DE2323690A1

DE2323690A1 - Vorrichtung zum sammeln von in die athmosphaere abgegebenen emissionen

Info

Publication number: DE2323690A1
Application number: DE2323690A
Authority: DE
Inventors: James Dale Patton; Edward Howell Roe
Original assignee: SGL Carbon Corp
Current assignee: SGL Carbon Corp
Priority date: 1973-03-19
Filing date: 1973-05-10
Publication date: 1974-10-17
Also published as: ATA433773A; GB1396083A; AT359036B; CA986428A; AU450436B2; BE799573A; JPS5144522B2; US3844901A; AU5547073A; IN140021B; JPS4985101A; DE2323690B2

Description

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Great Lakes Carbon Corporation, New York

N.Y. / USA

Vorrichtung zum Sammeln von in die Atmosphäre abgegebenen Emissionen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sammeln von teilchenformiger Substanz und Gasen^die bei thermischen chemischen Reaktionen erzeugt wurden.Die Erfindung ist
insbesondere in Verbindung mit dem Einsammeln solcher
Produkte vorteilhaft, die in die Atmosphäre von der Koks-

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seite einer Koksofenkammer ausgestossen werden.

Es besteht eine ansteigende Nachfrage bezüglich der MI-niraierung oder Vermeidung von durch verschiedene indur strielie Prozesse erzeugtet¹ Luftverschmutzung. Insbesondere sind seit langem Anstrengungen gemacht worden, die durch Emissionen aus Koksretorten oder Koksofenbatterien bedingte Luftverschmutzung zu vermeiden, wenn in derartigen Industrieeinheiten Kohle verkohlt wird und nach Beendigung des Kokungszyklus der Koks aus dem Ofen in einen -Äbschreckwagen zum Abkühlen ausgeschoben wird. Bemühungen dieser Art reichen wenigstens bis auf das Jahr 1906 zurück, als die US-Patentschrift 809 645 ausgegeben wurde. Darin wird ein Verfahren zum Abpumpen der Gase und teilchenförmlger Substanzen aus einer Reihe von Retorten In eine gemeinsame Leitung-beschrieben, die mit entsprechenden öffnungen und Klappen ausgerüstet Ist, jedoch werden hierbei die Emissionen von den Koksretorten gegebenenfalls nach aussen zur Atmosphäre gefördert« Seit dieser Zeit·wurden verschiedene Zusatzeinrichtungen mit dem Ziel vorgeschlagen, der Luftverschmutzung durch Emissionen aus Koksöfen entgegenzutreten. Diesbezüglich wird auf die US-Patentschriften 5.650. 852, 5,647.656, 5.567.844, 5.676.505, 5.715.282 und 5.7I6. 452 verwiesen, die sich dadurch auszeichnen, dass Abzugshauben mit oder ohne Gebläseabsaugeinrichtungen vorgesehen sind, die unmittelbar auf dem Koksführungsschild angeordnet sind oder ein Merkmal desselben darstellen. Dieses Koks-führungsschxld wird gewöhnlich in anliegendem Bezug zu einem Koksofentürpfosten bewegt, so dass ein Durchlassweg über die Koksführungsplattform und Lauf-

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bahn unmittelbar neben und parallel zur Koksofenbatterie auf der Koksseite gebildet wird. Desweiteren soll durch die Koksführung ein Verschütten des Koks, vermieden werden, wenn dieser vom Ofen ausgestossen wird. Auch wurde ein Abzug oder eine Ummantelung zu einer Komponente oder einem Teil des Abschreckwagens gemacht, der auf einer Laufbahn unterhalb des KoksführungsSchildes zur Aufnahme des heissen Koks und zum Transport desselben zu einer Abschreckstation angeordnet ist. Derartige Einrichtungen zeichnen sich durch Verwendung komplizierter Vorrichtungen aus, die längs des Profils der Koksöfen auf der Koksseite der Batterie zusammen mit dem Koksführungsschild oder Absehreekwagen oder beiden verschoben werden müssen. Bei der US-Patentschrift 3*630.852 ist eine geschlossene Kammer beschrieben, die aus einem Dach besteht, das an der Frontfläche der Koksofenbatterie auf der Koksseite anliegt und weiter eine vertikale Wandverlängerung des Daches aufweist, die eine abgedichtete Kammer zur Aufnahme des heissen Koks bildet. Diese Kammer wird durch einen Absaugkanal entleert. Auf diese Weise kann keine Atmosphärenluft in Berührung mit dem Koks bei dieser Anordnung kommen. Darüberhinaus sind die Überlebensehancen für Arbeiter unter dieser Absaugeinrichtung ausserordentlich gering wegen der sehr hohen Temperaturen, die innerhalb eines solchen Abzugs erreicht werden. Desweiteren erzeugt der durch die hohen Wärmeverhältnisse entstandene Gasdruck, der sich innerhalb des Abzugs beim Ausstossen der Kohle aufbaut, einen beträchtlichen Druck auf die Kammer, so dass die Gase dreh die Koksentweichungsschlitze entweichen können.Bei der US-Patentschrift 3.716.457 ist ein Abzug vorgesehen, der sich über die

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Länge der Koksofenbatterie erstreckt und am Boden offen ist. Dieser Abzug ist in Zellen' oder Abteile unterteilt. Der obere Teil jeder Zelle ist mit einem Ventil-versehenen Auslass, der an einer Absaugleitung angeschlossen ist, versehen. Jedes Abteiljmuss den Gasdruck aufnehmen, der durch das Ausstossen einer Kokscharge vom Ofen abgegeben wird, und das durch ein Abteil geschaffene Volumen ist nicht in der Lage, dem resultierenden erhöhten Volumen an Gasen und suspendierten Partikeln gerecht zu werden, wenn der Koks ausgestossen wird und die Gase einschliesslich der Atmosphäre vor dem Ofen um einige Grössenordnungen aufgrund der hohen Temperatur des Koks (gewöhnlich 98l°C bis 1095°C /I8OO°P bis 2000⁰F^) ansteigen. Selbst wenn das Abteil einem Absaugen unterworfen wird, kann die erhebliche Volumenvergrösserung die Gase nicht aufnehmen, so dass die Gase ebenso wie die teilchenförmigen Substanzen gezwungen werden,zu einer Seite des betreffenden Abteils zu wandern und in die Atmosphäre ausserhalb des Abzuges einzutreten. Darüberhinaus erfordert diese Anordnung bewegliche Wände am Schlitten der Koksführung.

Durch die Erfindung soll daher eine Vorrichtung geschaffen werden, die die Koks führung--und Abschreckwagenbereiche auf der Koksseite der Koksofenbatterie überdeckt, die₌sich längs der gesamten Koksofenbatterie erstrecken soll, die das gesamte thermische durch Ausstossen eines mit Koks gefüllten Ofens erzeugte thermfche Volumen aufzunehmen vermag, die ebenfalls Einrichtungen aufweisen soll, um die teilchenförmige Substanz innerhalb der Auffangeinrichtung zurückzuhalten und zu klassifizieren und die die Gase und einen Teil der teilchenförmigen Substanz mittels einer Ab-

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saugleitung zu einer zweckentsprechenden Auswaschvorrichtung absaugt. Gleichzeitig soll, dieses Gehäuse oder die Auffangzone permanenter oder stationärer Art sein und damit kein Teil der Koksführung oder des Koksabsehreckwagens darstellen, so dass diese sich frei längs ihrer zugehörigen Laufbahnen in Lateralrichtung vor der Koksofenbäte· terie bewegen können, ohne durch Abzüge, Panele, Absaugkanäle und andere in den vorausgegangenen Patenten beschriebene Einrichtungen behindert werden.

Demzufolge ist die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung oder Einrichtung zum Einfangen oder Sammeln der Dämpfe und teilchenförmigen Substanzen gerichtet, die normalerweise in die Atmosphäre bei einer Vielzahl von thermischen chemischen Reaktionen abgegeben werden. Die Vorrichtung erfüllt insbesondere diese Aufgaben in Verbindung mit dem Betrieb einer Nebenproduktkoksofenbatterie, da sie die Dämpfe von leckenden Dichtungen an oder um die Türen sammelt, die die Enden der Koksöfen einschliessen und da sie ferner die Dämpfe und teilchenförmigen Substanzen sammelt, die beim Ausstossen des Koks aus- den öfen nach jedem Verkokungszyklus gebildet werden. Die Dämpfe von den Kokstüren und die Dämpfe und die teilchenförmigen Substanzen, die beim Ausstossen des Koks aus der Koksofenbatterie erzeugt werden oder aus anderen industriellen Arbeitsabläufen stammen, werden nachfolgend allgemein mit dem Begriff, Emissionen bezeichnet.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist ein Gehäuse auf, das sich über die gesamte Länge der die Emissionen erzeugenden Vorrichtung und insbesondere einer Koksofenbatterie, an deren Koksseite erstreckt. Das Gehäuse hat ein Spitzdach mit Endpanelen und Dachpanelen, die sich nach

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aussen und nach unten von der Dachspitze erstrecken und die höher als die Quelle der Emissionen sind. Vom unteren Bereich oder der Kante der Dachpanele hängt wenigstens ein zusätzliches Panel herab, das sich nach innen und nach unten von dem unteren Bereich oder der Kante eines Dachpanels zur Aussenseite des Abschreckwagens erstreckt, jedoch jenseits der Aussenseite endet. Die obere Zone der durch die vorgenannten Panele definierten Vorrichtung dient a3~s Expansionszone u. unters tut st nicht nur die Aufnahme des thermischen Volumens, das durch die heissen, beim Ausstossen des Koks aus dem Ofen erzeugten Gase eingenommen wird, sondern bewirkt ciuch eine Auf wärt ε geschwindigkeit der Emissionen. Diese obere Zone schafft ferner einen Raum,durch den der Weg der aufwärtssteigenden heissen Gase und eingeschlossenen Partikel in eine umwälzende Waise verändert wird, so dass sich hierdurch die Klassifizierung der teilchenförmigen Substanzen in feine Partikel, (d.h. weniger als etwa 1 /u) und grobe Partikel leichter durchführen lässt. Die feinen Partikel werden dabei abgezogen, während die gröberen Partikel zum Bo-. den fallen und dort periodisch entfernt werden. Von den Kanten oder unteren Bereichen der vorgenannten Panele hängen im wesentlichen vertikale Wände nach unten sur Quelle der Emissionen herab, jedoch erstrecken sie sich nicht so weit nach unten, dass eine Luftzirkulation über das untere Ende der Wände und nach oben durch das Gehäuse verhindert wird. Ein sich verjüngender Absaugkanal ist im oberen Teil der Expanisonszone des Gehäuses angeordnet. Der Kanal weist einen progressiv ansteigenden Querschnitt auf ,wem β? sich "der-Absaugseite eines Gebläses am Ende des Kanals :nähert . Dieser Kanal ist mit Luftansaugstutzen ausgerüstet, die nach aussen vom Kanal von darin angebrachten öffnungen vorragen und derartig ange-

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ordnet sind, dass bei anlegen eines Soges an den Kanal über diesen ein im wesentlichen ausgeglichener Gasdruck vorliegt. Absaugeinrichtungen, wie beispielsweise ein Koaxialgebläse, sind ferner vorgesehen,' um einen Unterdruck im Kanal zu erzeugen, so dass der feinere Teil der Partikel und die Gase von der thermischen Expansionszone in gesteuerter Menge und ausgeglichener Luftströmung abgezogen werden. Diese teilchenförmigen Substanzen werden danach einer passenden Auswascheinriehtung zugeführt.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivisel·^ sehaubildhafte Ansicht der Emissionssammelvorrichtung, welche an der Seite und dem oberen Ende einer Koksofenbatterie angeordnet ist und die Koksführungs- und Abschreckwagenbereiche längs der Länge der Batterie überspannt;

Fig. 2 eine Querschnittsansieht längs der Schnittlinie 2-2 nach Fig. 1 mit Darstellung des Emissionsgehäuses nach der Erfindung einschliesslich des Absaugkanals der Koksführung und des Koksabsehreekwagensi

Fig. 5 einen den Wärmeausdehnungseffekt auf die Atmosphäre innerhalb des erfindungsgemässen Gehäuses zeigenden Schrieb bei Ausstossen des Koks aus einem Koksofen bei einer Temperatur von etwa 981°C;

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Pig. 4 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine fragmentarische, perspektivische Detailansi cht des Absaugkanals und der Luftansaugstutzen, die ein Teil der Erfindung bilden.

In rior Zeichnung ist die schaubildhaft dargestellte Keksofenbatterie mit dem allgemeinen EezugsMeichen 10 versehen und weist eine Vielzahl von parallel iajc'-ordneten Kokskafii« mern oder öfen 11 auf. Am Ende J.cdeo Koksofens befindet sich eine Tür 11a die entweder selbstdichtend oder nach herkömmlicher Praxis mit einem entsprechenden Ton oder anderem wärmebeständigen Material verkittet sein kann, so dass die Gase weitestgehend innerhalb des Ofens verbleiben, während die Kohlencharge darin verkokt wird. Das obere Ende der Koksofenbatterie stellt eine Ankersäule 11b dar. An der Koksofenseite der Batterie und direkt neben den einzelnen öfen befindet sich eine Laufbahn oder ein Bett 12, auf dem ein Koksführungswagen 13 angeordnet 1st. Der Führungswagen ist mit Seitenpanelen IJa aus-' gestattet und bewegt sich lateral längs der Koksofenseite auf Schienen 14. Auf einem noch niedrigeren Niveau neben dem Führungswagen und ebenfalls lateral zur Koksofenbatterie laufend befindet sich ein Abschreckwagen l$_y der auf einer Laufbahn 16 sich bex^egt. Sämtliche zuvor genannten Bauteile sind Standardausrüstungen und für den Fachmann bekannt. Das. die Koksführung und den Abschreckwagen überdeckende Gehäuse erstreckt sich in Längsrichtung längs der vorderen Koksseite der Batterie und in Querrichtung, so dass die Laufbahn für den Abschreckwagen eingeschlossen wird und ist mit dem allgemeinen Bezugszeichen

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gekennzeichnet. Dieses Gehäuse wird nachfolgend als Emissions auffangbauwerk bezeichnet. Es ist relativ zur Koksofenbatterie stationär und weist ein Spitzdach auf, welches höher als die Batterie liegt und aus Dachondpanelen 22a an jedem Ende des Daches und nach aussen und nach unten sich eratr.jukc den Dachpanelen 21 und 22 besteht. Dya erste !»achpanel 21 erstreckt sich nach aussen und nach unten über dem oberen Ende der Koksofonbatteriö und wird durch Säulen 27b gehalten. Die Säulen 27b ruhen auf der Koksofenankersäulo 11b und sind an dieser befestigt, so dass die.oe Seite der Dachkonstruktion gehalten wird. Das zweite Dachpanel 22 erstreckt sich nach aussen und nach unten jenseits der Koksführungs-und Abschreckwagengebiete. Ein drittes Panel 23 erstreckt sich nach unten und nach innen von der unteren Längskante des Dachpanels 22 zum Abschreckwagengebiet, jedoch endet es ausserhalb dieses Gebietes. Ein im wesentlichen vertikales Wandelement 25 hängt vom unteren Bereich oder der Kante des ersten Dachpanols 21 nach unten zum oberen Ende der Ankersäule 11b herab und nimmt vorzugsweise einen im wesentlichen gasdichten Sitz ein. Eine v/eitere im wesentlichen vertikale Wand 24 hängt nach unten, vom unteren Bereich des Panels 23 bis zu einer Stelle oder Ebene herab, die geringfügig oberhalb oder geradcmit dem oberen Ende des Abs ehre ekviagens liegt. Als Alternative hierzu kann gemäss Flg. ^l\- diese Wand sich nach unten nahezu der Markierung erstrecken, auf der der Abschreckwagen angeordnet ist, ohne jedoch damit in Kontakt zu treten, so dass die Luftströmungen innerhalb des Gehäusebauwerks einen Quer»- und Aufwärtszug bj lden können, wenn der Koks aus dem Ofen ausgestorben WJTd_xUnCl im Gehäuse ein thermischer Auftrieb entsteht. Die Vorrichtung erfordert ebenfalls, wenn in Vorbindung mit einer Koks-

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ofenbatterie· verwendet, ein nach innen und nach oben sioh erstreckendes Wärmeschild 27, das oberhalb den Koksführungsgebietes angeordnet ist und an die .Säulen ?7b, welche das Dachpanel 21 tragen, befestigt worden k?.nn. Dieses Schild erstreckt sich über die gesamte Il'n..ra der Koksofenbatterie und kann aus einem Stahl mit einer isolation, wie beispielsweise Kalzium- odor■ Magnesium«!Ilk-^;.t, Vielehe an der Unterseite und/oder an beiden Seiten befestigt ist, gebildet sein. Der Bereich, oberhalb dieses Warn t-Schildes oder Ablenkpanels 27 und unter dem Dachpanel 21, dient als Teil der Expannionszone B im oberen Bereich des Gehäuses. Es ist wichtig* dass dieses Wärmeschild in einer aufwärtsgeneigten Lage, wie in der Zeichnung dargoct^llt, angebracht wird. Das Wärrnsablenkpanel oder Schild 27 ist an einem Ende an den Tragsäulen 27b befestigt und wird mittels einer Aufhängestange 27a von der Dachstrebc J)O gehalten. .

Die Dachpanc ■«. 21, 22 und das Panel 2J können aus irgendeinem passer. .. n, hochternperaturbep.tändigen Material einsehlieaslJfl· ^'.'olltem Legierungsstahl ode¹" temperaturbeständigen Viny -best-Panelen gebildet werden. Die vertikalen Wandpanele .Λ und 25 können ebenfalls cv:. Stahl oder einem anderen st- . fei^hochtemperaturbeständj ;.on Ma'.erIaI bestehe)i₍, oder El^ vier den aus gewebten Asbestdoekon oder -panelen gebildet, .mg durch Moneldraht oder einen, anderen wärmebeständigen "^'öht verstärkt und/oder daran boiestlgt sein können*

Das Emis.'j.onsauffongbauvierk 20 weist fcrrior Endpanele 26 auf, d e aus älmLichen'Materialien v;io die Panele 2.h und 25 bor. tt hen. T)'^v Abs ehre ckvmgen 15 läuft längs der Laufbahn l6 von rechts nach links bei Betrachtung gemäss Fig. 1 und 5, so dass die Wand oder das Panel 26 eine auf passende Weise angelenkte Klappe 52 oder Tür aufweisen muss, die sich aufstossen oder öffnen lässt,

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falls sich das Panel 26 unter das Niveau des Absc?ireokwagens erstreckt, damit dieser Wagen das Bauwerk auf seinem Weg zum Abschreckturm verlassen kann.

PaG Bauwerk 20 ist forner im oberen Bereich der thermischen Expnnsionczone nut einem temperaturbeständigen Kanal 28 ausgestattet, der rund, quadratisch, rechteekförniig oder andersartig kein kann. Nach der Zeichnung verjüngt sich dirser Koiin] progressiv und hat bei Annäherung an die Ansaugseite einen Gebläses 29 einen erhöhten Querschnitt. Wmm der vergrößerte Bereich des Kanalos das EmissionsauffangbauvK'2'k verlässt, ist er vorzugsweise mit einem Übergangsstüek 35 und einem rohrförmigen Kanalbereich 35a versehen, der «um Gebläse 29 führt. Die teilchenförmigen· durch das Gebläse geleitete Substanz wird einer Gasauswascheinrichtung oder einer Staubfiltervorrichtung, beispie3sv7eiso einem Zentrifugal- oder Zyklonabs ehe i der oder einem elektrostatischen Abscheider zugeführt. Dies sind konventionelle Einrichtungen und daher in der Zeichnung nicht dargestellt. Als Alternative hierzu können diese Einrichtungen auch vor dem Gebläse 29 angeordnet sein.

Fig. 5 zeigt einen vergrösscrten Bereich eines Abschnitts des Absaugkanals 23 und der Luftansaugstutzen 28a, die über am Kanal angebrachten öffnungen angeordnet sind. Vorzugsweise werden diese Ansaugstutzen durch diagonales Abschneiden eines Rohrstückes passenden Durchmessers gebildet, und jeder derartig gebildete Abschnitt wird an eine Öffnung im Kanal dergestalt angeschweist, dass die freien Kanten 28b der Ansaugstutzen sich in entgegengesetzter Richtung

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zur, durch das Gebläse 29 infolge des Soges erzeugten Luftströmung im Kanal erstrecken. Dadurch wird ein strömungsgünstiger Fluss der Gase und der teilchenförmigen Sübstanz durch die Ansaugstutzen und durch'den Kanal in Richtung des Gebläses geschaffen. Die Kanalbohrungen und die Luftansaugstutzen werden auf geeignete V/eise am Kanal so plaziert,, dass über die gesamte Länge des Kanals ein im wesentlichen ausgeglichener statischer Druck vorliegt, so dass ein gleichförmiges Absaugen über die Länge des Emissiönsauffangb&uvjerkes gewährleistet wird.

Das Bauwerk 20 wird an seiner Ausoenseite durch Bauelemente 17/ 18 und 2?b und an seiner Innenseite durch Bauelemente 50 und 31 gehalten. Das Gebläse 29 is ti ebenfalls durch ein entsprechendes Bauwerk getragen.

Wird der Kolcs aus einem Ofen 10 in der bei 19 angedeuteten Weise ausgcstossen, so gelangt der Koks durch, die Koksführung 13 und fällt in den Absehreckwagen 15. Pig. zeigt die Wärmeausdehnung der Gase innerhalb des Emissionsauffangbauwerkes 20, wenn etwa 9>9?t (H tons) Koks bei einer Temperatur von etwa 1095°C (2000⁰F) von einem Ofen in weniger als 1 Minute in den Absehreckwagen 15 ausgestossen werden. Das thermische Spitzenvolumen oder die Belastung,die durch den Bereich A~4 dargestellt ist, erreicht ihr Maximum in weniger als einer Minute. Dies hängt ab von der Laufzeit A-I der Ramme, d.h. der zum Ausstossen des Koks aus dem Ofen in den Abschreckviagen erforderlichen Zeit, der Kokstemperatur und der Verweilzeit A-2 des Abschreckwagens innerhalb des Bauwerks. Bei einer gegebenen Koksmenge lässt sich die Ausleerzeit des Gehäuses berechnen und der Durchmesser des Absaugkanals

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28 und die Kapazität des Gebläses 29 bestimmen. Das Gebläse 29 wird kontinuierlich und mit einem passenden volume trischen Fluss (siehe A-J5 in Fig. J>\ betrieben, wobei eine Gesamtzeit gemäss A-5 verstreicht, um die thermische Volumenemission k-K aus dem Auffangbauwerk zu entfernen.

Beim Ausstossen des Koks vorn Ofen in den Abschreckwagen dehnen sich die Gase sehr rasch aus und die teilchenförmigen Substanzen werden nach oben in den ausgedehnten Dachbereich B des Bauwerks gerichtet. Dieses Gasvolurnen und seine Aufwärtsgeschwindigkeit befördert einen beträchtlichen Betrag an teilchenförmiger Substanz zum oberen Bereich des Bauwerks. Da die volumetrische thermische Belastung wesentlich grosser ist, als von dem ausgeglichenen Luftabsaugkanal absorbiert werden kann, ist das Dach₅ wie beschrieben, so ausgelegt, dass es dieser Über-Lastexpansion gerecht wird. Durch Berechnung der thermrchen Expansionsbelastung A-4 lässt sich ein Emissionsauffangbauwerk passender Abmessungen und Kapazitäten einschliess-Iich der oberen Expansionsζone B errichten, das die thermische Belastung aufzunehmen vermag.

Gemäss Fig. 2 der Zeichnung wird ein grosser Teil des expandierten Gasvolumens im oberen Teil des Bauwerks in seiner Flussrichtung umgekehrt und zurück nach unten in die Bereiche oder Gebiete des oberen,durch die Dachpanele 21 und 22, das Panel 23 und das Wärmeablenkpanel 27 gebildete Bauwerk gerichtet. Die die teilchenförmige Substanz enthaltenden Gase werden zu Anfang nach oben in den Hauptwärmeauftrieb im oberen Bereich der thermischen Expansionszone gerichtet. Die feineren Partikel, d.h.,

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diejenigen von weniger als etwa 1 Ai werden nach oben zum Kanal 28 und in diesen durch die Ansaugstutzen 28a geleitet und dann stromabwärts im Kanal .-zum Absauggebläse 29 bzw. der zuvor beschriebenen Auswascheinrichtung zugeführt. Die temperaturbeständigen Panele oder Wände 24, 25 und 2o halten die thermische Belastung^ und ermöglichen es ferner, dass die Luft sich unter diese Wandpanele bewegen kann, so dass ein Quer- und Aufwärtszug der thermischen Belastung in die Expanisonszone erzeugt wird.

Die durch eine gegebene Menge aus dem Ofen ausgestossenen Koks erzeugte thermische Belastung pro "Volumen kann dadurch bestimmt werden, dass der Abschreckwagen in einem geschlossenen Bauwerk* wie beispielsweise einem Abschreckturm, angeordnet wird und die Geschwindigkeit der aufwärtsgerichteten Gase und ihre Temperaturen an verschiedenen Stellen innerhalb des geschlossenen Bauwerks gemessen wird. Damit wird eine Figur erzeugt, die das durch eine gegebene Menge an Koks erzeugte Volumen an heissen Gasen approximiert. Das Emissionsauffangbauwerk wird alsdann in passenden Proportionen so konstruiert, dass es dieses Volumen enthält, wobei es jedoch das zuvorlbe schrie bene obere Bauwerk aufweisen muss, um d:e Expansionszone für das thermische Volumen und für die Zirkulation der heissen Gase und der teilchenförmigen Substanz in gewünschter Weise zu schaffen, bzw. eine Teilklassifizierung und einen Niederschlag an teilchenförmiger Sub~banz in der be_T schriebenen Art zu ermöglichen. ,

Für eine typische Koksofenbatterie, bei der etwa 9*97 t (11 tons) Koks aus einem Ofen in den Abschreckwagen ausgestossen v/erden, wird ein Emissionsauffangbauwerk vor-

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gesehen, das etwa II3OO m^J (400.000 cubic feet) Gas bei der maximalen Temperatur aufzunehmen vermag, die dann innerhalb des Bauwerks erreicht wird, wenn der Koks bei einer Temperatur von etwa 982⁰C (l800°F) ausgestossen wird. Für eine Koksofenbatterie mit 4o Öfen von durchschnittlich jeweils 50,8 cm Breite (20 inch) erzeugt jeder Ofen etwa 9,07 oder 9,97 Tonnen (10 oder/tons) Koks, wobei das Auffangbauwerk 53*5m(176 Fuss) lang und die unter einem Winkel von 45° stehenden Dachpanele 21 und 22 7*6 m-(25 Puss) bzw. 6,7 m (22 Fugs) lang sind. Das Panel 25 ist etwa 2,24 in (7 Fuss) lang. Die gesamte Dachkonstruktion überragt die Koksführungs- und Absehreckw&genbereiche. Der Kanal 28 ändert sich in seinem Querschnitt und weist am abgelegenen Ende des Emissionsauffangbauwerks eine Abmessung von 0,915 ni χ 1,85 m (3 Fuss x 6 Fuss) und am Ansaugende des Bauwerks eine Abmessung von 1,83 m χ 1,83 m (6 Fuss χ 6 Fuss) auf. p]s sind 59 Luftansaugstutzen 28a vorgesehen und diese werden aus einem runden Rohr mit einem Durchmesser von 35»56 cm (l4 inch) dadurch gebildet, dass das Rohr in Diagonalrichtung durchgeschnitten wird. Jeder Ansaugstutzen wird an einer von 59 Bohrungen, die am Kanal ausgeschnitten sind, befestigt. Diese Bohrungen sind so angeordnet, dass der statische Gasdruck im Kanal -bei Anlegen eines Soges im wesentlichen über den gesamten Kanal ausgeglichen ist. Ein In-Leitungsgebläse mit einem Durchmesser von 1,83 m (6 Fuss) und einer Ka-

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pazität von etwa 3960 nr/min. (140.000 cubic Fuss pro Minute), wird verwendet und durch einen 200 PS (horse power) starken Motor angetrieben. Es wurde festgestellt, dass dieses zur Aufnahme des maximalen thermischen Volumens ausreicht, das sich entwickelt wenn 9*07 Tonnen (10 tons) oder 9,97 Tonnen (11 tons) Koks aus dem Ofen

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ausgestossen werden. Es versteht sich, dass, wenn mehr als 9,07 bis 9*97 t Koks aus dem Ofen ausgestossen v/erden, das Gehäuse auf geeignete Weise bemessen sein muss, und ebenfalls in seinen Abmessungen als"'auch der Kapazität des Kanals 28 und' des Gebläses 29 zu verändern sind.

Die Wand 24 und die Endpanele 26 hängen so herab o.der sind so angeordnet, dass deren untere Kante entweder etwa auf dem gleichen Niveau oder geringfügig oberhalb des oberen Endes des Koksabschreckwagens liegt. Oder aber sie kann in einer Stelle unmittelbar über der Markierung angeordnet werden,, auf der die Laufbahn für den Abschreckwagen gelegt wurde.

Obschon das Emissionsauffangbauwerk nach der Erfindung, insbesondere in Verbindung mit der Steuerung von Emissionen aus einer Koksofenbatterie, zusammen mit Leckverlusten an Gasen und teilchenförmiger Substanzen aus den geschlossenen Koksofentüren beschrieben wurde, versteht es sich, dass die erfindungsgernässe Vorrichtung ebenfalls in Verbindung mit anderen industriellen Betrieben verwendet werden kann, bei denen ein chemischer Prozess bei hoher Temperatur abläuft, wie beispielsweise bei einem Hochofen, Elektrostahlofen usw. Bei solchen Änwendungsfällen muss die Tragkonstruktion für das Emissionsauffanggehäuse so verändert v/erden, dass es den besonderen Anforderungen entspricht. Die Erfindung kann daher in Verbindung mit zahlreichen Betriebsfällen ausser dem hier speziell beschriebenen verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Sammeln von Emissionen die in die Atmosphäre in Gegenwart von heissen, durch eine chemische Reaktion bei hoher Temperatur erzeugten Gasen abgegeben werden, gekennzeichnet durch ein eine Emissionsauffangzone bildendes Gehäuse (20), das so angeordnet ist, dass es die Emissionen aufnimmt und mit einem Spitzdach versehen ist, welches Endpanele £2a)und nach aussen und nach unten sich erstreckende Dachpanele(2l, 22) aufweist, die hoher als die Quelle der Emissionen sind, durch wenigstens ein sich nach innen und nach unten vom unteren Bereich oder der Kante der Dachpanele erstreckendes Panel (2'ß), durch ein im wesentlichen vertikales Wandelement (24) das von dem unteren Bereich oder der Kante des nach innen und nach unten sich erstreckenden Panels (2J>) herabhängt, wobei der obere Teil des Gehäuses das Dach und das nach innen und nach unten sich erstreckende Panel umfasst, welche eine Zone zur thermischen Expansion der Gase und zur Klassifizierung und zum Niederschlag der teilchenförmigen Substanz bilden; durch eine im wesentlichen vertikale Wand 05)» die nach unten von dem unteren Bereich oder der Kante, der die Expansionszone bildenden Panele bis zu einer Stelle unterhalb der Quelle der Emissionen herabhängt, durch einen Absaugkanal

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(28), der im oberen Bereich der Expansionszone angeordnet ist und einen progressiv ansteigenden Querschnitt bei Annäherung an dessen Absaugende aufweist, durch Luftansaugstutzen (283,), die von längs der Länge des Kanals angebrachten öffnungen vorstehen und so angeordnet.sind, dass über die Länge des Kanals bei Anlegen eines Soges ein im wesentl-ichen ausgeglichener Gasdruck vorliegt und durch eine Absaugeinrichtung (29) 2ur Schaffung eines Unterdrucks im Kanal zum Absaugen von Partikeln und Gasen aus der thermischen Expansionszone.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Sammeln der aus undichten Türen und von Koks abgegebenen Emissionen, wenn der Koks an der Koksseite einer Koksofenbatterie durch eine Koksführung in einen Koksabschreckwagen ausgestossen wird, wobei der Wagen so angeordnet ist, dass er generell parallel zur Batterie bewegbar und so einstellbar ist, dass der abgegebene Koks aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet , dass das Gehäuse (20) stationär und vor der . Koksseite der Batterie anliegend angeordnet ist und die Koksführungs- und Abschreckwagenbereiche -längs der Batterie überdeckt, wobei das abgespitzte Dach des Gehäuses höher als die Batterie ist.

J5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nach aussen und nach unten sich erstreckenden Dachpanele (21, 22) ein erstes Dachpanel (21) umfassen, das sich wenigstens

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über der Ankersäule (lib) an der Koksseite der Koksofenbatterie (10) erstreckt und ein zweites Dachpanel (22) umfassen, das sich über und jenseits des Abschreckwagenbereichs erstreckt, während sich das nach innen und nach unten erstreckende Panel (2 3) zum Abschreckv7agenbereich von der unteren Längskante des zweiten Panels (22) ausdehnt und das im wesentlichen vertikale Wandelement (24) sich bis zu einer Lage oder Ebene erstreckt, die geringfügig über dem oberen Ende des Abs ehre ckviagens bis nahe zur Markierung _/ auf der der Abschreckwagen angeordnet ist, liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch J5, dadurch g e k e η η zeichnet, dass das im wesentlichen vertikale Wandelement (25) von dem unteren Bereich des ersten Dachpanels (21) nach unten zum oberen Ende oder der Ankersäule (lib) dor Koksofenbatterie (10) herabhängt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch ein nach innen und nach oben sich erstreckendes thermisches Schutzpanel (27)* das den Koksführungsbereich (I9) überragt, sich über die Länge des Gehäuses (20) erstreckt und einen Teil des oberen expandierten Bereich des Gehäuses bildet, wobei der obere Teil des Gehäuses das erste und zweite Dachpanel (21, 22) und das nach innen und nach unten sich erstreckende Panel (23) und das Wärmeschild umfasst, welche eine Zone zur thermischen Expansion der Gase und zur Klassifizierung und zum Niederschlag der teilchenförmigen Substanzen bilden.

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6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Absaugkanal (28) einen Querschnitt aufweist, der bei Annäherung an die Absaugeinrichtung (29) zunimmt .

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Absaoigkanal (28) einen Teil des Dachfirstes der Expansionszone bildet.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftansaugstutzen (28a) aus Abschnitten bestehen, die durch diagonales Durchschneiden eines Zylinders erhalten sind, wobei die sich ergebenden Ansaugstutzen am Absaugkanal (28) über darin angebrachten öffnungen befestigt sind, so dass das halbkreisförmige Ende eines Ansaugstutzens in entgegengesetzter Richtung zur GasStrömungsrichtung in dem Kanal bei Anlegen eines Unterdrucks zeigt.

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