DE1471588C

DE1471588C - Verfahren zur kontinuierlichen Verko kung von Feinkohle

Info

Publication number: DE1471588C
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Publication date: 1971-07-08

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuier- Dampf in einem mit stückigem Koks gefüllten Raum liehen Verkokung von Feinkohle im Gasstrom. Bei einer Wassergasreaktion unterworfen wird und daß diesen Verfahren wird Feinkohle in der Regel von unten vorteilhafterweise die Wassergasreaktion in Gegenwart durch eine zentral angeordnete Düse in geschlossenem von Katalysatoren, z. B. von stückigem Erz, durchstrahl in Achsrichtung in einen zylindrischen Ent- 5 geführt wird.

gasungsraum geblasen. Gleichzeitig wird an der Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß für

Strahlwurzel tangential hochvorgewärmtes Trägergas die Wassergasreaktion kleinstückiger, auf dem Markt zugegeben, das zunächst den Strahl umhüllt und gegen schlecht unterzubringender Koks Verwendung finden die Wandung abschirmt, um sich anschließend mit den- kann, der sowohl aus einer Rostverkokung als auch Brennstoffteilchen zu vermischen und sie weiter durch i° aus einer Kammerverkokung stammen kann. Die norden Entgasungsraum zu tragen. Zum Einblasen des malerweise im Entgasungsraum selbst stattfindende Brennstoffstaubes kann man sauerstofffreie Gase ver- Wassergasreaktion wird auf diese Weise in einen vor wenden. In diesem Fall müßten dem Trägergas zusatz- dem Entgasungsraum liegenden Raum verlegt,
lieh Sauerstoffträger — Luft, mit Sauerstoff ange- Von den bei der Verkokung anfallenden Fraktionen

reicherte Luft oder reiner Sauerstoff —. beigegeben 15 können die Fraktionen unter 0,3 mm ohne weiteren werden, während bei der Einblasung durch Luft als Mählvorgang als Magerungsmittel in den Verkokungs-Trägergas inerte Gase verwendet werden können. prozeß zurückgeführt werden. Koksstücke von 0,3 bis Wichtig ist, daß durch das Trägergas wenigstens ein 4 mm sind für Sinteranlagen verwendbar.
Teil der zur Durchführung des Entgasungsvorganges Koks von 4 bis 10 mm hat markttechnisch einen genotwendigen Wärme eingebracht wird, weshalb das 20 ringen Wert, da er als Heizungskoks zu klein ist und ■Trägergas im allgemeinen hoch vorgewärmt wird. für die beiden vorstehend genannten anderen Verwen-Obgleich sich das Verfahren im großen und ganzen be- dungszwecke gemahlen oder gebrochen und gesiebt währt hat, ist eine weitere Verbesserung zu erwarten, werden muß, was mit sehr hohen Kosten verbunden wenn es gelänge, den Abbrand des festen Kohlen- ist. Es ist deswegen vorzuziehen, ihn in der vorstehend stoffes, der mit einer unerwünschten Erhöhung des 25 beschriebenen Weise zu verwenden, zur Erhöhung des Aschegehaltes des erzeugten Kokses verbunden ist, Kohlenstoffausbringens der Verkokung,
ganz zu verhüten oder wenigstens zu vermindern. Als Zur Durchführung der Wassergasreaktion ist es

Gründe für den Kohlenstoffverlustes des festen Kokses vorteilhaft, die Teilverbrennung des Trägergases so zu wurden erkannt: leiten, daß der Wärmeverbrauch der Wassergas-

a) Die bei der Verkokungstemperatur (900 bis 30 reaktion aus dem fühlbaren Wärmeinhalt der teilweise 1000⁰C) auftretende Wassergasreaktion verbrannten Gase aufgebracht werden kann und daß

HO-KC = H +CO diese Gase bei ihrem Eintritt in den Entgasungsraum

² ■ ^z ..'■.'. noch die für die nachfolgende Verkokung benötigte

Bei 1000° C ergibt sich aus dieser Reaktion aus der Wärme als fühlbare Wärme enthalten (Abgangsfühlbaren und gebundenen Wärme folgende Bilanz, 35 temperatur des Gaskoksgemisches hinter der Verbezogen auf 1 Mol: kokungsstrecke etwa 900 bis 1000°C).

22 4 · 470 4-12 · 350 4-97000 ■■'''■ ^^as Verfahren kann vorteilhaft noch verbessert

= 22 4 · 280 4- 68350 4- 22 4 ·' 335 4- 67700 — O werden durch Anwendung der an sich bekannten Ka-109700 — 139950 — 30250 ' talysatoren zur Beschleunigung der Wassergasreaktion,

40 z. B. von Eisenerz.

Die Wärmemenge Q = 30250 kcal/12 kg C muß Wenn als Trägergas ein Gas benutzt wird, das keine

also dem Prozeß zugeführt werden. oder wenig Wasserstoff träger enthält, können an Stelle

b) Etwaige Restgehalte der Trägergase an Sauerstoff. von Koks auch andere Stoffe, die beschleunigend auf

c) Verminderung der Rückbildung der bei der-Ver- die Verbrennung wirken, eingesetzt werden, z.B. kokung entstandenen Teere in festen Kohlenstoff und 45 keramische Füllmassen entsprechender Stückigkeif Wasserstoff bzw. Wasserstoff verbindungen. oder Erze, deren Sauerstoff dann teilweise als Ver-

Es ist ein Verfahren bekanntgeworden (britische brennungssauerstoff nutzbar gemacht werden kann Patentschrift 286 404), bei dem Wassergas in üblicher (Vorreduktion für Erze). Diese Einrichtung bewirkt Weise erzeugt und das Trägergas in der anschließenden dann die vollständige Verbrennung des eingeführten Entgasung verwendet wird. Nachteilig ist dabei jedoch, 50 Sauerstoffes. Hierbei ergibt sich aber auch die Mögdaß die bei der Wassergaserzeugung benötigte Wärme lichkeit, den aus dem Verkokungsverfahren anfallendurch die Verbrennung des festen Kohlenstoffes der den Kleinkoks mit geringem Marktwert vollständig Kohlenschicht erfolgt; der Kohlenstoff wird sehr für die Erzeugung von Generatorgas einzusetzen, so schnell verbraucht, und dadurch ist eine oftmalige daß dieses Gas als Trägergas bei der Staubverkokung Ergänzung dieser Köhlenschicht erforderlich. Ein 55 angewendet werden kann, bei zu kleinen Koksmengen weiterer Nachteil dieses und anderer Verfahren ist eventuell ergänzt durch zusätzliche Gasbeheizung. In darin zu sehen, daß es bei axialer Einführung des zu diesem Fall ist der Wirkungsgrad des Generatorentgasenden Brennstoffes in den Entgasungsschacht prozesses, da die erzeugten Gase weder gereinigt noch leicht zum Zubacken des Entgasungsschachtes und abgekühlt werden müssen, sehr hoch. Die Verluste damit zum Stillstand der Anlage kommen kann. 60 bestehen lediglich in den Abstrahlverlusten der Gene-

Der Erfindung liegt die Aufgabe.zugrunde, das Ver- ratoranlage, die sehr klein gehalten werden können,

fahren so zu gestalten, daß eine Wassergasreaktion im Da das Gas aus der Gesamtanlage als Schwachgas

Entgasungsraum selbst vermieden wird und die Träger- verwendet werden.soll, stört auch der verhältnismäßig

gase möglichst frei von Sauerstoff in den Entgasungs- niedrige Heizwert des Generatorgases nicht,

raum eintreten. ⁶5 Eine weitere Erhöhung des Koksausbringens kann

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, durch eine verstärkte Krackung des bei der Entgasung

daß das Trägergas nach der Teilverbrennung, aber vor anfallenden Teeres erreicht werden.

Eintritt in den Entgasungsraum, unter Zugabe von Die Krackung von Teer mit Abspaltung von Kohlen-

stoff, der sich an den Kokskörnchen festsetzt und damit das Ausbringen an festem Kokskohlenstoff erhöht, ist von Temperatur, Zeit und Berührungsoberfläche des Teeres mit dem als Kondensätionskörnern wirkenden Koksstaub abhängig. Die Konzentration des Koksstaubes im Trägergas ist aber ihrerseits wieder abhängig von der gesamten Wärmebilanz des Verfahrens, da in Anbetracht des vorstehend Gesagten die für die Verkokung benötigte Wärme aus dem fühlbaren Wärmeinhalt des teilverbrannten Gases bei Einhaltung der Endtemperatur von 900 bis 1000⁰C, bei Schwelkoks entsprechend weniger, entnommen werden muß. Daraus ergibt sich unter Beachtung der Wandverluste zwangsläufig das Verhältnis zwischen Trägergas und zu verkokender Kohlenmenge.

Um nun Verhältnisse zu schaffen, bei denen die Krackung des Teeres möglichst beschleunigt wird, d. h., bei den angegebenen Temperaturen also die spezifische Krackungsoberfläche des Kokses und die Berührungszeit erhöht werden sollen, wird vorteilhaft ein entsprechender Teil des glühenden Koksstaubes in das Verfahren zurückgeführt, so daß die spezifische Oberfläche des Kokses pro Nm³ Trägergas und die Berührungszeit möglichst erhöht werden und dadurch eine weitgehende Krackung erfolgt.

Mit Fig. 1 ist eine Apparatur zur Durchführung des Verfahrens schematisch dargestellt. In den zylindrischen Entgasungsraum 1 mündet zentral von unten eine Düse 2, durch die die zu verkokende Feinkohle zusammen mit dem Einblasegas in geschlossenem Strahl in den Entgasungsraum eintritt. Die Düse ragt dabei in den Entgasungsraum hinein. Am Fuß der Düse mündet in den Entgasungsraum gleichzeitig ein Kanal 3, und zwar tangential. Der Kanal kann auch kurz vor seiner Einmündung in drei Kanäle unterteilt werden, die an verschiedenen Stellen des Umfangs in den Entgasungsraum einmünden. Als Trägergas wird durch die Leitung 5 vorgewärmte Luft und vorgewärmtes Gas in einer solchen Zusammensetzung zugeführt, daß in dem Raum 6 eine Teilverbrennung des Gases stattfinden kann. Zur Unterstützung der Verbrennungist in den Raum6 ein Katalysator? eingebaut. Am Ende des Brennraumes 6 befindet sich ein lotrechter Schacht 4, der innen mit Koks 14 gefüllt und oben durch einen Deckel 24 abgedeckt ist. An seinem Umfang weist der Schacht 4 öffnungen 9 in Form von feinen Schlitzen oder Löchern auf, durch die das Trägergas in das Innere des Schachtes gelangen kann. Nach erfolgter Wassergasreaktion tritt es auf der anderen Seite durch gleiche öffnungen in den Kanal 3 ein und gelangt von dort in den Entgasungsschacht 1. Unter dem Schacht 4 ist eine Schlacken- wanne 10 zur Schlackenaustragung angeordnet.

F i g. 2 zeigt den schematischen Aufbau der Abscheideanlage. Dabei ist der Entgasungsschacht wiederum mit 1 bezeichnet. Die Düse für die Einblasung des Koksstaubes wird durch einen Pfeil 2 dargestellt. Das

ίο Gas-Koks-Gemisch verläßt den Entgasungsschacht nach Durchströmen des oberen Teiles 11 und gelangt durch die Leitung 12 in den Erstabscheider 13. Der hier ausgeschiedene Koks tritt durch die Leitung 15 in einen Sichter 16 ein, aus dem der für die Weiterverwendung brauchbare Koks durch die Leitung 17 entnommen wird. Der restliche Koks wird über die Hauptleitung 8 mit den Zweigleitungen 18, 28 und 38 dem Verfahren wieder zugeführt. Die Füllhöhen h und A₁ des Sichters 16 werden über nicht näher beschriebene Vorrichtungen angezeigt. Das aus dem Erstabscheider 13 austretende Gemisch aus Feinkoks und Gas gelangt über die Leitung 19 zum Zweitabscheider 23. Durch die Leitung 27 wird wiederum der für weitere Verwendung brauchbare Koks abgenommen, während das nunmehr praktisch reine Gas durch die Leitung 20 seiner Verbrauchsstelle zugeführt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Verkokung von Feinkohle, gemäß dem Feinkohle von unten durch eine zentral angeordnete Düse in Achsrichtung im geschlossenen Strahl in einen zyIindri-, sehen Entgasungsraum eingeblasen und anschließend durch ein an der Strahlwurzel tangential eintretendes, den Strahl zunächst umhüllendes Trägergas weitergetragen wird, wobei das Trägergas zum Zwecke der Erhitzung der Kohle vor Eintritt in den Entgasungsraum durch Teilverbrennung aufgeheizt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas nach der Teilverbrennung, aber vor Eintritt in den Entgasungsraum, unter Zugabe von Dampf in einem mit stückigem Koks gefüllten Raum einer Wassergasreaktion unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wassergasreaktion in Gegenwart von Katalysatoren, z. B. von stückigem Erz, durchgeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen