DE2329089A1

DE2329089A1 - Verfahren und vorrichtung zur trocknung und kalzinierung von petrolkoks

Info

Publication number: DE2329089A1
Application number: DE2329089A
Authority: DE
Inventors: Gerd Friedrich Fautz
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1973-06-07
Filing date: 1973-06-07
Publication date: 1975-01-02
Also published as: DE2329089C2; JPS5033201A; JPS5731600B2

Description

Essen, den 5. 6. 1973 N 4564/6 Dr. Ha/Wi.

Heinrich Koppers Gesellschaft mit beschränkter Haftung, 43 Essen, Moltkestrasse 29

Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung und Kalzinierung von Petrolkoke.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung und Kalzinierung von Petrolkoke sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei der Herstellung von Petrolkoks wird durch Kammerverkokung von ölrückständen oder ähnlichen Produkten nach einem speziellen, als "delayed coking" bezeichneten Verfahren ein sogenannter Rohkoks erhalten, der nach seinem Austragen aus der Verkokungskammer zunächst gebrochen bzw. geschnitten und dann noch getrocknet und kalziniert werden muss, Die Kalzinierung des rohen Petrolkokses, der oft auch als grüner Petrolkoks bezeichnet wird, erfolgt dabei normalerweise in Drehofen bei Temperaturen zwischen etwa 1000 und 1500 * C. Da der rohe Petrolkoke nach dem Schneiden bzw. Brechen jedoch noch einen Wassergehalt bis zu 25 % aufweisen kann, ist es in vielen Fällen nicht möglich, ihn ohne vorherige Trocknung in den Drehrohrofen zur Kalzinierung einzuleiten. Ohne Vortrocknung des rohen

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Petrolkokeee wäre nämlich die Bildung von Ansätzen und Ringen im Drehrohrofen unvermeidlich. Die erforderliche Vortrocknung wird im allgemeinen in einem separaten Drehrohrtrockner durchgeführt, was natürlich mit zusätzlichen Anlage- und Betriebskosten verbunden ist. Wenn der Wassergehalt des zu kalzinierenden rohen Petrolkokses, der beim längeren Lagern bis auf etwa 12 % HO absinken kann, verhältnismässig niedrig ist, hat man auch bereite versucht, die notwendige Vortrocknung in dem der Kalzinierung dienenden Drehrohrofen selbst vorzunehmen. Dabei wurde der Drehrohrofen entsprechend verlängert, so dass der vordere Teil als Trockenzone dienen kann. Die Möglichkeit der unerwünschten Bildung von Ansätzen und Ringen im Drehrohrofen lässt sich bei dieser Arbeitsweise jedoch nicht mit Sicherheit ausschlieesen. Zusammenfassend lässt sich somit feststellen, dass das Problem der notwendigen Vortrocknung des rohen Petrolkoksee vor der Kalzinierung bisher noch nicht in befriedigender Weise gelöst werden konnte.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zur Trocknung und Kalzinierung von Petrolkoks zu schaffen, bei dem einerseits die notwendige Trocknung des rohen Petrolkokses mit besonders niedrigen Betriebskosten durchgeführt werden kann und andererseits eine gute betriebliche Steuerung des Verfahrens möglich ist.

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Der dabei notwendige apfxrative Aufwand soll gering sein, und die zur Anwendung gelangende Vorrichtung soll möglichst wenig bewegliche Teile besitzen, die einem Verechleiea oder einer besonderen Wartung unterliegen.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Trocknung und Kalzinierung von Petrolkoks unter Verwendung eines Drehrohrofens, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Petrolkoks vor dem Eintritt in den Drehrohrofen in einer gesonderten Vorrichtung einer Vortrocknung unter Ausnutzung der Wärme des aus dem Drehrohrofen austretenden, heissen Schwachgases unterworfen wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann dabei in zwei Varianten zur Ausführung gelangen.

Bei der ersten Variante wird das aus dem Drehrohrofen austretende, heisse Schwachgas im Gegenetrom zu dem zu trocknenden Petrolkoks von unten nach oben durch die dem Drehrohrofen vorgeschaltete Vorrichtung gesaugt und somit die latente Wärme des Gases zur Trocknung genutzt. Ein zusätzlicher Vorteil des er fin dungs ge mass en Verfahrene ergibt sich dadurch, dass das staubhaltige Schwachgas gleichzeitig entstaubt wird, da die Staubpartikel von dem in der Vorrichtung befindlichen Petrolkoksbett gebunden werden.

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Die zweite Variante des erfindungsgemässen Verfahrens sieht vor, dass das aus dem Drehrohrofen austretende, heisse Schwachgas zunlchst verbrannt wird und dass die dabei anfallenden Verbrennungsgase im Gegen strom zu dem zu trocknenden Petrolkoks von unten nach oben durch die Vorrichtung gesaugt werden. In diesem Falle wird also die Brennstoffwlrme des Schwachgases autgenutzt. Selbstverständlich findet auch hier eine Entstaubung der Verbrennungsgas« an dem in der Vorrichtung befindlichen Petrolkoksbett statt.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemässen Verfahrens sowie der zur Durchführung desselben vorzugsweise angewandten Vorrichtung sollen nachfolgend an Hand der Abbildung erläutert werden. Diese zeigt einen Querschnitt durch die Vorrichtung sowie den darunter angeordneten Drehrohrofen mit Staubabsetzkammer.

Der zu trocknende, rohe, gebrochene bzw. geschnittene Petrolkoks gelangt über eine Fördereinrichtung 1, die beispielsweise aus einem Forderband bestehen kann, in die Vorrichtung 2 . Diese besitzt in ihrem Oberteil eine Einschleusevorrichtung 3, in der eine Zellenradschleuse 4 angeordnet ist. Unmittelbar an die Zellenradschleuse 4 schliesst sich der Zwischenbehälter 5 an, der sich nach unten hin konisch verjüngt und mit seinem konischen Teil in das Innere der Vorrichtung 2 hineinragt und so mit

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dieser zu einer baulichen Einheit verbunden ist.

Der rohe Petrolkoks gelangt somit zunächst über die Zellenradschleuse 4 in den Zwischenbehälter 5. Das Niveau des sich im Zwischenbehälter aufstauenden Petrolkokses kann über einen Regelkreis 6 gesteuert werden, wobei die Höhe des sich aufstauenden Petrolkokses als Steuerimpuls für den Antriebsmotor 7 der Zellenradschleuse 4 dient. Bei Erreichen einer bestimmten Höhe wird der Antriebsmotor 7 ausser Betrieb gesetzt und damit die Förderung unterbrochen. Sinkt danach die Höhe des sich aufstauenden Petrolkokses wieder ab, so wird automatisch der Antriebsmotor 7 wieder eingeschaltet und die Förderung wieder aufgenommen.

Aus dem Zwischenbehälter 5 gelangt der Petrolkoks über das Innere der Vorrichtung 2, die in ihrem Unterteil mit einem lamellenartigen Rost 8 versehen ist, über dem sich der rohe Petrolkoks ebenfalls eu einem Bett aufstaut. Hinter dem Rost 8 befinden sich die Zufuhr ungsetutzen 9a und 9b, durch die das heisse Schwachgas bzw. die Verbrennungsgase in die Vorrichtung eingesaugt werden. Die eingeleiteten Gase strömen dabei nach Passieren des Rostes im Gegenstrom zu dem zu trocknenden, rohen Petrolkoks von unten nach oben durch das sich über dem Rost 8 aufstauende Koksbett. Die aua dem Koksbett austretenden, abgekühlten Gase sind weitgehend entstaubt und können im

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Oberteil der Vorrichtung, das im vorliegenden Falle konisch erweitert ist, über die Absaugstutzen 10 a und 10 b abgezogen werden. Die abgesaugten Gase gelangen über die Leitungen 11 und 12 zur Leistung 13. In der Leitung 13 befindet sich das Gebläse 14, das für die Gasabsaugung aus der Vorrichtung 2 verantwortlich ist. Über das Gebläse 14 gelangen die abgesaugten Gase in die Leitung 15 und von dort in den Kamin 16.

Am tiefsten Punkt des lamellenartigen Rostes 8 befindet sich die Durchtrittsöffnung 17, durch die der getrocknete Petrolkoks hindurchfliessen kann. Dieser gelangt sodann in die Ausschleusevorrichtung 18 und kann vermittels der Zellenradschleuse 19 aus der Vorrichtung 2 ausgetragen werden. Die Zellenrasschleuse 19 wird durch den Motor 22 angetrieben, der beispielsweise in Abhängigkeit von der Aufgabegeschwindigkeit gesteuert werden kann.

Der aus der Vorrichtung 2 auegetragene, getrocknete Petrolkoks gelangt über die Rutsche 20 in den Drehrohrofen 21, in dem in an sich bekannter Weise seine Kalzinierung erfolgt. Der zu kalzinierende Petrolkoks wird dabei im Drehrohrofen 21 im Gegenstrom heissen Verbrennungegasen bzw. einer Flamme ausgesetzt. Unmittelbar an den Drehrohrofen schliesst sich die Staubabsetzkammer 23 an, in der

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eine teilweise Entstaubung des aus dem Drehrohrofen austretenden heiesen Schwachgases erfolgt. In der Staubabsetzkammer 23 werden vor allem die gröberen und groben Kokspartikel, die durch Abtieb während des Kalzinierungeprozesses im Drehrohrofen 21 entstehen, aus dem Schwachgas abgeschieden. Die abgeschiedenen Partikel setzen sich in den trichterförmigen Vertiefungen 24, 25 und 26 ab und können über die Fördereinrichtungen 27 und 28 sowie die Leitung 29 dem Aufgabe gut auf der Rutsche 20 wieder zugemischt werden.

Währenddessen wird das heisee Schwachgas, das noch die fein- bis feinstkörnigen Kokepartikel enthält, über die Leitung 30 aus der Staubabsetzkammer 23 abgezogen. Das Gas gelangt über diese Leitung bzw. die Leitung 31 zu den Zuftihrungsstutzen 9 a und 9b, durch die es in die Vorrichtung 2 eingesaugt wird. Gegebenenfalls kann im Bereich der Leitung 30 die Verbrennungekammer 32 angeordnet sein, in der zunächst die Verbrennung des aus der Staubabsetzkammer abgezogenen heiesen Schwachgases erfolgt. In diesem Falle werden die in der Verbrennungskammer 32 anfallenden heiesen Verbrennungegase über die Zuführungeetutzen 9 a und 9b in die Vorrichtung 2 gesaugt. Es ist auch eine Aueführungeform möglich, bei der Verbrennungskammern unmittelbar an den Zuführungeetutzen 9 a und 9b angeordnet sind.

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Soweit das heisse Schwachgas nicht dach die Leitung 30 aus der Staubabsetzkammer 23 abgezogen wird, erfolgt dessen Abzug durch die Leitung 15, die zum Kamin 16 führt. Dem durch die Leitung 15 strömenden Gas wird dabei - worauf bereits weiter oben hingewiesen wurde - das entstaubte Gas aus der Leitung 13 beigemischt.

Enthalt das aus dem Drehrohrofen 21 austretende Schwachgas verhalt nismässig wenig Kokspartikel, so kann gegebenenfalls auf die Staubabsetzkammer 23 verzichtet werden und das Schwachgas unmittelbar aus dem Drehrohrofen 21 in die Vorrichtung 2 bzw. die Verbrennungskammer 32 eingeleitet werden. Gegebenenfalls kann die Vorrichtung 2 auch eine andere Formgebung aufweisen, als dies in der Abbildung der Fall ist.

Die erfindungsgem&sse Vorrichtung zeichnet sich im Gegensatz zu dem bisher vorzugsweise zur Vortrocknung des Petrolkokses verwendeten Drehrohrtrockner dadurch aus, dass sie mit Ausnahme der beiden Zellenradechleusen 4 und 19 keine bewegten Teile aufweist. Dementsprechend ist der Verschleiss gering, und es werden keine besonderen Anforderungen bezüglich der Wartung der Vorrichtung gestellt. Die erfindungsgemässe Vorrichtung lässt sich durch Mess- und Regeleinrichtungen in ihrer Betriebsweise leicht steuern, da sowohl der Zu- und Abfluss des Petrolkokses als auch der Gasstrom geregelt werden können.

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Selbstverständlich lassen sich die erfindungsgemlsse Vorrichtung und das erfindungsgemlsse Verfahren auch zur Trocknung und Kalzinierung anderer Produkte als Petrolkoks einsetzen, wenn hierbei gleiche oder ähnliche Probleme wie beim Petrolkoks auftreten. Grundsätzlich kann durch den Einsatz der erfindungsgemässen Vorrichtung und des erfindungsgemässen Verfahrens eine Leistungssteigerung bereits bestehender Kalzinieranlagen und zwar auch solcher, die nach dem Dreh-Herd-Prinzip arbeiten, herbeigeführt werden.

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Claims

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Patentansprüche :

1.) Verfahren zur Trocknung und Kalzinierung von Petrolkoks unter Verwendung eines Drehrohrofens, dadurch gekennzeichnet, dass der Petrolkoks vor dem Eintritt in den Drehrohrofen in einer gesonderten Vorrichtung einer Vortrocknung unter Ausnutzung der Wärme des aus dem Drehrohrofen austretenden heissen Schwachgases unterworfen wird.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Drehrohrofen austretende, heisse Schwachgas im Gegenstrom zu dem zu trocknenden Petrolkoks von unten nach oben durch die Vorrichtung gesaugt wird.

3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Drehrohrofen austretende, heisse Schwachgas zun&chst verbrannt wird und dass die dabei anfallenden, heissen Verbrennungsgase im Gegenstrom zu dem zu trocknenden Petrolkoks von unten nach oben durch die Vorrichtung gesaugt werden.

4.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Drehrohrofen austretende, heisse Schwachgas

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vor aeiner Weiterverwendung zunächst in einer Staubabsetzkammer einer Teilentstaubung unterworfen wird.

5.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrene nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, das»

a) im Oberteil derselben ein niveaugesteuerter Zwischenbehälter (5) angeordnet ist, in den die Einschleusevorrichtung (3) mündet,

b) im Unterteil derselben ein lamellenartiges Rost (8) angeordnet ist, an dessen tiefstem Punkt sich eine Durchtrittsöffnung (17) befindet und hinter dem die Zuführungsstutzen (9a ; 9b) für das Schwach- bzw. Verbrennungsgas liegen und

c) die im Oberteil angeordnete Einechleusevorrichtung (3) und die im Unterteil angeordnete Aueschleusevorrichtung (18) mit regelbaren Antrieben versehen sind.

6.) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschleuse- (3) und Aueschleueevorrichtung (18) vorzugsweise mit Zellenradschleuse!! (4; 19) versehen sind.

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