DE102011115698A1 - Verfahren zur trockenen Kühlung von Koks mit Wasserdampf mit anschliessender Verwendung des erzeugten Synthesegases - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur trockenen Kühlung von Koks mit Wasserdampf mit anschließender Verwendung des erzeugten Synthesegases, in dem die Kohle zyklisch zu Koks verkokt wird und der Koks nach der Entladung des Koksofens in eine Kühlvorrichtung gegeben wird, und in die Kühlvorrichtung zur trockenen Kühlung Wasserdampf eingeleitet wird, so dass durch eine Wassergas-Reaktion Synthesegas, weiches aus Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2) zusammengesetzt ist, entsteht, und das erzeugte Synthesegas einer weiteren Verwendung zugeführt wird. Durch das Verfahren lässt sich die bei der Verkokung entstandene Wärme zur Erzeugung von wertvollem Synthesegas nutzen, welches wiederum weiterverwendet werden kann oder bei der Beheizung eingesetzt wird, so dass insgesamt eine sehr ausgeglichene Energiebilanz des gesamten Prozesses erzielt werden kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur trockenen Kühlung von Koks mit Wasserdampf mit anschließender Verwendung des erzeugten Synthesegases, in dem die Kohle zyklisch zu Koks verkokt wird und der Koks nach der Entladung des Koksofens in eine Kühlvorrichtung gegeben wird, und in die Kühlvorrichtung zur trockenen Kühlung Wasserdampf eingeleitet wird, so dass durch eine Wassergas-Reaktion Synthesegas, welches aus Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2) zusammengesetzt ist, entsteht, und das erzeugte Synthesegas einer weiteren Verwendung zugeführt wird. Durch das Verfahren lässt sich die bei der Verkokung entstandene Wärme zur Erzeugung von wertvollem Synthesegas nutzen, welches wiederum weiterverwendet werden kann oder bei der Beheizung eingesetzt wird, so dass insgesamt eine sehr ausgeglichene Energiebilanz des gesamten Prozesses erzielt werden kann.
  • Die Erzeugung von Koks wird bei den meisten Verfahren in großen Koksofenbatterien oder Koksofenbänken vorgenommen, die aus konventionellen Koksofenkammern oder aus Koksofenkammern vom Typ „Heat-Recovery” oder „Non-Recovery” aufgebaut sind. In konventionellen Koksofenkammern wird das Verkokungsgas aufgefangen und weiterverarbeitet, während das Verkokungsgas bei Koksofenbänken vom Typ „Heat-Recovery” oder „Non-Recovery” im Koksofen verbrannt wird, um den Koksofen zu beheizen. Die Beheizung des Koksofens wird dabei in vielen Ausführungsformen mehrstufig in einem Gasraum über dem Kokskuchen und in einer Koksofensohle unterhalb der Koksofenkammer vorgenommen.
  • Die Verkokung erfolgt zyklisch, wobei die Zyklen durch die Vorgänge Beladen-Verkoken-Entladen-Löschen gebildet werden. Der Koks wird nach der Verkokung aus der Koksofenkammer ausgedrückt, wobei er eine Temperatur von ca. 1100°C besitzt. Das Ausdrücken erfolgt in einen Löschwagen, welcher den Kokskuchen aufnimmt und zu einer Loschvorrichtung transportiert. In vielen Ausführungsformen ist dies ein Nasslöschturm, welcher den Kokskuchen mit Wasser berieseln lässt, welches verdampft und den Kokskuchen auf eine Temperatur unterhalb der Zündtemperatur des Kokses abkühlt, so dass sich dieser gefahrlos an der Luft transportieren lässt. Die Temperatur des Kokses ist nach der Ablöschung ungleichmäßig im Kokskuchen verteilt, beträgt jedoch in der Regel weniger als 100°C.
  • Eine Ausführungsform für einen Nasslöschturm gibt die DE 19614482 C1 . Diese Lehre beschreibt eine Anlage zum Nasslöschen von heißem Koks in einem Verfahren zur Verkokung von Kohle mit einer Koksschleuse und einer Überleitmanschette für Koks, die in einem Löschturm mit einer Wasserzuführungsvorrichtung angeordnet ist. Die Manschette passt auf der anderen Seite auf einen Kokslöschwagen, welcher am unteren Ende mit einer Koksauslassvorrichtung und Wasserauslassklappen ausgestattet ist. Das Wasserzuführungssystem ist direkt an der Überleitmanschette angeordnet und entlädt in den Kokslöschwagen, der wasserdicht abgeschlossen werden kann, und dieser ist mit einem Kontrollsystem ausgestattet, welcher während der Wasserzuführung die Koksauslassklappen wasserdicht geschlossen hält, und nach Beendigung der Wasserzugabe die Wasserauslassklappen öffnet. Bei der Löschung mit Wasser geht die gesamte Wärmeenergie, die in dem Kokskuchen gespeichert ist, ungenutzt verloren.
  • Aus diesem Grund gibt es in jüngerer Zeit vermehrt Bestrebungen, heißen Koks nicht durch Wasser, sondern trocken durch Gase zu kühlen. Die Gase werden hierbei durch den heißen Koks geführt und aufgefangen oder abgesaugt, bis der Koks auf eine Temperatur unterhalb seiner Zündtemperatur abgekühlt ist. Das heiße Gas wird meist durch eine Wärmerückgewinnungsanlage geführt, in der Dampf erzeugt wird und so die Wärme zurückgewonnen wird. Der Dampf wiederum kann zum Antrieb von Hilfsaggregaten oder zur Erzeugung von Strom genutzt werden. Häufig werden für diese Zwecke inerte Gase wie Stickstoff oder Gichtgas eingesetzt.
  • Die WO 9109094 B1 beschreibt ein Verfahren zur Kokstrockenkühlung in einer Kühlkammer mit Hilfe von im Kreislauf geführten Kühlgas, mit dem die Geschwindigkeit des aus dem Koks kommenden Gases so einstellbar ist, dass die Korngröße der mitgerissenen Koksstaubpartikel weniger als 3 mm beträgt, und die Korngröße der mitgerissenen Koksstäube bei Eintritt des heißen Kühlgases in den Abhitzekessel weniger als 1 mm beträgt, in dem dieses Gas durch eine Vorrichtung geleitet wird, die aus einer Kühlkammer und einer Vorkammer mit einem runden, etwa gleichgroßen Querschnitt und einem zylindrischen äußeren Mantel aus Metall besteht, und insbesondere die Decke der Kühlkammer derart schräg angeordnet ist, dass sie zum Heißgaskanal ansteigt, um so den Querschnitt des Gasringkanales oberhalb der Koksböschung soweit zu erhöhen, so dass die Gasgeschwindigkeit der heißen Kühlgase bei der Kühlung so einstellbar ist, dass diese über den Umfang nahezu gleichbleibt.
  • Die WO 8602939 A1 beschreibt ein Verfahren zur trockenen Kokskühlung mittels Kühlgas, bei dem der Koks und das Kühlgas im Gegenstrom durch einen zweistufigen Kühlbehälter geleitet werden, die Kühlung in der ersten Stufe auf Kokstemperaturen von etwa 800°C erfolgt und das durch die zweite Kühlstufe geführte Kühlgas Wasserdampf enthält, so dass eine direkte Kopplung des Kühlgaskreislaufes mit einem thermischen Behandlungsschritt, bei dem Wasserdampf zugeben wird, erfolgt, so dass im wesentlichen kein Koksabbrand vorhanden ist, was dadurch erreicht wird, dass die Kühlung in der ersten Kühlstufe ausschließlich durch indirekten Wärmetausch des Kokses mit einem Kühlmedium über Wärmeaustauscherwände und die Kühlung in der zweiten Stufe ausschließlich durch das den Wasserdampf enthaltende Kühlgas erfolgt.
  • Die Verfahren zur Kokstrockenkühlung im Stand der Technik können mit vielerlei Ausführungsformen versehen sein. Die EP 0317752 A2 beschreibt ein Verfahren zur Verbesserung der Leistung von Kokstrockenkühlanlagen, in dem heißer Koks vor Eintreten in den Kühlschacht gebrochen wird. Die DE 3030969 A1 beschreibt ein Verfahren zur trockenen Kühlung von heißem Rohkoks, der aus den Kammern einer Koksofenbatterie gedrückt und in einer Kühlkammer entladen wird und dort durch direkte oder indirekte Berührung oder beidem mit einem Kühlmittel gekühlt wird, so dass der Rohkoks vor Eintritt in die Kühlkammer in zwei oder mehrere Kornklassen vorklassiert wird und die einzelnen Kornklassen in getrennten Kühlkammern der Kühlung unterworfen werden.
  • Weitere Ausführungsformen beschäftigen sich mit der Wärmerückgewinnung oder Reinigung des Kühlgases. Die DE 2435500 A1 beschreibt ein Verfahren zur Vorerhitzung von Kokskohle unter Benutzung von überhitztem Abhitzedampf, der in einer Trockenkokskühlanlage dadurch erzeugt wird, dass der Koks auf seinem höchsten Temperaturniveau einen Teil seiner Wärme an die Wände eines Dampfmantels abgibt. Die DE 3217146 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Entstaubung von Kreislaufgas einer Kokstrockenkühlanlage, in der der Gaseintrittskanal und der Gasaustrittskanal im rechten Winkel zueinander angeordnet sind, wobei der Gasaustrittskanal unter konischer Erweiterung unmittelbar mit der Eintrittsöffnung des in den Gaskreislauf integrierten Abhitzekessels in Verbindung steht und wobei auf der dem Gaseintrittskanal gegenüberliegenden Seite ein Staubsammelraum mit einer schrägen Staubableitungsfläche angeordnet ist.
  • Die genannten Verfahren und deren Ausführungsformen besitzen jedoch den Nachteil, dass die Wärme des Kokses beim Löschen entweder nicht zurückgewonnen wird, oder die Wärme des Kokses nur mit einem schlechten Wirkungsgrad zurückgewonnen werden kann, da bei der Kühlung ein großes Gasvolumen entsteht, welches durch eine Wärmerückgewinnungsanlage geführt werden muss, so dass eine Kühlung technisch schwierig oder nicht wirtschaftlich ist. Aus diesem Grund wäre es von Vorteil, die im ausgedrückten Koks vorhandene Wärme durch eine endotherme chemische Reaktion zu nutzen, die diese Energie in chemischer Form zur Verfügung stellt.
  • Eine geeignete endotherme chemische Reaktion ist die Wassergas-Reaktion mit dem zugehörigen Wassergas-Gleichgewicht. Zur Ausführung dieser Reaktion wird Wasserdampf (H2O) durch den heißen Koks geleitet, der mit dem Wasserdampf (H2O) zu Wasserstoff (H2) und Kohlenmonoxid (CO) reagiert. Diese Reaktion ist endotherm und lautet: C + H2O ⇄ H2 + CO; ΔH = +131,3 kJ/mol
  • Eine weitere Reaktion des Wasserdampfes mit dem Koks zu Kohlendioxid und zwei Äquivalenten Wasserstoff ist möglich, wird jedoch erfindungsgemäß in der Regel durch eine geeignete Dosierung und Gasgeschwindigkeit des Wasserdampfes nicht ausgeführt. Diese Reaktion ist stark endotherm und ist nur mit zusätzlichem Erhitzen des Kokses ausführbar.
  • Die GB 347601 A beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Gasgemisches, welches aus Stickstoff und Wasserstoff besteht, und welches zur Synthese von Ammoniak geeignet ist, und welches in einer Kokslöschvorrichtung hergestellt wird, in welcher der Koks mit Wasser besprüht und von Luft durchströmt wird, und in welcher das Kohlenmonoxid in einen Anlagenteil geleitet wird, in der das Kohlenmonoxid durch eine nachfolgende Konvertierung des Kohlenmonoxids mit Wasserdampf zu einem Äquivalent an Wasserstoff umgewandelt wird. Der Wasserdampf zur Konvertierung des Kohlenmonoxids entstammt dabei dem Wasser, welches zur Kühlung des Kokses in den Kokskuchen eingesprüht wird. Die Anmeldung beschreibt nicht die Kühlung des Kokskuchens mit durchströmendem gasförmigem Wasserdampf.
  • Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches Kohle zyklisch verkokt, gasförmigen Wasserdampf (H2O) zur trockenen Kühlung von heißem Koks nach einem Verkokungszyklus nutzt, so dass der Wasserdampf (H2O) mit dem Koks wenigstens teilweise nach dem Wassergas-Gleichgewicht zu Wasserstoff (H2) und Kohlenmonoxid (CO) reagiert, und der erhaltene Wasserstoff (H2) aufgefangen und das so erhaltene Gasgemisch weiterverwendet wird. Auf diese Weise wird Synthesegas erhalten.
  • Die Löschung des Kokses mit dem Wasserdampf erfolgt erfindungsgemäß in einer Löschvorrichtung, die bevorzugt als Löschschacht geartet ist. Nach der Verkokung der Kohle und dem Abschluss des Verkokungsvorgangs wird der Kokskuchen auf einen Löschwagen gefahren oder gekippt, der den Kokskuchen in die Löschvorrichtung fährt. Dort wird der Kokskuchen von der atmosphärischen Umgebung abgeschlossen und gasförmiger Wasserdampf durch den Kokskuchen geleitet. Dieses geschieht bevorzugt in vertikal aufwärts strömender Gasrichtung, so dass der spezifisch schwerere Wasserdampf von dem leichteren Wasserstoff bei dem Löschprozess verdrängt wird. Der Wasserdampf kann als Gasgemisch beliebig geartet sein und auch im Gemisch mit anderen Gasen vorliegen, wird jedoch bevorzugt in reiner Form eingesetzt.
  • Beansprucht wird insbesondere ein Verfahren zur Trockenkühlung von Koks, in dem
    • • Kohle in einem Koksofen durch Beheizung mit einem heizwerthaltigen Gas beheizt wird, und durch zyklische Verkokung Koks gewonnen wird, welcher nach Fertigstellung der Verkokung in einen Kokslöschwagen ausgedrückt wird, und
    • • der glühende Koks in dem Kokslöschwagen zu einer Kokslöschvorrichtung transportiert wird, in dem der glühende Koks mit einem Kühlgas auf eine Temperatur unterhalb der Zündtemperatur abgekühlt wird, und welches dadurch gekennzeichnet ist, dass
    • • als Kühlgas gasförmiger Wasserdampf (H2O) unter Luftausschluss eingesetzt wird, welcher mit dem glühenden Koks gemäß der Wassergas-Reaktion wenigstens teilweise zu Synthesegas, welches aus Wasserstoff (H2) und Kohlenmonoxid (CO) besteht, reagiert, und
    • • durch die Ausführung der Trockenlöschung in einer Kokslöschvorrichtung das erhaltene wasserstoffhaltige Löschgas aufgefangen wird, und
    • • das so erhaltene Gasgemisch weiterverwendet wird.
  • Das erzeugte Synthesegas kann auch Verunreinigungen enthalten, besteht jedoch bei richtiger Ausführung der Reaktion hauptsächlich aus den Bestandteilen Wasserstoff (H2) und Kohlenmonoxid (CO).
  • Der Wasserdampf wird zur Ausführung des Verfahrens vorteilhaft in einem Verdampferkessel erzeugt. Durch geeignete Möglichkeiten zur Zwischenspeicherung wird dieser heißgehalten und dann mit einer Dosiereinrichtung unter Druck in die Kokslöschvorrichtung eingeleitet. Um eine Kondensation des Wasserdampfes bei der Einleitung in die Kokslöschvorrichtung zu verhindern, sind die zuführenden Rohrleitungen in einer vorteilhaften Ausführungsform beheizbar. Bei der Reaktion des Wasserdampfes mit dem heißen Koks entstehen dann Wasserstoff (H2) und Kohlenmonoxid (CO). Der eingesetzte gasförmige Wasserdampf ist in einer bevorzugten Ausführungsform trocken, d. h. ohne Anhaftung von Wassertröpfchen oder Nebel. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Wärmeenergie des Kokses nach dem Verkokungsvorgang beim Löschen für die Erzeugung von Wertstoffen genutzt. Dadurch kann die Energiebilanz des gesamten Prozesses zur Kokserzeugung verbessert werden.
  • Die Weiterverwendung des erzeugten Synthesegases und des darin enthaltenen Wasserstoffes kann beliebig ausgeführt werden. In einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Weiterverwendung um eine Zugabe zum Heizgas des oder der Koksöfen. Auf diese Weise wird der Koksofen mit dem Gas beheizt, welches beim Löschen des Kokses entsteht. Hierzu kann dem Wasserstoff, welcher zum Beheizen des Koksofens genutzt wird, vor Zugabe in den Koksofen ein kohlenwasserstoffhaltiges Heizgas zugemischt werden. Dabei handelt es sich in einer beispielhaften Ausführungsform bei dem Heizgas um Erdgas. In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem Heizgas um Koksofengas. Es ist auch möglich, statt einem kohlenwasserstoffhaltigen Heizgas Gichtgas aus einem Hochofenprozess als Heizgas zu verwenden.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird das Synthesegas vor der weiteren Verwendung oder der Zuführung in den Koksofen zum Heizen einer Wärmerückgewinnung unterzogen. Dies kann beispielsweise durch Durchleiten des Gases durch einen Abhitzekessel erreicht werden. In einer Ausführungsform der Erfindung wird bei der Wärmerückgewinnung Dampf erzeugt. Der Dampf wird dann in einer typischen Ausführungsform zum Erzeugen von mechanischer Energie durch Antrieb einer Turbine genutzt. Diese wiederum kann zur Erzeugung von elektrischer Energie genutzt werden. Es ist auch möglich, das erzeugte Synthesegas durch einen Wärmetauscher zu leiten, in dem der zur Kühlung eingesetzte Wasserdampf im Gegenstrom vorgewärmt wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird nach der Löschung des Kokses mit Wasserdampf eine Konvertierung des Kohlenmonoxids durch die Wassergas-Shift-Reaktion in Kohlendioxid durchgeführt. Dadurch erhält man ein Gasgemisch, welches hauptsächlich aus Wasserstoff (H2) und Kohlendioxid (CO2) besteht und welches sich leicht in reinen Wasserstoff umwandeln Lässt, beispielsweise durch Druckwechselabsorption. Der hierfür notwendige Wasserdampf kann dabei in einer Ausführungsform dem Löschprozess im Überschuss zugeben werden oder dem bereits erzeugten Synthesegas zugeben werden. Dieser kann nach der Löschung des Kokses auch als flüssiges Wasser zugesprüht werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Weiterverwendung um eine Konvertierung des Kohlenmonoxids mit Wasserdampf und nachfolgender Reinigung des Wasserstoffs in einer Druckwechseladsorptionsanlage. Der Wasserstoff kann dann beispielsweise in einem nachfolgenden Einsatz bei einem chemischen Prozess verwendet werden. Druckwechselabsorptionsanlagen zur Reinigung von Wasserstoff aus wasserstoffhaltigen Gasen sind im Stand der Technik wohlbekannt. Ein Beispiel für ein Verfahren zur Reinigung von Wasserstoff durch Druckwechselabsorption lehrt die WO 2006066892 A1 .
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Wasserdampf zur Kühlung in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt. In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Teilstrom des Wasserdampfes vertikal aufwärtsströmend von unten in die Kokslöschvorrichtung eingeleitet, und ein weiterer Teilstrom des Wasserdampfes wird in einen Bereich des Schachtes eingeleitet, in dem der zu kühlende Koks eine Temperatur von 500 bis 900°C aufweist. Dies kann beispielsweise über in dem Schacht seitlich angebrachte Zuführungsdüsen geschehen, die den Wasserdampf direkt in den Koks eindüsen.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Kokslöschvorrichtung um einen Kokslöschschacht. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Kokslöschvorrichtung um eine Kokslöschkammer. Diese kann weiterhin beispielsweise mit einer Vorkammer ausgestattet sein. Die Löschvorrichtung oder die nachfolgende Überführungsleitung für den Wasserstoff können auch mit einer Entstaubungseinrichtung versehen sein. Dadurch lässt sich der Staubanteil senken, wenn eine staubhaltige Kohle verwendet wird, oder beim Löschvorgang grolle Mengen an Staub entstehen.
  • Die Koksofenbatterie oder Koksofenbank kann beliebig geartet und beliebig zusammengesetzt sein, um für die Ausführung des Verfahrens genutzt zu werden. Bei der Koksofenbatterie, aus der der Koks stammt, und die mit dem Synthesegas beheizt wird, kann es sich beispielhaft um eine Koksofenbatterie handeln, bei der das Verkokungsgas aufgefangen und weiterverarbeitet wird. Bei der Koksofenbank, aus der der Koks stammt, kann es sich beispielhaft um eine Koksofenbatterie vom Typ „Heat-Recovery” handeln. Schließlich kann es sich bei der Koksofenbank, aus der der Koks stammt, auch um eine Koksofenbatterie vom Typ „Non-Recovery” handeln. Auch die Koksöfen, die in einer Koksofenbatterie oder -bank angeordnet sind, können letztlich beliebig geartet sein, solange sie sich zur Herstellung von Koks und gegebenenfalls zur Beheizung mit Synthesegas eignen. Auch die Entnahme des Kokses und die Zuführung des beim Löschen erhaltenen Synthesegases kann in verschiedene Koksofenbatterien oder -bänke erfolgen, wird jedoch in der Regel nicht durchgeführt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiterhin an jeder Stelle Hilfseinrichtungen wie Speicherbehälter für Flüssigkeiten oder Gase, Pumpen, Ventile, Heiz- oder Kühleinrichtungen, Tropfenabscheider, oder Messinstrumente für Temperaturen oder Konzentrationen von Gasbestandteilen nutzen.
  • Die Erfindung besitzt den Vorteil, die Wärmeenergie des Kokses nach dem Verkokungsvorgang durch eine endotherme chemische Reaktion zu nutzen, so dass die Wärmeenergie des heißen Kokses erheblich besser genutzt werden kann, als bei Verfahren nach dem Stand der Technik. Die Erfindung besitzt weiterhin den Vorteil, ohne weitere Hinzufügung von Energie Wasserstoff als Wertstoff zur Verfügung zu stellen und somit eine verbesserte Energiebilanz des gesamten Verfahrens zu ermöglichen. Dadurch kann die Umweltverträglichkeit dieses Verfahrens erheblich verbessert werden.
  • Die Erfindung wird durch eine Zeichnung weiter erläutert, wobei diese Zeichnung nur eine beispielhafte Ausführungsform darstellt und nicht auf diese beschränkt ist.
  • 1 zeigt einen Koksofen, der zur Verkokung von Kohle dient. Zu sehen sind die Koksofenkammer (1) mit dem Kohlekuchen (2), die Koksofenkammertüren (3), der Primärheizraum (4) über dem Kokskuchen (2) und der Sekundärheizraum (5) unter dem Kokskuchen (2). Vor der Koksofenkammer (1) ist der Löschwagen (6) abgestellt, der beim Löschvorgang den Kokskuchen (2) aufnimmt. Dieser wird vor die Kokslöschkammer (7) gefahren, und der Kokskuchen (2) über eine Zuführungsklappe (7a) in die Kokslöschkammer (7) entleert. Diese wird nach der Befüllung der Kokslöschkammer (7) geschlossen. Von unten strömt dann Wasserdampf (8, H2O) in die Kokslöschkammer (7), welches mit dem heißen Kokskuchen (2) nach dem Wassergas-Gleichgewicht zu Wasserstoff und Kohlenmonoxid (9, H2 und CO) als Synthesegas reagiert. Der Wasserdampf (8) wird über einen Dampfkessel (10) mit nachgeschalteter Dosierungseinrichtung (10a) erzeugt. Das beim Löschen erzeugte Synthesegas (9) wird nach oben abgezogen und nach einer Entstaubung in einer Entstaubungseinheit (11) in den Sekundärheizraum (5) des Koksofens (1) geleitet. Die Zuleitung geschieht über einen Wärmetauscher (12), der den zum Löschen des Kokses (2) eingeleiteten Wasserdampf (8) im Gegenstrom vorerhitzt. Dort wird es dem teilverbrannten Verkokungsgas, welches zuvor aus dem Primärheizraum (4) in den Sekundärheizraum (5) zugeströmt ist, zugegeben und verbrannt. Dadurch trägt es zur Beheizung des Kokskuchens (2) durch den Boden der Koksofenkammer (1) bei. Nach der Verbrennung wird das vollständig verbrannte Verkokungsgas als Abgas (13) durch den aus dem Sekundärheizraum (5) ausgeführt und in eine Vorrichtung zur Gaswäsche (14) gegeben. Das gereinigte Abgas (14a) wird aus der Vorrichtung zur Gaswäsche (13) ausgeführt und in eine Anlage (15) zur Wärmerückgewinnung gegeben. Dort wird über eine Turbine ein Generator (15a) angetrieben, welcher Strom erzeugt. Das gekühlte Abgas (15b) wird über einen Kamin (16) ausgeführt. Der gelöschte Koks (5a) wird über eine Abladeklappe (7b) abgelassen und einer vollständigen Ablöschung zugeführt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Koksofenkammer
    2
    Kohle- oder Kokskuchen
    3
    Koksofenkammertüren
    4
    Primärheizraum
    5
    Sekundärheizraum
    6
    Löschwagen
    7
    Kokslöschkammer
    7a
    Zuführungsklappe
    7b
    Abladeklappe
    8
    Wasserdampf
    9
    Synthesegas
    10
    Dampfkessel
    10a
    Regulierventil für Wasserdampf
    11
    Speicherbehälter
    12
    Wärmetauscher
    13
    Abgas
    14
    Vorrichtung zur Gaswäsche
    14a
    Gereinigtes Abgas
    15
    Anlage zur Wärmerückgewinnung
    15a
    Generator
    15b
    Gekühltes Abgas
    16
    Kamin
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (13)

  1. Verfahren zur Trockenkühlung von Koks, in dem • Kohle in einem Koksofen durch Beheizung mit einem heizwerthaltigen Gas beheizt wird, und durch zyklische Verkokung Koks gewonnen wird, welcher nach Fertigstellung der Verkokung in einen Kokslöschwagen ausgedrückt wird, und • der glühende Koks in dem Kokslöschwagen zu einer Kokslöschvorrichtung transportiert wird, in dem der glühende Koks mit einem Kühlgas auf eine Temperatur unterhalb der Zündtemperatur abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass • als Kühlgas gasförmiger Wasserdampf (H2O) unter Luftausschlusseingesetzt wird, welcher mit dem glühenden Koks gemäß der Wassergas-Reaktion wenigstens teilweise zu Synthesegas, welches aus Wasserstoff (H2) und Kohlenmonoxid (CO), besteht, reagiert, und • durch die Ausführung der Trockenlöschung in einer Kokslöschvorrichtung das erhaltene wasserstoffhaltige Löschgas aufgefangen wird, und • das so erhaltene Gasgemisch weiterverwendet wird.
  2. Verfahren zur Trockenkühlung von Koks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Weiterverwendung um eine Zugabe zum Heizgas des oder der Koksöfen handelt.
  3. Verfahren zur Trockenkühlung von Koks nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Synthesegas, welches zum Beheizen des Koksofens genutzt wird, vor Zugabe in den Koksofen ein kohlenwasserstoffhaltiges Heizgas zugemischt wird.
  4. Verfahren zur Trockenkühlung von Koks nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Heizgas um Erdgas handelt.
  5. Verfahren zur Trockenkühlung von Koks nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Heizgas um Koksofengas handelt.
  6. Verfahren zur Trockenkühlung von Koks nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Synthesegas vor der weiteren Verwendung einer Wärmerückgewinnung unterzogen wird.
  7. Verfahren zur Trockenkühlung von Koks nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Wärmerückgewinnung Dampf erzeugt wird.
  8. Verfahren zur Trockenkühlung von Koks nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Weiterverwendung um eine Konvertierung des in dem Gasgemisch erhaltenen Kohlenmonoxids mit Wasserdampf handelt, bei der das Kohlenmonoxid in Kohlendioxid umgewandelt wird.
  9. Verfahren zur Trockenkühlung von Koks nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Weiterverwendung um eine Konvertierung des Kohlenmonoxids mit Wasserdampf und eine nachfolgende Reinigung des Wasserstoffs in einer Druckwechselabsorptionsanlage handelt.
  10. Verfahren zur Trockenkühlung von Koks nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserdampf zur Kühlung in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt wird, und ein Teilstrom des Wasserdampfes vertikal aufwärtströmend von unten in die Kokslöschvorrichtung eingeleitet wird, und ein weiterer Teilstrom des Kohlendioxids in einem Bereich des Schachtes eingeleitet wird, in dem der zu kühlende Koks eine Temperatur von 500 bis 900°C aufweist.
  11. Verfahren zur Trockenkühlung von Koks nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kokslöschvorrichtung um einen Kokslöschschacht handelt.
  12. Verfahren zur Trockenkühlung von Koks nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kokslöschvorrichtung um eine Kokslöschkammer handelt.
  13. Verfahren zur Trockenkühlung von Koks nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokslöschkammer mit einer Vorkammer ausgestattet ist.
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