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Verfahren zur Koks-. und Gaserzeugung in außen beheizten waagerechten
Kammeröfen bei hohen Temperaturen mit Gasabsaugung bei Unterdruck Die neuzeitliche
Kokereitechnik geht bekanntlich vornehmlich darauf aus, bei der Kammerverkokung
möglichst hohe( Beheizungstemperaturen anzuwenden, in erster Linie, um das Verkokungsverfahren
zu beschleunigen und dadurch die Durchsatzleistung der Ofenbatterie zu vergrößern,
in manchen Fällen aber auch deshz,lb, um aus schwierig verkokbaren Kohlen einen
einwandfreien Koks zu erzeugen. Temperaturen auf der Kammerseite der Heizwände unter
i ooo° C kommen heutzutage praktisch gar nicht mehr in Betracht, dagegen sind höhere
Temperaturen von etwa i ioo° C, ja sogar bis izoo° C nichts Seltenes. Hiergegen
müssen jedoch schwerwiegende Nachteile und Opfer in Kauf genommen werden. Für den
Bau der Öfen ist dann nur noch besonderer hochfeuerfester und sehr teurer Werkstoff
aus Stein, nämlich Silika, geeignet, und im Betrieb der Öfen erfährt man Schwierigkeiten
und Schädigungen durch übermäßige Zersetzungen von Nebenerzeugnissen, die sich durch
Graphitabscheidungen, Teerverdickungen, Verringerungen der Teer- und Ammoniakausbeuten
usw. bemerkbar machen. Man hat bereits vorgeschlagen, die Gase aus der Mitte der
Beschickung bei einer Temperatur von 8oo° C und darunter innerhalb der Beschickung
abzusaugen. Da bei diesem Verfahren die Temperatur der außen beheizten Wandung der
Retorten höchstens 8oo° C beträgt, während sie im Innern der Beschickung je nach
dem -Wärmedurchgang bedeutend .niedriger liegt, entspricht diesa Arbeitsweise -einer
Tieftemperaturverkokung oder Verschwelung.
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Die Erzeugung eines guten Hüttenkokses ist auf diesem Wege nicht möglich.
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Es ist ferner in einem ,älteren, nicht druckschriftlich vorveröffentlichten
Patent eine Einrichtung unter Schutz gestellt, die zur Ausübung eines. Verfahrens
zur Herstellung von Gasabzugskanälen im Innern der Kohlebeschickung waagerechter
Kammeröfen dient.
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Die Einrichtung besteht darin, daß an einem auf der Decke der Ofenbatterie
in deren Längsrichtung verfahrbaren Gestell senkrechte Rohre angeordnet sind, die
an ihren oberen Enden durch ein Querrohr verbunden sind. Die senkrechten Rohre nebst
dem Querrohr werden von einem Gerüst getragen, das heb-und
senkbar
an dem verfahrbaren Gestell angeordnet ist. Das Querrohr, das die senkrechten Rohre
verbindet, kann mit einer unbeweglichen Gasabzugsleitung gekuppelt werden. Die Abstände
der senkrechten Rohre entsprechen den Abständen der Einfüllöftnungen für die zu
verkokende Kohle. Diese Einrichtung soll gemäß dem erwähnten Hauptpatent zur Herstellung
der Gasabzugskanäle in der Weise benutzt «,erden, daß nach der Einfüllung und Planierung
der Kohle das Gerüst gesenkt, die senkrechten Rohre dadurch in den Koblekuchen eingeführt
und nach einer gewissen Zeit wieder zurückgezogen werden.
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Demgegenüber setzt sich die vorliegende Erfindung das Ziel, die Verkokung,
bei welcher auf die Gewinnung eines guten Hüttenkokses besonderer- Wert gelegt wird,
in außen beheizten waagerechten Kammeröfen bei gemäßigten Temperaturen durchzuführen.
Erfindungsgemäß wird dabei so verfahren, daß die Heizwände auf den die Kammer begrenzenden
Oberflächen auf Temperaturen, die 85o bis goo' C nicht wesentlich übersteigen, gehalten
werden und daß gleichzeitig die flüchtigen Destillationserzeugnisse aus dem Innern
der Kohlefüllung unter Einwirkung beträchtlichen Unterdrucks abgesaugt «-erden,
der bis auf - ioomm WS und höher gesteigert wird, jedoch praktisch nur während eines
Teils der Garungszeit aufrechterhalten zu werden braucht.
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Es ist zwar aus der Praxis namentlich älterer Koksöfen bekannt, die
Heizwände auf den die Kammer begrenzenden Oberflächen auf Temperaturen, die 85o
bis goo' C nicht wesentlich übersteigen, zu halten und ebenso, die Gasabsaugung
bei Unterdruck zu betreiben. Es ist aber auch demgegenüber neu. bei der an sich
bekannten Absaugung der flüchtigen Destillationserzeugnisse aus dem Innern der Kohlefüllung
beträchtliche Unterdrücke von dem gemäß der Erfindung beanspruchten Maß bis zu -
ioo mm WS und höher anzuwenden, und es fällt die Anwendung solch hoher Unterdrucke
auch nicht unter den Schutz des vorerwähnten Patents.
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Das Schutzbegehren der Erfindung richtet sich auf die wirkungsvolle
Vereinigung der vorstehend angeführten Maßnahmen. Durch Anwendung der beträchtlichen
vorstehend angegebenen Unterdrucke tritt eine dauernde, starke Strömung der Gase
nach der Mitte der Kammer hin auf. Durch diese Strömung wird eine so bedeutende
Verstärkung der fV,ärmeübertragung erreicht, daß das Verkokungsverfahren ganz erheblich
beschleunigt wird und dadurch auch Kammerbreiten von bedeutender Größe bei Anwendung
der niedrigsten zulässigen Beheizungstemperaturen und bei wesentlicher Verkürzung
der Garungszeit verwendet werden können.
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Bei Anwendung der Innenabsaugung in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
kann man die Garungszeit, wenn sie bei gleicher Beheizungstemperatur z. B. etwa
32 Stunden betragen würde, bis auf etwa 21 Stunden herunterdrücken. Um eine so kurze
Garungszeit bei der gewöhnlichen Absaugung zu erreichen, müßte man Kammerwandtemperaturen
von etwa i i oo=' C anwenden.
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So hohe Temperaturen würden aber bereits die Anwendung hochfeuerfesten
Silikamaterials bedingen, und es würden starke Teerzersetzungen, Graphitabscheidungen
in den Ofenkammern und Dickteeransätze in. den Vorlagen und Gasleitungen eintreten,
die man mit besonderen Mitteln bekämpfen mül:jte; außerdem würde das Ausbringen
an nutzbaren Teererzeugnissen (Teerölen im Gegensatz zu Teerpech) und an Ammoniak
fühlbar zurückgehen.
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Beim Arbeiten nach der Erfindung vermeidet man alle diese Nachteile,
verringert wegen des weniger heißen Ofenganges sowohl die nutzbar aufgewendete Verkokungswärme
als auch die nutzlosen Wärmeverluste, erzielt einen wesentlich verbesserten, praktisch
naphthalinfreien Teer mit hohem Leichtöl-, insbesondere Benzingehalt und sehr geringem
Pechgehalt. Dabei wird ein guter einwandfreier Koks erzielt, dem die Mängel des
bei hohen Temperaturen erzeugten Kokses, wie Kleinstückigkeit und Schwerverbrennlichkeit,
nicht anhaften.
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Die erwähnten Vorteile werden noch ganz besonders verstärkt, wenn
die Absaugekanäle gemäß der Erfindung so angeordnet sind, dal@ sie eine Absaugung
der Gase über die ganze Höhe der Kohlefüllung bewirken.
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Die Zeichnung zeigt als Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
ein Teilstück einer Batterie waagerechter Koksofenkammern mit Abb. i als senkrechten
Querschnitt und mit Abb.2 als einen waagerechten Schnitt nach der Linie A-8 der
Abb. z.
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In Abb. i sind zwei Ofenkammern dargestellt, die durch seitliche Heizwände
in, m mit senkrechten Heizzügen h begrenzt werden. Die rechte Ofenkammer
ist in dem Zustand unmittelbar nach dem Beschicken, die linke Ofenkammer im Zustande
des regelrechten Verkoktuigsbetriebes dargestellt. Die Kohlebeschickung a wird in
der üblichen Weise mittels bloßen Einschüttens durch die dazu vorgesehenen (punktiert
dargestellten) Füllöffnungen s der Ofendecke in die Ofenkammer eingebracht. In der
Ofendecke befindet sich, zwischen den Füllöffnungen s verteilt, eine Reihe von rohrförmigen
Durchbrechungen b, in welche besondere Absaugrohre c
unter Einfügung
einer Dichtung d so eingesetzt werden, daß sie in Hohlkanäle e der Ko'hlefüllung
a hineinragen. Diese Hohlkanälee werden z. B. in der Weise, wie -es bei der rechten
Ofenkammer der Abb. i dargestellt worden ist, unmittelbar nach dem Einfüllen der
Kohlebeschickung a dadurch hergestellt, daß durch die Deckendurchbrechungen b der
Ofenkammer hindurch kolbenartig wirkende, zylindrische oder prismatische Stangen
f in die Kohlenbeschickung a bis nahe zur Kammersohle hineingetrieben
und wieder herausgezogen werden. Oberhalb der Ofendecke sind die Durchbrechungen
b mittels Rohrleitungen h `mit einer für jede Ofenkammer gemeinsamen, über die ganze
Kammerlänge hinweg reichenden Sammelleitung l verbunden. Die sämtlichen Sammelleitungen
i der Ofenbatterie sind an eine (nicht gezeichnete) gemeinsame Gasvorlage angeschlossen,
Die Höhlkanälee sind`, wie die Abb.2 zeigt, in grö3erer Anzahl als eine Reihe in
der Mittelebene der Kohlefüllung a über -die ganze Kammerlänge hinwegreichend vorgesehen.
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Im Betriebe der Öfen werden die Heizzüge h dauernd mit einer solchen
Stärke beheizt, daß die Heizwände m, m auf ihren die Ofenkammer begrenzenden
Oberflächen r auf Temperaturen von 85o bis goo° C oder doch nicht wesentlich mehr
gehalten werden. Nach dem Beschicken einer Kammer mit Kohle a werden die Hohlkanälee
wie oben beschrieben hergestellt, die Absaugrohre c eingesetzt und die Durchbrechungen
b durch Deckel t verschlossen. Sodann wird die Absaugung der im Innern der
Kohlefüllung a entwickelten flüchtigen Destillationserzeugnisse aus den .Kanälen
e durch Aufrechterhaltung eines entsprechenden Unterdrucks in der Gassamrnelleitung
i in Gang gesetzt und während des Fortschreitens der Verkokung fortgeführt. Die
Größe dieses Unterdruckes und die Dauer seiner Aufrechterhaltung richtet
sich nach der Art der zu verkokenden Kohle. Bei solchen Kohlen, die, wie z. B. viele
westfälische Kokskohlen, während: der Verkokung eine sehr ausgeprägte und für Gase
sehr schwer durchlässige Verkokungsnaht bilden, sind stärkere Unterdrücke, die bis
herauf zu - Zoo min WS und mehr steigen können, erforderlich, während die Zeitdauer
dieses Unterdrucks nur etwa die Hälfte bis dreiviertel der Garungszeit zu umfassen
braucht. Bei anderen, z. B. oberschlesischen Kohlen, wo nur eine schwach ausgebildete
und sehr gasdurchlässige Verkokungsnaht auftritt, sind die erforderlichen Unterdrücke
bedeutend geringer und in der Regel bis gegen Ende der Garung aufrechtzuerhalten.
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Diese Innenabsaugung hat bei der verhält-. eismäßig dichten Aufeinanderfolge
der Absaugkanäle @ längs der Kammer und ihrer Erstreckung über nahezu die ganze
Beschikkungshöhe innerhalb der ganzen Kohlenmasse eine .starke waagerechte Strömung
der entwickelten Destillationsgase und -dämpfe von den beheizten Kammerwänden m,
m weg in Richtung nach der Mitte der Kohlebeschikkung a hin bis in die Kanäle
e hinein zur Folge. Diese Strömung bewirkt eine so bedeutende Verstärkung der Wärmeübertragung,
daß das Verkokungsverfahren ganz erheblich, bis etwa um ein Drittel der sonst üblichen
Zeit, beschleunigt wird.