DE2415024B2 - - Google Patents

Description

sen ist durch welche das erhitzte Löschgas nach Verlassen des Löschbunkers (10) strömt.

11. Verkokungsanlage nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß der Kohleerhitzer (98) in einei Zweigleitung (180,68.182) des Löschgases angeordnet ist.

IZ Verkokungsanlage nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß der Chargierbunker (144) in einer Zweigleitung (150) in der vom Kohlecrhitzer (98) in Richtung zum Wärmetauscher (40. 172. 174) führenden Leitung (104) angeordnet isL

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung und Vorerhitzung der gemahlenen Kohle, insbesondere von Kokskohle, im Gasstrom, wobei die Kohle im vorerhitzten Zustand in den Verkokungsofen oder Vergasungsofen eingebracht wird, und eine Verkokungsinlage zur Durchführung des Verfahrens.

Die Kokskohle wird vor ihrer Chargierung in den Koksofen gemahlen. Die gemahlene Kohle enthält eine gewisse Feuchtigkeitsmenge, die zum Teil auf den Waschprozeß zurückzuführen ist. Diese Feuchtigkeit bewirkt im Koksofen eine Vergrößerung des Abbranoes. so daß der Koksausstoß reduziert wird. Darüber hinaus bewirkt die Feuchtigkeit eine Verlängerung der Verkokungszeit und beeinflußt die Wirtschaftlichkeitsrechnung somit ungünstig.

Bei einem bekannten Beschickungsverfahren (DT-OS 14 71 552) für Koksöfen wird die Kohle durch Beheizung zuerst getrocknet, dann nach mehrfacher Sammlung gemahlen und durch einen Trägergasstrom in den Koksofen eingeblasen.

In ähnlicher Weise wird bei einem bekannten Zweistufen-Trocknungsverfahren mit Strom- und Wirbelbetttrockner »Chemie Ingenieur-Technik«, 1971, Nr. 9, A 583) mit einem Trocknungsgas ein zu trocknendes Gut zur Austreibung der Feuchtigkeit erhitzt. Durch dieses Verfahren soll der Restfeuchtigkeitsgehalt möglichst gering gehalten werden.

Nach den bekannten Verfahren wird die Kohle vor ihrer Chargierung zur Trocknung erhitzt und im erhitzten trocknen Zustand in den Koksofen eingeführt. Dabei nimmt das gasförmige Trocknungsmedium die Feuchtigkeit auf. wodurch eine Kreislaufführung desselben erschwert wird. Die regelmäßige Beschaffung eines wasserfreien Inertgases stößt auf Schwierigkeiten. Es wird daher die Vorerhitzung der Kohle auf das für die Trocknung der Kohle benötigte Maß beschränkt, so daß an der Reinheit des Inertgases keine großen Ansprüche gestellt werden müssen. Die benötigte Wärmeenergie wird zum Teil aus der Verbrennung des erzeugien Kokses oder Gases bzw. eines anderen Energieträgers gewonnen.

Gegenstand eines älteren Vorschlags (DT-PS 23 04 541) ist es, die Kohle indirekt durch die Abwärme des teilweise abgekühlten Kühlgases in einem offenen Kreis zu trocknen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Durchsatzerhöhung der Kokerei die Kohlevorerhitzung über das Maß der Kohletrocknung bis nahe zur Kohleerweichung unter Trennung der Kohletrocknung von der Kohlevorerhitzung durchzuführen, wobei die Abwärme des Kokereibetriebes vorteilhaft eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ee-

löst, daß die Trocknung und Vorerhitzung jeweils in getrennten Gasströmen erfolgen, wobei zur Vorerhitzung ein inertes Heizgas verwendet wird. Weitere Verfahrensmerkmale sind in den Untei ansprächen 2 bis 7 angeführt

Da bei Trockenkühlanlagen Vie Abwärme des Heißkokses in gesammelter Form anfällt eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders zur wirtschaftlichen Ergänzung des Kokstrockenkühlprozesies. so daß die Ene^rgicbilanz desselben ausgeglichen werden kann.

Die erfindungsgemäße Verkokungsanlage zur Durchführung des genannten Verfahrens, bei der die Löscheinrichtung der Kokereianlage mit einem Wärmetauscher verbunden ist, ist dadurch gekennzeichnet daß in dem Wärmetauscher Heizflächen für verschie- '5 dene Medien angeordnet sind, die mit dem Kohletrockner bzw. dem Kohleerhitzer wärmetechnisch in Wirkverbindung stehen, und daß vom Kohletrockner zum Kohleerhitzer und weiter zum Cbargierbunker Fördereinrichtungen, insbesondere pneumatische Förderer, vorgesehen sind. Bezüglich weiterer Merkmale dieser Verkokungsanlage wird auf die Unteransprüche 9 bis 12 verwiesen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung an schematischen Schaltbildern beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer Kokstrockenkühlanlage mit Kohletrocknung und Vorerhitzung,

F i g. 2 ein ähnliches Schaltbild wie F i g. 1,

F i g. 3 ein Schaltbild einer dritten Ausführungsform.

In F i g. 1 ist ein Löschblinker 10 dargestellt der den heißen Koks nach dem Ausstoßen aus einem Koksofen aufnimmt. Der heiße Koks wird im Löschbunker 10 trocken gekühlt, bevor er durch die Verschlußorgane 12 und 13 einer Fördereinrichtung 16 für die Verbraueher, wie z. B. Hochöfen, zugeführt wird. Der aus dem Koksofen abgestoßene heiße Koks enthält eine große Energiemenge, die beim Naßlöschverfahren kaum ausgenützt wird. Darüber hinaus entstehen beim Naßlöschverfahren große Dampfwolken sowie Verunreinigungen der umgebenden Atmosphäre, so daß das bekannte Verfahren nicht umweltfreundlich ist.

Die Trockenlöschung des heißen Kokses vermeidet die Nachteile des Naßlöschverfahrens und gestattet eine wirtschaftliche Gewinnung der Abwärme. Das Trockenlösdigas ist ein inertes Gas, «velches entlang eines geschlossenen Kreislaufes gemäß den stark ausgezogenen strichpunktierten Linien in den F i g. 1 bis 3 geführt ist. Das Trockenlöschgas wird mittels eines Gebläses 18 durch eine Leitung 20 zu einem Zyklon 22 geführt, wo die im Gas enthaltenen Koksteilchen abgeschieden werden. Diese Koksteilchen werden zu einem Sammelbehälter 24 gebracht, von wo sie mittels einer Fördereinrichtung 26 zu einer Sammeleinrichtung abgeführt werden.

Vom Zyklon 22 strömt das Trocksnlöschgas durch eine Leitung 28 zu einer ringförmigen Sanimelkammer 30 und kommt durch eine Zuführung 32 in das zentrale Eintrittsrohr 34 im Inneren des Löschbunkers 10. Das Eintrittsrohr 34 trägt !tellerförmige Verteileinrichtungen 36, zwischen denen das Löschgas mit einer Temperatur von etwa 150°C auf den glühenden Koks im Löschbunker 10 strömt. Diese Verteileinrichtung 36 verhindert das Verstopfen des Zustromquerschnittes durch den Koks. Bei der Aufwärtsströmung durch den heißen Koks wird das Löchsgas auf etwa 800⁰C erhitzt und verläßt den Löschbunker 10 durch die Überströmleitung 38. Das Löschgas strömt nun in einen langgestreckten vertikalen Wärmetauscher 40, wo das Löschgas abwärts strömt und auf etwa ISO⁰C abgekühlt wird. Das Löschgas wird dann durch eine Leitung 42 wieder zum Gebläse 18 zurückgeführt Im Wärmetauscher 40 gibt das Löschgas seine Wärme an die Heizflächen 44 bis 36 ab. Die erste Heizfläche 44 ist als Erhitzer für das Heizgas der Kohlevorerhitzung ausgebildet. Die Heizflächen 46 und 48 sind Teile eines Dampferzeugers 76, in dem etwaige Überschußwärme in Dampfform abgezogen werden kann. Im Wärmetauscher 40 sind schließlich noch weitere Wärmetauscherheizflächen SO bis 56 vorgesehen, die als Vorwärmerheizflächen für verschiedene Zwecke ausgebildet sind. Die Wärmetauscherheizflächen 54 bis 56 kühlen das Löschgas auf die Eintrittstemperatur im Löschbunker 10 ab.

Die Wärmetauscherheizfläche 46 bildet einen Teil eines geschlossenen Kreislaufes für ein Trockenmedium, wie z. B. Wasserdampf, welches durch die Rohrschlangen 58 innerhalb des Kohlentrockners 60 strömt. In den Kohlentrockner 60 wird die gemahlene Kohle mittels einer Speiseeinrichtung 62 eingebracht. Im Boden des Kohlentrockners 60 schließt ein Leitungsrohr 66 an. durch welches ein heißes Trocknungsgas durch das Innere des Trockners 60 geführt wird, welches von einer beliebigen Quelle stammt und über ein Gebläse 64 durch die Heizfläche 50 im Wärmetauscher 40 zum Trockner 60 geführt wird, so daß die feuchte Kohle mit 250 bis 45O°C beaufschlagt wird. Das Gebläse 64 gewährleistet den Druck des Trocknungsgases, so daß dieses die gemahlene Kohle im Kohlentrockner 60 im Schwebezustand hält und ein Fließbett gebildet wird. Die Kohleteilchen bewegen sich im Fließbett und berühren während ihrer Trocknung mehrmals die Rohrschlangen 58. so daß die Kohle nicht nur vom Trocknungsgas sondern auch durch den Kontakt mit den beheizten Rohrschlangen 58 getrocknet wird. In den Rohrschlangen 58 strömt entlang eines geschlossenen Kreises das Trocknungsmedium, dessen Lauf durch die stark ausgezogenen und durch zwei Punkte unterbrochenen Linien schematisch dargestellt ist Das Trocknungsmedium strömt aus dem Kohlentrockner 60 durch die Leitung 68 zum Kondensatsammelbehälter 70, von wo das kondensierte Medium über eine Pumpe 72 durch die Leitung 74 zum Vorwärmer 54 und 52 des Dampferzeugers 76 zu seiner Wiedererhitzung gebracht wird. Der Dampferzeuger 76 hat eine Verdampfungsheizfläche 48, die durch Verbindungsrohre 78 und 80 mit dem Kessel verbunden ist. Vom Verbindungsrohr 78 zweigt schließlich eine Zweigleitung ab. die zur Wärmetauscherheizfläche 46, die als Verdampferheufläche ausgebildet ist, führt.

Das Trocknungsgas verläßt den Kohlentrockner über einen Auslaß 84 mit ungefähr 100⁰C. Es strömt durch einen Venturiwäscher 86, aus welchem die abgeschiedene Feuchtigkeit mit den abgeschiedenen Kohleteilchen durch die Leitung 88 abgeleitet wird. Im weiteren Strömungslauf ist ferner ein Unterkühler 90 vorgesehen, in dem weitere Feuchtigkeit durch Kondensation aus dem Trocknungsgas entfernt wird, welche ebenfalls in das Leitungsrohr 88 abgeleitet wird. Vor dem Auslaß 94 des Trocknungsgases kann noch zur Verbesserung des Zuges ein Erhitzer 92 vorgesehen werden.

Vom Kohlentrockner 60 wird die gemahlene Kohle im trockenen Zustand durch eine Druckförderanlage 96 bei einer Temperatur von etwa 100⁰C dem Kohlenerhitzer 98 zugeführt, der als Stromapparat ausgebildet ist. Das Heizgas, welches das Innere des Erhitzers 98

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durchströmt, ist ein inertes Gas, wie z. B. Stickstoff oder ein Gemisch aus Stickstoff und Kohlendioxyd. Dieses Heizgas strömt mit etwa 650⁰C vom Wärmetauscher 44 in den Erhitzer 98 durch die Leitung 100. Das Heizgas hat dabei eine Strömungsgeschwindigkeit im Erhitzer 98 von etwa 60 πι/sec, so daß die gemahlene Kohle auf 250°C erhitzt, durch den Erhitzer 98 befördert und in einen Zyklon 102 gebracht wird. Das Leitungsrohr 104 verbindet über ein Ventil 106 den Auslaß des Erhitzers 98 mit dem Zyklon 102. Das Heizgas wird durch einen vollkommen geschlossenen Kreislauf geführt und ist in der Figur durch eine stark ausgezogene mit drei Punkten unterbrochene Linie dargestellt. Vom Zyklon 102 strömt das mit kleinen Kohle teilchen verunreinigte Heizgas zu einem weiteren Zyklonfeinabscheider 108 und schließlich zum Eintritt einer Tuchfiltereinheil 110. wo die restliche Reinigung des Gases stattfindet. Ein Teil des Heizgases, welcher der Wasseraufnahme im Kreislauf entspricht, kann durch ein Ventil 112 in die Atmosphäre abgegeben werden. Der größte Teil des abgekühlten Heizgases strömt über die Leitung 114 zum Gebläse 116 und damit zum Wärmetauscher 44. wo es auf die benötigte Heiztemperatur erhitzt wird, bevor es zum Kohlenerhitzer 98 kommt. Der im Filter 110 abgeschiedene feine Kohlenstaub wird durch ein Leitungsrohr 120 mit Hilfe eines Teilstromes des inerten Heizgases zu der Hilfsfeuerung 122 zur Wärmeregulierung des Trockenlöschgases vor Erreichen des Wärmetauschers 40 gebracht. Durch diese Maßnahme wird die Eintrittstemperatur des Löschgases in den Wärmetauscher 40 konstant gehalten. Die benötigte Verbrennungsluft für die Hilfsfeuerung 122 wird mittels eines Gebläses 124 angesaugt und vom Einlaß 126 durch die Leitung 128 zum Lufterhitzer 56 geleitet, bevor sie durch die Leitung 130 zur Hilfsfeuerung 122 strömt. Zur Konstanthaltung der Temperatur des Heizgases am Eintritt in den Kohlenerhitzer 98 ist eine Zusatzfeuerung 134 vorgesehen, der Kohlenstaub über die Abzweigleitung 136 von der Leitung 120 und vorgewärmte Verbrennungsluft über die Abzweigleitung 132 von der Leitung 130 zugeführt werden. Nahe der Einlrittszone des Kohlenerhitzers 98 ist eine Mahlvorrichtung 138 vorgesehen, welche zu große Kohlenteilchen zerkleinert und durch eine Rückströmleitung 140 zum Einlaß des Erhitzers 98 zurückleitet.

Die trockene, vorerhitzte Kohle, die in den Zyklonen 102 und 108 vom Heizgas getrennt wird, kommt zu einer Fördereinrichtung 142, wie z. B. Schraubenförderung, welche die Kohle in den Chargierbunker 144 leitet, wo sie zwischengelagert wird, bevor sie mit Hilfe des Förderwagens 146 zu einem Ofen der Koksbatterie 148 gebracht wird. Damit die Kohle im Chargierbunker 144 nicht abkühlt wind der Chargierbunker über die Leitung 150 durch einen Teilstrom des Heizgases be aufschlagt. Durch die inerte Gasatmosphäre werden gleichzeitig Staubexplosionen des erhitzten Kohlenstaubes verhindert Zur Temperaturhalrung der erhitzten Kohle im Chargierbunker 144 können ferner am Mantel desselben Heizelemente vorgesehen sein, durch welche Heizdampf durch den Einlaß 154 zum Austritt 156 geleitet wird.

Dieses Verfahren erlaubt etwa 50% der Wärmeenergie des vom Koksofen ausgestoßenen heißen Kokses im Löschbanker für die Kohlenvorbereitung zu verwenden, ohne daß zusätzliche Energien notwendig werden. Durch die Vorbereitung der Kohle wird der Verkokungsprozeß um etwa 40% verkürzt, so daß im selben Sinn eine Vergrößerung des Koksausstoßes einer Koksbatterie erreicht werden kann. Das vorliegende Verfahren ist umweltfreundlich, da an keiner Stelle Verunreinigungen in die Atmosphäre geblasen werden. Ferner ist es möglich. Energieüberschüsse in Dampfform gewinnbringend zu verwerten.

ίο Das Schaltbild nach F i g. 2 unterscheidet sich von jenem der F i g. 1 dadurch, daß das Trocknungsmedium, welches durch die Heizschlangen 58 im Kohlentrockner 60 zirkuliert, aus einer Flüssigkeit, wie z. B. Öl oder Glyzerin, besteht. An die Heizschlangen 58 schließen zwei Leitungen 160 und 162 an. welche wieder mit einer Wärmetauscherschlange 164 verbunden sind. Eine Pumpe 166 pumpt das Trocknungsmedium ständig durch die Schlangen 58 und 164. Die Wärmetauscherschlange 164 ist in einem Wärmetauschergefäß 168 angeordnet, in welchem ein anderes Wärmetauschermedium, wie z. B. Flüssigkeit oder Dampf, zirkuliert, das von der Heizfläche 170 im Wärmetauscher 40 erhitzt wird. Bei der Verwendung von Wasser und Wasserdampf kann dabei ein natürlicher Kreislauf erreicht

2s werden, so daß Zirkulationspumpen entfallen können. Bei dieser Ausführungsform vereinfacht sich der Wärmetauscher 40, indem sich die Anzahl der Heizflächen reduziert.
Gemäß der Ausführungsform von F i g. 3 dient das Trockenlöschgas selbst als Heizgas zum Erhitzen der gemahlenen Kohle im Erhitzer 98. Im dargestellten Beispiel ist der große Wärmetauscher 40 unterteilt und weist einen oberen Gehäuseteil 172 auf, welcher mittels eines Verbindungsrohres 176 mit einem unteren Gehäuseteil 174 verbunden ist. Gegebenenfalls kann der Gehäuseteil 172 auch entfallen, da der darin angeordnete Wärmetauscher 178 lediglich eine Schutzfunktion für die Wärmetauscher 50 und 190 im Gehäuseteil 174 darstellt, so daß eine Überhitzung dieser Heizflächen vermieden werden kann. Vom erhitzten Trockenlöschgas wird insbesondere in der Leitung 176 über die Leitung 180 ein Teilstrom zur Beheizung des Erhitzers 98 abgezweigt, so daß der Erhitzer direkt vom Trockenlöschgas beheizt wird. Das gereinigte Trockenlöschgas wird schließlich vom Tuchfilter 110 über die Leitung 182 zurück zum Gebläse 18 geführt wo dieser Teilstrom mit dem verbliebenen Teilstrom nach dem Austritt aus dem Wärmetauschergefäß 174 bei einer Temperatur von etwa 150⁰C gemischt wird.

Ebenso kann das Trocknungsmedium, welches durch die Heizschlangen 58 im Kohlentrockner 60 zirkuliert, direkt im Gehäuseteil 174 in der Heizfläche 190 erhitzt werden, wobei zwei Anschlußleitungen 184 und 186 vorgesehen sind und in einer dieser Leitungen eine

SS Umwälzpumpe 188 angeordnet ist In diesem Fall kann das Trocknungsmedium Wasserdampf sein, der im Wärmetauscher 190 durch die Wärme des Trockenlöscngases erhitzt bzw. erzengt wurde.

Sämtlichen drei Ausführungsformen der Erfindung

ist gemeinsam, daß die aus dan heißen Koks stammende Wärmeenergie im großen Aasmaß verwendet wird wobei die Verwendung der trockenen and auf «we 250° C erhitzten Kohle die Erzeugung von Koks bestei Qualität ermöglicht und damit auch die Arbeitsvorgän

*5 ge im nachgeschalteten Hochofenprozeß rssert

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche: 24

1. Verfahren zur Trocknung und Vorerhitzung der gemahlenen Kohle, insbesondere von Kokskoh-Ie. im Gasstrom, wobei die Kohle im vorerhitzten Zustand in den Verkokungsofen oder Vergasungsofen eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung und die Vorerhitzung jeweils in getrennten Gasströmen erfolgen. wobei zur Vorerhitzung ein inertes Heizgas verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die gemahlene Kohle zusätzlich zum Trocknungsgas von einem Trocknungsmedium indirekt erwärmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das inerte Heizgas aus einem Stickstoff-Kohlendioxyd-Gasgemisch gebildet ist, welches in einem geschlossenen Kreislauf geführt ist.

4. Verfahren nach Anspruch I und 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknungsgas, das Trocknungsmedium und das Heizgas direkt oder indirekt von der Abwärme des zu löschenden Kokses beheizt werden, wobei sowohl das Trocknungsmedium als auch das inerte Heizgas im geschlossenen Kreislauf geführt wird und das Trocknungsgas nach seiner Reinigung in an sich bekannter Weise in die freie Atmosphäre abgeblasen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Löschgases als Heizgas zur Vorerhitzung der getrockneten Kohle verwendet wird (F i g. 3).

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als zirkulierendes Trocknungsmedium eine Flüssigkeit, insbesondere öl oder Dampf, verwendet wird, die bzw. der indirekt oder gegebenenfalls über einen Zwischenkreislauf im Löschgasstrom erhitzt und im Trockner abgekühlt wird.

7. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die vorerhitzte Kohle vor ihrer Chargierung wäh-end ihrer Zwischenlagerung durch erhitztes Inertgas, inbesondere im Vorerhitzer abgekühltes Heizgas, durchströmt und auf Temperatur gehalten wird.

8. Verkokungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Löscheinrichtung der Kokereianlage mit einem Wärmetauscher verbunden ist. dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wärmetauscher (40, 172. 174) Heizflächen (44 bis 56. 170. 178. 190) für verschiedene Medien angeordnet sind, die mit dem Kohletrockner (60) bzw. dem Kohleerhitzer (98) wärmetechnisch in Wirkverbindung stehen, und daß vom Kohletrockner (60) zum Kohleerhitzer (98) und weiter zum Chargierbunker (144) Fördereinrichtungen (96. 104), insbesondere pneumatische Förderer, vorgesehen sind.

9. Verkokungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohletrockner (60) als <*> Schwebebett-Trockner mit Rohrschlangen (58) ausgebildet ist, die im Strömungsweg eines von der Heizfläche (46) des Wärmetauschers (40. 174) ausgehenden und zu diesem zurückführenden Trocknungsmedium angeordnet sind. ⁶S

10. Verkokungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohleerhitzer (98) an eine Heizfläche (44) im geschlossenen Kreis angeschlos-024