DE2416558A1

DE2416558A1 - Verfahren und vorrichtung zum verkoken von kohle

Info

Publication number: DE2416558A1
Application number: DE2416558A
Authority: DE
Inventors: Gregor Kenneth Vincent Mac; Charles William Wood
Original assignee: Carves Simon Ltd
Current assignee: Carves Simon Ltd
Priority date: 1973-04-05
Filing date: 1974-04-05
Publication date: 1974-10-24
Also published as: FR2224539A1; CA1001983A; GB1460735A; ZA742130B; AU6728774A; IN140312B; JPS502702A; ES424949A1

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. RICHARD GLAWE ■ DIPL, ING. .KLAUS DELFS · DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL MÖNCHEN HAMBURG MÜNCHEN

8MONCHEN26 2HAMBURG52

POSTFACH 37 WAlTZSTR. 12 LIEBHERRSTR. 20 TEL. (040) 89 22 55

TEL. (089) 22 65 48 TELEX 21 29 21 sp« TELEX 52 25 05 spez

IHRE NACHRICHT VOM UNSER ZEICHEN MÖNCHEN

A 18

SIMON-CARVES LIMITED
Stockport/ England

Verfahren und Vorrichtung zum Verkoken von Kohle

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sammeln und Verwerten staubhaltiger Gase, die aus der Kammer eines Verkokungsofens bei und/oder nach deren Beschicken mit zu verkokender Kohle entv/eichen.

öfen zur Herstellung von Koks werden gewöhnlich in Batterien angeordnet, die aus einer Anzahl von Ofenkammern bestehen, die nebeneinander angeordnet sind und bei denen zwischen jedem Paar benachbarter Ofenkammern Heizungsabzüge dazwischengeschaltet sind. Jede Ofenkammer wird abwechselnd mit Kohle beladen und nach einer geeigneten Verkokungsdauer,

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z.B. zwischen 10 und 24 Stunden, wird der erhaltene Koks aus der Ofenkammer entnommen und diese wird sofort danach erneut mit frischer Kohle zum Verkoken gefüllt, so daß die Ofenkammern in einer Batterie wiederholt in ausgewählter Weise be- und entladen werden.

Gasförmige Verkokungsprodukte entweichen aus jeder Ofenkammer über eine oder mehrere Abzugsrohre, die sich oben an der Kammer befinden, wobei die Gase durch Flottensprühmittel gekühlt und in eine Sammelrohrleitung geführt werden, die sie gewöhnlich durch eine Fertigungsstätte für Nebenprodukte führen, wo unter anderem ein Kondensat aus Teer und Ammoniakwasser zur nachfolgenden Verwertung entnommen wird. Die Gase, die die Fertigungsstatte für die Nebenprodukte verlassen, werden später als Brennstoff verwendet, z.B. für die Heizungsabzüge der Batterie.

Es wird fortschreitend üblich, Kohle, bevor sie den Ofenkammern zugeführt wird, zu trocknen und vorzuheizen, um so die Zeit und die Kosten beim Verkokungsprozeß zu vermindern. Jedoch wird beim Beladen der getrockneten und vorgeheizten Kohle in eine Ofenkammer eine bedeutende Menge von Kohlenstaub produziert, der von den Gasen mitgerissen wird, die in das Abzugsrohr oder die Röhren eingeleitet wird. Die staubhaltigen Gase werden so in die Sammelrohrleitung eingeleitet und erfordern eine größere Behandlung, bevor sie in die Fertigungsstatte für die Nebenprodukte eingeleitet wer-

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den, um den Staub aus dem Gas zu entfernen. In einigen Fällen werden die staubhaltigen Gase direkt in die Fertigungsstätte für die Nebenprodukte ohne jegliche Vorbehandlung eingeleitet, so daß es notwendig ist, den Staub aus den Produkten der Fertigungsstätte zu entfernen.

Es ist klar, daß ein kontinuierlicher Gasfluß zu der Fertigungsstatte für Nebenprodukte über die Sammelrohrleitung oder -leitungen erfolgt, wenn die Ofenkammern einer Batterie in ausgewählter Reihenfolge be- und entladen werden.

Es sind Anordnungen vorgeschlagen worden, um jede Sammelrohrleitung durch ein Paar einzelner Rohrleitungen zu ersetzen, die wahlweise und automatisch mit jedem Abzugsrohr so verbunden werden können, daß während und für einen ausgewählten Zeitraum, der dem Beladen jeder Ofenkammer folgt, die über das oder jedes Abzugsrohr abgegebenen staubhaltigen Gase in eine Sammelrohrleitung geleitet werden, deren Ausgang mit einer Behandlungsvorrichtung zum Entfernen des Staubes verbunden ist, und diejenigen Gase, die nach dem ausgewählten Zeitraum abgegeben werden, werden in die andere Sammelrohrleitung eingeführt, deren Ausgang direkt mit der Fertigungsstätte für die Nebenprodukte verbunden sein kann.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Sammeln ' und Verwerten staubhaltiger Gase anzugeben, die aus einer Verkokungsofenkammer abgegeben werden.

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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Sammeln und Verwerten staubhaltiger Gase, die während und für eine bestimmte Zeit nach dem Beladen der Kammer eines Verkokungsofens mit zu verkokender Kohle aus der Kammer entweichen, angegeben, das durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet

Mindestens
ist: /teilweises Abkühlen der die Ofenkammer verlassenden Gase, Einleiten dieser Gase in eine Sammelrohrleitung, Überleiten der Gase aus der Sammelrohrleitung in eine Verbrennungskammer eines Wärmeaustauschers zum Trocknen und Vorheizen der nachfolgend zu verkokenden Kohle und Verbrennen der Gase als Brennstoff in der Verbrennungskammer.

Vorzugsweise werden diese Gase zuerst in eine erste Verbrennungskammer des Wärmeaustauschers eingeleitet, wobei Verbrennungsluft dazugemiseht wird und die Gase in dieser Verbrennungskammer zusammen mit der Verbrennungsluft verbrannt werden; danach werden sie in eine zweite Verbrennungskammer, in der im wesentlichen staubfreies Gas zum Verbrennen dazugemischt wird, um zumindest einen Teil der darin enthaltenen Luft zu entfernen, und schließlich in eine Vorheizkammer des Wärmeaustauschers übergeleitet.

Ein als Ergebnis des Kühl-Verfahrensschrittes in der Sammelrohrleitung gebildetes Kondensat wird vorzugsweise Mitteln zum Abtrennen relativ reiner Flotte/zugeführt.

oder Lauge

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Weiterhin wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geschaffen.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform wird nun anhand eines Beispiels mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben, die schematisch eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.

Die Betriebsanlage weist eine Verkokungsofenbatterie auf, die allgemein in Endansicht mit 10 gekennzeichnet ist. Zwei Abzugsrohre 11 bzw. 11a sind mit dem oberen Bereich jeder Ofenkammer an deren jeweiligem Ende verbunden, wobei jedes Abzugsrohr über einen Kanal 14 wahlweise mit einem Paar Sammelrohrleitungen 12 und 13 verbunden ist, die sich entlang der gesamten Ofenbatterie erstrecken. Die Verbindung des Kanals 14 mit den Sammelrohrleitungen wird durch ein Paar zugehöriger, zur Absperrung der Flotte benötigter Ventile 12a bzw. 13a beeinflußt, wobei die schematisch mit 50 dargestellten Mittel vorgesehen sind, um sicherzustellen, daß jedes Ventil schließt, wenn das andere öffnet. Einer oder mehrere Wasserstrahlen sind in jedem Kanal vorgesehen, um die durchtretenden Gase zu kühlen, wobei die Wasserversorgung dazu über eine Leitung 16 erfolgt, wie im folgenden beschrieben werden wird.

Die Sammelrohrleitung 12 ist über eine Leitung 17 mit

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einer Nebenproduktbetriebsanlage zum Herauslösen verschiedener Nebenprodukte aus den Gasen verbunden, die in bekannter Weise zugeführt werden. Sine Rohrleitung 1ö ist mit dem unteren Bereich der Saamelrohrleitung 12 zum Abfluß der Flotte daraus in einen Klärbehälter 19 verbunden, aus dessen oberem Bereich relativ klare Flüssigkeit durch eine Pumpe 20 abgezogen werden kann, um die Leitung 16 über eine Leitung 21 zu versorgen.

Die Sammelrohrleitung 13 ist über eine Leitung 22 und ein Gebläse 23 mit einer ersten Verbrennungskammer 24 einer Wärmeaustäuschereinrichtung zum Trocknen und Vorheizen der zu verkokenden Kohle verbunden. Ein Umwegventil 25 ist dem Gebläse 23 zugeordnet und kann empfindlich auf einen Gasfluß aus der Sammelrohrleitung 13 über eine Leitung 26 betätigt werden, wie beschrieben werden wird, line Rohrleitung 27 ist mit dem unteren Bereich der Sammelrohrleitung 13 verbunden, um darin enthaltene Flotte in einen Klärbehälter 28 abzulassen, aus dessen oberem Bereich relativ klare Flüssigkeit durch eine Pumpe 29 abgezogen v/erden kann, um die Leitung 16 über eine Leitung 30 zu versorgen.

Relativ feste Materialien, wie staubhaltiger Teer und Ammoniakwasser, werden von den unteren Bereichen der Klärbehälter 19 und 28 zu einem Abklärungssystem über eine Leitung 36 abgezogen.

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Die Trocknungs- und Vorheizungseinrichtung v/eist außerdem eine zweite Verbrennungskammer 31 auf, die mit dem Ausgang der ersten Kammer 24 verbunden ist und einen Ausgang 32 für heiße Gase zu einer Trocknungs- und Vorheizkammer 38 hat. Eine Versorgung von im wesentlichen staubfreiem Gas kann der zweiten Verbrennungskammer 31 über eine Leitung 33 und, falls gewünscht, über eine Leitung 34 und ein Einwegventil 35 zu der ersten Verbrennungskammer 24 zugeführt werden, wie beschrieben werden wird. Eine Versorgung der Verbrennungsluft zu der ersten Verbrennungskammer 24 wird über eine Leitung 37 geschaffen.

Es ist klar, daß das Abzugsrohr 11a und seine dazugehörige angeschlossene Sammelrohrleitung einfach dazu dient, um das Bestehen und den Betrieb des Abzugsrohrs 11 und der angeschlossenen Sammelrohrleitung 12, 13 zu wiederholen. Daher sind die Gas- und Flottenleitungen 22a, 27a, 17a und 18a mit den Leitungen 22, 27, 17 bzw. 18 verbunden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit Hilfe der oben beschriebenen Vorrichtung durchgeführt und im folgenden beschrieben.

Während des Zeitraums, in dem eine Ofenkammer der Batterie 10 mit zu verkokender Kohle beladen wird und für einen ausgewählten Zeitraum danach, wobei der gesamte Zeitraum zwi-

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sehen 20 Minuten und 2 Stunden dauert, während die Gase, die aus der Ofenkammer über die Abzugsrohre 11 (und 11a) abgegeben werden, in den Kanälen 14 gekühlt und, wenn das Ventil 12a geschlossen und das Ventil 13a offen ist, zu jeder Hauptrohrleitung 13 geleitet. Sprühflotte und Kondensat, die in den Sammelrohrleitungen 13 gesammelt werden, werden zu dem Klärbehälter 28 geleitet, während die abgekühlten Gase durch das Gebläse 23 über die Leitung 22 in die erste Verbrennungskammer 24 der Vorheizungseinrichtung abgezogen. In dieser Kammer werden die Gase in Gegenwart von ausreichender Überschußluft aus der Leitung 36 verbrannt und die erhaltenen heißen Gase werden in die zweite Verbrennungskammer 31 eingeleitet, wobei mit der Einleitung von relativ staubfreiem Gas aus der Leitung 33 im wesentlichen die gesamte verbliebene Verbrennungsluft abgebrannt wird und die verbliebenen heißen Gase werden in den Wärmeaustauscher eingeleitet, um die im folgenden in den Ofenkammern der Batterie 10 zu verkokende Kohle zu trocknen und vorzuheizen.

Das Umwegventil 25, das normalerweise teilweise offen ist, um etwas Gas durch das Gebläse 23 zurückzuführen, wird benützt, um den Druck des Gases in der Sammelrohrleitung 13 zu steuern, die das Ventil 25 über die Leitung 26 betätigt. Sollte der Gasdruck in der Sammelrohrleitung 13 über einen gewünschten Wert ansteigen, wird das Ventil 25 automatisch näher in seine geschlossene Stellung bewegt, so daß es den Fluß von zurückgeführtem Gas vermindert und mehr Gas aus der

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Sammelrohrleitung 13 abzieht, um den Druck in der Sammelrohrleitung auf den gewünschten wert wieder herzustellen.

Nachdem der oben erwähnte Zeitraum abgelaufen ist, d.h. wenn das Verhältnis von Staub in den Gasen, der von der Ofenkammer abgegeben worden ist, sich auf einen annehmbaren Wert vermindert hat, wird das Ventil 13a geschlossen und das Ventil 12a geöffnet, um danach Gase während der Verkokungsdauer in die andere Sammelrohrleitung 12 überzuleiten. Aus diesem Grund werden während dieses letzteren Zeitraumes Kühlflotte und Kondensate, die in der Sammelrohrleitung 12 gesammelt worden sind, über die Leitung 18 dem Klärbehälter 19 zugeführt und Gase in der Sammelrohrleitung 12 werden direkt über die Leitung 17 der Betriebsanlage für Nebenprodukte zugeführt.

Die Zufuhr von relativ reiner Flotte in die Leitung 16 zum Kühlen des Gases in dem Kanal 14 wird durch eine geeignete Anordnung von Ventilen so gesteuert, daß, wenn der Kanal 14 mit der Sammelrohrleitung 13 verbunden ist, die Versorgung der Leitung 16- mit Flotte über die Leitung 30 aus dem Behälter 28 kommt, und wenn der Kanal 14 mit der Sammelrohrleitung 12 in Verbindung steht, die Versorgung mit Flotte über die Leitung 21 aus dem Behälter 19 erfolgt.

Da die Öfen der Batterie 10, wie oben beschrieben, in ausgewählter Folge be- und entladen v/erden, wird erwartet,

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daß immer ein Nachschub von Gas in beiden Sammelrohrleitungen 12 und 13 bestellt, so daß die ßetriebsanlage für Nebenprodukte und die Trocken- und Vorheizeinrichtung kontinuierlich mit Gas versorgt werden können. Sollte sich das Gasvolunien in der Leitung 22 auf einen nicht ausreichenden Wert vermindern, ist das Ventil 35 in der Leitung 34 so angeordnet, daß es sich automatisch öffnet, um etwas relativ staubfreies Gas aus der Leitung 33 in die erste Verbrennungskammer 24 zu leiten, wobei das Ventil 35 automatisch geschlossen wird, wenn in der Leitung 22 eine angemessene Versorgung von staubhaltigem Gas wieder hergestellt worden ist.

Da das Gasvolumen in der Sammelrohrleitung 13 im allgemeinen größer ist als erforderlich, um als Brennstoff für die Trocken- und Vorheizeinrichtung zu dienen, ist es klar, daß dann ein ausgewählter und gesteuerter Teil des Gases der letzteren Einrichtung zugeführt werden kann, wobei der Rest zur Beseitigung oder zu anderem Gebrauch abgezogen wird, und eine geeignete Einrichtung vorgesehen ist, um das Gasvolumen zu bestimmen und automatisch das ungewünschte Gas abzuleiten. Falls gewünscht, können die staubhaltigen Gase weiterhin einer Vorbehandlung unterworfen werden, bevor sie in die Trocken- und Vorheizeinrichtung eintreten; z.B. können sie in einen elektrostatischen Ausfällapparat oder eine andere Einrichtung eingeleitet werden, um einige der darin mitgerissenen festen Teilchen zu entfernen.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Sammeln und Verwerten staubhaltiger Gase, die aus der Kammer eines Verkokungsofens bei und/ oder nach deren Beschicken mit zu verkokender Kohle entweichen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Mindestens teilweises Abkühlen der die -Ofenkammer (10) verlassenden Gase, Einleiten dieser Gase in eine Sammelrohrleitung (13), überleiten der Gase aus der* .Sammelrohrleitung (13) in eine Verbrennungskammer (24) eines Wärmeaustauschers zum Trocknen und Vorheizen der nachfolgend zu verkokenden Kohle und Verbrennen der Gase als Brennstoff in der Verbrennungskammer (24).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase zuerst in eine erste Verbrennungskammer (24) des Wärmeaustauschers eingeleitet werden, wobei Verbrennungsluft dazugemischt wird, und die Gase in dieser Verbrennungskammer (24) zusammen mit der Verbrennungsluft verbrannt werden, danach in eine zweite Verbrennungskammer (31), in der im wesentlichen staubfreies Gas zum Verbrennen dazugemischt wird, um zumindest einen Teil der darin enthaltenen Luft zu entfernen, und schließlich in eine Vorheizkammer (38) des Wärmeaustauschers übergeleitet werden.

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3- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Ergebnis des Kühlverfahrensschrittes in der Sammelrohrleitung (13) gebildetes Kondensat Mitteln zum Abtrennen relativ reiner Flotte zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Fehlen einer ausreichenden Gasmenge, die in die erste Verbrennungskammer (24) aus der Saminelrohrleitung (13) eintritt, im wesentlichen staubfreies Gas mit staubhaltigem Gas in der ersten Verbrennungskammer (24) gemischt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlverfahrensschritt unter Verwendung von relativ sauberer Flotte durchgeführt wird, die aus dem Kondensat abgetrennt wurde, wobei die staubhaltigen Gase vor dem Eintritt in die Sammelrohrleitung (13) mit dieser Flotte besprüht wurden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Sammeln und Verwerten staubhaltiger Gase, die während und für eine bestimmte Zeit nach dem Beladen der Kammer eines Verkokungsofens mit zu verkokender Kohle aus der Kammer entweichen, gekennzeichnet durch Mittel zum zumindest teilweisen Kühlen der die Of en-

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kammer (10) verlassenden Gase, einen Kanal (14) zum Einleiten dieser Gase in eine Sammelrohrleitung (13) und eine Rohrleitung (22) zum Überleiten der Gase aus der Sammelrohrleitung (13) in eine Verbrennungskammer (24) des Wärmeaustauschers zum Trocknen und Vorheizen der nachfolgend zu verkokenden Kohle, wobei die Verbrennungskammer (24) Gasbrenner aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher eine erste Verbrennungskammer (24), die eine Zufuhr von Verbrennungsluft hat, eine zweite Verbrennungskammer (31), der in der ersten Verbrennungskammer (24) in Anwesenheit der Luft verbranntes Gas zugeführt und das in der zweiten Verbrennungskammer (31) mit im wesentlichen staubfreiem Gas zur weiteren Verbrennung zugemischt wird, und eine Vorheizkammer (38) aufweist, der aus der zweiten Verbrennungskammer (31) das Gas zugeführt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Klärbehälter (28) zur Aufnahme des in der Sammelrohrleitung (13) als Ergebnis des Kühlschrittes gebildeten Kondensats, wobei relativ saubere Flotte abgetrennt worden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (22) ausgehend von

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der Sammelrohrleitung (13), ein Gebläse (23) aufweist, dem ein Umwegventil (25) zugeordnet und das mit der Sammelrohrleitung (13) so verbunden und zum öffnen undSchließen so angeordnet ist, daß es auf Änderungen des Gasdruckes in der Sammelrohrleitung (13) reagiert und so den Druck steuert.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelrohrleitung (13) eine Leitung eines Paars getrennter Sammelrohrleitungen (12, 13) bildet, die entlang einer Reihe von Ofenkammern (10) verlaufen, daß Ventileinrichtungen (12a, 13a) vorgesehen und angeordnet sind, um nach dem ausgewählten Zeitraum die erste Sammelrohrleitung (13) von der Ofenkammer (10) zu trennen und um gleichzeitig die andere Sammelrohrleitung (12) während des restlichen Verkokungszeitraumes sowohl mit der Ofenkammer (10) als auch mit der Betriebsanlage für die Nebenprodukte direkt zu verbinden.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Verbindungsrohrleitungen oder Paare von Rohrleitungen aufweist, die entsprechend mit verschiedenen Bereichen der Kammer (10) des Verkokungsofens und mit den übrigen Teilen der Vorrichtung verbunden sind, um die Gase zu sammeln und zu verwerten.

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