DE2524951A1 - Verfahren zur herstellung von koernigem oder pulverfoermigem koks - Google Patents
Verfahren zur herstellung von koernigem oder pulverfoermigem koksInfo
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Description
Patentanwälte Dipl.-lng. I Jans Langosch Dr.-!ng. Heinz Hosenthien
• 7000 Stuttgart 1 Herdweg 62 Telofon (07^.1) 296523
HOUILLERES DU BASSIN DE LORRAINE
2, Rue de Metz
F-57802 Freyming-Merlebach (Mosel)
Frankreich
Verfahren zur Herstellung von körnigem oder pulverförmiger^ Koks
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von körnigem oder pulverförmigem Koks, bei dem dieser
in einem leicht geneigt angeordneten Rohrdrehofen eingegeben wird und bei dem man beim Durchlauf des Guts
die erforderliche Wärmemenge für die Verkokung durch Verbrennung eines Teils der flüchtigen Bestandteile
ORJQ,NAL ,NS
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der verarbeiteten Kohle durch Luftzufuhr in den Ofen
gewinnt, wobei als Kohle Feinkohle oder Stückkohle dient mit einem Bestandteil flüchtiger Stoffe von über
15 % und einer Quellziffer (indice de gonflement) zwischen 1 und 8 und die Verkokung bei einer Temperatur
zwischen 600 und HOO0C erfolgt.
Kohlen der Art, wie sie beim erfindungsgemäßen Verfahren
verwendet werden sollen, können nur durch eine sehr komplizierte Technik verkokt werden, bei denen ein
Verbacken beim Durchgang durch die plastische Phase vor dem Wiederfestwerden verhindert wird. Es ist bekannt,
die Verkokung in einem Bett aus neutralem Material, beispielsweise Sand oder Kokspulver ohne die Bildung
von Konglomeraten durchzuführen. Die erforderliche Wärme für die Verkokung wird dabei teilweise durch die
pulverförmigen Teile und teilweise durch die Verbrennung von Gas gewonnen. Aber in der Praxis vermeidet man es,
stark quellende Kohle und Kohle mit mehr als 15 % flüchtiger Anteile zu verwenden, also solche Kohle, wie
sie beim erfindungsgemäßen Verfahren gerade verwendet
werden soll.
Aus der DT-PS 243 141 ist ein Verkokungsverfahren bekannt, bei dem normalerweise nicht verkokbare Kohle verwendet
wird. Dabei wird die verwendete Kohle einer teilweisen Entgasung in einem Drehofen unterworfen. Bei diesem Ver-
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fahren wird Luft und Brenngas im Abstand des Ausgangs des Drehofens zugeführt. Will man aber dieses Verfahren
bei Kohle verwenden, die beim erfindungsgemäßen Verfahren
verwendet werden soll, steht man schwierigen Problemen der Regelung der Verkokung gegenüber. Beim bekannten
Verfahren erfolgt ein gleichmäßiger Temperaturanstieg des verarbeitenden Guts zwischen dem Ofeneintritt und
-austritt, wobei die angestrebte Verkokungstemperatur
beim Ofenausgang erreicht wird. Diese Technik kann nicht bei der Kohle verwendet werden, die erfindungsgemäß
verarbeitet werden soll. ·
In der Tat enthält, wenn man das bekannte Verfahren auf die Verkokung von Kohle mit einem höheren Gehalt flüchtiger
Bestandteile verwenden will, diese eine so große latente Wärmemenge wie man sie nicht für die Verkokung benötigt, ·
so daß es praktisch unmöglich ist, eine stabile Temperatur einzuregeln, selbst wenn man die Luftzuführung über
die gesamte Länge des Ofens verteilen würde. Verringert man die Luftzufuhr, so fehlt dem Ofen die erforderliche
Wärmemenge und das Produkt wird nicht fertig verkokt, so daß man nicht die gewünschte Koksgualität erzielt.
Erhöht man die Luftzufuhr selbst nur in geringem Maße beispielsweise durch unvermeidbare Undichtigkeiten, so
steigt die Flammentemperatür und damit auch die Prozeßtemperatur
stark an, wodurch ebenfalls die Qualität des Kokes leidet. Aber darüber hinaus bei einer Temperatur,
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bei der der Koks vollständig entgast ist, trifft die
Luft keine brennbaren Gase mehr und verteilt sich im Ofen, bis sie auf brennbare Gase trifft. Das hat zur
Folge, daß die Flamme erlischt und damit die Temperaturregelung stark gestört wird.
Hinzu kommt noch, wenn leicht verbackende Kohle verarbeitet wird, deren Körner leicht verbacken und so
ganze "Kugeln" bilden, deren Inneres nur unvollkommen verkokt und die zu Störungen des Betriebs des Drehofens
führen können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verarbeitung schwer verkokbarer Kohle gemäß der eingangs
genannten Art zu schaffen, durch das sowohl körniger als auch pulverförmiger Koks herstellbar ist, ohne daß
Fremdwärme erforderlich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß im Ofenbereich zwischen dem Koksaustritt und der Zone
der höchsten Temperatur des zu verarbeitenden Gutes Verbrennungsluft kontrolliert so zugeführt wird, daß
der Koks seine Verkokungstemperatur beibehält, wobei
die Verbrennungsluftmenge limitiert wird zwischen dem
stöchiometriechen Verhältnis und einer Temperatur, der den Ofen verlassenden Abgase von mindestens 600° C.
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Um den Erwärmungsverlauf des zu verarbeitenden Guts im Zusammenhang mit der Weiterbeförderung im Ofen zu
regeln, liegt es im Rahmen der Erfindung, daß der Überschuß der dem Ofen zugeführten Verbrennungsluft geregelt
wird zwischen dem stöchiometrischen Verhältnis und der Temperatur der den Ofen verlassenden Abgase. Es
ist darauf zu achten, daß die zugeführte Luftmenge größer ist als erforderlich wäre, um den Koks auf die
gewünschte Verkokungstemperatur zu bringen und daß sie
geringer ist als die erforderliche stöchiometrische Luftmenge zur Verbrennung der Gase. Mit anderen Worten:
die den Ofen verlassenden Abgase müssen in jedem Fall reduktiv bleiben.
Die Anmelderin hat festgestellt, daß bei diesen Bedingungen sich die Flamme im Ofen hält und bei unterschiedlicher
Verbrennung sich an dem Punkt im Ofen stabilisiert, wo das verarbeitete Produkt die gewünschte
Temperatur erreicht, wobei dieser Punkt fixiert ist durch die Kapazität des Wärmeaustauschs zwischen dem
Gas und den festen Stoffen im Ofen. Man erhält auf diese Weise eine stabilie Temperatur, unterschiedliche
Ausströmmengen der Luft bleiben ohne Einfluß, das gilt sowohl für Luftüberschuß als auch für die Temperatur
des Restgasaustritts.
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D ~
Es ist vorteilhaft, wenn mindestens 60 % der insgesamt
zugeführten Luft durch das untere Ende des Ofens zugeführt werden (beim Koksaustritt).
In vorteilhafter Weise kann ein Teil der erforderlichen Wärmemenge erzeugt werden durch die Verbrennung der
bei der Verkokung frei werdenden flüchtenden Bestand- ■ teilen mit Luft, die an mindestens einer innerhalb der
Ofenlänge vorgesehenen Stelle zugeführt wird.
In vorteilhafter Weise kann am unteren Ende des Ofens Dampf oder Wasser injektiert werden. In diesem Fall
küalt die mit der Verbrennungsluft vermischte endotherme
Flüssigkeit den Koks im Ofen und erreicht beim Durchgang durch den Ofen den Punkt der höchsten Temperatur des
zu verarbeitenden Guts und trifft auf die ersten Destillationsgase und bildet dabei eine Flamme, deren Temperatur
umso.niedriger liegt, je mehr endotherme Flüssigkeit
zugeführt wird. Mit niedriger Flammentemperatur ist auch die Verkokungstemperatur niedriger.
In besonders vorteilhafter Weise iat die Erwärmungsgeschwindigkeit
des zu verarbeitenden Guts abhängig von seiner Verschiebung im Ofen, wobei nach einem weiteren
Merkmal der Erfindung eine Zone mit nur niedriger Erwärmungsgeschwindigkeit von 10 bis 15° C pro Minute in
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einer Temperaturzone zwischen 300 und'450° C vorgesehen
ist. Eine Zone niedriger Erwärmungsgeschwindigkeit kann vorteilhaft durch eine Ansammlung des zu verarbeitenden
Guts in seiner plastischen Phase insbesondere durch Regelung der Drehgeschwindigkeit des
Ofens erreicht werden.
j Die Regelung der Luftzufuhr und die Injektion
der endothermen Flüssigkeit erlaubt es auch die Erwärmungsgeschwindigkeit des zu verarbeitenden Guts
zu begrenzen, ebenso die erreichte maximale Temperatur und ebenso die Abkühlgeschwindigkeit des Kokes. Es ist
vorteilhaft, den Koks über eine gewisse Zeit bei höherer Temperatur zu halten, so daß auch Kohlenkonglomerate
bis in ihr Zentrum auskoken können, um dann zu zerfallen.
Bei einer besonderen Ausführungsform des Ofens kann die Zone niedriger Erwäirmungsgeschwindigkeit durch eine
Erweiterung des Ofens erzielt werden. Eine solche Ofengestaltung ist beispielsweise aus der GB-PS 1 246
bekannt.
Es ist weiter vorteilhaft, im Ofen einen leichten geregelten
Unterdruck vorzusehen, beispielsweise durch den Zug eines Kamins mit hoher Rauchgastemperatur von etwa
600° oder durch Nachverbrennung der Restgase in einem Nachverbrennungskamxn mit natürlichem Zug oder künst-
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1i eher Z ugerhöhung.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der
beiliegenden Zeichnungen sowie aus weiteren Unteransprüchen. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines
Rohrdrehofens, teilweise im Schnitt mit den für die Durchführung des
erfindungesgemäßen Verfahrens erforderlichen Vorrichtungen,
Fig. 2 eine Anteilskurve (A) flüchtiger
Bestandteile und eine Temperaturkurve (B) aufgetragen über der Länge
des Rohrdrehofens und
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer
anderen Rohrdrehofenausführung, teilweise im Schnitt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im einzelnen anhand
der Fig. 1 beschrieben. Bei den Angaben der Eigen-
wuri schäften der verwendeten Kohle <
zösische Norm) zugrunde gelegt.
wurden schäften der verwendeten Kohle dze Normen AFNOR (fran-
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird pulverisierte oder gekörnte Kohle dosiert in einen Rohrdrehofen 1 eingeführt.
Der Ofen 1 hat eine Länge von etwa 37 m und einen Außendurchmesser von etwa 2 ra und ist mit einer Neigung
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von etwa 3 % schräg um seine Achse drehbar gelagert. Die Einführung der Kohle erfolgt über eine Schleusenkammer
2 und eine Rutsche 3. Der Ofen 1 dreht sich mit einer Drehzahl zwischen 0,6 bis 3,6 U/min, und
wird mit einem Gebläse 9 mit etwa 5600 m /h ,Luft
versorgt, wobei die Luftzufuhr über ein Luftregulierventil 18 steuerbar ist. Zusätzlich sind noch drei
Gebläse 14,15,16 für Luft mit einer Leistung von 3000 m /h zur Luftversorgung dreier Sektionen des Ofens 1, ein
Zündbrenner 10 und ein über ein Wasserregulierventil mit Wasser versorgbares Wassereinspritzrohr 11 vorgesehen.
Der Ofen 1 ist innen feuerbeständig is-oliert. Auf der
Einbringungsseite der Kohle ist der Ofen mit einer äDenen Eingangsblende 4 versehen, die eine runde öffnung freiläßt,
durch die Gase austreten können, die aber verhindert, daß feste Stoffe in eine Rauchkammer 5 fallen.
Durch eine Beruhrungsdichtung 6 ist der Spalt zwischen
der Rauchkammer 5 und dem Ofen 1 abgedichtet. Im Ofen 1 sind gemäß Fig. 1 über die Länge verteilt noch
Temperaturmeßsonden 17 zur Temperaturmessung des Ofeninhalts und der Gastemperaturen im Ofen vorgesehen,
über diese Temperaturmeßsonden 17 erfolgt die Regelung des Luftregulierventils 18 und des Wasserregulierventils
19.
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die
Die Rauchkaitimer 5 verlassenden Abgase werden in eine nicht näher dargestellte Nachverbrennungskainmer geleitet, die von der Rauchkammer 5 durch eine Absperrung 20 getrennt ist. Die Absperrung 20 ist über einen Regelkreis R in ihrer Durchlässigkeit regelbar. In Fig. 1 sind auch die weiteren sonstigen Regelkreise mit R bezeichnet.
Die Rauchkaitimer 5 verlassenden Abgase werden in eine nicht näher dargestellte Nachverbrennungskainmer geleitet, die von der Rauchkammer 5 durch eine Absperrung 20 getrennt ist. Die Absperrung 20 ist über einen Regelkreis R in ihrer Durchlässigkeit regelbar. In Fig. 1 sind auch die weiteren sonstigen Regelkreise mit R bezeichnet.
Die Abgase können aber auch durch einen Hilfskamin 21
abgeführt werden, der durch eine über eine Hubvorrichtung anhebbare Dichtglocke 22 mit der Rauchkammer 5 im Bedarfsfall
verbindbar ist.
Die Rauchkammer 5 ist für 1000° C mit einer feuerfesten
Verkleidung und mit einem Bunker versehen, in dem die durch die Eintrittsöffnung der Eingangsblende 4 in die
Rauchkammer 5 zurückgeförderten Stoffe, hauptsächlich Staubteilchen der Abgase aufgefangen werden. Der Ausgang
dieses Bunkers ist mit einer normalerweise offenen Klappe 23 und einer Wassersperre versehen, wobei durch eine
Förderschnecke 24 in dieser Wassersperretdie Rückstände
herausgefördert werden. Eine über ein Ventil 27 beaufschlagbare Wassersprühdüse 25 erleichtert die Ausbringung
der feinen Rückstände aus der Wassersperre und ermöglicht gleichzeitig die Einhaltung eines konstanten Wasserspiegels.
Die Förderschnecke 24 ist so ausgebildet, daß sowohl die auf der Wasseroberfläche schwimmenden Rück-
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stände als auch die auf den Grund der Wassersperre abgesunkenen Teilchen herausförderbar sind. Durch ein
System innerer Klappen 26 wird es ermöglicht, periodisch auch die schwimmenden Rückstände aus dem die Klappe 23
enthaltenden Abschirmteil herauszubringen.
Der Koksausstoß erfolgt durch eine Abkühlzelle hindurch, in der eine indirekte Abkühlung durch Wasserbeaufschlagung
des Zellenäußeren durch einen geschlossenen Wasserkreislauf stattfindet, über eine Schnecke, die in einer Schleusenkammer
angeordnet ist oder durch Herabgleiten über eine geneigte Rutsche, die mit einem Brecher 12 versehen ist
und über einen Rütteltisch 13 endet, um so ein sicheres Abrutschen zu erreichen, wird der Koks nach außen abgeführt.
Die festen Produkte im Ofen 1 werden durch die Ofendrehung und durch die Ofenneigung durch die Schwerkraft weitergefördert.
Sie trocknen,beginnen mit der Ausscheidung flüchtiger Bestandteile, kommen dann in Kontakt mit
heißen Gasen, die von der Verbrennung der flüchtigen Bestandteile herrühren und die entgegen der Förderrichtung
zirkulieren. Nach der Umwandlung in Koks wird dieser abgekühlt, um auf einem ringförmigen Gitterrost
7 aus dem Ofen 1 auszutreten. Die Wärmeabdeckhaube 8,
die innen hitzebeständig ausgebildet ist, überdeckt den Ofenausgang und trägt ein Gebläse 9 für Luft und einen
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Zündbrenner 10 für Gas zur Inbetriebsetzung des Ofens, sowie ein Wassereinspritzrohr 11, durch das Wasser
zerstäubt in das Ofeninnere einsprühbar ist.
Bei Verwendung von Kohle mit einem hohen Anteil flüchtiger Bestandteile (37,8 % gemäß der Norm M 03 004) und
einer Quellziffer 5 (gemäß der Norm AFNOR M 11.001) ist gemäß dem beschriebenen Verfahren ein Koks mit 4 %
Anteil flüchtiger Bestandteile herstellbar bei einem Ausstoß von 9 t/h bei einer Rotationsgeschwindigkeit
des Ofens von 3,3 U/min.
Die Abgase treten mit 790 C aus dem Ofen aus bei einem
unterdruck im Ofen von etwa 0,1 mbar. Die Temperatur
des Kokes am Ausgang liegt zwischen 100 und 150 C, während die maximale Temperatur des Guts im Ofen 700°
beträgt. Der durch das Luftgebläse 9 eingeblasene Luftstrom beträgt 4OOOm3/h, während ]die Gebläse 14,15
und 16 entlang des Ofens 1 insgesamt 500 m /h einblasen. Durch das Wassereinspritzrohr 11 werden 1300 l/h Wasser
zugeführt. Die warmen Abgase treten in die Rauchkammer 5 über, wobei mitgeführte Teilchen in einem an der Rauchkammer
5 unten anschließenden Bunker sich abkühlen und absetzen. Der Ausgang dieses Bunkers ist mit einer Klappe
23 und einer Wassersperre versehen, in der eine geneigte Förderschnecke 24 einen hydraulischen Vorhang bildet.
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Durch die Förderschnecke 24 -werden die festen Produkte
und der Ruß herausgefördert.
Der so gewonnene Koks wies folgende Eigenschaften auf, die nach der Methode bestimmt wurden, die beschrieben
wurde in R. Loison, P. Foch und A. Boyer; Le Coke, Verlag Dunod, Paris 1970:
Spezifisches Schüttgewicht 4/20 mm O7273
Spezifisches Gewicht 0,544 Mafcroporosität, Quecksilbermessung 66 %
Spezifischer Leitungswiders tand (ji2./cm/cm ) 300
Reaktivität I 30 - 1000° C 1
Spezifische Oberfläche gemäß Mc Bain Wasserdampfmethode 300 - 6OO
Der Ofen 1 erlaubte es, Kohle verschiedener Granulierung von fein (0/7) bis zur Körnung (15/35) zu verwenden.
Die Auswahl der Körnung erfolgte nach der gewünschten Kokskörnung. Wurde beispielsweise Koks mit einer Körnung
10/20 gewünscht, so verwendete man Kohle mit der Körnung 7/15 oder 10/20. Wünschte man Koks mit einer Körnung
von 4/10, so verwendete man Kohle der Körnung 6/10 oder entschlammte Kohle der Körnung 0/7 oder 0/10.
Spezialisten erkennen, daßbeim beschriebenen Beispiel;
erstaunliche Resultate erzielt wurden, insbesondere da es sich um leicht verbackende Kohle mit hohem Anteil
flüchtiger Bestandteile handelte.
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Um die erforderlichen Betriebsbedingungen gemäß der Erfindung besser verstehen zu können, sind noch weitere
Ausführungen erforderlich, um diese Bedingungen auch für andere Kohlentypen gemäß der Erfindung anpassen
zu können.
Es ist nun bekannt, daß entsprechend dem zurückgelegten Weg im Ofen die Temperatur des zu verarbeitenden Guts ·
bis zum gewünschten Maximum ansteigt und dann eine Abkühlung bis zum Koksaustritt am Ofen stattfindet-Bei
etwa 350° C beginnen die flüchtigen Bestandteile sich zu verflüchtigen. Bei etwa 500° C erreicht das
Gut die plastische Zone mit der anschließenden Verkokung, die bei etwa 800° C beendet ist. Der Wärmeverlauf in
der Zone zwischen 350° und 800° C bestimmt die Koksqualität und kann gemäß der Erfindung geregelt werden.
Die auftretenden Phänomene sind sehr komplex. Man kann einen raschen Temperaturanstieg in der Temperaturzone
zwischen 350 und 550° C beobachten mit zunehmender Plastifizierung
der Kohle, dem Quellen der Kohlenkörner und zunehmend dem Verbacken mit der Bildung von "Kugeln",
deren Inneres schlecht verkokt. In diesem Fall kann man annehmen/ daß die Verkokung bei erhöhter Temperatur
(950 - 1100° C) die Kugelbildung vermindert und damit ein besserer, freier Durchgang des zu verarbeitenden
Guts erzielt wird. Aber viele industrielle Verbraucher
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bevorzugen Koks der bei einer Verkokungstemperatur von 800 - 850° C oder sogar nur bei 650 - 700° C
verkokt wurde und diese Verbraucherwünsche gaben den Anstoß für die vorliegende Erfindung.
Führt man andererseits die Luft ohne Vorsichtsmaßnahme bei der Verarbeitung der Kohlensorten zu, die gemäß
dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitet werden sollen und beträgt insbesondere die Quellziffer zwischen
4 und 5, so tritt die beschriebene Kugelbildung auf. Dieses Phänomen stabilisiert sich, wenn man gemäß der
Erfindung nur eine relativ geringe Erwärmungsgeschwindigkeit (unter 10 C/min) in der Temperaturzone zwischen
350 und 55O°C einhält. Dieses Ergebnis kann erreicht werden durch die Schaffung einer Schwelle von plastischen
Produkten bei etwa 400 C, durch die örtlich der Füllungsgrad des Ofens bestimmt wird. Die Schaffung dieser
Schwelle wird erreicht durch die Kombination der Regelung der zugeführten Luftmenge, durch die Temperaturen
und durch die Drehgeschwindigkeit des Ofens, indem man die Tatsache ausnützt, daß die plastische Zone gleichzeitig
die Zone der größten Viskosität oder die Zone der größten Abhängigkeit der Verbackungsneigung mit
besonderer Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Ofens ist. Durch die Erfindung ist man in der Lage,
die "Kugelbildung" zu beeinflussen, so: daß nur leicht
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zusammengebackene Kugeln örtlich begrenzt entstehen, wodurch auch der Temperaturanstieg beherrschbar ist.
Eine andere Möglichkeit zu:r Erzielung einer nur geringen Erwärmungsgeschwindigkeit besteht darin,
einen Ofen 1 zu verwenden, wie er in der Fig. 3 dargestellt und oben beschrieben ist.
Der Anmelder hat in gleicher Weise ohne Erfolg versucht, die Temperatur am Koksausgang unter 9000C zu regeln
durch eine stufenweise Verbrennung über die gesamte Ofenlänge durch Einführung von Luft an mehreren Punkten.
In diesem Fall erhitzte ein Luftüberschuß den Koks über 950 C, eine Temperatur, bei der keine flüchtigen Bestandteile
mehr austreten. Da für die überschüssige, in den Ofen eingeführte Luft nichts mehr zu verbrennen übrig
bleibt, steht sie am Koksausgang zur Verbrennung von Gasen zur Verfügung. Sie ist übererhitzt und beim Auftreten
von Gas springt die Flamme entgegen der Förderrichtung zurück. Reduziert man dann die Luftzuführung,
so kehrt die Flamme nach unten zurück und die Kokstemperatur sinkt infolge Wärmemangels ab und es werden nun
viele Gasbestandteile frei. Der Ofen wird damit ;;labil und es 1st unmöglich, eine Temperatur zu regeln. Beachtet
man aber die erfindungsgemäße Verfahrensführung, so erreicht man einen stabilen Betrieb mit geregelten Gasaustrittstemperaturen
zwischen 600 und 700° C, durch die
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die Verschmutzung der Vorrichtung stark begrenzt wird. Damit wird auch gleichzeitig die Wärmeübertragung
zwischen Gas und festen Stoffen begrenzt und die Erwärmungsgeschwindigkeit des zu verarbeitenden Gutes
stabilisiert sich. Die Maximaltemperatur 900° - 95O°C
wird über die Hälfte bis 2/3 des Ofens im Betrieb begrenzt.
Im unteren Teil des Ofens 1 kühlt sich der Koks ab und es treten dort keine flüchtigen Bestandteile mehr
aus. Es ist vorteilhaft, daß dort nur Luft entgegen der Förderrichtung des warmen Kokses zirkuliert/ so daß
Verbrennungen nur sehr begrenzt auftreten können.
Die Technik gemäß der erfindungsgemäßen Verbrennung mit
Luftüberschuß im unteren Ofenteil erfolgt bei angehobener Verkokungstemperatur, die für verschiedene Verfahren
interessant ist.
Um Kohle bei noch tieferen Temperaturen verkoken zu können, besteht in einer Variante der Erfindung die
Möglichkeit, Wasser mit der eingeblasenen. Luft am unteren Ofenende beim Koksausgang einzusprühen; Die
Verdampfung dieses Wassers beschleunigt die Abkühlung des Kokses,vor allem wird durch den endothermen Effekt
des Wasserdampfes die Verbrennungstemperatur der ersten austretenden flüchtigen Gase begrenzt und damit auch.
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die maximale Temperatur des Kokses.
Die Regelung des Luftdurchsatzes erlaubt gleichzeitig die Regelung der Temperatur der Abgase. Die Regelung
der Wassermenge erlaubt die Regelung der Maximaltemperatur des Kokses. In jedem Fall kann eine bestimmte
Luftmenge durch die Gebläse 14,15 und 16 entlang des Ofens 1 eingeblasen werden, um ein bestimmtes Temperaturniveau
zu erhalten und um doch die Gasaustrittstemperatur
regeln zu können, ohne die Grenze des stöchiometrischen Luftanteils überschreiten zu müssen, wie dies
eingangs ausgeführt ist.
Der Ofen 1 steht unter leichtem Unterdruck, um die Abgase
sicher abführen zu können, wobei der Eintritt von Falschluft auf der Seite des Koksaustritts begrenzt wird. Der
Falschluftstrom muß unter der Luftmenge gehalten werden, die für die Durchführung des Prozesses erforderlich ist.
Das angehobene Temperaturniveau erlaubt es, diese durch natürlichen Zug abzuführen, oder sie ohne Schwierigkeiten
zu verbrennen, und zwar/ohne Rauchbildung, ohne Austritt
von Flüssigkeiten oder anderen Verschmutzungen oder Luftverunreinigungen.-
In der Fig. 2 sind Kurven A und B über der Längserstreckung eines Ofens 1 von 36,7 m Länge entsprechend
dem Ofen 1 der Fig. 1 dargestellt. Als Abszisse ist die
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Entfernung vom oberen Ofenende an dem die Kohle eingeführt wird, in Metern dargestellt. Auf der Abszisse
sind durch die Pfeile 9,14,15 und 16 die Punkte der Luftzuführung und durch den Pfeil 11 der Wassereinführung
markiert. Verarbeitet wurde Hohle mit einer Körnung von 12/18 mm mit 40% flüchtiger Bestandteile
und einer Quellziffar von 4,5. Der Ofen mit 2 m Außendurchmesser
hatte eine Neigung von 3 % und lief mit 3,15 U/min. Am Punkt 9 wurden 4800 m/h Luft zugeführt,
während an den Punkten 14,15 und 16 keine Luftzufuhr erfolgte. Die eingesprühte Wassermenge betrug 2300 kg/h.
Die Kurve A stellt den Anteil flüchtiger Stoffe im verarbeiteten Gut über den Ofendurchlauf dar, während
die Kurve B den Temperaturverlauf in 0C im verarbeiteten
Gut selbst darstellt.
Der Ofen 1 gemäß Fig. 3 ist eine Abwandlung der Ofenausbildung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens. -Der zylindrische Teil des Ofens 1 ist im Bereich Z im Durchmesser vergrößert, um hier eine
Verlangsamung der Erwärmungsgeschwindigkeit zu erzielen»
und zwar durch eine örtliche Ansammlung der zu verarbeitenden Kohle. Im übrigen entsprechen die nicht näher
dargestellten Teile in Fig. 3 denen von Fig. 1 und es ist auch der Verfahrensablauf der gleiche.
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Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung von körnigem oder pulverförmigem
Koks, bei dem dieser in einem leicht geneigt angeordneten Rohrdrehofen eingegeben wird
und bei dem man beim Durchlauf des Guts die erforderliche Wärmemenge für die Verkokung durch
Verbrennung eines Teils der flüchtigen Bestandteile der verarbeiteten Kohle durch Luftzufuhr in den
Ofen gewinnt, wobei als Kohle Feinkohle oderStückkohle
dient, mit einem Bestandteil flüchtiger Stoffe von über 15% und einer Quellziffer zwischen 1 und 8
und die Verkokung bei einer Temperatur zwischen 600 und 1100 C erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß im
Ofenbereich zwischen dem Koksaustritt und der Zone der höchsten Temperatur des zu verarbeitenden Gutes
Verbrennungsluft kontrolliert, so zugeführt wird, daß der Koks seine Verkokungstemperatur beibehält,
wobei die Verbrennungsluftmenge limitiert wird zwischen dem stöchiometrischen Verhältnis und einer Temperatur
der den Ofen (1) verlassenden Abgase von mindestens 600°C.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 60 % der insgesamt zugeführten Verbrennungs
luftiaenge vom Ende des Ofens (1) her zugeführt werden (Koksaustrittsseite).
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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Teil der erforderlichen Wärmemenge erzeugt wird durch Verbrennung der bei der Verkokung
frei werdenden flüchtigen Bestandteile mit Luft, die an mindestens einer innerhalb der Ofenlänge
vorgesehenen Stelle zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß man zusätzlich vom unteren Ende des Ofens (1) eine endotherme Flüssigkeit in das
Ofeninnere injektiert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß als endotherme Flüssigkeit Wasser dient.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungsgeschwindigkeit
des zu verarbeitenden Guts abhängig ist von seiner Verschiebung im Ofen, wobei eine Zone mit nur niedriger
Erwärmungsgeschwindigkeit von 10 - 15°C/min. in einer Temperaturzone zwischen 300 und 450 C vorgesehen
ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone niedriger Erwärmungsgeschwindigkeit
erreicht wird durch eine Ansammlung des zu verarbeitenden Guts in seiner plastischen Phase, insbesondere
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- 22 durch Regelung der Drehgeschwindigkeit des Ofens (1).
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone niedriger Erwärmungsgeschwindigkeit
erreicht wird durch eine Aufweitung des Ofens (1) (Fig. 3).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Ofen (1) ein geregelter, leichter
Unterdruck vorgesehen ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der leichte, geregelte Unterdruck durch einen
natürlichen Zug eines Kamins erzielt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Kamin zur Erzielung des Unterdrucks eine
hohe Abgastemperatur vorgesehen ist, vorzugsweise von etwa 600°C.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck durch die Verbrennung der Abgase
in einer Brennkammer mit natürlichem oder verstärktem Zug entsteht. :
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Leerseite
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