Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen der beim Füllen von Koksofenbatterien mit Kohle anfallenden Füllgase

Abstract

 Bei einer Vorrichtung zum Entfernen der unter Verwendung eines Füllwagens beim Füllen einer Koksofenbatterie mit Kohle anfallenden Füllgase durch Absaugen mit einer auf einem Füllwagen angeordneten Überleiteinrichtung, die mit einer benachbarten Ofenkammer verbindbar ist, werden Füllgasemissionen bei relativ geringem technischen Aufwand und minimalen Betriebskosten dadurch verringert, daß für die, vorzugsweise für alle Füllöcher der zu befüllenden Koksofenkammer an sich bekannte Füllteleskope mit Ringspaltkammern (5, 6, 7 und 8) oder dergleichen vorgesehen sind, daß die Ringspaltkammern oder dergleichen über eine vorzugsweise einzige Füllgassammelleitung mit einem vorzugsweise einzigen Überleitteleskop (21) verbunden sind und daß das vorzugsweise einzige Überleitteleskop in einer ein fluidisches Verbinden des Überleitteleskopes mit einem vorzugsweise einzigen Fülloch einer benachbarten Ofenkammer gestattenden Position am Füllwagen angeordnet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen der beim Füllen von Koksofenbatterien mit Kohle anfallenden Füllgase gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 4.

[0002] Aus Glückauf 122 (1986), Nr. 5, Seite 367 bis 374 ist es bekannt, die beim Füllen von Koksöfen mit Kohle entstehenden Füllgase durch mittels Druckwassereindüsung oder Dampfinjektion erzeugten Unterdruck über das Steigrohr des zu füllenden Ofens sowie über ein mittels des Füllwagens verfahrbares, am entgegengesetzten Kammerende an sogenannte Ministeigrohre andockbares Überleitrohr (auch jumper pipe genannt) durch den Gassammelraum einer Nachbarkammer, in der zu diesem Zeitpunkt relativ wenig Gas entbunden wird und über deren Steigrohr in die Vorlage einzuleiten.

[0003] Bei diesem Verfahren werden die Gase horizontal durch die Koksofenkammer zum Steigrohr geführt. Dadurch kommt es vor allem zum Ende der Füllphase und beim Planieren der Kohle zu Querschnittsverengungen für den Gasfluß und damit zu erhöhten Füllgas-Drücken im Gassammelraum (Raum oberhalb der Kohle und der Kammerdecke).

[0004] Dadurch entstehen Gasdrücke innerhalb der Ofenkammer und an den Füllöchern, die zu mehr- oder minderstarken Füllgas-Emissionen führen können, die hauptsächlich an den Füllöchern zwischen Füllochrahmen und sogenannten Füllteleskopen auftreten.

[0005] Um trotz der gegebenen Verhältnisse ein emissionsfreies oder möglichst emissionsarmes Füllen zu erreichen, ist es erforderlich, die Absaugung über das Steigrohr mit entsprechend hohem Unterdruck zu betreiben. Das wiederum hat aber zur Folge, das größere Mengen von Kohlepartikel mit in die Vorlage gerissen werden und den Reinheitsgrad des Teeres beeinträchtigen.

[0006] Da je ein Ministeigrohr für jede Kammer an der dem Hauptsteigrohr entgegengesetzten Kammerseite benötigt wird, ist der Investitions-Aufwand für dieses Verfahren relativ hoch; insbesondere ist eine entsprechende Nachrüstung einer Koksofenbatterie allenfalls nach Stillegung der betroffenen Ofenkammern möglich. Jedes Ministeigrohr ist mit einem Dekkel versehen. Die Abdichtung erfolgt üblicherweise durch ein Wasserbad. Außer den Investitionskosten für diese zusätzlichen Steigrohre muß ein erheblicher Aufwand für die Reinigung und Wartung betrieben werden, da es beim Überleiten des Gasstromes zu Verschmutzungen des Wasserbades kommt und die Deckel gereinigt werden müssen.

[0007] Ein ähnliches, gattungsgemäßes System ist aus der US-A 4,004,702 bekannt, bei dem der Füllgasstrom durch eine Einschnürung am Füllteleskop reduziert und in der Koksofenkammer besser verteilt werden soll - unter Inkaufnahme einer längeren Kokseinfülldauer. Hier kann eine Überleiteinrichtung mit einem jumper pipe zur ergänzenden Füllgasverteilung verwendet werden.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mit denen ein emissionsfreies oder zumindest möglichst emissionsarmes Füllen von Kohle mit vergleichsweise geringem technischem Aufwand und minimalen Betriebskosten ermöglicht wird.

[0009] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst, vorzugsweise wird nur eine einzige Gassammelleitung verwendet, die vorzugsweise an alle verbleibenden Füllöcher der zu befüllenden Koksofenkammer angeschlossen ist und nur mit einem einzigen Füllgasüberleitungsteleskop mit einem einzigen Fülloch einer benachbarten Ofenkammer verbunden wird. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0010] Eine "benachbarte" Ofenkammer ist - im Sinne der Erfindung - eine solche, bei der die in ihrem Gassammelraum abzuführende Gasmenge so klein ist, daß auch die dorthin übergeleiteten Füllgasmengen noch mit abgeführt werden können; es muß sich also nicht um eine unmittelbar benachbarte Ofenkammer, sondern kann sich z.B. auch um eine über- oder drittnächste Ofenkammer handeln.

[0011] Gemäß der Erfindung wird ein Teil der Füllgase, wie aus dem Stand der Technik bekannt, in horizontaler Richtung zum Steigrohr der gerade zu befüllenden Ofenkammer gesaugt und von da in die Vorlage geleitet. Zusätzlich werden aus der Ofenkammer in vertikaler Richtung über mehrere, vorzugsweise über alle Füllöcher, d.h. über die Kammerlänge verteilt, mittels eines speziellen Überleitungssystems Füllgase in eine benachbarte Ofenkammer und von da ebenfalls in die Vorlage geleitet. Da das Füllgas an verschiedenen Stellen über die gesamte Länge des Ofens verteilt abgesaugt wird, können keine hohen Füllgasdrücke, die Emissionen zur Folge haben, mehr entstehen.

[0012] Die Füllgasmenge steigt während der Füllzeit (üblicherweise zwischen 50 und 120 Sekunden - je nach Füllsystem und Kohlemenge -) kontinuierlich an. Entsprechend diesem Anstieg erhöht sich auch der Druck und die Temperatur an den Füllteleskopen. Um dem Rechnung zu tragen wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Absaugeleistung über die Erfassung des anstehenden Druckes und/oder der Temperatur an den Füllteleskopen der entstehenden Füllgasmenge angepaßt.

[0013] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich das Absaugevolumen über den Zeitablauf während der Füllzeit zu steuern.

[0014] Das erfindungsgemäße Überleitsystem ist vollständig auf dem Füllwagen angeordnet und besteht aus folgenden Komponenten:

• Füllteleskopen mit Ringspaltkammern zur senkrechten Füllgasableitung aus den Ofenkammern;
• einer, vorzugsweise einzigen, an die Ringspaltkammer angeschlossenen Füllgassammelletiung;
• einer, vorzugsweise einzigen, mit der Füllgassammelleitung fluidisch verbundenen Füllgasfördervorrichtung, vorzugsweise einem Gebläse, wie einem Heißgasventilator mit vorzugsweise regelbarem Volumendurchsatz sowie
• einem, vorzugsweise einzigen Füllgasüberleitteleskop zum fluidischen Verbinden der Füllgassammelleitung mit einem, vorzugsweise einzigen Fülloch einer der zu befüllenden Ofenkammer benachbarten Ofenkammer;

Vorteilhafter Weise sind ferner vorgesehen:

• mindestens ein Massekühler zur Füllgastemperaturreduzierung der überzuleitenden Füllgase;
• Absperrklappen im Rohrleitungssystem zwischen den Füllteleskopen und dem Überleitteleskop;
• Temperatur- und/oder Drucksonden für die Gebläsesteuerung oder Regelung;

Der Ofendeckel des Fülloches der benachbarten Ofenkammer, durch das der betreffende Teil der Füllgase in den Gassammelraum der benachbarten Ofenkammer übergeleitet wird, wird mit einem in dem Überleitteleskop eingebauten Elektromagneten oder mittels einer Einrichtung außerhalb desselben abgehoben und nach Beendigung des Überleitvorganges wieder aufgelegt. Das für das Füllgasüberleiten zu verwendende Fülloch einer benachbarten Ofenkammer kann den Platzverhältnissen auf dem Füllwagen entsprechend ausgewählt werden. Eine Beschränkung der Überleitstelle auf die Koksseite - wie bei den bekannten jumper pipes - entfällt, d.h. daß jedes beliebige der z.B. 3 bis 5 Füllöcher einer der benachbarten Ofenkammern genutzt werden kann. Bevorzugt liegt die Überleitstelle nahe dem Steigrohr um möglichst geringe Druckverluste zu erzielen.

[0015] Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das erfindungsgemäße Füllgasüberleitteleskop eine relativ einfach aufgebaute Vorrichtung sein kann, bei der lediglich sichergestellt ist, daß eine hinreichend gasdichte Verbindung zwischen der vorzugsweise einzigen Füllgassammelleitung und dem vorzugsweise einzigen (Kohle)fülloch der "benachbarten" Ofenkammer herstellbar ist. Dichtigkeits- und Handlingsprobleme, wie sie an den bekannten "jumper pipes" und besonders gravierend bei der Überbrückung von mehreren Ofenkammern auftreten, weil zwei gasdichte Rohrverbindungen gleichzeitig hergestellt werden müssen, treten bei den erfindungsgemäßen Füllgasüberleitteleskopen nicht auf.

[0016] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert:

Figur 1 zeigt in perspektivischer ausschnittsweisen Darstellung schematisch eine Koksofenbatterie mit Füllgasabsaugung;

Figur 2 zeigt eine schematisierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Füllgasüberleitteleskopes - zum Teil im Vertikalschnitt.

[0017] Aus der Figur 1 geht hervor, daß eine Koksofenkammer 100 einer Koksofenbatterie 101 mit Kohle 30 mittels eines auf der Koksofendecke auf Schienen 102 verfahrbaren Füllwagens 103 befüllt wird, wobei ein Gassammelraum 31 unter der Koksofendecke 32 verbleibt. Wie durch Pfeile A angedeutet, wird ein Teil der Füllgase über Füllöcher 1, 2, 3 und 4 in an sich bekannte Füllteleskope mit Ringspaltkammer 5, 6, 7 und 8 (siehe Detailzeichnung Fig. 1a) gesaugt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist nur das Füllteleskop 5 und 8 schematisch dargestellt. Durch die Ringspaltkammern werden die Füllgase über Rohrleitungen mit Absperrklappen 12, 13, 14 und 15 in eine Gassammelleitung 9, 10, 11, 17 und 20 geführt. Die Füllgase werden in einem sogenannten Massekühler 16 im Bedarfsfalle abgekühlt. Hinter dem Massekühler 16 ist ein Heißgasventilator 18 mit regelbarem Antrieb 19 angeordnet. Die Füllgase werden anschließend über die Leitung 20 und ein Füllgasüberleitteleskop 21, einem Fülloch 22 eines Nachbarofens (Fig. 2) zugeführt und, wie durch Pfeile C angedeutet, über ein Steigrohr 23 in die Vorlage 24 der Koksofenbatterie gesaugt.

[0018] Der andere Teil der Füllgase wird, wie durch Pfeile B angedeutet, über ein Steigrohr 25 in die Vorlage 24 gesaugt.

[0019] Durch die erfindungsgemäße Aufteilung der Füllgasabsaugung kann die Druckwassereindüsung bzw. die Dampfinjektion in den Steigrohren reduziert werden, wodurch Energie gespart und der Austrag von Kohlepartikeln reduziert wird.

[0020] In Figur 1a ist in einer Ausschnittsvergrößerung das Füllteleskop mit Ringspaltkammer 5 beispielhaft dargestellt. Die rechte Hälfte der Figur zeigt das Füllteleskop in abgesenkter und die linke Hälfte in angehobener Stellung. Das Füllteleskop 5 besteht aus einer flexiblen Abdichtung 5A, zwei Teleskoprohren 5B und 5C und einem auf die Mündung des Fülloches 1 gasdicht aufsetzbaren Dichtring 5D für den Füllochrahmen an der Ofendecke 32. In den Teleskoprohren 5B und 5C sind Teleskoprohre 5E und 5F so angeordnet, daß eine nach unten offene Ringspaltkammer R zwischen den Teleskoprohren 5B, 5C einerseits und 5E, 5F andererseits entsteht, an der eine Rohrleitung 5G angeschlossen ist, die mit der Gassammelleitung 9 verbunden ist. Durch eine Kohlezuführeinrichtung 5 H wird Kohle über die Teleskoprohre 5F und 5E in die Koksofenkammer 100 gefüllt (Pfeile D). Die Füllgase werden, wie durch Pfeile E angedeutet, über die Ringspaltkammer R und die Rohrleitung 5 G in die Gassammelleitung gesaugt.

[0021] Wie aus Figur 2 ersichtlich, besteht ein an eine einzige je Füllgassammelleitung 20 vorzugsweise starr angekoppeltes Füllgasüberleitungsteleskop 21 aus einer flexiblen Abdichtung 21A, zwei Teleskoprohren 21B und 21C und einem auf die Mündung eines Fülloches 22 im wesentlichen gasdicht aufsetzbaren Dichtring 21D für den Füllochrahmen an der Ofendecke 32. Eine automatisch arbeitende Füllochdeckelabheb- und Füllochdeckelaufsetzvorrichtung ist vorzugsweise im Bereich des Füllgasüberleitteleskopes am Füllwagen 103 vorgesehen, in der Figur 2 aber nicht eigens dargestellt, da an sich bekannt.

Bezugszeichenliste

[0022] 

1

Fülloch

2

Fülloch

3

Fülloch

4

Fülloch

5

Füllteleskop

5A

flexible Abdichtung

5B

Teleskoprohr

5C

Teleskoprohr

5D

Dichtring

5E

Teleskoprohr

5F

Teleskoprohr

5G

Rohrleitung

6

Füllteleskop

7

Füllteleskop

8

Füllteleskop

9

Rohrleitung

10

Rohrleitung

11

Rohrleitung

12

Absperrklappen

13

Absperrklappen

14

Absperrklappen

15

Absperrklappen

16

Massekühler

17

Rohrleitung

18

Heißgasventilator

19

regelbarer Antrieb

20

Rohrleitung

21

Überleitteleskop

21A

flexible Abdichtung

21B

Teleskoprohr

21C

Teleskoprohr

21D

Dichtring

22

Fülloch

23

Steigrohr

24

Vorlage

25

Steigrohr

30

Kohle

31

Gassammelraum

32

Koksofendecke

100

Koksofenkammer

101

Koksofenbatterie

102

Schienen

103

Füllwagen

A

Pfeile

B

Pfeile

C

Pfeile

D

Pfeile

E

Pfeile

R

Ringspaltkammer

Ansprüche

1. Verfrahren zumm Entfernen der unter Verwendung eines Füllwagens beim Füllen einer Koksofenbatterie mit Kohle anfallenden Füllgase durch Absaugen, bei dem die Füllgase sowohl über das Steigrohr der zu füllenden Ofenkammer als auch über ein mit dem Füllwagen verfahrbares Überleitrohr durch den Gassammelraum einer benachbarten Ofenkammer und über deren Steigrohr in die Vorlage der Koksofenbatterie geleitet werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Teil der Füllgase über mehrere oder über alle Füllöcher der zu befüllenden Koksofenkammer mit Hilfe von an sich bekannten Füllteleskopen mit Ringspaltkammer oder dergleichen abgesaugt wird, mittels einer oder mittels mehrerer Gassammelleitungen gesammelt wird und mittels eines oder mittels mehrerer Füllgasüberleitteleskopes über ein Fülloch oder über mehrere Füllöcher einer benachbarten Ofenkammer in deren Gassammelraum und über dessen Steigrohr in die Vorlage der Koksofenbatterie geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die Erfassung des anstehenden Druckes und/oder der Temperatur an den Füllteleskopen und/oder in der Gassammelleitung die Absaugeleistung geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeleistung entsprechend dem Zeitablauf während der Füllzeit gesteuert wird.

4. Vorrichtung zum Entfernen der unter Verwendung eines Füllwagens beim Füllen einer Koksofenbatterie mit Kohle anfallenden Füllgase durch Absaugen, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer auf einem Füllwagen angeordneten Überleiteinrichtung, die mit einer benachbarten Ofenkammer verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß für mehrere oder für alle Füllöcher der zu befüllenden Koksofenkammer, an sich bekannte Füllteleskope mit Ringspaltkammer (5, 6, 7 und 8) oder dergleichen vorgesehen sind, daß die Ringspaltkammern oder dergleichen über eine einzige oder über mehrere Füllgassammelleitungen mit einem einzigen oder mit mehreren Überleitteleskopen (21) verbunden ist/sind und daß das einzige oder die mehreren Überleitteleskop/e in einer ein fluidisches Verbinden des/der Überleitteleskope/s mit einem einzigen oder mit mehreren Fülloch/Füllöcher benachbarten Ofenkammer gestattenden Position am Füllwagen angeordnet ist/sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Füllgassammelleitung ein einziger/s oder mehrere Heißgasventilator/en oder -gebläse (17) mit regelbaren Förderstrom (19) angeordneet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an mehreren oder allen Füllteleskopen (5, 6, 7 und 8) und/oder in der Gassammelleitung Temperatur- und/oder Drucksonden für die Steuerung des Heißgasventilators oder -gebläses vorgesehen sind.

Zeichnung