  • the line is designed in an exemplary embodiment to a cleaning pressure of between 5 and 100 bar. Cleaning devices based on the sound principle can also be used.
  • a discharge line can also be arranged on the heat exchanger with which excess steam or wastewater can be drained from the heat exchanger into a discharge line for discharge water and into a container. This is useful for the case where condensate has formed in the exhaust valve. This can also be done during operation. be drained.
  • the drain line can also be regulated or automated controllable.
  • Also claimed is a method which is used to operate the device according to the invention, and which allows a constant exhaust gas pressure at each coke oven and a decentralized steam generation in a coke oven bank.
  • the coal is heated to high temperatures by cyclic coking, one cycle consisting of loading, coking and discharging, coking the coal in the coke oven chamber where the coking gas is mixed with a portion of combustion air in a primary heating space a gas space is formed in the coke oven chamber, is stoichiometrically burned, and the partially burned coking gas is passed through arranged in the sides of the coke oven chamber exhaust ducts in Sekundäreuerschreib below the coke oven chamber, where this is completely burned with a superstoichiometric amount of combustion air,
  • the exhaust gas pressure at the inlet of the exhaust gas channel into the heat exchanger is measured, so that the exhaust gas pressure at each coke oven chamber is at least temporarily set to a constant value via the exhaust valve, and
  • the fully burnt exhaust gas in the heat exchanger generates a quantity of steam, which is fed into a vapor manifold, and is delivered to a secondary energy conversion unit after passing through the vapor manifold, depending on the exhaust gas flow supplied; the completely burned and cooled exhaust gas is passed, after passing through the controllable heat exchanger in an exhaust manifold, from which the exhaust gas is used or released into the environment.
  • the exhaust gas flow rate and the exhaust pressure can be maintained at a constant value, this constant value is naturally subject to slight fluctuations, but far from fluctuating to the extent, as is the case in the case of a coke oven without regulated exhaust gas flow is.
  • the measurement of the pressure can only take place at the inlet of the exhaust gas channel into the heat exchanger, but can also take place both at the inlet and at the outlet of the exhaust gas channel at the heat exchanger.
  • the steam flow rate at each coke oven is set by controlling the exhaust gas flow to a value of 300 kg / h to 3000 kg / h. The steam is obtained here on one side of the coke oven.
  • steam is generated on at least one coke oven on two sides of the coke oven, wherein on each side of the coke oven, the steam flow rate is adjusted by regulating the exhaust gas flow to a value of 150 kg / h to 2850 kg / h.
  • the temperature in the exhaust gas is at the inlet of the exhaust pipe in the heat exchanger measurements between 850 ° C and 1550 ° C and after exit between 170 and 800 ° C and preferably at about 180 ° C.
  • the exhaust gas volume flow is usually 1000 Nm 3 / h to 6000 Nm 3 / h.
  • the supply of water to the feed water can be regulated in the heat exchanger.
  • the amount of steam generated can also be adapted to the temperature of the exhaust gas, although the amount of steam is already reasonably consistent with a constant regulation of the exhaust gas flow.
  • the temperature at the inlet of the exhaust pipe is measured in the heat exchanger and regulated the water supply in the heat exchanger based on these measurements, so that the Steam generation in dependence on the temperature in the exhaust gas takes place. This also prevents the steam generator from possibly evaporating or no longer providing steam due to excessive water supply.
  • an auxiliary burner is arranged in the exhaust pipe of the heat exchanger, through which can increase and regulate the temperature in the exhaust gas before flowing through the heat exchanger.
  • the temperature in the exhaust gas can also be kept constant, so that, given a constant amount of exhaust gas flow, only by the feedwater feed, even without further regulation of the feedwater or steam, a virtually constant steam flow rate is obtained.
  • the regulation of the auxiliary burner takes place in an advantageous embodiment on the basis of the measured values for the temperature in the exhaust gas.
  • the auxiliary burner can be operated with any heating gas, but is preferably operated with natural gas, a liquid gas (LPG, "liquid petroleum gas”) or a coal pyrolysis gas.
  • the temperature in the exhaust gas is here after increasing the temperature through the auxiliary burner and by measuring and regulating the temperature at the inlet of the exhaust pipe in the heat exchanger between 850 ° C and 1550 ° C. After flowing through the heat exchanger this still has a temperature of about 175 ° C to 250 ° C.
  • the feed water is advantageously supplied at a temperature of 10 to 170 ° C and has a pressure of 1 to 140 bar.
  • the steam generated at the heat exchanger then has a temperature of 120 to 600 ° C, and in another embodiment 350 to 520 ° C, and is under a pressure of 5 to 130 bar, and in another embodiment under a pressure of 70 to 1 10 bar. This steam is then routed to the steam manifold and used to generate secondary energy.
  • the temperature and pressure values of the steam may change slightly during transport to the secondary energy generating unit, and in particular depend on the insulation of the steam pipe and steam manifold and the cross sections and branches of the pipes used. It is also possible, by the heat exchanger according to the invention
  • exhaust valve hot water This can be used, for example, for the auxiliary units of the coke oven bank.
  • hot water with a temperature of 40 to 120 ° C is generated, for example, in at least one heat exchanger instead of steam. This can also be under pressure.
  • an automated control device is advantageously used, since a large number of measured values and control signals have to be processed in order to control the exhaust valves in a coke oven bank.
  • the control of the valve for the exhaust gas in the heat exchanger is then carried out by means of the measured values for pressure in the exhaust gas channel by a computer.
  • a control of the system by a computer is particularly suitable in the processing of other control signals, such as the temperature in the exhaust duct and the operation of auxiliary burners.
  • the exhaust gases After passing through the heat exchanger and after regulation in the exhaust valve, the exhaust gases are supplied through an exhaust manifold for further use or disposal. These have after the heat exchange only a non-usable heat of at most 180 ° C and are cleaned in almost all cases and discharged in a harmless form with a temperature of about 80 ° C in the atmosphere.
  • a negative pressure is expediently provided for this purpose by suction with an exhaust gas suction fan.
  • the recovered steam or the recovered hot water can be used to obtain the secondary energy as desired.
  • the conversion unit in secondary energy is in one embodiment of the invention to a turbine and a generator and the secondary energy to electrical energy.
  • the device according to the invention and the method according to the invention have the advantage of keeping the exhaust gas flow of a coke oven at a constant pressure value and thus constant, so that the air supply into the coke oven can be controlled largely independently of the pressure prevailing therein, and thus the course the coking can be controlled only by the amount of supplied primary and secondary air.
  • FIG. 1 shows a heat exchanger according to the invention with integrated exhaust valve.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the heat exchanger in which Exhaust pipe a foreign-fired auxiliary burner is present.
  • 3 shows a coke oven bench from the prior art, which is equipped with a central steam generation.
  • 4 shows a coke oven bank comprising four coke ovens in a vertical view from above, which are equipped with the heat exchanger according to the invention for decentralized steam generation.
  • FIG. 5 shows the exemplary arrangement possibilities of a heat exchanger according to the invention on a coke oven.
  • FIG. 1 shows a heat exchanger (1) according to the invention with integrated exhaust valve (2).
  • the coke oven chamber (3) is arranged on the right side and provides a hot exhaust gas flow (4). This enters the exhaust duct (5) and, after measuring the exhaust pressure through a pressure measuring probe (6), passes through a heat exchanger (1) with heat exchange coils (1a).
  • the heat exchanger (1) has a controllable feedwater supply (1 b), which is controlled by a valve (1 c), and an unregulated steam discharge (1 d).
  • the exhaust gas (4) flows into an exhaust valve (2).
  • the heat exchanger (1) is provided in the gas flow direction in front of the exhaust valve (2) with a supply line (7) for steam (7a) under pressure.
  • the supply line (7) can be shut off (7b).
  • the heat exchanger (1) is in the gas flow direction (8) in front of the exhaust valve (2) also provided with an export line (9) for condensed water (9a), which from the steam (7a) for cleaning or coke oven gas, depending on the coal quality also small amounts of water (9a) may contain condensed out.
  • the condensed water (9a) is discharged via a line (9b) with valve (9c) at periodic intervals.
  • the exhaust gas (4) flows through an exhaust valve (2). This regulates the exhaust gas flow (4) so that the exhaust gas pressure remains at the same value at least temporarily after flowing through the exhaust gas valve (2).
  • the exhaust valve (2) is formed by a rotatable flap (2a) with servomotor (10).
  • FIG. FIG. 2 shows an embodiment of the invention in which an externally fired auxiliary burner 13 is arranged in the exhaust pipe 5 through which further exhaust gas temperature homogenization is carried out and the exhaust gas 4 can be kept warm when it interrupts the operation of the engine upstream coke oven (3a) comes.
  • the auxiliary burner (13) is supplied with a fuel gas via a gas line (13a), which can be controlled via a valve (13b).
  • the exhaust gas (4) is passed into an exhaust gas purification system (18), which is for example a gas scrubber for desulfurization, and via an exhaust fan (19), which generates a slight negative pressure in the exhaust manifold (11) , sucked into a flue (20).
  • an exhaust gas purification system (18) which is for example a gas scrubber for desulfurization
  • an exhaust fan (19) which generates a slight negative pressure in the exhaust manifold (11) , sucked into a flue (20).
  • a shut-off valve (5b) At the branch (5a) of the exhaust manifold (11) in the channel to the heat exchanger (15) sits a shut-off valve (5b), with which the heat exchanger (15) can be shut off from the coke ovens (3a).
  • the recovered steam (15a) serves to drive a turbine (23) and, after passing through the turbine (23), is condensed in a condenser (24) and returned to a feedwater tank (26) via a pump (25a) after cleaning (25) ,
  • the turbine drives a generator (27) for the production of electrical energy.
  • FIG. 1 Shows an arrangement of four coke ovens (3a), which are equipped with a heat exchanger according to the invention (1) with exhaust valve (2).
  • the coke oven chambers (3) are combined to form a coke oven bank (14) and are loaded with a carbon cake (29) via a coke oven operating machine (28), which is connected to an entry punch (28a).
  • a coke quencher (22) is moved along the coke oven chamber front (3b) with which the coke (22a), which is expressed from the coke oven chambers (3), is received and discharged into a quenching device (not shown) can be moved.
  • the exhaust gas (4) which is completely burned, flows into the heat exchanger (1) according to the invention.
  • steam (1a) is generated, which is discharged into a vapor collecting pipe (33), and then supplied to a converting unit in secondary energy.
  • the heat exchanger (1) is supplied with feed water via a feedwater line (1b) which can be controlled by valves (1c) from a feed water collecting line (34).
  • the exhaust gas (4) passes through the heat exchanger (1) and is maintained after passing through the heat exchanger (1) by an exhaust gas control valve (2) at a constant pressure. This is measured by pressure measuring sensors (6) in front of and behind the exhaust valve (2) and controlled by a computer control (12) and control lines (12a) through the exhaust gas control valve (2).
  • the heat exchanger (1) Shows the possible arrangement of the heat exchanger (1) with the exhaust valve (2).
  • the coke oven chamber (3) which is loaded with a coal cake (29), and the primary heating chamber (3d) located above the coal cake (29) can be seen.
  • Under the coke oven chamber (3) is the Sekundärteilraum (3c).
  • the partially combusted exhaust gas is completely burned in the secondary heating chamber (3c).
  • the completely combusted exhaust gas (4) is led out of the secondary heating chamber (3c) into the heat exchanger (1) with exhaust valve (2).
  • the heat exchanger (1) is arranged at the level of the ground to the right of the secondary heating chambers (3c) of the coke oven chambers (3). This can be done to one side, to the right or to the left or to both sides of the coke oven chamber (3).
  • the heat exchanger (1) with the integrated exhaust valve (2) below the ground (35) is also arranged next to the coke oven chamber (3). This can be done on the right or left of the coke oven chamber (3) or on both sides of the coke oven chamber (3).
  • the heat exchanger (1) is arranged on a carrying device (36) above the coke oven chambers (3). This can be done on the right or left or on both sides of the coke oven chamber (3).
  • the heat exchanger (1) is arranged on the ceiling (32) of the coke oven chamber (3). This can be done on one or more coke oven chambers (3) of a coke oven bank (13).
  • the heat exchanger (1) is arranged below a coke oven chamber (3) below the earth level (35). This can be found in the foundation of a coke oven chamber (3) or in front of the coke oven chamber (3) in a corresponding tub (37) done.
  • the manifolds (11, 33, 34) for the feed water (1 b), the steam (1 d) and the exhaust gas (4) can also be arranged as desired, but must supply all the heat exchangers (1) with feed water and the exhaust gas (4). and remove the steam (1d).
  • the lines (11, 33, 34) are preferably arranged parallel to the coke oven chambers (3).

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Mehrzahl an Dampf- oder Heißwasserströmen in einer Koksofenbank, welche aus einem Wärmetauscher mit einem integrierten Abgasventil aufgebaut ist, und welche an einem einzelnen Koksofen einer Koksofenbank angeordnet ist, durch die sich der Abgasmengenstrom eines Koksofens regeln lässt, und gleichzeitig durch den Wärmetauscher Dampf erzeugt werden kann. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Erzeugung einer Mehrzahl an Dampf- oder Heißwasserströmen in einer Koksofenbank, durch welches die Dampf- oder Heißwasserströme an den einzelnen Koksöfen einer Koksofenbank des Typs "Heat-Recovery" erzeugt werden, indem die Abgase jedes einzelnen Koksofens durch einen Wärmetauscher geführt werden, welcher mit einem regelbaren Abgasventil ausgestattet ist, so dass die Abgasströme der einzelnen Koksöfen regelbar sind und der Abgasdruck auf einem gleichbleibenden Wert gehalten werden kann, während gleichzeitig eine Dampferzeugung an jedem einzelnen Koksofen mit einem regelbaren Dampfmengenstrom erfolgt.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung einer Mehrzahl an Dampf- oder Heißwasserströmen in einer Koksofenbank
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Mehrzahl an Dampf- oder Heißwasserströmen in einer Koksofenbank, welche aus einem Wärmetau- scher mit einem integrierten Abgasventil aufgebaut ist, und welche an einem einzelnen Koksofen einer Koksofenbank angeordnet ist, durch die sich der Abgasmengenstrom eines Koksofens regeln lässt, und gleichzeitig durch den Wärmetauscher Dampf erzeugt werden kann. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Erzeugung einer Mehrzahl an Dampf- oder Heißwasserströmen in einer Koksofenbank, durch welches die Dampf- oder Heißwasserströme an den einzelnen Koksöfen einer Koksofenbank des Typs „Heat- Recovery" erzeugt werden, indem die Abgase jedes einzelnen Koksofens durch einen Wärmetauscher geführt werden, welcher mit einem regelbaren Abgasventil ausgestattet ist, so dass die Abgasströme der einzelnen Koksöfen regelbar sind und der Abgasdruck auf einem gleichbleibenden Wert gehalten werden kann, während gleichzeitig eine Dampferzeugung an jedem einzelnen Koksofen mit einem regelbaren Dampfmengenstrom erfolgt.
[0002] Die Verkokung von Kohle erfolgt im Stand der Technik in Koksöfen, welche in einer Koksofenbank oder in einer Koksofenbatterie angeordnet sind. Die Anordnung der Koksöfen kann dabei in einer beliebigen Anzahl erfolgen und wird so vorgenommen, dass sich über die Gesamtzahl der Koksöfen über alle Verkokungszyklen eine möglichst gute Vergleichmäßigung der Erzeugung des Abgases und des Hauptproduktes Koks und der Nebenprodukte erreichen lässt. Als Nebenprodukte sind insbesondere das Verkokungsgas und das Abgas zu nennen, welche in jeder Koksofenbank oder Koksofenbatterie in unterschiedlichen Mengen erhalten werden. Die Verkokung von Kohle erfolgt in Koksöfen in Zyklen, welche aus den Verfahrensschritten Beladung - Verkokung und Entladung gebildet werden. Abhängig von der eingesetzten Kohlesorte dauert ein Verkokungszyklus 16 bis 192 Stunden.
[0003] Bei der Verkokung entsteht abhängig von der eingesetzten Kohlesorte eine bestimmte Menge an Verkokungsgas, welches je nach Bauart der Koksöfen zur Weiter- Verarbeitung aufgefangen oder zur Beheizung des Koksofens verbrannt wird. Die Weiterverarbeitung von Koksofengas kann für verschiedene Zwecke sinnvoll sein, und erfordert eine Regelung des Druckes in der Koksofenkammer. Das Verkokungsgas wiederum kann zu verschiedenen Folgeprodukten weiterverarbeitet werden, wozu Ammoniak, Wasserstoff, Kohlenwasserstoffe und Schwefelverbindungen gehören. Die Beheizung erfolgt
BESTÄTIGUNGSKOPIE dann mit einem Fremdgas, wodurch sich der Verkokungsvorgang gut regeln lässt. Ausführungsformen für einen Koksofen mit einer Weiterverwendung des Verkokungsgases lehren die Patentschriften EP649455B1 und DE2654187C3.
[0004] An vielen Standorten ist jedoch für das aufgefangene Verkokungsgas und die Folgeprodukte kein Bedarf vorhanden, während man gleichzeitig aus wirtschaftlichen Gründen auf die Beheizung mit einem Fremdgas verzichten will. Hierzu lassen sich Koksöfen einsetzen, welche das bei der Verkokung entstehende Verkokungsgas zur Beheizung nutzen, indem das Verkokungsgas mit zugeführter Luft oder einem zugeführten sauerstoffangereichertem Gas verbrannt wird, und durch die Verbrennungswärme der zur Verkokung vorgesehene Kohlekuchen beheizt wird. Koksöfen dieser Bauart werden„Non- Recovery"-Koksöfen genannt und produzieren nach der Beheizung ein Abgas, welches von umweltschädlichen Verbindungen gereinigt und in die Atmosphäre abgegeben werden kann. Abhängig von der eingesetzten Kohlesorte ist man dann nicht mehr von zugeführtem Fremdgas abhängig. Ausführungsformen für Koksöfen der Bauart „Non- Recovery" lehren die Patentschriften US4344820A, US4287024A, US51 14542A, GB1555400A und CA2052177C.
[0005] Beim Betrieb von Koksöfen der genannten Bauart„Non-Recovery" ist man wie beim Betrieb der konventionellen Koksöfen, bei denen das Koksofengas aufgefangen und weiterverarbeitet wird, bestrebt, eine möglichst gleichmäßige Beheizung des zur Verko- kung vorgesehenen Kohlekuchens zu erreichen, indem dieser von möglichst allen Seiten beheizt wird. Hierzu wird bei der Beladung der Koksöfen die Koksofenkammer nur teilweise befüllt, so dass über dem Kohlekuchen ein Gasraum zur Beheizung freibleibt. Dieser Gasraum wird auch Primärheizraum genannt. Der Primärheizraum wird im Betrieb mit Verbrennungsluft beaufschlagt, welche unterstöchiometrisch dosiert wird, so dass das Verkokungsgas nur teilweise verbrennt. Das teilweise verbrannte Verkokungsgas wird dann über Verkokungsgaskanäle, welche in den meisten Ausführungsformen in den seitlichen Wänden der Koksofenkammern als sogenannte„downcomer"-Kanäle untergebracht sind, in einen weiteren Verbrennungsraum unterhalb der Koksofenkammern geleitet, wo das teilweise verbrannte Verkokungsgas aus dem Primärheizraum mit einer überschüssi- gen Menge an Verbrennungsluft vollständig verbrannt wird. Dieser Verbrennungsraum unterhalb der Koksofenkammer wird auch Sekundärheizraum genannt. Durch diese stufenweise Verbrennung des Verkokungsgases wird der Kohlekuchen im Koksofen von allen Seiten gleichmäßig beheizt. [0006] Zur Durchführung der stufenweisen Verbrennung des Verkokungsgases in einem Primärheizraum und einem Sekundärheizraum ist eine geregelte Luftzuführung von wesentlicher Bedeutung. Aus diesem Grund existieren im Stand der Technik Verfahren und Vorrichtungen, um den Zutritt der Verbrennungsluft in den Primärheizraum und den Sekundärheizraum genau zu regeln. Eine Ausführungsform zur Regelung des Eintritts von Verbrennungsluft in den Primärheizraum einer Koksofenkammer lehrt die WO2010102707A1. Ein Koksofen kann bis zu 30 Primärluftöffnungen aufweisen. Eine Ausführungsform der Regelung des Eintritts von Verbrennungsluft in den Sekundärheizraum einer Koksofenkammer lehrt die WO2010034383A1. Ein Koksofen kann bis zu 20 Sekundärluftöffnungen aufweisen. Eine Ausführungsform zur gleichzeitigen Regelung des Eintritts von Verbrennungsluft in den Primär- und Sekundärheizraum einer Koksofenkammer lehrt die WO2007057076A1.
[0007] Das Verkokungsgas wird in der Regel nach der vollständigen Verbrennung in dem Sekundärheizraum aus diesem ausgeführt und in einen Abgassammelkanal geführt. Das so erhaltene Abgas wird dabei mit einer hohen Temperatur abgegeben, da die Verkokung innerhalb der Koksofenkammer bei Temperaturen von 800 bis 1500°C abläuft. Da die Menge des abgegebenen Abgases eines Koksofens über die Zeit während der Verkokung beträchtlich ist, und Koksofenkammern in der Regel in einer Vielzahl zu Koksofenbänken zusammengefasst werden, wird eine erhebliche Menge an heißem Abgas abge- geben. Aus diesem Grund wird in den meisten Ausführungsformen zur Verbesserung der wirtschaftlichen Leistung einer Koksofenbank die fühlbare Wärme des Abgases mit einer Wärmerückgewinnungseinheit durch Umwandlung in Sekundärenergie zurückgewonnen. Koksöfen, in denen die fühlbare Wärme des Abgases durch Umwandlung in Sekundärenergie zurückgewonnen wird, werden auch „Heat-Recovery"-Koksöfen genannt. Die Rückgewinnung der fühlbaren Wärme des Abgases ist insbesondere dann lohnenswert, wenn mehrere Koksöfen zu einer Koksofenbank zusammengefasst werden.
[0008] Koksöfen des Typs„Non-Recovery" oder„Heat-Recovery", die zu einer Mehrzahl zusammengefasst werden, werden auch Koksofenbänke genannt. Koksöfen des konventionellen Typs, die zu einer Mehrzahl zusammengefasst werden, werden auch Koksofenbatterien genannt. Die Abführung des Abgases eines Koksofens des Typs„Non- Recovery" oder„Heat-Recovery" erfolgt typischerweise durch einen Abgaskanal, welcher das vollständig verbrannte Abgas aus dem Sekundärheizraum ausführt und in einen Abgassammelkanal führt. [0009] Ausführungsformen von Koksofenbänken zur Zurückgewinnung der fühlbaren Wärme des Abgases sind im Stand der Technik bekannt. Die US5968320A beschreibt eine Vorrichtung zum Transport und zur Verbrennung eines Koksofenrohgases unter Unterdruck, um aus der Verbrennungsenergie Dampf zu gewinnen, wobei die Vorrichtung aus gewöhnlichen Koksöfen mit Abgaskanälen besteht, welche in einen Abgassammelka- nal führen, wo die Koksofengase durch eine Flüssigkeitsbehandlung gekühlt werden, und zu einem Dampfkessel mit Brenner geführt werden, wo diese verbrannt werden, und die verbrannten Abgase dann durch Anlegen eines eingestellten Unterdrucks aus dem Boiler gesaugt werden, und auf diese Weise Dampf erzeugt wird, welcher zur Erzeugung von elektrischer Energie genutzt werden kann.
[0010] Die DE3701875A1 beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie, wobei die Kohle in einem regeneratorlosen Koksofen mit einer Verkokungskammer und mit einer zu einem Heizzug unterhalb der Verkokungskammer führenden Gasleitung erhitzt wird, während ein Unterdruck in der Verkokungskammer aufrechterhalten wird, und wobei Luft in die Verkokungskammer und in die Gasleitung jeweils nur in solcher Menge eingeleitet wird, dass eine reduzierende Atmosphäre nicht nur in der Verkokungskammer, sondern auch im Heizzug aufrechterhalten wird, wobei weiter die noch brennbare Stoffe enthaltenden heißen Verbrennungsgase aus dem Heizzug in eine Abgasbrennkammer geleitet werden, in welcher die brennbaren Stoffe mit Luftüberschuss bei einer Temperatur verbrannt werden, welche die Bildung von Stickoxiden aus in den Verbrennungsgasen enthaltenen Stickoxidbestandteilen auf ein Minimum verringert, und die heißen Verbrennungsgase, welche entschwefelt wurden, zu einer Dampfkesseleinrichtung weitergeleitet werden, in welcher Dampf durch Wärmeübertragung von den Verbrennungsgasen auf Speisewasser erzeugt und dieser Dampf zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet wird, wonach die Abgase in die Atmosphäre abgeführt werden.
[0011] Die Rückgewinnung der Energie aus der fühlbaren Wärme des Abgases einer Koksofenbank wird in den meisten Fällen durch einen Dampfkessel durchgeführt. Das Koksofengas kann auch schon im Koksofen vollständig verbrannt werden und in einen Dampfkessel zur Zurückgewinnung der Wärme geführt werden. Hierzu wird das vollstän- dig verbrannte Abgas aus den Sekundärheizräumen der Koksöfen über eine Abgasleitung ausgeführt und in eine Abgassammelleitung gegeben, welche die Abgase in den Dampfkessel führt. Eine Nachverbrennung ist hierbei nicht unbedingt erforderlich. Die Abgassammelleitung ist üblicherweise mit Querschnitten bis zu 20 m2 ausgestattet und ist in der Regel mit einer entsprechend dicken Isolierschicht versehen, um den Wärmeverlust des heißen Abgases auf dem Weg zum Dampfkessel gering zu halten. Die Entfernung zwi- sehen Koksofenbank und Wärmetauscher kann im Stand der Technik bis 60 Meter betragen, und unter- oder überquert die Koksofenbedienungsmaschinen, weshalb einem entsprechenden Wärmeverlust entgegengewirkt werden muss. Temperaturverlustwerte von mehr als 100°C müssen häufig dennoch in Kauf genommen werden. [00 2] Bei der Ausnutzung der fühlbaren Wärme des Abgases ist es in vielen Fällen ein Problem, dass die Verkokung zyklisch ausgeführt wird, so dass das Abgas während des Betriebes eines Koksofens nur während der Verkokung bereitgestellt wird. In den übrigen Verfahrensschritten während der Beladung und Entladung findet keine Produktion von heißem Abgas statt. Dadurch ist die Produktion von heißem Abgas in der Menge nicht gleichbleibend. Dies ist insbesondere dann ein Problem, wenn aus dem heißen Abgas Dampf erzeugt wird, welcher zur Gewinnung von Sekundärenergie eine Turbine antreibt, da diese mit einem gleichbleibenden Dampfmengenstrom versorgt werden muss. Es gibt deswegen im Stand der Technik Verfahrensschritte, welche eine Vergleichmäßigung des Abgasmengenstroms auch bei ungleichmäßiger Abgaserzeugung durch Zyklenwechsel oder Betriebsstörungen einer Koksofenbank zum Ziel haben.
[0013] Die WO201 1054421 A1 beschreibt ein Verfahren zur Kompensation von Rauchgasenthalpieverlusten von „Heat-Recovery"-Koksöfen, wobei mehrere Koksofenkammern zu einer Koksofenbank zusammengefasst sind, und die Koksofenbank über einen Rauchgaskanal oder über Rauchgaskanäle mit einem oder mehreren Boilern verbun- den sind, wobei der Betrieb der Koksofenkammern periodisch unterbrochen wird, indem der Kokskuchen entfernt wird, und die einzelnen Koksofenkammern während der Unterbrechung des Betriebes mit mindestens einem fremd befeuerten Zusatzbrenner warmgehalten werden, so dass auch während der Unterbrechung des Betriebes ein heißes Rauchgas bereitgestellt wird, welches aus dem Rauchgas der Zusatzbrenner stammt, und der im Vergleich zum Normalbetrieb reduzierte Wärmestrom durch mindestens einen zusätzlichen Kompensationsbrenner kompensiert wird, welcher außerhalb der Koksofenkammern liegt, so dass der oder die Boiler mit einem im Vergleich zum Normalbetrieb gleichbleibenden Wärmestrom versorgt werden. Auf diese Weise können die Boiler, die typischerweise zur Erzeugung von Dampf genutzt werden, wirtschaftlich betrieben wer- den.
[0014] Bei der Vergleichmäßigung des Abgasstroms für einen wirtschaftlichen Betrieb des Dampfkessels ist der Betreiber einer Koksofenbank häufig geneigt, die Fahrweise der Koksofenkammern so zu steuern, dass eine gleichmäßige Erzeugung von Abgas stattfindet, um Probleme beim Betrieb der Dampfturbine zu vermeiden. Dies ist insbeson- dere dann ein Problem, wenn die Luftzufuhr in die einzelnen Koksofenkammern gesteuert wird mit dem Ziel, eine möglichst gleichmäßige Mengenproduktion von Abgas zu erreichen. Dadurch wird die Verbrennung nicht optimal gesteuert, weil die weitere Zufuhr von Verbrennungsluft zwar die Menge des ausgestoßenen Abgases erhöht, nicht jedoch direkt die Verbrennung von Verkokungsgas beeinflusst, da diese auch von der Menge an ausgestoßenem Verkokungsgas abhängig ist, welche wiederum vom Verkokungsverlauf abhängt. Der Betreiber regelt die Luftzufuhr in den Koksofen also nicht mit dem erwünschten Ziel, die Verkokung zu steuern, um eine gute Koksqualität zu erhalten, sondern regelt ersatzweise und gezwungenermaßen die Luftzufuhr, um die Abgasproduktion und damit die Dampferzeugung zu steuern.
[0015] Die Verbrennungsluft kann die Wärmeentwicklung in einem Koksofen nur bedingt steuern, da diese bei der Einleitung eine kühlere Temperatur als das Koksofengas besitzt, und vor der Verbrennung erst im Koksofen vollständig aufgeheizt werden muss, und die Verbrennung auch von der ausgestoßenen Menge an Verkokungsgas abhängt. Die ausgestoßene Menge an Verkokungsgas wiederum schwankt über die Zeit erheblich, woraus sich wiederum ungleichmäßige Abgasvolumenströme ableiten. Es ist deshalb nicht wie erwünscht möglich, durch Regelung der in einen Koksofen zugeführten Verbrennungsluft die Verkokung und die Koksqualität zu beeinflussen.
[0016] Für den Betreiber von Koksöfen und Koksofenbänken wäre deshalb ein Ver- fahren sehr hilfreich, welches eine Regelung des Abgasvolumenstroms ohne Beeinflussung des Luftzustroms in eine Koksofenkammer vornimmt, und gleichzeitig einen gleichbleibenden Dampfmengenstrom, welcher unabhängig von der Verkokung in den Koksöfen ist, in die Turbine gewährleistet. Hierzu ist es naturgemäß erforderlich, den Abgasmengenstrom zu regeln, und in der Menge gleich halten zu können, um je nach Abgastempe- ratur eine gleichmäßige Dampfmenge zur Verfügung zu stellen. Auch sollte die Dampferzeugung möglichst direkt an den Koksöfen vorgenommen werden, um die erzeugte Dampfmenge besser beeinflussen zu können und um die hohen Temperaturverluste des Abgases auf dem Strömungsweg zum Dampfkessel zu vermeiden.
[0017] Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche eine Regelung des Abgasmengenstroms nach Austritt des vollständig verbrannten Abgases aus einem einzelnen Koksofen durchführt, und gleichzeitig das heiße Abgas des Koksofens direkt dazu nutzt, einen Dampfmengenstrom in einem integrierten Wärmetauscher zu erzeugen. Dadurch wird als eigentliche Regelgröße die Regelung des Abgasmengenstroms durchgeführt, so dass diese gleichbleiben kann, und die Luftzufuhr in den betreffenden Koksofen nur an den Bedürfnissen der Verkokung und damit an der bereitgestellten Koksqualität ausgerichtet sein kann. Als Nebeneffekt erhält man durch den integrierten Wärmetauscher einen gleichbleibenden Dampfmengenstrom, dessen Wert nur durch die Temperatur des Abgases beeinflusst wird. [0018] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung, welche aus einem Wärmetauscher besteht, welcher in dem Abgaskanal zwischen dem Sekundärheizraum und dem Abgassammeisystem eines einzelnen Koksofens angeordnet ist, wobei dieser eine Vorrichtung zur Abgabe der Wärme des Abgases an Speisewasser durch indirekten Wärmetausch bildet, und in Gasflußrichtung hinter dem Wärmetauscher ein Ventil zur Dosierung oder Absperrung des Abgaskanals angeordnet ist, welches einem einzelnen Koksofen zugeordnet ist. Jedes einzelne Abgasventil besitzt somit einen integrierten Wärmetauscher.
[0019] Ein positiver Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass der Dampfmengenstrom gegenüber der herkömmlichen Verfahrensweise vergleichsweise größer ist, da das Abgas durch die direkte Dampfumwandlung am Ofen ohne Transport durch Leitungen keinerlei Temperaturverlust in den Leitungen erfährt. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die durchströmten Dampfleitungen gegenüber den Abgasleitungen durch die im Vergleich zur Abgastemperatur niedrigere Dampftemperatur einen deutlich geringeren Querschnitt aufweisen, wodurch sich Kostenvorteile beim Bau einer damit ausgerüsteten Anlage erreichen lassen. Das Verfahren kann weiterhin dadurch angepasst werden, indem ein Zwischenspeicher für den Dampf vorgesehen wird, so dass auch bei einer Betriebsstörung oder bei Ausfall einer Koksofenkammer eine weiterhin gleichbleibende Dampfmenge für die Turbine sichergestellt werden kann, und die Koksofenkammern dennoch unabhängig in der Luftzufuhr für eine optimale Koksqualität regelbar sind. [0020] Das Abgas wird nach Durchlaufen des Wärmetauschers in eine Abgassammelleitung geführt. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für die Bereitstellung von Sekundärenergie aus Dampf dient, enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung auch eine Speisewasserleitung, welche zur Zufuhr von Speisewasser an den Wärmetauscher des Koksofens dient, und weiterhin eine Dampfleitung, welche zum Abtransport des Dampfes dient, der durch den Wärmetauscher erzeugt wird, und welche in eine Dampfsammelleitung führt, und eine Umwandlungseinheit der Wärmeenergie des Dampfes aus der Dampfsammelleitung in Sekundärenergie. Letztere ist den meisten Fälle eine Dampfturbine mit Generator zur Gewinnung von elektrischer Energie, obwohl auch beispielhaft eine Turbine zur Gewinnung von mechanischer Energie zum Antrieb von Hilfsaggregaten denkbar ist.
[0021] Die Erfindung löst diese Aufgabe auch durch ein Verfahren zur Dosierung des Abgasstroms aus einem Koksofen, wobei durch das Verfahren der Abgasdruck am Eintritt der Abgasleitung in den Wärmetauscher gemessen wird, so dass der Abgasdruck an jeder Koksofenkammer zumindest zeitweise auf einen gleichbleibenden Wert eingestellt wird, und das vollständig verbrannte Abgas in Abhängigkeit von dem zugeführten Abgasstrom eine gleichbleibende Dampfmenge erzeugt, die in eine Dampfsammelleitung geführt wird. Nach Durchlaufen der Dampfsammelleitung wird der Dampf an eine Umwand- lungseinheit zur Erzeugung von Sekundärenergie abgegeben, so dass die Dampfmenge, da zumindest zeitweise ein gleichbleibender Abgasmengenstrom eingestellt wird, unter der Voraussetzung eines gleichbleibenden Abgasstroms bei gleicher Temperatur an dem entsprechenden Koksofen ebenfalls gleichbleibt. Dadurch können Abgasregelung und Dampfproduktion entkoppelt werden. [0022] Im Gegensatz zum Stand der Technik wird nun der Dampf nicht mehr an einem einzigen Dampfkessel für eine Koksofenbank erzeugt, sondern an jedem einzelnen Koksofen, wobei gleichzeitig eine Regelung des Abgasstroms an jedem Koksofen durchgeführt wird, so dass die Dampfmenge über alle Koksöfen zumindest zeitweise gleichbleibt. Gleichzeitig wird durch den geringeren Wärmeverlust eine im Vergleich zum Stand der Technik erhöhte Dampfmenge bereitgestellt. Obwohl es möglich wäre, eine Dampferzeugung an jedem einzelnen Koksofen auch ohne Regelung des Abgasstroms durchzuführen, ist dies in der Regel nicht erwünscht, da sich kein gleichbleibender Dampfmengenstrom ergibt.
[0023] Beansprucht wird insbesondere eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Mehr- zahl von Dampf- oder Heißwasserströmen in einer Koksofenbank, umfassend
• einen Koksofen des Typs„Heat-Recovery", welcher in einer Koksofenbank angeordnet ist, und mit einer Koksofenkammer, einem darin angeordneten Gasraum, welcher im beladenen Zustand einen Primärheizraum bildet, einer Koksofenkammerdecke, Koksofenkammertüren, Primärluftöffnungen für den Primärheizraum, und einem Sekundärheizraum, welcher sich unter der Koksofenkammer befindet, und welcher Sekundärluftöffnungen enthält, ausgestattet ist, • ein Belade- und Entladesystem für den Koksofen, welches für die Beladung der Koksofenkammer mit dem zur Verkokung vorgesehenen Kohlekuchen, und zur Entladung des fertigen Kokskuchens für den Löschvorgang vorgesehen ist,
• einen Abgaskanal, welcher den Sekundärheizraum mit einem Abgassammeisystem verbindet, welches das Abgas nach erfolgtem Wärmetausch und einer erforderlichen Abgasreinigung an die atmosphärische Umgebung abgibt, und welche dadurch gekennzeichnet ist, dass
• zwischen dem Sekundärheizraum und dem Abgassammeisystem in dem Abgaskanal ein Wärmetauscher angeordnet ist, welcher eine Vorrichtung zur Abgabe der Wärme des Abgases an Speisewasser durch indirekten Wärmetausch bildet, und welcher einem einzelnen Koksofen zugeordnet ist, und
• im Gasfluss hinter dem Wärmetauscher ein Ventil zur Dosierung oder Absperrung des Abgaskanals angeordnet ist, welches einem einzelnen Koksofen zugeordnet ist, und welches anhand von Druckmesssonden im Abgaskanal steuerbar ist, und der Abgaskanal hinter dem Ventil in eine Abgassammelleitung mündet, und
• eine Speisewasserleitung vorhanden ist, welche zur Zufuhr von Speisewasser an den Wärmetauscher des Koksofens dient, und eine Dampfleitung, welche zum Abtransport des Dampfes dient, der durch den Wärmetauscher erzeugt wird, und welche in eine Dampfsammelleitung führt, mit der der abtransportierte Dampf weitergeführt wird, und
• eine Umwandlungseinheit der Wärmeenergie des Dampfes aus der Dampfsammelleitung in Sekundärenergie.
[0024] In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Koksofenbank aus 6 bis 30
Koksöfen aufgebaut. Theoretisch ist es denkbar, bereits einen Koksofen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auszustatten. In diesem Fall würde allerdings während des Vorgangs des Beiadens und Entladens von dem Koksofen kein Dampf produziert, da während dieses Vorgangs kein Abgas zur Verfügung stünde, und die Dampferzeugung unterbrochen wäre. Dies ist nicht erwünscht. Aus diesem Grund kommt die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere in Koksofenbänken mit mindestens 6 bis 30 Koksöfen zur Anwendung. [0025] Zum Betrieb der Koksofenbank muss jedes einzelne Abgasventil, da dieses einen integrierten Wärmetauscher enthält, mit Speisewasser aus einer Speisewassersammelleitung versorgt und mit einer Abdampfleitung versehen werden, welche in eine Dampfsammelleitung führt. Diese Leitungen sind in einer typischen Ausführungsform ent- lang der Koksofenbank angeordnet.
[0026] In einer Ausführungsform der Erfindung ist auf nur einer frontalen Seite eines Koksofens der Koksofenbank mindestens ein Wärmetauscher für einen einzelnen Koksofen, eine Speisewasserleitung und eine Dampfsammelleitung angeordnet. In einer Ausführungsform der Erfindung ist auf beiden frontalen Seiten eines Koksofens der Koks- ofenbank mindestens ein Wärmetauscher für einen einzelnen Koksofen, eine Speisewasserleitung und eine Dampfsammelleitung angeordnet. Für jeden Koksofen stehen dann somit zwei Wärmetauscher mit integriertem Abgasventil zur Verfügung.
[0027] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist mindestens ein Wärmetauscher in einer Koksofenbank auf der Decke der Koksofenkammer angeordnet. Die- se Ausführungsform ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Beladung der Koksofenkammer durch die frontalen Türen der Koksofenkammer erfolgt. Dadurch wird Platz an den frontalen Seiten des Koksofens eingespart, welcher zur Beladung erforderlich ist, während der freie Raum auf der Decke des Koksofens genutzt werden kann. Eine Ausführungsform für die Beladung durch die Koksofenkammertüren lehrt die WO2010102708A2. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Abgasventil mit dem integrierten Wärmetauscher in einer Wanne in dem Koksofenfundament vor dem Koksofen angeordnet. Dadurch lässt sich umgekehrt Platz auf der Koksofenkammerdecke einsparen, wenn die Beladung durch die Koksofenkammerdecke erfolgt. Eine Ausführungsform für die Beladung durch die Koksofenkammerdecke lehrt die WO2009106251 A1 . [0028] Zur Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, die Wärmetauscher so zu konstruieren, dass diese einen optimalen indirekten Wärmetausch zwischen Abgas und Speisewasser vornehmen. Der Wärmetauscher ist im Inneren beispielsweise aus einem von Wasser durchströmbaren Rohrbündel, mit von Wasser durchströmbaren Plattenelementen, oder mit von Wasser durchströmbaren Rippenelementen ausgestattet, die ein- fach oder mehrfach angeordnet sein können. Die zu wählende Ausführungsform hängt dabei insbesondere von dem Durchströmungsquerschnitt und der geometrischen Form des Wärmetauschers ab, um einen möglichst optimalen Wärmetausch zu gewährleisten.
[0029] Auch die Durchströmungsart des Abgases durch den Wärmetauscher wird so gewählt, dass die Durchströmungsart einen möglichst optimalen Wärmetausch zwi- sehen Abgas und Speisewasser zur Dampferzeugung gewährleistet. Das Abgas kann auch seine Richtung innerhalb des Wärmetauschers mehrfach ändern. So ist es zur Ausführung der Erfindung beispielsweise möglich, einen Wärmetauscher einzusetzen, der beim indirekten Wärmetausch zwischen dem Speisewasser und dem Abgas nach dem Gegenstromprinzip, dem Kreuzstromprinzip, dem Gleichstromprinzip oder einer Kombination dieser Strömungsprinzipien arbeitet. Die Wärmeaustauschschlangen innerhalb des Wärmetauschers sind dann so angeordnet, dass das jeweilige Strömungsprinzip durchgeführt wird, wobei die Anordnung der Pumpen und Ventile für das Speisewasser dann so erfolgt, dass die jeweilige Strömung ausgeführt wird. [0030] Zur Konstruktion der vorliegenden Vorrichtung ist es erforderlich, sowohl das Abgasventil mit Wärmetauscher als auch die abführenden Dampfleitungen mit einer effizienten Isolierung auszustatten. Auf diese Weise lässt sich der Dampfstrom, welcher erfindungsgemäß aus jedem Wärmetauscher in die gemeinsame Dampfsammelleitung der Koksofenbank geführt werden muss, gut gegen Wärmeverluste schützen. Isolations- materialien, welche hierfür in Frage kommen, sind dem Fachmann zum Bau von Koksofenanlagen wohlbekannt. Durch den Wegfall von Regeleinrichtungen an langen Abgas- leitungen entfällt auch der nachteilige Einlass atmosphärischer Luft in die Abgasleitungen, welcher aufgrund von Dehnungsvorgängen in langen Abgasstrecken häufig auftritt.
[0031] Es versteht sich von selbst, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung auch gut gegen hohe Temperaturen beständig sein muss, da die Anordnung der erfindungsgemäßen Wärmetauscher in den meisten Fällen in unmittelbarer Nähe der Koksofenkammer erfolgt. Die Temperaturen in unmittelbarer Nähe der Koksofenkammern betragen bis zu 1000°C. Der Abgaskrümmer am Ende des Sekundärheizraumes zum Eintritt in den Abgaskanal kann aus Feuerfestbausteinen, Stahl oder Gusseisen bestehen. Sämtliche Bestandteile des Wärmetauschers müssen aus einem Material gefertigt sein, welches gut gegen Wasserdampf auf der Wasserseite und gegen heißes Abgas mit korrosiven Gasbestandteilen auf der Abgasseite beständig ist. Dies ist in den meisten Ausführungsformen ein hochtemperaturbeständiger Edelstahl, jedoch sind prinzipiell alle beständigen Materialien hierfür geeignet. [0032] In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Wärmetauscher auf der Abgasseite an der Innenseite der Abgasleitung mit einem hitzebeständigen Mantel ausgestattet, welcher aus mindestens einer isolierenden Schicht besteht, und welcher mit einer Ankerkonstruktion an der Innenwand der Abgasleitung befestigt ist. Dadurch lässt sich sowohl eine gute Temperaturbeständigkeit als auch eine gute Wärmeisolierung der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung erreichen. [0033] Die Bauweise der Ventile selbst, welche innerhalb der Abgasventile angeordnet sind, kann beliebig sein, muss jedoch eine ausreichende Temperaturbeständigkeit gegen das heiße Abgas besitzen. In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Ventil, welches in den Wärmetauscher integriert ist, eine Klappe, ein Schieber oder ein Hahn. Dieser muss aus einem hitzebeständigen Material gefertigt sein, um beständig zu sein. Geeignete Materialien sind beispielsweise hochtemperaturbeständiger Edelstahl, Emaille, Siliziumcarbid, Korund, Fasermaterialien, Aluminiumoxidmaterialien, Kupfer, Glas, Silika, feuerfeste Keramiken oder Formstücke aus Schamotte. Das Gehäuse lässt sich beispielhaft aus Stahl oder Gusseisen herstellen. [0034] Auch der Antrieb der Abgasventile und der übrigen Ventile muss temperaturbeständig sein. Dieser muss auch fernsteuerbar sein. In einer Ausführungsform der Erfindung wird das Abgasventil durch einen elektrisch betriebenen Motor angetrieben. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Abgasventil durch einen pneumatisch oder hydraulisch betriebenen Motor angetrieben. Die Steuerung des Abgasventils kann letztlich beliebig erfolgen, solange diese bei den angewandten hohen Temperaturen zuverlässig erfolgt. Die Steuerung besitzt bevorzugt eine kurze Reaktionszeit, um eine zuverlässige Regelung des Abgasstroms zu ermöglichen, so dass ein gleichbleibender und konstanter Abgasdruck am Ende der Abgasleitung gewährleistet werden kann. Die Steuerung des Abgasventils ist in einer vorteilhaften Ausführung wärmegeschützt, da die- ser in der Nähe des heißen Koksofens angeordnet ist. Der Wärmeschutz kann beispielsweise durch Installation mindestens eines dünnen Hitzeschildes an dem Antrieb erfolgen.
[0035] Auch die Zuleitung des Speisewassers in den Wärmetauscher, in welchen das Abgasventil erfindungsgemäß integriert ist, und die Ausfuhrleitung für den Dampf sind in einer Ausführungsform der Erfindung regelbar, so dass sich die Zufuhr von Speisewas- ser und die Dampfabfuhr im Bedarfsfall regeln lassen. Diese wird aber im Betrieb meist nicht eingesetzt, da die Dampfproduktion von dem durchströmenden Abgas abhängen soll, und somit bei einem gleichbleibenden Abgasmengenstrom nur von der Temperatur des Abgases abhängt. In der Regel werden also eine durch Regelung gleichbleibende Speisewasserzufuhr und eine ungeregelte Dampfabfuhr gewählt. [0036] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind in der Abgasleitung, welche durch den Wärmetauscher führt, eine Pitotsonde zur Druckmessung oder ein Manometer zur Druckmessung im Abgas angeordnet. Diese Ausführung kommt in fast allen Ausführungsformen zur Anwendung, da ein wichtiges Ziel die Bereitstellung eines gleichbleibenden Abgasdruckes ist. Es ist auch möglich, die Druckmessung mit Einrichtungen vorzunehmen, die nicht unter die genannten Ausführungsformen fallen. Diese müssen je- doch bei den eingesetzten Temperaturen stabil sein und eine zuverlässige Druckmessung vornehmen können.
[0037] Häufig ist es auch sinnvoll, eine Temperaturmessung oder Messung des
Sauerstoffgehaltes im Abgas durchzuführen, um Informationen über den Fortgang der Verkokung oder der Verbrennung des Verkokungsgases zu erhalten. Hierzu kann im Rahmen der Erfindung in dem Abgaskanal, welcher durch den Wärmetauscher führt, ein Thermoelement oder eine Lambda-Sonde zur Messung des Sauerstoffgehaltes angeordnet sein. Auch eine Sonde zur Messung weiterer Gasbestandteile kann im Abgaskanal angeordnet sein. Sämtliche Messeinrichtungen werden dann zur Ermittlung der entspre- chenden Messwerte und nachfolgend zur Regelung des Abgasstromes genutzt.
[0038] An der Abgasleitung aus dem Sekundärheizraum eines Koksofens in den
Abgaskanal, welcher mit dem Wärmetauscher mit dem integrierten Abgasventil ausgestattet ist, kann ein Zusatzbrenner angeordnet sein, welcher mit einer regelbaren Brennstoffleitung zeitweise und mit regelbarer Leistung eine zusätzliche Erhitzung des Abgases ausführt. Dieser kann einfach oder auch mehrfach vorhanden sein. Dieser kann an einem oder auch an mehreren Koksöfen vorhanden sein. Dadurch lässt sich eine weitere Erhitzung des Abgases ausführen, so dass sich neben dem Druck des Abgases, welcher durch das Abgasventil geregelt wird, auch die Temperatur des Abgases auf einem gleichbleibenden Wert halten lässt. Dadurch lässt sich die Dampfproduktion weiter vergleichmäßigen.
[0039] Da die Wärmetauscher an den Koksofenkammern mit Speisewasser versorgt werden müssen, muss jeder Wärmetauscher an einer Speisewassersammelleitung angeschlossen sein. Diese kann innerhalb der Koksofenbank an beliebiger Stelle angeordnet sein. Die Speisewasserleitung versorgt die Wärmetauscher in einer vorteilhaften Ausführungsform über eine Wasserpumpe mit Speisewasser, und ist über ein Ventil regelbar oder dosierbar. In Ausnahmefällen ist auch eine Speisewasserleitung denkbar, welche die Förderung durch eine Niveauunterschiedsförderung oder durch Konvektions- förderung vornimmt.
[0040] Die Abgaskanäle münden vorteilhaft in eine Abgassammelleitung, die zur Abführung der Abgase aus den Abgaskanälen dient. Die Dampfleitungen der Wärmetauscher münden vorteilhaft in eine Dampfsammelleitung zur Abführung des Dampfes aus den Wärmetauschern. In einer weiteren Ausführungsform enthält die Dampfsammelleitung zwischen dem Wärmetauscher und der Umwandlungseinheit dehnbare oder schrumpfbare Zwischenstücke, mit denen sich die Temperaturdehnung der Dampfsam- melleitung puffern lässt. Dies senkt die operativen Betriebskosten einer Koksofenbank oder Koksofenanlage, da dadurch die Dampfsammelleitung, welche ansonsten durch die Temperaturdehnung einem häufigen Reparaturwechsel ausgesetzt ist, erheblich seltener ausgetauscht werden muss. Die so ausgestattete Dampfsammelleitung ist in einer bevor- zugten Ausführungsform isoliert. Die Dampfsammelleitung ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einer Dampftrommel versehen, mit der sich der Dampf speichern lässt. Dies dient insbesondere dazu, die Einheit zur Umwandlung des Dampfes in Sekundärenergie, welche in den meisten Ausführungsformen eine Turbine ist, mit einem weiter vergleichmäßigten Dampfstrom zu versorgen. Die Dampfproduktion in einem Koksofen hängt nicht nur von der Abgasmenge, sondern auch von der Temperatur des Abgases ab. Zudem weicht die Verteilung der Verkokungszyklen über alle Koksöfen häufig von der Idealverteilung ab. Mit der Dampftrommel kann die Turbine zu jeder Zeit mit einem gleichbleibenden Dampfstrom versorgt werden. Die Dampftrommel enthält hierzu Regel- und Dosierungseinrichtungen sowie Druckmesseinrichtungen für den Dampffluss. [0041] In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Dampfsammelleitung an mindestens einer Seite der Koksofenkammerfront vor und entlang der Koksofenkammerfront unterhalb der Bedienungsbühnen angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Dampfsammelleitung an mindestens einer Seite der Koksofenkammerfront vor und entlang der Koksofenkammerfront im Boden versenkt angeordnet. Diese kann auch parallel zur Speisewasserleitung oder zur Abgassammelleitung verlaufen. Die Dampfsammelleitung kann auch auf der Ofendecke der Koksofenbank angeordnet werden.
[0042] Ist die Koksofenbank, welche Koksöfen mit den erfindungsgemäßen Wärmetauschern enthält, mit Zusatzbrennern ausgestattet, so werden diese in einer vorteilhaften Ausführung mit einer Sammelleitung, welche an jeden Zusatzbrenner der Koksofenbank angeschlossen ist, mit Brennstoff versorgt. Der Brennstoff ist in der Regel ein kohlenwas- serstoffhaltiger Brennstoff und in der überwiegenden Zahl der Fälle Erdgas oder ein Flüssiggas (LPG,„Liquid Petroleum Gas"). In einer Ausführungsform der Erfindung verläuft entlang mindestens einer Koksofenkammerfront für mindestens einen Zusatzbrenner eine Gasleitung, welche absperrbar ist. In einer Ausführungsform der Erfindung laufen die Abgassammelleitung, die Dampfsammelleitung, die Speisewassersammelleitung und die Gasleitung für die Zusatzbrenner oder wenigstens eine dieser Leitungen parallel entlang der Koksofenkammerfront.
[0043] Es wurde bereits aufgeführt, dass zuweilen auch eine Regelung des Spei- sewasserstromes in den Wärmetauscher oder des abgeführten Dampfstromes erforder- lieh sein kann, welche zum und vom Wärmetauscher führen, in den das erfindungsgemäße Abgasventil integriert ist. Dies ist jedoch nur in Ausnahmefällen der Fall. In diesen Fällen können auch in der Speisewasserzuleitung oder in der Dampfabführung Temperaturmessfühler oder Druckmessgeräte angeordnet sein. Mit den so erhaltenen Messwerten werden dann die Regelung des Speisewasserstromes in den Wärmetauscher oder des abgeführten Dampfstromes durchgeführt.
[0044] Zur Ausführung der Erfindung kommen fast immer Temperatur- und
Druckmesseinrichtungen in der Dampfsammelleitung, die zur Abfuhr das Dampfes aus den einzelnen Dampfleitungen dienen, zur Anwendung, da diese zur Regelung des Dampfdruckes an der Einrichtung zur Gewinnung der Sekundärenergie, in der Regel einer Turbine, unerlässlich sind. Vor der Einrichtung zur Gewinnung der Sekundärenergie können weitere Einrichtungen zur Messung und Regelung der Dampftemperatur und des Dampfdruckes sitzen.
[0045] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in der Abgasleitung, welche durch den Wärmetauscher führt, ein absperrbarer Blindstutzen angeordnet, welcher zum Einsatz eines mobilen Messgerätes zur Messung der Temperatur, des Druckes oder zur Messung mindestens eines Gasbestandteiles in der Abgasleitung dient. Dieser wird dazu genutzt, um eine zeitweise Messung der Temperatur, des Druckes oder mindestens eines Gasbestandteiles auszuführen. Hierzu kommt ein mobiles Messgerät zum Einsatz, welches temporär in den verschließbaren Blindstutzen eingesetzt wird. Dieses ist bevorzugt vom Stutzendurchmesser DN20 bis DN50 („Diameter nominal" nach EN ISO 6708, unter DN wird eine Nennweite nach DIN-Norm verstanden). Die gewonnenen Werte können beispielhaft genutzt werden, um eine dauerhafte Justierung eines oder mehrerer zusätzlicher Stellventile zur Regelung des Abgasstromes in einem Abgasventil durchzu- führen.
[0046] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in der Abgasleitung vor oder hinter dem Abgasventil eine Reinigungsleitung für Dampf oder Druckluft angeordnet. Dadurch kann der Wärmetauscher mit dem darin integrierten Abgasventil während des Betriebes leicht gereinigt werden. Hierzu ist die Leitung in einer beispielhaften Ausführung auf einen Reinigungsdruck von zwischen 5 und 100 bar ausgelegt. Auch Reinigungseinrichtungen, welche auf dem Schallprinzip basieren, können zur Anwendung kommen. An dem Wärmetauscher kann ebenfalls eine Ablassleitung angeordnet sein, mit der sich überschüssiger Dampf oder Abwasser aus dem Wärmetauscher in eine Ablassleitung für Ablasswasser und in einen Behälter ablassen lässt. Dies ist nützlich für den Fall, wenn sich im Abgasventil Kondensat gebildet hat. Dieses kann dann auch während des Betrie- bes abgelassen werden. Die Ablassleitung kann auch regelbar oder automatisiert regelbar sein.
[0047] Beansprucht wird auch ein Verfahren, welches zum Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung dient, und welches einen gleichbleibenden Abgasdruck an jedem einzelnen Koksofen und eine dezentrale Dampferzeugung in einer Koksofenbank ermöglicht.
[0048] Beansprucht wird insbesondere ein Verfahren zur Erzeugung einer Mehrzahl von Dampf- oder Heißwasserströmen in einer Koksofenbank, wobei
• eine Zahl von 6 bis 30 Koksofenkammern des Typs„Heat-Recovery" zu einer Koksofenbank zusammengefügt wird, und
• die Kohle durch zyklische Verkokung auf hohe Temperaturen erhitzt wird, wobei ein Zyklus aus den Schritten Beladung - Verkokung - und Entladung besteht, und die Kohle in der Koksofenkammer verkokt wird, wo das Verkokungsgas mit einer Teilmenge an Verbrennungsluft in einem Primärheizraum, welcher durch Freilassung eines Gasraums in der Koksofenkammer gebildet wird, unterstöchiometrisch verbrannt wird, und das teilverbrannte Verkokungsgas über in den Seiten der Koksofenkammer angeordnete Abgaskanäle in Sekundärheizräume unterhalb der Koksofenkammer geleitet wird, wo dieses mit einer überstöchiometrischen Menge an Verbrennungsluft vollständig verbrannt wird,
und welches dadurch gekennzeichnet ist, dass
• das vollständig verbrannte Abgas aus dem Sekundärheizraum einer einzelnen Koksofenkammer über einen Abgaskanal in einen Wärmetauscher mit integriertem regelbaren Abgasventil gegeben wird, so dass der Abgasmengenstrom, welcher durch den Wärmetauscher strömt, regelbar ist, und
• der Abgasdruck am Eintritt des Abgaskanals in den Wärmetauscher gemessen wird, so dass der Abgasdruck an jeder Koksofenkammer über das Abgasventil zumindest zeitweise auf einen gleichbleibenden Wert eingestellt wird, und
• das vollständig verbrannte Abgas in dem Wärmetauscher in Abhängigkeit von dem zugeführten Abgasstrom eine Dampfmenge erzeugt, die in eine Dampfsammelleitung geführt wird, und nach Durchlaufen der Dampfsammelleitung an eine Umwandlungseinheit zur Erzeugung von Sekundärenergie abgegeben wird, und das vollständig verbrannte und gekühlte Abgas nach Durchlaufen des regelbaren Wärmetauschers in eine Abgassammelleitung gegeben wird, aus der das Abgas weiterverwendet oder in die Umgebung abgegeben wird.
[0049] Durch diese Vorgehensweise lassen sich der Abgasvolumenstrom und der Abgasdruck auf einem gleichbleibenden Wert halten, wobei dieser gleichbleibende Wert naturgemäß zwar geringfügigen Schwankungen ausgesetzt ist, jedoch bei weitem nicht in dem Maße schwankt, wie dies im Falle eines Koksofens ohne geregelten Abgasstrom der Fall ist. Die Messung des Druckes kann nur am Eintritt des Abgaskanals in den Wärmetauscher erfolgen, kann aber auch sowohl am Eintritt als auch am Austritt des Abgaska- nals am Wärmetauscher erfolgen.
[0050] Durch die Regelung des Abgasstromes lässt sich auch der Dampfmengenstrom auf einem gleichbleibenden Wert halten, wobei dieser im Vergleich zum Abgasvolumenstrom etwas größeren Schwankungen unterworfen ist, da dieser durch den Wärmetausch beeinflusst wird. Die Dampfleitung ist in der Regel isoliert, um einen geringen Wärmeverlust beim Transport des Dampfes zu erreichen. In einer Ausführungsform der Erfindung wird der Dampfmengenstrom an jedem Koksofen durch Regelung des Abgasstromes auf einen Wert von 300 kg/h bis 3000 kg/h eingestellt. Der Dampf wird hierbei an einer Seite des Koksofens gewonnen.
[0051] Es ist auch möglich, den Dampf auf zwei Seiten der Koksofenbank zu er- zeugen. Die gewonnene Dampfmenge ist dann etwas geringer, da sich die Wärmemenge des Abgases in einem einzelnen Koksofen nicht von der Wärmemenge unterscheidet, die bei einer Dampferzeugung auf nur einer Seite bereitgestellt wird. In einer Ausführungsform der Erfindung wird an mindestens einem Koksofen auf zwei Seiten des Koksofens Dampf erzeugt, wobei auf jeder Seite des Koksofens der Dampfmengenstrom durch Re- gelung des Abgasstromes auf einen Wert von 150 kg/h bis 2850 kg/h eingestellt wird.
[0052] Die Temperatur im Abgas liegt am Eintritt der Abgasleitung in den Wärmetauscher Messungen zufolge zwischen 850°C und 1550°C und nach Austritt zwischen 170 und 800°C und bevorzugt bei etwa 180°C. Der Abgasvolumenstrom beträgt in der Regel 1000 Nm3/h bis 6000 Nm3/h. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Speisewas- serzufuhr in den Wärmetauscher regelbar. Dadurch lässt sich die erzeugte Dampfmenge auch der Temperatur des Abgases anpassen, obwohl die Dampfmenge bei einer gleichbleibenden Regelung des Abgasstroms bereits einigermaßen gleichbleibend ist. Hierzu wird die Temperatur am Eintritt der Abgasleitung in den Wärmetauscher gemessen und die Wasserzufuhr in den Wärmetauscher anhand dieser Messwerte geregelt, so dass die Dampferzeugung in Abhängigkeit von der Temperatur im Abgas erfolgt. Dadurch wird auch verhindert, dass der Dampferzeuger möglicherweise ausdampft oder aufgrund einer übermäßigen Wasserzufuhr keinen Dampf mehr bereitstellt. Hierzu ist es in einer Ausführungsform der Erfindung auch möglich, eine Füllstandsregelung für das Speisewasser im Wärmetauscher vorzusehen.
[0053] In einer Ausführungsform der Erfindung ist in der Abgasleitung des Wärmetauschers ein Zusatzbrenner angeordnet, durch welchen sich die Temperatur im Abgas vor Durchströmen des Wärmetauschers erhöhen und regeln lässt. Dadurch kann auch die Temperatur im Abgas konstant gehalten werden, so dass man bei einem gleichbleiben- den Abgasmengenstrom nur durch die Speisewasserförderung auch ohne weitere Regelung des Speisewassers oder des Dampfes einen nahezu gleichbleibenden Dampfmengenstrom erhält. Die Regelung des Zusatzbrenners erfolgt dabei in einer vorteilhaften Ausführungsform anhand der Messwerte für die Temperatur im Abgas. Der Zusatzbrenner kann mit jedem beliebigen Heizgas betrieben werden, wird jedoch bevorzugt mit Erdgas, einem Flüssiggas (LPG,„Liquid Petroleum Gas") oder einem Kohlepyrolysegas betrieben.
[0054] Die Temperatur im Abgas liegt hierbei nach der Erhöhung der Temperatur durch den Zusatzbrenner und durch Messung und Regelung der Temperatur am Eintritt der Abgasleitung in den Wärmetauscher zwischen 850°C und 1550°C. Nach Durchströmen des Wärmetauschers besitzt dieser noch eine Temperatur von etwa 175°C bis 250 °C. Das Speisewasser wird vorteilhaft mit einer Temperatur von 10 bis 170°C zugeführt und besitzt einen Druck von 1 bis 140 bar. Der Dampf, welcher an dem Wärmetauscher erzeugt wird, weist dann eine Temperatur von 120 bis 600°C auf, und in einer weiteren Ausführungsform von 350 bis 520°C, und steht unter einem Druck von 5 bis 130 bar, und in einer weiteren Ausführungsform unter einem Druck von 70 bis 1 10 bar. Dieser Dampf wird dann zu der Dampfsammelleitung geführt und zur Erzeugung von Sekundärenergie genutzt. Die Temperatur- und Druckwerte des Dampfes können sich bei dem Transport zu der Einheit zur Erzeugung von Sekundärenergie geringfügig ändern, und hängen insbesondere von der Isolierung der Dampfleitung und Dampfsammelleitung und der Querschnitte und Abzweigungen der verwendeten Leitungen ab. [0055] Es ist auch möglich, durch den erfindungsgemäßen Wärmetauscher mit
Abgasventil Heißwasser bereitzustellen. Dieses kann beispielsweise für die Hilfsaggregate der Koksofenbank verwendet werden. Hierzu wird beispielsweise in mindestens einem Wärmetauscher statt Dampf Heißwasser mit einer Temperatur von 40 bis 120°C erzeugt. Dieses kann auch unter Druck stehen. [0056] Um die Wärmetauscher und die darin integrierten Abgasventile zu regeln, wird vorteilhaft eine automatisierte Steuerungseinrichtung genutzt, da zur Steuerung der Abgasventile in einer Koksofenbank eine Vielzahl von Messwerten und Steuerungssignalen verarbeitet werden muss. Die Regelung des Ventiles für das Abgas im Wärmetau- scher erfolgt dann anhand der Messwerte für Druck im Abgaskanal durch einen Rechner. Eine Steuerung der Anlage durch einen Rechner bietet sich insbesondere auch bei der Verarbeitung weiterer Steuerungssignale an, wie beispielsweise der Temperatur im Abgaskanal und dem Betrieb der Zusatzbrenner.
[0057] Die Abgase werden nach Durchlaufen des Wärmetauschers und nach der Regelung in dem Abgasventil durch eine Abgassammelleitung einer Weiterverwendung oder Entsorgung zugeführt. Diese besitzen nach dem Wärmetausch nur noch eine nicht nutzbare Wärme von höchstens 180°C und werden in fast allen Fällen gereinigt und in einer unschädlichen Form mit einer Temperatur von etwa 80°C in die Atmosphäre abgegeben. Zur Absaugung der Abgase in der Abgassammelleitung wird hierzu zweckmäßig durch Ansaugung mit einem Abgassaugventilator ein Unterdruck bereitgestellt.
[0058] Der gewonnene Dampf oder das gewonnene Heißwasser können zur Gewinnung der Sekundärenergie beliebig weiterverwendet werden. Bei der Umwandlungseinheit in Sekundärenergie handelt es sich in einer Ausführungsform der Erfindung um eine Turbine und einen Generator und bei der Sekundärenergie um elektrische Energie. [0059] Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren besitzen den Vorteil, den Abgasstrom eines Koksofens auf einem gleichbleibenden Druckwert und somit konstant zu halten, so dass man die Luftzufuhr in den Koksofen weitgehend unabhängig von dem darin herrschenden Druck regeln kann, und somit der Verlauf der Verkokung nur durch die Menge der zugeführten Primär- und Sekundärluft geregelt werden kann. Als weiterer Effekt wird an jedem Koksofen in Abhängigkeit von der Abgastemperatur während der Verkokung ein nahezu gleichbleibender Dampfstrom erhalten, so dass man über die gesamte Koksofenbank betrachtet einen sehr gleichmäßigen Dampfstrom erhält, und die Erzeugung der Sekundärenergie hierdurch erheblich vereinfacht wird. Dadurch kann das wirtschaftliche Ergebnis der Koksofenanlage wesentlich verbes- sert werden, und die Qualität des erzeugten Kokses erhöht werden.
[0060] Die Erfindung wird anhand von fünf Zeichnungen genauer erläutert. Die Zeichnungen stellen dabei nur beispielhafte Ausführungsformen dar, welche nicht auf diese beschränkt sind. FIG.1 zeigt einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher mit integriertem Abgasventil. FIG.2 zeigt eine Ausführungsform des Wärmetauschers, in der in der Abgasleitung ein fremdbefeuerter Zusatzbrenner vorhanden ist. FIG.3 zeigt eine Koksofenbank aus dem Stand der Technik, welche mit einer zentralen Dampferzeugung ausgestattet ist. FIG.4 zeigt eine Koksofenbank aus vier Koksöfen in vertikaler Ansicht von oben, welche mit dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher zur dezentralen Dampferzeu- gung ausgestattet sind. FIG.5 zeigt die beispielhaften Anordnungsmöglichkeiten eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers an einem Koksofen.
[0061] FIG.1 zeigt einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher (1 ) mit integriertem Abgasventil (2). Die Koksofenkammer (3) ist auf der rechten Seite angeordnet und liefert einen heißen Abgasstrom (4). Dieser tritt in den Abgaskanal (5) ein und durchläuft nach Messung des Abgasdruckes durch eine Druckmesssonde (6) einen Wärmetauscher (1 ) mit Wärmeaustauschschlangen (1a). Der Wärmetauscher (1) besitzt eine regelbare Speisewasserzufuhr (1 b), welche durch ein Ventil (1 c) geregelt wird, und eine ungeregelte Dampfabfuhr (1d). Nach Durchlaufen des Wärmetauschers (1) strömt das Abgas (4) in ein Abgasventil (2). Der Wärmetauscher (1) ist in Gasflussrichtung vor dem Abgasventil (2) mit einer Zuführungsleitung (7) für Dampf (7a) unter Druck versehen. Die Zuführungsleitung (7) ist absperrbar (7b). Dadurch kann der Wärmetauscher (1) in bestimmten zeitlichen Abständen gereinigt werden. Der Wärmetauscher (1) ist in Gasflussrichtung (8) vor dem Abgasventil (2) außerdem mit einer Ausfuhrleitung (9) für kondensiertes Wasser (9a) versehen, welches aus dem Dampf (7a) zur Reinigung oder dem Koksofengas, das je nach Kohlequalität auch geringe Mengen an Wasser (9a) enthalten kann, auskondensiert. Das auskondensierte Wasser (9a) wird über eine Leitung (9b) mit Ventil (9c) in periodischen Zeitabständen abgelassen. Nach Durchströmen des Wärmetauschers (1) durchströmt das Abgas (4) ein Abgasventil (2). Dieses regelt den Abgasstrom (4) so, dass der Abgasdruck nach Durchströmen des Abgasventils (2) zumindest zeitweise auf dem glei- chen Wert bleibt. Das Abgasventil (2) wird durch eine drehbare Klappe (2a) mit Stellmotor (10) gebildet. Die Ausfuhr des Abgasstroms (4) erfolgt in eine Abgassammelleitung (11), welche unter einem leichten Unterdruck von etwa -50 mbar steht. Die Regelung des Abgasventils (2) erfolgt über eine Rechnersteuerung (12), die über eine Steuerleitung (12a) mit der Druckmesssonde (6) und dem Stellmotor (10) in Verbindung steht. [0062] FIG. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, in der in der Abgasleitung (5) ein fremd befeuerter Zusatzbrenner (13) angeordnet ist, durch den eine weitere Abgastemperaturvergleichmäßigung vorgenommen wird und das Abgas (4) warmgehalten werden kann, wenn es zu einer Unterbrechung des Betriebes des vorgelagerten Koksofens (3a) kommt. Dadurch wird auch während der Unterbrechung des Betriebes ein hei- ßes Abgas (4) bereitgestellt. Der Zusatzbrenner (13) wird über eine Gasleitung (13a), die sich über ein Ventil (13b) regeln lässt, mit einem Brenngas versorgt.
[0063] FIG.3 zeigt eine Koksofenbank (14) aus dem Stand der Technik, in welcher das Abgas (4) der einzelnen Koksofenkammern (3) aufgefangen und über eine Dosierung in einen Abgaskanal (5) geführt wird. Aus dem Abgaskanal (S) tritt das Abgas (4) über eine Abgassammelleitung (11 ) und einen Abzweig (5a) in einen gemeinsamen Wärmetauscher (15) ein, welcher die Wärme des Abgases (4) zur Erzeugung von Dampf (15a) nutzt. Der Eintritt des Abgases (4) in den Wärmetauscher (15) erfolgt über Regelungsventile (16), welche in Gasflussrichtung zwischen dem Abzweig (5a) von einer Abgassammel- leitung (11) in den Kanal zu dem Wärmetauscher (15) und vor dem Wärmetauscher (15) sitzen. Diese sind im Stand der Technik häufig in geringem Maße gasdurchlässig, um eine Dehnungstoleranz bei den herrschenden hohen Temperaturen in den Leitungen (5,11) zuzulassen. Dadurch gelangt unerwünscht Luft (17) aus der Atmosphäre in die Leitungen (5,11). Nach Durchströmen des Wärmetauschers (15) wird das Abgas (4) in eine Abgas- reinigungsanlage (18) geleitet, welche beispielhaft eine Gaswäsche zur Entschwefelung ist, und über einen Abgasventilator (19), der einen leichten Unterdruck in der Abgassammelleitung (11) erzeugt, in einen Abgaskamin (20) gesaugt. An dem Abzweig (5a) von der Abgassammelleitung (11) in den Kanal zum Wärmetauscher (15) sitzt ein Absperrventil (5b), mit dem der Wärmetauscher (15) von den Koksöfen (3a) abgesperrt werden kann. Dies ist erforderlich bei einem Ausfall des Wärmetauschers (15) oder bei der Reparatur eines Koksofens (3a), wenn es reparaturbedingt zu einer Unterbrechung der Zufuhr an heißem Abgas (5a) kommt, und der Wärmetauscher (15) außer Betrieb genommen werden muss. Bei Absperrung der Koksöfen (3) von dem Wärmetauscher (1 ) durchströmt das Abgas (4) einen Notkamin (21). Vor den Koksöfen (3) ist ein verfahrbarer Kokslöschwa- gen (22) angeordnet, mit dem eine Aufnahme des heißen Kokses (22a) und ein Transport zu einer Löscheinrichtung (nicht gezeigt) vorgenommen werden kann. Der gewonnene Dampf (15a) dient zum Antrieb einer Turbine (23) und wird nach Durchlaufen der Turbine (23) in einem Kondensator (24) kondensiert und nach einer Reinigung (25) über eine Pumpe (25a) in einen Speisewasserbehälter (26) zurückgeführt. Die Turbine treibt einen Generator (27) zur Gewinnung von elektrischer Energie an.
[0064] FIG.4 zeigt eine Anordnung von vier Koksöfen (3a), die mit einem erfindungsgemäßen Wärmetauscher (1) mit Abgasventil (2) ausgerüstet sind. Die Koksofenkammern (3) sind zu einer Koksofenbank (14) zusammengefasst, und werden über eine Koksofenbedienmaschine (28), die mit einem Einfahrstempel (28a) verbunden ist, mit einem Kohle- kuchen (29) beladen. Zu sehen sind auch die Koksofenkammertüren (30) und die Belüf- tungsöffnungen (31) zum Einlass von Primärluft auf der Decke (32) der Koksofenkammern (3). Auf der anderen Seite der Koksofenkammern (3) wird entlang der Koksofenkammerfront (3b) ein Kokslöschwagen (22) verfahren, mit dem der Koks (22a), welcher aus den Koksofenkammern (3) ausgedrückt wird, aufgenommen und in eine Löscheinrich- tung (nicht gezeigt) verfahren werden kann. Aus den Sekundärheizräumen (3c) strömt das Abgas (4), welches vollständig verbrannt ist, in den erfindungsgemäßen Wärmetauscher (1). Dadurch wird Dampf (1a) erzeugt, welcher in eine Dampfsammelleitung (33) abgeführt wird, und dann einer Umwandlungseinheit in Sekundärenergie zugeführt wird. Der Wärmetauscher (1) wird über eine mit Ventilen (1c) regelbare Speisewasserleitung (1 b) aus einer Speisewassersammelleitung (34) mit Speisewasser versorgt. Das Abgas (4) durchläuft den Wärmetauscher (1) und wird nach Durchlaufen des Wärmetauschers (1) durch ein Abgasregelventil (2) auf einem gleichbleibenden Druck gehalten. Dies wird durch Druckmesssensoren (6) vor und hinter dem Abgasventil (2) gemessen und über eine Rechnersteuerung (12) und Steuerungsleitungen (12a) durch das Abgasregelventil (2) geregelt.
[0065] FIG.5 zeigt die mögliche Anordnung des Wärmetauschers (1) mit dem Abgasventil (2). Zu sehen ist die Koksofenkammer (3), welche mit einem Kohlekuchen (29) beladen ist, und dem sich über dem Kohlekuchen (29) befindlichen Primärheizraum (3d). Unter der Koksofenkammer (3) befindet sich der Sekundärheizraum (3c). Das teilver- brannte Abgas wird in dem Sekundärheizraum (3c) vollständig verbrannt. Das vollständig verbrannte Abgas (4) wird aus dem Sekundärheizraum (3c) in den Wärmetauscher (1) mit Abgasventil (2) geführt. Der Wärmetauscher (1) ist in einer Ausführungsform (A) ebenerdig rechts neben den Sekundärheizräumen (3c) der Koksofenkammern (3) angeordnet. Dies kann zu einer Seite, rechts oder links oder auch zu beiden Seiten der Koksofen- kammer (3) geschehen. In einer weiteren Ausführungsform (B) der Erfindung ist der Wärmetauscher (1) mit dem integrierten Abgasventil (2) unter der Erde (35) ebenfalls neben der Koksofenkammer (3) angeordnet. Dies kann rechts oder links der Koksofenkammer (3) oder auch beidseitig der Koksofenkammer (3) geschehen. In einer weiteren Ausführungsform (C) der Erfindung ist der Wärmetauscher (1) auf einer Tragevorrichtung (36) über den Koksofenkammern (3) angeordnet. Dies kann rechts oder links oder auch beidseitig der Koksofenkammer (3) geschehen. In einer weiteren Ausführungsform (D) der Erfindung ist der Wärmetauscher (1) auf der Decke (32) der Koksofenkammer (3) angeordnet. Dies kann auf einer oder auf mehreren Koksofenkammern (3) einer Koksofenbank (13) geschehen. In einer weiteren Ausführungsform (E) der Erfindung ist der Wärmetau- scher (1 ) unter einer Koksofenkammer (3) unterhalb des Erdniveaus (35) angeordnet. Dies kann im Fundament einer Koksofenkammer (3) oder auch vor der Koksofenkammer (3) in einer entsprechenden Wanne (37) geschehen. Die Sammelleitungen (11 ,33,34) für das Speisewasser (1 b), den Dampf (1d) und das Abgas (4) können ebenfalls beliebig angeordnet sein, müssen jedoch alle Wärmetauscher (1) mit Speisewasser versorgen und das Abgas (4) und den Dampf (1d) abführen. Die Leitungen (11 ,33,34) sind bevorzugt pa- rallel zu den Koksofenkammern (3) angeordnet.
[0066] Bezugszeichenliste
1 Wärmetauscher
1 a Wärmetauschschlangen
1 b Speisewasserzufuhr
1 c Speisewasserventil
1 d Dampfabfuhr
2 Abgasventil
2a Klappe in Abgasventil
3 Koksofenkammer
3a Koksofen
3b Koksofenkammerfront
3c Sekundärheizraum
3d Primärheizraum
4 Abgas
5 Abgaskanal
5a Abzweig im Abgaskanal
5b Absperrventil im Abzweig
6 Druckmesssonde
7 Zuführungsleitung für Dampf
7a Dampf
7b Ventil
8 Gasflussrichtung für Abgas
9 Ablassleitung für Kondensat
9a Kondensat
9b Leitung für Kondensat
9c Ventil für Kondensatleitung
10 Stellmotor
1 1 Abgassammelleitung
12 Rechnersteuerung
12a Steuerungsleitungen 13 Zusatzbrenner
13a Gasleitung zum Zusatzbrenner
13b Absperrventil
14 Koksofenbank
15 Wärmetauscher
15a Dampf
16 Absperrventil
17 Atmosphärische Luft
18 Abgasreinigungsanlage
19 Abgasventilator
20 Abgaskamin
21 Notkamin
22 Kokslöschwagen
22a Heißer Koks
23 Turbine
24 Kondensator
25 Reinigungseinheit
25a Pumpe
26 Speisewasserbehälter
27 Generator
28 Koksofenbedienmaschine
28a Einfahrstempel
29 Kohlekuchen
30 Koksofenkammertüren
31 Belüftungsöffnungen
32 Koksofenkammerdecke
33 Dampfsammelleitung
34 Speisewasserleitung
34a Speisewasserventil
35 Erdniveau
36 Tragevorrichtung
37 Wanne
A-E Anordnungen von Wärmetauscher und Ventil am Koksofen

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Erzeugung einer Mehrzahl von Dampf (1 d)- oder Heißwasserströmen in einer Koksofenbank (14), umfassend
• einen Koksofen (3a) des Typs„Heat-Recovery", welcher in einer Koksofen- bank (14) angeordnet ist, und mit einer Koksofenkammer (3), einem darin angeordneten Gasraum (3d), welcher im beladenen Zustand einen Primärheizraum (3d) bildet, einer Koksofenkammerdecke (32), Koksofenkammertüren (30), Primärluftöffnungen (31 ) für den Primärheizraum (3d), und einem Sekundärheizraum (3c), welcher sich unter der Koksofenkammer (3) befindet, und welcher Sekundärluftöffnungen enthält, ausgestattet ist,
• ein Belade (28)- und Entladesystem (22) für den Koksofen (3a), welches für die Beladung der Koksofenkammer (3) mit dem zur Verkokung vorgesehenen Kohlekuchen (29), und zur Entladung des fertigen Kokskuchens (22a) für den Löschvorgang vorgesehen ist,
· einen Abgaskanal (5), welcher den Sekundärheizraum (3c) mit einem Abgassammeisystem (11) verbindet, welches das Abgas (4) nach erfolgtem Wärmetausch und einer erforderlichen Abgasreinigung (18) an die atmosphärische Umgebung abgibt,
dadurch gekennzeichnet, dass · zwischen dem Sekundärheizraum (3c) und dem Abgassammeisystem (11) in dem Abgaskanal (5) ein Wärmetauscher (1) angeordnet ist, welcher eine Vorrichtung zur Abgabe der Wärme des Abgases (4) an Speisewasser (1 b) durch indirekten Wärmetausch bildet, und welcher einem einzelnen Koksofen (3a) zugeordnet ist, und
· im Gasfluss hinter dem Wärmetauscher (1) ein Ventil (2) zur Dosierung oder
Absperrung des Abgaskanals (5) angeordnet ist, welches einem einzelnen Koksofen (3a) zugeordnet ist, und welches anhand von Druckmesssonden (6) im Abgaskanal (5) steuerbar ist, und der Abgaskanal (5) hinter dem Ventil (2) in eine Abgassammelleitung (11) mündet, und
· eine Speisewasserleitung (34) vorhanden ist, welche zur Zufuhr von Speisewasser (1 b) an den Wärmetauscher (1) des Koksofens (3a) dient, und eine Dampfleitung (1 d), welche zum Abtransport des Dampfes (1d) dient, der durch den Wärmetauscher (1) erzeugt wird, und welche in eine Dampfsammelleitung (33) führt, mit der der abtransportierte Dampf (1d) weitergeführt wird, und
• eine Umwandlungseinheit (23) der Wärmeenergie des Dampfes aus der Dampfsammelleitung (33) in Sekundärenergie.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Koksofenbank aus 6 bis 30 Koksöfen (3a) aufgebaut ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden frontalen Seiten eines Koksofens (3a) der Koksofenbank (14) mindestens ein Wärmetauscher (1) für den einzelnen Koksofen (3a), eine Speisewasserleitung (34) und eine Dampfleitung (33) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wärmetauscher (1) in einer Koksofenbank (14) auf der Decke (32) der Koksofenkammer (3) oder in einer Wanne (37) in dem Koksofenfundament vor dem Koksofen (3a) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1) im Inneren mit einem von Wasser (1b) durchströmbaren Rohrbündel (1a), mit von Wasser (1 b) durchströmbaren Plattenelementen, oder mit von Wasser durchströmbaren Rippenelementen ausgestattet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1) beim indirekten Wärmetausch zwischen dem Speisewasser (1 b) und dem Abgas (4) nach dem Gegenstromprinzip, dem Kreuzstromprinzip, dem Gleichstromprinzip oder einer Kombination dieser Strömungsprinzipien arbeitet.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1) an der Innenseite der Abgasleitung (5) mit einem hitzebeständigen Mantel ausgestattet ist, welcher aus mindestens einer isolierenden Schicht besteht, und welcher mit einer Ankerkonstruktion an der Innenwand der Abgasleitung (5) befestigt ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasventil (2), welches in den Wärmetauscher (1) integriert ist, eine Klappe (2a), ein Schieber oder ein Hahn ist, welche in der Abgasleitung (5) durch den Wärmetauscher (1) angeordnet sind, und welche aus einem hitzebeständigen Material gefertigt sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasventil (2) durch einen elektrisch betriebenen Motor (10) angetrieben wird.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasventil (2) durch einen pneumatisch oder hydraulisch betriebenen Motor (10) angetrieben wird.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abgasleitung (5), welche durch den Wärmetauscher (1) führt, eine Pitotson- de (6) zur Druckmessung oder ein Manometer (6) zur Druckmessung im Abgas (4) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Abgasleitung (5), welche durch den Wärmetauscher (1) führt, ein Thermo- element oder eine Lambda-Sonde zur Messung des Sauerstoffgehaltes angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an der Abgasleitung (5) aus dem Sekundärheizraum (3c) eines Koksofens (3a) mindestens ein Zusatzbrenner (13) angeordnet ist, welcher mit einer regelbaren Brennstoffleitung (13a) zeitweise und mit regelbarer Leistung eine zusätzliche Erhitzung des Abgases (4) ausführt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass entlang mindestens einer Koksofenkammerfront (3b) für mindestens einen Zusatzbrenner (13) eine Gasleitung (13a) verläuft, welche absperrbar (13b) ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Wärmetauscher (1) eine Speisewasserzuleitung (1 b) angeordnet ist, die über eine Wasserpumpe mit Speisewasser (1 b) versorgt wird, und die über ein Ventil (1c) regelbar oder dosierbar ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfsammelleitung (33) zwischen dem Wärmetauscher (1) und der Umwandlungseinheit (23) dehnbare oder schrumpfbare Zwischenstücke enthält, mit denen sich die Temperaturdehnung der isolierten Dampfsammelleitung (33) puffern lässt.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfsammelleitung (33) mit einer Dampftrommel versehen ist, mit der sich der Dampf speichern lässt.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfsammelleitung (33) an mindestens einer Seite der Koksofenkammerfront (3b) vor und entlang der Koksofenkammerfront (3b) unterhalb der Bedienungsbühnen angeordnet ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfsammelleitung (33) an mindestens einer Seite der Koksofenkammerfront (3b) vor und entlang der Koksofenkammerfront (3b) im Boden (35) versenkt angeordnet ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abgasleitung (5), welche durch den Wärmetauscher (1) führt, ein absperrbarer Blindstutzen angeordnet ist, welcher zum Einsatz eines mobilen Messgerätes zur Messung der Temperatur, des Druckes oder zur Messung mindestens eines Gasbestandteiles in der Abgasleitung dient.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abgasleitung (5) vor oder hinter dem Abgasventil (2) eine Reinigungsleitung (7) für Dampf (7a) oder Druckluft angeordnet ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass an dem Wärmetauscher (1) eine Ablassleitung (9) angeordnet ist, mit der sich überschüssiger Dampf oder Abwasser (9a) aus dem Wärmetauscher (1) in eine Ablassleitung (9b) für Ablasswasser und in einen Behälter ablassen lässt.
23. Verfahren zur Erzeugung einer Mehrzahl von Dampf- oder Heißwasserströmen in einer Koksofenbank (14), wobei
• eine Zahl von 6 bis 30 Koksofenkammern (3a) des Typs„Heat-Recovery" zu einer Koksofenbank (14) zusammengefügt wird, und
• die Kohle (29) durch zyklische Verkokung auf hohe Temperaturen erhitzt wird, wobei ein Zyklus aus den Schritten Beladung - Verkokung - und Entladung besteht, und die Kohle (29) in der Koksofenkammer (3) verkokt wird, wo das Verkokungsgas mit einer Teilmenge an Verbrennungsluft in einem Primärheizraum (3d), welcher durch Freilassung eines Gasraums in der Koksofenkammer (3) gebildet wird, unterstöchiometrisch verbrannt wird, und das teilverbrannte Verkokungsgas über in den Seiten der Koksofenkammer (3) angeordnete Abgaskanäle in Sekundärheizräume (3c) unterhalb der Koksofenkammer (3) geleitet wird, wo dieses mit einer überstöchiometrischen Menge an Verbrennungsluft vollständig verbrannt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
• das vollständig verbrannte Abgas (4) aus dem Sekundärheizraum (3c) einer einzelnen Koksofenkammer (3) über einen Abgaskanal (5) in einen Wärmetauscher (1) mit integriertem regelbaren Abgasventil (2) gegeben wird, so dass der Abgasmengenstrom, welcher durch den Wärmetauscher (1) strömt, regelbar ist, und
• der Abgasdruck am Eintritt des Abgaskanals (5) in den Wärmetauscher (1 ) gemessen wird, so dass der Abgasdruck (4) an jeder Koksofenkammer (3) über das Abgasventil (2) zumindest zeitweise auf einen gleichbleibenden Wert eingestellt wird, und
• das vollständig verbrannte Abgas (4) in dem Wärmetauscher (1) in Abhängigkeit von dem zugeführten Abgasstrom (5) eine Dampfmenge (1d) erzeugt, die in eine Dampfsammelleitung (33) geführt wird, und nach Durchlaufen der Dampfsammelleitung an eine Umwandlungseinheit (23) zur Erzeugung von Sekundärenergie abgegeben wird, und
• das vollständig verbrannte und gekühlte Abgas (8) nach Durchlaufen des regelbaren Wärmetauschers (1 ) in eine Abgassammelleitung (11 ) gegeben wird, aus der das Abgas (8) weiterverwendet oder in die Umgebung abgegeben wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfmengenstrom an jedem Koksofen (3a) durch Regelung des Abgasstromes (8) auf einen Wert von 300 kg/h bis 3000 kg/h eingestellt wird.
25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem Koksofen (3a) auf zwei Seiten des Koksofens (3a) Dampf (1d) erzeugt wird, wobei auf jeder Seite des Koksofens (3a) der Dampfmengenstrom durch Regelung des Abgasstromes (8) auf einen Wert von 150 kg/h bis 2850 kg/ h eingestellt wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im Abgas (4) am Eintritt der Abgasleitung in den Wärmetauscher (1 ) zwischen 850°C und 1550°C liegt.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserzufuhr (1 b) in den Wärmetauscher (1 ) regelbar ist, und die Temperatur am Eintritt der Abgasleitung (5) in den Wärmetauscher (1 ) gemessen und die Wasserzufuhr (1 b) in den Wärmetauscher (1 ) anhand dieser Messwerte (6) geregelt wird, so dass die Dampferzeugung (1 d) in Abhängigkeit von der Temperatur im Abgas (4) erfolgt.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abgasleitung (5) des Wärmetauschers (1 ) ein Zusatzbrenner (13) angeordnet ist, durch welchen sich die Temperatur im Abgas (4) vor Durchströmen des Wärmetauschers (1 ) erhöhen lässt.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Zusatzbrenners (13) anhand der Messwerte (6) für die Temperatur im Abgas (4) erfolgt.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im Abgas (4) nach der der Erhöhung der Temperatur durch den Zusatzbrenner (13) am Eintritt der Abgasleitung (5) in den Wärmetauscher (1 ) zwischen 850°C und 1550°C liegt.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf (1 d), welcher an dem Wärmetauscher (1 ) erzeugt wird, eine Temperatur von 120 bis 600°C aufweist.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf (1 d), welcher an dem Wärmetauscher (1 ) erzeugt wird, einen Druck von 5 bis 130 bar aufweist.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass durch mindestens einen Wärmetauscher (1 ) statt Dampf (1 d) Heißwasser mit einer Temperatur von 40 bis 120 °C erzeugt wird.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Ventiles (2) für das Abgas (4) im Wärmetauscher (1 ) anhand der Messwerte (6) für Druck im Abgaskanal (5) durch einen Rechner (12) erfolgt.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass zur Absaugung der Abgase (5) in der Abgassammelleitung (11) durch Ansaugung (19) ein Unterdruck bereitgestellt wird.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Umwandlungseinheit in Sekundärenergie um eine Turbine (23) und einen Generator (27) und bei der Sekundärenergie um elektrische Energie handelt.
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