EP0212611B1

EP0212611B1 - Kokstrockenkühlkammer

Info

Publication number: EP0212611B1
Application number: EP86111408A
Authority: EP
Inventors: Kurt Dr. Lorenz; Horst Dungs; Manfred Rudel; Klaus-Dieter Kemper
Original assignee: Still Otto GmbH
Current assignee: Still Otto GmbH
Priority date: 1985-08-30
Filing date: 1986-08-18
Publication date: 1990-10-31
Anticipated expiration: 2006-08-18
Also published as: US4832795A; ATE57952T1; DE3530984C1; EP0212611A3; EP0212611A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Kokstrockenkühlkammer mit als Kühlwände ausgebildeten senkrechten Außenwänden und in der Kühlkammer angeordneten parallelen senkrechten Kühlwänden und quer dazu verlaufenden Stützwänden.
Derartige Kokstrockenkühlkammern sind in "Technischen Mitteilungen", Heft 9/1982, Seiten 434 bis 439 ausführlich beschrieben. Bild 3 auf Seite 435 zeigt die Anordnung der Kühwände im Koksschacht, wobei die sogenannten Membranrohrwände aus senkrecht und parallel zueinander angeordneten Rohrreihen bestehen, die jeweils über Stege miteinander verbunden sind. Zur Erreichung eines guten Wärmeübergangs von den heißen Koks an das Kühlmedium in den Rohren sind dabei die Rohre unverkleidet. Es hat sich nun gezeigt, daß die einem jahrelangen Dauerbetrieb der Kokstrockenkühlkammer es zu einem gewissen Verschleiß an den Rohrwänden kommt, so daß im Extremfall die Rohrwände ausgetauscht werden müssen.
Aus der EP-A-0 071 804 ist ebenfalls eine Vorrichtung zur trockenen Kokskühlung bekannt, wobei dem Koks und dem aufgeheizten Kühlgas ein Teil seines Wärmeinhaltes über von einem Teil der Schüttgutbegrenzungsfläche berührte Wasserverdampfungsflächen entzogen wird und das aufgeheizte Kühlgas einen weiteren Teil seines Wärmeinhaltes an zusätzliche schüttgutfreie Austauschoberflächen zur Wasserverdampfung abgibt, bevor es der Rückkühlung zugeleitet wird. Im oberen Bereich der Kühlkammer sind dabei schüttgutfreie Teilräume mit käfigartigen wasserführenden Kühlrohrreihen angeordnet, durch die das Kühlgas aus dem Schüttgut kommend in die Teilräume eintritt. Die einzelnen Kühlrohre sind hierbei einem hohen Verschleiß und einer starken mechanischen Beanspruchung ausgesetzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Konstruktion vorzuschlagen, bei der ohne wesentlichen Verlust der Wärmeleitfähigkeit ein Verschleiß an den Rohren gänzlich vermieden wird und wobei auch nach jahrelangem Betrieb ein Auswechseln der Rohre nicht erforderlich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Kühlwände und die Stützwände aus geschlossenen und durchgehenden Wandflächen bestehen und daß die Kühlwände und/oder Stützwände nach unten hin schmaler werden und die von den Kühl- und Stützwänden gebildeten, etwa rechteckigen Kokskühlschächte sich nach unten hin erweitern. Durch diese konische Ausführung der Kühl- bzw. Stützwände in der Kühlkammer wird der seitliche Druck auf die Wände erheblich verringert und beim Herabgleiten der heißen Koksstücke an diesen Wänden vorbei wird auch der Abrieb entscheidend verringert. Während bei der bisherigen Ausführung die Verschleißrate bei ca. 0,4 mm/Jahr liegt, so kann sie in Folge einer Konizität, wie sie im Anspruch 3 angegeben ist, auf etwa die Hälfte reduziert werden. Dabei ist es insbesondere günstig, wenn die Erweiterung der Kokskühlschächte nach unten hin stufenlos erfolgt, so daß möglichst keine Unregelmäßigkeiten während der Bewegung des Kokses an den Wänden entlang entstehen und von daher keine Stellen mit wewentlich höherem Verschleiß auftreten.
Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß an den Membranrohrwänden außen ebene, auswechselbare Verschleißplatten angeordnet sind und der Zwischenraum zwischen den Verschleißplatten und den Rohren bzw. Stegen mit hochwärmeleitfähigem Material ausgefüllt ist und daß die Verschleißplatten und/oder die Schicht aus hochwärmeleitfähigem Material in der Kühlkammer nach unten hin dünner werden. Bei dieser Ausführung sind die Kühlwände in der Kühlkammer senkrecht und völlig eben angeordnet, so daß der heiße Koks ohne nennenswerten Abrieb von oben nach unten an den Wänden herabgleiten kann. Die aus metallischen Materialen bestehenden Verschleißplatten besitzen ohnehin eine hohe Wärmeleitfähigkeit und der Zwischenraum zwischen den Verschleißplatten und den Rohren, insbesondere in dem Bereich der Stege zwischen den einzelnen Rohren, ist z. B. nicht mit einer wärmeisolierenden Luftschicht, sondern mit hochwärmeleitfähigem Material ausgefüllt, Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß trotz geringfügiger Verringerung der Wärmeaustauschfläche und trotz Vergrößerung der effektiven, von der Wärme zu durchdringenden Wandstärke der Wärmeübergang an das aufzuheizende Kühlmedium in den Rohren nicht nennenswert verschlechtert wird.
Als hochwärmeleitfähiges Material wird erfindungsgemäß Graphit bzw. Diabon oder wärmeleitfähiger Beton vorgeschlagen. Dabei beträgt die Wärmeleitfähigkeit teilweise über 100 Watt/m und Kelvin. Es kann aber auch verdichteter bzw. gepreßter und/oder mit Bindemittel versehener Koksgrus bzw. -staub und/oder Graphitstaub verwendet werden. Die letzteren Materialien haben den Vorteil, daß sie teilweise Produkte der Kokerei sind und von daher preiswert zu haben sind. Diese Materialien können an Ort und Stelle nach Montage der Rohre und der Verschleißplatten in die verbleibenden Zwischenräume eingepreßt oder als vorgefertigte Elemente eingesetzt werden.
Die Verschleißplatten an beiden Seiten der Membranrohrwände werden günstigerweise über Schrauben und/oder Zuganker miteinander verbunden und vor den Rohren festgehalten. Im Bedarfsfall können dann auch einzelne Verschleißplatten ausgewechselt werden.
Da die Verschleißplatten völlig von den Kühlrohren getrennt angeordnet sind, kann ihnen eine gewisse Konizität in Flußrichtung des heißen Kokses vorgegeben werden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß der Verschleißplattenabstand im oberen Bereich der Membranrohrwände größer ist als im unteren. Die Verwendung der Verschleißplatten in Verbindung mit der hochwärmeleitfähigen Zwischenlage hat aber auch den wirtschaftlichen Vorteil, daß das druckführende Rohrleitungssystem nicht mehr unter Berücksichtigung des möglichen Verschleißes ausgelegt werden muß. Diese Ausführung benötigt also nicht mehr Rohre von erheblicher Wanddicke. Darüber hinaus entfällt ein hoher Anteil von Schweißnähten mit großen Querschnitt.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren 1 bis 5 beispielsweise näher erläutert.

Figur 1 zeigt schematische einen Teil der Kühlkammer im senkrechten Schnitt.
Figur 2 ist ein waagerechter Schnitt zu Figur 1.
Figur 3 zeigt im senkrechten Schnitt Ausschnitte der Membranrohrwände.
Figur 4 is ein Schnitt nach der Linie A-A von Figur 3.
Figur 5 ist ein Schnitt nach der Linie B-B von Figur 3.

In der schematischen Darstellung nach Figur 1 ist der obere Teil einer Kühlkammer dargestellt mit der Einfüllöffnung (1) und den äußeren Wänden (2) sowie den inneren Stützwänden (3). Rechtwinklig zu den Stützwänden (3) verlaufen die inneren Kühlwände (5), wobei die Oberkante der Kühlwände (5) in Figur 1 mit (14) bezeichnet ist. Zum Schutz vor dem von oben eingefüllten heißen Koks besitzen sowohl die Stützwände (3) als auch die Kühlwände (5) an ihrer Oberseite eine abgerundete Verschleißschicht. Wie in der Figur 3 angedeutet, kann die Oberkante auch eine etwa ebene Fläche (14) sein, auf der sich als gewisse Verschleißschutzschicht Koksstücke ablagern. Gleichzeitig stehen dabei die seitlichen senkrechten Verschleißplatten (10) nach oben mit der Verschleißkante (15) über.
Aus der Figur 1 ist weiterhin die Konzität der Außen- und Innenwände der Kühlkammer mit Erweiterung der Kokskühlschächte (6) nach unten hin ersichtlich. Figur 2 zeigt die an sich bekannte Anordnung von Stütz- und Kühlwänden (3) und (5) in der Kühlkammer. Aus den Figuren 3 bis 5 ist der Aufbau der einzelnen Membranrohrkühlwände (5) mit unterem Kühlmittelverteiler (7), den Kühlrohren (8) sowie dem Sammler (9) beschrieben. An den koksberührten Seiten der Kühlwände (5) sind die Verschleißplatten (10) angeordnet, die über durch die Stege (12) geführte Befestigungselemente (13) vor den Rohren bzw. dem hochwärmeleitfähigen Material (11) gehalten werden. Zur Erreichung der erfindungsgemäßen Konizität kann die zwischen den Rohren und den Verschleißplatten angeordnete Schicht aus hochwärmeleitfähigem Material verschieden dick sein, d. h. die Dicke nimmt von oben nach unten hin ab.

Bezugszeichenliste

(1) Einfüllöffnung des Kokses
(2) Außenwände der Kühlkammer
(3) Stützwände
(4) Oberkante von (3) mit Verschleißschicht
(5) innere Kühlwände
(6) Kokskühlschacht
(7) Kühlmittelverteiler
(8) Kühlrohre
(9) Sammler
(10) Verschleißplatten
(11) hochwärmeleitfähiges Material
(12) Stege
(13) Befestigungsschrauben für (10)
(14) Oberkante von (5)
(15) Verschleißkante

Claims

1. Kokstrockenkühlkammer mit als Kühlwände ausgebildeten senkrechten Außenwänden und in der Kühlkammer angeordneten parallelen senkrechten Kühlwänden und quer dazu verlaufenden Stützwänden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlwände (2), (5) und die Stützwände (3) aus geschlossenen und durchgehenden Wandflächen bestehen und daß die Kühlwände (2), (5) und/oder Stützwände (3) nach unten hin schmaler werden und die von den Kühl- und Stützwänden gebildeten, etwa rechteckigen Kokskühlschächte (6) sich nach unten hin erweitern.

2. Kokstrockenkühlkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung der Kokskühlschächte (6) stufenlos erfolgt.

3. Kokstrockenkühlkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokskühlschächte (6) sich mit einer Konizität von etwa 0,1 bis 5%, vorzugsweise 0,5 bis 1,5%, nach unten hin erweitern.

4. Kokstrockenkühlkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit in der Kühlkammer als Membranrohrwände in Rohr-Steg-Rohr-Konstruktion angeordneten wasserdurchflossenen Kühlwänden, dadurch gekennzeichnet, daß an den Membranrohrwänden (5) außen ebene, vorzugsweise parallele Verschleißplatten (10) angeordnet sind und der Zwischenraum zwischen den Verschleißplatten (10) und den Rohren (8) bzw. Stegen (12) mit hochwärmeleitfähigem Material (11) ausgefüllt ist und daß die Verschleißplatten (10) und/oder die Schicht aus hochwärmeleitfähigem Material (11) in der Kühlkammer nach unten hin dünner werden.

5. Kokstrockenkühlkammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das hochwärmeleitfähige Material (11) aus Graphit bzw. Diabon oder wärmeleitfähigem Beton besteht.

6. Kokstrockenkühlkammer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das hochwärmeleitfähige Material (11) aus vorzugsweise vorgefertigten Elementen aus verdichtetem Koksstaub/-grus bzw. preßtem und/oder mit Bindemittel versehenem Graphitstaub besteht.

7. Kokstrockenkühlkammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißplatten (10) an beiden Seiten der Membranrohrwände (5) über Schrauben (13) und/oder Zuganker miteinander verbunden sind und vor den Rohren (8) gehalten werden.