DE1571650B2 - Verfahren und vorrichtung zur zweistufigen verkokung von steinkohle - Google Patents

Description

Es wurde gefunden, daß eine schonende Vorerhitzung der Besatzkohle vor der Verkokung erreicht 40 wird, wenn feinkörnige Kohle in einer vom Ver-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zwei- kokungsofen getrennten mehrstufigen Wirbelschichtstufigen Verkokung von feinkörniger Steinkohle, die anlage durch direkten Wärmeübergang von heißen, vor der Hochtemperaturverkokung einer Vorerhit- nicht oder nur schwach oxydierenden Rauch- und zung im Wirbelbett unterworfen wird, und eine Vor- Verbrennungsgasen auf eine Temperatur bis maximal richtung zur Durchführung dieses Verfahrens. 45 unterhalb des Erweichungspunkts der Kohle erhitzt Bei der Verkokung von Steinkohle nach den be- wird. Zur Gewährleistung eines günstigen Wärmekannten diskontinuierlichen Verfahren in Horizontal- Übergangs hat sich eine Temperaturdifferenz zwi- oder Vertikalkammeröfen wird die Besatzkohle mit sehen den heißen Rauch- und Verbrennungsgasen einer Temperatur in die Kammern gefüllt, die etwa und der vorerhitzten Kohle von vorzugsweise 200 ... der Temperatur der Umgebung entspricht. Sie liegt so 400° C als günstig erwiesen.

auch in der warmen Jahreszeit nicht wesentlich über Zur Regulierung des gasförmigen Trägermediums ... 30° C. Da die Kohle gleichzeitig nur eine und der Temperatur wird ein Teil der die obere schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweist, beträgt der Wirbelkammer verlassenden Rauch- und Verbren-Verkokungsfortschritt in der Kammerfüllung bei nungsgase weitgehend entstaubt als Rückgas in die Heizzugtemperaturen von 1100 ... 1200° C nur etwa 55 Brennkammer zurückgeführt. Die Rück- und Ver-... 12 mm/h. Hierbei liegt die Kohle in der brennungsgase werden somit als Trägermedium der Kammermitte selbst noch nach mehreren Stunden in der Wirbelschicht befindlichen Feinkohle vermit Temperaturen von etwa 100° C, obgleich die wendet.

Randpartien der Kohle von beiden Kammerwänden Die Vorerhitzungsanlage ist durch übereinander

her fortschreitend bereits in den plastischen Zustand, 60 angeordnete Wirbelroste in zwei oder mehrere Wir-

in Halbkoks oder in Hochtemperaturkoks übergegan- belkammern, die mittels Überlaufrohr verbunden

gen sind. Weiterhin bewegt sich bei der bekannten sind, gegliedert, wobei der die Strömungsgeschwin-

Verkokungstechnologie kalter, feingemahlener Be- digkeit des gasförmigen Trägermediums beeinflus-

satzkohle die Schüttdichte gerade im Schüttdichte- sende freie Querschnitt der Wirbelroste nach oben

minimum, weil der Gesamtwassergehalt der Besatz- 65 zunimmt.

kohle im Jahresmittel etwa zwischen 6 und 10 % Die erfindungsgemäße Lösung der zugrundeliegen-

liegt. den technischen Aufgabe hat den Vorteil, daß die

Es sind bereits labor- und kleintechnische Verfah- vorerhitzte Kohle anschließend in Verkokungsöfen

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üblicher Bauart entgast werden kann. Hierbei tritt Kühlgas und schützt ferner bei zu hohen Flammeneine wesentliche Verkürzung der Ausstehzeit und temperaturen das Gewölbe der Brennkammer 1. Zu somit eine Erhöhung der Durchsatzleistung der Ofen- diesem Zweck sind die Rückgaszuführungen 3 entbatterien ein. Da die Besatzkohle in der Wirbel- sprechend der Wölbung der Brennkammerwandung Schichtanlage außerhalb der üblichen Ofenbatterien 5 um die Brennöffnung 2 angeordnet. Weiterhin wird auf die Temperatur bis maximal unterhalb des Er- durch das Rückgas der Sauerstoffgehalt innerhalb weichungspunkts wesentlich schneller erhitzt wird des gasförmigen Trägermediums wesentlich verals es in den Ofenbatterien selbst möglich ist, wird mindert.

auch der Wärmehaushalt der Verkokung verbessert. Das überschüssige Rauchgas entweicht aus dem

Des weiteren wird die Qualität des Kokses, insbeson- io Kreislauf durch den Abgasschlot 16 ins Freie,

dere aus den höherflüchtigen Kohlen, wie Gaskohle, Die dem Rauchgasstrom entgegengeführte Kohle

verbessert. Im Vergleich zur Verkokung kalter Kohle fließt nach dem Verlassen der oberen Wirbelschicht

fällt eine größere Menge an grobstückigem Koks an. durch das Überlaufrohr 8 in die untere Wirbelkam-

Ferner kann die Kokskohlebasis erweitert werden. mer7<2 ab. Der im Zyklon 11 anfallende Kohlen-

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfüh- 15 staub wird über die Zyklonzellenradschleuse 12 und

rungsbeispiel näher erläutert werden. die Staubfalleitung 14 ebenfalls in die untere Wirbel-

In der Zeichnung ist eine zweistufige Wirbel- kammer 7 α zurückgeführt. Die vorerhitzte Kohle

Schichtanlage dargestellt. wird von dort durch den Kohleaustritt 5 ausgetragen

In der Brennkammer 1 wird durch Verbrennung und kann anschließend verkokt werden,

von Generator-oder Entgasungsgas Rauchgas erzeugt. 20 Wichtig für das Ausbilden der Wirbelschichten in

Das Brenngas und die Brennluft werden mittels Ge- der unteren und oberen Wirbelkammer Ta; 7 b ist

blase durch die Brennöffnung 2 den Brennern zu- die konstruktive Gestaltung des unteren und oberen

geführt. Das im Rauchgassteigschacht 4 aufsteigende Wirbelrosts 6 a; 6 b. Hierbei ist der freie Querschnitt

heiße Rauchgas wird der im Kohleeinlauf 9 kalt ein- des unteren Wirbelrosts 6 α kleiner als der des oberen

getragenen, feinkörnigen Schüttung mit einem Kör- 25 Wirbelrosts 6 b gestaltet. Dadurch ist die Strömungs-

nungsband von 0 ... 10 mm in der zweistufigen geschwindigkeit am unteren Wirbelrost 6 α größer als

Wirbelschichtanlage, bestehend aus dem unteren und am oberen Wirbelrost 6 b. Da infolge der größeren

oberen Wirbelrost 6 a; 6 b sowie der unteren und Weite des Überlaufrohrs 8 an dieser Stelle die Strö-

oberen Wirbelkammer 7 a; Tb entgegengeführt. Da mungsgeschwindigkeit außerdem geringer als bei den das heiße Rauchgas nicht nur die Funktion der 30 umliegenden kleineren öffnungen ist, kann der Par-

Wärmeübertragung zu erfüllen hat, sondern auch — tikelstrom entgegen der Strömungsrichtung des

strömungsmäßig — als Trägermedium für die in der heißen Rauchgases aus der oberen Wirbelkammer 7 b

Schwebe zu haltende Feinkohle dient, wird das frisch durch das Überlaufrohr 8 hindurch in die untere

erzeugte Rauchgasvolumen durch einen erheblichen Wirbelkammer 7 α abfließen. Vor dem unteren Wir-Teil des die obere Wirbelkammer 7 b über das 35 belrost 6 α wird eine Rauchgastemperatur von 500

Rauchgasabführungsrohr 10 verlassenden Abgases, ... 600° C eingestellt, so daß die Kohle entsprechend

das nach Entstaubung im Zyklon 11 über die Rauch- ihres Inkohlungsgrads auf eine Temperatur bis maxi-

gasrückführung 13 mittels Rückgasgebläse 15 zu- mal unterhalb des Erweichungspunkts vorerhitzt wer-

rückgesaugt wird, in der erforderlichen Menge er- den kann, sie liegt bei etwa 350 ... 380° C. Als gänzt. Neben der Beeinflussung der Strömungs- 40 günstigste Temperaturdifferenz zwischen Rauchgas

geschwindigkeit innerhalb der hier zweistufig dar- und vorerhitzter Kohle haben sich etwa 200 ...

gestellten Wirbelschicht wirkt das Rückgas auch als 400° C erwiesen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 ren zur Verbesserung der üblichen Verkokung durch Patentansprüche: eine Vorerhitzung der Besatzkohle bekannt. Die Vorerhitzung wird mit Rauchgasen bei Temperaturen

1. Verfahren zur 'zweistufigen Verkokung von von mindestens 900° C durch direkten Wärmetausch Steinkohle, wobei die Kohle vor der Hochtempe- 5 zwischen dem heißen Gas und der kalten Kohle raturverkokung einer Trocknung und Vorerhit- durchgeführt. In Frankreich erfolgt die Vortrocknung zung in einer Wirbelschichtanlage unterworfen der Kohle z. B. in einem Rieseltrockner. Die Wirbelwird, dadurch gekennzeichnet, daß schichttechnik wird bisher bevorzugt für die Entdas feinkörnige Verkokungsgut in einer mehr- gasung eingesetzt. Das dabei gewonnene Gas wird stufigen, z. B. zweistufigen, Wirbelschicht durch io ebenfalls bei der Vorerhitzung nach einer Verbrendirekten Wärmeübergang von heißen, nicht oder nung als Rauchgas genutzt.

nur schwach oxydierenden Rauch- und Verbren- Die Mangel am Stand der Technik bestehen im

nungsgasen auf eine Temperatur bis maximal wesentlichen darin, daß durch die Verwendung eines

unterhalb des Erweichungspunkts der Kohle vor- einschichtigen Wirbelbetts keine ausreichend scho-

erhitzt wird. 15 nende thermische Behandlung der Kohle gewähr-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- leistet wird, da das kalte Beschickungsgut mit dem kennzeichnet, daß eine ausreichende Temperatur- heißen Wirbelgas bei relativ hoher Temperaturdiffedifferenz der heißen Rauch- und Verbrennungs- renz zusammentrifft. Des weiteren führt die Verwengase zur vorerhitzten Kohle von vorzugsweise dung der Entgasung zur Kondensation der Teere, die 200 ... 400° C eingehalten wird. 20 das Wirbelbett gefährden. Im Zusammenhang mit

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch einer Zugabe von Luft zur Teilverbrennung der Entgekennzeichnet, daß das die obere Wirbelkammer gasungsgase und durch die Temperaturerhöhung, bei (7 b) verlassende Rauch- und Verbrennungsgas der die kondensierbaren Produkte gekrackt wurden, ganz oder teilweise als Rückgas der Brenn- besteht die Gefahr, daß die vorzuerhitzende Kohle kammer (1) zugeführt wird. 25 durch Oxydation eine Verminderung ihrer Backfähig-

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- keit und ihres Kokungsvermögens erfährt.

rens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn- Mit der Erfindung wird bezweckt, die Durchsatzzeichnet, daß die Vorerhitzungsanlage durch leistung der Kokereikapazitäten wesentlich zu erübereinander angeordnete Wirbelroste (6 a; 6 b) höhen, gleichzeitig den Energieaufwand in den Kokein zwei oder mehrere Wirbelkammern (7 a; 7 b), 30 reien zu senken, die Koksqualität zu verbessern und die mittels Überlaufrohr (8) verbunden sind, ge- außerdem die Kokskohlenbasis zu erweitern,
gliedert ist, wobei der die Strömungsgeschwindig- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein keit der als Wirbelgas dienenden Rauch- und Verfahren und eine Vorrichtung zur zweistufigen Verbrennungsgase beeinflussende freie Quer- Verkokung von Steinkohle zu schaffen, die eine schnitt der Wirbelroste (6 a; 6 b) nach oben hin 35 schonende Vorerhitzung der Besatzkohle in einem zunimmt. geeigneten Wirbelbett vor der Hochtemperaturverkokung gewährleisten.