DD298518A5 - Verfahren zur qualitaets- und ausbeuteerhoehung von schwelereiprodukten bei gleichzeitiger verringerung der umweltbelastung - Google Patents

Abstract

Das Verfahren zur Qualitaets- und Ausbeuteerhoehung von Schwelereiprodukten bei gleichzeitiger Verringerung der Umweltbelastung bezieht sich auf die Verbesserung und Ausbeuteerhoehung von Schwelereiprodukten (Teer, Gas, Koks) sowie die Aushaltung von schadstoffhaltigem Redlergas bei der Spuelgasverschwelung von Braunkohlen. Mit Hilfe einer angestrebt gleichmaeszigen horizontalen Verteilung von Kuehlgas oder Kuehlgas-Dampf-Gemisch im Schwelschacht oberhalb des Koksabwurfsystems unter Benutzung von im Mauerwerk integrierten Stuetzelementen (Stroemungskanaele) werden Kokskuehlung und Spuelgasschwelung durch Temperaturvergleichmaeszigung entscheidend verbessert und darueber hinaus der Austritt von schwefelwasserstoff- und mercaptanhaltigem Kuehlgas durch den Redler in die Atmosphaere weitgehend verhindert. Die Qualitaetserhoehung bezieht sich auf verringerten Teer- und Schwefelgehalt des Kokses, die Ausbeuteerhoehung betrifft das Zielprodukt Teer.{Braunkohlenspuelgasschwelverfahren; Kuehlgaseinbringung, vergleichmaeszigt; Kuehlgas-Dampf-Gemisch; Gasbeaufschlagung, oberhalb Koksabwurfsystem; Produktverbesserung; Restteerverminderung; Koks; Schwefelgehaltsabsenkung; Redlergasaushaltung}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Vei iui ·. an zur Qualitäts- und Ausbeuteerhöhung von Produkten aus überwiegend mit Braunkohlenbriketts betriebenen Spülgasschwelöfen der Kohleindustrie.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Spülgasschwelöfen werden vorwiegend als senkrechte Doppelschachtanalgen ausgeführt, wobei sich jeder Schacht entsprechend der Lage von Schwelzone und Trocknungszone in Trocknungs- und Schwelschacht unterteilt. Das Einsatzgut Kohle gleitet in den Schächten langsam nach unten und erfährt dabei nacheinander eine Trocknung und anschließend eine Schwelung. Das ausgeschwelte und gekühlte Einsatzgut gelangt über ein Koksabwurfsystem mit Koksverdränger und Abwurfspalt in Koksschurren und von hier durch ein Koksaustragungssystem in den Koksredler, mit dessen Hilfe der Abtransport erfolgt. - Zur Kühlung des ausgeschwelten Einsatzgutes, des Schwelkokses, wird an nur einer Stelle der unterhalb der Schwelschächte gelegenen Koksschurren Kühlgas zentral zugeführt. Es strömt über das Koksabwurfsystem nach oben in die Schwelschächte, kühlt hierbei den entstandenen Schwelkoks, erwärmt sich dabei und wird an den Austrittsschlitzen der Heißgasroste mit Schwelergas aus einer Brennkammer zu Schwelermischgas gemischt, das jetzt als das die eigentliche Schwelung auslösende Spülgas zusammen mit entstehendem Schwelgas aus der Kohle weiter nach oben strömt und nach Passieren der Schwelzone abgezogen wird.

Die Strömungsverteilurig des Schwelermischgases und damit das Erreichen einer gleichmäßigen Temperatur im Schwelgut bestimmen entscheidend den Wirkungsgrad der Schwelung. Angestrebt wird, das Einsatzgut Kohle mit Schwelermischgas von 50O-€50°C intensiv und gleichmäßig zu umspülen.

Der Hauptmangel der dargestellten Lösung besteht darin, daß die Verteilung des zentral eingeführten Kühlgases aus den Koksschurren auf den Strömungsquerschnitt der beiden Schwelschächte ausschließlich durch den Strömungswiderstand des Schwelgutes und hier bevorzugt im Bereich der Koksabwurfspalte bestimmt wird. Durch die Bewegung des Schwelgutes auf den Koksverdrängern kommt es durch unterschiedliche Koksverdichtung zu schwankenden Strömungswiderständen, so daß das Kühlgas ungleichmäßig verteilt wird und nur an bevorzugten Stellen in dem kammerförmigen Teil des Schwelschachtes nach oben strömt. Die Folge ist eine ungleichmäßige Strömungs- und Temperaturverteilung in der Schwelzone, verbunden mit einer mangelhaften Schwelung des Einsatzgutes. Die mangelhafte Schwelung resultiert aus der Ausbildung von Zonen extrem hoher Temperatur mit Crackerscheinungen das bei der Schwelung entbindenden Teeres einerseits und Zonen niedriger Temperatur mit unvollständiger Teerentbindung bei Teer-Staub-Konglomeratbildung andererseits.

Ein weiterer Nachteil des Standes der Spülgasschweltechnik besteht darin, daß sich mit der Zuführung des Kühlgases unterhalb des Verdrängers ein relativ hoher Gasdruck in den Koksschurren und damit gleichzeitig an den Koksaustragvorrichtungen einstellt, der zu unerwünscht hohen Gasströmen des Schwefelwasserstoff- und mercaptanhaltigen Kühlgases in den Koksredler und anschließend in die Atmosphäre führt.

Durch Laborversuche war bekannt, daß bei Zusatz von Niederdruckdampf (0,34 MPa) zum Kühlgas der Schwefelgehalt des Schwelkokses gesenkt werden kann. Die dazu durchgeführten großtechnischen Versuche erbrachten jedoch lediglich durch Kondonsation an „kalten" Bauteilen ausgelöste, schnell wirkende totale Korrosion im Bereich der Koksschurran und des Koksabwurfsystems, so daß auf den Dampfzusatz verzichtet werden mußte.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Ausbeute an Schwelteer und Schwelgas zu erhöhen, die Qualität des Schwelkokses hinsichtlich Restflüchtige und Schwefel, die des Gases in bezug auf die Verbrennungswärme zu verbessern, sowie den Austritt von Schwefelwasserstoff- und mercaptanhaltigem Kühlgas durch den Redler in die Atmosphäre entscheidend zu vermindern.

-2- 298 518 Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, das für die physikalische und chemische Einwirkung auf den heißen Schwelkoks vorgesehene Medium so an den Heißkoks heranzubringen, daß eine über den gesamten Schachtquerschnitt weitgehend gleichmäßige Umspülung des zu kühlenden Gutes erfolgen kann, eine Kondensation des Mediums an korrosionsanfälligen Bauteilen auf dem Weg bis zum Heißkoke unterbunden wird und der bisherige Kühlgasstau im Koksverdrängerbereich (Koksabwurfsystem) als Ursache für die Gasaustritte durch den Redler entfällt.

Das Erkennen der technischen Aufgabe als Grundlage für das Erreichen des Ziels der Erfindung ist bereits erfindungsgemäß.

Gleichfalls erfindungsgemäß wird nun so verfahren, daß die zur chemischen und/oder physikalischen Einwirkung auf den heißen Schwelkoks vorgesehenen Gase und/oder Dämpfe oberhalb dna Koksabwurfsystems gleichmäßig über den gesamten Schachtquerschnitt verteilt eingebracht werden, wobei zu ihrer Zuführung im Mauerwerk integrierte, hohl ausgebildete

Stützelemente als Strömungskanäle dienen, die mit zur gleichmäßigen Gasverteilung geeigneten Öffnungen versehen sind.

Mit der Einbringung der gasförmigen Medien oberhalb des Verdrängersystems entfällt die bis dahin notwendige

druckverlustreiche Überwindung des verdichteten Kokses ausschließlich im Bereich der Koksabwurfspalte. Das hat

zwangsläufig zur Folge, daß Kühlgas nicht mehr oder in nur sehr geringen Mengen, nämlich erst nach Überwindung des Koi labwurfsystems, in umgekehrter Richtung nach außen in die Koksschurren und weiter durch Koksausstragungssystem und Redli in die Atmosphäre gelangen kann. Der Gasaustritt wird so ganz entscheidend verringert. Außerdem ist abzusehen, daß der erforderliche Kühlgasvordruck reduziert werden kann und auch die aufzuwendenden Kühlgasmengen sinken.

Der mit dem EinDringen des Kühlgases oberhalb des Koksabwurfsystems gegenüber dem Stand der Technik verbundene meßbare Verlust von Kühlzonenhöhe wird mit Hilfe der erfindungsgemäß erzielten Vergleichmäßigung derKühlgasverteilung kompensiert und überboten:

Mit der gleichmäßig verteilten Einbringung von Kühlgasen entfallen unterschiedliche Strömungs- und Temperaturverhältnisse sowohl im Kühlbereich als auch, nach der Mischung der Kühlgase mit Heißgas, im Schwelbereich. Das hat zur Folge, daß

Überhitzungserscheinungen mit Cracken des Teeres und damit Teerverluste und Kohlenwasserstoffanteilverluste im Gas entfallen. Andererseits kommt es nicht zur Ausbildung von unterkühlten Bereichen mit Teerkondensation, die letztlich zur Verminderung der Teerausbeute einerseits und zur Erhöhung des unerwünschten Restflüchtigengehaltes im Koks andererseits führen. Die erfindungsgemäße Vergleichmäßigung der Temperaturführung in der Schwelzone führt damit zur Qualitätsverbesserung von Gas (höherer Kohlenwasserstoffanteil) und Koks (Geringerer Anteil Restflüchtige). Gleichzeitig werden die Teerausbeute (Verhinderung von Cracken, Vermeiden von Teerkondensaten in „kalten" Bereichen) und die Gasausbeute (gleichmäßiges „Ausschwelen", höherer KW-Anteil) gesteigert.

Eine besondere Möglichkeit ergibt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren für die Schwefelverminderung des Kokses. Es gestattet, anstelle oder im Gemisch mit Kühlgas Wasserdampf so zuzusetzen, daß Korrosion an Bauteilen weitgehend verhindert wird, was als Voraussetzung für die praktikable Handhabung der an sich bekannten schwefelvermindernden Wirkung von Dampf auf heißen Schwelkoks angesehen werden muß.

Neben dem Schwefelgehalt der Kohle als Ursache für den die industrielle und chamisch-technologische Verwendung des Schwelkokses einschränkenden Schwefelgehalt wurde erkannt, daß auch der Schwefelwasserstoff- und Mercaptangehalt des Kühlgases ursächlich für den Schwefelgehalt des Kokses ist.

Somit erstreckt sich das erfindungsgemäße Einbringen von gasförmigen Medien zwecks Ausbeute- und Qualitätsverbesserung von Schwelereiprodukten sowohl auf herkömmliches Kühlgas, auf Dampf, beides einzeln oder im Gemisch als auch auf schwefelgereinigtes Kühlgas, ebenfalls möglicherweise einzeln oder im Gemisch mit Dampf.

Ausführungsbeispiel

Hierzu Figur 1

3000-5 000m³ Kühlgas/h werden im Gemisch mit 500-1500 kg Niederdruckdampf J0,34MPa) durch die auf ca. 170°C gewärmten Strömungskanäle 3 mit den Austrittsdüsen 4 oberhalb des Koksverdrängers 5 und der Koksabwurfspalte 7 ohne Kondensation horizontal in die Schüttung geleitet.

Das so gleichmäßig verteilte Kühlgas-Dampf-Gemisch ström', unter eigener Aufwärmung und Kühlung des Schwelkokses bei gleichzeitiger Reaktion mit ca. 30% Schwefelanteilen des Kokses in dem durch die Heißgasroste 2 kammerförmig geteilten Schwelschacht 1 nach oben und mischt sich dabei mit dem aus den Schwelergasaustrittsschlitzen 6 kommenden heißen Schwelergas zu Schwelermischgas mit einer Temperatur von 50ö-650°C. Dieses Schwelermischgas dient nun als Spülgas für das oberhalb der SchwelergasaustriUsschlitze 6 befindliche Schwelgut und bewirkt so die angestrebte gleichmäßigo Schwelung.

Claims (1)

1. Verfahren zur Qualitäts- und Ausbeuteerhöhung von Schwelereiprodukten bei gleichzeitiger Verringerung der Umweltbelastung, vorzugsweise in Spülgasschwelöfen der Kohleindustrie unter Anwendung von Kühlgasen und Dampf, einzeln oder im Gemisch, gekennzeichnet dadurch, daß die zur chemischen und/oder physikalischen Einwirkung auf den heißen Schwelkoks vorgesehenen Gase und/oder Dämpfe oberhalb des Koksabwurfsystems gleichmäßig über den gesamten Schachtquerschnitt verteilt eingebracht werden, wobei zu ihrer Zuführung im Mauerwerk integrierte, hohl ausgebildete Stützelemente als Strömungskanäle dienen, die mit zur gleichmäßigen Gasverteilung geeigneten Öffnungen versehen sind.

   Hierzu 1 Seite Zeichnungen