DE10128021C1 - Verfahren zur Kokstrockenkühlung sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Kokstrockenkühlung mit einem in geschlossenem Kreislauf umlaufenden Inertgas, bei dem der zu kühlende Koks von oben in einen Kühlschacht eingefüllt wird, in den von unten ein Kühlgas geleitet wird, das Kühlgas durch die Koksschüttung strömt und über Gasabzugskanäle in einen Ringkanal geführt wird, in dem die während der Kühlung in dem Kühlschacht von dem Gas aufgenommenen flüchtigen Bestandteile mit angesaugter Verbrennungsluft verbrannt werden und das Verbrennungsgas einer Dampferzeugung zugeführt und nach Entstaubung und Kühlung wieder als Kühlgas in den Kühlschacht geleitet wird, wobei die aus dem glühenden Koks entweichenden Gase im oberen Teil des Kühlschachtes über eine Leitung direkt zum Ringkanal geführt werden (heißer Bypass) und ein Teil des Kühlgases aus dem Kreislauf zur Senkung der Temperatur des Verbrennungsgases von oben in den Ringkanal geführt wird (kalter Bypass), wobei dass in einen Teil des Kühlgases in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Kokstrockenkühlung Luft dosiert wird und dieses Gas über eine Ringleitung als Verteilerleitung in den Ringkanal geleitet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kokstrockenkühlung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine dafür geeignete Vorrichtung.

Aus der DE 32 15 807 A1 und der EP 0241 688 B1 sind Vorrichtungen zur Kokstrocken­ kühlung bekannt, bei denen der zu kühlende Koks von oben in einen Kühlschacht einge­ füllt wird, in dem von unten ein Kühlgas geleitet wird. Das Kühlgas strömt durch die Koksschüttung und wird über Gasabzugskanäle in einen Ringkanal geführt, in dem die während der Kühlung in dem Kühlschacht von dem Gas aufgenommenen Flüchtigen Be­ standteile verbrannt werden. Zur Verbrennung wird Verbrennungsluft aus der Atmosphäre durch den in dem Ringkanal vorherrschenden Unterdruck über dafür vorgesehene Leitun­ gen angesaugt. Außerdem werden die aus dem glühenden Koks entweichenden Gase im oberen Teil des Kühlschachtes über eine Leitung direkt dem Ringkanal zugeführt (heißer Bypass). Ein Teil des Kühlgases aus dem Kreislauf wird zur Senkung der Temperatur des Verbrennungsgases von oben in den Ringkanal geführt (kalter Bypass). Der gekühlte Koks wird über eine Zellradschleuse aus dem unteren Teil des Kühlschachtes abgezogen. Das Verbrennungsgas aus dem Ringkanal wird über einen Prallabscheider, in dem der Grob­ staub abgeschieden wird, einem Kessel zur Dampferzeugung zugeführt und anschließend nach Entstaubung wieder als Kühlgas in den Kühlschacht geleitet, wobei das bei der Verbrennung im Ringkanal entstandene Überschussgas aus der Kreislaufgasmenge ausge­ schleust wird.

Bei dem in geschlossenem Kreislauf umlaufenden Kühlgas soll eine sogenannte Inertfahr­ weise eingehalten werden. D. h. die Summe der Flüchtigen Bestandteile aus CO und H₂ muss ≦ 4,6 Vol.% sein. Die Verbrennung in dem Ringkanal muss derart vollständig ablau­ fen, dass die Inertfahrweise gewährleistet ist. Bei nahezu vollständiger Ausgarung des zu kühlenden Kokses reicht die aus der Atmosphäre angesaugte Luft aus, um die Inertfahrwei­ se sicherzustellen. Bei nicht vollständiger Ausgarung oder erhöhter Durchsatzleistung ist es möglich, dass die zur Verbrennung benötigte angesaugte Luft nicht ausreicht, um die Inert­ fahrweise zu ermöglichen. In dem Kreislaufgas verbleibt somit eine erhöhte Menge an brennbaren Bestandteilen, die nicht zur Dampferzeugung verwendet werden können. Au­ ßerdem ist aufgrund der unvollständigen Verbrennung die Temperaturverteilung in dem Ringkanal nicht optimal. Die Temperaturunterschiede in dem Ringkanal können von unge­ fähr 800°C bis etwa 1200°C reichen. Damit ist kein für das Silika-Material erforderliches gleichmäßiges Temperaturniveau mehr gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine dafür geeignete Vor­ richtung zur Verfügung zu stellen, das eine vollständige Verbrennung der in dem Kreis­ laufgas enthaltenden Flüchtigen Bestandteile und damit eine Inertfahrweise in jedem Be­ triebszustand der Kokstrockenkühlung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die erfinderischen Merkmale der Patentansprüche 1 und 3 gelöst.

Weiterbildungen erfolgen gemäß den Merkmalen der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung wird dem Verbrennungsprozess in dem Ringkanal zusätzlich zu der aus der Atmosphäre angesaugten Verbrennungsluft Luft über, eine Ringleitung, die als Verteilerleitung an dem Ringkanal angeordnet ist, zugeführt. Als Trägergas für diese zu­ sätzliche Verbrennungsluft dient ein Teil des Kühlgases, dem Luft zudosiert wird. Dieses Kühlgas muss die Bedingungen der Inertfahrweise erfüllen.

Durch die Einleitung der zusätzlichen Luft ist eine vollständige Verbrennung und damit die Inertfahrweise auch bei erhöhter Durchsatzleistung der Kokstrockenkühlung und bei nicht vollständiger Ausgarung des zu kühlenden Kokses gewährleistet. Außerdem erfolgt durch die Zuführung der zusätzlichen Verbrennungsluft über die Ringleitung eine gleichmäßigere Verbrennung über den gesamten Bereich des Ringkanals und somit eine gleichmäßigere Temperaturverteilung bei einem einheitlicheren Temperaturniveau.

Ist durch die erfindungsgemäße Zuführung der Verbrennungsluft die Inertfahrweise ge­ währleistet, ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auch möglich, dass die aus der Atmosphäre angesaugte Verbrennungsluft abgesperrt wird, d. h. die Verbrennungsluft wird nur über die Ringleitung dem Ringkanal zugeführt. Diese Fahrweise hat den Vorteil, dass die Temperaturverteilung in dem Ringkanal vergleichmäßigt wird. Die Gefahr von Stein­ schäden wird somit verringert.

Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in dem Ausführungsbeispiel beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt An­ wendung finden können.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt ist. In den Zeichnungen ei­ gen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Kühlgasweges der Kokstrockenkühlung und in

Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung zur Kokstrockenkühlung mit der erfin­ dungsgemäßen Ringleitung sowie in

Fig. 3 eine Schnittzeichnung entlang der Linie I-I gemäß Fig. 2.

In der Fig. 1 ist ein Kühlschacht 1 mit einem Ringkanal 2 dargestellt, in den der zu küh­ lende Koks 3 von oben eingefüllt wird. Der gekühlte Koks wird über einen Koksaustrag 4 abgezogen. In den Kühlschacht 1 wird über eine Leitung 5 Kühlgas eingeführt. Das Kühl­ gas strömt durch die Koksschüttung im Gegenstrom und wird in den Ringkanal 2 geführt, in dem die brennbaren Bestandteile (Flüchtige Bestandteile) mit über eine Leitung 13 aus der Atmosphäre angesaugter Verbrennungsluft verbrannt werden. Über eine Leitung 6 wird das Verbrennungsgas aus dem Ringkanal 2 in einen Prallabscheider 7, in dem der Grob­ staub abgeschieden wird, geführt und anschließend in einen Kessel 8 zur Dampferzeugung geleitet. Zur weiteren Feinstaubabscheidung wird das Gas durch einen Zyklon 9 gesaugt und mit einem Gebläse 10 über einen Kühler 11 wieder als Kühlgas über Leitung 5 in den Kühlschacht 1 geleitet. Das bei der Verbrennung in dem Ringkanal 2 entstandene Über­ schussgas wird aus dem Kreislaufgas über eine Leitung 12 ausgeschleust. Ein Teil des Kühlgases wird über eine Leitung 14 von oben in den Ringkanal 2 zur Senkung der Tem­ peratur des Verbrennungsgases geführt (kalter Bypass). Aus diesem Teilgasstrom wird über eine Leitung 15 wiederum ein Gasstrom abgeführt, in den über ein regelbares Luftge­ bläse 16 Luft dosiert wird. Dieser Gasstrom wird in eine Ringleitung 17 geführt, die an dem Ringkanal 2 angeordnet ist. An der Leitung 13 ist ein Ventil 32 vorgesehen.

Aus der Fig. 2 geht der Aufbau der Vorrichtung zur Kokstrockenkühlung hervor. Ein Kühlschacht 21 ist mit einer Schachtabdeckung 22 verschlossen. In dem oberen Bereich des Kühlschachtes 21 werden über eine Leitung 23 die aus dem glühenden Koks entwei­ chenden Gase einem Ringkanal 30 zugeführt (heißer Bypass). An der Leitung 23 ist eine Fackel 24 vorgesehen, die bei Betriebsstörungen geöffnet wird. Durch eine Leitung 25 kann Kühlgas zur Senkung der Temperatur des Verbrennungsgases im Bereich des Verbrennungsgasauslasses 26 zugeführt werden. Am unteren Ende des Kühlschachtes 21 wird der Koks über einen Koksaustrag 27 abgezogen. Das Kühlgas wird über eine Kühl­ gasverteilung 28 in den Kühlschacht 21 geleitet. Es strömt durch die Koksschüttung in den Kühlschacht 21 und wird über Gasabzugskanäle 29 dem Ringkanal 30 zugeführt, in dem die Verbrennung der Flüchtigen Bestandteile stattfindet. Die Verbrennung erfolgt mit Hilfe von aus der Atmosphäre angesaugter Verbrennungsluft, die über eine Leitung 31 angesaugt wird. Die Leitung 31 kann mit einem Ventil 32 verschlossen werden. An dem Ringkanal 30 ist die Ringleitung 17 für die zusätzliche Verbrennungsluft angeordnet. Die Verbren­ nungsgase werden über einen Verbrennungsgasauslass 26 abgeführt.

In der Fig. 3 ist ein Horizontalschnitt entlang der Linie I-I der Fig. 2 dargestellt. Die Bezugszeichen haben die gleiche Bedeutung wie in der Fig. 2. Die Anordnung der Ring­ leitung 17 an den Ringkanal 30 bzw. den Gasabzugskanälen 29 und ist gut zu erkennen. In die Ringleitung 17 wird die zusätzliche Verbrennungsluft eingeleitet und über Bohrungen 33 dem Ringkanal 30 zugeführt.

Bezugszeichenliste

1

Kühlschacht

2

Ringkanal

3

Koks (glühend)

4

Koks (gekühlt)

5

Kühlgas

6

Verbrennungsgas

7

Prallabscheider

8

Kessel

9

Zyklon

10

Gebläse

11

Kühler

12

Überschussgas

13

Verbrennungsluft

14

Leitung (kalter Bypass)

15

Leitung (Zusatzluft)

16

Luftgebläse

17

Ringleitung

20

Kokstrockenkühlung

21

Kühlschacht

22

Schachtabdeckung

23

Leitung (heißer Bypass)

24

Fackeln

25

Leitung (kalter Bypass)

26

Verbrennungsgasauslass

27

Koksaustrag

28

Kühlgasverteilung

29

Gasabzugskanal

30

Ringkanal

31

Leitung für Verbrennungsluft

32

Ventil

33

Bohrungen

Claims (5)

1. Verfahren zur Kokstrockenkühlung mit einem in geschlossenem Kreislauf umlau­ fenden Inertgas, bei dem der zu kühlende Koks von oben in einen Kühlschacht ein­ gefüllt wird, in den von unten ein Kühlgas geleitet wird, das Kühlgas durch die Koksschüttung strömt und über Gasabzugskanäle in einen Ringkanal geführt wird, in dem die während der Kühlung in dem Kühlschacht von dem Gas aufgenomme­ nen Flüchtigen Bestandteile mit zugeführter Verbrennungsluft verbrannt werden und das Verbrennungsgas einer Dampferzeugung zugeführt und nach Entstaubung und Kühlung wieder als Kühlgas in den Kühlschacht geleitet wird, wobei die aus dem glühenden Koks entweichenden Gase im oberen Teil des Kühlschachtes über eine Leitung direkt dem Ringkanal zugeführt werden (heißer Bypass) und ein Teil des Kühlgases aus dem Kreislauf zur Senkung der Temperatur des Verbrennungs­ gases von oben in den Ringkanal geführt wird (kalter Bypass), dadurch gekenn­ zeichnet, dass in einen Teil des Kühlgases aus dem kalten Bypass in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Kokstrockenkühlung Luft dosiert wird und dieses Gasge­ misch über eine Ringleitung als Verteilerleitung in den Ringkanal geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die angesaugte Verbrennungsluft abgesperrt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass an der Kühlgasleitung (14) für den kalten Bypass eine Leitung (15) mit einem regelbaren Luftgebläse (16) angeschlossen ist, die mit der Ringleitung (17) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Ringkanal (2) eine Ringleitung (17) als Verteilerleitung angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Leitung (31) zum Ansaugen der Verbrennungsluft aus der Atmosphäre ein Ventil (32) angeord­ net ist.