DE1815138B2

DE1815138B2 - DEVICE FOR INDUSTRIAL COOKING OF SOLID FUELS

Info

Publication number: DE1815138B2
Application number: DE19681815138
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Gippsland Cement and Lime Co Pty Ltd
Current assignee: Gippsland Cement and Lime Co Pty Ltd
Priority date: 1967-12-19
Filing date: 1968-12-17
Publication date: 1973-05-10
Also published as: AU3137767A; DE1815138A1; AU415931B2; DE1815138C3; GB1247729A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur industriellen Verkokung fester Brennstoffe mit einem Gehalt an Kohlenwasserstoffen durch partielles Verbrennen, mit einem eine Verbrennungszone enthaltenden vertikalen Sinkschacht sowie mit in den Sinkschacht einmündenden Zuführleitungen für Verbrennungsluft und einer von dem Sinkschacht wegführenden Abgasleitung für die flüchtigen Gasanteile.The invention relates to a device for the industrial coking of solid fuels with a content of hydrocarbons by partial combustion, with one containing a combustion zone vertical sink shaft as well as with supply lines for combustion air opening into the sink shaft and an exhaust pipe leading away from the sink shaft for the volatile gas components.

Es ist bekannt. Kohle durch Verkokung fester Brennstoffe zu erzeugen, indem diese einer partiellen Verbrennung ausgesetzt werden. Dabei wird während des Verbrennungsprozesses gerade so viel Sauerstoff zugeführt, wie zur Verbrennung der flüchtigen Bestandteile des Brennstoffes erforderlich ist, so daß der fixe Kohlenstoff nicht verbrennen kann. Hierbei wird mit einem »wandernden Rostboden« gearbeitet, also mit einer als Rost ausgebildeten Förderstrecke, die kontinuierlich bewegt wird. Dabei wird von unten her Luft zugeführt. Dieser Prozeß findet in einer abgeschlossenen Verkokungskammer statt, in der im wesentlichen die gleichen Verhältnisse vorliegen wie in einer geschlossenen Retorte. Das Brennstoffmaterial liegt in dünner Schichtverteilung auf dem Rost auf (Zeitschrift »BWK« (BrennstofT-Wärme-Kraft), Bd. 6, 1954, Heft 7, S. 244 bis 249).It is known. To produce coal by coking solid fuels by using a partial Burn. There is just enough oxygen during the combustion process supplied, as is necessary for the combustion of the volatile constituents of the fuel, so that the fixed carbon cannot burn. A "wandering grate floor" is used here, that is, with a conveyor line designed as a grate that is continuously moved. This is done from below supplied with air. This process takes place in a closed coking chamber in which the im essentially the same conditions exist as in a closed retort. The fuel material rests in thin layers on the grate (magazine »BWK« (BrennstofT-Wärme-Kraft), Vol. 6, 1954, Issue 7, pp. 244 to 249).

Ferner ist es bekannt, eine Verkokung in einem vertikalen Sinkschacht durchzuführen, bei der die zu verkokende Kohle nicht horizontal, sondern vertikal bewest wird. Dabei werden durch eine spezielle Stoßvorrichtung quervcrlaufende Löcher in die Kohleschicht hineingestoßen, die beim anschließenden Absinken erhalten bleiben. Die Kohlesäule durchläuft dann einer, Bereich, in den seitlich Verbrennungsluft eingeblasen wird, wobei auf der gegenüberliegenden Seite die Abzugsleitung für die Abgase angeordnet ist (deutsche Auslegeschrift 1 222 467).It is also known to carry out coking in a vertical sink shaft in which the to coking coal is not applied horizontally, but vertically. In doing so, a special Pushing device poked transverse holes into the carbon layer, which in the subsequent Sink. The coal column then passes through an area in the side of the combustion air is blown in, the exhaust line for the exhaust gases being arranged on the opposite side is (German Auslegeschrift 1 222 467).

ίο Die bekannten Vorrichtungen sind entweder für die industrielle Erzeugung größerer Mengen an Kohle nicht geeignet, oder sie erfordern aufwendige Anlagen mit hohen Investitionskosten.ίο The known devices are either for the industrial production of large quantities of coal is not suitable, or they require expensive Systems with high investment costs.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit geringem maschinellen Aufwand kontinuierlich die Verkokung größerer Brennstoffmengen ermöglicht und dabei zuverlässig arbeitet und billig in Herstellung und Betrieb ist. Zur Lösung dieser Aufgäbe wird erfindungsgemäß vorschlagen, daß der Sinkschacht einen oberen Bereich und einen demgegenüber seitlich versetzten unteren Bereich aufweist. daß sich zwischen dem oberen Bereich und dem unteren Bereich ein die Verbrennungszoiie bildender Übergangsbereich befindet, in welchem der Brennstoff beim Herabsinken eine frei liegend geneigt. Fläche bildet, daß oberhalb der geneigten Fläclu eine Zuführleitung für Verbrennungsluft in den Sinkschacht einmündet und daß ein die flüchtigen Abgase von der geneigten Fläche abziehender Querkanal seitlich aus der Verbrennungszone herausführt, während der das feste Verkokungsprodukt von der geneigten Fläche abziehende untere Bereich des Sinkschachtes nach unten gerichtet ist.The object of the present invention is to create a device of the type mentioned at the beginning, which continuously enables the coking of larger amounts of fuel with little mechanical effort and at the same time works reliably and is cheap to manufacture and operate. To solve this problem suggests according to the invention that the sink shaft has an upper area and a laterally offset lower area. that between the upper area and the lower area a combustion zone is formed Transition area is located in which the fuel inclines as it sinks to an exposed position. Surface forms that above the inclined Fläclu a supply line for combustion air into the sink shaft opens and that a transverse channel that draws off the volatile exhaust gases from the inclined surface laterally out of the combustion zone, during which the solid coking product from the sloping surface subtracting lower area of the sink shaft is directed downwards.

Infolge der gegenseitigen Versetzung von oberem und unterem Bereich des Sinkschathtes bildet der Brennstoff zwanglos eine nach oben gerichtete geneigte Oberfläche, wenn er den Übergangsbereich zwischen dem oberen und dem unteren Bereich des Sinkschachtes passiert. Die zur Durchführung der Verbrennung der flüchtigen Bestandteile benötigte Luft wird durch entsprechende Düsen auf diese geneige Brennstofffläche gelenkt, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die so bemessen ist, daß die Luft in die Brennstoffmasse eindringt und sich durch die Hohlräume zwischen den Brennstoffpartikeln hindurch verteilt.As a result of the mutual displacement of the upper and lower areas of the sinkhole, the Fuel casually has an upward sloping surface when it crosses the transition area happened between the upper and the lower area of the sink shaft. The implementation of the Combustion of the volatile components required air is inclined through appropriate nozzles on this Fuel surface steered, at a speed which is such that the air in the fuel mass penetrates and moves through the cavities between the fuel particles distributed.

Die zugeführte Luftmenge ist geregelt, um eine autogene Verbrennung aller flüchtigen Bestandteile des Brennstoffes in der Verbrennungszone zu erreichen, wenn die anfängliche Zündung abgeschlossen ist. Da die flüchtigen Bestandteile viel schneller oxydieren und brennen als der feste Kohlenstoff, ist es möglich, sie in den Hohlräumen zwischen den Brennstoffpartikeln zu verbrennen. Die verbrannten und brennenden flüchtigen Bestandteile werden durch die Hohlräume in der Brennstoffmasse hindurch in Richtung auf die geneigte Brennstoffoberflächc abgezogen, aus der sie dann austreten, während weitere Luft durch diese Brennstofffläche hindurch eindringt. Die Verbrennungsprodukte, die als Flamme aus der geneigten BrennstofTflächc austreten, werden durch den Qucrkanal abgezogen.The amount of air supplied is regulated to ensure autogenous combustion of all volatile components of fuel in the combustion zone when the initial ignition is complete is. Since the volatiles oxidize and burn much faster than the solid carbon, it is possible to burn them in the voids between the fuel particles. The burned and burning volatiles will pass through the voids in the fuel mass withdrawn towards the inclined fuel surface from which they then emerge while further air penetrates through this fuel surface. The products of combustion, which are known as Flame emerging from the inclined fuel surface are drawn off through the cross channel.

Die Temperatur in der Verbrennungszone und in dem Brennstoffbett ist ausschließlich durch das Energieglcichgcwicht begrenzt. Für einen typischen Brennstoff mit 13"/n Feuchtigkeit, 44% flüchtigen Bestandteilen und 42% fester Kohle liegt diese Tem-The temperature in the combustion zone and in the fuel bed is exclusively determined by the Energy balance limited. For a typical 13 "/ n humidity fuel, 44% volatile Components and 42% solid coal, this tem-

peratur in der Größenordnung von etwa 1500³C. Bei Aufrechterhaltiing derartiger Bedinaunaen in der Verbrennungszone durch Regelung der Abzugsgeschwindigkeit der festen Kohle aus'dem unteren" Bereich und durch Regelung der Luftzufuhr in die geneigte Brennstofffiäche hinein, lösen sich die flüchtigen Bestandteile von den festen und verbrennen in den Hohlräumen des Brennstoffbettes innerhalb der Verbrennungszone, wobei der gesamte verfügbare Sauerstoff verbraucht wird, bevor er mit dem Festen Kohlenstoff reagieren kann.temperature of the order of about 1500 ³ C. If such conditions are maintained in the combustion zone by regulating the withdrawal rate of the solid coal from the lower area and by regulating the air supply into the inclined fuel surface, the volatile constituents are detached from the solid and burn in the cavities of the fuel bed within the combustion zone, all of the available oxygen being consumed before it can react with the solid carbon.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeiclinuna an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.In the following the invention with reference to the single figure of Zeiclinuna on a Embodiment explained in more detail.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Holzkohle unter ausgeglichenen Belüftungsbedingungen schematisch erläutert. Die Vorrichtung enthält einen vertikalen Sinkschpcht 1. oberhalb dessen Laufschienen 2 angeordnet sind. Auf den Laufschienen 2 fahren Kübelwagen 3 mit am Boden vorgesehenen Entladeklappen zum Eingeben des Brennstoffes in den Sinkschacht. Die heiße Holzkohle wird vom Boden des Sinkschachtes unter Kontrolle des Rotors 6 auf den Holzkohleförderer 7 ausgetragen. Die gasförmigen Verbrennungsprodukte werden durch den Querkanal 8 abgeführt und vor der endgültigen Austragung einem Wärmeabzug 9 zugeführt.In the drawing is a device for the production of charcoal under balanced ventilation conditions explained schematically. The device includes a vertical sink shaft 1. above whose rails 2 are arranged. On the rails 2, bucket cars 3 move along with the floor provided discharge flaps for feeding the fuel into the sink shaft. The hot charcoal is discharged from the bottom of the sink shaft under the control of the rotor 6 onto the charcoal conveyor 7. The gaseous combustion products are discharged through the transverse channel 8 and before a heat exhaust 9 is supplied to the final discharge.

Der Sinkschacht 1 enthält in seinem oberen Bereich 12 den Brennstoff. Er weist ferner einen unteren Bereich 13 auf, der seitlich gegenüber dem oberen Bereich 12 versetzt angeordnet ist, wobei der obere Bereich 12 und der untere Bereich 13 durch einen geneigt verlaufenden Übergangsbereich 14 miteinander in Verbindung stehen. Der Sinkschacht ist in bekannter Weise ausgeführt, indem er den erforderlichen Stützrahmen aus Stahl aufweist, der mit feuerfestem Material ausgekleidet ist. Das untere Ende des unteren, die Holzkohle enthaltenden Bereiches 13 des Sinkschachtes läuft in eine verengte Austragöffnung !5 aus, in der zur Steuerung des Austrages der Rotor 6 angeordnet ist. Erforderlichenfalls ist der Rotor 6 zur Vermeidung von Beschädigungen durch Umgebungsluft extern gekühlt. Der Rotor kann feni^r wassergekühlt sein, indem man V/asser durch ihn hindurchlaufcn läßt. Er ist durch eine drehzahlveränderbare Antriebsvorrichtung, die nicht dargestellt ist, angetrieben, so daß die Austragsrate einstellbar ist. Die Luftströmunssbedinfungen an dem Austragsrotor werden durch den Luftstrom der Hauptdüsen 24 so im Gleichgewicht gehalten, daß der Rotor keine Abdichtungsfunktion ausüben muß.The sink shaft 1 contains the fuel in its upper region 12. It also has a lower one Area 13, which is arranged laterally offset from the upper area 12, wherein the upper area 12 and lower area 13 with one another by an inclined transition area 14 stay in contact. The sink shaft is carried out in a known manner by having the required Has support frame made of steel, which is lined with refractory material. The lower The end of the lower area 13 of the sink shaft containing the charcoal runs into a narrowed one Discharge opening! 5, in which the rotor 6 is arranged to control the discharge. If necessary the rotor 6 is cooled externally to avoid damage from ambient air. The rotor can be water-cooled by water is allowed to run through it. It is driven by a variable-speed drive device, which is not shown, driven so that the discharge rate is adjustable. The Luftströmunssbedinfungen at the discharge rotor, the main nozzles 24 are thus in equilibrium due to the air flow held that the rotor does not have to perform a sealing function.

Die aus dem Sinkschacht ausgetragene Holzkohle wird zum Zwecke des Transportes zu einem Speicherraum oder zu ihrer Verwendungsstelle auf dem Holzkohleförderer 7 gesammelt. Um die nachfolgende Bearbeitung der Holzkohle zu erleichtern, ist eine Wassersprühanlage 18 vorgesehen, die Waiser auf die heiße Holzkohle sprüht, wenn diese den Förderer erreicht. Alternativ kann die Holzkohle mit anderen Materialien, die bei einem nachfolgenden weiteren Verarbeitungsschritt benötigt werden, gemischt werden.The charcoal discharged from the sink shaft is used for the purpose of transport to a storage space or collected for their point of use on the charcoal conveyor 7. To the subsequent To facilitate processing of the charcoal, a water spray system 18 is provided, the Waiser sprays onto the hot charcoal as it reaches the conveyor. Alternatively, the charcoal can be used with others Materials that are required for a subsequent further processing step are mixed will.

ίο Der Querkanal 8 für die Abzugsgase zweigt seitlich von dem Übergangsbereich 14 des Sinkschachtes 1 ab. Er ist in bekannter Weise mit feuerfestem Werkstoff ausgekleidet. Der Schieber 22 dient zusätzlich zur Einregelung des gewünschten Strömungsquer-ίο The cross channel 8 for the exhaust gases branches off to the side from the transition area 14 of the sink shaft 1. He is in a known manner with refractory material lined. The slide 22 is also used to regulate the desired cross flow

schnittes, um die Belüftungsverhältnisse im Inneren des Schachtes einstellen zu können. Der obere Bereich 12 des Sinkschachtes \v^:.».t in erster Linie als Brennstoffbehälter für die Versrrgung des Übergangsbereiches 14 mit Brennstoff, so daß das Brenn-cut in order to be able to adjust the ventilation conditions inside the shaft. The upper portion 12 of the Sinkschachtes \ ^v.:. 'T primarily as a fuel container for the Versrrgung of the transition area 14 with fuel so that the fuel

stoffbett mit der geneigten Oberfläche aufrechterhalten wird. In dem oberen Bereich 12 findet keine Verbrennung flüchtiger Bestandteile und keine nennenswerte Aufheizung des Brennstoffes statt. Auch in dem unteren Bereich 13. der in erster Linie dazu dient, die Anbringung des Mechanismus für den Austrassrotor6 zu erleichtern, findet keine bedeutende Reaktion statt. Im Inneren des unteren Bereiches 13 kann in geringem Umfang eine Vergleichmäßigung und Stabilisierung des festen Kohlenstoffes erfolgen.Maintain fabric bed with the inclined surface will. In the upper area 12 there is no combustion of volatile constituents and none of them worth mentioning Heating of the fuel takes place. Also in the lower area 13. the primarily to this serves to facilitate the attachment of the mechanism for the exhaust rotor6, no significant reaction takes place. Inside the lower area 13 can to a small extent equalize and stabilize the solid carbon take place.

Normalerweise wird die gesamte für die Abtrennung und die Verbrennung der flüchtigen Bestandteile benötigte Luft durch die Düsen 24 in der Oberwand des Übergangsbereiches 14 zugeführt. Die Bodendü-Usually all of this is used for the separation and incineration of the volatile components Required air is supplied through the nozzles 24 in the upper wall of the transition area 14. The floor spray

sen 21 und die Frontdüsen 21 α und 21 b werden normalerweise nicht benutzt und sind nur vorgesehen, um die Luftverteilung in der Brennzone zu ermöglichen und die Luftverteilung nötigenfalls zu verändern, um besondere Brennstofffluß-Muster in dem Schacht zu erzeugen.sen 21 and the front nozzles 21 α and 21 b are normally not used and are only provided to enable the air distribution in the combustion zone and to change the air distribution if necessary in order to generate special fuel flow patterns in the shaft.

Ferner sind automatische Regelungs- und Steuervorrichtungen vorgesehen, die dafür sorgen, daß der Brennstoffstand in dem Brennstoffschacht sich stets zwischen vorbestimmten Grenzen hält, und die dementsprechend die Brennstoffzufuhr steuern.Furthermore, automatic regulation and control devices are provided that ensure that the The fuel level in the fuel shaft is always kept between predetermined limits, and accordingly control the fuel supply.

Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel einer Einrichtung für die Abscheidung der flüchtigen Kohlenwasserstoffe aus festen Brennstoffen kann allgemein zur Reduzierung eines hohen Kohlenwasserstoffgehaltes bH festen Brennstoffen verwendet werden, wie beispielsweise Braunkohle, Braunkohlebriketts oder minderwertiger Kohle oder von Briketts hiervon, um daraus höherwcrtige Brennstoffe mit einem hohen anteil an festem Kohlenstoff zu erzeu-The above-described embodiment of a device for the deposition of volatile Solid fuel hydrocarbons can generally be used to reduce high hydrocarbon levels bH solid fuels are used, such as lignite, lignite briquettes or inferior coal, or briquettes thereof, to convert them into higher-quality fuels to generate a high proportion of solid carbon

gen,gene,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for industrial coking solid Fuels with a content of hydrocarbons by partial combustion, with a a vertical sink shaft containing a combustion zone s ^ ie with opening into the sink shaft Supply lines for combustion air and an exhaust line leading away from the sink shaft for the volatile gas components, characterized in that the sink shaft (1) an upper area (12) and a laterally offset lower area

(13) has that between the upper region (12) and the lower region (13) a die Transition area forming the combustion zone

(14), in which the fuel forms an exposed sloping surface when it sinks, that above the inclined surface a supply line (24) for combustion air in the Sink shaft (1) opens out and that a pulling off the volatile exhaust gases from the inclined surface The transverse channel (8) leads laterally out of the combustion zone, during which the solid Lower area (13) of the sink shaft that pulls coking product from the inclined surface (1) is directed downwards.

2. Apparatus according to claim I, characterized in that the cross section of the transverse channel (8) can be changed via a slide (22).

3. Apparatus according to claim ι or 2, characterized in that in the lower region (Γ3) of the sink shaft (1) laterally a plurality of further supply lines (21, 21a, 21b ) open for combustion air.