DE2209075B2 - Verschmutzungsfreies Verkokungsverfahren mit Trockenkokskühlung und Anlage zu dessen Durchführung - Google Patents

Description

Von Kokereien verursachte Luft- und Umweltverschmutzungen sind immer schwerwiegender geworden. Bei der Verkokung von Kohlen in Nebenprodukt-Koksöfen werden große Mengen von Koksofengas, Teer, Leichtölen und verschiedene Kohlen-Che-

mikalien erzeugt. Schwierige Probleme ergeben sich bei der sparsamen Beseitigung von nichtverwendbaren Nebenprodukten und bei der Reinigung des in der Kokerei nicht benötigten Koksofengases. Wegen seiner Gehalte an Schwefel, Verunreinigungen und reerbestandteilen ist Koksofengas als Leitungsgas nicht geeignet. Darüber hinaus werden für den Vcrkokungspro/eß große Mengen an Luft benötigt, die nach Ausbrennen des Sauerstoffes zusammen mit den anderen Verbrennungsprodukten erhebliche Verunreinigungen enthalten.

Weitere übermäßige Verunreinigungen ergeben sich durch das Abschrecken des heißen Kokses mit Wasser, bei welchem große Mengen von mit Sch wc-

feloxyden und schwefliger Säure verunreinigtem Dampf entstehen. Das nicht verdampfte Abschreckwasser enthält Schwefel, Ammoniaklauge, Natriumsulfatlösungen sowie Phenole und Teere enthaltende Lösungen und kann daher nicht in Flüsse geleitet werden. Es muß so lange im Kreislauf geführt werden, bis es vollständig verdampft ist, wobei es jedoch zu einem hohen Grad von Verschmutzungen kommt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verkokungsverfahren aufzuzeigen, bei welchem ohne Luft- und Wasserverschmutzungen der heiße Koks entschwefelt, das Koksofengas gereinigt und veredelt wird und bei dem eine sparsame Behandlung der chemischen Abbrände erfolgt.

Durch das erfindungsgemäße Einführen der gereinigten Destillationsgase durch das glühende Koksbett und das Eintragen des angefallenen Teers und Kalziumkarbonats in das Koksbett ergibt sich eine weitestgehende Entschwefelung des Koicses und der Abgase bei gleichzeitiger Kühlung des Kokses unter seine Zündtemperatur. Durch Aufspalten und K^racken der verschiedenen Teerbestandteile werden - wegen des endothermen Reaktionsablaufes - die Kühlwirkung verbessert und der Energieinhalt der aus dem Koksbett abgezogenen, entschwefelten Kühlgase in vorteilhafter Weise wesentlich durch die Krackprodukte erhöht. Der in den Kühlgasen enthaltene Schwefel wird durch das CaCO, gebunden und in einen gegebenenfalls folgenden Verhüttungsprozeß nicht beeinträchtigende Schwefelverbindungen überiührt, so daß neben der dem Trockenkühlverfahren eigenen Vermeidung von Abschreckdämpfen ohne weitere Verfahrensschritte schwefelfreie Gase mit hohem Energieinhalt erhalten werden.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 und 1 a die erfindungsgemäße Verkokungsanlage mit einer Sauerstoffanlage in schematischer Darstellung sowie mit den jeweiligen Förderströmen,

F i g. 2 und 2 a ein Fließ- und Aufbereitungsschema der Nebenproduktanlagen.

In gebräuchlichen Aggregaten 1 wird die Kohle zerkleinert und abgesiebt und danach in einen mit einer Heizkammer 3 versehenen Verkokungsofen 2 eingebracht. Nach Aufheizen der Kohle und ihrem Verkokungsvorgang wird der heiße Koks in einen geschlossen ist. Danach schließt das Ventil 9 und öffnet eines abgedeckten Förderers 5 zur Spitze eines geschlossenen Behälters 6 gefördert. Dieser Behälter ist gegenüber einer unteren Schleusenkammer 7 durch ein elektrisch betätigtes Ventil 8 abgeschlossen. Der Boden dieser Schleusenkammer ist normalerweise durch ein elektrisches Ventil 9 gegenüber dem Boden eines Turmreaktors IO verschlossen. Die mit Koks gefüllte Schleusenkammer wird in den Reaktor entleert, sobald das Ventil 9 geöffnet und das obere Ventil geschlossen ist. Danach schließt jas Ventil 9 und öffnet das obere Ventil, so daß sich die Schleusenkammer aus dem dann offenen Behälter füllt. Der von der Koksbewegung verursachte Gasdruck in der Schleusenkammer und im Reaktorbehälter wird über eine Verbindungsleitung 11 mit Rückschlagventil ausgeglichen. Beide Behälter wie auch der Reaktor sind von Wasser-Kühlmänteln 12 umgeben. Der in diesen Mänteln durch den iicißen Koks erzeugte Dampf gelangt über Leitungen 13, 14 und 15 in einen Dampfbehälter 16. Dieser Behälter wird daneben noch mit weiterem Dampf über eine Leitung 17 beaufschlagt, die zu einem Abhitze-Kesse! 18 führt, der durch Verbrennungs-Abgase aus der Koksofen-Verbrennungskammer aufgeheizt wird.

Am Boden des Reaktors ist ein normalerweise geschlossenes Ventil 21 vorgesehen, das diesen von einer unteren Schleusenkammer 22 abtrennt, die wiederum durch ein weiteres elektrisch betätigbares Ventil 24 gegenüber einem Austragcchacht 23 abgeschlossen ist. Am Boden dieses Austragschachtes befindet sich

ίο ein elektrisches Ventil 25, durch welches der Koks in einen zur Halde oder zum Bunker führenden Förderer 26 entleert wird.

Die beiden unteren Schächte bzw. Behälter sind von Wasserkühlmäntel 27 umgeben, in die gekühltes

'5 Wasser über eine Leitung 28 und aus denen Warmwasser über eine weitere Leitung 29 gepumpt wird. Diese beiden Leitungen sind mit den entgegengesetzten Enden eines Kühlers 30 verbunden, dessen Arbeits- und Funktionsweise weiter unten näher ausgeführt wird. Die Kokstemperatur wird im Behälter 22 von etwa 540 ° C auf etwa 260 ° C und im Austragschacht 23 bis auf etwa 37 ° C für den Förderer reduziert. Ein Rückschlag- oder Überströmventil 31 gleicht den Druck im Reaktor und in der unteren Schleusenkammer aus, wenn der Koks in letztere gelangt.

Der heiße Koks wird im Reaktor vollständig verkokt und enthält dann einen überwiegenden Anteil an Kohlenstoff und geringe Anteile an Sauerstoff, Wasserstoff und Rest Asche sowie Schwefel. Er besitzt keine flüchtigen Bestandteile und stellt ein hochaktives Material dar. Eine Höchstaktivität des Kokses wird bei Temperaturen von 800 bis 870 ° C erreicht. Diese hohen Temperaturen im Reaktor führen zu hohen Reaktionen.

Die Gase und Dämpfe aus dem Koksofen werden zu Kohlenchemikalien weiterverarbeitet. Die erste Stufe ist die Gewinnung von Rohmaterialien wie Koksofengas, Ammoniaklauge, Teer und Leichtöl.

Die Gase und Brüden aus dem Ofen werden durch Besprühen mit Spülwasser in einem Sammelbehälter 32 gekühlt. Diese Lauge stellt ein Trägermedium für die kondensierten Teere und andere im Verfahrensablauf gebildete Bestandteile dar. Die Teere und der Ammoniak werden durch Behandlung in einem Spülflüssigkeitsklärer 33 aus der Spülflüssigkeit abgeschieden, aus welcher der Teer über eine Leitung 34 in einen Teerabscheider 35 und danach in einen Vorratstank 36 fließt. Das Spülwasser strömt aus dem Klärer über eine Leitung 37 in einen Umlauftank 38, aus welchem es mittels einer Pumpe 39 zu einem Ammoniaktank 40 gedrückt wird, in welchem die Ammoniakabscheidung erfolgt. Danach strömt die vom meisten Teer und Ammoniak befreite Spülflüssigkeit über eine Leitung 41 zur Gasvorlage 32 zwecks Kühlung des Koksofenrohgases zurück.

Das nichtkondensiertc Koksofengas strömt über eine Leitung 44 zu einem wassergekühlten ersten Kühler 45, wohingegen das Kondensat der Lauge und

dos Teers aus dem Kühler durch eine Leitung 46 zu einer ersten Klärvorrichtung 47 fließt. Die Spülflüssigkeit gelangt über eine Leitung 48 in den Spülflüssigkeitsklärcr 33 und der Teer zum Teerabscheider 35. Das Gas aus dem ersten Kühler wird von einem

«5 Sauggebläse 49 in einen elektrostatischen Teer-Ausfällcxtraktor 50 gepumpt, aus welchem der Teer durch die Leitung 51 zum Teerabscheider fließt und das teerfreie Gas durch eine Leitung 52 in einen Ammo-

niakwäscher 53 gepumpt wird, wo es in gegenläufigen Serien betriebenen Stufen gewaschen wird, und zwar in der ersten mit einer verdünnten Ammoniaklösung aus der Leitung 54 und zuletzt mit gereinigtem Wasser, welches über die Leitung 55 von einem später näher erläuterten reversiblen osmotischen System 56 strömt. Die Ammoniaklauge gelangt durch eine Leitung 57 von der Wäsche zum Tank 40.

Das ammoniakfreie Koksofengas strömt vom Wäscher durch eine Leitung 60 zu einer Leichtölwaschanlage 61, in der über 95 % des Öls aus dem Gas entfernt wird. Aus dieser Waschanlage gelangt das Öl durch einen Leichtöldestillierer 62 und wird in einem Vorratstank 63 gesammelt. Das ölgewaschene Gas wird von einem Hilfsgebläse 64 durch die Leitung 65 zu einer verzweigten Ringleitung 66 gepumpt, die den unteren Teil des Reaktors umschließt und mit einer Anzahl von in den Reaktor hineinreichenden Düsen 67 versehen ist, aus denen das Gas unter Druck durch das heiße Koksbett bis zu einem Abströmrohr 68 am oberen Ende des Reaktors gedrückt wird.

Rund 40% des bei der Kohleaufbereitung nicht entfernten Schwefels ist in den Destillationsprodukten gebunden. Das meiste bleibt im Koksofengas, und zwar im wesentlichen in Form von Schwefelwasserstoffen. Wie im folgenden ausgeführt, weiden diese entzogen, wenn das Gas durch den Reaktor strömt Vom Teervorratstank 36 gelangt der Teer zu einer Teeranlage 70, die verschiedene Schwefelsäuren, Teer enthaltendes öl aus einer Benzolanlage, Kohlendioxyde aus einem Kalkofen 71 und Natronlauge aus einer Sodaanlage 72 aufnimmt. Die Produkte der Teeranlage sind hauptsächlich wervolle öle, Kreosole, Naphthaline und Teersäuren. Der Teerkohlenrcst und andere Abfallprodukte, Natriumsulfat, Phenole usw. aus der Teeranlage werden zu einem Mischbehälter 73 über eine Kohlenteerpech führende Leitung 74 (welches bei der erfindungsgemäßen Anlage keinen großen Wert als Brennstoff für offene Herdofen besitzt) mit einer zweiten, Natriumsulfatschlamm führenden Leitung 75 geleitet, welchem Kalziumcarbonatschlamm aus der Sodaanlage zugemischt ist. Dies im Mischgefäß kombinierte Material wird mit dem aus der vom Dampfkessel 16 kommenden Leitung 76 strömenden Dampf zerstäubt und durch Sprühdüsen 77 im oberen Ende des Reaktors auf das Koksbell gesprüht. Das Sprühmaterial entschwefeit den Koks und das Koksofengas im Reaktor, reinigt das Gas und macht es als Leitungsgas verwendbar. Die Verunreinigungen werden entfernt.

Der in dem Reaktor injizierte Kalziumcarbonatschlamm aus der Sodaanlage zerfällt in CaO und CO,. In Gegenwart von heißem Koks wird das Kohlendioxyd bei einer Temperatur von 926 ° C nach folgender Gleichung reduziert:

CO₂ + C = 2 CO.

Unterhalb dieser Temperatur reagiert überschüssiges CO₂ wahrscheinlich nach folgender Reaktion:

4CO₂ + CaS = 4CO + CaSO₄.

Der Kalk reagiert mit den Schwefelbestandteilen im Koksofengas in Form von Schwefelwasserstoff, Carbonylsulfiden und Kohlenstoffdisulfiden.

Die Menge des im Reaktor aus dem injizierten 65 Schlamm erzeugten Kalksteins ist sehr viel größer als die zur Neutralisierung des Schwefels im Koksofengas stöchiometrisch erforderliche. Der überschüssige

Kalk entschwefelt den Koks, in welchem Schwefel in vier Formen vorkommt: Eisensulfide, Sulfate, frei absorbierter Schwefel und feste Lösungen aus Schwefel und Kohlenstoff. Die Entschwefelung mittels Kalk schafft einen Teil der Eisensulfide, die sich aus Schwefel in Kombination mit Eisen bilden, in die Asche des Reaktors, und die in Kalziumsulfide nach folgender Gleichung überführt werden.

FeS + CaO + C = CaS + Fe + CO.

Diese Reaktion vollzieht sich in einem Temperaturbereich von etwa 870 ° C. Der freie Schwefel im Koks wird im Reaktor zu Schwefelwasserstoff nach tolgender Reaktionsgleichung überführt:

H₂ + S = H₂S.

Der organische Schwefel und der von Kohlenstoff autgenommene Schwefel unterliegt diesen Reaktionen;

4SO₂ + 4CaO = 3CaSO₄ + CaS

CS₂ + 2H₂ = C + 2H₂S.

Der Schwefelwasserstoff (H₂S) wird zu Kalziumsulfiden reagieren, so daß der Schwefel des Kokses *5 dem Reaktor vorzugsweise in Form von Kalziumsulfid und Kaliumsulfat verläßt. Da der Schwefel von der Flache des Kokses durch Kalkstein und Dampf ontternt worden ist, w.rd dieser Koks den Kalkstein im Hochofen nicht verunreinigen. Demzufolge wird dann J° der dort zugegebene Kalkstein das Eisen im Hochofen sehr viel besser entschwefeln. Ferner wird im Hochofen in Gegenwart einer oxydierenden Flamme der meiste Schwefel ,m Koks, in Form von Sulfiden -.md Sulfaten in die Schlacke gehen, ohne daß er zuvor chemisch m das Metall transferiert wird, was zu einer vorteilhaften Verkleinerung der im Hochofen benötigten Kalksteinmenge führt.

"' r Kohlenteer auf den heißen Koks auk·.·-

. erfahren die Teerbestandteile eine en-_Vnr„ ,-^lc chemische Teilung bzw. einen Knuk-Vorgang, be, welchem Kohlenstoff- und Wasserst«.!f-

komponenten entstehen. Diese molekularen It^ rnente _{bllden c dje jn den Küh}, _{t n}

Hr I? ^{mit UbCr 13(M)} ^aIZm¹ anreichern. |,i„,· Sh £ J^gerü^{n8 SdneS Hcizw}crtes erfährt das G;,s durch Kracken des Leichtöles, das mit dem Koksofen

durch HK Tu^{OT gelan}g¹· ^{Das auf} seinem Wc«c durch das Koksbett erhitzte, angereicherte Gas gibt größten Teil seiner Wärme im Abgas-Dampfkcb, durch welchen es aus einer Leitung 68 strömt 'nach es in einem Wärmetauscher 81 und in •nler 82 gekühlt wiäd. Der Abgas- bzu 80 erzeugt Dampf, der durch eine Lcizum Dampf behälter strömt. Dieser Wärme- und der Gaskühler erhalten reines Wasser η 84 und 85 aus dem unteren Ende des ober™ P _H-^Si3''^undS^cbenwarmesWasserzuseinen ™ .f^nden "^b _o ^e _f ^r die Leitungen 86 und 87 ab. Eine sicibildi i^{ng88fÜrVerSChiedene} Ölkondensate, die

kessel M -m°W"ⁿ' ^S°^ba'^{d Sich daS Gas im Abhit7C}-ahwfh'f h Wärmetauscher 81 und im Kühler 82

zurück ^{8 ZU dem} Leichtöldcstillicrcr 62

KokS ^{gßC Warmea}Muhr ist zur Senkung der Kokstemperatur im Reaktor von 980° C auf 540" C,

Dies S" f^Ü^^PUu^{nkl des Kokscs}' notwendig. LTJ T^eiu^h] ^{durch das} Ausströmen des Kokss durch das Koksbetf n„mh ^- n„,^,;i,„„

des Bettes mit Kalk und Alkalischlamm und durch endotherme Reaktionen des Gases, die die exotherme Methangasbildung ausgleichen.

Das den Kühler 82 verlassende Gas durchströmt ein Hilfsgebläse 90, von dem es zu einem Regler 91 gepumpt wird. Der meiste Teil des Gases mit einem Kaloriengehalt von ungefähr 6200 kcal/m' (100 BTU/ft') verläßt den Regler durch eine Leitung 92 zur kommerziellen Verwendung. Ein Teil dieses Gases gelangt jedoch über die Leitung 93 zur Koksofenverbrennungskammer, wo es mit annähernd reinem Sauerstoff zur Aufheizung des Koksofens verbrannt wird. Die Flammentemperatur wird mit Hilfe von über eine Leitung 94 aus dem Abhitzekessel 18 strömenden Dampf gesteuert. Die Erzeugung des Sauerstoffs wird unten beschrieben.

In einer herkömmlichen Verkokungsanlage wird ungefähr 40 % des im Ofen erzeugten Gases zum Aufheizen und Verkoken der Kohle verwendet. Das Gas wird mit Luft verbrannt und erzeugt eine Wärmemenge von etwa 900 kcal/m' eingesetzte Luft. Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Aufheizung des Ofens mit nur 20 % des angereicherten Gases. Diese geringere Menge von Rück-Gas ist auf folgende Verbrennungs-Verbesserungen zurückzuführen: (1) Das reichere Gas erzeugt eine höhere Flammentemperatur, (2) das Gas wird mit reinem Sauerstoff verbrannt, so daß sich die Wärme auf ungefähr 2X00 kcal-'m' vergrößert, (3) die Dissoziation des Kohlendioxyt's im Beisein von Wasserdampf öffnet den Bestand an latenter Wärmeenergie zur Erzielung eines größeren thermischen Wirkungsgrades.

Die Dissoziation des Kohlendioxyds und der Wasserbrüden ist eine endotherme Reaktion und steuert die hohen Flammentempcraturen (2800 C) durch Hnergieentzug aus den Reaktionsgasen durch Wärmeübertragung. Wenn die Temperatur unter die Disso/iationstemperatur sinkt, erfolgt wieder eine Vereinigung der Brennstoffelemente Kohlenstoff und Wasserstoff mit Sauerstoff zur Energiefreisetzung, und es bilden sich Produkte der vollständigen Reaktionen aus CO, und H ,O. Zur Erfüllung der Dissoziationsanforderungen werden 40 ^c/< von superheißen Dampfbrüden mit <i0 '/< Sauerstoff gemischt und diese Mischung danach zum Verbrennen des reichen Koksofengases verwandt. Ein sauerstoffbetriebener Koksofen ist weniger kompliziert aufgebaut, da die Brüdengase nicht durch komplexe eigene Apparate oder Regenerationsanlagen für die Wärmerückgewinnung geleitet werden müssen.

Ammoniaklauge vom Boden des ersten Ammoniakwäschers 53 wird zusammen mit einem Teil der Waschflüssigkeit in einem Vorratstank 40 gesammelt, der als Zuflußreservoir für eine Ammoniak-Destil'ations-Kolonne 97 dient. Die verdünnte Lauge wird zuerst in einen Dissoziator 98 zur Abscheidung der gelösten Schwefelwasserstoffgase und des Kohlendioxydes geleitet, welche über eine Leitung 99 zur herkömmlichen Einrichtung zur Überführung der gelösten Gase im elementaren Schwefel abströmen. Die verdünnte Ammoniaklauge wird über eine Leitung zur Spitze einer Ammoniak-Destillations-Kolonne gepumpt, die ihre zum Austreiben des Ammoniak benötigte Wärme über eine Dampfleitung 100 vom Dampfbehälter bezieht. Der Kalkstein für die Destillicranlage wird vom Kalkofen 71 und einer Löschvorrichtung 102 zum Freisetzen fester Ammoniakbrüden aus der Lauge über eine Leitung 101 geliefert. Der Kalk wird aus Koks und Kalkstein erzeugt, der im Kalkofen mit purem Sauerstoff aus der Leitung 103 gebrannt wird. Zur Aufspaltung fester Ammoniumsalze gelangt gelöschter Kalk zum Eintrag 104 der Ammoniak-Destilliervorrichtung.

Die Ammoniumlauge wird dephenologisiert durch Zirkulieren durch einen Dephenolisierungstank 105 unter Verwendung von Ätznatron, Natronlauge, welches durch eine Leitung 106 von der Sodaanlage 72

ίο zugeleitet wird, wobei Natriumphenolate entstehen, die über einen Auslaß 107 abgegeben werden. Der Schlamm der Ammoniakdestillieranlage ist frei von Ammoniak, aber er enthält hauptsächlich Salze aus Kalziumchlorid und Kalziumsulfat. Diese Flüssigkeit wird durch ein reversibles osmotisches System 56 zur Entfernung der chemischen Salze geleitet, die zur Staubbindung auf Straßen od. dgl. oder zur Kühlung verwendet werden können. Das salzfreie Wasser wird über eine Pumpe 108 und eine Leitung 55 zum Gaswäscher zurückgeführt.

Das wasserfreie Ammoniak aus der Ammoniak-Destillieranlage 97 wird partiell in einem Kühler 109 kondensiert, in einen Tank 110 geleitet und danach gekühlt, komprimiert und verflüssigt und in einen Flüssigkeitsvorratstank 111 gepumpt. Dieses flüssige Ammoniak wird mittels eines Kompressors 112 auf einem höheren Druck komprimiert und über eine Leitung 113 zu einem dampfbehitzten Autoklaven 114 zur Produktion von Harnstoff gefördert.

Ober eine Leitung 115 wird der Autoklav ferner mit flüssigem Kohlendioxyd beschickt, dessen Erzeugung wie folgt erfolgt. Im Autoklaven reagiert das Ammoniak und das Kohlendioxyd zu Ammoniumcarbonat. Der Durchlauf der Reagenzien durch den Autoklaven erfordert mindestens 2 Stunden bei einer Temperatur von etwa 188 C und einem Druck von 70 bis 140 kp/cm\ Der Harnstoff der Rohschmclze basierend auf dem hinzugegebenen Kohlendioxyd betrügt SO bis X5 '',. Wenn das durch Absorption regenerierte Ammoniak berücksichtigt ν ird, ist der auf dem zugeführten Ammoniak basierende Ertrag im wesentlichen der gleiche. Ungefähr 60 ^r4 des rohen Harnstoffes fällt als kristallines Produkt an, der Rest wird als flüssiges Düngemittel mit dem hohen Stickstoffgehalt von über 46 'Ί verwendet.

Die ein/ig wesentlichen Verbrennungsprodukte, die den Koksofen durch die Esse 120 verlassen, sind Kohlendioxyd und Wasserdampf und diese werden durch ein Sauggebläse 121 über eine Leitung 122 zu einem Kondensationsapparat 123 gesaugt, wo das Kohlendioxyd abgeschieden wird. Der kondensierte Wasserdampf durchströmt einen Luftabscheider 124 und gelangt in einen Vorratstank 125, aus welchem das gereinigte Wasser zur Ammoniakwaschanlage

rückgeführt wird. Das Kohlendioxyd gelangt zu einem Aufnahmetank 127. welcher es über einen Kühler 128 zu einem viclstufigen Kompressor 129 abgibt, der mit einem weiteren Kühler 130 und einem Kondensationsapparat 131 verbunden ist, und sich in einen flüssigen Speichertank 132 entleert. Das meiste Kohlendioxyd aus diesem Tank wird durch einen Kompressor 133 auf einem sehr viel höheren Druck komprimiert und danach über eine Leitung 134 zu einem Regler 135 geleitet, aus welchem die Leitung 115 einen Teil des flüssigen Kohlendioxydes zur Harnstoffanlage liefert.

Das überschüssige Kohlendioxyd gelangt vom Vorratstank 132 zu einem Expansionstank 137 und da-

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nach zu einer Maschine 138 zur Herstellung von festem Kohlendioxyd oder Trockeneis. Ein Teil des flüssigen Kohlendioxydes fließt vom Kompressor 133 über eine Leitung 139 vom Regler 135 zur Gefriereinrichtung 30 zum Abkühlen des Wassers, welches bei der Kokskühlung im Reaktor und zur Kühlung des den Reaktor verlassenden Gases benötigt wird. Von diesen Gefricrschlangen kehrt das Kohlendioxydgas über eine Leitung 140 zum Aufnahmetank 127 zurück, der ebenso Kohlendioxydgas aus der Teeranlage über eine Leitung 141 aufnimmt.

Das flüssige Kohlendioxyd der Leitung 139 gelangt über eine Leitung 143 auch in eine Kohlendioxydgefriereinrichtung, die einen Teil einer herkömmlichen Luftabscheide- oder Sauerstoffanlage darstellt, in der Luft in Sauerstoff und Stickstoff getrennt wird. Hierzu wird Luft durch einen Kompressor 145 gepumpt und danach irgendwelche Kohlendioxyde und in der Luft enthaltene Staubbestandteile mittels einer KOH-Losung in einem Wäscher 146 entfernt. Die Luft durchströmt dann einen vielstufigen Kompressor 147 mit Wasserkühlung zwischen den Stufen. Verunreinigungen, die während dieses Verfahrensvorganges auskondensieren, werden entfernt, indem die Luft durch einen mit festem KOH gefüllten Turm gedrückt wird. Nach Verlassen der letzten Kompressionsstufe wird das Gas in einem Kühler 149 mit Wasser und in einer Tiefkühlvorrichtung 144 mit flüssigem Kohlendioxyd gekühlt. Das verdampfte Kohlendioxyd kehrt durch die Leitungen 150 und 140 zum Aufnahmetank 127 zurück. Die tiefgekühlte Luft dagegen strömt durch eine Leitung 152 zu einem Rektifizierer 153, wo die Luft verflüssigt und in ihre Bestandteile zerlegt und

ίο der Stickstoff in die Atmosphäre abgelassen wird. Der flüssige Sauerstoff aus dem Rektifizierer strömt in einen isolierten Vorratstank 154, der über eine Pumpe 155 mit einer Leitung 156 verbunden ist, die zur Verbrennungskammer 3 des Koksofens und zu einer Leitung 103 des Kalkofens 71 führt. Auf seinem Wege kann der flüssige Sauerstoff in den benötigten gasförmigen Zustand überführt werden. Das in der Luftabscheideanlage verbrauchte KOH gelangt durch eine Leitung 157 zum Mischbehälter 73.

Einer der Hauptvorteile dieses Systems, durch den es wirtschaftlich durchführbar wird, besteht in der Verwendung des erzeugten Dampfes in der Anlage und im Verbrauch keiner großen Menge von Frischwasser, da dieses kontinuierlich umgewälzt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Verschmutzungsfreies Verkokungsverfahren mit Trockenkokskühlung, bei dem der glühende Koks außerhalb des Ofens in einem Reaktor mittels Kühlgasen durchströmt und der gekühlte Koks sodann periodisch ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die entteerten, von Ammoniak und öligen Bestandteilen gereinigten Destillationsgase des Verkokungsprozesses durch das glühende Koksbett geleitet werden und daß der bei der Entteerung gewonnene Teer und das dabei anfallende Kalziumkarbonat in das Koksbett zur Entschwefelung des Kokses und der bei der Trockenkokskühlung anfallenden Abgase eingebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwärme aus der Kohlenaufheizung und die beim Kühlen des Gases rückgewonnene Wärme zur Erzeugung von Dampf verwendet und dieser zusammen mit dem Teerpech und dem Kaliumcarbonat auf das Bett gesprüht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufheizen der Kohlen Dampf, weitgehend reiner Sauerstoff und ein Teil der abgezogenen Koksofengase verwendet werden, wobei aus dem Kohlendioxyd und Wasserbrüden enthaltende Abgasprodukte die Brüden auskondensiert und von dem Kohlendioxyd abgeschieden werden, danach das Kohlendioxyd verflüssigt und als Kühlmittel bei der Herstellung von flüssigem Sauerstoff verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das abgezogene Koksofengas mittels Wasser und das Wasser durch das flüssige Kohlendioxyd gekühlt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Ammoniaks und mindestens ein Teil des flüssigen Kohlendioxydes zur Herstellung von Harnstoff verwendet wird.

6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, deren Verkokungsofen über Austragsförderer mit einem ein periodisch erneuertes Koksbett enthaltenden Reaktor verbunden ist und die Einrichtungen zum Abziehen und Kühlen der Reaktorgase sowie zum Abscheiden von Teer, Ammoniak und öl aus den Destillationsgasen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (10) mit Zuleitungen (65, 66) und Anschlüssen (67) zum Einführen des gereinigten Gases in das Koksbett versehen ist und daß zum Reaktor (10) führende Förderleitungen (67, 77) zum Entschwefeln des Kokses und der Kühlgase durch Eintrag von Teer und Kalziumkarbonat in das Koksbett vorgesehen sind.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abhitzekessel an den Koksofen (2), und den Gasabzug zur Dampferzeugung angeschlossen und Einrichtung (77) zum Sprühen des Kalziiimcarbonates und des Peches zusammen mit dem Dampf in den Reaktor (10) vorgesehen sind.

8. Anlage nach Anspruch 6, daducch gekennzeichnet, daß Austragsschächte (23) unterhalb des Reaktors (10) zur Aufnahme des Kokses sowie

Ventile (24,25) für den periodischen Koksaustrag in und aus den Schächten (23) vorgesehen sind, wobei die Schächte mit Wasserkühlmänteln (22, 27) zum Abkühlen des Kokses umgeben sind, die mit Kühlwasser durch Druckförderer beaufschlagt werden.

9. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem oberen Teil des Reaktors verbundenen Aastragsschächte von Wassermänteln (12) umgeben sind, von denen Leitungen (14) zu einem Dampf behälter (16) führen, mit dem auch der Abhitze-Dampfkessel (18) über Leitungen verbunden ist und von dem Leitungen (76) zu einer Sprüheinrichtung (77) zum gemeinsamen Versprühen von Kalziumcarbonat, Pech und Dampf in den Reaktor abgehen.

10. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein dampferhitzter Ammoniak-Destillierbehälter (53) ein reversierendes osmothisches System (56) zur Verarbeitung der Destillierflüssigkeit und zum Abführen des Wassers in Ammoniak-Wascheinrichtungen sowie ein Brüdenkondensator für die Verbrennungsgase mit Leitungen für das Kondensat zur Wascheinrichtung vorgesehen sind. ·

11. Anlage nach Ansprüche, gekennzeichnet durch Fördereinrichtungen (94) für Dampf, annähern reinen Sauerstoff (93) und Teile des Koksotengaseszum Aufheizen des Ofens, Kondensatoren zum Abscheiden der Brüden aus dem Kohlendioxyd enthaltenden Abgasen, eine Kohlendioxyd-Verflüssigungsanlage (129), eine Flüssig-Sauerstoff-Anlage (147) sowie Fördermittel zum Liefern des flüssigen Kohlendioxydes in die Flüssig-Sauerstoff-Anlage.

12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlsystem für das Koksofengas einen Wasserkreislauf umfaßt, dessen Wasser durch das flüssige Kohlendioxyd gekühlt wird.

13. Anlage nach Anspruch i 1, gekennzeichnet durch eine Harnstoff-Anlage und zu dieser führende Fördermittel für zumindest einen Teil des Ammoniaks und des flüssigen Kohlendioxydes.