DE2208418C2 - Verfahren zur Schwelung von feinkörniger Kohle mit Hilfe von umlaufendem, feinkörnigem Koks als Wärmeträger - Google Patents

Description

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der deutschen Offenlegungsschrift 1 909 263 ist ein Verfolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß den Üa- fahren beschrieben, das eine Rückführung von sen und Dämpfen nach der mechanischen Ent- Schweröl aus der ersten Kondensationsstufe in den staubung in den Zyklonen Luft zur Teilverbren- 40 Schwelreaktor vorsieht. Die Rück'ührung des nung und Überhitzung der Gase und Dämpfe zu- Schweröls dient auch hierbei der Beseitigung des gemischt wird. Staubes dutch nochmaliges Destillieren. In beiden

bekannten Verfahren tritt bei der Redestillation als unerwünschter Nebeneffekt meist noch eine leichte 45 Krackung des Schweröls ein.

Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es,

aus der hochsiedenden, staubhaltigen Teerfraktion, welche einen geringen Marktwert hat in wirtschaftlich günstiger Weise westvollere Produkte zu gewin-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeu- 50 nen. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die gung von feinkörnigem Koks durch Entgasung von Abscheidetemperatur für die hochsiedende, slaubhalfeinkörniger Kohle, bei dem die zu entgasende Kohle tige Teerfraktion, die ruckgeführte Menge der Teermit erhitztem, feinkörnigem, umlaufendem Koks in fraktion und die Temperatur und Menge des umiaueinem Mischwerk, vorzugsweise einem Doppelflü- fenden, heißen Kokses derart miteinander abgcgel-Mischwerk mit zwei gleicnsinnig rotierenden 55 summi weiden, UaG Jic hochsiedende, staubhailigü Wellen, gemischt wird, die erzeugten Gase und Teerfraktion vollständig gekrackt wird. Hierdurch Dämpfe aus dem Oberteil des unterhalb des Misch- wird der geringwertige Teer in optimal produktiver Werkes befindlichen Zwischenbunkers abgezogen und Weise im Prozeß selbst aufgearbeitet,
nach mechanischer Entstaubung fraktioniert konden- Die Mischung der zu entgasenden Kohle mit dem

siert werden, die hochsiedende staubhaltige Teerfrak- 60 umlaufenden, erhitzten Koks erfolgt zweckmäßig in tion in das Mischwerk zurückgeführt und dem heißen einem "lechanischen Mischwerk mit zwei gleichsin-Koks vor der Zuführung der Kohle zugemischt wird. nig rotierenden Wellen, wie es in der deutschen Pa-Die Erzeugung von feinkörnigem Koks durch Ent- tentschrift 932 789 näher beschrieben ist. Die Mischgasung von Kohlen bei höheren Temperaturen er- wellen haben je zwei gegenüberstehende, gewendcllc folgt mittels umlaufendem, feinkörnigem Koks als S5 Mtschflügel, die die Mischflügel der anderen Welle Wärmeträger oder mittels heißen Gasen als Wärme- und zugleich den Mischraum ständig putzen Oiescs träger, wobei im letzteren Fall der Flugstrom oder Mischwerk ist auch geeignet, backende Kohlen zu das Wirbelbett angewendet werden. In diesem Fall entgasen, da die Mischung von Kohle zu heißem

Koks üblich im Gewichtsverhältnis 1.5 bis 1 : 15 erfolgt und jedes Korn schnell durch eine Mehrzahl von Kokskörnern eingehüllt wird, so daß praktisch keine Agglomeration auftritt.

Es hat sich herausgestellt, daß dieses Mischwerk auch vorzüglich geeignet ist, den anfallenden, hochsiedenden Teer zu kracken. Dies erfolgt dadurch, daß die Kondensation der Teerdämpfe derart durchgeführt wird, daß zunächst der hochsiedende Teer fraktioniert kondensiert wird und erst in der zweiton Kühlstufe der ,liedrigsiedende Teer gemeinsam mit dem Prozeßwasser. Die schwere Tcerfraktion wird vorteilhaft unmittelbar nach der Zuführung des heißen Umlaufkokses in das Misch-.verk i..ngesprit/t und dabei spontan aufgeheizt und gekrackt ' rst nach einem Viertel oder Drittel der wirksamen N.i^iilänge wird die zu entgasende Kohle in das ''"sct.-^erk eingebracht. Die Aufgabe der Tc. r-Frai . ni vor der Kohle ermöglicht das Kracken t' Teeres bei höheren Temperaturen und dad;'^rrV. ein stärkeres Zersetzen des Teeres als bei gii. ·■· zeitiger Aufgabe des Teeres mit der Kohle oder sogar erst im Anschluß an die Kohlenaufgabc. Erfahrungsgemäß werden bei Temperaturen um 730 bis 760 C 50° ο des aufgegebenen Teeres gekrackt. Somit müssen bei diesen Temperaturen 200 ⁰O der aus den Kohlen gebildeten, schweren Teerfraktion in das Mischwerk eingespeist werden, um den gesamten Anfall an schwerem Teer umzusetzen. Können höhere Temperaturen angewandt werden, falls Koks mit geringerem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen bzw. von höherer Temperatur gewünscht wird, so verläuft die Krackung intensiver, und es kann die Recycle-Menge des schweren Teeres vo" z. B. 200 auf z. B. KiO⁰-ο und weniger reduziert ν den.

Dem Mischwerk wird üblich ein Bunker nachgeschaltet, in dem ein weiterer Temperaturausgleich des Mischgutes und eine Nachentgasung des neu gebildeten Kokses erfolgen können. Der Bunker dient gleichzeitig als Zwischenspeicher für das in der anschließenden Liftstrecke hochzufördernde und zu erhitzende Umlaufgut. Die im Mischwerk frei werdenden Gase und Dämpfe werden zweckmäßig mit dem Gutstrom in den Zwischenbunker geführt und aus dem Oberteil des Zwischenbunkers zur Kühl- und Kondensationseinrichtung abgezogen. Hierbei durchströmen sie zunächst einen Zyklon zur mechanischen Entstaubung der Gase und Dämpfe, bevor sie in den Teerwäscher einströmen. Statt eines Zyklons kann auch zur besseren Entstaubung ein zweiter Zyklon nachgeschaltet werden. Auch können bei größeren Leistungen statt eines Zyklons zwei oder mehrere Zyklone parallel angeordnet werden.

Der Teerwäscher wird üblich mit dem in ihm kondensierten leer zweckmäßig im Gleichstrom beaufschlagt, um die Gase unJ Teerdämpfe zu kühlen und den noch mitgerissenen Feinstaub /u binden und auszuwaschen. Der umlaufende Teer wird in einem Wärmeaustauscher gegen Kühlwasser, öl, Luft od. dgl. so weit gekühlt, daß die den Teerwäscher verlassenden Gase und Dämpfe die gewünschte Temperatur aufweisen und die hochsiedenden Teere in dem gewünschten Umfang kondensiert sind. Die Wärmeabgabe in dem Wärmeaustauscher kann auch der Erzeugung von riitziichem Dampf dienen. Auch kann statt des Wärmeaustauschers eine dosierte Menge Wasser in den Teerwäscher eingesprüht werden, das durch Vcruunpfen die Gase und Dämpfe auf die gewünschte Temperatur abkühlt. Als Einspritzwasser wird vorzugsweise das im Prozeß selbst anfallende Wasser verwendet.

Die im Unterteil des Teerwäschers oder in einem Zwischenbehälter anfallende, schwere, staublnltigt-Teerfraktion wird im Kreislauf über den Wäscher gepumpt und. soweit überschüssig, in das Mischwerk aufgegeben. Dabei wird zweckmäßig die dem Mischwerk zugeführte Menge so hoch gehalten, daß der ίο Teerspiegel im Unterteil des Teerwäschers oder im Zwischenbehälter in der gewünschten, konstanten Höhe bleibt. Sollte die Recycie-Menge zu groß werden, so muß die Temperatur des Umlaufkokses angehoben werden,

Dss Kracken der rückgeführten Teerfraktion führt zu stärker mit Teerdämpfen beladenen Kohlengasen, so daß es leichter zur Kondensation und Verkokung der schwersten Teeranteile in den Leitungen und Apparaten vom Koks-Zwischenbunker über den Zyklon zum Teerwäscher kommen kann. Diese Kondensation kann über eine gewisse Betriebsdauer zu lästigen, schwer zu beseitigenden Ablagerungen in den Leitungen und Apparaten führ., n. Dieser Gefahr kann dadurch begegnet werden, daß .n die den Zwischenbunker verlassenden Gase und Dämpfe eine dosierte Menge Verbrennungsluft, eventuell in vorgewärmtem Zustand, eingeblasen wird, die durch Teilverbrennung das Gemisch um eine bestimmte Tem peratur aufheizt und damit die Kondensation der hochsiedenden Teere unterbindet. Solange noch die Gase und Dämpfe viel Feinkoks m-t sich führen, ist die Gefahr der Kondensation und der lästigen Ablagerungen nur gering. Die Gefahr steigt mit dem Abscheiden des Kokses. Somit sollte die Verbrennungsluft erst nach den Zyklonen, nötigenfalls vor oder zwischen den hintereinandergeschalteten Zyklonen, aufgegeben werden. Falls sich sogar unter besonderen Umständen Ablagerungen im Zwischenbunker bilden sollten, könnte auch bereits dort Verbrcnnungsluft zugeführt werden.

Das Verfahren gemäß Erfindung sei an Hand des Fließschemas der Zeichnung näher erläutert. In der Abbildung sind auf der linken Seite die Einrichtungen für die Schwelung von Kohle mit Hilfe von um-

laufendem Feinkoks ais Wärmeträger urJ auf der re.hien Se^;te die Kondensationseinrichtunpsn für die aus den Kohlen frei werdenden Gase und Dämpfe dargestellt. Die Schwelung besteht aus dem Mischwerk 1 mit dem Zwischenbunker 2, der Luftleitung 3 und dem Abscheide und Sammelbunker 4. Die Kondensationseinrichtungen umfassen die beiden hintereinandergeschaiteten Zyklone 5 und 6, den Schwerteer-\Väscher7 mit der Umlaufpumpe 8 und dem Wärmeaustauscher 9, den Leichtteer-Wäscher 10 mit

j5 Umlaufpumpe !1 und Kühler 12 und den Schlußkühler 13 mit Umlaufpumpe 14 und Kühler 15.

Das aus dem Samms'.Uinker 4 abfließende, erhitzte Umlai.fgut mit einer Temperatur von z.B. 7f)0 C tritt durch die Leitung 16 in das Mischwerk I

cn Das Mischwerk besteht aus zwei gleichsinnig rotierenden Mischwerken mit je zwei diametral gegenüberstehenden Mischflügeln, die sich gegenseitig und auch den Mischraum putzen. Durch die Leitung 17 wird dem Mischwerk 1 die zu schwelende Kohle aus dem Zwischenbunker 18 über die Dosiereinrichtung 19 /umführt. Kohle und Kok- mischen sich, wobei die Kohle auf z. B. 700° C erhitzt wird und entsprechend dieser Temperatur Gase und Dämpfe bildet.

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Brennstoff bzw. auch mit
Verbrennungsgase die:den ^
und ZUgIe₁Ch auf die' TcjgperalαJ

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Schwcriecr wird durch den Umlaufkok·; spontan erhit/t und gekrackt, wobei s.ch der ümlaufkoks um

, " _B 20 bis 30 C abkühlt. Der Tc«r krackt tu Koks.

«⁵ i_{cichls:cdcndcn} Produkten und zu Gasen, ein Teil

^ben· _tl_ »

Die Abgase strömen

dem Sammelbunker "

nicht gezeichneten Zyklon .^

anschließend zur Luftvorwärmung

gung und WP*^ »'^^ nutzt, ehe sie über cm Staubf.ltcr ms ßen werden.

Die =us der geschwelten Kohle frc. Gase und Dämpfe werden ^ <£? ^Z durch emcn eventuell
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^dann

aus Recycle des Schwcrlccics führt zu einer stärkeren

einem Konzentration hochsiedender Kohlenwasserstoffe in den aus dem Mischwerk 1 und dem Zwischenbun-

_kcr 2 abziehenden Gasen und Dämpfen. Damit cr-

_dcr ^^^ _{und Ab}.

* lagerung der höchstsiedenden Teeranteüe in den Ap- _p*_ralcv ^b _{md u}._itungcn. _{Um ditscr Gc}r_{ahr zu} bcgeg-

werdenden ncn. wird zweckmäßig am Abgang der Gase und *crdcnacn Zwischenbunker 2 zum Zyklon 5

.._uft durch die Lc.lung 28 in dosierter Menge"eingcblasen. Diese Luft verbrennt einen TciS der Gase und Dämpfe und erhitzt diese wunschgemäß um z. B. 50 oder 100 C od. dgl. und unterbindet damit die . Möglichkeil einer Kondensation dder höchstsieden- - 35 den Teere. Falls erforderlich, kann auch bereits an

lauftecr ausgewaschen. Die den

scher? verlassendenι Gase: und Dampfe werden

SSSS ZykToT* vo fS'iS SS b?k Di

_{dcr Abschcidu} ^ _Koksstaubes aus den g ^ ^ ^ _{z k}l_oncn5

-d 6 abgeschiedenen Koksstaub nicht unnötig aufhi ü fll Ablunen erst nach w

Die Gase und

Ä -d 6 abgeschiedenen o g

werden 45 heizen zu müssen, falls Ablagerungen erst nach

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von leeroien unu nuauw<uau »<_-■ vn.« .

sionsbildung zu bewahren. An Stelle des Wäschers 10 könnte auch ein Elektrofilter zur Abscheidung der AsphaKnebel eingebaut werden. Auch die Kühler 10 und 13 werden üblich mit Umlauf-Pumpen 11 und 14 und mit Wärmeaustauschern 12 und 15 ausgerüstet. Die Wärmeaustauscher 9,12 und 15 können die Wärme gegen Wasser und/oder Luft austauschen, fSfp

noch zuwachsen wurde anzuordnen Nutzlicher ist es. den Durchmesser der Mischwellen ausrechend groß zu machen damit die entstehenden Gase und Teerdämpfe auch mit nicht zu hoher Geschwindigkeit und mit nicht zu hohem Druckvcrlust durch den Mischraum hindurch zum Zwischenbunker strömen können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 werden die heißen Gase durch Verbrennung von Gas Patentansprüche: oder Koks erzeugt, wobei die Verbrennungsgase die aus der Kohle frei werdenden Gase und Dampfe ver-

1. Verfahren zur Erzeugung von feinkörnig· ·η dünnen und die Kühlung der Gase und die Konden-Koks durch Entgasung von feinkörniger KoIiIe, 5 sation der Teere erschweren. Wird jedoch feinkomibei dsm die zu entgasende Kohle mit erhitztem, ger Koks als umlaufender Wärmetrager verwendet, feinkörnigem, umlaufendem Koks in einem so bleiben die Kohlengase unverdünnt und der hohe Mischwerk, vorzugsweise einem Doppelflügel- Heizwert der Gase erhalten, und die Kondensations-Mischwerk mit zwei gleichsinnig rotierenden Einrichtungen werden kleiner. Vor allem bei^ AnIa-Wellen, gemischt wird, die erzeugten Gase und io gen großer Leistung, um Koks für Sinterzwecke, als Dämpfe aus dem Oberteil des unterhalb des Magcrungskoks in Kokereien und vor allem fur die Mischwerkes befindlichen Zwischenbunkers ab- Zwecke der Formk^ks-Herstellung herzustellen, hat gezogen und nach mechanischer Entstaubung sich das Verfahren der Entgasung von Kohlen mit fraktioniert kondensiert werden, die hochsie- Koks als umlaufendem Wärmeträger als sehr nützlich dende staubhaltige Teerfraktion in das Misch- 15 erwiesen. Dabei wird der im Prozeß eigenerzeugte werk zurückgeführt und dem heißen Koks vor Koks bevorzugt als Umlaufkoks benutzt Ein derartider Zuführung der Kohle zugemischt wird, da- ger Prozeß ist z.B. in der deutschen Offenlegungsdurch gekennzeichnet, daß die Abschci- schrift 1 809874 beschrieben.

detemperatur für die hochsiedende staubhaltige Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß

Teerfraktion, die rückgeführte Menge der Teer- 20 die bei der Kondensation der Kohlengasc anfallenfraktion und die Temperatur und Menge des um- den, hochsiedenden Teere heute einen geringen laufenden, heißen Kpises derart miteinander ab- Marktwert haben, da sie einerseits noch Reststaub gestimmt werden, daß die hochsiedende staubhal- enthalten und zum anderen im Charakter untertige Teerfraktion vollständig gekrackt wird. schiedlich vom Teer der kon .entionellen Kammer-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 25 verkokung sind. Sie sind mehr aliphatisch und naphkennzeichnet, daß bei einer Temperatur von etwa thenisch und weniger aromatisch. Es ist deshalb er-730 bis 760° C im Mischwerk die in das Misch- wägenswert, die hochsiedenden Teere möglichst im werk zurückgeführte Menge an staubhaltigem Prozeß selbst aufzuarbeiten.

hochsiedendem Teer etwa doppelt so groß ist wie Bereits im Verfahren der deutschen Offenlegungs-

die gleichzeitig aus verarbeiteter Kohle neu gebil- 30 schrift 1 809 874 wird zur trockenen D- filiation von dete Menge an hochsiedendem Teer. bituminösen oder ölhaltigen Materials, ein staubrei-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch eher Anteil des auskonuensierten Schweröl;, in d-.-n gekennzeichnet, daß den Gasen und Dämpfen im Schwelreaktor zurückgeführt und nochmals bei mitt-Gasabzug aus dem Oberteil des Zwischenbunkers leren Temperaturen destilliert. Diese Redestillation Luft zur Teilverbrennung und Überhitzung der 35 dient der Beseitigung des im Schweröl der ersten Gase und Dämpfe zugemischt wird. Kondensationsstufe enthaltenen Staubes. Auch in der