-
Die Erfindung betrifft eine Kokstrockenkühlanlage, mit mehreren, zur Durchströmung mit inertem Kühlgas vorgesehenen Kühlboxen zur separaten Kühlung aus Verkokungsofenkammern ausgestoßener Kokskohle.
-
Eine solche Kokstrockenkühlanlage ist aus der
DD 22 161 A5 bekannt. Es sind mehrere Kühlräume vorgesehen, in die mit loser Kokskohle befüllte Transportbehälter eingefahren und nach der Kühlung wieder ausgefahren werden.
-
Aus der
DE 11 73 870 B geht eine weitere Kokstrockenkühlanlage der eingangs genannten Art hervor. Glühende Kokskohle wird nach dem Koksbrand von einem Löschwagen aus in mehrere parallel zueinander angeordnete Kühlkammern geschüttet.
-
Die
DE 30 30 686 T5 beschreibt ein Kokslösch- und Hantierungssystem, das einen dicht verschlossenen Kokskasten zur Aufnahme einer Koksladung aus einem Ofen einer Kokereiofenbatterie sowie ein Trägerfahrzeug für den Kokskasten umfasst. Koks in dem Kokskasten kann durch Hindurchleitung eines neutralen Gases wie Stickstoff, durch Besprühen der Seite des Kastens, Luftkühlung der Außenseite des Kastens oder durch Eintauchen des Kastens in Wasser erfolgen.
-
Zur Kühlung von Kokskuchen ist es bekannt, Nasskühlanlagen zu verwenden, in denen die glühenden Kokskuchen mit Wasser abgelöscht werden. Mit dem aufsteigenden Dampf kommt es zu umweltbelastenden Emissionen.
-
Durch Benutzung bekannte Kokstrockenkühlanlagen verwenden einen von Kühlgas durchströmten Kühlschacht mit einer Kokseinfüllöffnung weit oberhalb des Niveaus der Verkokungsofenkammern. Der zu kühlende Koks muss daher zunächst nach oben zu der Einfüllöffnung befördert werden. Beim Einschütten des Kokses in den Schacht kommt es zu erheblicher Staubentwicklung, was die Errichtung von Abschirmgehäusen über der Einfüllöffnung in die Installation von Filteranlagen erforderlich macht. Bei Störungen in der Trocknungsanlage käme der gesamte Verkokungsprozess zum Erliegen, wenn für solche Fälle nicht parallel zur Kokstrockenkühlanlage noch eine Nasskühlanlage zur Verfügung steht.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Kokstrockenkühlanlage zu schaffen, welche eine wirtschaftlichere Kokserzeugung als bekannte derartige Anlagen ermöglicht.
-
Die diese Aufgabe lösende Kokstrockenkühlanlage nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlboxen zur Durchströmung mit Luft und/oder zur Einsprühung von Wasser in die Kühlboxen im Anschluss an die Durchströmung mit dem inerten Kühlgas vorgesehen sind.
-
Des Weiteren weisen die Kühlboxen erfindungsgemäß jeweils einen den Kokskuchen aufnehmenden Boden auf, in welchem Durchströmungsöffnungen für das inerte Kühlgas und ggf. die Luft vorgesehen sind. Vorzugsweise sind diese Öffnungen verschließbar, so dass ein glatter Boden gebildet ist, der ein leichtes Aufgleiten des Kokskuchens auf den Boden ermöglicht.
-
Der Kokskuchen bedeckt dabei erfindungsgemäß wenigstens die Durchströmungsöffnungen des Bodens vollständig und durch den bedeckten Boden ist im Innenraum der Kühlbox ein Druckraum für den Aufbau eines zur Durchströmung des Kokskuchens erforderlichen Druckunterschieds abgetrennt.
-
Die Abkühlung mit dem inerten Kühlgas erfolgt vorzugsweise nur bis zu einer Temperatur von ca. 180°C. Unterhalb dieser Temperatur, die geringer als die Entzündungstemperatur des Kokses ist, kann vorteilhaft mit Luft und/oder durch Wassereinsprühung abgekühlt werden. In diesem Bereich lohnt eine Kühlung durch inertes Kühlgas wegen mangelnder Verwertbarkeit der durch das Kühlgas aufgenommenen Wärme nicht.
-
Die Kokskuchen aller Verkokungsofenkammern werden nicht vor der Kühlung durch Sturz gebrochen und einem einzigen Kühlschacht zugeführt, sondern die Kokskuchen separat voneinander in den Kühlboxen behandelt. Ausfälle und Wartungsarbeiten bleiben jeweils auf einzelne der Kühlboxen beschränkt. Der Verkokungsbetrieb kann in solchen Fällen weiterlaufen. Für eine Nasskühlanlage als Reserve für Notfälle besteht keine Notwendigkeit.
-
Vorteilhaft kann der den Kokskuchen aufnehmende Boden der Kühlbox auf dem gleichen Niveau wie der Boden der Verkokungsofenkammer liegen. Der Kokskuchen braucht daher nur horizontal transportiert zu werden.
-
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Kühlboxen parallel an einen gemeinsamen Kühlgaskreislauf anschließbar. Eine Verkokungsanlage kann mehrere Kühlboxenbatterien mit jeweils einem gemeinsamen Kühlgaskreislauf aufweisen, wobei vorteilhaft die Kühlboxen einer Batterie wahlweise an den Kreislauf der anderen Batterie anschließbar sind. Im Falle einer Störung in einem der Kühlgaskreisläufe kann so der Kühlbetrieb und damit die Koksproduktion fortgesetzt werden.
-
Der Boden kann durch Lamellen gebildet sein, die zum Bilden bzw. Verschließen der Durchströmungsöffnungen verschwenkbar sind. Denkbar wären auch zwei Blechlagen mit Löchern, die durch Verschiebung gegeneinander zwecks Bildung der Durchströmungsöffnungen zur Deckung gebracht werden können.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Boden von einem den Kokskuchen aufnehmenden Transportmittel in die Kühlbox hinein und auf ein solches Transportmittel zurück verschiebbar, wobei der Boden zweckmäßig Bestandteil einer auf Rollen verschiebbaren Einheit ist, welche einen den Boden an seinen Rändern haltenden Rahmen aufweist, an dem dem Boden gegenüberliegend Trägerschienen angebracht sind, die auf Rollen aufliegen.
-
Das Transportmittel kann auf einer entlang einer Reihe von Kühlboxen und Verkokungsofenkammern verlaufenden Transportbahn bewegbar sein, wobei der Kokskuchen sich beim Ausstoßen aus der Verkokungsofenkammer und beim Einfahren in die Kühlbox senkrecht zu dieser Transportbahn bewegt.
-
Die Reihen von Kühlboxen und Verkokungsofenkammern können zueinander parallel oder in einer Linie angeordnet sein. Entsprechend erfolgt die Zuführung des Kokskuchens auf das Transportmittel von zwei Seiten oder nur von einer Seite des Transportmittels.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Transportmittel eine verschließbare Kammer für die Aufnahme des Kokskuchens auf. Durch diese Maßnahme können die ohnehin geringen Staubemissionen weiter eingedämmt werden.
-
Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1 eine Verkokungsanlage mit einer Kokstrockenkühlanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung,
- 2 einen Trocknungsgaskreislauf der Kokstrockenkühlanlage von 1,
- 3 eine Kühlbox der Kokstrockenkühlanlage von 1 mit einem darin angeordneten Kokskuchen,
- 4 die Kühlbox von 3 während einer Ein- oder Ausfahrbewegung des Kokskuchens, und
- 5 eine Verkokungsanlage mit einer Kokstrockenkühlanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung.
-
Die in 1 gezeigte Verkokungsanlage weist zwei zueinander parallel angeordnete Verkokungsbatterien 1 und 1' aneinandergereihter Verkokungsöfen mit Ofenkammern 11 bzw. 11' auf.
-
Zwischen beiden Verkokungsbatterien 1,1' ist auf einem Schienenweg 3 ein Transportwagen 4 bewegbar, welcher zwei durch Verdichtung erzeugte Kohlekuchen transportieren kann, von denen einer in einen Verkokungsofen der Batterie 1 und der andere in entgegengesetzter Richtung in einen Verkokungsofen der Batterie 1' einschiebbar ist.
-
Der Transportwagen 4 lässt sich entlang dem Schienenweg 3 einer Verdichterstation 5 zuführen, in welcher die genannten Kohlekuchen durch Stampfen gebildet werden.
-
Die zu verkokende Kohle wird der Verdichterstation 5 über einen Bandtransportweg 6 von einer Kohleaufbereitungsstation 7 zugeführt. Die Aufbereitungsstation 7 erhält Kohle aus einem Kohlelager 9, welches von einer Entladestation 8 aus beliefert wird.
-
Zwischen den Verkokungsbatterien 1,1' ist auf dem Schienenweg 3 ferner ein Wagen 10 bewegbar, auf welchem Ausstoßeinrichtungen montiert sind, mit denen sich ein gebildeter Kokskuchen aus einer der Ofenkammern 11 bzw. 11' der Batterien 1 bzw. 1' ausstoßen lässt.
-
Der Kokskuchen wird beim Ausstoßen auf einen Transportwagen 12 bzw. 12' überführt, welcher sich auf einem Schienenweg 13 bzw. 13' entlang der Verkokungsbatterie 1 bzw. 1' bewegen lässt.
-
Mit den Bezugszeichen 14 bzw. 14' sind Kühlbatterien aus je sechs Kühlboxen 16 bezeichnet, in welche jeweils ein auf dem Wagen 12 bzw. 12' transportierter Kokskuchen eingeschoben werden kann. Jede der Kühlboxen 16 der Kühlbatterien 14, 14' ist parallel an einen Kühlgaskreislauf 15 bzw. 15' anschließbar.
-
Den Kühlgaskreislauf 15 bzw. 15' stellt im einzelnen 2 dar.
-
Eine Kokskuchenkühlbox 16 der Kühlbatterie 14 bzw. 14' ist an eine Heißgassammelleitung 17 angeschlossen, welche über einen Staubvorabscheider 18 mit einem Wörmetauscherkessel 19 in Verbindung steht, in welchem durch die Heißgaswärme Wasserdampf zur Stromgewinnung oder zu Heizzwecken erzeugt wird. Das abgekühlte Gas wird über einen Staubfeinabscheider 20, einen Gasverdichter 21 und einen weiteren Wärmetauscher 22 einer Kühlgasverteilerleitung 23 zugeführt, an welche die Kühlbox 16 parallel anschließbar ist.
-
Der Aufbau der Kühlboxen 16 geht im einzelnen aus den 3 und 4 hervor.
-
Im Innenraum der übereinstimmend aufgebauten Kühlboxen 16 ist ein Boden 24 für die Aufnahme eines Kokskuchens 25 gebildet. Der Boden 24 besteht aus einer Vielzahl von Lamellen 26, die sich in ihrer Länge quer zum Kokskuchen 25 erstrecken und um eine an einem Lamellenlängsrand gelegene Achse 27 unter Bildung von Durchströmungsöffnungen verschwenkbar sind. Ein zum Verschwenken verwendetes Hebelgestänge ist in den 3 und 4 nicht gezeigt.
-
Der Boden 24 ist Bestandteil einer beweglichen Baugruppe 28, welche neben dem Boden 24 einen Trägerrahmen 30 und an dem Trägerrahmen 30 dem Boden 24 gegenüberliegend angebrachte Trägerschienen 29 aufweist.
-
Die Trägerschienen 29 liegen auf im Innenraum der Kühlbox 16 montierten Rollen 31 auf.
-
Der Kokskuchen 25 deckt den Boden 24 vollständig ab. Unterhalb des Bodens 24 ist, abgedichtet durch den Trägerrahmen 30, ein Druckraum 32 gebildet, in welchem sich ein Kühlgasdruck aufbauen kann.
-
Die Kühlbox 16 weist an einem Ende eine Öffnungsklappe 33 auf. Mit 34 und 35 sind Ventileinrichtungen bezeichnet, über welche eine Verbindung zur Heißgassammelleitung 17 bzw. Kühlgasverteilerleitung 23 herstellbar ist.
-
Die 3 und 4 zeigen ferner einen der Kokskuchentransportwagen 12,12' mit Rädern 36. Auf dem Transportwagen sind Rollen 37 montiert, die auf dem gleichen Höhenniveau wie die Rollen 31 der Kühlbox 16 liegen.
-
Beim Betrieb der vorangehend beschriebenen Verkokungsanlage werden glühende Kokskuchen aus den Ofenkammern 11,11' der Verkokungsbatterien 1,1' ausgestoßen. Die senkrecht zum Schienenweg 13 bzw. 13' auf den Kokskuchentransportwagen 12 bzw. 12' überführten Kokskuchen werden mit Hilfe des Transportwagens vor eine freie Kühlbox 16 der Kühlbatterie 14 bzw. 14' gefahren. Der Kokskuchen liegt während des Transports auf einer mit dem Transportwagen 12 bzw. 12' mitgeführten Baueinheit 28 auf. Bei geöffneter Klappe 33 und geschlossenen Ventileinrichtungen 34 und 35 erfolgt über nicht gezeigte Antriebsmittel ein Vorschub des Kokskuchens 25 senkrecht zum Schienenweg 13 bzw. 13' zusammen mit der den Kuchen tragenden Baueinheit 28, deren Trägerschienen 29 auf den Rollen 37 des Transportwagens 12 bzw. 12' und dann auf den Rollen 31 der betreffenden Kühlbox 16 aufliegen. Der Kokskuchen 25 gelangt schließlich in die in 3 gezeigte Position. Wegen eines vorgesehenen Abstands des Kokskuchens zu den Seitenwänden der Kühlbox ist ein ungewolltes Brechen des Kuchens durch Stöße gegen die Wände weitgehend ausgeschlossen.
-
Nach Öffnung der Ventileinrichtung 35 baut sich in dem Druckraum 32 ein gewisser Kühlgasdruck auf. Die Lamellen 26 des Bodens 24 werden nun verschwenkt, wodurch Strömungsöffnungen entstehen. Das unter Überdruck stehende Kühlgas durchströmt den Kokskuchen 25 und kühlt ihn ab. Das nun erhitzte Kühlgas gelangt bei geöffneter Ventileinrichtung 34 in die Heißgassammelleitung 17 und über den Wärmetauscherkessel 19 als Kühlgas zurück in die Kühlgasverteilerleitung 23.
-
Die Abkühlung des etwa 1100°C heißen Kokses durch das Kühlgas, bei dem es sich um ein die Verbrennung des Kokses verhinderndes Inertgas handelt, erfolgt bis zu einer Temperatur von etwa 180°C. Unterhalb dieser Temperatur wird weiter mit Luft oder/und Sprühwasser abgekühlt. In diesem Temperaturbereich besteht keine Verbrennungsgefahr. Ein- und Ausgänge der Kühlbox für Kühlluft bzw. Sprühdüsen sind in den Figuren nicht gezeigt.
-
Bei Erreichen der gewünschten Endtemperatur des Kokskuchens 25 wird bei geschlossenen Ventileinrichtungen 34 und 35 die Klappe 33 geöffnet und der abgekühlte Kokskuchen aus der Kühlbox 16 heraus wieder auf den Kokskuchentransportwagen 12 bzw. 12' gefahren, wie dies in 4 gezeigt ist. Der abgekühlte Kokskuchen lässt sich bei entsprechend intensiver Besprühung mit Wasser ohne nennenswerte Staubentwicklung in einen der Trichter 38 bzw. 38' einschütten und über einen Bandtransportweg 39 einer Koksklassieranlage 40 (1) zuführen.
-
Es versteht sich, dass die Zahl der Kühlboxen 16 in den Kühlbatterien 14,14' der Kapazität der Verkokungsbatterien 1,1' angepasst ist, wobei eine gewisse Überkapazität dafür sorgt, dass an einzelnen Kühlboxen Wartungsarbeiten und ggf. Reparaturen vorgenommen werden können, ohne den Betrieb der Verkokungsanlage zu unterbrechen oder deren Leistung zu vermindern. Defekte Kühlboxen lassen sich ggf. austauschen.
-
Bei der in 5 gezeigten Verkokungsanlage sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselben Bezugszahl wie bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel bezeichnet, wobei den betreffenden Bezugszahlen der Buchstabe a beigefügt ist.
-
Das Ausführungsbeispiel von 5 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel von 1 dadurch, dass Kühlbatterien 14a und 14a' nicht parallel, sondern in einer Linie zu Verkokungsbatterien 1a und 1a' angeordnet sind.
-
Während bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel der Kokskuchen in der gleichen Richtung senkrecht zum Schienenweg in die Kühlbox eingeführt wird, in welcher der Ausstoß aus der Verkokungsofenkammer erfolgt, sind Ausstoß- und Einfahrrichtung hier entgegengesetzt.
-
Ein weiterer Unterschied zum vorangehenden Ausführungsbeispiel besteht darin, dass den Kühlbatterien 14a und 14a' zugeordnete Kühlgaskreisläufe 15a und 15a' derart miteinander koppelbar sind, dass die Batterien beide wahlweise nur an einen der Kreisläufe angeschlossen werden können. Bei Havarie in oder Instandsetzungsarbeiten an einem Kreislauf kann die Verkokungsanlage in Betrieb bleiben.
