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VERFAHREN ZUR TEMPERATURSTABILISIERUNG BEI DER ABWÄRME-VERWERTUNG
NACH DER KOKSTROCKENKÜHLUNGS-METHODE Die vorliegende Erfindung betrift den Kokstrockenhülungsprozeß,
der gegenwärtig in Kokereien weitgehende Verwendung findet, insbesondere ein Verfahren
zur Temperaturstabilisierung der Wärme nach der Kokstrockenkühlungsmethode.
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Bekannt ist ein in den Kokereibetrieben übliches Verfahren zum Gasstromdurchgang
im Umlaufsystem einer Koks--Trockenkühlanlage, das darin besteht, das im geschlossenen
Kreislauf ein inertes Gas zirkuliert, das von einem Saugzugventilator zum unteren
Teil der Kühlkammer gelangt, danach beim Passieren der Koksschicht in der Löschzone
Staubpartikeln
mitreißt und einer Beruhigungskammer zugeführt wird.
Das mit Feinstaubfraktionen gesättigte Gas strömt aus der Beruhigungskammer einem
Abhitzkessel zu, wo es seine Wärme abgibt und sich über eine Zyklonvorrichtung weiter
bewegt, die zum Auffangen eines Teils des Staubes aus Gas dient.Mit Hilfe des Saugzugventilators
wird das Gas ferner in die Kammer gefördert, und danri wiederholt sich das Arbeitsspiel.
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Dieses bekannte Verfahren ist mit Nachteilen behaftet.
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Bei Änderung des technologischen Betriebszustandes der Kokerei öfen
(Verkokungs-, Neumöllerungszeit u.dgl.), bei geringstem Undichtwerden des Abhitzkessels,
der Kühlkammer und Gaswege der Koks-Trockenkühlanlage(KTKA) ändert sich die Zusammensetzung
des Zirkulationsgases. Dabei kann der Gehalt an "unerwünschten" Komponenten (feuer-
und explosionsgefährlichen) wie CO, H2, CH4 monoton zunehmen sowie stark schwanken.
In solchen Fällen tritt eine Notsituation ein, die wesentliche wirtschaftliche Verluste
bewirkt und die Arbeit der Kokerei und Dampfenergiewirtschaft des Kokereibetriebes
zerriittet.
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Wie Produktionserfahrungen zeiGen, ereignen sich durch Zunahme des
Gehsiltes an den obenerwähnten Bestandteilen in den Gaszügen des Abhitzkessels und
an anderen Stellen örtliche Explosionen ("Knall"), Gasausbrüche über Verschlüsse
der Austragvorrichtung der Kühlkammer und sonstige ähnliche Erscheinungen.
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Schwankungen in der Zusammensetzung des Zirkulationsgases
bestimmen
auch den Koksabbrand in der Kühlkammer voraus.
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Große Komplikationen im Betrieb führt der beim Trockenlöschen entstehende
Koksstaub herbei .
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An den vorhandenen KTKA sind einige Maßnahmen zur Bekämp fung der
Zusammensetzungsschwankungen des Zirkulationsgases und der Zunahme des Koksstaubgehaltes
getroffen. So wird im oberen Teil der Kühlkammer durch an einigen Schauöffnungen
angeordnete Sonderscheiben dem ringförmigen Sammelkanal der Kühlkammer Iiuft zum
Nachbrennen der brennbaren Bestandteile des Zirkulationsgases zugeführt. Die Steuerbarkeit
dieses Vorganges ist ungenugend, die Verwandlung des Sammelkanals der Kühlkammer
in eine Iachverbrennungskaiuer kaum zweckdienlich, weil die letztere nicht für solche
Wärmeverhätnisse ausgelegt ist. Bei starker Zunahme des Gehaltes an bremibaron Bestandteilen
im Zirkulationsgas kann außerdem diese Maßnahme wegen begrenzter Lufteinströmung
in den Sammelkanal ihre Aufgabe nicht vollständig lösen0 Die im technologischen
Schema der bisherigen KTKA vorhandenen Entstaubungsverfahren, die mit Hilfe einer
Beruhigungskammer und Zyklonen verwirklicht werden, sind auch nicht imstande, die
Minimierungsfrage des Koksstaubgehaltes im Gas von Grund aus zu lösen.
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Es ist somit Zweck der vorliegenden Erfindung, die obenerwähnten
Nachteile zu vermeiden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches
Verfahren
zur Temperaturstabilisiernung des Zirkulationsgases zwecks Konstanthaltung des Koksstaubgehaltes
im Umlaufsystem der KTKA zu schaffen, bei dem den Rauptaggregaten der KTKA ein Gasstrom
zugeführt wird, der einen praktisch gleichbleibenden Gehalt an brennbaren Bestandteilen
und feinverteil@em Koksstaub (mit TeilchengröBe unter 0,5 mm) aufweist, d.h. ohne
daß eine Zunahme ihres Gehaltes im Zirkulationsgas zugelassen wird.
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Erfindungsgemäß zeichnet sich das Verfahren zur Temperaturstabilisierung
bei Abwärmeverwertung nach der Kokstrockenkuhlungsmethode, bei dem das beim Kokstrockenlöschen
erzeugte, brennbare Bestandteile enthaltende Zirkulationsgas verbrannt und zur Dampferzeugung
zum Abhitzkessel geleitet wird, dadurch aus, daB bei einer Abweichung der wärmeenergetischen
Daten des Dampf es im Abhitzkessel von dem vorgegebenen konstanten Niveau das erwähnte
Zirkulationsgas zusätzlich nachverbrannt wird, wozu seinem Strom ein Brenn gemisch
aus Luft und Heiz-, zrd-, Zechen- oder in seinem Heizwert ähnlichen Gas bei einer
Temperatur von 1000 bis 1200°C zugeführt wird.
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Ein solches Vorgehen bietet die Möglichkeit, die Konstanz der wärmeenergetischen
Daten des im Abhitzkessel erzeugten Dampfes unabhängig vom Eintreten von Koks in
die KTKA zu gewährleisten, dazu noch auf Kostenverhältnismäßig unkomplizierter und
preiswerter technologischer Mittel.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung
kennzeichnet sich das Verfahren zur Temperaturstabilisierung dadurch, daß von dem
Strom des erwähnten Zirkulationsgases, der von der Kokslöschkammer zum Abhitzkessel
strömt, 0,8 bis l,5, Zirkulationsgas nach der Zone seiner Nachverbrennung im Gemisch
mit Luft und Heizgas abgeleitet und die in dieser Zone entstehenden Brenngase dem
gesamten Zirkulationsgasstrom angeschlossen werden.
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Ein solcher konkreter Hinweis auf den Anteil des Ableitstromes vom
Zirkulationsgas wurde ausgehend von reellen Betriebsbedingungen der Anlagen zur
Abwärmeverwertung beim Kokstrockenlöschen gewählt, um optimale Stabilisierungs verhältnisse
zu erhalten.
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an Nachstehend wird die vorliegende Erfindung einem praktischen Ausführungsbeispiel
in der unten folgenden Beschreibung sowie anhand der beigefügten Zeichnung näher
erläutert, die das grundsätzliche Schema einer erfindungsgemäß arbeitenden Anlage
zur Äbwärmeverwertung beim Kokstrockenlöschen zeigt.
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Das erfindungsgemäß - vorgeschlagene Verfahren zur Temperaturstabilisierung
unterscheidet sich von dem früheren Verfahren dadurch aus, daß der Strom eines eils
des Zirkulationsgases mit einer Temperatur von etwa 800°C, welcher iu seiner Zusammensetzung
brennbare Bestandteile und feinverteilten Staub aufweist, beim austritt aus der
Beruhigungskammer I
in einer Menge von 0,8 bis 1,5» Zirkulationsgas
mit Hilfe eines Saugzugventilators 2 zwangsläufig einer Nachverbrennungskanmer 3
zugeführt wird, in die gleichzeitig zur Verwirklichung der Verbrennung Heizgas und
mit einem Gebläse 4 - Luft unter Druck gefördert werden. Die Menge des Zirkulations
gases, das innerhalb der angegebenen Grenzen aus dem Umlaufkreis der Anlage zur
Nachverbrennung abgeleitet wird, hängt von der Überschreitung des Gehaltes an brennbaren
Bestandteilen gegenüber dem Normalgehalt im gesamten Strom des Sirkulationsgases
ab und wird über eine Drossel 5 oder andere Regelvorrichtung selbsttätig eingestellt.
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Unter Zuhilfenahme einer Luftpumpe 9 wird Gas aus dem Abhitzkessel
6 über ein Filter 10 mit Schlammabscheider in die Kokskühlkammer 7 zurückgeführt.
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Die Nachverbrennung findet bei einer Temperatur von 1000 bis 12000C
statt. Des nachverbrannte Zirkulationsgas wird mit Hilfe des Saugzugventilators
2 dem gemeinsamen Strom des Zirkulationsgases vor dem Abhitzkessel 6 zugeleitet,
was die iöglchkeit bietet, die als Ergebnis der Nachverbrennung entwickelte Wärme
zusätzlich zu verwerten. Die Menge an Gasen vor der Kühlkammer 7 nimmt infolge der
Nachverbrennung der brennbaren Bestandteile und des feinverteilten Staubes im Umlaufkreis
der KTKA zu. Deswegen ist die Abführung des überschüssigen Teils des Gasstromes
aus dem Kreislauf über ein Sammelrohr 8 vorgesehen. Dabei werden die Bedingungen
der
Regelung der auf die Kühlkammer 7 einwirkenden Gasbelastung
wesentlich besser. Es ist viel leichter, diesen Verbrauch der Änderung der wegzunehmenden
Gasmenge auf diese Weise, als durch Luftsog über Undichtheiten des Gasweges zu regeln.
Letzteres führt zudem einen zusätzlichen Koksabbrand in der Kihlklammer 7 herbei.
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Es wurde festgestellt, daß im Normalbetrieb der KTKA etwa 0,1% Koks
unter Bildung von CO abgebrannt wird, An der Anlage mit einer 1)urchsatzleistung
von 56 t/h werden bei diesem Abbrand 135 nm³ CO je Stunde gebildet. Um die entstehenden
brennbaren Bestandteile zu verbrennen, muß bei einem Gesamtvolumen der Zirkulationsgase
von 8000 nm3/h etwa 1% Gas nachverbrannt werden. Die Menge der entstehenden brennbaren
Bestandteile kann nach der einen oder anderen Seite schwanken. Deswegen wird eine
prozentuale Änderung des gesamten, zum Nachverbrennen zu leitenden Gasstromes von
0,8 bis 1,5% vorgesehen.
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Bei dem obenerwähnten Vorgang kann als Heizgas z.B. Erd--bzw. Zechengas
oder eine andere, in jedem konkreten Fall zugängliche Quelle von brennbaren Bestandteilen
eingesetzt werden, die ein zur Nachverbrennung des Zirkulationsgases hinreichenden
Heizwert besitzt. Den auf diesem Gebiet tätige Fachleuchten sind solche Anforderungen
gut bekannt und eine genaue Angabe der Zusammensetzung oder Herkunft des Heizgases
ist in diesem Fall nicht kritisch für die Verwirklichung des vorliegenden Verfahrens.
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Da praktisch die Stabilisierung der Zusammensetzung des Zirkulationsgases
und dessen Nachv erbrennungsv orgänge letzten Endes mit der Gewährleistung einer
stabilen Wärmeabgabe verbunden sind, die durch den Abhitzkessel erzeugt wird, können
zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens bekannte Meßvorrichtungen, die
die wärmeenergetischen Daten des vom Abhitzkessel erzeugten Dampfes zu überwachen
vermögen, in Kombination mit dem Abhitzkessel angeordnet werden. dabei kann man
mit Hilfe dieser Vorrichtungen sowohl die Temperatur des erzeugten Dampf es als
auch den Druck oder die Wärmesättigung verfolgen Bei Abweichungen der wärmeenergetischen
Daten des Dampfes von dem vorgegebenen konstanten Niveau geben die (nicht dargestellten)
Überwachungs= und Meßvorrichtungen ein Signal zum Beginn der Zuführung des Luft-Heizgas-Gemisches
in den Zirkulationsgasstrom ab, um die vorhandenen restlichen brennbaren Bestandteile
im Zirkulationsgas nachzuverbrennen. Die erwähnte Förderung des Brenngemisches bricht
bei der Wiederherstellung des Betriebszustandes des Abhitzkessels ab, was z.B. sich
aus der Wiederherstellung der Normalzufuhr von Koks in dessen Kühlkammer ergeben
kann.
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Außer ihren im Hinblick auf die wärmeenergetische Wirksamkeit des
Betriebes der Anlagen zur Abwärmeverwertung beim Kokstrockenlöschen verständlichen
Vorteilen wird mit der vorliegenden
Erfindung die Beseitigung
von Notsituationen bei der eine Bedienung von Kokereiöfen und beträchtliche Verbesserung
der sanitären Arbeitsverhältnisse des Bedienungspersonals gewährleitet.
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Es ist klar, daß die Verwirklichung der vorliegenden Erfindung allerlei
nbänderungen in bezug auf die Zufuhr von brennbaren Bestandteilen, das Mischverfahren
usw. aufweisen kann. In jedem annehmbaren Fall müssen nichtsdestoweniger die Bedingungen
eingehalten werden, die in den unten folgenden Patentansprüchen festgelegt sind.