DE2553760C3 - Verfahren zur Schwelung von körniger Kohle und Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Schwelung von körniger Kohle und Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schwelung von körniger Kohle gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 3.
Die Erfindung geht damit aus von einem Verfahren und einer Anlage, wie sie aus der GB-PS 1012 198 bekannt ist. Bei diesem vorbekannten Verfahren wird die körnige Kohle in einer Verfahrensstufe getrocknet und vorerhitzt. Als Fluidisierungsmittel dient Luft, welche gegen das aus dem Enderhitzer entstehende Abgas vorgewärmt wird.
Aus der DE-AS 11 32 544 ist ein Verfahren zur Schwelung von körniger Kohle jeweils in einer einzigen Stufe getrocknet und vorerhitzt bzw. geschwelt und enderhitzt wird. Zur Trocknung und Vorerhitzung der Kohle wird dabei das prozeßeigene Schwelgas verwendet, welches einer Teilverbrennung unterworfen wird. Als Fluidisierungsmittel des Wirbelbettschwelofens dient Luft, welche in der Kammer, in welcher das
Schwelgas teilverbrannt wird, vorerwärmt worden ist
Aus der GB-PS 9 47 726 ist es bekannt ein Verfahren zur Schwelung von Kohle in einer Anlage durchzuführen, bei welcher übereinander, eine Schwelkammer relativ hoher Schweltemperatur, eine Schwelkammer niedrigerer Schweltemperatur und eine Trocknungsund Vorerhitzungskammer angeordnet sind, wobei die zu schwelende Kohle in vertikaler Richtung von oben nach unten nacheinander durch die Trocknungs- und
ίο Vorerhitjaingszone, die erste Schwelzone und die zweite Schwelzone im Gegenstrom zu den bei der Trocknung und Vorerhitzung bzw. der Schwelung entstehenden Gase, die zum Teil auch seitlich abgezogen und weiter oben bzw. weiter unten dem Verfahrensprozeß wieder zugeführt werden, so daß ein unbestimmtes Gasgemisch das gesamte Reaktionsrohr durchstreicht
Aus der DE-OS 19 43 752 ist es an sich bekannt bei einem Verfahren zum Schwelen feinkörniger Kohle in einem Wirbelbett mit Heizung durch Innenverbrennung, bei welchem die Verbrennungsluft und gasförmige, dampfförmige oder flüssige Brennstoffe mittels Gemischdüsen von unten in den Wirbelreaktor eingeleitet und unter dem Wirbelbett verbrannt werden, als Brennstoff das bei der Schwelung erzeugte Schwelgas nach Kühlung und Kondensation des Teeres und Öles zu verwenden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, in einem kontinuierlichen Verfahren auf möglichst wirtschaftliehe Weise gleichzeitig einen Koks mit einer Endtemperatur von mindestens 7500C und Schwelgas mit einem Heizwert größer als 5000 kcal/Nm3 bei gleichzeitiger großer Schwelteerausbeute zu erzeugen.
Diese Aufgabe wird bei dem gattungsmäßigen
Verfahren mit den Maßnahmen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 und bei der gattungsmäßigen Anlage tür Durchführung des Verfahrens mit den Maßnahmen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 3 gelöst. Durch die Aufteilung der Kohle in grob' und feinkörnige Anteile und die Zuführung der Anteile in verschiedenenen Höhen zu dem Vorerhitzer kann eine sehr gleichmäßige Vorerhitzung der Kohle erzielt werden. Bei Verwendung des beim Verfahren des selbsierzeugten Schwelgases als Fluidisierungsmittel läßt sich die fühlbare Wärme des Schwelgases auf wirtschaftliche Weise im Wirbelbettschwelofen selbst nutzen, wobei die energiesparende Verknüpfung der Gasführung noch dadurch verbessert wird, daß das in den Wirbelbettschwelofen zurückgeführte Schwelgas zuvor mit Hilfe des bei der Enderhitzung der Schwelkohle entstehenden Abgases vorerhitzt wird.
Eine optimale Temperatursteuerung in dem Wirbelbettschwelofen läßt sich mit der Maßnahme des Patentanspruchs 2 erzielen.
Mit der Maßnahme des Patentanspruchs 4 läßt sich einerseits eine gute Abtrennung der körnigen Kohle aus dem jeweiligen Trägergasstrom und die gewünschte Auftrennung der getrockneten Kohle nach grob- und feinkörnigen Anteilen erzielen.
(■ο Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung.
Die Figur zeigt schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage, anhand welcher das Verfahren zur Schwelung von Kohle im einzelnen
h*> beschrieben wird.
(Hier bedeutet: A = Kohle; B= Koks; C = Schwelgas; D = Nachentgasungsgas und E = Abgas).
Ausgangsprodukt des Schwelverfahrens ist Gas-
flammkohle mit einer Körnung von etwa 0—3 mm. In einem Kohletrockner 1 wird diese Kohle auf Restfeuchte von maximal 1 Gew.-% getrocknet Anschließend wird das Grobkorn in einem Zyklon 2 und das Feinkorn in einem Zyklon 3 von dem als Trägergas dienenden Abgas getrennt Das Abgas wird einem nicht dargestellten Elektrofilter zugeführt
Die in Grob- und Feinkorn getrennte Trockenkohle wird einem Vorerhitzer 4 in verschiedenen Höhen zugeführt Dadurch wird eine gleichmäßige Vorerhiizung der Kohle insgesamt erreicht und eine zu Teerund Gasverlusten führende Überhitzung des Feinkorns wird vermieden. Die Kohle wird in dem Vorerhitzer 4 auf ca. 3000C erhitzt Zur Beheizung und als Trägergas dient Abgas.
Die vorerhitzte Kohle wird in Zyklonen 5 und 6 vom Abgas getrennt und in einem Wirbelbettschwelofen 7 über eine Aufgabeeinrichtung 8 eingespeist Das Abgas wird dem Kohletrockner 1 zugeführt und dient zur Trocknung und als Trägergas der Kohle. Durch die Vorerhitzung der Kohle auf eine Temperatur von ca. 300° C werden die Backeigenschaften der Kohle herabgesetzt, das Restwasser entfernt und die zur Schwelung in dem Wirbelbettschwelofen 7 einzubringende Wärmemenge verringert
Die Schwelung erfolgt bei einer Temperatur von ca. 600°C. Die erforderliche Wärme wird dem Wirbelbettschwelofen 7 indirekt zugeführt Als Wärmeträger zur indirekten Beheizung der Wirbelschicht dient Kohlendioxid, welches durch ein Umwälzgebtäse 9 im Kreislauf geführt wird. Dabei gibt das in einem Erhitzer 10 auf ca. 9600C aufgeheizte Kohlendioxid in einem Wärmeaustauscher 11 einen Teil seiner fühlbaren Wärme an das Wirbelbett ab und tritt mit ca. 650° C wieder in den Erhitzer 10 ein.
Die Leistung des Wirbelbettschwelofens 7 ist durch die über den Wärmeaustauscher U einbringbare Wärmemenge begrenzt Durch Zufuhr von Zusatzverbrennungsluft in die Wirbelbettzone bei Ta kann die Leistung bei Bedarf erhöht werden. Um das Verfahren in Gang zu setzen und gegebenenfalls zur Temperatursteuerung in direkter Beheizung weist der Wirbelbettschwelofen 7 einen Slarterhitzer 21 auf.
Als Anströmmedium zur Fluidisierung der Wirbelschicht in Wirbelbettschwelofen 7 dient auf ca. 600° C vorgewärmtes Schwelgas, als welches das aus dem vorliegenden Verfahren erzeugte verwendet wird. Die Vorerwärmung erfolgt dabei mit Hilft des Abgases der Anlage selbst in einer als Wärmetauscher ausgebildeten Nachverbrennungs- und Abhitzesektion 19.
Im oberen Bereich des Wirbelbettschwelofens 7 treten das durch die Schwelung der Kohle gewonnene Schwejgas und das zur Fluidisierung eingeleitete Schwelgas aus. In einer nachgeschalteten Trennstufe, die aus Zyklonen 12 und 13 besteht, wird der vom Schwelgas mitgeführte Schwelkoksstaub abgeschieden. Das Schwelgas wird danach zu einer nicht näher dargestellten Gasbehandlungsanlage geführt in der die Teerkondensation und die Gasreinigung durchgeführt werden. Das abgeführte Schwelgas eignet sich zur Gewinnung eines Gases mit einem Heizwert, der über 5000° kcaJ/Nm3 (20,93 MJ/Nm3) liegt
Der aus den Zyklonen 12 und 13 sowie aus dem Wirbeibettschwelofen 7 kontinuierlich abgezogene Schwelkoks wird einem Enderhitzer 14 zugeführt und auf ca. 7500C erhitzt Zur Beheizung und als Trägergas dienen in einer Brennkammer 15 erzeugte Abgase (Rauchgase). Die Regelung der Abgastemperatur erfolgt durch Zumischung von kaltem Abgas.
In einer dem Enderhitzer 14 nachgeschalteten Trennstufe, die aus Zyklonen 16 und 17 besteht wird der Koks von dem als Trägergas dienenden Abgas und dem bei der Enderhitzung erzeugten Anteil des Nachentgasungsgases getrennt und einem Zwischenbunker 18 zugeführt
Das Trägergas wird zum größten Teil einer Nachverbrennungs- und Abhitzesektion 19, in welcher das dem Wirbelbettschwelofen 7 zugeführte Schwelgas vorerwärmt wird, zugeleitet und anschließend dem Vorerhitzer 4 zugeführt In dem Zwischenbunker 18 erfolgt der Temperaturausgleich und die Entgasung des Kokses. Der ca. 750° C heiße entgaste Koks wird kontinuierlich abgezogen und einer Transporteinrichtung 20 zugeführt. Als Transportmittel dient ein Teilslrom des aus dem Zyklon 17 austretenden Abgases.
Das im Zwischenbunker 18 anfallende Nachentgasungsgas wird abgezogen und zu Heizzwecken innerhalb der in der Anlage vorgesehenen Brenner verwendet
Das beschriebene Verfahren arbeitet kontinuierlich bei gleichzeitiger Erzeugung von Koks mit einer Endtemperatur von ca. 7500C und Schwelgas mit einem Heizwert größer als 5000°kcal/Nm3 (20,93 Mj/Nm') sowie größtmöglicher Schwelteerausbeute.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Schwelung von körniger Kohle zur Gewinnung von Schwefelkoks, Schwelgas und Nebenprodukten, bei welchem die Kohle mit dem Abgas eines Enderhitzers vorgetrocknet und vorerhitzt wird, die vorgetrocknete und vorerhitzte Kohle in einem Wirbelbett geschwelt wird, das Schwelgas abgezogen und der Schwelkoks in dem Enderhitzer auf eine über der Schweltemperatur Gegende Enderhitzungstemperatur erhitzt wird und von dem bei der Enderhitzung erzeugten Abgas abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Trocknung der Kohle das Abgas des Vorerhitzers verwendet wird, daß die getrocknete Kohle nach grob- und feinkörnigen Anteilen aufgetrennt wird und diese Anteile dem Vorerhitzer in verschiedenen Höhen zugeführt werden, und. daß die in zwei getrennten Stufen getrocknete und vorerhitzte Kohle mit dem beim Verfahren erzeugten und mit Hilfe des bei der Enderhitzung der Schwelkohle entstehenden Abgases vorerhitzten, gereinigten Schwelgases fluidisiert und geschwelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Wirbelbettschwelofen die vorerhitzte Kohle indirekt mittels eines im Kreislauf geführten Wärmeträgers, z. B. CO2, auf Schweltemperatur gebracht wird.
3. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der dem Wirbelbettschwelofen eingangsseitig über eine Trennstufe ein Vorerhitzer vorgeschaltet ist, während ausgangsseitig für das Schwelgas eine Trennstufe und für die Schwelkohle ein Enderhitzer nachgeschaltet ist, dem eine weitere Trennstufe nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vorerhitzer (4) über eine weitere Trennstufe (2, 3) ein Kohletrockner (I) vorgeschaltet ist.
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennstufen (2, 3; 5, 6; 12, 13; 16, 17) jeweils zwei Zyklone umfassen, wobei der Gasausgang des ersten Zyklons (2, 5; 12, 16) mit dem Gaseingang des zweiten Zyklons (3, 6; 13, 17) verbunden ist.
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