DE363186C

DE363186C - Verfahren der Erzeugung eines ohne Vorwaermung verwendbaren Heizgases fuer Koksoefen durch Einblasen von ueberhitztem Wasserdampf in die Ofenkammern kurz vor oder nach beendeter Garung

Info

Publication number: DE363186C
Application number: DEF47085D
Authority: DE
Original assignee: PETER VON DER FORST DR
Current assignee: PETER VON DER FORST DR
Priority date: 1920-06-24
Filing date: 1920-06-24
Publication date: 1922-11-04

Description

Verfahren der Erzeugung eines ohne Vorwärmung verwendbaren Heizgases für Koksöfen durch Einblasen von überhitztem Wasserdampf in die Ofenkammern kurz vor oder nach beendeter Garung. Bei der Beheizung von Koksofenbatterien bietet ein nachträglicher Übergang von der Eigengasbeheizung zur Fremdgasbeheizung insofern Schwierigkeit, weil die als Fremdgas zur Verfügung stehenden Gasarten, nämlich Generatorgas oder Hochofengas, die zur Beheizung der Kokskammern erforderlichen Temperaturen und Wärmemengen nur bei Vorwärmung der Gase zu liefern vermögen, wozu die Einrichtungen, Regeneratoren oder Rekuperatoren, bei für Eigengasbeheizung gebauten Ofen meistens nicht zur Verfügung stehen.
Andererseits lassen sich auch mit der namentlich bei Leuchtgasanstalten gebräuchlichen Dampfzufuhr zur Kokskammer am Ende der Garungszeit oder nach beendigter Garung selbst bei sehr hoher Dampfüberhitzung keine zur Beheizung der Ofen hinreichende Mengen Wassergas gewinnen, da hierfür die Wärmezufuhr zu den Ofen nicht ausreicht. Denn eine Wärmebilanz zeigt ohne weiteres, daß - bei der üblichen Wärmezufuhr zu den Ofen von 7oo W. E. auf I kg Kohlenstoff - auf o,536 kg vergasten Kohlenstoff oder 2 cbm Wassergas ein ungedeckter Wärmebetrag von rund 854W. E. vorhanden ist. Infolge des schnellen Erkaltens der Ofen ist also ein ausgiebiges Erblasen von Wassergas im Koksofen nur für eine verhältnismäßig kurze Zeit möglich. Man hat allerdings vorgeschlagen, dem Wasserdampf zwecks Anreicherung des Wassergases Teeröl zuzusetzen. Aber ganz abgesehen davon, daß die Beheizung der Koksofenbatterien mit Schwachgas gerade das Ziel verfolgt, hochwertige Brennstoffe für diesen Zweck zu ersparen, wird durch dieses Verfahren die zuvor erwähnte Schwierigkeit nicht beseitigt, daß der Ofen wegen einer Unterbilanz in der Wärmezufuhr nach kurzer Zeit zur Aufrechterhaltung der Wassergasbildung zu stark erkaltet.
Gemäß der Erfindung soll nun eine Beheizung der Batterien mit Schwachgas ohne Vorwärmung desselben dadurch ermöglicht werden., daß nach der Garung oder am Ende der Garung in eine oder mehrere Kokskammern unter Beibehaltung ihrer normalen äußeren Beheizung ein Gemisch von Wasserdampf und Luft eingeblasen wird. Auf diese Weise ist es ermöglicht, ein Halbwassergas von solch hohem Heizwert, nämlich etwa 2ooo W. E. gegenüber etwa goo W. E. /cbm bei Hochofengas und etwa zaoo W. E. /cbm bei Generatorgas, zu erzeugen, daß dieses einerseits ohne Vorwärmung und anderseits auch unter Verwendung oder Beibehaltung der für Eigengas üblichen Brennereinrichtungen und -abmessungen die erforderlichen Temperaturen und Wärmemengen zur Beheizung der gesamten Batterie zu liefern vermag. Dabei wird dem Wasserdampf Luft nur in solcher Menge zugeführt, wie zur Aufrechterhaltung der Wärmebilanz erforderlich ist; die nachstehende Wärme bilanz legt dies im einzelnen klar.

Es sei angenommen, daß dem Koksofen durch die Beheizung in den Heizzügen die übliche Wärmemenge von 7oo W. E. auf I kg Einsatz zugeführt wird. Alsdann zeigt die Wärmebilanz, daß bei dieser äußeren Beheizung zur Aufrechterhaltung des Wärmeprozesses die Zufuhr vor wie der Wasserdampf auf etwa Iooo ° C erhitztes Luft solcher Menge genügt, daß auf 2 cbm Wassergas zusätzlich noch etwa o,5 cbm Kohleroxydgas entsteht, oder indem zu I cbm Wasserdampf etwa I cbm Luft zugesetzt wird. Denn zur Vergasung von o,536 + o,5 ₧ o,536 kg Kohlenstoff ist an Wärmeaufwand erforderlich An Bildungswärme zur Erzeugung

von 2 cbm Wassergas = ....... I267 W. E.

Eigenwärme von Wassergas und

Generatorgas

3,44 cbm ₧ o,33I ₧ Iooo = ...... II38 - -

unzersetzter Wasserdampf (2o Pro-

zent) ........................ 98 - -

im ganzen 25o3 77.

An Wärme für den Vorgang wird geliefert:

Verkokungswärme

875 W.E. ₧ I,5 ₧ o,536 kg C = 703,5 W. E.

durch den auf Iooo ° C überhitzten

Wasserdampf = ............. 49o - -

durch die auf Iooo° C überhitzte

Verbrennungsluft

I,Ig cbm ₧ o,33I ₧ Iooo = .... 3939 - -

durch die Eigenwärme des aufge-

zehrten Kokses

I.5 ₧ 0,536 ₧ 0,4 ₧ Iooo = ..... 32I,6 - -

an Verbrennungswärme von C zu

o,5 cbm CO = .............. 65I,5 - -

im ganzen 256o,5 W. E.

Berücksichtigt man, daß die Gase mit einer tieferen Temperatur als mit Iooo ° entweichen, so ergibt sich, daß jene der Berechnung zugrunde gelegte geringe Luftmenge mehr als hinreichend ist, um eine restlose Vergasung des Kokses durchzuführen, und daß die Luftmenge zugunsten der Zusammensetzung des Gases sogar noch verringert werden kann.

Das erhaltene Gas besteht aus: 2 cbm Wassergas + o,5 cbm CO + o,94 cbm N2 oder 29,7 Prozent H2+ 43,6 Prozent CO + z7,3 Prozent N2, und sein oberer Heizwert beträgt 22I9 W. E.und der untere Heizwert 2o83 W. E. Bei einer Verbrennungsluftvorwärmung von 9oo ° C ergibt ein so hergestelltes Heizgas eine Verbrennungstemperatur von rund 22oo' C, währendDestillationsgas von 4ooo W. E. bei gleicher Luftvorwärmung eine Verbrennungstemperatur von rund 255o' C ergibt.
Zur Bestreitung des üblichen und der obigen Rechnung zugrunde gelegten Wärmebedarfs der Öfen wird von diesem Gas von etwa halbem Heizwert des Destillationseigengases etwa die doppelte Gasmenge benötigt, während die Mengen der Verbrennungserzeugnisse infolge des verschiedenen Luftbedarfs annähernd Bleichbleiben. Infolgedessen ist, wie eingangs erwähnt, bei Verwendung eines derartigen Gases die Benutzung oder änderungslose Beibehaltung der für Eigengasbeheizung üblichen Brennereinrichtungen und -abmessungen möglich. Man kann also ohne jede Änderung der Heizeinrichtung sofort von der Eigengas- zur Schwachgasbeheizung übergehen, wenn in die einzelnen Kammern in an sich bekannter Weise noch einige Düsen zur Zuführung des Dampfluftgemisches eingebaut werden.
Das vorherige Mischen von Wasserdampf und Luft kann in der Weise erfolgen, daß die Luft bei einer entsprechenden Erwärmung, im vorliegenden Falle bei etwas über 8o° C, mit Wasserdampf gesättigt und mit diesem zusammen in Regeneratoren oder Rekuperatoren auf etwa iooo° C überhitzt wird. Die Zufuhr des Dampfluftgemisches kann anstatt durch senkrechte Düsen auch durch wagerecht oder schräg in die Kammern mündende Düsen oder durch einen oder mehrere wagerechte Sohlkanäle erfolgen. Das so in den Kokskammern erzeugte Gas dient nun zur Batteriebeheizung, indem ihm die zu seiner Verbrennung erforderliche, in den Regeneratoren oder Rekuperatoren vorgewärmte Luft vor den Heizzügen zugeführt wird; es kann indessen auch ein Teil des Heizgases mit durch die Regeneratoren oder Rekuperatoren geleitet werden.

Claims

PATEN-T-ANsPRUcH: Verfahren der Erzeugung eines ohne Vorwärmung verwendbaren Heizgases für Koksöfen durch Einblasen von überhitztem Wasserdampf in die Ofenkammern kurz vor oder nach beendeter Garung, dadurch gekennzeichnet, daß unter Beibehaltung der Heizung der überhitzte Dampf im Gemisch mit erhitzter Luft in die Ofenkammer eingeführt wird.