DE102011009903A1 - Producing brown coal coke useful for power generation, comprises drying raw brown coal, carbonizing dried brown coal, and storing the energy-rich gas produced during the carbonization, in a gas reservoir - Google Patents

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Abstract

Producing brown coal coke (1), comprises drying (3) raw brown coal (2), carbonizing (5) the dried brown coal, and storing the energy-rich gas (7) produced during the carbonization, in a gas reservoir. An independent claim is also included for a system for producing brown coal coke, comprising a device for drying the raw brown coal to a water content of 10-20 wt.%, a device for carbonization the dried brown coal, and a reservoir for the energy-rich gas obtained during the carbonization.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Herstellung von Braunkohlenkoks.The invention relates to a method and a system for producing lignite coke.

Braunkohle ist ein fossiler Brennstoff, der vorzugsweise zur Energieerzeugung verwendet wird, wobei die Braunkohle etwa ein Drittel der Energiedichte von Steinkohle aufweist. Zur industriellen Nutzung von Braunkohle ist eine Weiterverarbeitung der Roh-Braunkohle in Kohleveredelungsbetrieben notwendig, beispielsweise durch Zerkleinerung, Trocknung und Formung zu verschiedenen Festbrennstoffen, wie Briketts, Braunkohlenstaub oder Wirbelschichtbraunkohle.Lignite is a fossil fuel that is preferably used for power generation, with brown coal about one third of the energy density of hard coal. For the industrial use of lignite a further processing of the raw lignite coal processing plants is necessary, for example by crushing, drying and molding to various solid fuels, such as briquettes, lignite dust or fluidized lignite.

Die Trocknung der Braunkohle ist aufgrund der großen zu entfernenden Wassermengen ein energetisch aufwändiger Prozess. Um die Braunkohle zu gasförmigen und flüssigen Produkten sowie hochwertigen Festbrennstoffen verarbeiten zu können, muss der Wassergehalt in Abhängigkeit vom Produktionsziel auf 10 bis 20 Gew.-% verringert werden. Ein energetisch effizientes Verfahren zur Trocknung der Braunkohle ist die Wirbelschichttrocknung (WTA-Technik) mit interner Abwärmenutzung gemäß WO 2010/057509 . Die WTA-Technik arbeitet nach dem Prinzip der stationären, niedrig expandierten Wirbelschicht. Die für die Trocknung erforderliche Energie wird über dampfbeheizte Wärmetauscher eingekoppelt, die im Wirbelschichttrockner eingebaut sind. Die Trocknung erfolgt in quasi 100% reinem Wasserdampf, der leicht überhitzt ist. In Abhängigkeit von der Temperatur des Dampfes stellt sich bei konstantem Druck ein Gleichgewicht zwischen der Temperatur des Dampfes und der Restfeuchte der Trockenkohle ein. Durch Regelung der Wirbelschichttemperatur kann der Wassergehalt eingestellt und bei dem gewünschten Wert konstant gehalten werden.The drying of lignite is an energy consuming process due to the large amounts of water to be removed. In order to be able to process lignite into gaseous and liquid products as well as high-grade solid fuels, the water content must be reduced to 10 to 20% by weight, depending on the production target. An energetically efficient process for drying lignite is fluidized bed drying (WTA technology) with internal waste heat recovery in accordance with WO 2010/057509 , The WTA technology works on the principle of stationary, low-expansion fluidized bed. The energy required for drying is coupled via steam-heated heat exchangers, which are installed in the fluidized bed dryer. The drying takes place in quasi 100% pure steam, which is slightly overheated. Depending on the temperature of the steam, equilibrium is established at constant pressure between the temperature of the steam and the residual moisture of the dry coal. By controlling the fluidized bed temperature, the water content can be adjusted and kept constant at the desired value.

Eine weitere Möglichkeit der Kohleveredelung zur Erzeugung eines kohlenstoffreicheren und reineren Brennstoffs von gleichmäßiger Qualität ist das Verkoken der Braunkohle, wobei die Braunkohle unter Luftabschluss erhitzt wird. Dabei werden die flüchtigen Bestandteile in der Braunkohle durch das Erhitzen auf eine Temperatur von 900°C bis 1.400°C pyrolysiert, freigesetzt und abgesaugt. Durch das Entgasen der Braunkohle bildet sich ein poriger Braunkohlenkoks, der im Wesentlichen Kohlenstoff enthält. Das Rohgas wird durch fraktionierte Kondensation in die sog. „Kohlenwertstoffe” Teer, Schwefelsäure, Ammoniak, Naphthalin, Benzol und Kokereigas zerlegt.Another way of upgrading the coal to produce a more carbon-rich and cleaner fuel of uniform quality is by coking the lignite, with the lignite being heated to exclusion of air. The volatiles in the lignite are pyrolyzed by heating to a temperature of 900 ° C to 1400 ° C, released and sucked off. Degassing of the brown coal forms a porous lignite coal coke, which essentially contains carbon. The crude gas is decomposed by fractional condensation in the so-called. "Carbon values" tar, sulfuric acid, ammonia, naphthalene, benzene and Kokereigas.

Das Kokereigas diente lange Zeit als Stadtgas zur Versorgung von Haushalten, bevor es vom Erdgas abgelöst wurde. Heutzutage wird das Kokereigas in der Industrie eingesetzt. Dazu wird das Kokereigas beispielsweise in einem Scheibengasbehälter gepuffert und anschließend zur weiteren Nutzung über ein Gasnetz abtransportiert. Die bekannten Scheibengasbehälter dienen dabei aufgrund ihres Volumens als Puffer zur Druckregulierung innerhalb des Gasnetzes. Ein längerfristiges Speichern des Kokereigases über mehrere Stunden ist dabei nicht möglich.The Kokereigas served for a long time as city gas for the supply of households, before it was replaced by natural gas. Nowadays the coke oven gas is used in the industry. For this purpose, the coking gas is buffered for example in a disc gas container and then transported away for further use via a gas network. The known disc gas containers serve because of their volume as a buffer for pressure regulation within the gas network. A long-term storage of the coke oven gas over several hours is not possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Prozess der Braunkohlenveredelung energetisch zu optimieren, Emissionen zu senken und insbesondere eine flexiblere Nutzung des entstehenden Kokereigases zu ermöglichen.The invention has for its object to optimize the process of brown coal beneficiation energetically, to reduce emissions and in particular to allow a more flexible use of the resulting coke oven gas.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Braunkohlenkoks, umfassend die Schritte: Trocknen der Braunkohle, Verkoken der getrockneten Braunkohle und Speichern des bei der Verkokung entstehenden energiereichen Gases in einem Gasspeicher.The object is achieved by a method for producing lignite coke, comprising the steps of drying the brown coal, coking the dried lignite and storing the high-energy gas produced during the coking in a gas storage.

Speichern des energiereichen Gases in einem Gasspeicher im Sinne der Erfindung bedeutet, dass das energiereiche Gas für mindestens 12 Stunden in dem Gasspeicher gespeichert werden kann, vorzugsweise für mindestens 24 Stunden.Saving the high-energy gas in a gas storage in the sense of the invention means that the high-energy gas can be stored for at least 12 hours in the gas storage, preferably for at least 24 hours.

Durch die Trocknung der Rohbraunkohle und anschließende Verkokung der Trockenbraunkohle wird ein Braunkohlenkoks erzeugt, welcher eine hohe Energiedichte erreicht und im Gegensatz zu der Rohbraunkohle eine gute Transportierbarkeit aufweist. Die Energiedichte des erzeugten Braunkohlenkokses entspricht in etwa der Energiedichte von Steinkohle. Die gute Transportierbarkeit des erzeugten Braunkohlenkokses ermöglicht beispielsweise einen Transport des erzeugten Braunkohlenkokses auf dem Wasserweg. Die Speicherung des bei der Verkokung entstehenden energiereichen Gases in einem Gasspeicher hat den Vorteil, dass das energiereiche Gas während Starklastzeiten in das Verbrauchsnetz eingespeist werden kann und während Schwachlastzeiten in dem Gasspeicher gespeichert werden kann.The drying of the raw lignite coal and subsequent coking of the dry lignite coal produces a lignite coke which achieves a high energy density and, in contrast to the lignite coal, has good transportability. The energy density of the lignite coal coke produced corresponds approximately to the energy density of hard coal. The good transportability of the lignite coke produced allows, for example, a transport of the lignite coal coke produced by water. The storage of the high-energy gas generated in the coking in a gas storage has the advantage that the high-energy gas can be fed during peak load times in the utility grid and can be stored during low load periods in the gas storage.

Gemäß einer Variante der Erfindung wird die Braunkohle auf 10 bis 20 Gew.-% Wassergehalt getrocknet. Die getrocknete Braunkohle kann im Folgenden effizienter verkokt werden, da weniger Wasser aus der Braunkohle ausgetrieben werden muss.According to one variant of the invention, the brown coal is dried to 10 to 20 wt .-% water content. The dried lignite can be coked more efficiently in the following, since less water must be expelled from the lignite.

In einer bevorzugten Variante der Erfindung wird das gespeicherte energiereiche Gas einem Gaskraftwerk zugeführt, vorzugsweise während einer erhöhten Belastung eines zu versorgenden Stromnetzes. Das Gaskraftwerk kann beispielsweise als Gasmotor oder Gasturbine ausgebildet sein und dient zur Stromerzeugung. Das gespeicherte energiereiche Gas kann somit dazu verwendet werden, stark belastete Zeiten in einem Stromnetz auszugleichen. Weiterhin kann das gespeicherte energiereiche Gas dazu verwendet werden das Gaskraftwerk nach einer Totalabschaltung wieder anzufahren, das energiereiche Gas ermöglicht somit eine sog. Schwarzstartfähigkeit des Gaskraftwerks.In a preferred variant of the invention, the stored energy-rich gas is supplied to a gas power plant, preferably during an increased load of a power network to be supplied. The gas power plant may be designed for example as a gas engine or gas turbine and serves to generate electricity. The stored high-energy gas can thus be used to compensate for heavily loaded times in a power grid. Furthermore, the stored high-energy gas be used to restart the gas power plant after a total shutdown, the high-energy gas thus allows a so-called. Schwarzstart capability of the gas power plant.

Nach einer besonders zweckmäßigen Variante wird die in dem Gaskraftwerk entstehende Wärme der Braunkohlentrocknung zur weiteren Verwendung zugeführt. Die in dem Gaskraftwerk entstehende Wärme wird somit dazu genutzt, den Energieverbrauch zur Trocknung der Rohbraunkohle zu verringern.According to a particularly expedient variant, the heat produced in the gas-fired power plant is supplied to lignite drying for further use. The heat generated in the gas power plant is thus used to reduce the energy consumption for drying the lignite coal.

Gemäß einer Variante der Erfindung wird die verkokte Braunkohle einer Kokslöschung unterzogen, insbesondere einer Kokstrockenkühlung. Sobald die verkokte Braunkohle in Kontakt mit Sauerstoff kommt, beginnt die verkokte Braunkohle bei den noch herrschenden Temperaturen zu verbrennen. Um dies zu verhindern, wird die verkokte Braunkohle gelöscht und abgekühlt. Bei der Kokslöschung unterscheidet man zwischen einer Koksnasslöschung mit Wasser und einer Kokstrockenkühlung, beispielsweise mit Stickstoff als Inertgas. Erfindungsgemäß wird eine Kokstrockenkühlung bevorzugt, da diese eine Energierückgewinnung ermöglicht, kein Wasser verbraucht, eine geringe Staubentstehung aufweist und eine höhere Koksqualität durch den niedrigeren Wasseranteil gewährleistet.According to one variant of the invention, the coked brown coal is subjected to a coke quenching, in particular a Kokstrockenkühlung. As soon as the coking lignite comes into contact with oxygen, the coking lignite begins to burn at the prevailing temperatures. To prevent this, the coked brown coal is extinguished and cooled. In the case of coke quenching, a distinction is made between quenching with coke wet water and coking dry cooling, for example with nitrogen as an inert gas. According to the invention, a Kokstrockenkühlung preferred because it allows energy recovery, no water consumed, has a low dust formation and ensures a higher coke quality due to the lower water content.

In einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung wird die bei der Kokskühlung entstehende Wärme der Braunkohlentrocknung und/oder dem Gaskraftwerk zur weiteren Verwendung zugeführt. Die Abwärme der Kokskühlung wird folglich dazu genutzt, den Energieverbrauch der Braunkohlentrocknung zu verringern bzw. die in dem Gaskraftwerk erzeugte Energie zu vergrößern.In a particularly preferred variant of the invention, the heat produced in the coke cooling is supplied to the lignite drying and / or the gas power plant for further use. The waste heat of the coke cooling is thus used to reduce the energy consumption of lignite drying and to increase the energy generated in the gas power plant.

Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung wird die bei der Verkokung der Braunkohle entstehende Wärme der Braunkohlentrocknung oder dem Gaskraftwerk zur weiteren Verwendung zugeführt. Die Nutzung der Abwärme, die durch die Verkokung der Trockenbraunkohle entsteht, führt zu einer energetischen Optimierung des erfindungsgemäßen Verfahrens und hilft, Emissionen zu senken.According to a further variant of the invention, the heat produced during the coking of the brown coal is supplied to the brown coal drying or the gas power plant for further use. The use of the waste heat produced by the coking of the dry lignite leads to an energetic optimization of the method according to the invention and helps to reduce emissions.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein System zur Herstellung von Braunkohlenkoks gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend: eine Vorrichtung zur Trocknung von Braunkohle, vorzugsweise auf einen Wassergehalt von 10 bis 20 Gew.-%; eine Vorrichtung zum Verkoken der getrockneten Braunkohle, und einen Speicher für das bei der Verkokung entstehende energiereiche Gas. Nach Trocknung der Rohbraunkohle in der Vorrichtung zum Trocknen von Braunkohle auf einen Wassergehalt von 10 bis 20 Gew.-% wird die getrocknete Braunkohle einer Vorrichtung zum Verkoken der getrockneten Braunkohle zugeführt. In der Vorrichtung zum Verkoken der getrockneten Braunkohle wird die getrocknete Braunkohle unter Luftabschluss auf eine Temperatur von 900°C bis 1.400°C erhitzt, wobei die flüchtigen Bestandteile in der Braunkohle pyrolysiert, freigesetzt und abgesaugt werden. Der durch die Verkokung entstehende Braunkohlenkoks hat in etwa eine Energiedichte von Steinkohle mit einem Restwassergehalt von 3 bis 4 Gew.-% und ein Volumen, das einem Viertel des Volumens der Rohbraunkohle entspricht. Der erzeugte Braunkohlenkoks ist schüttbar und insbesondere auf dem Wasserweg gut transportierbar.The object is further achieved by a system for producing lignite coke according to the method of any one of claims 1 to 7, comprising: a device for drying lignite, preferably to a water content of 10 to 20 wt .-%; a device for coking the dried lignite, and a storage for the high-energy gas produced during the coking. After drying the raw lignite in the apparatus for drying lignite to a water content of 10 to 20 wt .-%, the dried lignite is fed to a device for coking the dried lignite. In the apparatus for coking the dried lignite, the dried lignite is heated to a temperature of 900 ° C to 1400 ° C with exclusion of air, the volatile constituents in the lignite are pyrolyzed, released and sucked off. The lignite coke produced by the coking has approximately the same energy density as hard coal with a residual water content of 3 to 4% by weight and a volume which corresponds to one quarter of the volume of the lignite coal. The lignite coke produced is pourable and easy to transport, especially by water.

Das bei der Verkokung entstehende energiereiche Gas wird in einem Speicher gespeichert und kann bei Bedarf, insbesondere zu Starklastzeiten, in ein Gasnetz eingespeist werden.The high-energy gas produced during coking is stored in a memory and can be fed into a gas network if required, especially during periods of heavy load.

Gemäß einer Variante der Erfindung umfasst das System weiterhin eine Vorrichtung zur Kühlung des Braunkohlenkokses und/oder ein Gaskraftwerk, insbesondere eine Gasturbine oder einen Gasmotor. Die Vorrichtung zur Kühlung des Braunkohlenkokses ist vorzugsweise eine Kokstrockenkühlung. Das Gaskraftwerk kann mit dem gespeicherten energiereichen Gas versorgt werden und somit durch die erzeugte Energie zu Starklastzeiten die höhere Energienachfrage in einem Stromnetz ausgleichen. Weiterhin kann das gespeicherte energiereiche Gas dazu verwendet werden, das Gaskraftwerk nach einer Totalabschaltung wieder anlaufen zu lassen (Schwarzstartfähigkeit).According to a variant of the invention, the system further comprises a device for cooling the lignite coke and / or a gas power plant, in particular a gas turbine or a gas engine. The device for cooling the lignite coke is preferably a coke dry cooling. The gas-fired power plant can be supplied with the stored high-energy gas and thus compensate for the higher energy demand in a power grid by the energy generated at peak load times. Furthermore, the stored high-energy gas can be used to restart the gas power plant after a total shutdown (black start capability).

In einer Variante der Erfindung umfasst das System weiterhin Wärmeübertragungsleitungen, die so ausgebildet sind, dass die in dem Gaskraftwerk entstehende Wärme der Vorrichtung zum Trocknen der Braunkohle zugeführt wird und/oder die in der Vorrichtung zur Kühlung des Braunkohlenkokses und/oder die in der Vorrichtung zum Verkoken der Braunkohle entstehende Wärme dem Gaskraftwerk und/oder der Vorrichtung zum Trocknen der Braunkohle zugeführt wird. Die Wärmeübertragungsleitungen können beispielsweise als Rohrleitungen ausgebildet sein, durch welche heißer Dampf geleitet werden kann. Eine derartige Ausgestaltung der Wärmeübertragungsleitung ermöglicht eine energetische Optimierung des Verfahrens zur Herstellung von Braunkohlenkoks.In a variant of the invention, the system further comprises heat transfer lines, which are designed such that the heat generated in the gas power plant is supplied to the apparatus for drying the brown coal and / or in the apparatus for cooling the lignite coke and / or in the apparatus for Coking the brown coal resulting heat the gas power plant and / or the device for drying the lignite is supplied. The heat transfer lines may be formed, for example, as pipes through which hot steam can be passed. Such a design of the heat transfer line allows an energetic optimization of the method for producing lignite coke.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:In the following, the invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments illustrated in the figures. Show it:

1 einen schematischen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens und 1 a schematic flowchart of the method and

2 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. 2 a schematic view of a device according to the invention.

1 zeigt einen schematischen Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Braunkohlenkoks 1. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Rohbraunkohle 2 in einem ersten Verfahrensschritt getrocknet 3, vorzugsweise auf einen Wassergehalt von 10 bis 20 Gew.-%. Die Trockenbraunkohle 4 wird in einem nächsten Verfahrensschritt verkokt 5. Beim Verkoken 5 wird die Trockenbraunkohle unter Luftabschluss auf eine Temperatur von 900°C bis 1.400°C erhitzt, wobei die flüchtigen Bestandteile in der Trockenbraunkohle durch das Erhitzen pyrolysiert, freigesetzt und abgesaugt werden. Der durch das Verkoken entstehende Braunkohlenkoks 1 enthält im Wesentlichen Kohlenstoff und weist eine Energiedichte auf, die in etwa der Energiedichte von Steinkohle entspricht, wobei das Volumen des Braunkohlenkokses 1 etwa einem Viertel des Volumens der Rohbraunkohle entspricht. 1 shows a schematic flow chart of a method according to the invention for the production of lignite coke 1 , According to the method of the invention, crude lignite becomes 2 dried in a first process step 3 , preferably to a water content of 10 to 20 wt .-%. The dry lignite 4 is coked in a next step 5 , When coking 5 the dry lignite is heated to a temperature of 900 ° C to 1400 ° C with exclusion of air, wherein the volatile constituents in the dry lignite are pyrolyzed by the heating, released and sucked off. The brown coal coke resulting from coking 1 contains essentially carbon and has an energy density which corresponds approximately to the energy density of hard coal, the volume of lignite coke 1 corresponds to about one quarter of the volume of the raw lignite coal.

Der Braunkohlenkoks 1 beginnt bei den noch herrschenden Temperaturen direkt nach der Verkokung 5 bei einem Kontakt mit Luft/Sauerstoff zu brennen. Um dies zu verhindern, wird der Braunkohlenkoks 1 einer Kokslöschung und -kühlung 6 unterzogen.The lignite coke 1 starts at the prevailing temperatures right after the coking 5 to burn on contact with air / oxygen. To prevent this, the lignite coke is 1 a coke quenching and cooling 6 subjected.

Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Braunkohlenkoks 1 weist eine hohe Energiedichte auf, in etwa im Bereich von Steinkohle, einen geringen Wassergehalt von ungefähr 3 bis 4 Gew.-%, ein geringes Volumen, im Vergleich zu Rohbraunkohle, und ist gut transportierbar, insbesondere auf dem Wasserweg.The lignite coke produced by the process according to the invention 1 has a high energy density, approximately in the range of hard coal, a low water content of about 3 to 4 wt .-%, a low volume, compared to raw lignite, and is easy to transport, especially by water.

Beim Verkoken 5 der Trockenbraunkohle 4 entsteht ein energiereiches Gas 7. Dieses energiereiche Gas 7 wird gespeichert 8 und zu Starklastzeiten an ein Gaskraftwerk 9 geleitet, welches Strom erzeugt.When coking 5 the dry brown coal 4 creates a high-energy gas 7 , This high-energy gas 7 will be saved 8th and at peak load times to a gas power plant 9 passed, which generates electricity.

Die in dem Gaskraftwerk 9 entstehende Abwärme kann der Trocknung bei der Rohbraunkohle 2 zugeführt werden, was in 1 schematisch durch die gestrichelte Linie 10 dargestellt ist. Durch die Nutzung der Abwärme des Gaskraftwerks 9 kann der Energieverbrauch der Trocknung 3 der Rohbraunkohle 2 verringert werden.The in the gas power plant 9 The resulting waste heat can be dried by the lignite 2 be fed in what 1 schematically by the dashed line 10 is shown. By using the waste heat of the gas power plant 9 can the energy consumption of drying 3 the raw lignite 2 be reduced.

Die beim Verkoken 5 der Trockenbraunkohle 4 entstehende Abwärme kann der Trocknung 3 der Rohbraunkohle 2 und/oder dem Gaskraftwerk 9 zugeführt werden, was in 1 durch die gestrichelte Linie 11 verdeutlicht wird. Ebenso kann die bei der Kokslöschung 6 entstehende Abwärme der Trocknung 3 der Rohbraunkohle 2 und/oder dem Gaskraftwerk 9 zugeführt werden, was in 1 durch die gestrichelte Linie 12 verdeutlicht wird. Durch die Nutzung der Abwärme der Verkokung 5 der Trockenbraunkohle 4 und/oder der Kokslöschung 6 bei der Trocknung 3 der Rohbraunkohle 2 und/oder im Gaskraftwerk 9 wird der Energieverbrauch des gesamten Verfahrens gesenkt.The coking 5 the dry brown coal 4 The resulting waste heat can be used for drying 3 the raw lignite 2 and / or the gas power plant 9 be fed in what 1 through the dashed line 11 is clarified. Likewise, the case of coke quenching 6 resulting waste heat of drying 3 the raw lignite 2 and / or the gas power plant 9 be fed in what 1 through the dashed line 12 is clarified. By using the waste heat of coking 5 the dry brown coal 4 and / or coke quenching 6 during drying 3 the raw lignite 2 and / or in the gas power plant 9 the energy consumption of the whole process is reduced.

In 2 ist eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems zur Herstellung von Braunkohlenkoks 1 gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt. Das erfindungsgemäße System 1 umfasst eine Wirbelschichttrocknungsanlage mit interner Abwärmenutzung, WTA-Anlage 13. In der WTA-Anlage 13 wird die Rohbraunkohle 2 getrocknet, vorzugsweise auf einen Wassergehalt von 10 bis 20 Gew.-%. Die WTA-Anlage 13 arbeitet nach dem Prinzip der stationären, niedrig expandierten Wirbelschicht. Die für die Trocknung erforderliche Energie wird über dampfbeheizte Wärmetauscher eingekoppelt, die im Wirbelschichttrockner eingebaut sind. Die Trocknung erfolgt in quasi 100% reinem Wasserdampf, der leicht überhitzt ist. In Abhängigkeit von der Temperatur des Dampfes stellt sich bei konstantem Druck ein Gleichgewicht zwischen der Temperatur des Dampfes und der Restfeuchte der Trockenbraunkohle 4 ein.In 2 is a schematic view of a system according to the invention for the production of lignite coke 1 represented according to the inventive method. The system according to the invention 1 includes a fluidized bed drying plant with internal waste heat recovery, WTA plant 13 , In the WTA facility 13 becomes the raw lignite 2 dried, preferably to a water content of 10 to 20 wt .-%. The WTA facility 13 works on the principle of stationary, low-expansion fluidized bed. The energy required for drying is coupled via steam-heated heat exchangers, which are installed in the fluidized bed dryer. The drying takes place in quasi 100% pure steam, which is slightly overheated. Depending on the temperature of the steam, equilibrium is established at constant pressure between the temperature of the steam and the residual moisture of the dry lignite 4 one.

Die Trockenbraunkohle 4 wird in einer nachfolgenden Kokerei 14 unter Luftabschluss auf Temperaturen von 900°C bis 1.400°C erhitzt, wodurch die flüchtigen Bestandteile in der Trockenbraunkohle 4 pyrolysiert, freigesetzt und abgesaugt werden.The dry lignite 4 will be in a subsequent coking plant 14 heated to temperatures of 900 ° C to 1,400 ° C under air sealing, reducing the volatiles in the dry lignite 4 pyrolyzed, released and aspirated.

Der entstehende Braunkohlenkoks 1 würde kurz nach dem Verkoken bei einem Kontakt mit Luft/Sauerstoff anfangen zu brennen, was durch die nachfolgende Kokstrockenkühlanlage 15 verhindert wird. In der Kokstrockenkühlanlage 15 wird der Braunkohlenkoks 1 gelöscht und abgekühlt. Die Kokstrockenkühlanlage 15 verwendet Stickstoff als Inertgas und ermöglicht eine Energierückgewinnung, weist keinen Wasserverbrauch auf, und zeichnet sich insbesondere durch die höhere Koksqualität durch den niedrigeren Wasseranteil aus.The resulting brown coal coke 1 would start to burn shortly after coking on contact with air / oxygen, resulting in the subsequent coke dry cooling system 15 is prevented. In the Kokstrockenkühlanlage 15 becomes the lignite coke 1 cleared and cooled. The Kokstrockenkühlanlage 15 uses nitrogen as an inert gas and allows energy recovery, has no water consumption, and is characterized in particular by the higher coke quality due to the lower water content.

Das in der Kokerei 14 entstehende energiereiche Gas 7 wird einer Gasnachbehandlung 16 unterzogen, beispielsweise durch fraktionierte Kondensation, wobei das energiereiche Gas in die sog. Kohlenwertstoffe Teer, Schwefelsäure, Ammonick, Naphthalin, Benzol und Kokereigas zerlegt wird. Das so gereinigte energiereiche Gas 7 wird einem Verdichter 17 zugeführt und anschließend in einem Gasspeicher 18 gespeichert.That in the coking plant 14 resulting high-energy gas 7 becomes a gas aftertreatment 16 subjected, for example, by fractional condensation, wherein the high-energy gas is decomposed into the so-called coal tar, sulfuric acid, ammonia, naphthalene, benzene and Kokereigas. The thus purified high-energy gas 7 becomes a compressor 17 fed and then in a gas storage 18 saved.

Zu Starklastzeiten in einem Stromnetz kann das energiereiche Gas 7 aus dem Gasspeicher 18 zu einer Gasturbine oder einem Gasmotor 19 geleitet werden, wobei die Gasturbine oder der Gasmotor 19 durch Verbrennen des energiereichen Gases 7 Strom erzeugt, um den Bedarf innerhalb des Stromnetzes während der Starklastzeit zu decken.At high load times in a power grid, the high-energy gas 7 from the gas storage 18 to a gas turbine or a gas engine 19 be directed, the gas turbine or the gas engine 19 by burning the high-energy gas 7 Electricity generated to meet the demand within the power grid during peak load time.

Die in der Gasturbine oder in dem Gasmotor 19 entstehende Abwärme kann mittels eines Abhitzedampferzeugers 20 und geeigneter Wärmeleitungen, wie beispielsweise Rohrleitungen 21, in der WTA-Anlage 13 genutzt werden. Ebenso kann die in der Kokerei 14 und der Kokstrockenkühlanlage 15 entstehende Abwärme der WTA-Anlage 13 und/oder dem Abhitzedampferzeuger 20 der Gasturbine/Gasmotors 19 zugeführt werden. Ebenfalls kann die bei der Gasnachbehandlung 16 entstehende Abwärme der WTA-Anlage 13 und/oder dem Abhitzedampferzeuger 20 zugeführt werden. Those in the gas turbine or in the gas engine 19 Waste heat generated by means of a heat recovery steam generator 20 and suitable heat pipes, such as piping 21 , in the WTA facility 13 be used. Likewise, in the coking plant 14 and the Kokstrockenkühlanlage 15 Waste heat generated by the WTA plant 13 and / or the heat recovery steam generator 20 the gas turbine / gas engine 19 be supplied. Also, in the gas aftertreatment 16 Waste heat generated by the WTA plant 13 and / or the heat recovery steam generator 20 be supplied.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Braunkohlenkokslignite
22
Rohbraunkohleraw lignite
33
Trocknungdesiccation
44
TrockenbraunkohleDry lignite
55
VerkokenCoke
66
KokslöschungKokslöschung
77
energiereiches Gashigh-energy gas
88th
Speicherungstorage
99
GaskraftwerkGas power plant
1010
Abwärmenutzungwaste heat recovery
1111
Abwärmenutzungwaste heat recovery
1212
Abwärmenutzungwaste heat recovery
1313
WTA-AnlageWTA plant
1414
Kokereicoking
1515
KokstrockenkühlanlageKokstrockenkühlanlage
1616
Gasnachbehandlunggas treatment
1717
Verdichtercompressor
1818
Gasspeichergas storage
1919
Gasturbine/GasmotorGas turbine / gas engine
2020
Abhitzedampferzeugerheat recovery steam generator
2121
Rohrleitungpipeline

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2010/057509 [0003] WO 2010/057509 [0003]

Claims (10)

Verfahren zur Herstellung von Braunkohlenkoks (1), umfassend die Schritte: Trocknen (3) von Rohbraunkohle (2) Verkoken (5) der getrockneten Braunkohle (4), und Speichern (8) des bei der Verkokung (5) entstehenden energiereichen Gases (7) in einem Gasspeicher (18).Process for producing lignite coke ( 1 ), comprising the steps of drying ( 3 ) of raw lignite ( 2 ) Coking ( 5 ) of the dried lignite ( 4 ), and Save ( 8th ) of the coking ( 5 ) resulting high-energy gas ( 7 ) in a gas storage ( 18 ). Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Rohbraunkohle (2) auf 10 bis 20 Gew.-% Wassergehalt getrocknet (3) wird.Process according to claim 1, wherein the raw lignite coal ( 2 ) dried to 10 to 20 wt .-% water content ( 3 ) becomes. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das gespeicherte energiereiche Gas (7) einem Gaskraftwerk (9) zugeführt wird, vorzugsweise während einer erhöhten Belastung eines zu versorgenden Stromnetzes.Method according to claim 1 or 2, wherein the stored high-energy gas ( 7 ) a gas power plant ( 9 ), preferably during an increased load of a power network to be supplied. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die in dem Gaskraftwerk (9) entstehende Wärme der Braunkohlentrocknung (3) zur weiteren Verwendung zugeführt wird.A method according to claim 3, wherein in the gas power plant ( 9 ) resulting lignite drying ( 3 ) is supplied for further use. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die verkokte Braunkohle (1) einer Kokslöschung (6) unterzogen wird, insbesondere einer Kokstrockenkühlung.Method according to one of claims 1 to 4, wherein the coked brown coal ( 1 ) of a coke quenching ( 6 ), in particular a Kokstrockenkühlung. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die bei der Kokslöschung (6) entstehende Wärme der Braunkohlentrocknung (3) oder dem Gaskraftwerk (9) zur weiteren Verwendung zugeführt wird.A method according to claim 5, wherein the coke quenching ( 6 ) resulting lignite drying ( 3 ) or the gas power plant ( 9 ) is supplied for further use. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die bei der Verkokung (5) entstehende Wärme der Braunkohlentrocknung (3) oder dem Gaskraftwerk (9) zur weiteren Verwendung zugeführt wird.Method according to one of claims 1 to 6, wherein in the coking ( 5 ) resulting lignite drying ( 3 ) or the gas power plant ( 9 ) is supplied for further use. System zur Herstellung von Braunkohlenkoks (1) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend: eine Vorrichtung zur Trocknung (13) von Rohbraunkohle (2), vorzugsweise auf einen Wassergehalt von 10 bis 20 Gew.-%, eine Vorrichtung zum Verkoken (14) der getrockneten Braunkohle (4), und einen Speicher (18) für das bei der Verkokung (5) entstehende energiereiche Gas (7).System for producing lignite coke ( 1 ) according to the method of any one of claims 1 to 7, comprising: a drying device ( 13 ) of raw lignite ( 2 ), preferably to a water content of 10 to 20% by weight, a device for coking ( 14 ) of the dried lignite ( 4 ), and a memory ( 18 ) for the coking ( 5 ) high-energy gas ( 7 ). System nach Anspruch 8, weiterhin umfassend eine Vorrichtung zur Kühlung (15) des Braunkohlenkokses (1) und/oder ein Gaskraftwerk (9), insbesondere eine Gasturbine oder einen Gasmotor (19).A system according to claim 8, further comprising a cooling device ( 15 ) of lignite coke ( 1 ) and / or a gas power plant ( 9 ), in particular a gas turbine or a gas engine ( 19 ). System nach Anspruch 8 oder 9, weiterhin umfassend Wärmeübertragungsleitungen (21), die so ausgebildet sind, dass die in dem Gaskraftwerk (9) entstehende Wärme der Vorrichtung zum Trocknen (13) der Rohbraunkohle (2) und/oder die in der Vorrichtung zur Kühlung (15) des Braunkohlenkokses (1) und/oder die in der Vorrichtung zum Verkoken (14) der Trockenbraunkohle (4) entstehende Wärme dem Gaskraftwerk (9) und/oder der Vorrichtung zum Trocknen (13) der Rohbraunkohle (2) zugeführt wird.System according to claim 8 or 9, further comprising heat transfer lines ( 21 ), which are designed such that in the gas power plant ( 9 ) generated heat of the device for drying ( 13 ) of the raw lignite ( 2 ) and / or in the cooling device ( 15 ) of lignite coke ( 1 ) and / or in the device for coking ( 14 ) of the dry brown coal ( 4 ) resulting heat the gas power plant ( 9 ) and / or the device for drying ( 13 ) of the raw lignite ( 2 ) is supplied.
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DE881187C (en) * 1941-09-27 1953-06-29 Helmut Dr-Ing Richter Process for the joint operation of a refinement of non-sulphurous lignite and a power plant
WO2010057509A1 (en) 2008-11-24 2010-05-27 Rwe Power Aktiengesellschaft Indirectly heated fluidized bed dryer

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