DEP0005824DA

DEP0005824DA - Process for the production of gas and coke in a vertical chamber furnace

Info

Publication number: DEP0005824DA
Authority: DE
Inventors: Max Dipl.-Ing. Goebel
Original assignee: Dr. C. Otto & Co. GmbH, Bochum
Publication date: 1950-11-30

Description

Jr. O. Otto & Pomp »&» m _a b _a H _a> Bochum

Verfahren zur Erzeugung von Gas und Koks in einem senkrechten Kammerofen. Process for the production of gas and coke in a vertical chamber furnace.

Bei senkrechten Kammerofen zur Erzeugung von Gas und Koka unterscheidet man solche, bei denen die Kamme rlaaadung während der ganzen Verkokungszeit, d.h.» unmittelbar nach dem Füllen bis zum Entleeren der oefen, sich in Euhe befindet (sogenannter diskontinuierlicher Betrieb) und solche₃ bei denen die Kammerlaadung sich, ehe die Verkokung beendet ist, ein oder mehrere Male abwärts bewegt oder sich dauernd in einer Abwärtsbewegung befindet (kontinuierlicher oder semikontinuierlicher Betrieb)» Der diskontinuierliche Betrieb leidet unter dem Umstand, daß es für senkrechte Oefen noch keine unteren Verschlüsse gibt, die ein pullen des ganzen Kammerraumes mit frischer Kohle gestatten. Beim Füllen der Oefen ist man daher gezwungen, nach dem Einsetzen des unteren Kammer Verschlusses zunächst ein Kokspolster beträchtlicher Höhe einzufüllen, auf das die zu verkokende Peinkohle aufgebracht wird. Das Entleeren der heißen Kammer brande beim diskontinuierlichen Betrieb ist gerade beim senkrechten Ofen äußerst unangenehm, weil in dem verhältnismäßig eng begrenten Raum unterhalb der Oefen die Masse des äae-iße-H, heißen, an der Luft sofort lebhaft verbrennenden Kokses das Bedienungspersonal gefährdet. ^, For vertical chamber furnace for generating gas and coca one distinguishes those in which the comb rlaaadung throughout the coking time, that is, "immediately after filling until emptying of the furnace, is in Euhe (so-called discontinuous mode) and those ₃ in which the Before coking is complete, the chamber charge moves downwards one or more times or is constantly in a downward movement (continuous or semi-continuous operation) Allow the whole chamber space to be pulled with fresh coal. When filling the furnace, one is therefore forced to first fill a coke cushion of considerable height after the lower chamber closure has been inserted, onto which the coal to be coked is applied. The emptying of the hot chamber fire in discontinuous operation is extremely uncomfortable, especially with the vertical furnace, because in the relatively narrow space below the furnace the mass of the äae-iße-H, hot coke, which burns immediately in the air, endangers the operating personnel. ^,

Dieser TJebeistand wird dadurch vermieden, jelcm-der auf die End— temperatur der Verkokung gebrachte Koks niolrt sogleich entladen, sondern noch innerhalb der Kammer, beispielsweise durch Behandlung mit Wasser oder Wasserdampf, gekühlt wird. Der kontinuierliche Betrieb, bei dem der Brennstoff dauernd oder absatzweise während der Verkokung absinkt, stört jedoch den Vorgang des Zusammenbackens der Kohle während der Entgasung außerordentlich, so daß viele Kohlearten, die beim diskontinuierlichen Betrieb einen guten Koks liefern, für kontinuierliche Betriebe nicht geeignet sind*This assistance is avoided by immediately discharging any coke that has been brought to the final coking temperature. but still within the chamber, for example by treatment with water or steam, is cooled. Continuous operation, in which the fuel sinks continuously or intermittently during the coking process, however, disrupts the caking process the coal during the degassing extraordinarily, so that many types of coal, which in discontinuous operation a good coke deliver, are not suitable for continuous operations *

Demgegenüber besteht die Erfindung in einem Verfahren zum Entgasen und unmittelbar daran anschließenden teilweisen Vergasen von Brennstoffen in eine® senkrechten Kammerofen und in der besonderen Ausbildung eines solchen Ofens. Dieser senkrechte Kammerofen zur Erzeugung von Gas und Koks, der in bekannter Weise einen langge-In contrast, the invention consists in a method for degassing and partial gasification immediately following it of fuels in a® vertical chamber furnace and in the special design of such a furnace. This vertical chamber furnace for the production of gas and coke, which in a known manner has a long

streckt rechteckigen Querschnitt hat_ä ist so ausgebildet, daß sioh an dem beheizten, der Entgasung dienenden Kammer teil nach unten eine Kühlkammer von etwa gleichem Fassungsvermögeη anschließt, die einen unteren gasdicht verschließbaren Auslaß hat» Der Betrieb dieses Kammerofens erfolgt in der Weise, daß der Brennst off inhalt des Entgasungsteiles der Kammer von dem Einfüllen an solange in Ruhe verbleibt, bis die Koksbildung vollendet ist, und darauf durch Ablassen des in der Kühlkammer stehenden Kokses der Inhalt des Entgasungsteiles in die Kühlkammer gesenkt wird, in deren unteren !Peil ständig Wasserdampf eingeführt wird.stretches, has a rectangular cross-section _- is designed in such a way that a cooling chamber of approximately the same capacity, which has a lower gas-tight, closable outlet, is connected to the heated chamber serving for degassing at the bottom off the contents of the degassing part of the chamber remains at rest from the time of filling until the coke formation is complete, and then the contents of the degassing part are lowered into the cooling chamber by draining the coke in the cooling chamber, and water vapor is constantly introduced into the lower! Peil .

Einstellbare Gasabgänge befinden sich sowohl am oberen Ende der Entgasungskammer als auch etwa am oberen Ende der Kühlkaiamer. Die unteren dieser Gasabgänge werden vorteilhafterweise nur ganz geöffnet, wenn aus der Kühlkammer Koks abgelassen worden ist, und werden wenige Stunden danach wieder stark gedrosselt.Adjustable gas outlets are located both at the upper end of the degassing chamber and approximately at the upper end of the cooling chamber. the The lower of these gas outlets are advantageously only fully opened when coke has been drained from the cooling chamber, and will a few hours later again strongly throttled.

Um sicher zu stellen, daß selbsttätig gerade dasjenige Eoksvolumen aus der Kühlkammer abgezogen wird, welches dem Inhalt des Entgasungsteiles der Kammer entspricht, ist unterhalb des gasdichten Abschlusses der Kühlkammer ein Eoksauf fangwage η vorgesehen, der sich beim Entleeren der Kammer derart füllt, daß der Inhalt der Kühlkammer auf der Füllung des Auffangwagens ruht, die sich darin aufböscht. Das Fassungsvermögeη des Koksauffangwagens ist so bemessen, daß dann, wenn aus der Kammer kein Koks mehr nachrutscht, die Kammer in richtigem Maße entleert ist.In order to ensure that just that volume of coke is automatically withdrawn from the cooling chamber which corresponds to the contents of the degassing part corresponds to the chamber, an Eoksauf catch wage η is provided below the gas-tight seal of the cooling chamber, which is when emptying the chamber fills in such a way that the contents of the cooling chamber rests on the filling of the collecting trolley, which rests in it. The capacity of the coke collecting vehicle is dimensioned so that when coke no longer slides out of the chamber, the chamber in is emptied to the correct extent.

Wenn die in die Kühlkammer eingeleitete Menge Wasserdampf so gewählt ist, daß eine etwa 5 prozentige Vergasung des gebildeten Kokses eintritt, so verläßt der Koks den unteren üOeil der Kühlkammer mit etwa 200°, den oberen Seil mit etwa 500 bis 600°Ö. Ein derartiger Koksbrand neigt nicht mehr zu lebhafter Flammenbildung und ist nach Aufgabe geringerer Wassermengen soweit gekühlt, daß er ohne Gefahr aufbereitet und verladen werden kann«If the amount of water vapor introduced into the cooling chamber is chosen so that about 5 percent gasification of the formed When coke enters, the coke leaves the lower part of the cooling chamber with about 200 °, the upper part with about 500 to 600 ° Ö. One of those Coke fire no longer tends to lively flame formation and is cooled to the extent that it is without Danger can be prepared and loaded "

Wenn die heiße Kammerladung in die Kühlkammer abgesunken ist, so entsteht durch das Einführen des Wasserdampfes anfänglich eine große Menge Wassergas; auch das Destillationsgas, das unmittelbar nach dem Füllen der Kammer in der unteren Hälfte des Entgasungsteiles entbunden wird, drängt nach einem Auslaß. Daher muß in den ersten Stunden nach der Füllung der untere Gasabgang weit geöffnet sein. Allmählich läßt die Wassergasbildung in der Kühlkaiomer nach, auch das Destillationsgas der Kohle ftat inawischen seinen feg zum oberen Gasabgang durch die Poren des in der Mähe der Kammerwand gebildeten Kokses gefunden; nunmehr kann der untere Gasabgang starkWhen the hot chamber charge has sunk into the cooling chamber, the introduction of the water vapor initially creates a large amount of water gas ; also the distillation gas, which is released in the lower half of the degassing part immediately after the chamber has been filled, pushes for an outlet. Therefore, the lower gas outlet must be wide open in the first few hours after filling. The formation of water gas in the cooling kaiomer gradually subsides, and the distillation gas of the coal also found its way to the upper gas outlet through the pores of the coke formed near the chamber wall; now the lower gas outlet can be strong

gedrosselt werden; dadurch erreicht man, daß ein Teil der Wassergase aus der Kühlkammer de® Entgasungsteil durchzieht und in der Kohle als Spülgas wirkt.be throttled; this ensures that some of the water gases from the cooling chamber pass through the degassing part and in the coal as Purge gas works.

Die Beheizung des Ofens erfolgt durch gasbeheizte Säume (Heizwänäe) die beide Breitseiten jeder Ofenkammer begrenzen. Zwischen den verbrana ten Gasen und den noch nieht zur Vereinigung gebrachten gasförmigen Verbrennungsmitteln kann ein rekuperativer oder regenerativer Wärmeaus· tausch stattfinden.. Bei der Verwendung von iuftgas zur Beheizung der Oefen kann dieses in zentralen, einer größeren Anzahl von Qefen zugeordneten G-eneratoren oder in unmittelbar am Ofenblook befindlichen, nur wenige Ofenkammern speisenden eingebauten Generatoren erzeugt werden. Eine vom Standpunkt der Wärmeökonomie besonders geeignete Bauart ergibt sich bei der Verwendung von Rekuperatoren und eingebauten Generatoren, wenn von einer Ofenschmalseite Gaserzeuger und Hekuperatoren übereinander angeordnet sind, und zwar die Hekuperatoren auf der Höhe des Entgasungsteiles der Ofenkammern, die Gaserzeuger auf der Höhe der Eühlkammern.The furnace is heated by gas-heated seams (Heizwänäe) that delimit both broad sides of each furnace chamber. Between the verbrana th gases and the gaseous combustion agents that have not yet been brought together, a recuperative or regenerative heat from exchange take place. When using air gas to heat the ovens, this can be allocated to a larger number of ovens in central Generators or in built-in generators that are located directly on the furnace look and feed only a few furnace chambers. A design that is particularly suitable from the point of view of heat economy results from the use of recuperators and built-in generators, when gas generators and hekuperators are arranged one above the other from one narrow side of the furnace, namely the hekuperators on the Height of the degassing part of the furnace chambers, the gas generators at the height of the cooling chambers.

Der neue Ofen und das in ihm auszuübende Verfahren der Entgasung und teilweisen Vergasung von leinkohle gestattet die Benutzung aller irgendwie zur Verkokung geeigneten Kohlen, nutzt einen erheblichen !eil der fühlbaren Eokswäriae zur Wassergaserzeugung aus, ermöglicht ein bequemes und gefahrloses Koksdrücken und bedarf nur einer sehr geringen, wenig geschulten Wartung,The new furnace and the process of degassing and partial gasification of coal that is to be carried out in it allows everyone to be used Coals that are somehow suitable for coking, uses a considerable part of the palpable Eokswäriae to produce water gas comfortable and safe coke pressing and requires very little, little trained maintenance,

Nähere Einzelheiten der Erfindung seien erläutert an Hand der beiliegenden Zeichnungen, χα denenFurther details of the invention are explained with reference to the accompanying drawings, χα which

Abb*l einen senkrechten Schnitt durch die Mitte einer Öfenkammer und deren iängser st reckung und durch den angrenzenden Hekuperator und eingebauten Gaserzeuger entsprechend der Schnittlinie l/l von Abb.2,
Abb«2 einen Schnitt senkrecht dazu in der Längsrichtung des Ofenbloeks entsprechend der Schnittlinie II/II von Abb.l darstellen_e/^lm Entgasungeteil 1 sind die senkrechten Ofenkammern beiderseits von Heizwänden 2 begrenzt, in denen sich waagerechte Heizzüge 3 befinden. An den Entgasungsteil 1, der sich nach unten allmählich verbreitert, schließt sich die Kühlkammer 4 an, die wenigstens die Breite des unteren Endes des Entgasungsteiles besitzt und deren Querschnitt im allgemeinen auf der ganzen Höhe der gleiche ist» Die Eühlkammern sind unten abge,-schlossen durch gasdichte Hundschieber 5. In dem unterhalb der senkrechten Kammern befindlichen Saum 6 ist auf Schienen 7 derFig. 1 shows a vertical section through the middle of a furnace chamber and its longitudinal extension and through the adjacent Hekuperator and built-in gas generator according to the section line l / l of Fig. 2,
Fig «2 shows a section perpendicular to it in the longitudinal direction of the furnace block according to the section line II / II of Fig.l _{e /} ^ lm degassing part 1, the vertical furnace chambers are delimited on both sides by heating walls 2, in which horizontal heating flues 3 are located. The degassing part 1, which gradually widens towards the bottom, is followed by the cooling chamber 4, which has at least the width of the lower end of the degassing part and whose cross-section is generally the same over the entire height. The cooling chambers are closed at the bottom by gas-tight dog slider 5. In the seam 6 located below the vertical chambers is on rails 7 of the

Koksauffang^wagen 8 verfahrbar, der mit seinem oberen Ende aioht unter die geöffneten Kammern gebracht werden kann und Entleerungsklappen 9 besitzt,, Die Länge des Koksauffangwagens 8 entspricht etwa der senkrechten Kammer, seine Breite beträgt ein Mehrfaebas der Kammerbreite.Coke collecting carriage 8 movable, which can be brought under the open chambers with its upper end and has emptying flaps 9, the length of the coke collecting carriage 8 corresponds about the vertical chamber, its width is a multiple base of the chamber width.

Jede Kammer hat drei die Ofendecke 10 durchsetzende Füllöcher die in bekannter Weise durch Deckel verschließbar sind und durcS ' die die Kohle über die Aus lauf schnauzen 12 des auf der Ofendecke verfahrbaren Füllwagens 13 in die Kammer eingefüllt wird. Die Kam* mern sind durch obere Gasabgänge 14 an eine Hauptvorlage 15 und durch untere Gasabgänge 16 an eine Hilfsvorlage 17 angeschlossen»Each chamber has three the furnace ceiling 10 passing through filling holes which are closed by lids in a known manner and durcS 'which is filled the coal on the off-running snouts 12 of the movable on the furnace ceiling filling carriage 13 in the chamber. The chambers are connected to a main reservoir 15 through upper gas outlets 14 and to an auxiliary reservoir 17 through lower gas outlets 16 »

Die Beheizung des Intgasungsteiles der Kammer erfolgt mittels eines Gases, das in den eingebauten Generatoren 18 bekannter Bauart, die etwa auf der Höhe der Kühlkammern 4 liegen, erzeugt und durch den Oxydkanal 19 und Gasverteilungskanäle in die Heizzüge 3@- langt» Die den Heizzügen 3 zugeführte Verbrennungsluft wird in Bekuperatoren 20» die im wesentlichen in der Höhe des Entgasungsteiles der Ofenkammern liegen, vorgewärmt. Die Abhitzekamraern dieser Eekuperatoren werden von den verbrannten Gasen durchströmt,die innerhalb jeder Heizwand in den Kanälen 21 gesammelt werden und durch den Kaminkanal 22 abziehen.The gas supply part of the chamber is heated by means of a gas that is produced in the built-in generators 18 of a known type, which are approximately at the level of the cooling chambers 4, generated and through the oxide channel 19 and gas distribution channels in the heating flues 3 @ - The combustion air supplied to the heating flues 3 is preheated in a boiler 20 which is essentially at the level of the degassing part of the furnace chamber. The waste heat cameras of this one Eekuperatoren are traversed by the burnt gases, which are collected within each heating wall in the channels 21 and pull through the chimney duct 22.

In der mittleren der in Abb.2 dargestellten senkrechten Earnmarri ist nach Oeffnen des Eundschiebers 5 der Koks aus der Kü&Beainmer 4 soweit abgelassen worden, daß er sich in dem Koksauffangwageη 8 aufbösent* Dadurch ist der im Entgasungsteil 1 dieser Kammer befindliche Brennstoff, nachdem er vollständig entgast und in Koks überführt worden ist, soweit abgesunken, daß seine Oberfläche 23 etwa auf der Höhe der waagerechten Zwischenwand oberhalb des untersten Heiazuges liegt. lunmehr wird der Eundschieber 5 dieser Kammer geschlossen und der Koksauffangwageη unter die Brauseeinriohtung gefahren* Mittels des Füllwagen© 3 wird nunmehr der obere Kammerteil 1 mit frischer Kohle gefüllt. Jetzt wird das Ventil im Eohr 16, welches zur Vorlage 17 führt, ganz geöffnet» Am unteren Ende der Kühlkammern 4 wird dauernd Wasserdampf eingeleitet,der an dem heißen Koks zu Wassergas umgesetzt wird. Das bei der ersten stürmischen Entgasung aus der frisch eingefüllten Kohle entbundene Gas entweicht aus den unteren Schichten derselben ebenfalls durch das Sohr 16 in die Hilfsvorlage 17- D&x größere Teil des Destillationsgases gelangt durch den oberen Gasabgang 14 in die Hauptvorlage 15. Einige Stunden nach dem Pullen wird der ©asabgang 16In the middle of the vertical Earnmarri shown in Fig. 2, after opening the slide valve 5, the coke has been drained from the Kü & Beainmer 4 to such an extent that it dissolves in the coke collector 8 * As a result, the fuel in the degassing part 1 of this chamber is completely has been degassed and converted into coke, sunk so far that its surface 23 is approximately at the level of the horizontal partition above the lowermost heating train. The Eundschieber 5 of this chamber is now closed and the Koksauffangwageη moved under the shower unit * By means of the filling carriage © 3, the upper chamber part 1 is now filled with fresh coal. Now the valve in the pipe 16, which leads to the receiver 17, is fully opened. At the lower end of the cooling chambers 4, water vapor is continuously introduced, which is converted into water gas on the hot coke. The gas released from the freshly filled coal during the first stormy degassing escapes from the lower layers of the same also through the pipe 16 into the auxiliary receiver 17 - D & x larger part of the distillation gas passes through the upper gas outlet 14 into the main receiver 15. A few hours after pulling the © asabgang 16

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stark gedrosselt oder ganz abgesperrt· Das jetzt noch in der Kühl&ammer 4- gebildete Wassergas zieht durch den Entgasungsteil 1 der Kammer und unterstützt als Spülgas die Entbindung des Destillationsgases der in der Verkokung befindlichen Kohle.strongly throttled or completely shut off · The water gas that is still formed in the cooling & ammer 4- pulls through the degassing part 1 the chamber and, as a flushing gas, supports the release of the distillation gas from the carbon in the coking process.

Claims

Bate nt ans spray.

1 · f Terfahr for the spontaneous production of grass and coke in a vertical chamber furnace with an elongated rectangular cross-section, which is delimited on both broad sides by gas-heated trees, characterized by the fact that the heated chamber used for degassing has approximately the same capacity asfi _t which has a lower gas-tight, closable outlet, - "after the fuel content of the degassing part of the chambers remains in the cows from the time it is filled in until coke formation is complete, whereupon the content of the degassing part is lowered into the cooling chamber by draining the coke in the Künlkammer is, in the lower part of which water vapor is constantly introduced.

2 «^ t method according to claim 1, characterized in that with the arrangement of adjustable gas outlets both on the upper inlet of the degassing chamber as well as at the upper end of the cooling chamber, the lower & asabgangs open after the filling of fresh coal and a few Hours later to be throttled.

3 »£ Vertical furnace for carrying out the method according to claims 1 and 2, characterized in that on one side of the furnace ! Recuperators for heat exchange between the gases burned in the boiler rooms and the gaseous combustion agents that have not yet been combined and built-in gas generators are arranged under the recuperators at the level of the cooling chamber.

4. ^ - Vertical furnace for carrying out the method according to claims 1 and 2, characterized in that a coke collecting weight η of such Capacity is provided that the outlet when the E is open is on sloping amount of coal the content of the Sntgasungteiles corresponds to the chamber.