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Bei der Verschwelung bzw. Verkokung von Kohlen in indirekt beheizten Öfen kann die Geschwindigkeit dieser Vorgänge erhöht und der Wärmebedarf herabgesetzt werden, wenn die
Schwelprodukte in der Richtung der Wärmefortpflanzung in dem behandelten Gut aus dem Ofen abgeführt werden. Zu diesem Zwecke wurden zur Verschwelung von Kohlen indirekt beheizte Öfen konstruiert, bei welchen die Schwelgase durch besondere Leitungen aus dem beheizten Raum abgeführt werden. So sind Öfen bekannt, bei denen das Schwelgut zwischen der beheizten Wand und einem mit jalousieartiger Wand begrenzten Schacht mit Abzugskanälen für die Schwelgase geführt wird. Solche Öfen sind die Rolle-, Kossag- und Geissen-Öfen, die meistens aus Metall hergestellt sind.
Bei all diesen Ofentypen ist man bestrebt, die Destillationsprodukte aus dem mittelbar beheizten Raum möglichst rasch abzuführen.
Die Wirtschaftlichkeit der Verkokung kann erhöht werden, wenn man den glühenden Koks mit Spülgas löscht, wie z. B. in den Lurgi-Öfen, wo die fühlbare Wärme des Spülgases teilweise zur Deckung des Wärmebedarfes der Schwelung nutzbar gemacht wird. Bei der kontinuierlichen Verkokung von Braunkohlen oder nicht backenden Kohlen kann Spülgas in den derzeit gebräuchlichen Schachtöfen nur in beschränktem Masse verwendet werden, da zufolge des Widerstandes der in den Kammern befindlichen Kohlenschicht-bei
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Teil des Gases durch die keramischen Wände in die Feuerzüge gelangen würde, was unerwünscht ist.
Bei der Spülschwelung nach Lurgi ist der Schwelraum mit einem gasdichten Blechbelag versehen. Als wärmeübertragendes Spülgas werden Verbrennungsgase von etwa 600-700 C verwendet, welche mit den Schwelgasen vermischt werden ; hiedurch wird ein Gas mit einem Heizwert von 1400-1800 kcal/Nm erzeugt, welches als Stadtgas nicht benützt werden kann. Wenn man bei solchen Schwelanlagen mit Stickstoff unverdünntes Gas erhalten will, so muss man als
Wärmeübertragungsmittel Rauchgase verwenden, die durch die Verbrennung von Sauerstoff in überschüssigen Mengen von Schwelgasen erhalten wurden, oder aber entteerte Schwelgase in Rekuperatoren auf die gewünschte Temperatur erhitzen. Beide Lösungen sind umständlich und kostspielig.
Bei der Vorrichtung gemäss der deutschen Patentschrift Nr. 839066 werden die Spülgase seitlich, gemeinsam mit den Schwelgasen durch horizontale Kanäle aus der Verkokungskammer heraus und durch einen gemeinsamen Abzugskanal abgeführt, so dass die Wärme der Spülgase nicht zur Vorwärmung des zu verkokenden Gutes ausgenützt wird und die Kammern zur Verkokung in viel höherem Masse geheizt werden müssen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit welchen es möglich ist, nicht backende Kohle in Verkokungsanlagen mit keramischen Wänden in kontinuierlichen Betrieb bei niedrigen oder hohen Temperaturen mit einer teilweise direkten, teilweise indirekten Wärme- übertragung wirtschaftlich zu verkoken.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur kontinuierlichen Verkokung nicht backender Kohlen, bei welchem das zu verkokende Gut vorgetrocknet und in einem von dem Trocknungsraum abgesonderten, mit Spülgas und Verkokungsgas im Gegenstrom durchsetzten und durch dieselben erhitzten Vorschwelraum und danach in einer mittelbar beheizten vertikalen Verkokungskammer kontinuierlich geführt wird und der aus der Verkokungskammer austretende Koks mit dem entteerten und gekühlten eigenen Schwelgas gelöscht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass das zum Löschen des Kokses verwendete Spülgas unter Umgehung des in der mittelbar durch Feuerzüge geheizten, mit keramischen Wänden begrenzten Verkokungskammer befindlichen Verkokungsgutes durch in der Mittelebene der Verkokungskammer angeordnete vertikale Gaskanäle geführt wird,
die zum Abführen der in der Verkokungskammer erzeugten Gase mit Öffnungen versehen sind, wobei das besagte Spülgas unterhalb der Feuerzüge, u. zw. im Löschraum, in die vertikalen Gaskanäle eingeführt und am oberen Teil dieser Gas-
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kanäle gemeinsam mit den Gasen der Verkokungskammer durch die oberhalb der Feuerzüge gelegene Kohlenschicht des Vorschwelraumes geführt und danach am oberen Teil dieses Vorschwelraumes abgesaugt wird.
Im Sinne der Erfindung wird weiters das Spülgas mit einem Überdruck in den Ofen geführt und das Absaugen des Spülgas- und Verkokungsgasgemisches derart geregelt, dass der Gasdruck in den Verkokungskammern mit demjenigen in den benachbarten Feuerzügen praktisch gleich ist.
Im Rahmen der Erfindung liegt auch eine kontinuierlich betriebene Verkokungsanlage, welche an Hand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben wird.
In der Zeichnung ist ein Ofen mit vier
Verkokungskammern im Längsschnitt ersichtlich.
Die nicht backende Kohle gelangt von der in der Zeichnung nicht ersichtlichen Vortrocknung- kammer durch die Kanäle 1 in den Vorschwel- raum 2, von wo sie in die Verkokungskammer 3 geführt wird. An die Seitenwände 4 dieser Kam- mer sind die Feuerzüge 5 angeschlossen. In der
Mittelebene der Kammer sind die Gasabführ- kanäle 7 ausgebildet, die von mit Öffnungen ver- sehenen jalousieartigen Seitenwänden 6 um- geben sind. Die jalousieartigen, aus keramischem
Baumaterial angefertigten Wände dieser Kanäle ruhen auf den aus keramischem Material ange- fertigten Wölbungen 8, die die ganze Länge der
Kammer überbrücken und die mit Öffnungen 9 versehen sind, welche die Spülgase unterhalb der
Feuerzüge 5 in die Gaskanäle 7 führen.
Aus der
Verkokungskammer 3 gelangt das verkokte Gut in den Kokskühlraum 10, in welchen das Spül- gas durch die Leitung 11 eingeführt wird.
Die Ofenmauerung ruht auf den Trägern A, auf deren unterem Teil die Austragsvorrichtung befestigt ist. Der abgekühlte Koks gelangt aus den Kühlräumen 10 durch die Schüttrinnen 12 auf den Austragstisch 13. Die Vorrichtung zur
Betätigung dieses Tisches ist aus der Zeichnung nicht ersichtlich. Durch die rüttelnde Bewegung des Austragstisches 13 wird der abgekühlte Koks in den Sammelraum 14 befördert, von wo er über die Glocke 15 durch den Schieber 17 des Austragsraumes 16 entleert wird.
Der Ofen arbeitet wie folgt : Aus der über dem Ofen befindlichen, nicht dargestellten Trockungsvorrichtung gelangt die Kohle mit einem Wassergehalt von etwa 5% und auf etwa HO 0 C erhitzt durch die Kanäle 1 in den Vorschwelraum 2, danach durch die Verkokungskammer 3 und die Kühlräume 10 in die Austragvorrichtung. Bei der Verkokung erzeugtes Gas wird entteert, abgekühlt und ein Teil desselben wird als Spülgas über die Leitung 11 eingeführt. Dieses Spülgas gelangt über die auf den Austragtisch 13 befindliche Koksschicht durch die Schüttrinnen 12 in die Kokskühlräume 10, wo es bis nahe der Kokstemperatur auf etwa 800-9000 C erhitzt wird. Der überwiegende Teil dieser Spülgase gelangt in der Richtung der Pfeile 18 in die Gasabführkanäle 7.
In diese Gasabführkanäle gelangen auch die bei der Verkokung erzeugten Destillations- produkte aus der Verkokungskammer 3. Das Gas- gemisch strömt in Richtung der Pfeile 19 durch die im Vorverkokungsraum 2 befindliche Kohlen- schicht und wird durch die an den Vorverkokungsraum angeschlossenen Leitungen 20 abgesaugt.
Durch das strömende Gasgemisch wird die Kohle im Vorverkokungsraum 2 auf etwa 400 C vorgewärmt, wobei das Gasgemisch auf etwa 100 - 1500 C abgekühlt wird. Auf diese Weise wird die fühlbare Wärme des Kokses grösstenteils mittels des Spülgases auf die zu verkokende Kohle übertragen.
Aus dem Vorschwelraum 2 gelangt die auf etwa 400 C vorgewärmte Kohle in die Verkokungskammer 3, wo sie durch indirekte Beheizung auf etwa 800-900 0 C erhitzt wird. Die Verkokungsgase strömen in gleicher Richtung mit der Wärmefortpflanzung durch die Öffnungen der Seitenwände 6 in die Gasabführkanäle 7. Durch den Umstand, dass die Gasabführkanäle 7 ein Gasgemisch enthalten, dessen Temperatur höher liegt als diejenige des zu verkokenden Gutes in der Verkokungskammer 3, wird die Verkokungszeit vermindert.
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Einwirkung des Spülgases abgekühlt wird, und danach durch Schüttrinnen 12 auf den Austragtisch 13. Durch die Einstellung der Rüttelbewegung des Austragtisches kann die Austraggeschwindigkeit des Kokses und dadurch auch der Gang der Verkokung geregelt werden.
Der durch den Austragtisch 13 beförderte Koks wird durch die Ausschleusevorrichtung 14, 15, 16, 17 entfernt.
Der Druck des über die Leitung 11 eingeführten Spülgases und das Absaugen des Gasgemisches in den Leitungen 20 wird derart geregelt, dass der Druck in den Gasabführkanälen 7 mit dem Druck in den Feuerzügen 5 praktisch gleich ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass durch die keramischen Wände 4 in keiner Richtung Gas strömt.
Wie ersichtlich, wird bei dem Verfahren gemäss der Erfindung die nutzbare Wärme des Kokses bei der Löschung dem Spülgas übertragen, welche Wärme dann in der Vorwärmzone zum Erwärmen der Kohle nutzbar gemacht wird, so dass auf die indirekt geheizte Verkokungskammer nur eine geringere Wärmemenge zum Zwecke der Durchführung der Verkokung übertragen werden muss.
Die Spülgase werden durch in der Verkokungskammer angeordnete vertikale Kanäle geleitet, welche Kanäle das zu verkokende Gut nicht enthalten und dem Gasstrom gegenüber praktisch keinen Widerstand bilden. Hiedurch wird es ermöglicht, dass man die Wände der Verkokungskammer aus keramischen Bausteinen anfertigen kann.
In der mit dem besagten Gasführungskanal versehenen Verkokungskammer mit keramischen Wänden ist die Fortpflanzungsrichtung der Wärme die gleiche wie die Bewegungsrichtung der Verkokungsgase, wodurch eine hohe Destillations-
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geschwindigkeit und ein niedriger Wärmebedarf erreicht wird. Dadurch, dass man zur Löschung des
Kokses das in der Vorrichtung erzeugte, gereinigte und gekühlte Gas als Spülgas verwendet, weiters die Erhitzung des Verkokungsgutes im Ver- kokungsraum 3 von etwa 400 bis 800-900 C nicht durch heisse Rauchgase als Spülgas, sondern durch die beheizten Kammerwände 4 durch mittelbare Wärmeübertragung vorgenommen wird, werden die Verkokungsgase nicht mit fremden, unverbrennbare Bestandteile enthaltenden Gasen verdünnt und auch ihr Heizwert wird nicht verringert.
Im Gegenteil, bei der Löschung des
Kokses wird teilweise die in dem Spülgas befindliche Kohlensäure im Sinne der Gleichung CO2+C = 2 CO etwas vermindert, so dass dadurch der Heizwert des Gases erhöht wird.
Eine Anlage gemäss der Erfindung weist einen besseren Wirkungsgrad auf, als diejenige der schon zitierten deutschen Patentschrift Nr. 839066. So wurde beispielsweise in einer Versuchsanlage mit
12-17 tato Kapazität die Kohlenschichte im Vorschwelraum bis auf 400 C vorgewärmt und mit dieser Temperatur in die Verkokungskammer gebracht. Die Spülgase hingegen wurden im Vorschwelraum auf 120-150 C abgekühlt.
Es ergab sich, dass in der Versuchsanlage gemäss der Erfindung nur 80-100 kcal/kg benötigt wurden.
Werden die Spülgase und die Schwelgase aber gemäss der Anordnung gemäss der deutschen Patentschrift Nr. 839066 seitwärts durch horizontale Kanäle abgeführt, so beträgt der Wärmeverbrauch bei Verwendung von vorgetrockneter und auf 100 C vorgewärmter Kohle etwa 480 kcal/kg.
Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren wird praktisch die gesamte Wärmemenge des Kokses durch die Spülgase in den Verkokungsvorgang zurückgeführt, wodurch etwa 380 kcal/kg Wärmemenge bei der Verkokung nutzbar gemacht werden, was bisher in keramischen Öfen nicht erreicht werden konnte. Bei dem Verfahren nach der Erfindung erfolgt die Wärmeabgabe des Spülgases im Vorschwelraum, wo die Kohlenschichte eine gleichmässige Struktur besitzt. Dadurch ergibt sich eine gleichmässige und vollkommene Wärmeübertragung.
Das Verfahren gemäss der Erfindung vereinigt daher sämtliche Vorteile des bekannten Spülgasverfahrens, ohne dessen Nachteile aufzuweisen.
Beispiel :
In einer kleinen Versuchsanlage mit 15 tato Leistung wurde Lignit mit 45-47% Wassergehalt verkokt. Der zur Trocknung und Verkokung nötige Gesamtwärmebedarf war 410 kcal/ kg. Die Temperaturen waren in den Feuerzügen unten 1100 C und oben 850 C und der Gehalt des Kokses an flüchtigen Bestandteilen betrug unter 5%. Das erzeugte Gas hatte einen Heiz- wert von etwa3800 kcalfNm3. Die Temperatur des ausgeschleusten Kokses war 150-180 C. Die Temperatur des zu verkokenden Gutes bertug im Vorschwelraum-vor dem Eintritt in die Ver-
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bis auf etwa 900 C erhitzt werden musste. Diese Ergebnisse sind sehr vorteilhaft und können in einem Grossbetrieb noch erhöht werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur kontinuierlichen Verkokung nicht backender Kohlen, bei welchen das zu verkokende Gut vorgetrocknet und in einem, von dem Trocknungsraum abgesonderten, mit Spülgas und Verkokungsgas im Gegenstrom durchsetzten und durch dieselben erhitzen Vorschwelraum und danach in einer mittelbar beheizten verti- kalen Verkokungskammer kontinuierlich geführt wird, weiters der aus den Verkokungskammern kommende Koks mit dem entteerten und gekühlten Produktionsgas als Spülgas gelöscht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Löschen des Kokses verwendete Spülgas unter Umgehung des in der mittelbar durch Feuerzügen geheizten,
mit keramischen Wänden begrenzten Verkokungskammer befindlichen Verkokungsgutes durch in der Mittelebene der Verkokungskammer ausgebildete vertikale Gaskanäle geführt wird, die zum Abführen der in der Verkokungskammer erzeugten Gase mit Öffnungen versehen sind, wobei das besagte Spülgas unterhalb der Feuerzüge, u. zw. im Löschraum in die vertikalen Gaskanäle eingeführt und am oberen Teil dieser Gaskanäle gemeinsam mit den Gasen der Verkokungskammer durch die oberhalb der Feuerzüge gelegene Kohlenschicht des Vorschwelraumes geführt und danach am oberen Teil dieses Vorschwelraumes abgesaugt wird.
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