DE2516745B2

DE2516745B2 - Verfahren zur verschwelung von kohle

Info

Publication number: DE2516745B2
Application number: DE19752516745
Authority: DE
Inventors: Eugeniusz Dr.-Ing Zabrze; Cempiel Karol Dipl.-Ing Katowitz; Torbicz Kazimierz DipL-Ing.; Baran Marceli Prof. Dr.-Ing.habil.; Wilczynski Jerzy; Lachman Ignacy; Gleiwitz; Sakalus (Polen)
Original assignee: Biuro Projektow I Realizacji Inwestycji Przemyslu Syntezy Chemicznej Prosynchem, Gleiwitz (Polen)
Priority date: 1975-04-16
Filing date: 1975-04-16
Publication date: 1978-01-05
Also published as: DE2516745A1; DE2516745C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verschwelung von Steinkohlen- oder Braunkohlenstaub mit der Möglichkeit des Einsatzes in der Energietechnik und in der chemischen Industrie.

Bekannte Verschwelverfahren von Kohle unterscheiden sich durch verschiedenartige Wärmezufuhr, Korngrößen der Ausgangskohle und Konstruktion der Schwelöfen.

Ein bekanntes Verschwelverfahren beruht auf der Entgasung von flüssigen und gasförmigen Kohlenwasserstoffen und anderen flüchtigen Kohlenbestandteilen aus Kohle, wobei Temperaturen im Bereich von 500 bis 650⁰C in sauerstofffreier Atmosphäre angewendet werden. Der erhaltene Schwelkoks wird als Brennstoff oder als Ausgangsstoff in der chemischen Industrie weiter verwendet Die flüssigen Produkte dienen als Grundstoffe für wertvolle Kohlenstoffderivate. Das Schwelgas dient zur Herstellung von Wasserstoff oder es kann auch als Brennstoff genutzt werden.

Nach einem bekannten Verfahren wird die Verschwelung der Kohle von ihrer Verbrennung in einem Kessel oder anderen großtechnischen Anlagen vorgenommen. Dieses Verfahren ermöglicht es, flüssige Kohlenwasserstoffe aus Kohle zurückzugewinnen, wobei die Ausbeute ungefähr 10% der Masse der verbrannten Kohle ausmacht, und zugleich die Menge des in die Atmosphäre abgegebenen Schwefels bedeutend zu verringern.

Andere Vorschläge sind auf die Verschwelung von Rohkohle sowie Förderkohle in Heizflächenschwelöfen gegründet. Der erzeugte Schwelkoks wird auf einem mechanischen Rost verbrannt oder zu Pulver vermählen und dann in einem Staubkessel verbrannt.

Diese Lösung hat jedoch keine praktische Anwendung gefunden, da die üblichen Schwelöfen sehr kostenaufwendig und kompliziert im Betrieb sind. Zugleich entstanden auch viele Probleme, welche mit dem Umweltschutz in Zusammenhang stehen.

In Hinsicht auf die Größe und das komplizierte System konnte die erwähnte Lösung in den bisher arbeitenden Heizkraftwerken nicht erfolgreich eingesetzt werden.

In der DT-OS 21 41 876 und im Prospekt der Firma Dr. C. Otto & Comp. »Otto-Spülgasretorte« werden Verfahren b/.w. Vorrichtungen zur Verkokung oder Verschwelung von stückigen Kohleprodukten in Schachtofen angegeben, bei denen Heißgase im Gegenstrom bzw. Querstrom durch die Charge geführt ^r> werden. In diesem Verfahren kann nur stückiges Kohlenmaterial verwendet werden, da Kohlenstaub durch den Gasstrom mitgerissen werden würde. In der DT-OS 21 41 876 wird dabei besondere Aufmerksamkeit dem Problem der Herstellung eines stückigen

ίο Koksbrennstoffs mit hoher mechanischer Festigkeit bei der Hochtemperaturverkokung gewidmet.

In der FR-PS 12 58 016 wird ein Verfahren zur Verschwelung von Kohlenstaub beschrieben, bei dem der Kohlenstaub in einem Gasstrom in einen speziell

is beheizten Schwelapparat transportiert wird. Nach der Verschwelung werden Schwelgase und Koksklein in einem gekühlten Separator voneinander getrennt, wobei teilweise Kondensation der flüchtigen Verschwelungsprodukte auf dem Koksklein erfolgt, wodurch diese zusammen mit dem sofort nach der Abtrennung der Heizanlage zugeführten Flughalbkoks in den Kessel gelangen und zu umweltbelastenden Verbrennungsprodukten verbrannt werden. Der in die Heizanlage gelangte Teil der flüchtigen Verschwelungsprodukte geht der weiteren chemischen Nutzung verloren. Sie spezielle Beheizung des Schwelapparates und die Kühlung des Separators machen ein aufwendiges Wärmeaustauschsystem nötig, was die !nsiallationskosten, die Wartungskosten und den Raumbedarf einer solchen Anlage negativ beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der dem bisherigen Stand der Technik anhaftenden Nachteile, ein Verfahren zur Verschwelung von Steinkohlen- und Braunkohlenstaub vor der

J5 Verbrennung in Heizkraftwerken anzugeben, das in technisch einfacher Weise mit günstiger Energiebilanz und hoher Effektivität die Abtrennung der industriell wertvollen, bei der Verbrennung der Rohkohle aber umweltbelastenden flüchtigen Kohleanteile vom Brennmaterial Halbkoks gewährleistet, das durch einfache Erweiterung herkömmlicher Kesselanlagen industriell eingeführt werden kann und eine wirtschaftliche Verschwelung von Kohle vor ihrer Verbrennung in Heizkraftwerken möglich macht.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Verschwelung von Steinkohle oder Braunkohle, die in ein Trägerrauchgas eingeführt und dann verschwelt sind, wobei der gebildete Flughalbkoks von den Gasen getrennt und direkt einer Verbrennungskammer eines Dampfkessels zugeführt wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß staubförmige Kohle im Bereich von 0 bis 200 Mikron durch das Trägerrauchgas in einen Strom eines Teils aus der Verbrennungskammer des Dampfkessels kommenden heißen Rauchgases eingeführt, vermischt und verschwelt wird und daß der gebildete Flughalbkoks gemeinsam mit den ebenfalls in die Brenner der Verbrennungskammer zugeführten gasförmigen Produkten des Schwelprozesses nach vorheriger Entschwelung und Reinigung von flüssigen Fraktionen nach bekannten Verfahren verbrannt wird, wobei gegebenenfalls Rauchgas zugesetzt wird.

Das erfindungsgemäße Verschweiverfahren ist dadurch vorteilhaft, daß es zur gründlichen Vereinfachung der Schwelanlage beiträgt, weil nur der Einbau eines

ti5 Trennteils in ein neues oder bereits vorhandenes System einer Dampfkesselanlage notwendig ist und daß auf das Abkühlen des Halbkokses verzichtet werden kann.
Infolgedessen ist es möglich, die Schwelanlage allen

Kohlenstaub-Dampfkesselanlagen vorzuschalten und zwei sehr wesentliche Vorteile zu erreichen, und zwar die flüssigen Kohlenwasserstoffe aus Kohle zurückzugewinnen und die in die Atmosphäre abgegebenen Rauchgase in hohem Grad zu entschwefeln.

Hierdurch öffnet sich die Möglichkeit, die Energetik extensiv zu entwickeln, wobei gleichzeitig ein vollkommener Umweltschutz gesichert ist. Der Vorteil, welcher aus der Rückgewinnung flüssiger Kohlenwasserstoffe resultiert, ist offensichtlich. Es ist beachtenswert, JaB der gesamte Gehalt an organischem Schwefel in der Ausgangskc-'sle ungefähr zu 70% in den Urteer und zu 30% in das Schwelgas in Gestalt von Schwefelwasserstoffübergeht

Der Urteer als Ausgangsstoff vieler Kohlenstoffderivate wird zum Zwecke der Aufbereitung Raffinerien zugeführt. Das Schwelgas wird vom Schwefelwasserstoff am Ort gereinigt. Die Beseitigung des Schwefelwasserstoffs ist in diesem Fall nicht schwierig, weil derartige Entschwefelungsverfahren schon seit langem erfolgreich angewendet werden. Dagegen ist die Beseitigung von Schwefeldioxid aus den bei der Verbrennung von Kohle erzeugten Rauchgasen nicht zufriedenstellend, da die entsprechenden Verfahren sowohl von der technischen als auch von der wirtschaftlichen Seite bis heute noch nicht vollkommen ausgearbeitet sind. Außerdem ist die Menge der in den bekannten Systemen von Schwefeldioxid zu reinigenden Rauchgase gegenüber der Menge des Schwelgases, welches von Schwefelwasserstoff erfindungsgemäß zu reinigen ist, zehnmal größer.

Nachstehend wird die Erfindung anhand ei^es Ausführungsbeispiels zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verschwelung von Kohle unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert, in der in schematischer Darstellung eine Anlage zur Verschwelung von Kohle dargestellt ist.

Das Verfahren beruht darauf, daß man ein Gemisch

von Kohlenstaub und Rauchgas als Trägermittel aus einer Staubaufbereitungsanlage 4 durch ein Rohr 9 einem Mischrohr 10 zuführt, dem zugleich hocherhitzte Rauchgase durch ein Rohr 8 eingeblasen werden.

In Hinsicht auf die Korngröße des Kohlenstaubs — im Bereich von 0 bis 200 Mikron — erfolgt der Vorgang der Aufheizung und Verschwelung in einigen Tausendstel einer Sekunde unter praktisch isothermen Bedingungen und bei Temperaturen im engen Bereich zwischen 500 und 55O⁰C. In einem Zyklon 5 wird der erzeugte Flughalbkoks vom heißen Schwelgas getrennt. Heißer Flughalbkoks wird mittels eines Förderbands 6 einer Rohrleitung 3 zugeführt, von wo er durch kühle Rauchgase als Trägermittel in einen Brenner 2 eines Wasserkessels 1 eingeblasen wird.

Die Rauchgase zum Befördern des Flughalbkokses werden durch ein Gebläse 7 aus dem Raum des Wasserkessels 1 angesaugt, in welchem eine Temperatür von ungefähr 300⁰C herrscht. Heißes Schwelgas wird in einem Kühler 11 mittels Kesselspeisewasser oder Luft wandgekühlt, welche in die Verbrennungskammer des Wasserkessels 1 eingeführt wird. Kondensierte flüssige Produkte werden zusammen mit einem Teil des Flughalbkokses, welcher durch den Zyklon 5 nicht eingefangen wurde, in Tankwagen zu einer Anlage zur Aufbereitung von Kohlenstoffderivaten befördert.

Gereinigtes Schwelgas wird mittels eines Gebläses 13 in die Entschwefelungsanlage 14 befördert, wo die

3« Beseitigung von Schwefelwasserstoff erfolgt. Entschwefeltes Schwelgas mit einem Heizwert von 800 bis 1200Kcal/Nm³ wird in den Brenner 2 eingeführt und dort zusammen mit dem Flughalbkoks verbrannt. Der Kühler 11 und die Anlage 14 zur Entschwefelung von Schwelgas können auf einem beliebigen Platz außerhalb des Kesselhauses angeordnet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Verschwelung von Steinkohle oder Braunkohle, die in ein Trägerrauchgas eingeführt und dann verschwelt wird, wobei der gebildete Flughalbkoks von den Gasen getrennt und direkt einer Verbrennungskammer eines Dampfkessels zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß staubförmige Kohle im Bereich von 0 bis 200 Mikron durch das Trägerrauchgas in einen Strom eines Teils aus der Verbrennungskammer des Dampfkessels kommenden heißen Rauch^ases eingeführt, vermischt und verschwelt wird und daß der gebildete Flughalbkoks gemeinsam mit den ebenfalls in die Brenner der Verbrennungskammer zugeführten gasförmigen Produkten des Schwelprozesses nach deren vorheriger Entschwefelung und Reinigung von flüssigen Fraktionen nach bekannten Verfahren verbrannt wird, wobei gegebenenfalls Rauchgas zugesetzt wird.