DE10046334B4

DE10046334B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Trockenlöschen von Koks

Info

Publication number: DE10046334B4
Application number: DE10046334A
Authority: DE
Inventors: Masahiko Yokomizo; Yasutaka Shihara; Koichi Yamakuchi; Yuji Ishiharaguchi
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2020-09-20
Also published as: RO120555B1; TR200002708A2; CN1150298C; TW591101B; KR100393023B1; CN1290734A; KR20010067195A; DE10046334A1; BR0004279B1; BR0004279A

Abstract

Verfahren zum Trockenlöschen von Koks in einem Löschturm, der eine Kühlkammer und eine oberhalb der Kühlkammer angeordnete Vorkammer aufweist, mit den folgenden Schritten:
Eintragen von rotglühendem Koks von oben in die Vorkammer des Löschturms,
Einblasen von entweder Wasser und Luft oder Wasserdampf und Luft in den oberen Raum der Vorkammer,
Kühlung des Kokses in der Kühlkammer unter Verwendung von Inertgas als Wärmetauschermedium, und
Rückgewinnung der fühlbaren Wärme des Wärmeträgermediums in Form von Dampf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einer Vorrichtung zum Trockenlöschen von Koks.

Bei der Abkühlung von rotglühendem Koks, der aus Koksöfen entleert wird, wird zum Zweck der Energieeinsparung durch Rückgewinnung der Eigenwärme des rotglühenden Kokses eine Vorrichtung zum Trockenlöschen von Koks (sogenannter CDQ bzw. Kokstrockenlöscher) eingesetzt..

Ein Trockenlöscher weist eine Kühlkammer zur Übertragung der Eigenwärme des rotglühenden Kokses zu einem Inertgas sowie eine oberhalb der Kühlkammer angeordnete Vorkammer auf. Der rotglühende Koks wird von oben in die Vorkammer eingetragen. Die Vorkammer ist vorgesehen, um Schwankungen der Eintraggeschwindigkeit des rotglühenden Kokses aufzufangen und den Betrieb des Systems zu stabilisieren. Der Koks, der mit einer Temperatur von 950°C bis 1100°C einzutragen ist, tauscht seine Wärme mit dem Inertgas in der Kühlkammer aus und wird auf etwa 200°C abgekühlt und dann mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit ausgetragen. Das nach dem Wärmeaustausch auf 900°C erwärmte Inertgas wird durch einen oberen Abschnitt der Kühlkammer in einen Ringkanal abgeführt, durchströmt einen Staubabscheider, und seine Wärme wird in einem Abwärmekessel zurückgewonnen. Das Inertgas wird dann durch ein Umwälzgebläse zur Kühlkammer zurückgepumpt.

Der in die Vorrichtung eingefüllte Koks enthält flüchtige Bestandteile und Feinkoks. Da die flüchtigen Bestandteile hochentzündlich sind, können sie, wenn sie in einem hohen Anteil im umlaufenden Gas enthalten sind, zu einer anomalen Verbrennung führen. Wenn in einem solchen Zustand Luft in die Vorkammer eingeblasen wird, können die flüchtigen Bestandteile und der im Stückkoks verbleibende Feinkoks verbrannt werden. Es gibt auch Fälle, wo eingeblasene Luft ein wenig von den Oberflächenschichten des rotglühenden Kokses verbrennt. Daher ist es möglich, als Ergebnis der Vermischung der durch die obige Verbrennung erwärmten Luft und des Verbrennungsabgases mit dem Inertgas die Wärmemenge des aus der Kühlkammer ausströmenden Gases zu erhöhen. Da die Temperatur des Kokses, der über die Vorkammer in die Kühlkammer gelangt, erhöht worden ist, nimmt auch die Wärmemenge zu, die durch das Inertgas in der Kühlkammer zurückgewonnen wird. Infolgedessen kann die durch den Abwärmekessel erzeugte Dampfmenge erhöht werden.

Das Einblasen von Luft in die Vorkammer ermöglicht es, die Wärmerückgewinnungsmenge des Abwärmekessels selbst dann konstant zu halten, wenn durch eine Verringerung der Zufuhr an rotglühendem Koks oder einen Temperaturabfall des eingetragenen rotglühenden Kokses die Kokstemperatur in der Kühlkammer abgesenkt wird, und die Wärmemenge zu erhöhen, die durch den Abwärmekessel während des stabilen Betriebs eines Kokstrockenlöschers zurückgewonnen wird. Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 61-37 893 offenbart ein Verfahren zum Einblasen von Luft in eine Vorkammer.

Die Verbrennung der restlichen flüchtigen Bestandteile, des Feinkokses und eines Teils des Stückkokses durch Einblasen von Luft in die Vorkammer erhöht die Temperaturen sowohl der eingeblasenen Luft als auch des Kokses auf einen viel höheren Wert als die Temperatur des eingetragenen rotglühenden Kokses in der Vorkammer. Wenn dann die Temperatur innerhalb der Vorkammer auf etwa 1200°C angestiegen ist, schmilzt und verdampft die im Koks enthaltene Asche, und die verdampfte Asche wird zur Kühlkammer befördert. Da die Temperatur des in die Kühlkammer eingeleiteten Inertgases annähernd 900°C beträgt, kondensiert die verdampfte Asche und koaguliert in einem schrägen Rauchabzugsabschnitt, der am oberen Teil der Kühlkammer angeordnet ist. Diese als Klinkerbildung bezeichnete Koagulation bzw. Ausflockung verursacht Probleme, indem sie die Zirkulation des Kühlgases zur Abkühlung des Hochtemperaturkokses durch Verstopfen von Gasabzugsöffnungen und Erhöhen des Gasströmungswiderstandes behindert.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trockenlöschen von Koks bereitzustellen, das gegen die oben beschriebene Klinkerablagerung unempfindlich ist und die Temperatur des Kesselspeisegases auch dann stabilisieren kann, wenn Luft in die Vorkammer eingeblasen wird, um die zurückgewonnene Wärmemenge zu erhöhen und durch Verbrennen von brennbaren Gasen und Feinkoks oder durch ähnliche Maßnahmen die Betriebssicherheit zu sichern.

Diese Aufgabe kann mit den in den Patentansprüchen 1 und 10 finierten Merkmalen gelöst werden.

Dabei wird Wasser oder Dampf 26 zusammen mit Luft 24 in die Vorkammer 3 eingeblasen. Durch die Wassergasreaktion, die stattfindet, wenn rotglühender Koks und Wasserdampf miteinander in Kontakt kommen, entstehen Wasserstoffgas und Kohlenmonoxid, wobei es sich um eine endotherme Reaktion handelt. Beim Einblasen von Wasser kommt zu der obenerwähnten endothermen Wassergasreaktion ein weiterer endothermer Wasserverdampfungsprozeß hinzu. Dementsprechend erreicht zwar die Temperatur im Inneren der Vorkammer 3 durch das Einblasen von Luft in die Vorkammer einen höheren Wert als die Temperatur des rotglühenden Kokses, aber durch das Einblasen von Wasser oder Dampf in die Vorkammer wird eine endotherme Reaktion verursacht, die es ermöglicht, als Ergebnis die Innentemperatur der Vorkammer 3 auf oder unterhalb einer vorgeschriebenen Temperatur zu halten.

Auf diese Weise kann das Schmelzen und Verdampfen von Asche in der Vorkammer 3 verhindert und die Ablagerung von Klinker im Gasumlaufsystem ausgeschlossen werden.

Das Wasserstoffgas und das Kohlenmonoxid, die durch die Wassergasreaktion erzeugt werden, werden sofort teilweise durch die in die Vorkammer 3 eingeblasene Luft verbrannt, aber die übrigen Anteile werden aus der Kühlkammer zusammen mit Inertgas 27 in einen Ringkanal 5 ausgetragen. In den Ringkanal 5 oder in das zum Kessel führende Gasabzugsrohr 12 wird Luft 25 eingeblasen, und das Wasserstoffgas sowie das Kohlenmonoxid verbrennen im Ringkanal oder im Gasabzugsrohr und erzeugen Wärme, die schließlich im Abwärmekessel 7 in Form von Wasserdampf zurückgewonnen wird. Dementsprechend wird zwar die Temperatur innerhalb der Vorkammer durch die Wassergasreaktion erniedrigt, aber die schließlich zurückgewonnene Wärmemenge wird erhöht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine Schemazeichnung einer Vorrichtung zum Trokkenlöschen von Koks gemäß der vorliegenden Erfindung.

2 ein Diagramm, das die Beziehung der in die Vorkammer eingeleiteten Luftmenge und der in die Vorkammer eingebrachten Wassermenge zur Gastemperatur im unteren Teil der Vorkammer darstellt.

3 ein Diagramm, das die Beziehung der in den Ringkanal eingeblasenen Luftmenge und der zugesetzten Inertgasmenge zur Kesselspeisegastemperatur darstellt.

Nachstehend wird anhand von 1 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Der Löschturm 1 zur Abkühlung von rotglühendem Koks 9 besteht aus der Vorkammer 3 und der Kühlkammer 2, die vertikal angeordnet sind. Die Vorkammer 3 und die Kühlkammer 2 sind hinsichtlich des Gasstroms durch einen geneigten bzw. schrägen Abzugsabschnitt 4 voneinander getrennt, der am Umfang des inneren Löschturmmantels ausgebildet ist.

Rotglühender Koks 9 mit einer Temperatur von etwa 980°C wird von oben in die Vorkammer 3 eingefüllt und bewegt sich allmählich abwärts, wird dann in der Kühlkammer 2 durch Inertgas 27 abgekühlt, das durch ein Einblasrohr 11 im unteren Teil der Kühlkammer eingeblasen wird. Die Temperatur des aus dem Kühlkammerboden ausgetragenen Kokses 10 beträgt etwa 210°C.

Die Temperatur des in die Kühlkammer eingeblasenen Inertgases 27 steigt beim Wärmeaustausch des Gases mit dem rotglühenden Koks an, während das Gas in der Kühlkammer aufwärts strömt. Dann wird das Gas durch den im oberen Teil der Kühlkammer angeordneten schrägen Abszugsabschnitt 4 in den Ringkanal 5 abgeführt. Das Inertgas wird vom Ringkanal 5 einem primären Staubabscheider 6 zugeführt, dann. dem Abwärmekessel 7, wo seine Wärme zurückgewonnen wird und seine Temperatur auf etwa 180°C abfällt, und wird dann durch das Umwälzgebläse 8 wieder in die Kühlkammer 2 eingeblasen.

Durch die im oberen Teil der Vorkammer angeordnete Lufteinblasvorrichtung 14 wird Luft 24 in die Vorkammer 3 eingeblasen. Sauerstoff in der eingeblasenen Luft reagiert mit restlichen flüchtigen Bestandteilen, Feinkoks und einigen Anteilen des Stückkokses. Die Reaktionen sind hauptsächlich exotherme Reaktionen und erzeugen Kohlenmonoxid. Die eingeblasene Luft, das als Reaktionsprodukt entstehende Gas und der Koks wandern in der Vorkammer abwärts, wobei ihre Temperaturen ansteigen, und die Temperaturen erreichen am Boden der Vorkammer ihre jeweils höchsten Werte.

Am Boden der Vorkammer 3 mischen sich die eingeblasene Luft und das gasförmige Reaktionsprodukt mit dem von unten nach oben strömenden Inertgas und werden dann durch den schrä gen Abzugsabschnitt 4 in den Ringkanal 5 ausgetragen. Durch ein Lufteinblasrohr 15 wird Luft 25 in den Ringkanal 5 oder in das Gasabzugsrohr 12 eingeblasen, um das in der Vorkammer erzeugte Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid zu verbrennen.

Ferner wird gemäß der vorliegenden Erfindung Wasser oder Dampf 26 durch eine Einblasvorrichtung 16 von oben in die Vorkammer 3 eingeblasen. Das eingeblasene Wasser absorbiert Wärme, wenn es zu Wasserdampf verdampft, und der Dampf absorbiert Wärme und erzeugt außerdem Wasserstoffgas und Kohlenmonoxid durch eine Wassergasreaktion, wenn er mit dem rotglühenden Koks in Kontakt kommt. Dementsprechend werden die Temperaturen des Gases und des Kokses in der Vorkammer durch Einblasen von Wasser oder Dampf erniedrigt, und auf diese Weise können die Gas- und Kokstemperaturen in der Vorkammer durch Regulieren der Einblasmenge von Wasser oder Dampf gesteuert werden.

Das Wasserstoffgas und das Kohlenmonoxid, die durch die Wassergasreaktion erzeugt werden, fließen in der Vorkammer abwärts und werden nach der Vermischung mit dem von unten aufsteigenden Inertgas im unteren Teil der Vorkammer durch den schrägen Abzugsabschnitt 4 in den Ringkanal 5 ausgetragen. In den Ringkanal 5 oder in das Gasabzugsrohr 12 wird Luft 25 eingeblasen, um das Wasserstoffgas und das Kohlenmonoxid zu Wasser und Kohlendioxid zu verbrennen. Gleichzeitig wird die Wärmemenge des Abwärmekesselspeisegases 23 durch die Verbrennungswärme dieser Verbrennung erhöht.

Als Folge des Einblasens von Wasser oder Dampf in die Vorkammer nimmt die Wärmemenge des Abwärmekesselspeisegases 23 zu. Im Falle der vorliegenden Erfindung, wo Wasser oder Wasserdampf eingeblasen wird, ist es daher auch möglich, die in die Vorkammer eingeblasene Luftmenge zu verringern und gleichzeitig die vom Abwärmekessel benötigte Wärmemenge sicherzustellen. Es ist nämlich möglich, sowohl die maximale Temperatur innerhalb der Vorkammer als auch die Menge und die Temperatur des Abwärmekesselspeisegases 23 gleichzeitig auf die optimalen Bedingungen zu steuern, indem man die in die Vorkammer eingeblasene Luftmenge oder die in die Vorkammer eingeblasene Wasser- oder Wasserdampfmenge oder beide reguliert.

Wenn das Inertgas aus der Abkühlung von rotglühendem Koks eine große Wärmemenge aufnimmt und die dem Abwärmekessel zuzuführende Wärmemenge ausreichend gesichert ist, kann die Temperatur innerhalb der Vorkammer verringert werden, indem man einfach die in die Vorkammer eingeblasene Luftmenge 24 vermindert, ohne der Vorkammer Wasser oder Wasserdampf zuzuführen.

Unter den folgenden Verfahren zur Messung der Temperatur innerhalb der Vorkammer kann irgendein Verfahren ausgewählt werden: ein Verfahren (18a) zur Messung der Atmosphärentemperatur oder der Kokstemperatur in der Nähe der Innenwand einer inneren Ausmauerung durch Einführen eines Thermometers vor außen durch die Wand in die Vorkammer; ein zweites Verfahren (18b) zur Messung der Temperatur der inneren Ausmauerung oder der Atmosphärentemperatur durch ein in die innere Ausmauerung eingesetztes Thermometer; ein drittes Verfahren (18c) zur Messung der Temperatur der inneren Ausmauerung in der Nähe des unteren Teils der Vorkammer durch ein Thermoelement oder ein berührungsfreies Thermometer; oder ähnliche Verfahren. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Temperatur im Inneren der Vorkammer durch die Temperatur der inneren Ausmauerung in der Nähe des unteren Teils der Vorkammer dargestellt. Ein bevorzugtes Verfahren ist das zur Messung der Atmosphärentemperatur oder der Kokstemperatur am unteren Teil der inneren Ausmauerung unter Verwendung eines Thermometers mit Schutzrohr, das von außen eingeführt wird, oder das Verfahren zur Messung der Temperatur der Ausmauerung oder des Kokses unter Verwendung eines Strahlungsthermometers. Der im Inneren der Vorkammer gemessene Temperaturwert wird zur Einblassteuereinrichtung 17 übermittelt, die in der Figur nicht dargestellt ist, und die Einblassteuereinrichtung 17 reguliert die Einblasmenge von Wasser oder Dampf 16 oder Luft 24, so daß die Temperatur im Inneren der Vorkammer eine Soll- bzw. Zieltemperatur erreicht.

Herkömmlicherweise bestand die Ansicht, daß Asche in Feinkoks bei 1400°C oder mehr schmilzt, aber verschiedene Tests haben geklärt, daß sie bei etwa 1200°C weich wird und schmilzt. Im Falle von Asche, die sich aus vielen Elementen zusammensetzt, zeigt sich eine Tendenz zur Verringerung der Erweichungstemperatur. In Anbetracht der Temperaturschwankungen über die Querschnittsfläche einer Vorkammer mit einem Radius von 10 m haben die Erfinder daher festgestellt, daß eine Temperatur von weniger als 1150°C im Inneren der Vorkammer als Grundbetriebsstandard angesehen werden kann. Für einen stabi len Langzeitbetrieb ist es wirkungsvoll, die Temperatur in Anbetracht der Sicherheit auf einen noch niedrigeren Wert zu steuern.

Hinsichtlich der Position zum Einblasen der Luft 24 und des. Wassers oder Wasserdampfs 26 in den oberen Teil der Vorkammer ist das Einblasen in den oberen Teil 30 der rotglühenden Koksschicht in der Vorkammer oder in den Raum 31 vorzuziehen, der durch die Oberfläche der rotglühenden Koksschicht und die Vorkammer gebildet wird. Der Grund dafür ist, daß beim Einblasen der Luft und des Wassers oder Wasserdampfs in die rotglühende Koksschicht 32 die Reaktion nur mit dem Koks in der Nähe der Einblasstelle stattfindet, was zu einer inhomogenen Gasverteilung führt, und daß die Temperaturverteilung und die Reaktionsfähigkeit quer über den Kammerquerschnitt ungleichmäßig werden. Die Düse der Lufteinblasvorrichtung 14 und die Düse der Einblasvorrichtung für Wasser oder Wasserdampf 16 können als getrennte Einheiten installiert werden, aber es ist zulässig, in der Lufteinblasdüse Wasser oder Wasserdampf mit Luft zu vermischen und das Mischgas in die Vorkammer 3 einzublasen. Ferner ist das Einblasen von Wasser in Form von Sprühnebel besonders zu bevorzugen.

Neben der Erhöhung der Temperatur innerhalb der Vorkammer hat das Einblasen von Luft 24 von oben in die Vorkammer den weiteren Zweck, flüchtige Bestandteile und Feinkoks zu verbrennen; die in dem eingebrachten Koks enthalten sind. Aus diesem Grunde ist es notwendig, das Einblasen von Luft auch dann immer aufrechtzuerhalten, wenn der Betriebszustand des Trockenlöschers so ist, daß ohne Lufteinblasen eine ausreichende Abwärmemenge zurückgewonnen wird. Bei der Beschickung mit rotglühendem Koks wird eine Beschickungsklappe geöffnet. Wenn bei dieser Gelegenheit infolge des Druckausgleichs atmosphärische Luft in die Vorkammer gelangt, ist es zulässig, das Gebläse zum Druckeinblasen abzustellen.

Zur rationellen Nutzung des Abwärmekessels 7 ist es wesentlich, Speisegas 23 für den Abwärmekessel 7 mit konstanter Temperatur und Strömungsmenge zuzuführen. Außerdem ist es notwendig, eine vorgegebene, von oben in die Vorkammer eingeblasene Luftmenge einzuhalten, wie oben festgestellt wurde. Wenn daher eine ausreichende Wärmezufuhr aus dem rotglühenden Koks erfolgt, können Fälle auftreten, wo die Temperatur des aus dem Ringkanal 5 ausströmenden Gases 22 die geeignete Temperatur für die Einspeisung in den Abwärmekessel 7 übersteigt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Temperatur des Abwärmekesselspeisegases 23 auf einer Zieltemperatur gehalten werden, indem die Gastemperatur durch Einleiten von Niedrigtemperatur-Inertgas in die Gasleitung an einer Stelle zwischen dem Auslaß des Ringkanals und dem primären Staubabscheider abgesenkt und das Gas mit heißem Gas vermischt wird, das aus dem Ringkanal 5 ausströmt. Vorzugsweise wird ein Teil. des kühlen Inertgases, das der Kühlkammer 2 durch das Umwälzgebläse 8 zugeführt wird, durch ein Abzweigrohr 19 abgezweigt, und das abgezweigte kühle Gas 29 wird als das obenerwähnte kühle Inertgas eingesetzt. Die Temperatur des Abwärmekesselspeisegases 23 kann durch Regulieren der umgeleiteten Gasmenge gesteuert werden. Da die Durchflußmenge des der Kühlkammer 2 zugeführten Inertgases 21 um die Menge reduziert wird, die der Durchflußmenge des abgezweigten Gases 29 entspricht, wird die Durchflußmenge des Abwärmekesselspeisegases 23 konstant gehalten.

Im folgenden wird die Idee der Gastemperatursteuerung beschrieben.

Angenommen, die Temperatur des in einen Kokstrockenlöscher (CDQ) eingetragenen rotglühenden Kokses beträgt 950°C, dann steigt bei einer Zunahme der in die Vorkammer eingeblasenen Luftmenge die Temperatur im Inneren der Vorkammer zusammen mit der Kokstemperatur an, wie in 2 dargestellt. Die in die Vorkammer eingeblasene Luftmenge wird bestimmt durch Faktoren wie z.B. die Feinkoksmenge, die an der Oberfläche von in die Anlage eingetragenem Stückkoks haftet, und die in dem Koks enthaltene Restmenge an flüchtigen. Bestandteilen, die in Abhängigkeit von den Verkoksungs- bzw. Schwelbedingungen variiert. Durch Einblasen von Wasser oder Wasserdampf in die Vorkammer wird die Temperatur abgesenkt, wie durch die gestrichelten und strichpunktierten Linien in 2 dargestellt.

Wenn jedoch infolge der Wassergasreaktion oder infolge der restlichen flüchtigen Bestandteile im Koks irgendein. brennbares Gas in der Vorkammer vorhanden ist, wie oben beschrieben, dann gibt es Fälle, wo in den Ringkanal oder in die zum Kessel führende Gasleitung Luft 25 eingeblasen wird. (Die eingeblasene Luft wird hierin als "Ringkanaleinblasluft" be zeichnet.) Dadurch wird die Temperatur des Kesselspeisegases erhöht, aber durch Erhöhen der Einblasmenge von Inertgas 29 zur Unterdrückung des Temperaturanstiegs kann die Temperatur so gesteuert werden, daß sie eine obere Grenztemperatur nicht übersteigt, wie in 3 dargestellt.

Die Temperaturänderung des Kesselspeisegases ist, außer von der Eintragsmenge, von Faktoren abhängig, die während des täglichen Betriebes nicht ohne weiteres meßbar sind, wie z.B. die Temperatur des eingetragenen Kokses, die darin enthaltenen flüchtigen Restbestandteile usw. Um die Temperatur innerhalb eines Soll- bzw. Zielbereichs zu steuern, ist es wirkungsvoll, die in die Vorkammer eingeblasenen Mengen an Luft und/oder Inertgas 29 zu regulieren. Wie in den 2 und 3 skizziert, ist das Verfahren zur Temperatursteuerung des Kesselspeisegases durch Regulieren der Lufteinblasmenge in die Vorkammer auch auf den Fall ohne Einblasen von Wasser in die Vorkammer anwendbar.

Wenn die in den Ringkanal eingeblasene Luftmenge konstant gehalten wird, läßt sich die Temperatur des Kesselspeisegases durch Verändern der eingeblasenen Inertgasmenge steuern, und wenn das Gas aus dem Abzweigrohr 19 vom Ausgang des Umwälzgebläses eingesetzt wird, braucht die Gesamtgasmengenbilanz nicht betrachtet zu werden, und daher ist die Steuerung leichter.

3 zeigt einen Fall, wo die in die Vorkammer eingeblasene Luftmenge konstant gehalten wird, aber in Fällen, wo die Luftmenge sich verändert, ist ein Steuerung auf ähnliche Weise möglich.

Beispiel 1
Die vorliegende Erfindung wurde auf eine Vorrichtung zum Trockenlöschen von Koks angewandt, wie sie in 1 dargestellt ist. Das Innenvolumen der Kühlkammer 2 des Systems zum Trockenlöschen von Koks beträgt 600 m³, und das der Vorkammer 3 beträgt 300 m³. Rotglühender Koks 9 mit einer Temperatur von 980°C wird mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 170 t/h abgekühlt, und die Temperatur des ausgetragenen Kokses 10 beträgt 210°C. Die Temperatur von rotglühendem Koks wird durch ein Thermoelement gemessen, das im Mittelpunkt des Kokses (Mittelposition des Kokses in vertikaler, horizontaler und Höhenrichtung) unmittelbar vor dem Einfüllen in die Trockenlösch-Abkühlungsvorrichtung eingesetzt wird.
Vom oberen Teil der Vorkammer wird Luft 24 in den Raum 31 eingeblasen, der durch die obere Fläche 30 des rotglühenden Kokses und die Vorkammer gebildet wird. Die Lufteinblasmenge beträgt 7000 Nm³/h. Ferner wurde Wasser oder Wasserdampf 26 zur Steuerung der Temperatur im Inneren der Vorkammer mit Luft 24 in einem Rohr der Lufteinblasvorrichtung 14 vermischt, und das Mischgas wurde in die Vorkammer eingeblasen.
Die Temperatur innerhalb der Vorkammer wurde experimentell nach verschiedenen Verfahren gemessen. Das erste Verfahren war (18a), bei dem ein Thermometer von außen in den oberen Teil der Vorkammer eingesetzt wurde, wo deren Mantel eine konische Form hat. Das zweite Verfahren war (18b), bei dem ein Thermometer in eine innere Ausmauerung eingesetzt wurde, die den inneren Teil der Vorkammer von dem Ringkanal trennt, der sie umgibt. Das dritte Verfahren war (18c), beidem die Umgebungstemperatur im unteren Teil des ausgemauerten inneren Mantels gemessen wurde, indem von außen ein Thermometer rnit einem Schutzrohr aus rostfreiem Stahl eingeführt wurde. Das erste Verfahren ergab eine etwas niedrige Temperatur, aber das zweite und das dritte Verfahren ergaben nahezu die gleichen Meßwerte. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Temperatur innerhalb der Vorkammer durch die nach dem dritten Verfahren gemessene Temperatur definiert. Die Temperatur innerhalb der, Vorkammer wurde von 1050°C vor dem Einblasen von Luft auf den hohen Wert von 1200°C nach Beginn des Lufteinblasens erhöht. Wenn dagegen durch ein Rohr, das mit einer Düse ausgestattet war, intermittierend mit einem Druck von 0,5 kg/cm² eine Wassermenge von 0,3 t/h in die eingeblasene Luft eingepreßt wurde, fiel die Temperatur innerhalb der Vorkammer auf 1100°C. In das Gasabzugsrohr 12 wurde Luft 25 mit einem Volumenstrom von 4000 Nm³/h eingeblasen, um durch Verbrennen von brennbaren Bestandteilen in dem aus dem Löschturm ausgeströmten Gas 22 die Temperatur des ausgeströmten Gases zu erhöhen. Die zurückgewonnene Wasserdampfmenge, die normalerweise 100 t/h betragen hatte, wurde durch das Lufteinblasen auf 105 t/h erhöht. Dieser Wert wurde durch Zugabe von Wasser in die Vorkammer und durch Einblasen der Ringkanaleinblasluft weiter auf 108 t/h erhöht.
Die angemessenen Werte für die Durchflußmenge bzw. die Temperatur des in den Abwärmekessel 7 eingespeisten Gases betragen 298000 Nm³/h bzw. 980°C. Durch Einblasen von Luft 25 wurde aber die Temperatur auf 1000°C oder mehr erhöht. Ferner wurde zur Steuerung der Durchflußmenge und der Temperatur auf die jeweils angemessenen Werte ein Teil des Inertgases, das vom Umwälzgebläse 8 der Kühlkammer 2 zugeführt wurde, in das Abzweigrohr 19 geleitet und mit dem heißen Gas vermischt, das aus dem Ringkanal 5 mit einem Volumenstrom von etwa 10000 Nm³/h ausströmte. Dadurch wurde die Kesselspeisegastemperatur erfolgreich auf 980°C oder weniger abgesenkt.
Nach einem Betrieb, bei dem eine Woche lang nur Luft eingeblasen und die Innentemperatur der Vorkammer ohne Einblasen von Wasser oder Wasserdampf in die Vorkammer auf annähernd 1200°C gehalten wurde, sammelte sich eine etwa 100 mm dicke Ablagerung im unteren Teil der inneren Auskleidung an. Nach Entfernen der Ablagerung wurde der Betrieb wieder aufgenommen, wobei die Innentemperatur der Vorkammer durch intermittierendes Einblasen von Wasser in die Luft in Form von Sprühnebel auf einem Wert von höchstens 1150°C gehalten wurde. Als Folge erhielt man ein gutes Ergebnis ohne Klinkerablagerung nach einer langen Betriebsdauer.
Beispiel 2
Unter Verwendung des gleichen Systems wie in Beispiel 1 wurde ein Testbetrieb zur Steuerung der Kesselspeisegastemperatur innerhalb des Bereichs von 970°C bis 980°C durchgeführt. Die in die Vorkammer eingeblasene Luftmenge 24 wurde mit einem Durchflußmesser gemessen, der an einem Rohr der Lufteinblasvorrichtung 14 installiert war. Ein weiterer Durchflußmesser war am Ringkanal-Lufteinblasrohr 15 installiert. Ein weiterer Durchflußmesser war am Abzweigrohr 19 für die Zufuhr von Inertgas 29 installiert. Außerdem waren installiert: ein Steuerventil zum Regulieren jeder dieser Strömungen; ein Prozessor zur Berechnung und zur Ausgabe einer geeigneten Strömungsgeschwindigkeit für jede dieser Strömungen auf der Basis von Eingabewerten ihrer tatsächlichen Strömungsgeschwindigkeiten, der Kesselspeisegastemperatur und der prozentualen Anteile von Wasserstoff und Kohlenmonoxid in dem umlaufenden Gas; und eine Steuereinrichtung für jedes der Durchflußsteuerventile.
Der Betrieb der Koksöfen für die Versorgung mit rotglühendem Koks schwankte so stark, daß die Koksbeschickung instabil war. Der Kessel arbeitete mit einer Dampferzeugungsmenge von etwa 90 t/h, obwohl er eine Kapazität von 110 t/h hatte.
Da die Kohleverschwelung in den Koksöfen unzureichend war, ergab sich ein hoher Gehalt an brennbaren Gasbestandteilen in dem eingefüllten Stückkoks. Daher begann beim Einblasen von 8000 Nm³/h Luft in die Vorkammer die Kesselspeisegastemperatur anzusteigen, und mit zunehmendem Wasserstoffgehalt im Umlaufgas begann die Luftdurchflußmenge 25 im Ringkanal zuzunehmen, und die Ausmauerungstemperatur im unteren Teil der Vorkammer stieg auf 1200°C. Nach Erfassung dieser Temperatur) gab ein Prozessor eine Anweisung aus, den Durchfluß von Inertgas 29 zu erhöhen, der durch das Öffnen des am Abzweigrohr installierten Steuerventils gesteuert wurde. Dieser Prozessor weist außerdem Funktionen zur Steuerung der in die Vorkammer eingeblasenen Luftmenge 24 und der in Form von Sprühnebel in die Vorkammer eingeblasenen Wassermenge auf.
Dementsprechend wurde während einer Zeitspanne, in der die Beschickung mit rotglühendem Koks für etwa 10 Minuten unterbrochen wurde, die eingeblasene Luftmenge erhöht, um die Kesselspeisegastemperatur zu stabilisieren. Die Durchflußmenge der Ringkanaleinblasluft 25 wurde ebenfalls erhöht. Beim Einfüllen von rotglühendem Koks nach der Unterbrechung wurde eine Anweisung ausgegeben, die in die Vorkammer eingeblasene Luftmenge 24 zu verringern, da der Prozessor so programmiert war, die Lufteinblasmenge zu reduzieren, wenn der Innendruck der Vorkammer negativ war.
Sobald der Betrieb der Koksöfen stabil und die Beschikkung mit rotglühendem Koks konstant wurde, begann die Kesselspeisegastemperatur anzusteigen. Da jedoch die in die Vorkammer eingeblasene Luftmenge im Prinzip ständig aufrechterhalten werden muß, begann die Temperatur im Inneren der Vorkammer anzusteigen. Dann wurde mit dem Einblasen von Wasser in die Vorkammer begonnen, und der Meßwert eines Thermometers im unteren Teil der inneren Ausmauerung fiel auf etwa 1100°C ab. Da jedoch der Gehalt an brennbaren Gasbestandteilen im Umlaufgas anzusteigen begann, begann die Durchflußmenge der in den Ringkanal eingeblasenen Luft unter automatischer Regelung anzusteigen.
Dies würde zu einem Anstieg der Kesselspeisegastemperatur führen, aber dann begann die Durchflußmenge des Edelgases 29 anzusteigen, und als Ergebnis konnte die Kesselspeisegastemperatur stabil innerhalb eines Zieltemperaturbereichs gesteuert werden.
Es wurde auch ein Verfahren ausprobiert, wobei die Durchflußmenge der Ringkanaleinblasluft 25 nach der Zunahme des Wasserstoffanteils im Umlaufgas von Hand eingestellt wurde, aber es zeigte sich, daß mit der automatischen Steuerung eine präzisere Steuerung erreichbar war.
Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht es die vorliegende Erfindung durch Einblasen von Wasser oder Wasserdampf zusammen mit Luft von oben in eine Vorkammer eines Kokstrokkenlöschers, die Wärmerückgewinnungsmenge eines Abwärmekessels sicherzustellen und gleichzeitig die Temperatur im Inneren der Vorkammer innerhalb eines angemessenen Bereichs zu halten und die Klinkerablagerung auf der Anlage zu verhindern.

Claims

Verfahren zum Trockenlöschen von Koks in einem Löschturm, der eine Kühlkammer und eine oberhalb der Kühlkammer angeordnete Vorkammer aufweist, mit den folgenden Schritten: Eintragen von rotglühendem Koks von oben in die Vorkammer des Löschturms, Einblasen von entweder Wasser und Luft oder Wasserdampf und Luft in den oberen Raum der Vorkammer, Kühlung des Kokses in der Kühlkammer unter Verwendung von Inertgas als Wärmetauschermedium, und Rückgewinnung der fühlbaren Wärme des Wärmeträgermediums in Form von Dampf.
Verfahren zum Trockenlöschen von Koks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblasmenge von Wasser oder Dampf und/oder die Einblasmenge von Luft in die Vorkammer so gesteuert wird, daß die Temperatur innerhalb der Vorkammer auf einem höheren Wert gehalten wird als eine Temperatur von rotglühendem Koks und auf einem niedrigeren Wert als einer vorgegebenen Temperatur.
Verfahren zum Trockenlöschen von Koks nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Temperatur 1150°C beträgt.
Verfahren zum Trockenlöschen von Koks nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Bestandteile im Hochtemperatur-Abgas aus dem Löschturm verbrannt werden, indem dem Abgas Luft an einer Stelle zugeführt wird, bevor es den Abwärmekessel erreicht.
Verfahren zum Trockenlöschen von Koks nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur von Abwärmekesselspeisegas auf einen vorgeschriebenen Temperaturbereich abgesenkt oder innerhalb dieses Bereichs gesteuert wird, indem Inertgas von niedriger Temperatur dem aus dem Löschturm abgeführten Hochtemperatur-Abgas an einer Stelle zugeführt wird, bevor das Abgas den Abwärmekessel erreicht.
Verfahren zum Trockenlöschen von Koks nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Niedrigtemperatur-Inertgas von dem in die Kühlkammer einzuspeisenden Inertgas abgezweigt wird.
Verfahren zum Trockenlöschen von Koks nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Abwärmekesselspeisegases innerhalb eines Sollbereichs gesteuert wird, indem die Einblasmenge von Luft und/oder die Einblasmenge von Wasser oder Dampf in die Vorkammer gesteuert wird und die Menge des Niedrigtemperatur-Inertgases gesteuert wird, das dem aus der Kühlkammer und der Vorkammer ausströmenden Hochtemperaturgas an einer Stelle zugesetzt wird, bevor das Hochtemperaturgas den Abwärmekessel erreicht.
Verfahren zum Trockenlöschen von Koks nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser oder Dampf durch die Düse der Lufteinblasvorrichtung in die Vorkammer eingeblasen wird.
Verfahren zum Trockenlöschen von Koks nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Einblasen von Wasser in die Vorkammer in Form von Sprühnebel erfolgt.
Vorrichtung zum Trockenlöschen von Koks, die aufweist: einen Löschturm, der aus einer Kühlkammer, wo die Eigenwärme von rotglühendem Koks auf Inertgas übertragen wird, und einer oberhalb der Kühlkammer angeordneten Vorkammer besteht, sowie einen Abwärmekessel zur Rückgewinnung der Wärme des Inertgases in Form von Dampf, wobei das System dadurch gekennzeichnet ist, daß es eine Einblasvorrichtung zum Einblasen von Luft in die Vorkammer und eine weitere Einblasvorrichtung zum Einblasen von Wasser oder Dampf in die Vorkammer aufweist, wobei beide Einblasvorrichtungen im oberen Teil der Vorkammer installiert sind.
Vorrichtung zum Trockenlöschen von Koks nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einblassteuervorrichtung aufweist, um die Einblasmenge von Wasser oder Dampf und/oder die Einblasmenge von Luft in die Vorkammer so zu steuern, daß die Temperatur im Inneren der Vorkammer auf höchstens 1150°C gehalten wird.
Vorrichtung zum Trockenlöschen von Koks nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Lufteinblasvorrichtung für die Luftzufuhr zur Verbrennung von Bestandteilen des Abgases aufweist, die in einem Hochtemperaturgas-Abzugsweg zwischen dem Löschturm und dem Abwärmekessel installiert ist.
Vorrichtung zum Trockenlöschen von Koks nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Inertgas-Zufuhreinrichtung für die Zufuhr von Niedrigtemperatur-Inertgas zum Absenken der Temperatur des Abwärmekesselspeisegases oder zur Steuerung der Temperatur innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs aufweist, die in einem Hochtemperaturgas-Abzugsweg zwischen dem Löschturm und dem Abwärmekessel installiert ist.
Vorrichtung zum Trockenlöschen von Koks nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhreinrichtung für Niedrigtemperatur-Inertgas eine Vorrichtung für die Zufuhr von Gas ist, das von dem in die Kühlkammer einzuspeisenden Inertgas abgezweigt wird.
Vorrichtung zum Trockenlöschen von Koks nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß Steuereinrichtungen vorgesehen sind, um die Einblasmengen von Luft und/oder Wasser oder Dampf in die Vorkammer sowie die Niedrigtemperatur-Inertgasmenge zu steuern, die dem aus der Kühlkammer und der Vorkammer ausgeströmten Hochtemperaturgas an einer Stelle zugesetzt werden, bevor das Hochtemperaturgas den Abwärmekessel erreicht, und daß ein Prozessor vorgesehen ist, um die Temperatur des Abwärmekesselspeisegases innerhalb eines Sollbereichs zu steuern.
Vorrichtung zum Trockenlöschen von Koks nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse der Einblasvorrichtung zum Einblasen von Luft in die Vorkammer auch zum Einblasen von Wasser oder Dampf verwendet wird.
Vorrichtung zum Trockenlöschen von Koks nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblasvorrichtung Wasser in Form von Sprühnebel in die Vorkammer einbläst.
Vorrichtung zum Trockenlöschen von Koks nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im Inneren der Vorkammer durch eine Temperaturmeßvorrichtung gemessen wird, um die Temperatur der Atmosphäre oder des Kokses im unteren Teil eines ausgemauerten inneren Mantels mit Hilfe eines von außen eingeführten Thermometers oder Strahlungsthermometers zu messen.