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

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 Kohleinfülldauer. 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;

[0015] 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;

[0016] 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.

[0017] 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.

[0018] 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.

[0019] 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.

[0020] Der andere Teil der Füllgase wird, wie durch Pfeile B angedeutet, über ein Steigrohr 25 in die Vorlage 24 gesaugt.

[0021] 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.

[0022] 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.

[0023] 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

[0024] 

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. Verfahren zum Entfernen der unter Verwendung eines Füllwagens (103) beim Füllen einer Koksofenbatterie (101) mit Kohle anfallenden Füllgase durch Absaugen, bei dem die Füllgase sowohl über das Steigrohr (25) der zu füllenden Ofenkammer (100) als auch über ein mit dem Füllwagen (103) verfahrbares Überleitrohr durch den Gassammelraum einer benachbarten Ofenkammer und über deren Steigrohr (23) in die Vorlage (24) der Koksofenbatterie (101) geleitet werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Teil der Füllgase über mehrere oder über alle Füllöcher (1, 2, 3, und 4) der zu befüllenden Koksofenkammer (100) mit Hilfe von Füllteleskopen (5, 6, 7 und 8) mit Füllgas-Überführungskammern, wie Ringspaltkammern R abgesaugt wird, mittels einer oder mittels mehrerer Gassammelleitungen gesammelt wird und mittels eines oder mittels mehrerer Füllgasüberleitteleskope/s (21) über ein Fülloch oder über mehrere Füllöcher einer benachbarten Ofenkammer in deren Gassammelraum und über dessen Steigrohr (23) in die Vorlage (24) der Koksofenbatterie (101) geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die Erfassung des anstehenden Druckes und/oder der Temperatur an den Füllteleskopen (5, 6, 7 und 8) 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 (103) beim Füllen einer Koksofenbatterie (101) mit Kohle anfallenden Füllgase durch Absaugen, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer auf einem Füllwagen (103) angeordneten Überleiteinrichtung, die mit einer benachbarten Ofenkammer verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß für mehrere oder für alle Füllöcher (1, 2, 3 und 4) der zu befüllenden Koksofenkammer (100), Füllteleskope (5, 6, 7 und 8) mit Füllgas-Überführungskammern, wie Ringspaltkammern R vorgesehen sind, daß die Füllgas-Über führungskammern, wie Ringspaltkammern R 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 (21) in einer ein fluidisches Verbinden des/der Überleitteleskope/s (21) mit einem einzigen oder mit mehreren Fülloch/Füllöchern benachbarter Ofenkammer gestattenden Position am Füllwagen (103) 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) angeordnet 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 (18) vorgesehen sind.

Claims

1. A method of extracting the charging gases produced when using a charging car (103) to charge a coke oven battery (101) with coal, wherein the charging gases are piped via both the ascending pipe (25) of the oven chamber (100) to be charged and a transfer pipe, displaceable by the charging car (103), through the gas-collecting chamber of an adjacent oven chamber and via the ascending pipe (23) of the latter into the collecting main (24) of the coke oven battery (101), characterised in that some of the charging gases are extracted, via some or all of the charging holes (1, 2, 3 and 4) of the coke oven chamber (100) to be charged, by means of charging telescopes (5, 6, 7 and 8) having charging-gas transfer chambers, such as ring-gap chambers R, are collected by means of one or more gas-collecting pipes and are piped by means of one or more charging-gas transfer telescopes (21) via one or more charging holes of an adjacent oven chamber into the gas-collecting chamber thereof and via the ascending pipe (23) of the latter into the collecting main (24) of the coke oven battery (101).

2. A method according to claim 1, characterised in that the extraction power is regulated by determining the current pressure and/or the temperature at the charging telescopes (5, 6, 7 and 8) and/or in the gas-collecting pipe.

3. A method according to claim 1, characterised in that the extraction power is controlled in accordance with the lapse of time during the charging time.

4. A device for extracting the charging gases produced when using a charging car (103) to charge a coke oven battery (101) with coal, in particular for carrying out the method according to any one of claims 1 to 3, comprising a transfer arrangement provided on a charging car (103) and connectable to an adjacent oven chamber, characterised in that charging telescopes (5, 6, 7 and 8) having charging-gas transfer chambers, such as ring-gap chambers R, are provided for some or all of the charging holes (1, 2, 3 and 4) of the coke oven chamber (100) to be charged, in that the charging-gas transfer chambers, such as ring-gap chambers R, are connected to one or more transfer telescopes (21) by one or more charging-gas collecting pipes, and in that the one or more transfer telescope(s) (21) is/are arranged in a position on the charging car (103) permitting fluidic connection of the transfer telescope(s) (21) to one or more charging holes of adjacent oven chambers.

5. A device according to claim 4, characterised in that one or more hot-gas ventilators or fans (17) with adjustable delivery (19) is/are arranged in the charging-gas collecting pipe.

6. A device according to claim 5, characterised in that temperature and/or pressure sensors for controlling the hot-gas ventilator or fan (18) are provided on some or all charging telescopes (5, 6, 7 and 8) and/or in the gas-collecting pipe.

Revendications

1. Procédé pour éliminer les gaz de remplissage produits lors de l'utilisation d'un wagon de chargement (103) lors du remplissage d'une batterie de fours à coke (101) avec du charbon, par aspiration, où les gaz de remplissage sont guidés à la fois par la conduite montante (25) de la chambre de four à remplir (100) et aussi par une conduite de transition déplaçable avec le chariot de remplissage (103) à travers l'enceinte collectrice de gaz d'une chambre de four avoisinante et par la conduite montante (23) de celle-ci dans le collecteur (24) de la batterie de fours à coke (101), caractérisé en ce qu'une partie des gaz de remplissage est aspirée par plusieurs ou par tous les trous de remplissage (1, 2, 3 et 4) de la chambre de fours à coke à remplir (100) à l'aide de téléscopes de remplissage (5, 6, 7 et 8) avec des chambres de passage de gaz de remplissage, comme des chambres à passage annulaire R, est collectée au moyen d'une ou de plusieurs conduites collectrices de gaz et est guidée au moyen d'un ou de plusieurs téléscopes de transition de gaz de remlissage (21) par un trou de remplissage ou par plusieurs trous de remplissage d'une chambre de four avoisinante dans l'enceinte collectrice de gaz de celle-ci et par la conduite montante de celle-ci (23) dans le collecteur (24) de la batterie de fours à coke (101).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la capacité d'aspiration est réglée par la détection de la pression produite et/ou la température aux téléscopes de remplissage (5, 6, 7 et 8) et/ou dans la conduite collectrice de gaz.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la capacité d'aspiration est commandée conformément au déroulement du temps pendant le temps de remplissage.

4. Dispositif pour éliminer les gaz de remplissage produits, en utilisant un chariot de remplissage (103), lors du remplissage d'une batterie de fours à coke (101) avec du charbon, par aspiration, notamment pour exécuter le procédé selon l'une des revendications 1 à 3, avec une installation de transition disposée sur un chariot de remplissage (103) qui peut être reliée à une chambre de four avoisinante, caractérisé en ce que sont prévus pour plusieurs ou pour tous les trous de remplissage (1, 2, 3 et 4) de la chambre de fours à coke à remplir (100), des téléscopes de remplissage (5, 6, 7 et 8) avec des chambres de passage de gaz de remplissage, comme des chambres à passage annulaire R, en ce que les chambres de passage de gaz de remplissage, telles que les chambres à passage annulaire R sont reliées par une seule ou plusieurs conduites collectrices de gaz de remplissage à un seul ou plusieurs téléscopes de transition (21) et en ce que l'unique ou plusieurs téléscopes de transition (21) sont disposés à une position au chariot de remplissage (103) permettant une liaison fluidique du ou des téléscopes de transition (21) avec un seul ou plusieurs trous de remplissage de chambres de four avoisinantes.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est disposé dans la conduite collectrice de gaz de remplissage un seul ou plusieurs ventilateurs ou souffleries de gaz chaud (17) avec un flux de convoyage régulable (19).

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que sont prévus à plusieurs ou à tous les téléscopes de remplissage (5, 6, 7 et 8) et/ou dans la conduite collectrice de gaz des sondes de température et/ou de pression pour la commande du ventilateur ou soufflerie de gaz chaud (18).

Zeichnung