AT369416B

AT369416B - Verfahren zur energierueckgewinnung beim kokstrockenloeschen

Info

Publication number: AT369416B
Application number: AT477480A
Authority: AT
Inventors: Georg Dipl Ing Dr Tec Beckmann; Norbert Heger
Original assignee: Waagner Biro Ag
Priority date: 1980-09-25
Filing date: 1980-09-25
Publication date: 1982-12-27
Also published as: ATA477480A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Energierückgewinnung beim Kokstrockenlöschen aus dem Kreislaufgasüberschuss, der durch Gaszusatz zwecks Inertisierung, beispielsweise durch Verbrennung zum Kreislaufgas entsteht, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

In Anlagen zur Kokstrockenkühlung wird üblicherweise rotglühender Koks in einen Schachtkühler eingebracht. Von unten wird in den Schachtkühler ein in bezug auf den Koks annähernd inertes Gas eingeblasen, welches den glühenden Koks von unten nach oben durchströmt. Dabei nimmt das Gas die Wärme des Kokses auf und wird hoch erhitzt. Anschliessend durchströmt das Gas einen Wärmetauscher, in welchem das Gas seine fühlbare Wärme abgibt. Beim Durchströmen der Koksschüttung nimmt das Gas aus dem entgasenden Koks H. und CO auf. Wenn im Gas Sauerstoff, Kohlendioxyd und Wasserdampf enthalten sind, bilden sich bei der Berührung mit glühendem Koks CO und H, welche in das Gas eintreten.

Wird das Gas nach dem Austritt aus dem Wärmetauscher wieder in den Schachtkühler eingeblasen, so entsteht ein geschlossener Gaskreislauf und es reichert sich das Gas, im folgenden Kreislaufgas genannt, mit CO und H. an. Die beim Ein- und Ausschleusen des Kokses sowie bei Undichtheiten des Gaskreislaufes eintretende Luft bzw. das gleichzeitige Austreten von Kreislaufgas begrenzen zwar den Gehalt an CO und H 2, jedoch auf einem zu hohem Niveau. Um die Explosionsgefahr zu vermeiden ist es notwendig, den Gehalt an brennbaren Bestandteilen im Kreislaufgas niedrig zu halten. Daher werden die Gehalte an CO und H durch eine geregelte Zugabe von Luft oder Stickstoff zum Kreislaufgas vermindert. Stickstoff wirkt durch Verdünnung, Luft hingegen durch Verbrennung und Verdünnung.

Die Zugabe von Luft oder Stickstoff vermehrt den Vorrat an Kreislaufgas um eine nicht benötigte Menge. Diese überschüssige Kreislaufgasmenge, das Überschussgas, wird entweder am Eintritt in den Schachtkühler oder an dessen Austritt vom Hauptstrom des Kreislaufgases abgezweigt und in die Atmosphäre entlassen (GB-PS Nr. 256. 727).

Wird Überschussgas nach dem Austritt aus dem Schachtkühler, z. B. über eine Fackel an die Atmosphäre freigesetzt, bedeutet dies den Verlust der fühlbaren Wärme, sowie des Heizwertes dieses Überschussgases. Wird Oberschussgas vor dem Eintritt in den Schachtkühler, z. B. über einen Entstauber an die Atmosphäre freigesetzt, so ist zwar seine fühlbare Wärme rückgewonnen, doch sein Heizwert geht verloren. Zusätzlich bedeutet die damit verbundene Abgabe von CO an die Atmosphäre eine Belastung derselben.
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Explosionsgefahr erhöht. Als weiterer Nachteil ist die Verkoppelung des Gaskreislaufes der Kokstrockenkühlanlage mit einem Brenngasverbraucher anzusehen, womit auf beiden Seiten die Unabhängigkeit der Betriebsführung beeinträchtigt wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren vermeidet die oben genannten Nachteile und ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Kreislaufgas ein Teilstrom entnommen wird, der durch Luftzufuhr verbrannt sowie anschliessend durch Wärmetausch gekühlt wird, dass die abgetauschte Wärme zumindest teilweise an das wärmetauschende, den Rückkühlwärmetauscher des Kreislaufgases durchströmende Fluid abgegeben wird und dass zumindest ein Teil des abgekühlten Teilstromes freigesetzt und der Rest dem Kreislaufgas wieder beigemischt wird.

Weitere Verfahrensmerkmale sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 angegeben.

Die erfindungsgemässe Anlage zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlgaskreislauf vom Schachtkühler über den Rückkühlwärmetauscher, zurück zum Schachtkühler eine Abzweigleitung für einen Teilstrom aufweist, welche über eine Verbrennungseinrichtung und einen oder mehrere Wärmetauscher, sowie zumindest, dass ein Teilstrom, zu einem Kamin geführt ist.

Weitere Einrichtungsmerkmale sind in den Unteransprüchen 9 bis 17 angegeben.

Die Erfindung ist in den Fig. l und 2 in Form von Fliessbildern beispielsweise und schematisch dargestellt.

Fig. l zeigt eine Kokstrockenkühlanlage, bei welcher in einem Schachtkühler --1-- der glühende Koks durch ein Kreislaufgas gekühlt wird. Das Kreislaufgas erhitzt sich bei der Durchströmung

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sehen. Luft wird vom Gebläse --4-- mittels der Mischeinrichtung --5-- dem heissen Kreislaufgas beigemischt, wobei es zu einer geregelten Verdünnung und entsprechend den Gehalten an brennbaren Bestandteilen bzw. Sauerstoff, zu einer Verbrennung des Kreislaufgases kommt. Gleichzeitig wird die Kreislaufgasmenge vergrössert. Ein dieser Vermehrung entsprechender Teilstrom des Kreislaufgases wird über die Abzweigleitung --6-- vom Hauptstrom abgezweigt und einer Verbrennungsein- richtung --7-- zugeführt. In dieser steigt die Temperatur des Gases entsprechend seinem Heizwert.

Der Wärmeinhalt des Gasteilstromes wird in Wärmetauschern --8, 12, 14-- rückgewonnen, wobei das Gas abgekühlt wird. Dann wird das Gas über ein Gebläse --15-- und erforderlicherweise eine nicht dargestellte Gasreinigungseinrichtung, einem Kamin --16-- zugeführt und in die freie Atmosphäre eingeleitet.

Zusätzlich zur Luftzugabe zum Kreislaufgas, welche in der Mischeinrichtung --5-- erfolgt, kann die Zusammensetzung des Kreislaufgases auch durch Einleitung von Verbrennungsgasen beeinflusst und geregelt werden. In diesem Fall wird über den Teilstrom mehr Kreislaufgas entnommen, als dem überschüssigen Kreislaufgas entspricht, wobei die Mehrmenge ungekühlt oder nach teilweiser oder gänzlicher Abkühlung über die Rückföhrleitung --17 bzw. 18-- in die Kreislaufleitung vor oder nach dem Rückkühlwärmetauscher eingeführt wird. Die Wärmetauscher --8, 12, 14-- dienen für die Übertragung der Wärme aus dem Teilstrom zurück in den Kreislaufstrom bzw. wie Wärme-
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mit dem Rückkühlwärmetauscher --2-- verbunden werden.

Im Wärmetauscher --8-- wird ein Teilstrom des abgekühlten Kreislaufgases, welches nach dem Kreislaufghebläse --3-- vom Hauptstrom über die By-Pass-Leitung --10-- abgezweigt wird, erhitzt. Dies erhitzte Medium wird auf der heissen Seite dem Kreislaufgas wieder beigemischt. Der Wärmetauscher --14-- dient zur Aufheizung der Verbrennungsluft, die durch das Luftgebläse --4-- angesaugt und über die Leitung --11-- der Verbrennungseinrichtung --7-- zur Verbrennung des Teilstromes, sowie der Mischeinrichtung --5-zu einer Teilverbrennung des Hauptstromes zugeführt wird.

Für die Regelung der Teilströme sind in den einzelnen Leitungen --6, 10,11, 13,17 und 18-Regelklappen-9-oder Drosselorgane vorgesehen, deren Verstellung über nicht dargestellte Überwachungseinrichtungen erfolgt.

Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. l dadurch, dass die Abzweigleitung --6-- von der By-PassLeitung --10--, also von der kalten Seite des Kreislaufgases abzweigt. Das abgezweigte kalte Kreislaufgas wird in einem Wärmetauscher --19-- auf Zündtemperatur erhitzt. Der Wärmetauscher --19-wird dabei vom überschüssigen, verbrannten Kreislaufgas beheizt, welches letzten Endes über den
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dem Kreislaufgas wieder zugeführt wird. Um die Gaszusammensetzung im Kühlgaskreislauf wirksam beeinflussen zu können, wird diesem mehr Kreislaufgas entzogen und durch Verbrennung inertisiert.

Ein Teil dieses Gases wird heiss über die Rückführungsleitung --17-- oder wie bereits erwähnt, kalt über die Rückführungsleitung --18-- in den Kreislauf rückgeführt und nur das Überschussgas wird durch den Kamin --16-- dem Kreislauf entzogen. Im übrigen entsprechen die Beschreibungen der Fig. 1 und 2 einander, so dass die Beschreibung von Fig. 1 auch zu Fig. 2 lesbar ist.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Energierückgewinnung beim Kokstrockenlöschen aus dem Kreislaufgasüberschuss, der durch Gaszusatz zwecks Inertisierung, beispielsweise durch Verbrennung, zum Kreislaufgas entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kreislaufgas ein Teilstrom entnommen wird, der durch Luftzufuhr verbrannt sowie anschliessend durch Wärmetausch gekühlt wird, dass die abgetauschte Wärme zumindest teilweise an das wärmetauschende, den Rückkühlwärmetauscher des Kreislaufgases durchströmende Fluid abgegeben wird und dass zumindest ein Teil des abgekühlten Teilstromes freigesetzt und der Rest dem Kreislaufgas wieder beigemischt wird. <Desc/Clms Page number 3>

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des kalten Kreislaufgases am Schachtkühler vorbei in einen Wärmetauscher geführt wird, dort Wärme des verbrannten, zumindest teilweise freizusetzenden Teilstromes des Kreislaufgases aufnimmt und anschliessend dem heissen Kreislaufgas zugemischt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest teilweise freizusetzende Teilstrom des Kreislaufgases in einem Wärmetauscher abgekühlt wird, welcher vom gleichen Fluid wie der Rückkühlwärmetauscher des Kreislaufgases durchströmt wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der verbrannte, zumindest teilweise freizusetzende Teilstrom des Kreislaufgases, insbesondere über einen separaten-Wärmetauscher, die Verbrennungsluft für die Verbrennung des Kreislaufgases vorwärmt.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der verbrannte, zumindest teilweise freizusetzende Teilstrom des Kreislaufgases in einem Wärmetauscher die Verdünnungsluft des Kreislaufgases erhitzt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil des verbrannten, zumindest teilweise freizusetzenden Teilstromes des Kreislaufgases dem heissen Kreislaufgas, insbesondere vor dessen Rückkühlung, zugemischt wird.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil des verbrannten, zumindest teilweise freizusetzenden Teilstromes des Kreislaufgases nach seiner Abkühlung dem Kreislaufgas nach dessen Rückkühlung beigemischt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlgaskreislauf vom Schachtkühler (1) über den Rückkühlwärmetauscher (2) zurück zum Schachtkühler (1) eine Abzweigleitung (6) für einen Teilstrom aufweist, welche über eine Verbrennungseinrichtung (7) und einen oder mehrere Wärmetauscher (8,12, 14) zu einem Kamin (16) geführt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigleitung (6) zwischen dem Schachtkühler (1) und dem Rückkühlwärmetauscher im heissen Teil des Gaskreislaufes angeschlossen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass von der Abzweigleitung (6) eine Rückführleitung (17 bzw. 18) zum Kühlgaskreislauf für einen Teilstrom vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (12) als Teil des Rückkühlwärmetauschers (2) ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (8) als Wärmequelle zur Erhitzung eines Teiles des kalten Kühlgases ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (14) als Lufterhitzer für die Verbrennungsluft und/oder Verdünnungsluft des im Kühlgaskreislauf strömenden Mediums ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungseinrichtung (7) als Wärmetauscher, insbesondere als Dampferzeuger mit Strahlungsheizflächen, ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass von der kalten Seite des Kühlgaskreislaufes eine By-Pass-Leitung (10) abzweigt, die den Schachtkühler (1) umgeht und das kalte Kreislaufgas einem Wärmetauscher (8) zuführt, der vom verbrannten, überschüssigen Kreislaufgas beheizt ist (Fig. 1 und 2).

16. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abzweigleitung (6) vor der Verbrennungseinrichtung (7) ein Wärmetauscher (19) vorgesehen ist, der vom heissen verbrannten Kreislaufgas beheizt ist (Fig. 2).