DE2556776A1

DE2556776A1 - Verfahren und vorrichtung zur kokserzeugung

Info

Publication number: DE2556776A1
Application number: DE19752556776
Authority: DE
Inventors: Heihachiro Fujii; Shiro Nebashi; Junji Sakagami; Tatuo Takahashi; Yoshimasa Zaitsu
Original assignee: Fujikasui Engineering Co Ltd
Current assignee: Kubota Kasui Corp
Priority date: 1975-01-17
Filing date: 1975-12-17
Publication date: 1976-07-22
Also published as: FR2297907A1; SE7514122L; FR2297907B1

Description

L'"u,ji liasui Engineering Co., Ltd, £ ο k y ο / Japan

Vorfahren unä Vorrichtung zur Kokserzeugung

Die jiriindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung δχχγ Kokserzeugung aus zu Stücken geformter Kolile. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Koks, der beispielsweise im Hütten- und Gieöereiv/esen, als Brennstoff und in der Chemie verwendbar ist, und zwar Koks, der aus minderwertiger zusammenbackender oder nichtzusammenbackender Kohle u.dgl. in einer innenbeheizten vertikalen Trockendestillationsretorte hergestellt wird₀

In den letzten Jahren sind aufgrund einer ständig anwachsenden Kachfrage nach Eisen und Stahl Hochöfen mit ständig größer werdenden Abmessungen gebaut worden. Dieses führte zu. Problemen hinsichtlich der Versorgung mit Koks, der in Hochöfen als

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ein reduzierendes Kohlenstoffmaterial eingesetzt wird. Als Ausgangsmaterial für die Erzeugung von Koks für Bachöfen ist man bisher im wesentlichen auf gut backende Kohle angewiesen gewesen, vrncl zwar im Hinblick auf die Festigkeit, Gleichförmigkeit und Zersetsungsreaktivität des fertigen Koks. Die Förderung von gut backender Kohle ist ebenso wie die Reserven άεταη begrenzt, so daß die !Notwendigkeit besteht, Koks beispielsweise auch aus Hir-derv/ertigerer backend ei* uvO nichtbackender Kohle herzustellen, nei der Kokserzeugung sind verschiedene Verbesserungen mit Erfolg angewandt worden, beispielsweise die Vergrößerung der Koksofenhöhe, die Verwendung von feuerfesten Ofensteinen mit einer besseren Wärmeleitfähigkeit und das Vorerwärmen der Ausgangskohle. Auch hinsichtlich des Arbeitsablaufes hat nan bei der Kokserzeugung Verbesserungen eingeführt. Der beispielsweise für Hochöfen verwendete Koks wird jedoch im allgemeinen im chargenweisen Betrieb erzeugt, indem ein üblicher vertikaler und extern beheizter Hochofentyp mit Verkokungskammern verwendet wird. Bei der Benutzung derartiger kammerartiger Koksöfen führen jedoch der Ruß und der Rauch, die beim Austragen und Löschen des Kokses erzeugt werden, zu ernsthaften Umweltproblemen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den bekannten Kokserzetagungsverfahren und Kokserzeugungsanlagen anhaftenden Machteile zu beheben bzw. auszuschalten und ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Kokserzeugung aus zu Stücken geformter Kohle zu schaffen, die beispielsweise aus minderwertigerer backender und nichtbackender Kohle hergestellt worden ist, wobei die Verkokung innerhalb einer intern- bzw. innenbeheizten vertikalen Trockendestillationsretorte durchgeführt werden soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren zur kontinuierlichen Koksherstellung durch Verkoken von zu Stücken geformter Kohle in einer innenbeheizten, vertikalen Trockendestillationsretorte dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlestücke in einer ersten Verkokungszone der Retorte mittels

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eines Heizgases bei einer Temperatur von etwa 550° C bis etwa 650 C einem ersten Verkokungsprozeß und d&rn der während des ersten Verkokungsprozesses erhaltene Halbkoks in einer zweiten Verkokungszone der Retorte mittels eines Heizgases bei einer Temperatur von etwa 900° C bis et¹
kokungsprozeß unterworfen werden.

Temperatur von etwa 900° C bis etwa 1100° C einem zweiten Ver-

Gemäß weiterer Erfindung ist vorgesehen, daß mindestens ein Teil des in der zweiten Verkokungszone erzeugten Gases der ersten Verkokungszone als ein Teil des Heizgases für diese erste Verkokungszone zugeführt wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der in der zweiten Verkokungszone hergestellte Koks in einer Kühlzone der Retorte mit einem Kühlgas abgekühlt wird, aus dem die dem Koks entzogene Wärmemenge wiedergewonnen wird.

Die Erfindung bezieht sich, wie bereits erwähnt, auch auf eine innenbeheizte, vertikale Trockendestillationsretorte für die kontinuierliche Kokserzeugung aus zu Stücken geformter Kohle, mit einem Retortengehäuse, das, von oben nach unten, eine erste Verkokungszone, eine Drosselzone und zweite Verkokungszone umfaßt und an dem oberen Ende einen Einlaß für die Beschickung der Retorte mit zu verkokender Kohle und am unteren Ende einen Austragstrichter bzw. -stutzen zum Austragen des erzeugten Kokses aufweist.

Eine derartige Retorte bzw. ein derartiger Verkokungsofen ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß a) die erste Verkokungszone eine im Zentrum des oberen Abschnittes des Innenraumes der ersten Verkokungszone angeordnete konische Haube, die eine gleichmäßige Verteilung der zugeführten Kohle in die erste Verkokungszone und damit eine gleichmäßige Temperaturverteilung in dieser Zone gewährleistet und zum Absaugen des in der ersten Verkokungszone erzeugten Gases dient, und außerdem Einrichtungen um-

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faßt, die in dem unteren Wandabschnitt der ersten Verkokungszone angeordnet sind, und zum Zuführen eines Heizgases in die erste Verkokungszone dienen, während

b) die zweite Verkokungszone einen im Zentrum des oberen Abschnittes des ImenrauiLes der zweiten Verkokungszone angeordneten Stützkörper, um den in der ersten Verkokungszone erzeugten und durch die dazwischenliegende Drosselzone herabfallenden Halbkoks gleichmäßig in der zweiten Verkokungszone zu verteilen und um das in der zweiten Verkokungszone erzeugte Gas abzusaugen, und Einrichtungen in dem unteren Wandungsabschnitt der zweiten Verkokungszone umfaßt, um der zweiten Verkokungszone ein Heizgas zuzuführen, während

c) die dazwischenliegende Drosselzone einen im wesentlichen zylindrischen Querschnitt hat und dazu dient, ein Vermischen der Gase der beiden Verkokungszonen zu verhindern.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den v/eiteren Unteransprüchen.

Es ist bekannt, Preßkohle durch Pressen von minderwertigerer backender und nichtbackender Kohle als auch aus Kohle mit einem Bindemittelzusatz bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und 100° C (das sogenannte Kaltpreßverfahren) oder bei einer Temperatur von etwa 450° C (das sogenannte Heißpressen) herzustellen. Die einzelnen Teilchen der zu Stücken geformten Kohle bzw. Preßkohle werden relativ zueinander durch das Bindemittel in einer solchen Weise gebunden, daß die Abstände zwischen den einzelnen Teilchen sehr gering sind, so daß die Verkokungseigenschaften einer minderwertigeren backenden oder nichtbackenden Kohle beträchtlich erh-öht werden. Eine derartig geformte bzw. hergestellte Kohle wird im allgemeinen zur Verbesserung der Produktionskapazität von Koksöfen und zur Herabsetzung der üblicherweise bei der Kokserzeugung hergestellten hochwertigeren Kohle benutzt, indem diese billigere Kohle mit der üblicherweise für die Koksherstellung verwendeten hochwertigeren Rohkohle gemischt

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wird. Es gibt bereits einige Vorschläge, gemäß welchen Koks nur aus zu Stücken geformter Kohle, d.h. mittels Preßverfahren hergestellter Kohle, erzeugt wird; die bisherigen Vorschläge haben sich in der Praxis jedoch nicht durchsetzen können.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen vertikalen Trockendestillationsretorte zur Kokserzeugung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen im Bereich der zweiten Verkokungszone angeordneten Stütz- bzw. Sattelkörper;

Fig. 3 eine Draufsicht auf abgewandelte Ausführungsforinen eines Stütz- oder Sattelkörpers;

Fig. 4 eine Draufsicht des Kokssammelbehälters der erfindungsgemäßen vertikalen Trockendestillationsretorte, und

Fig. 5 ein Fließdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In den Figuren 1 bis 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trockendestillationsretorte zur Herstellung von Koks dargestellt. Die erfindungsgemäße Retorte zur Koksherstellung umfaßt ein Retortengehäuse 10 und einen Kokssammelbehälter 42. Das Retortengehäuse 10 weist eine erste Verkokungszone 11, eine erste Drosselzone 12, eine zweite Verkokungszone 13, eine zweite Drosselzone 14 und eine Kühlzone 15 auf, die sich in vertikaler Richtung in der angegebenen Reihenfolge von oben nach unten aneinander anschließen.

Die erste Verkokungszone 11 besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse 16, das an seinem unteren Ende in einen sich verjüngenden kegelstumpfförmigen Abschnitt übergeht. An der Oberseite mündet in das Gehäuse 16 der ersten Verkokungszone ein Einlaufstutzen 17 für die Zuführung der zu verkokenden Stückkohle; im Zentrum des oberen Teiles des Ge-

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häuses 16 befindet sich eine konische Haube 18. Der ersten Verkokungszone ist weiterhin ein Leitungssystem 19 zugeordnet, um in den unteren Abschnitt der ersten Verkokungszone ein Heizgas einleiten zu können.

Dem Einlaufstutzen 17 ist ein übliches Förderaggregat 20 zugeordnet, das beispielsweise ein Zellenrad oder einen Rauchschieber umfaßt und an einen Kohlevorratsbehälter angeschlossen ist. Das Förderaggregat 20 dient dazu, der Retorte 10 mit einer im wesentlichen konstanten Zuführgeschwindigkeit gepreßte Stückkohle bestimmter Größe zuzuführen, etwa diamantenförmige Stückkohle mit einer Größe von 65 χ 65 χ 45 mm. Das Förderaggregat 20 dient außerdem auch dazu, eine Luftverunreinigung der Retorte 10 und ein Ausströmen von Gas durch den Einlaufstutzen 17 im wesentlichen zu verhindern. Die konische Haube 18 ist im oberen Abschnitt des Gehäuses 16 zentral in üblicher Weise montiert, und die Haube steht über eine Leitung 22 mit einem Gasauslaß 23 in Verbindung, um Gas aus der ersten Verkokungszone ausströmen zu lassen. Die konische Haube 18 hat im wesentlichen zwei Funktionen. Die eine Funktion besteht darin, die durch den Einlaufstutzen 17 zugeführte Stückkohle gleichmäßig und breit innerhalb des Gehäuses 16 zu verteilen, um in der ersten Verkokungszone 11 eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung zu erhalten. Diese Funktion wird durch die konische Oberseite der Haube 18 erfüllt. Während des Verkokungsprozesses bildet sich in der ersten Verkokungsschicht unter der Haube 18 ein Hohlraum mit einem kreisbogenförmigen Querschnitt, und in der Retorte bzw. in dem Verkokungsofen tritt nicht im Bereich der ersten Verkokungsschicht der sogenannte "Wandeffekt" auf. In der ersten Verkokungszone 11 bildet sich demzufolge eine im wesentlichen horizontale isothermische Zone aus. Die zweite Funktion der Haube 18 besteht darin, das erste Verkokungsgas zu sammeln und abzuleiten, das im wesentlichen aus Koksofengas (COG) besteht, das während des ersten Verkokungsabschnittes aus der Stückkohle und dem für den ersten Verkokungsschritt benötigten Heizgas gebildet ist„ Das erste Verkokungsgas wird aus der

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ersten Verkokungszone 11 mittels eines (nicht dargestellten) Sauggebläses durch das Innere der Haube 18, die Leitung 22 und den Gasauslaß 23 abgesaugt.

Im unteren Teil der Wand der ersten Verkokungszone 11 ist gemäß Fig. 1 das Leitungssystem 19 angebracht, um der ersten Verkokungsstufe Heizgas zuzuführen. Das Leitungssystem 19 gestattet es, mittels geeigneter (nicht dargestellter) Einrichtungen der ersten Verkokungsstufe heißes Heizgas mit einer vorgegebenen Temperatur (beispielsweise etwa 650 bis 750° C) zuzuführen. Das heiße Heizgas wird im wesentlichen in horizontaler Richtung zum Zentrum bzw. zur Achse des Innenraumes der ersten Verkokungsstufe 11 eingeblasen, und zwar durch mehrere Heizgasblasöffnungen 24, die am Innenumfang des unteren Abschnittes des Gehäuses 16 ausmünden.

Die zweite Verkokungszone 13 wird durch ein Gehäuse 25 gebildet, dessen Mittelabschnitt, bezogen auf den Innenraum, im wesentlichen zylindrisch ist, während die oberen und unteren Gehäuseabschnitte einen sich verjüngenden kegelstumpfförmigen Querschnitt haben. Im Bereich der zweiten Verkokungsstufe 13 ist im Zentrum des oberen Abschnittes ein Sattel- bzw« Stützkörper angeordnet, und im unteren Wandungsabschnitt des Gehäuses befindet sich ein Leitungssystem 27, um der zweiten Verkokungsstufe Heizgas zuführen zu können. Der Körper 26 besteht aus einer flachen Platte 28 und sternförmig angeordneten Tragschenkeln 29. Der Körper 26 dient dazu, den aus der ersten Verkokungsstufe 11 durch die erste Drosselzone 12 in die zweite Verkokungsstufe 13 fallenden Halbkoks gleichmäßig zu verteilen, so daß die Temperaturverteilung in der zweiten Verkokungsstufe gleichförmig ist. Auf diese Weise bildet sich unterhalb des Körpers 26 in der zweiten Verkokungsschicht ein. nicht festgepackter konkaver Körper aus Halbkoks, und in der zweiten Verkokungsschicht der Retorte tritt nicht der sogenannte "Wandeffekt" auf„ Auf diese Weise bildet sich in der zweiten Verkokungszone 13 eine im wesentlichen horizontale isothermische Zone aus. Dadurch wird Koks mit gleichförmigen

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Eigenschaften erhalten. Der Stütz- oder Sattelkörper 26 dient außerdem auch noch dazu, das zweite Verkokungsgas aufzufangen und wegzuleiten, das im wesentlichen aus Koksofengas (COG) besteht, welches während des zweiten Verkokungsschrittes des Halbkokses und aus dem der zweiten Verkokungsstufe zugeführten Heizgas entsteht, ohne daß dieses zweite Verkokungsgas im wesentlichen Umfang in die erste Verkokungszone 11 gelangt. Das zweite Verkokungsgas strömt aus der zweiten Verkokungszone 13 durch im wesentlichen trog- oder rinnenförmige Gaskanäle 30, die innerhalb oder unter den Tragschenkeln 29 verlaufen, und anschließend durch einen Gasauslaß 31. Der halbfertige Koks fällt in die zweite Verkokungsstufe durch mehrere sternförmig angeordnete Öffnungen 32 (siehe Fig. 2).

Der Stütz- oder Sattelkörper 26 kann statt aus einer flachen Platte 28 auch die in Fig. 3 dargestellte, teilweise konische Form 28' oder die ebenfalls in Fig. 3 dargestellte Bogenform 28" haben. Die flache Platte 18 kann außerdem auch polygonal, beispielsweise hexagonal, oktagonal od.dgl. sein.

Das Leitungssystem 27 dient dazu, die zweite Verkokungszone 15 mit mittels geeigneter (nicht dargestellter) Einrichtungen zugeführtem heißem Heizgas zu versorgen, das eine bestimmte Temperatur (beispielsweise etwa 1100 bis 1300° C) hat. Das heiße Heizgas wird horizontal in Richtung auf das Zentrum des Innenraumes des die zweite Verkokungszone bildenden Gehäuses 25 durch mehrere Heizgasblasöffnungen 33 eingeblasen, die entlang des Innenumfanges des unteren Abschnittes des Gehäuses 25 verteilt sind.

Die Kühlzone 15 wird durch ein Gehäuse 35 gebildet, dessen Mittelabschnitt, bezogen auf den Innenraum, ein im wesentlichen zylindrischen Querschnitt hat, während die oberen und unteren Abschnitte eine sich verjüngende kegelstumpfförmige Gestalt haben. Die Kühlzone 15 umfaßt einen Sattel- bzw. Stützkörper 26 im Zentrum des oberen Abschnittes des Gehäuses 35 und zur Zuführung von Kühlgas ein Leitungssystem 37, das sich

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innerhalb der Umfangswandung des unteren Kühlzonenabschnittes befindet.

Der Stützkörper 36 hat im wesentlichen die gleiche Konstruktion wie der Stützkörper 26 und besteht aus einer flachen Platte
38 und Tra&schenkeln 39, wobei weiterhin auch ein Gaskanal 40 vorhanden ist. Der Stützkörper 36 dient dazu, den aus der
zweiten Verkokungszone 13 durch die Drosselzone 14 herabfallenden Koks gleichmäßig innerhalb der Kühlzone 15 zu verteilen, um die in dem Koks vorhandene Wärme wirksam wiedergewinnen zu
können. Der Stützkörper 36 dient auch dazu, das Kühlgas aus
der Kühlzone aufzufangen und durch einen Kühlgasauslaß 41 abzuleiten, ohne daß Kühlgas im wesentlichen Umfang in die zweite Verkokungszone 13 gelangt.

Am unteren Ende des Retortengehäuses ist ein Austragstrichter mit im wesentlichen zylindrischem Querschnitt angeordnet;
dieser Austragstrichter ist von oben her in den Kokssammelbehälter 42 hineingeführt, der zum Zwecke der Abdichtung des
Austragstrichters 34 mit Wasser gefüllt ist. Der Kokssammelbehälter 32 ist drehbar auf einer (nicht dargestellten) Basis
unterhalb des Retortengehäuses 10 gelagert. Der Kokssammelbehälter 42 wird langsam mittels eines (nicht dargestellten)
üblichen Antriebes mit einer Geschwindigkeit von beispielsweise etwa 0,5-2 U/min_ein Drehung versetzt, wobei die Drehzahl von der Erzeugungsgeschwindigkeit des Koks derart abhängt, daß die Stückkohle jeweils für eine bestimmte Zeit innerhalb der Retorte 10 verweilt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befinden sich in dem Kokssammelbehälter 42 ein exzentrischer Sattelkörper 43 und ein Gitter bzw. Rost 44, durch die gewährleistet ist, daß der Koks gleichmäßig aus der Retorte 10 in den Kokssammelbehälter 42 gelangt. In dem
Kokssammelbehälter 42 ist mindestens eine Austrageschurre 45 angebracht, deren Breite von der Kokserzeugungskapazität der Retorte bzw. des Koksofens abhängt. Diese Austragsschurre 45 ist im wesentlichen mit der inneren Umfangsfläche des rotierenden Kokssammelbehälters 42 in Kontakt. Die Austragsschurre

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45 erstreckt sich im wesentlichen von dem Boden des Kokssammelbehälters 42 bis zur oberen Innenkante desselben (siehe Fig. 4). Die Austragsschurre 45 ist mittels (nicht dargestellter) Organe beispielsweise am Retortengehäuse 10 befestigt, so daß die Austragsschurre 45 nicht zusammen mit dem Kokssammelbehälter 42 rotiert. Der Koks gelangt durch den Austragstrichter 34 in den Kokssammelbehälter 42, aus dem er kontinuierlich von der Austragsschurre 45 zu einer Stelle herausgefördert wird, an der der Koks an ein (nicht dargestelltes) weiteres geeignetes Förderorgan übergeben wird₀ Die Austragsschurre 45 hat beispielsweise die Form einer flachen Platte, einer abgerundeten U-förmigen Platte oder einer rechteckigen U-förmigen Platte.

Zum Austragen des feuchten Kokses ist vorstehend ein mittels Wasser abgedichteter Behälter 42 beschrieben, ohne daß jedoch die vorliegende Erfindung auf eine derartige Technik beschränkt ist. Es kann beispielsweise auch eine trockene Koksaustragstechnik angewendet werden, bei dem der in der Retorte bzw. in dem Verkokungsofen gebildete Koks aus der Retorte beispielsweise mittels eines Drehventils ausgetragen wird, das unterhalb einer Kammer liegt, die ein Gitter, etwa das Gitter · 44, umfaßt, und in der der Koks mittels eines B'örderaggregates weitergefördert wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Retorte hat im wesentlichen die folgenden Abmessungen bzw. Grö.ßenverhältnisse:

D₂ = etwa 0.3 bis etwa 0.6 D₁ .„... (1)

D- = etwa 0.6 bis etwa 1.0 D₁ (2)

D^ = etwa 0.3 bis etwa 0.6 D₁ .„... (3)

Dc = etwa 0.3 bis etwa 0.5 D₁ (4)

D₆ = etwa 0.3 bis etwa 0.6 D, ..... (5)

D~ - etwa 0.6 bis etwa 1.0 D_{1 oe}... (6)

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D^ = Durchmesser des Gehäuses der ersten Verkokungszone Dp = Durchmesser des Gehäuses der ersten Drosselzone D-, = Durchmesser des Gehäuses der zweiten Verkokungszone Di ss Durchmesser des Gehäuses der zweiten Drosselzone Dc ss Durchmesser der Haube 18

Dg = Durchmesser der Stützkörper 26 und 36 D₇ = Durchmesser des Gehäuses der Kühlzone

(siehe dazu auch die Maßpfeile D₁ Ms D₇ in Fig. 1).

Das erfindungsgeniäße Verkokungs- bzw. Koksherstellungsverfahren, bei dem von gepreßte Stückkohle ausgegangen wird, wird im folgenden unter Bezugnahme auf das Fließbild gemäß Fig. 5 beschrieben.

Eine innen beheizte vertikale Trockendestillationsretorte 10 wird an ihrem oberen Ende mit Kohlestücken 21 beschickt, die mittels eines heißen Heizgases 46 trocken destilliert werden, das eine Temperatur von etwa 650 bis etwa 750° C hat und durch ein Heizgasversorgungssystem 19 zugeführt wird. Die Kohlestücke 21 werden in einem ersten Verkokungsschritt bei einer Temperatur von etwa 550 bis etwa 650 C zu einem ersten Verkokungsgas und zu einem Halbkoks verkokt. Der auf diese Weise erhaltene Halbkoks fällt durch die erste Drosselzone 12 in eine zweite Verkokungszone 13. Das während des ersten Verkokungsschrittes erzeugte erste Verkokungsgas wird zusammen mit dem Heizgas als Koksofengas 47 durch die Haube 18 aus der ersten Verkokungszone 11 abgesaugt. Das Koksofengas 47 besteht demzufolge aus dem ersten Verkokungsgas und dem Heizgas. Das beispielsweise mittels eines Sauggebläses 48 abgesaugte Koksofengas vorzugsweise wird anschließend geeigneten Gasreinigungsverfahren unterworfen, und zwar beispielsweise zum Zwecke der Entschwefelung, des Entfernens von Ammoniak, Benzol, Zyaniden Uodgl., so daß es dann als Brenn- bzw. Heizgas verwendet werden kann_o Das Gas 47 kann auch zur Erwärmung des Heizgases 46 be-' nutzt werdenο

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Der Halbkoks fällt durch die erste Drosselzone auf die Oberseite des Stützkörpers 26 ijnd anschließend gleichförmig verteilt in die zweite Verkokungszone 13. Der Halbkoks wird durch ein heißes Heizgas 49, das eine Temperatur von etwa 1100 bis etwa 1300° C hat und durch das Heizgasleitungssystem 27 zugeführt wird, trocken destilliert. Dadurch wird der Halbkoks bei einer Temperatur von etwa 900 bis etwa 1100° C in einem zweiten Verkokungsschritt zu einem zweiten Verkokungsgas und Koks verkokt. Der Verkokungsprozeß ist damit vollständig abgeschlossen. Das während des zweiten Verkokungsschrittes entstandene zweite Verkokungsgas wird zusammen mit dem Heizgas als Koksofengas 50 durch den Stützkörper 26 aus der zweiten Verkokungszone 13 abgesaugt. Das Koksofengas■50 besteht demzufolge aus dem zweiten Verkokungsgas und dem Heizgas. Das Koksofengas 50 kann vorzugsweise direkt als ein Teil des während des ersten Verkokungsschrittes benutzten Heizgases 46 verwendet werden.

Das in der ersten Verkokungszone verwendete Heizgas 46 kann aus einem Gas 55 bestehen, das durch Verbrennen eines Brennstoffes 52 mit Luft 53 in einem Heizgaserzeugungsofen 54 hergestellt wird. Dem Gas 55 kann vorzugsweise das Koksofengas 50 zugemischt werden. Die Temperatur und die Strömungsgeschwindigkeit des Heizgases 46 kann durch Steuerung und Auswahl des Types und der Menge des Brennstoffes 52 und der dem Ofen 54 zugeführten Luftmenge gesteuert werden_o Das in der zweiten Verkokungsstufe 13 verwendete Heizgas 49 wird in einem zweiten Heizgaserzeugungsofen 56 durch Verbrennen eines Brennstoffes 61 mit Luft 62 hergestellt. Wenn in die zweite Verkokungsstufe 13 Dampf eindringt, wird die Festigkeit des hergestellten Koks herabgesetzt. Aus diesem Grunde soll der Wasserstoffgehalt des Brennstoffes 57, der zur Erzeugung des Heizgases 49 verwendet wird, so niedrig wie möglich sein. Ein solches Gas umfaßt beispielsweise Hochofen- bzw_o GicHgas u.dgl.. Der in der zweiten Verkokungszone 13 vollständig verkokte Koks fällt durch die zweite Drosselzone 14 auf die Oberseite des Stützkörpers 36, von wo aus er gleichmäßig verteilt

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in die Kühlzone 15 herabfällt. Der Koks wird durch ein, durch das Leitungssystem 37 zugeführtes Inertkühlgas 57 auf etwa 200° C abgekühlt. Der abgekühlte Koks gelangt kontinuierlich aus der Kühlzone 15 durch den Austragstrichter bzw. Austragsstutzen 34 in den rotierenden, Wasser 60 enthaltenden Kokssammerbehälter 42. In dem Behälter 42 befinden sich der exzentrische Sattelkörper· 43 und das Gitter 44, die ein gleichmäßiges und reibungsloses Austragen des hergestellten Kokses gewährleisten. Der Koks wird weiter auf etwa 60-80 C durch das Wasser 60 abgekühlt, das auch dazu dient, die Retorte 10 an ihrem unteren Ende abzudichten. Der Koks verläßt dann den rotierenden Behälter 12 über die stationäre Austragsschurre 45.

Das die Kühlzone 15 durch den Stutzkörper 36 verlassende Kühlabgas 58 hat nach der Abkühlung des Kokses in der Kühlzone 15 eine Temperatur von etwa 700 - 800° C. Das Gas 58 wird in einer geeigneten Wärinewiedergewinnungsanlage 59 einer ■Wärmewiedergewinnungsbehandlung unterworfen und auf beispielsweise 40° C abgekühlt. Das abgekühlte Gas wird dann wieder in die Kühlzone 15 als das Kühlgas 57 zurückgeleitet, nachdem das Dampfkondensat abgeschieden worden ist. Mittels der Kühlzone 15 wird somit wirkungsvoll die in dem Koks vorhandene Wärme rückgewonnen, wobei außerdem die Handhabung des Kokses erleichtert wird. Wenn zum Austragen des Kokses aus der Retorte 10 ein eine Wasserabdichtung bewirkender Kokssammelbehälter 42 benutzt wird, wird weiterhin der Dampf, der in dem Behälter 42 durch die Restwärme des Kokses erzeugt wird, durch die Kühlzone 15 hindurch aus der Retorte 10 abgeleitet, ohne daß Dampf in größerem Umfang in die zweite Verkokungszone 13 gelangen kann«, Dadurch wird wirkungsvoll eine Verringerung der Festigkeit des hergestellten Kokses verhindert; eine derartige Festigkeitsherabsetzung könnte durch Vermischen des im Bereich des Kokssammelbehälters 42 erzeugten Dampfes mit dem zweiten Verkokungsgas in der zweiten Verkokungsstufe 13 hervorgerufen werden.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die gebildeten Kohlestücke während eines Zeitraumes von etwa 4-6 Stunden bei einer Temperatur von etwa 550 - 650° C in einem ersten Verkokungsschritt zu Halbkoks und Koksofengas verkokt. Anschließend werden die Halbkoksstücke während eines Zeitraumes von etwa 1-2 Stunden bei einer Temperatur von etwa 900 - 1100° C in einem zweiten Verkokungsschritt zu Koks und Koksofengas verkokt. Der Koks wird dann etwa 2-3 Stunden lang in der Kühlzone mittels eines Inertkühlgases abgekühlt, das zur Wiedergewinnung der in dem Koks enthaltenen Wärmemenge dient.

Bei der erfindungsgemäßen Retorte gewährleisten die beiden Drosselzonen 12 und 13, die zwischen den beiden Verkokungszonen einerseits bzw. der zweiten Verkokungszone 13 und der Kühlzone 15 angeordnet sind, eine bestimmte Druckbilanz bzw. Druckverteilung in ,jeder Zone der Retorte. Dadurch wird im wesentlichen eine Vermischung von Gasen jeder der einzelnen Zonen miteinander verhindert. Der bevorzugte Betriebsdruck in jeder Zone ist wie folgt:

Erste Verkokungszone 11:

oben: etwa -5 bis -10 mmH^O

unten: etwa 100 bis 150 mrnHpO

Zweite Verkokungszone 13:

oben: etwa 105 bis 155 mmHpO

unten: etwa 150 bis 250 g Kühlzone:

oben: etwa 150 bis 250 mmH₂0

unten: etwa 250 bis 350 mmHpO

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des folgenden Beispiels beschrieben, das jedoch keinen die Erfindung einschränkenden Charakter hat.

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Beispiel

Gemäß dem Flußdiagramm von Fig. 5 wurden gepreßte Kohlestücke mit einer Größe von 65 mm χ 65 mm χ 45 ram verkokt, die in einem Kaltformprozeß unter Verwendung von Pech hergestellt worden waren. Es wurde eine aus feuerfestem Stein hergestellte Retorte mit folgenden Abmessungen verwendet:

erste Verkokungszone: 700 mm 0 χ 1200 mm H

erste Drosselzone: 500 mm 0 χ 1000 mm H

zweite Verkokungszone: 600 mm 0 χ 500 mm H

zweite Drosselzone: 500 mm 0 χ 1000 mm H

Kühlzone: 600 mm 0 χ 1000 mm H

Austragstrichter bzw. -stutzen: 500 mm 0 χ 1000 mm H

Die gepreßte Rohkohle, deren Temperatur bei Raumtemperatur lag, wurde kontinuierlich und automatisch von oben her der Retorte zugeführt und kontinuierlich unter den folgenden
Bedingungen verkokt:

zugeführte Kohlenmenge:	2 t/Tag
erstes Heizgas
Eingangstemperatur:	650 - 700° C
Einlaßdruck:	etwa 100 mm H₂O
Strömungsgeschwindigkeit:	etwa 100 Nm³/H
erstes Verkokungsabgas
Auslaßtemepratur:	etwa 230° C
Auslaßdruck:	etwa -10 mmHpO
Strömungsgeschwindigkeit:	etwa 120 Nm³/H
Verweilzeit der Kohlestücke	in der
ersten Verkokungszone:	etwa 5 Stunden
zweites Heizgas
Einlaßtemperatur:	etwa 1200° C
Einlaßdruck:	etwa 200 mmHgO
Strömungsgeschwindigkeit:	etwa 70 Nm³/H
zweites Verkokungsabgas
Auslaßtemperatur:	etwa 650° C
Auslaßdruck:	etwa 100 mmH₂0
Strömungsgeschwindigkeit	etwa 80 Nm⁵/H
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Verweilzeit des Halbkokses in der

zweiten Verkokungszone: etwa 1,4 Stunden

Kühlzonenkühlgas

Einlaßtemperatur: etwa 40° C

Einlaßdruck: etwa 300 mmH₉0

Strömungsgeschwindigkeit: etwa 85 Nm /H

Auslaßtemperatur: etwa 800° C

Auslaßdruck: etwa 200 mmHr,0

3 Strömungsgeschwindigkeit: etwa 86 Nm /H

Verweilzeit des Kokses in der
Kühlzone: etwa 2,2 Stunden

Für die zweite Verkokungszone wurde ein Heizgas hergestellt, indem Hochofen- bzw=, Gichtgas in einem zweiten Heizgaserzeugungsofen verbrannt wurde, und das so erhaltene Heizgas wurde dann einem Heizgaseinlaß der zweiten Verkokungszone zugeführt, Für die erste Verkokungszone wurde ein Heizgas erzeugt, indem das zweite Verkokungsabgas mit einem Teil des Gases gemicht wurde, das in dem zweiten Heizgaserzeugungsofen hergestellt worden war. Als Kühlgas wurde Stickstoff verwendet. Nach Abkühlung des Kokses wurde das Stickstoffgas in einem Wasserkühler abgekühlt und dann mittels eines Sauggebläses zu einem Kühlgaseinlaß der Kühlzone zurückgeführt. Die Zusammensetzung des in der ersten Verkokungszone erhaltenen Koksofengases war wie folgt:

Komponente Anteil (Vol.-?6)

N₂ 55.3

CO 1.5

CO₂ 21.3

H₂ 13.1

₄ 7.8

CnHm 1

Bemerkung: Der Gesamtheizwert des Gases betrug 1120

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Die erhaltene Koksmenge betrug 1,6 t/Tag und die pyhsikalischen Eigenschaften des Kokses waren wie folgt:

Größe: etwa 56 mm χ 56 mm χ 41 mm

Spezifisches Gewicht: 1,31

Trommelfestigkeit (JIS): Trommelindex 30/15 93 - 96%

Trommelindex 150/15 84 -87!»

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Claims

- 18 Patentansprüche

1. Verfahren zur kontinuierlichen Koksherstellung durch Verkoken von zu Stücken geformter Kohle in einer innen beheizten vertikalen Trockendestillationsretorte, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlestücke in einer ersten Verkokungszone der Retorte mittels eines Heizgases bei einer Temperatur von etwa 550° C - etwa 650° C einem ersten Verkokungsprozeß und dann der während des ersten Verkokungsprozesses erhaltene Halbkoks in einer zweiten Verkokungszone der Retorte mittels eines Heizgases bei einer Temperatur von etwa 900° C - etwa 1100° C einem zweiten Verkokungsprozeß unterworfen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des in der zweiten Verkokungszone erzeugten Gases der ersten Verkokungszone als ein Teil des Heizgases für diese erste Verkokungszone zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in der zweiten Verkokungszone hergestellte Koks in einer Kühlzone der Retorte mit einem Kühlgas abgekühlt wird, aus dem die dem Koks entzogene Wärmemenge wiedergewonnen wird.

4. Innen beheizte vertikale Trockendestillationsretorte für die kontinuierliche Kokserzeugung aus zu Stücken geformter Kohle, mit einem Retortengehäuse, das von oben nach unten eine erste Verkokungszone, eine Drosselzone und eine zweite Verkokungszone umfaßt und an dem oberen Ende einen Einlaß für die Beschickung der Retorte mit zu verkokender Kohle und am unteren Ende einen Austragstrichter bzw» -stutzen zum Austragen des erzeugten Kokses aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die erste Verkokungszone (11) eine im Zentrum des oberen Abschnittes des Innenraumes der ersten Verkokungszone

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angeordnete konische Haube (18), die eine gleichmäßige Verteilung der zugeführten Kohle in die erste Verkokungszone und damit eine gleichmäßige Temperaturverteilung in dieser Zone gewährleistet und zum Absaugen des in der ersten Verkokungεζone erzeugten Gases dient, und außerdem Einrichtungen (19, 24) umfaßt, die in dem unteren Wandabschnitt der ersten Verkokungszone angeordnet sind, und zum Zuführen eines Heizgases in die erste Verkokungszone (11) dienen, während

b) die zweite Verkokungszone (13) einen im Zentrum des oberen Abschnittes des Innenraumes der zweiten Verkokungszone (13) angeordneten Stützkörper (26) um den in der ersten Verkokungszone (11) erzeugten und durch die dazwischenliegende Drosselzone (12) herabfallenden Halbkoks gleichmäßig in der zweiten Verkokungszone (13) zu verteilen und um das in der zweiten Verkokungszone (13) erzeugte Gas abzusaugen, und Einrichtungen (27, 33) in dem unteren Wandungsabschnitt der zweiten Verkokungszone (13) umfaßt, um der zweiten Verkokungszone (13) ein Heizgas zuzuführen,

c) die dazwischenliegende Drosselzone (12) einen im wesentlichen zylindrischen Querschnitt hat und dazu dient, ein Vermischen der Gase der beiden Verkokungszonen (11 und 13) zu verhindern.

, Retorte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß von oben nach unten zwischen der zweiten Verkokungszone (13) und dem Austragstrichter bzw. -stutzen (34) eine zweite Drosselzone (14) und anschließend eine KUhlzone (15) angeordnet sind, wobei die zweite Drosselzone (14) einen im wesentlichen zylindrischen Querschnitt hat und durch ein Gehäuse zwischen der zweiten Verkokungszone (13) und der Kühlzone (15) gebildet ist und dazu dient, ein Vermischen der Gase von der zweiten Verkokungszone (13) und der Kühlzone (15) miteinander zu verhindern, während die Kühlzone (15) einen im Zentrum ihres oberen Abschnittes angeordneten Stützkörper (36), um den aus der zweiten Verkokungsstufe (13) durch die zweite Drosselzone (14) nach unten

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fallender. Koks gleichmäßig innerhalb der Kühlzone zu verteilen und um außerdem das Abgas aus der Kühlzone 05) wegzuleiten, und Einrichtungen umfaßt, um der Kühlzone (15) zum Abkühlen des erzeugten Kokses ein Kühlgas zuzuführen und um die in dem Koks vorhandene und. von dem Kühlgas aufgenommene Wärmemenge wiederzugewinnen, wobei die Einrichtungen zum Zuführen des Kühlgases im Bereich des unteren Wandungsabschnittes der Kühlzone angeordnet sind.

6. Retorte nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen drehbar auf einer Basis gelagerten Kokssammelbehälter (42) umfaßt, in den mittels Wasser abgedichtet der Austragstrichter bzw. -stutzen (34) mündet, und daß der Kokssammelbehälter (42) zur gleichmäßigen und reibungsfreien Verteilung des Koks innerhalb des Kokssammelbehälters (42) einen Sattelkörper (43) und außerdem zum Austragen des Koks aus dem Kokssammelbehälter (42) eine Austragsschurre (45) enthält, die an dem unteren Ende des Retortengehäuses befestigt ist und vom Boden des Kokssammelbehälters (42) bis zum oberen Innenrand desselben verläuft nur in Beinahe-Kontakt mit dem Kokssammelbehälter (42) ist_o

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