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Title:
COOLING DEVICE FOR COKE-OVEN GAS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/053023
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a gas cooling device for coke-oven gas containing condensing constituents. Said device comprises a gas conduit (6), through which the coke-oven gas flows, heat exchanger elements in said gas conduit that are traversed by a coolant and a spray device (2) located above the heat exchanger elements, the surface of the heat exchanger elements that faces the gas being wet by a liquid that is fed through the spray device (2). According to the invention, the heat exchanger elements (5) are configured as cooling plates (5), through which the coolant can flow and are combined with channel-forming spacers (7) to form at least one heat exchanger stack. The heat exchanger stacks are located in the gas conduit (6) with a vertical alignment of their cooling plates (5), the gas channels formed by the spacers (7) being sprayed from above by the liquid that emanates from the spray device (2) and being traversed by the coke-oven gas.

Inventors:
THIELERT HOLGER (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/008580
Publication Date:
June 24, 2004
Filing Date:
August 02, 2003
Export Citation:
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Assignee:
THYSSENKRUPP ENCOKE GMBH (DE)
THIELERT HOLGER (DE)
International Classes:
C10K1/06; F23J15/06; F28D3/00; F28D5/02; F28F19/00; F28G9/00; (IPC1-7): C10B43/08; C10K1/06; F28G9/00; F23J15/06
Domestic Patent References:
WO1985003339A11985-08-01
Foreign References:
DE1028579B1958-04-24
BE785340Q1972-10-16
US4340572A1982-07-20
Attorney, Agent or Firm:
Albrecht, Rainer (Honke & Sozien Theaterplatz 3, Essen, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. l. Gaskühler für Koksofengas, das kondensierende Inhalts stoffe enthält, mit einem von Koksofengas durchströmten Gaskanal (6), von einem Kühlmedium.
2. durchströmten Wärmetauscher elementen innerhalb des Gaskanals (6) und einer Berieselungsvorrichtung (2) oberhalb der Wärme tauscherelemente, wobei die gasseitige Wärmetauscherfläche der Wärme tauscherelemente mit Flüssigkeit benetzt ist, die durch die Berieselungsvorrichtung (2) zugeführt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wärmetauscherelemente als Kühlplatten (5) ausgebildet sind, die von dem Kühlmedium durchströmbar sind und mit kanalbildenden Abstandshaltern (7) zu mindestens einem Wärmetauscherpaket zusammengefasst sind, und dass das Wärmetauscherpaket mit vertikaler Ausrichtung der Kühlplatten (5) im Gaskanal (6) angeordnet ist, wobei die von den Abstandshaltern (7) gebildeten Gaskanäle oberseitig von der aus der Berieselungsvorrichtung (2) austretenden Flüssigkeit beaufschlagt und von dem Koksofengas durchströmt sind.
3. Gaskühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauscherpaket in einem vertikalen Abschnitt des Gaskanals (6) angeordnet ist und das Koksofengas das Wärme tauscherpaket im Gleichoder Gegenstrom zu dem an den Wärmetauscherflächen ablaufenden Flüssigkeitsfilm durch strömt.
4. Gaskühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauscherpaket in einem horizontalen Abschnitt des Gaskanals (6) angeordnet ist und das Koksofengas das Wärme tauscherpakt im Querstrom zu dem an den Wärmetauscher flächen ablaufenden Flüssigkeitsfilm durchströmt.
5. Gaskühler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauscherpaket als Austauscheinheit seitlich in den Gaskanal (6) einsetzbar ist.
6. Gaskühler nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Berieselungsvorrichtung (2) fest in dem Gaskanal (6) installiert ist.
Description:
Koksofengaskühler

Die Erfindung betrifft einen Gaskühler für Koksofengas, das kondensierende Inhaltsstoffe enthält, mit einem von Koksofengas durchströmten Gaskanal, von einem Kühlmedium durchströmten Wärmetauscher- elementen innerhalb des Gaskanals und einer Berieselungsvorrichtung oberhalb der Wärme- tauscherelemente, wobei die gasseitige Wärmetauscherfläche der Wärmetauscher- elemente mit Flüssigkeit benetzt ist, die durch die Berieselungsvorrichtung zugeführt wird.

Nach dem Stand der Technik werden zur Kühlung von Koksofen- gas Querrohrgaskühler eingesetzt. Beim Betrieb solcher Kühler besteht das Problem, dass im Koksofengas enthaltene Inhaltsstoffe, insbesondere Teer oder Naphthalin, konden- sieren, sich an den gasseitigen Wärmetauscherflächen ablagern und damit die Wärmeübertragung verschlechtern. Zur Reduzierung gasseitiger Ablagerungen werden die gasseitigen Wärmeübertragungsflächen des Querrohrgaskühlers mit Wasser berieselt, so dass sich auf den Flächen ein Wasserfilm ausbildet, der aus dem Koksofengas kondensierende Inhalts- stoffe abtransportiert. Die beschriebene Vorrichtung weist jedoch mehrere Nachteile auf. Die Berieselung von Querrohren gelingt nicht vollständig, da der sich auf der gasseitigen Wärmeübertragungsfläche ausbildende Wasserfilm

im unteren Bereich der Querrohre aufreißt und das Wasser von dort aus abtropft oder abfließt. Dadurch liegt an der Unterseite der Querrohre kein geschlossener Wasserfilm vor, der einen ablagerungsfreien Abtransport ausgeschiedener Inhaltsstoffe erlaubt. Im Betrieb beobachtet man regelmäßig eine Verschmutzung an der Unterseite der Querrohre. Die erforderliche Reinigung der Querrohre ist aufwändig und führt zu einem Stillstand des Kühlers während des gesamten Reinigungsvorganges. Bei einer starken Verschmutzung der Rohre, welche durch Reinigungsvorgänge nicht entfernt werden kann, müssen die Rohre mit großem Aufwand aus dem Gaskanal entfernt und durch neue Rohre ersetzt werden. Dies verursacht hohe Kosten und ist ebenfalls mit einer langen Stillstandszeit des Kühlers verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Koks- ofengaskühler mit den eingangs beschriebenen Merkmalen anzugeben, der nur eine geringe Verschmutzungsneigung aufweist, eine schnelle Reinigung erlaubt und im seltenen Falle einer nicht durch Reinigung entfernbaren Ver- schmutzung einen schnellen Austausch der Wärmetauscher- elemente ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Wärmetauscherelemente als Kühlplatten ausgebildet sind, die von dem Kühlmedium durchströmbar sind und mit kanalbil- denden Abstandshaltern zu mindestens einem Wärmetauscher- paket zusammengefasst sind, und dass das Wärmetauscherpaket mit vertikaler Ausrichtung der Kühlplatten im Gaskanal angeordnet ist, wobei die von den Abstandshaltern gebil- deten Gaskanäle oberseitig von der aus der Berieselungsvor-

richtung austretenden Flüssigkeit beaufschlagt und von dem Koksofengas durchströmt sind.

Diese Lösung hat gegenüber dem Stand der Technik deutliche Vorteile. Die Berieselung der Kühlplatten mit Wasser hat aufgrund der günstigen Geometrie einen geschlossenen Wasserfilm auf den gasseitigen Wärmeübertragungsflächen zur Folge, der bis zum unteren Ende der Kühlplatten nicht aufreißt und daher die Kühlplatten vollständig benetzt.

Dadurch wird die Ablagerung von ausgeschiedenen Inhalts- stoffen an den Wärmeübertragungsflächen wesentlich ver- ringert.

Das Wärmetauscherpaket kann in einem vertikalen Abschnitt des Gaskanals angeordnet sein, so dass das Koksofengas das Wärmetauscherpaket im Gleich-oder Gegenstrom zu dem an den Wärmetauscherflächen ablaufenden Flüssigkeitsfilm durch- strömt.

Alternativ kann das Wärmetauscherpaket in einem horizon- talen Abschnitt des Gaskanals angeordnet sein, so dass das Koksofengas das Wärmetauscherpaket im Querstrom zu dem an den Wärmetauscherflächen ablaufenden Flüssigkeitsfilm durchströmt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Wärmetauscherpaket als Austauscheinheit seitlich in den Gaskanal einsetzbar. Dies. hat weitere beachtliche Vorteile zur Folge. Die Reinigung des Wärmetauscherpakets verursacht nur einen geringen Aufwand, da dieses zur Reinigung aus dem Koksofengaskühler entfernt werden kann und dann besser

zugänglich ist. Es ist auch möglich, das verschmutzte Wärmetauscherpaket gegen ein unverschmutztes Wärmetauscher- paket auszutauschen und nach erfolgter Reinigung erst bei der nächsten erforderlichen Reinigungsprozedur wieder einzusetzen. Hierdurch wird die durch eine Reinigung des Wärmetauscherpakets hervorgerufene Dauer des Stillstands des Koksofengaskühlers deutlich reduziert. Weiterhin ist im Falle einer sehr selten auftretenden z. B. durch eine Betriebsstörung der Berieselungsvorrichtung hervorgerufe- nen, starken Verschmutzung der Wärmeübertragungsflächen, welche durch Reinigungsvorgänge nicht entfernt kann, ein sehr leichter Ersatz des Wärmtauscherpakets möglich, der ebenfalls vergleichsweise niedrige Kosten verursacht und nur eine kurze Stillstandszeit zur Folge hat.

Die Berieselungsvorrichtung ist vorzugsweise fest in dem Gaskanal installiert.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch : Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Querrohr eines Quer- rohrgaskühlers, welcher nach dem Stand der Technik zur Kühlung von Koksofengasen eingesetzt wird, Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem erfindungsgemäßen Koks- ofengaskühler, Fig. 3 eine Gesamtdarstellung des erfindungsgemäßen Koks- ofengaskühlers mit mehrfacher Anordnung der Wärme-

tauscherpakete in einem vertikal ausgerichteten Gaskanal.

In Fig. 1 ist das von einem Kühlmedium durchströmte Quer- rohr 1 eines Querrohrgaskühlers dargestellt, welcher nach dem Stand der Technik zur Kühlung von Koksofengasen Verwendung findet. Mit Hilfe einer Berieselungsvorrichtung 2 erfolgt eine Berieselung des Querrohrs 1 mit Wasser, so dass sich ein der Geometrie des Querrohrs 1 entsprechender Wasserfilm 3 ausbildet. Dieser reißt im unteren Bereich des Querrohrs 1 auf und umschließt daher das Querrohr 1 nicht vollständig. Die Querrohrunterseite 4 ist nicht vom Wasserfilm 3 benetzt, und es kommt dort aufgrund der Kondensation von im Koksofengas enthaltenen Inhaltsstoffen, insbesondere Teer oder Naphthalin, zu einer Verschmutzung des Querrohrs 1.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus dem erfindungsgemäßen Koksofengaskühler, bei dem die Wärmetauscherelemente als Kühlplatten 5 ausgebildet sind. Die Kühlplatten 5 sind vertikal ausgerichtet und von dem Kühlmedium durchströmbar.

Der sich durch die Berieselung mittels der Berieselungs- vorrichtung 2 bildende Wasserfilm 3 benetzt aufgrund der günstigen Plattengeometrie die gasseitigen Wärmeübertra- gungsflächen vollständig, so dass die aus dem Koksofengas, z. B. durch Kondensation, ausgeschiedenen Inhaltsstoffe mit dem Wasserfilm 3 abtransportiert werden und die Wärmeüber- tragungsflächen nicht verschmutzen.

Fig. 3 zeigt die vollständige Darstellung des Gaskühlers für Koksofengas, das kondensierende Inhaltsstoffe enthält,

mit einem von Koksofengas durchströmten Gaskanal 6, von einem Kühlmedium durchströmten Wärmetauscherelementen innerhalb des Gaskanals 6 und einer Berieselungsvorrichtung 2 oberhalb der Wärmetauscherelemente, wobei die gasseitige Wärmetauscherfläche der Wärmetauscherelemente mit Wasser benetzt ist, das durch die Berieselungsvorrichtung 2 zugeführt wird. Erfindungsgemäß sind die Wärmetauscher- elemente als Kühlplatten. 5 ausgebildet, die von dem Kühlmedium durchströmbar sind und mit kanalbildenden Abstandshaltern 7 zu mindestens einem Wärmetauscherpaket zusammengefasst sind. Die Wärmetauscherpakete sind mit vertikaler Ausrichtung der Kühlplatten 5 im Gaskanal 6 angeordnet, wobei die von den Abstandshaltern 7 gebildeten Gaskanäle oberseitig von dem aus der Berieselungsvor- richtung 2 austretenden Wasser beaufschlagt und von dem Koksofengas durchströmt sind. Die Wärmetauscherpakete sind als Austauscheinheit seitlich in den Gaskanal 6 einsetzbar.

In dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel ist der Gaskanal 6 vertikal ausgerichtet.